(57)【要約】【課題】添加弁の詰まり抑制を的確に行いつつ、その詰まり抑制を目的とした燃料添加制御を実施するときに無駄な燃料消費が生じることを抑制する。【解決手段】添加弁４６からの燃料添加を通じて触媒床温を目標床温へと上昇させる昇温制御が行われる。同制御中においては、添加弁４６の燃料添加量の補正に用いられる補正値Ｋが触媒床温と目標床温との間のずれに対応する値となるよう算出され、ＲＡＭに記憶される。そして、添加弁４６での詰まりが発生している旨判断されると、添加弁４６の詰まり抑制を目的とした同添加弁４６の燃料添加制御が実施される。こうした燃料添加制御に関しては、ＲＡＭに記憶された補正値Ｋが大きいほど強く行われるとともに、同補正値Ｋが小さいほど弱く行われる。【選択図】図１
2008196443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系に設けられた触媒に未燃燃料成分を供給すべく同排気系への燃料添加を行う添加弁と、その添加弁からの燃料添加によって触媒床温を目標床温へと上昇させる昇温制御の実施中に前記添加弁の燃料添加量の補正に用いられる補正値を前記触媒床温と前記目標床温とに基づき両者のずれに対応する値となるよう算出する算出手段と、前記添加弁の詰まり抑制を目的とした同添加弁の燃料添加制御を実施する制御手段とを備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記補正値が前記添加弁での詰まりの有無を判断するための判定値以上であるか否かを判断し、前記補正値が前記判定値以上であることに基づき前記添加弁での詰まりが発生している旨判断する判定手段を備え、
前記制御手段は、前記判定手段によって前記添加弁での詰まりの発生ありの旨判断されたときには、前記補正値が大きいほど前記燃料添加制御での前記添加弁の詰まり抑制を強く行い、前記補正値が小さいほど前記燃料添加制御での前記添加弁の詰まり抑制を弱く行う
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記内燃機関においては、排気系に排気中の粒子状物質を捕集するフィルタが設けられ、前記添加弁からの燃料添加により前記昇温制御を行って前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させて除去するフィルタ再生が所定の間隔をおいて実施され、
前記制御手段は、前記添加弁の詰まり抑制を目的とした同添加弁の燃料添加制御として前記フィルタ再生の実施間隔の変更を行うものであり、前記判定手段によって前記添加弁での詰まりの発生ありの旨判断されたとき、前記補正値が大きいほど前記フィルタ再生の実施間隔を短くするとともに、前記補正値が小さいほど同実施間隔を長くする
請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記フィルタ再生は、前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が予め定められた閾値に達したときに開始され、その後に前記粒子状物質が除去された旨判断されることに基づき停止されるものであり、
前記制御手段は、前記判定手段によって前記添加弁での詰まりの発生ありの旨判断されたとき、前記補正値が大きいほど前記閾値を小さくするとともに、前記補正値が小さいほど同閾値を大きくする
請求項２記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記添加弁の詰まりを生じさせることなく同添加弁からの燃料添加を休止可能な時間である最大休止期間を機関運転状態に応じて設定し、前記添加弁からの燃料添加が行われた後に前記最大休止期間が経過しても燃料添加が行われないとき同添加弁からの燃料添加を行うことにより、前記添加弁の詰まり抑制を目的とした同添加弁の燃料添加制御を実施するものであり、
前記判定手段によって前記添加弁での詰まりの発生ありの旨判断されたとき、前記補正値が大きいほど機関運転状態に応じて設定された前記最大休止期間を短くするとともに、前記補正値が小さいほど同最大休止期間を長くするものである
請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記内燃機関においては、排気系に排気中の粒子状物質を捕集するフィルタが設けられ、前記添加弁からの燃料添加により前記昇温制御を行って前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させて除去するフィルタ再生が所定の間隔をおいて実施され、
前記制御手段は、前記添加弁の詰まり抑制を目的とした同添加弁の燃料添加制御として前記フィルタ再生の停止中に同添加弁からの集中的な間欠燃料添加を行うものであり、前記判定手段によって前記添加弁での詰まりの発生ありの旨判断されたとき、前記補正値が大きいほど前記フィルタ再生の停止中における前記集中的な間欠燃料添加の実施回数を多くするとともに、前記補正値が小さいほど前記フィルタ再生の停止中における前記集中的な間欠燃料添加の実施回数を少なくする
請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記フィルタ再生は、前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が予め定められた閾値に達したときに開始され、その後に前記粒子状物質が除去された旨判断されることに基づき停止されるものであり、
前記制御手段は、前記フィルタ再生の停止中に行われる前記集中的な間欠燃料添加の実施回数を前記補正値の増加に応じて多くなるよう設定し、前記フィルタ再生の停止中に前記フィルタでの粒子状物質の堆積量が前記設定された実施回数に「１」を加えた値で前記閾値を除算して得られる値だけ増加する毎に前記集中的な間欠燃料添加を実施する
請求項５記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車載用ディーゼルエンジン等の内燃機関に適用される排気浄化装置として煤を主成分とする粒子状物質（ＰＭ：ParticulateMatter）を捕集するＰＭフィルタや、窒素酸化物（ＮＯｘ）に関する排気浄化を行う吸蔵還元型のＮＯｘ触媒を担持した触媒コンバータを排気系に設けたものが知られている。こうした排気浄化装置では、排気浄化能力を回復させることを目的として、排気系に設けられた添加弁からの燃料添加を通じて触媒への未燃燃料成分の供給を行うことにより同触媒を目標床温まで昇温させる昇温制御が実施される。
【０００３】
例えば、ＰＭフィルタ及び触媒コンバータでは粒子状物質の堆積による目詰まりが生じるため、その粒子状物質を燃焼（酸化）させて同目詰まりを解消するフィルタ再生が行われ、同フィルタ再生の実現のために上記昇温制御が実施される。そして、この昇温制御では、添加弁からの燃料添加を通じての触媒への未燃燃料成分の供給により、炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等の成分が排気中や触媒上で酸化反応され、その酸化反応に伴う発熱で触媒床温が目標床温まで昇温される。このように触媒床温が高温化することにより、ＰＭフィルタ及び触媒コンバータが高温環境下におかれて堆積する粒子状物質が除去され、同ＰＭフィルタにおける粒子状物質の捕集能力の回復が図られる。
【０００４】
ところで、排気浄化装置の添加弁においては、内燃機関の排気系に設けられて高温の排気に曝されているため、その排気の熱によって噴孔付近に残る燃料が固化したり、排気中の微粒子が噴孔回りに付着したりして、詰まりを招くという不具合が生じる。その結果、昇温制御の際の添加弁から排気系への燃料添加量が少なくなるなど、同添加弁からの燃料添加を適切に行えなくなるおそれがある。そこで特許文献１では、添加弁からの燃料添加が行われた後における添加弁の詰まり発生タイミングを推定し、そのタイミングに合わせて添加弁の詰まり抑制のための対策を講じるようにしている。
【０００５】
上記詰まりの発生タイミングを推定する方法として、特許文献１には以下の（ア）〜（オ）に示される方法が提案されている。
（ア）添加弁からの燃料添加が行われた後の時間経過が所定時間以上になった時点を添加弁の詰まり発生タイミングとする。このように詰まり発生のタイミングを推定できるのは、上記時間経過と共に添加弁の噴孔回りに残留した燃料の固化が進むためである。
【０００６】
（イ）添加弁からの燃料添加が行われた後であって排気温度の積算値が所定値以上になった時点を添加弁の詰まり発生タイミングとする。このように詰まり発生のタイミングを推定できるのは、排気温度が高いほど添加弁の噴孔回りに残留した燃料の固化が進むとともに、かつ添加弁からの燃料添加が行われた後の時間経過と共に添加弁の噴孔回りに残留した燃料の固化が進むためである。
【０００７】
（ウ）添加弁からの燃料添加が行われた後であって同添加弁の噴孔回りに残留した燃料の受熱量の積算値が所定値以上になった時点を添加弁の詰まり発生タイミングとする。このように詰まり発生のタイミングを推定できるのは、添加弁の噴孔回りに残留した燃料が排気から多くの熱量を受けるほど、同燃料の固化が進むためである。
【０００８】
（エ）添加弁からの燃料添加が行われた後の排気温度の積算値及び排気流量に基づいて添加弁の詰まり発生タイミングを推定する。このように詰まり発生のタイミングを推定できるのは、排気温度が高くかつ排気流量が多いほど、添加弁の噴孔回りに残留した燃料の固化が進むためである。
【０００９】
（オ）添加弁からの燃料添加が行われた後であって添加弁に作用する燃料圧力の積算値が所定値以上になった時点を添加弁の詰まりタイミングとする。このように詰まり発生のタイミングを推定できるのは、添加弁に作用する燃料圧力が高いほど、同添加弁から噴孔回りに漏出する燃料の量が多くなり、その噴孔回りでの燃料の固化が進むためである。
【００１０】
また、上記詰まりの発生タイミングに合わせて行われる添加弁の詰まり抑制のための対策として、特許文献１には以下の（Ａ）及び（Ｂ）に示される対策が提案されている。
（Ａ）詰まり発生タイミングを迎える前に詰まり抑制のための添加弁からの燃料添加を行う。こうした添加弁からの燃料添加の実施により、添加弁における噴孔回りに残留した燃料が固化する前に除去されるため、その燃料の固化による添加弁の詰まりが抑制されるようになる。
【００１１】
（Ｂ）詰まり発生タイミングを迎えた後の添加弁からの燃料添加の際、燃料添加量の増量や燃料添加圧の増圧を行う。こうした燃料添加量の増量や燃料添加圧の増圧を実施することにより、添加弁における噴射孔回りに残留した燃料が固化した後であっても、それを洗い流して固化した燃料による添加弁の詰まりを抑制することができるようになる。
【特許文献１】特開２００３−２２２０１９公報（段落［００１２］〜［００３１］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、添加弁からの燃料添加が行われた後における添加弁の詰まり発生タイミングを推定し、そのタイミングに合わせて添加弁の詰まり抑制のための対策を講じることにより、添加弁からの燃料添加を適切に行えなくなるという不具合の発生を抑制することができるようにはなる。
【００１３】
ただし、上記（ア）〜（オ）に示されるように、内燃機関の排気温度や排気流量、添加弁からの燃料添加後の経過時間、添加弁の噴孔回りに残留した燃料の受熱量、及び添加弁に作用する燃料圧力といった各種パラメータを用いて添加弁の詰まり発生タイミングを推定した場合、その推定を大まかにしか行うことができない。これは、上記各種パラメータは添加弁の噴孔回りでの燃料の固化の進み具合に影響を及ぼすパラメータでしかなく、添加弁の詰まり度合いに応じて追従性よく変化する種類のものではないことから、これら各種パラメータから添加弁の詰まり度合いを正確に知ることが困難なためである。
【００１４】
従って、上述したように推定される詰まり発生タイミングに関しては、的確に詰まりを抑制するうえでの安全を見込んで、実際の添加弁の詰まりに比べて早めのタイミングとなるよう推定せざるを得ない。このように詰まり発生タイミングを実際の詰まりよりも早めのタイミングとなるように推定すると、その分だけ添加弁の詰まりへの対策として実施される上記（Ａ）及び（Ｂ）に示される燃料添加制御の実施頻度が増すことになる。この場合、同燃料添加制御による添加弁の詰まり抑制が必要以上に強く行われ、同制御において無駄に燃料が消費されることは免れられない。
【００１５】
また、添加弁の詰まり度合いを正確に知ることが困難であるため、添加弁の詰まり対策として実施される上記（Ａ）及び（Ｂ）に示される燃料添加制御を、的確に添加弁の詰まりを抑制するうえでの安全を見込んで、強めに行わざるを得ない。しかし、このように上記燃料添加制御を行うと、同制御による添加弁の詰まり抑制が必要以上に強く行われる場合があり、この場合には同制御において無駄に燃料が消費されることとなる。
【００１６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、添加弁の詰まり抑制を的確に行いつつ、その詰まり抑制を目的とした燃料添加制御を実施するときに無駄な燃料消費が生じることを抑制できる内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、排気系に設けられた触媒に未燃燃料成分を供給すべく同排気系への燃料添加を行う添加弁と、その添加弁からの燃料添加によって触媒床温を目標床温へと上昇させる昇温制御の実施中に前記添加弁の燃料添加量の補正に用いられる補正値を前記触媒床温と前記目標床温とに基づき両者のずれに対応する値となるよう算出する算出手段と、前記添加弁の詰まり抑制を目的とした同添加弁の燃料添加制御を実施する制御手段とを備える内燃機関の排気浄化装置において、前記補正値が前記添加弁での詰まりの有無を判断するための判定値以上であるか否かを判断し、前記補正値が前記判定値以上であることに基づき前記添加弁での詰まりが発生している旨判断する判定手段を備え、前記制御手段は、前記判定手段によって前記添加弁での詰まりの発生ありの旨判断されたときには、前記補正値が大きいほど前記燃料添加制御での前記添加弁の詰まり抑制を強く行い、前記補正値が小さいほど前記燃料添加制御での前記添加弁の詰まり抑制を弱く行うものとした。
【００１８】
添加弁に詰まりが生じると、その詰まり度合いが大になるほど添加弁からの燃料添加量が適正値よりも少なくなるため、昇温制御の際に触媒床温が添加弁からの燃料添加不足に起因して目標床温よりも低くなるという傾向が強くなる。ただし、昇温制御中においては、上記触媒床温の目標床温に対するずれに対応する値となるよう算出される補正値によって添加弁の燃料添加量が補正され、これにより触媒床温の目標床温に対するずれが抑制される。従って、添加弁の詰まり度合いは昇温制御中に算出される上記補正値に反映されることとなる。より詳しくは、添加弁の詰まり度合いが大となるほど上記補正値が大きくなり、その詰まり度合いが小さくなるほど上記補正値が小さくなる。そして、上記補正値が判定値以上となって添加弁での詰まりが発生している旨判断されると、その詰まりの抑制を目的とした燃料添加制御が実施される。ここで、同燃料添加制御においては、同制御による添加弁の詰まり抑制を強く行うほど燃料消費が大きなものとなり、同制御による添加弁の詰まり抑制を弱く行うほど燃料消費が小さなものとなる。上記構成によれば、添加弁の詰まり抑制を目的とした燃料添加制御に関しては、上記補正値が小さいとき、言い換えれば添加弁の詰まりがあまり進んでいないときには、同制御による添加弁の詰まり抑制が弱く行われる。そして、上記補正値が大きくなるほど、言い換えれば添加弁の詰まりが進んだ状態にあるときほど、上記燃料添加制御による添加弁の詰まり抑制が強く行われる。このように補正値の大きさに応じて上記燃料添加制御での添加弁の詰まり抑制の強弱を変更することにより、その添加弁の詰まりを的確に抑制可能な強さでの燃料添加制御による詰まり抑制を行いつつ、同制御を行うときに無駄な燃料消費が生じることを抑制できるようになる。
【００１９】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記内燃機関においては、排気系に排気中の粒子状物質を捕集するフィルタが設けられ、前記添加弁からの燃料添加により前記昇温制御を行って前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させて除去するフィルタ再生が所定の間隔をおいて実施され、前記制御手段は、前記添加弁の詰まり抑制を目的とした同添加弁の燃料添加制御として前記フィルタ再生の実施間隔の変更を行うものであり、前記判定手段によって前記添加弁での詰まりの発生ありの旨判断されたとき、前記補正値が大きいほど前記フィルタ再生の実施間隔を短くするとともに、前記補正値が小さいほど同実施間隔を長くするものとした。
【００２０】
フィルタ再生では添加弁からの燃料添加が行われ、それによって添加弁の詰まりが抑制される。上記構成によれば、添加弁の詰まり抑制を目的とした燃料添加制御として、フィルタ再生の実施間隔の変更が行われる。具体的には、補正値が小さいときにはフィルタ再生の実施間隔が長くされる。このとき上記燃料添加制御による添加弁の詰まり抑制が弱く行われた状態になる。そして、補正値が大きいときほどフィルタ再生の実施間隔が短くされる。これにより補正値が大きいときほど、上記燃料添加制御による添加弁の詰まり抑制が強く行われる。以上により、上記燃料添加制御による添加弁の詰まり抑制の強弱が補正値の大きさに応じて的確に変更されることとなる。
【００２１】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記フィルタ再生は、前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が予め定められた閾値に達したときに開始され、その後に前記粒子状物質が除去された旨判断されることに基づき停止されるものであり、前記制御手段は、前記判定手段によって前記添加弁での詰まりの発生ありの旨判断されたとき、前記補正値が大きいほど前記閾値を小さくするとともに、前記補正値が小さいほど同閾値を大きくするものとした。
【００２２】
上記構成によれば、上記閾値が大きいときにはフィルタ再生の実行間隔が長くなり、その閾値を小さくするほどフィルタ再生の実行間隔が短くなる。そして、こうした閾値の大きさが補正値の大きさに応じて変更され、それによってフィルタ再生の実施間隔の変更、言い換えれば添加弁の詰まり抑制を目的とした燃料添加制御による詰まり抑制の強弱の調整が適切に行われるようになる。
【００２３】
請求項４記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記添加弁の詰まりを生じさせることなく同添加弁からの燃料添加を休止可能な時間である最大休止期間を機関運転状態に応じて設定し、前記添加弁からの燃料添加が行われた後に前記最大休止期間が経過しても燃料添加が行われないとき同添加弁からの燃料添加を行うことにより、前記添加弁の詰まり抑制を目的とした同添加弁の燃料添加制御を実施するものであり、前記判定手段によって前記添加弁での詰まりの発生ありの旨判断されたとき、前記補正値が大きいほど機関運転状態に応じて設定された前記最大休止期間を短くするとともに、前記補正値が小さいほど同最大休止期間を長くするものとした。
【００２４】
上記構成によれば、添加弁の詰まり抑制を目的とした燃料添加制御として、機関運転状態に応じて設定される最大休止期間を越えて添加弁からの燃料添加が休止されることがないよう添加弁からの燃料添加が行われる。すなわち、添加弁からの燃料添加が行われた後、次回の燃料添加が行われないまま最大休止期間が経過すると、添加弁の詰まり抑制のための燃料添加が実行される。そして、補正値が小さいときには上記最大休止期間が長くされる。このとき上記燃料添加制御による添加弁の詰まり抑制が弱く行われた状態になる。そして、補正値が大きいときほど上記最大休止期間が短くされる。これにより補正値が大きいときほど、上記燃料添加制御による添加弁の詰まり抑制が強く行われる。以上により、上記燃料添加制御による添加弁の詰まり抑制の強弱が補正値の大きさに応じて的確に変更されることとなる。
【００２５】
請求項５記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記内燃機関においては、排気系に排気中の粒子状物質を捕集するフィルタが設けられ、前記添加弁からの燃料添加により前記昇温制御を行って前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させて除去するフィルタ再生が所定の間隔をおいて実施され、前記制御手段は、前記添加弁の詰まり抑制を目的とした同添加弁の燃料添加制御として前記フィルタ再生の停止中に同添加弁からの集中的な間欠燃料添加を行うものであり、前記判定手段によって前記添加弁での詰まりの発生ありの旨判断されたとき、前記補正値が大きいほど前記フィルタ再生の停止中における前記集中的な間欠燃料添加の実施回数を多くするとともに、前記補正値が小さいほど前記フィルタ再生の停止中における前記集中的な間欠燃料添加の実施回数を少なくすることを要旨とした。
【００２６】
上記構成によれば、添加弁の詰まり抑制を目的とした燃料添加制御として、フィルタ再生の停止中に同添加弁からの集中的な間欠燃料添加が行われる。そして、補正値が小さいときにはフィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数が少なくされる。このとき上記燃料添加制御による添加弁の詰まり抑制が弱く行われた状態になる。そして、補正値が大きいときほどフィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数が多くされる。これにより補正値が大きいときほど、上記燃料添加制御による添加弁の詰まり抑制が強く行われる。以上により、上記燃料添加制御による添加弁の詰まり抑制の強弱が補正値の大きさに応じて的確に変更されることとなる。
【００２７】
請求項６記載の発明では、請求項５記載の発明において、前記フィルタ再生は、前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が予め定められた閾値に達したときに開始され、その後に前記粒子状物質が除去された旨判断されることに基づき停止されるものであり、前記制御手段は、前記フィルタ再生の停止中に行われる前記集中的な間欠燃料添加の実施回数を前記補正値の増加に応じて多くなるよう設定し、前記フィルタ再生の停止中に前記フィルタでの粒子状物質の堆積量が前記設定された実施回数に「１」を加えた値で前記閾値を除算して得られる値だけ増加する毎に前記集中的な間欠燃料添加を実施することを要旨とした。
【００２８】
上記構成によれば、前記フィルタ再生の停止中に行われる前記集中的な間欠燃料添加の実施回数を設定したとき、その実施回数が多くなるほど同実施回数に「１」を加えた値で上記閾値を除算して得られる値が小さくなる。その結果、フィルタ再生の停止中において、フィルタでの粒子状物質の堆積量が上記値に対応する量だけ増加するのに要する時間が短くなり、その量の増加毎に実施される上記集中的な間欠燃料添加の実施回数が多くなる。以上により、補正値の大きさに応じたフィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数の変更、言い換えれば添加弁の詰まり抑制を目的とした燃料添加制御による詰まり抑制の強弱の調整が適切に行われるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
［第１実施形態］
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１は、本実施形態の排気浄化装置が適用される内燃機関１０の構成を示している。この内燃機関１０は、コモンレール方式の燃料噴射装置を備える自動車用のディーゼル機関となっている。
【００３０】
内燃機関１０の吸気系を構成する吸気通路１２、及び同機関１０の排気系を構成する排気通路１４はそれぞれ、内燃機関１０の気筒の燃焼室１３に接続されている。そして、吸気通路１２にはエアフローメータ１６及び吸気絞り弁１９が設けられている。また、排気通路１４には上流側から順に、ＮＯｘ触媒コンバータ２５、ＰＭフィルタ２６、酸化触媒コンバータ２７が設けられている。
【００３１】
ＮＯｘ触媒コンバータ２５には、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されている。このＮＯｘ触媒は、排気の酸素濃度が高いときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、排気の酸素濃度が低いときにその吸蔵したＮＯｘを放出する。またＮＯｘ触媒は、上記ＮＯｘ放出時に、還元剤となる未燃燃料成分がその周囲に十分存在していれば、その放出されたＮＯｘを還元して浄化する。
【００３２】
ＰＭフィルタ２６は、多孔質材料によって形成されており、排気中の煤を主成分とする微粒子（ＰＭ）が捕集されるようになっている。このＰＭフィルタ２６にも、上記ＮＯｘ触媒コンバータ２５と同様に、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されており、排気中のＮＯｘの浄化が行われるようになっている。またこのＮＯｘ触媒によって触発される反応により、上記捕集されたＰＭが燃焼（酸化）されて除去されるようにもなっている。
【００３３】
酸化触媒コンバータ２７には、酸化触媒が担持されている。この酸化触媒は、排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を酸化して浄化する。
なお排気通路１４の上記ＰＭフィルタ２６の上流側及び下流側には、ＰＭフィルタ２６に流入する排気の温度である入ガス温度を検出する入ガス温度センサ２８、及びＰＭフィルタ２６通過後の排気の温度である出ガス温度を検出する出ガス温度センサ２９がそれぞれ配設されている。また排気通路１４には、上記ＰＭフィルタ２６の排気上流側とその排気下流側との差圧を検出する差圧センサ３０が配設されている。更に排気通路１４の上記ＮＯｘ触媒コンバータ２５の排気上流側、及び上記ＰＭフィルタ２６と上記酸化触媒コンバータ２７との間には、排気の空燃比を検出する２つの空燃比センサ３１、３２がそれぞれ配設されている。
【００３４】
この内燃機関１０には、排気の一部を吸気通路１２内の空気に再循環させる排気再循環（以下、ＥＧＲと記載する）装置が設けられている。ＥＧＲ装置は、排気通路１４と吸気通路１２とを連通するＥＧＲ通路３３を備えて構成されている。ＥＧＲ通路３３の最上流部は排気通路１４に接続されている。またＥＧＲ通路３３にはＥＧＲ弁３６が設けられている。そしてＥＧＲ通路３３の最下流部は、吸気通路１２の上記吸気絞り弁１９の下流側に接続されている。
【００３５】
一方、内燃機関１０の各気筒の燃焼室１３には、同燃焼室１３内での燃焼に供される燃料を噴射するインジェクタ４０がそれぞれ配設されている。各気筒のインジェクタ４０は、高圧燃料供給管４１を介してコモンレール４２に接続されている。コモンレール４２には、燃料ポンプ４３を通じて高圧燃料が供給される。コモンレール４２内の高圧燃料の圧力は、同コモンレール４２に取り付けられたレール圧センサ４４によって検出されるようになっている。更に燃料ポンプ４３からは、低圧燃料供給管４５を通じて、低圧燃料が添加弁４６に供給されるようになっている。
【００３６】
こうした内燃機関１０の各種制御は、電子制御装置５０により実施されている。電子制御装置５０は、機関制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
【００３７】
電子制御装置５０の入力ポートには、上述した各センサに加え、機関回転速度を検出するＮＥセンサ５１、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ５２、吸気絞り弁１９の開度を検出する絞り弁センサ５３、内燃機関１０の吸気温度を検出する吸気温センサ５４、及び、同機関１０の冷却水温を検出する水温センサ５５等が接続されている。また電子制御装置５０の出力ポートには、上記吸気絞り弁１９やＥＧＲ弁３６、インジェクタ４０、燃料ポンプ４３、添加弁４６等の駆動回路が接続されている。
【００３８】
電子制御装置５０は、上記各センサから入力される検出信号より把握される機関運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各機器類の駆動回路に指令信号を出力する。こうして上記吸気絞り弁１９の開度制御、上記ＥＧＲ弁３６の開度制御に基づくＥＧＲ制御、上記インジェクタ４０からの燃料噴射量、燃料噴射時期、及び燃料噴射圧の制御、上記添加弁４６からの燃料添加の制御等の各種制御が電子制御装置５０により実施されている。
【００３９】
以上の如く構成された本実施形態では、排気浄化能力を回復させることを目的として、上記ＮＯｘ触媒コンバータ２５やＰＭフィルタ２６のＮＯｘ触媒を目標床温まで昇温させる昇温制御が実施される。例えば、ＮＯｘ触媒コンバータ２５及びＰＭフィルタ２６ではＰＭの堆積による目詰まりが生じるため、そのＰＭを燃焼（酸化）させて浄化するフィルタ再生が行われ、同フィルタ再生の実現のために上記昇温制御が実施される。こうしたフィルタ再生のための昇温制御では、添加弁４６からの燃料添加を通じてＮＯｘ触媒への未燃燃料成分の供給が行われ、それによって触媒床温がＰＭの燃焼に必要な値（例えば６００〜７００℃）まで上昇される。このように触媒床温を高温化することにより、ＮＯｘ触媒コンバータ２５やＰＭフィルタ２６が高温環境下におかれてそこに堆積するＰＭが除去され、ＰＭフィルタ２６におけるＰＭの捕集能力の回復が図られる。
【００４０】
ちなみに本実施形態では、機関運転状態から推定される排気系でのＰＭ堆積量が許容値として予め定められた閾値ｓ以上になって同ＰＭフィルタ２６等での目詰まりの発生が確認されたことなど、各種条件の成立をもって上記フィルタ再生（昇温制御）が開始される。そして、フィルタ再生の実行により、排気系に堆積したＰＭが除去されてフィルタ再生が完了した旨判断されることに基づき、同フィルタ再生（昇温制御）が終了される。なお、上記ＰＭが除去されてフィルタ再生が完了した旨の判断に関しては、例えばＰＭ堆積量が所定値（「０」など）まで減少したことに基づいて行われることとなる。
【００４１】
次に、上記昇温制御の概要について図２のタイムチャートを参照して説明する。
昇温制御中の触媒床温Ｔは、ＮＯｘ触媒コンバータ２５上流の排気温度である触媒入口排気温Ｔｂに対し、添加弁４６からの燃料添加に基づく酸化反応による発熱量の分だけ上昇した値ということになる。そして、昇温制御では、触媒の目標床温Ｔｔが例えば６００、６３０、６５０℃と段階的に増大させられ、その目標床温Ｔｔに向けて触媒床温Ｔが上昇するよう、添加弁４６からの燃料添加を通じて触媒への未燃燃料成分の供給が行われる。ただし、内燃機関１０の排気温度が低く排気流量も少ないようなときには、添加弁４６からの燃料添加を多くしても未燃燃料成分の酸化反応が進まず、触媒床温Ｔを上昇させることができないため、目標床温Ｔｔを一時的に低下させて添加弁４６からの無駄な燃料添加が行われないようにすることもある。
【００４２】
添加弁４６からの燃料添加は、図２（ｄ）に示される添加許可フラグＦ１の「１（許可）」への変化（タイミングＴ１）に基づき開始される。この添加許可フラグＦ１は、「１」になった後、「０」に戻されるようになっている。そして、添加弁４６からの燃料添加が開始されると、図２（ａ）に示される添加パルスに従って添加弁４６からの間欠的な燃料添加が実施される。こうした間欠的な燃料添加における燃料の添加時間ａ、及び、燃料添加の休止時間ｂは、目標床温Ｔｔと触媒入口排気温Ｔｂとの温度差ΔＴｂ、及び、エアフローメータ１６によって検出される内燃機関１０のガス流量Ｇａ（内燃機関１０の排気流量に相当）に基づいて設定される。なお、上記触媒入口排気温Ｔｂとしては、例えば入ガス温度センサ２８及び出ガス温度センサ２９の検出値等に基づき推定される値を用いることが可能である。そして、上記のように開始された間欠的な燃料添加に関しては、予め定められた回数の燃料添加が実行されるまで継続され、その回数だけ燃料添加がなされた後に停止される（タイミングＴ２）。
【００４３】
添加弁４６からの燃料添加の開始後、添加弁４６の駆動状態に基づいて所定時間、例えば１６ｍｓが経過する毎に、当該１６ｍｓ中に添加弁４６から添加される燃料の量である１６ｍｓ発熱燃料量Ｑが算出される。この１６ｍｓ発熱燃料量Ｑを算出毎に「ΣＱ←前回のΣＱ＋Ｑ      …（１）」という式に基づいて累積することにより、燃料添加開始時点（Ｔ１）からの添加弁４６からの総添加量、言い換えれば酸化反応による発熱に寄与する総燃料量を表す発熱燃料量積算値ΣＱが算出される。こうして算出される発熱燃料量積算値ΣＱに関しては、図２（ｃ）に実線で示されるように、燃料添加の開始から終了までの期間である添加期間Ａにて急速に増加し、それ以後の燃料添加の休止期間Ｂには増加が抑えられる。
【００４４】
一方、添加弁４６からの燃料添加の開始後、上記所定時間（１６ｍｓ）毎に、触媒床温Ｔを目標床温Ｔｔに到達させるために当該１６ｍｓ中に必要な燃料量である１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒが算出される。この１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの算出は、目標床温Ｔｔと触媒入口排気温Ｔｂとの温度差ΔＴｂ、及び、内燃機関１０のガス流量Ｇａを用いて行われる。こうして算出される１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒは、図２（ｂ）に実線Ｌ２で示される触媒入口排気温Ｔｂが目標床温Ｔｔに対し低い状態にあるほど大となる。そして、上記１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒを算出毎に「ΣＱｒ←前回のΣＱｒ＋Ｑｒ      …（２）」という式に基づき累積することで、触媒床温Ｔの平均値を目標床温Ｔｔとするために必要な燃料添加開始時点（Ｔ１）からの燃料量を表す要求燃料量積算値ΣＱｒが算出される。こうして算出される要求燃料量積算値ΣＱｒに関しては、図２（ｃ）に破線で示されるように、発熱燃料量積算値ΣＱの増加（実線）と比較して緩やかに増加する。
【００４５】
そして、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になると（タイミングＴ３）、添加許可フラグＦ１が「１（許可）」へと変化し、添加弁４６からの間欠的な燃料添加が開始される。このとき、タイミングＴ１以降の発熱燃料量積算値ΣＱ分の燃料に関しては添加弁４６から添加完了しているため、要求燃料量積算値ΣＱｒから上記発熱燃料量積算値ΣＱが減算される。更に、発熱燃料量積算値ΣＱはクリアされて「０」になる。そして、添加弁４６からの間欠的な燃料添加の開始に伴い、再び添加期間Ａへと移行することになり、同添加期間Ａが終了すると休止期間Ｂへと移行する。従って、昇温制御中には添加期間Ａと休止期間Ｂとが繰り返されるようになる。
【００４６】
なお、昇温制御中においては、触媒入口排気温Ｔｂが目標床温Ｔｔに対し低下側に離れた状態となっているほど、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒが大となるように算出され、要求燃料量積算値ΣＱｒが速やかに増加する。その結果、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になるために要する時間が短くなり、休止期間Ｂが短くなる。また、触媒入口排気温Ｔｂが目標床温Ｔｔに近づくほど、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒが小となるように算出され、要求燃料量積算値ΣＱｒの増加が緩やかにされる。その結果、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になるために要する時間が長くなり、休止期間Ｂが長くなる。
【００４７】
以上のように、触媒入口排気温Ｔｂの目標床温Ｔｔに対する乖離状態に応じて休止期間Ｂの長さを変化させることで、それに応じて単位時間あたりの添加弁４６からの燃料添加量の平均値が変化する。これにより、触媒床温Ｔが例えば図２（ｂ）に実線Ｌ１で示されるように推移し、増減する触媒床温Ｔの変動中心が目標床温Ｔｔに制御されるようになる。
【００４８】
また、昇温制御中においては、図３に示されるような触媒床温Ｔの変動中心（触媒床温平均値Ｔave ）と目標床温Ｔｔとの間の定常的なずれを抑制すべく、そのずれに対応する値として学習された補正値Ｋを昇温制御中における触媒への未燃燃料成分の供給に反映させることが行われる。具体的には、触媒床温Ｔを目標床温Ｔｔに到達させるために必要な燃料量として上記１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒを算出した後、その１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒを上記補正値Ｋに基づき補正する。このように１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒを補正すると、上記式（２）に基づき算出される要求燃料量積算値ΣＱｒの増加が上記補正値Ｋの分だけ早められたり遅くされたりし、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になるタイミングが変化する。その結果、休止期間Ｂが増減して単位時間当たりに添加弁４６から添加される燃料量の平均値が変化する。こうして昇温制御中における触媒への未燃燃料成分への供給に上記補正値Ｋが反映され、それによって同制御中における触媒床温平均値Ｔave と目標床温Ｔｔとの間の定常的なずれの発生が抑制される。
【００４９】
ここで、図３に示されるような触媒床温平均値Ｔave と目標床温Ｔｔとの間の定常的なずれが生じる場合、そのずれに対応する補正値Ｋを触媒への未燃燃料成分への供給に反映させない場合と反映させた場合との違いを図４及び図５に示す。
【００５０】
図４の破線は、補正値Ｋを反映させない場合の要求燃料量積算値ΣＱｒの推移を示している。この場合、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒに補正値Ｋに基づく補正が加えられず、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒには適正値からのずれ、例えば減少側へのずれが含まれた状態になる。その結果、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの適正値からの減少側へのずれの分だけ、要求燃料量積算値ΣＱｒが緩やかに増加することになり、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になるタイミングが遅れぎみになる。以上により、休止期間Ｂが長くなって単位時間当たりに添加弁４６から添加される燃料量の平均値が小となり、図３に示されるような触媒床温平均値Ｔave と目標床温Ｔｔとの間の定常的なずれが生じる。
【００５１】
一方、図５の破線は、補正値Ｋを反映させた場合の要求燃料量積算値ΣＱｒの推移を示している。この場合、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒに補正値Ｋに基づく補正が加えられ、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの適正値に対するずれ、例えば減少側へのずれが同１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒから取り除かれた状態になる。その結果、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの適正値からの減少側へのずれの分だけ要求燃料量積算値ΣＱｒが緩やかに増加するということはなくなって図４の破線より速やかに増加するため、要求燃料量積算値ΣＱｒが発熱燃料量積算値ΣＱ以上になるタイミングが早められる。以上により、休止期間Ｂが短くされて単位時間当たりに添加弁４６から添加される燃料量の平均値が大となり、触媒床温平均値Ｔave が高くなって当該触媒床温平均値Ｔave と目標床温Ｔｔとの間の定常的なずれが解消される。
【００５２】
次に、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの補正に用いられる補正値Ｋの算出及び学習の手順について、図６を参照して説明する。なお、同図は、触媒床温平均値Ｔave と目標床温Ｔｔとの間の定常的なずれを解消する際の補正値Ｋの変化態様を示すタイムチャートである。
【００５３】
今、図６（ａ）の破線及び一点鎖線で示されるように、目標床温Ｔｔに対し触媒床温平均値Ｔave が低下側の値になるという定常的なずれが生じているとする。こうしたずれに対応する値としての補正値Ｋは、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒ（図２（ｃ）参照）、及び、１６ｍｓ推定発熱燃料量Ｑ’を利用して算出される。
【００５４】
ここで、１６ｍｓ推定発熱燃料量Ｑ’は、１６ｍｓ毎に算出されるものであって、触媒床温Ｔの触媒入口排気温Ｔｂからの上昇量ΔＴ’を得るために１６ｍｓ中に添加弁４６から添加された燃料量の推定値、言い換えれば上昇量ΔＴ’を得るための１６ｍｓ中の発熱に寄与した燃料量の推定値である。この１６ｍｓ推定発熱燃料量Ｑ’は、触媒床温Ｔと触媒入口排気温Ｔｂとの差である上昇量ΔＴ’、及びガス流量Ｇａに基づき算出される。なお、上記触媒床温Ｔとしては、例えば入ガス温度センサ２８及び出ガス温度センサ２９の検出値等に基づき推定される値を用いることが可能である。また、上記１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒに関しては、触媒床温Ｔを触媒入口排気温Ｔｂから目標床温Ｔｔまで上昇させるために１６ｍｓの間に必要とされる燃料量を表しており、目標床温Ｔｔと触媒入口排気温Ｔｂとの温度差ΔＴｂ、及びガス流量Ｇａに基づき算出されるものであることは上述したとおりである。
【００５５】
上述した１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒと１６ｍｓ推定発熱燃料量Ｑ’との比Ｑｒ／Ｑ’は、それら１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒ及び１６ｍｓ推定発熱燃料量Ｑ’の算出時点での目標床温Ｔｔに対する触媒床温Ｔのずれに対応する値になる。従って、上記比Ｑｒ／Ｑ’の所定期間に亘る平均値を算出することで、その平均値が目標床温Ｔｔに対する触媒床温平均値Ｔave の定常的なずれに対応した値となる。そして、こうした比Ｑｒ／Ｑ’の所定期間に亘る平均値が補正値Ｋとして算出され、目標床温ＴｔがＰＭ燃焼可能な値での安定状態にあることに基づき上記補正値Ｋが不揮発性のＲＡＭに記憶（学習）される。
【００５６】
このＲＡＭに記憶された補正値Ｋが昇温制御中における触媒への未燃燃料成分の供給に反映されることとなる。より詳しくは、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの算出毎にＲＡＭに記憶された補正値Ｋが読み出され、その補正値Ｋを１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒに乗算した値を新たな１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒとすることにより、１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒに対し補正値Ｋ分の補正が加えられる。そして、その補正値Ｋに基づく１６ｍｓ要求燃料量Ｑｒの補正を通じて昇温制御における休止期間Ｂが変更されることにより、同補正値Ｋが昇温制御中における触媒への未燃燃料成分の供給に反映される。
【００５７】
図６の例では、上述した手順で例えば図中のタイミングＴ４、Ｔ５、Ｔ６毎に補正値ＫのＲＡＭへの記憶（更新）が行われている。そして、記憶された補正値Ｋが図６（ｂ）に示されるように推移し、その補正値Ｋの推移に応じて昇温制御における休止期間Ｂが徐々に短縮される。このようなかたちで補正値Ｋが昇温制御中における触媒への未燃燃料成分の供給に反映されることで、添加弁４６から添加される燃料量の平均値が大となり、図６（ａ）に示されるように触媒床温平均値Ｔave が目標床温Ｔｔまで上昇して両者の間の定常的なずれが解消される。
【００５８】
ところで、排気通路１４を通過する高温の排気に曝される添加弁４６においては、同排気の熱による噴孔回りでの燃料の固化が発生したり、排気中の微粒子等が噴孔回りに付着したりして、詰まりが生じるおそれがある。このように添加弁４６に詰まりが生じると、同添加弁４６からの燃料添加を適切に行えなくなることから、排気通路１４への燃料添加量が適正値よりも少なくなるという不具合が生じる。こうした不具合の発生を抑制する目的のもと、添加弁４６で詰まりが発生しているか否かを判断し、詰まり発生の旨判断された場合には対策として添加弁４６での詰まり抑制を目的とした同添加弁４６の燃料添加制御が実施される。
【００５９】
具体的には、ＲＡＭに記憶された補正値Ｋが添加弁４６での詰まりの有無を判断するための判定値Ｈ（例えば「１．２」）以上であるか否かを判断し、その補正値Ｋが判定値Ｈ以上であることに基づき添加弁４６での詰まりが発生している旨判断する。なお、このように詰まり発生の有無を判断することができるのは、補正値Ｋは触媒床温平均値Ｔave と目標床温Ｔｔとの間の定常的なずれに対応する値として学習されるものであり、添加弁４６での詰まりの進行に伴って目標床温Ｔｔに対する触媒床温平均値Ｔave の減少傾向が強まるほど上記補正値Ｋが大きい値となるためである。また、上記補正値Ｋに関しては、添加弁４６の詰まり度合いが大となるほど大きくなるとともに、その詰まり度合いが小となるほど小さくなるという、添加弁４６の詰まり度合いを反映した値ともなる。
【００６０】
ＲＡＭに記憶された補正値Ｋが判定値Ｈ以上となり、添加弁４６で詰まりが発生している旨判断された場合、添加弁４６の詰まり抑制を目的とした同添加弁４６の燃料添加制御として、フィルタ再生の実施間隔の変更が行われる。同フィルタ再生では、添加弁４６からの間欠的な燃料添加が伴うため、その燃料添加による添加弁４６の噴孔回りの付着物（デポジット）の吹き飛ばしが図られるようになる。このため、フィルタ再生の実施間隔を短くすることで添加弁４６での詰まりを抑制することが可能になる。こうした添加弁４６の詰まり抑制を目的とした燃料添加制御に関しては、上記補正値Ｋが大きいほどフィルタ再生の実施間隔が短くされて強く行われ、補正値Ｋが小さいほどフィルタ再生の実施間隔が長くされて弱く行われる。
【００６１】
ここで、フィルタ再生の実施間隔を短くするという添加弁４６の詰まり抑制を目的とした燃料添加制御では、フィルタ再生の実施間隔を短くして同制御を強く行うほど燃料消費が大きなものとなり、フィルタ再生の実施間隔を長くして同制御を弱く行うほど燃料消費量が小さなものとなる。従って、判定値Ｈ以上となった補正値Ｋが小さい値であって添加弁４６での詰まりがあまり進んでいないときには、フィルタ再生の実施間隔の短縮が小さく抑えられて上記燃料添加制御が弱く行われる。そして、上記補正値Ｋが大きくなって添加弁４６の詰まりが進んだ状態にあるときほど、フィルタ再生の実施間隔が短くされて上記燃料添加制御が強く行われる。
【００６２】
このように補正値Ｋの大きさに応じて上記燃料添加制御での添加弁４６の詰まり抑制の強弱を変更、より詳しくはフィルタ再生の実施間隔の短縮度合いを変更することにより、添加弁４６の詰まりを的確に抑制可能な強さで同制御を行いつつ、その際に無駄な燃料消費が生じることを抑制できるようになる。
【００６３】
次に、添加弁４６の詰まりを抑制する手順について、詰まり抑制ルーチンを示す図７のフローチャートを参照して説明する。この詰まり抑制ルーチンは、電子制御装置５０を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００６４】
同ルーチンにおいては、ＲＡＭに記憶された補正値Ｋが読み出され（Ｓ１０１）、その補正値Ｋが判定値Ｈ以上であるか否かが判断される（Ｓ１０２）。ここでの肯定判定に基づき添加弁４６での詰まり有りの旨判断されると、添加弁４６の詰まり抑制を目的とした燃料添加制御を行うための処理、すなわちフィルタ再生の実施間隔の変更を行うための処理（Ｓ１０３）が実施される。
【００６５】
フィルタ再生は、排気系でのＰＭ堆積量が閾値ｓ以上になること等に基づき開始され、そのＰＭ堆積量が所定値（「０」など）まで減少すること等に基づき終了される。上記ステップＳ１０３の処理では、補正値Ｋの大きさに応じてフィルタ再生の実行間隔を変更することを意図して、閾値ｓが補正値Ｋの大きさに基づき図８に示されるように可変とされる。より詳しくは、補正値Ｋが大きいほど閾値ｓが小さくされるとともに、補正値Ｋが小さいほど閾値ｓが大きくされる。
【００６６】
フィルタ再生が例えば図９（ａ）及び（ｂ）に示されるようにＰＭ堆積量等に基づき開始・終了されているとき、閾値ｓが図９（ｂ）の実線Ｌ３で示される通常値から二点鎖線Ｌ４で示されるように小さくされると、フィルタ再生の開始タイミングが図中のＴ９からＴ８へと早められる。その結果、前回のフィルタ再生の終了（Ｔ７）から今回のフィルタ再生の開始（Ｔ８）までの間隔ＫＡ、すなわちフィルタ再生の実施間隔が短くなる。そして、こうしたフィルタ再生の実施間隔の短縮は、補正値Ｋの増加に伴い大きく行われるとともに、補正値Ｋの減少に伴い小さく行われることとなる。
【００６７】
一方、ステップＳ１０２で補正値Ｋが判定値Ｈ未満である旨判断された場合には、閾値ｓが通常値とされる（Ｓ１０４）。このため、フィルタ再生の実施間隔が通常時の間隔とされ、フィルタ再生の実施間隔の短縮による添加弁４６の詰まり抑制が行われることはない。
【００６８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）ＲＡＭに記憶された補正値Ｋが判定値Ｈ以上であることに基づき添加弁４６での詰まりが発生している旨判断されると、添加弁４６の詰まり抑制を目的とした同添加弁４６の燃料添加制御が実施される。こうした燃料添加制御に関しては、上記補正値Ｋが大きいほど強く行われるとともに、同補正値Ｋが小さいほど弱く行われる。従って、補正値Ｋが小さい値であって添加弁４６での詰まりがあまり進んでいないときには上記燃料添加制御が弱く行われ、上記補正値Ｋが大きくなって添加弁４６の詰まりが進んだ状態にあるときほど上記燃料添加制御が強く行われることとなる。このように補正値Ｋの大きさに応じて上記燃料添加制御での添加弁４６の詰まり抑制の強弱を変更することにより、添加弁４６の詰まりを的確に抑制可能な強さで同制御を行いつつ、その際に無駄な燃料消費が生じることを抑制できるようになる。
【００６９】
なお、上記燃料添加制御により添加弁４６の詰まりが低減されることもあり、その場合には添加弁４６の詰まりに対し同制御が強すぎる状態になる。しかし、上記のように添加弁４６の詰まりが低減すると、それに伴い補正値Ｋが小さくされて上記燃料添加制御も同補正値Ｋの大きさに応じて弱く行われるようになり、同制御の強さが添加弁４６の詰まり度合いに対し適切なものとなるよう調整される。従って、この場合においても、添加弁４６の詰まりを的確に抑制可能な強さで同制御を行いつつ、その際に無駄な燃料消費が生じることを抑制できるようになる。
【００７０】
（２）添加弁４６の詰まり抑制を目的とした同添加弁４６の燃料添加制御として、フィルタ再生の実施間隔の変更が行われる。具体的には、上記補正値Ｋが小さいときにはフィルタ再生の実施間隔が長くされて上記燃料添加制御が弱く行われ、同補正値Ｋが大きいときほどフィルタ再生の実施間隔が短くされて同燃料添加制御が強く行われる。以上により、同燃料添加制御による添加弁４６の詰まり抑制の強弱が補正値Ｋの大きさに応じて的確に変更されることとなる。
【００７１】
（３）補正値Ｋの大きさに応じてフィルタ再生の実施間隔を変更するため、同フィルタ再生の開始タイミングを定める閾値ｓの大きさが補正値Ｋの大きさに応じて可変とされる。すなわち、補正値Ｋが大きいほど閾値ｓが小さくされるとともに、補正値Ｋが小さいほど閾値ｓが大きくされる。そして、閾値ｓが大きいときにはフィルタ再生の実施間隔が長くなり、その閾値ｓを小さくするほどフィルタ再生の実施間隔が短くなる。従って、閾値ｓを補正値Ｋの大きさに応じて上述したように可変とすることで、フィルタ再生の実施間隔の変更、言い換えれば上記燃料添加制御による添加弁４６の詰まり抑制の強弱の調整が適切に行われるようになる。
【００７２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図１０〜図１３に従って説明する。
この実施形態は、添加弁４６の詰まり抑制を目的とした同添加弁４６の燃料添加制御として、添加弁４６からの燃料添加が行われた後に過度に長い期間に亘って燃料添加が行われない場合に詰まり抑制のための燃料添加を行うようにしたものである。より詳しくは、添加弁４６の詰まりを生じさせることなく同添加弁４６からの燃料添加を休止可能な時間である最大休止期間ｒｅを機関運転状態に応じて設定し、添加弁４６からの燃料添加が行われた後に最大休止期間ｒｅが経過しても燃料添加が行われないとき、添加弁４６の詰まり抑制のための燃料添加を実行する。
【００７３】
図１０は、燃焼室１３での燃焼に供される燃料の量であるインジェクタ４０の燃料噴射量（負荷）や機関回転速度といった機関運転状態に基づき上記最大休止期間ｒｅを算出するためのマップを示している。こうしたマップを用いて算出された最大休止期間ｒｅに関しては、機関回転速度が高くなるほど短い期間に設定される。これは、機関回転速度が高くなるほど内燃機関１０の排気流量が多くなって、添加弁４６の噴孔回りに残る燃料が排気の熱により固化しやすくなるとともに、その噴孔回りに排気中の微粒子等が付着しやすくなる傾向があるためである。また、上記マップを用いて算出された最大休止期間ｒｅに関しては、燃料噴射量が多くなるほど短い期間に設定される。これは、燃料噴射量（負荷）が多くなるほど内燃機関１０の排気温度が高くなり、添加弁４６の噴孔回りに残る燃料が排気の熱により固化しやすくなる傾向があるためである。
【００７４】
図１１は、添加弁４６の詰まり抑制のための添加弁４６からの燃料添加の実施態様を示すタイムチャートである。同図から分かるように、添加弁４６からの燃料添加が終了後の燃料添加の休止状態が最大休止期間ｒｅを越えて長くなる場合、その休止状態となった期間が最大休止期間ｒｅを越えた時点で、添加弁４６の詰まり抑制のための燃料添加が行われる。ただし、添加弁４６での詰まりを抑制するうえで安全を見込んで、最大休止期間ｒｅが短めに設定されるよう上記マップを定めると、詰まり抑制を目的とした添加弁４６からの燃料添加の実行頻度が増す。その結果、詰まり抑制を目的とした添加弁４６の燃料添加制御が同詰まりを抑制するうえで必要以上に強く行われ、同制御において無駄に燃料が消費されるおそれがある。
【００７５】
このため、本実施形態では、最大休止期間ｒｅが短めに設定されるよう上記マップを定めることをやめるとともに、ＲＡＭに記憶された補正値Ｋが判定値Ｈ以上であることに基づき添加弁４６での詰まりが発生している旨判断されたとき、同添加弁４６の詰まり度合いを表す上記補正値Ｋの大きさに応じて上記最大休止期間ｒｅを補正する。具体的には、最大休止期間ｒｅを補正するための期間補正係数Ｋ１を上記補正値Ｋに基づき図１２に示されるように算出し、その期間補正係数Ｋ１を最大休止期間ｒｅに乗算した値を新たな最大休止期間ｒｅとする。同図から分かるように、期間補正係数Ｋ１に関しては、補正値Ｋが判定値Ｈ未満であるときには「１．０」に設定され、補正値Ｋが判定値Ｈ以上であるときに同補正値Ｋの増大に伴い「１．０」に対し徐々に小さい値となるよう設定される。
【００７６】
そして、添加弁４６での詰まりが発生している旨判断され、期間補正係数Ｋ１が「１．０」以下に設定されると、その期間補正係数Ｋ１の「１．０」に対する低下量に対応する分だけ最大休止期間ｒｅが短縮側に補正される。その結果、添加弁４６の詰まり抑制を目的とした燃料添加の実行タイミングが図１１に二点鎖線で示されるように早められ、同燃料添加の実行頻度が増すようになる。従って、添加弁４６の詰まり度合いが大となって補正値Ｋが大きくなるほど、最大休止期間ｒｅが短縮側に補正されて添加弁４６の詰まり抑制のための燃料添加の実行頻度が増し、添加弁４６の詰まり抑制を目的とした同添加弁４６の燃料添加制御が強く行われる。
【００７７】
このように補正値Ｋの大きさに応じて上記燃料添加制御での添加弁４６の詰まり抑制の強弱を変更、より詳しくは詰まり抑制のための燃料添加に用いられる最大休止期間ｒｅの短縮度合いを変更することにより、添加弁４６の詰まりを的確に抑制可能な強さで同制御を行いつつ、その際に無駄な燃料消費が生じることを抑制できるようになる。
【００７８】
次に、添加弁４６の詰まりを抑制する手順について、詰まり抑制ルーチンを示す図１３のフローチャートを参照して説明する。この詰まり抑制ルーチンは、電子制御装置５０を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００７９】
同ルーチンにおいては、まず燃料噴射量及び機関回転速度に基づき図１０のマップを参照して最大休止期間ｒｅが算出される（Ｓ２０１）。続いて、ＲＡＭから補正値Ｋが読み出され（Ｓ２０２）、その補正値Ｋが判定値Ｈ以上であって添加弁４６にて詰まりが生じている旨判断されると（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、補正値Ｋに基づき図１２に示されるように期間補正係数Ｋ１が算出される（Ｓ２０４）。そして、同期間補正係数Ｋ１を上記最大休止期間ｒｅに乗算して同乗算後の値を新たな最大休止期間ｒｅとすることで、その最大休止期間ｒｅの期間補正係数Ｋ１による補正が行われる（Ｓ２０５）。
【００８０】
この詰まり抑制ルーチンでは、添加弁４６の休止状態が上記最大休止期間ｒｅを越えて続いたか否かが判断され（Ｓ２０６）、ここでの肯定判定に基づき詰まり抑制のための燃料添加が実行される（Ｓ２０７）。従って、添加弁４６の休止状態の続く期間は長くても最大休止期間ｒｅとされ、その最大休止期間ｒｅを越えて添加弁４６からの燃料添加が実施されない期間が続くことによる同添加弁４６の詰まり発生が抑制される。
【００８１】
以上詳述した本実施形態によれば、第１実施形態における（１）の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
（４）添加弁４６の詰まり抑制を目的とした同添加弁４６の燃料添加制御として、添加弁４６の休止状態が最大休止期間ｒｅ以上続いたときに添加弁４６からの燃料添加を実施することが行われる。そして、添加弁４６での詰まりが発生している旨判断された場合、ＲＡＭに記憶された補正値Ｋが小さいときには最大休止期間ｒｅが長くされて上記燃料添加制御が弱く行われ、同補正値Ｋが大きいときほど最大休止期間ｒｅが短くされて同燃料添加制御が強く行われる。以上により、同燃料添加制御による添加弁４６の詰まり抑制の強弱が補正値Ｋの大きさに応じて的確に変更されることとなる。
【００８２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図１４〜図１６に従って説明する。
この実施形態は、添加弁４６の詰まり抑制を目的とした同添加弁４６の燃料添加制御として、フィルタ再生の停止中に添加弁４６からの集中的な間欠燃料添加を行うとともに、同フィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数をＲＡＭに記憶された補正値Ｋの大きさに応じて可変とするようにしたものである。
【００８３】
図１４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、フィルタ再生に関しては、ＰＭ堆積量が閾値ｓ以上になること等に基づき開始され、ＰＭ堆積量が「０」になることに基づき終了される。そして、ＲＡＭに記憶された補正値Ｋが判定値Ｈ以上であって添加弁４６で詰まりが生じている旨判断されると、フィルタ再生の停止中にＰＭ堆積量が実施増加量Ｘだけ増加する毎に、図１４（ｃ）に示されるように添加弁４６からの集中的な間欠燃料添加が実施される。より詳しくは、添加弁４６からの前回の燃料添加の終了した状態、例えばフィルタ再生が終了してＰＭ堆積量が「０」になった状態から、同ＰＭ堆積量が上記実施増加量Ｘだけ増加すると、添加弁４６の詰まりを抑制するための燃料添加として同添加弁４６から予め定められた回数の間欠燃料添加が集中的に実施される。
【００８４】
このように集中的な間欠燃料添加を実施すると、燃料の添加し始め毎に同燃料が添加弁４６の噴孔回りのデポジットに衝突し、そのデポジットへの燃料の衝突回数が多くなることから、同デポジットを効果的に除去することが可能になる。なお、上記集中的な間欠燃料添加を行う際の燃料添加の回数は、触媒床温Ｔの上昇を招くことのない回数（例えば１０回）以内に留めておくことが好ましい。
【００８５】
また、上記実施増加量Ｘは、フィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数ｎ、及び閾値ｓに基づき、次の式「Ｘ＝閾値ｓ／（ｎ＋１）      …（３）」を用いて可変設定される。ここで、実施回数ｎは、添加弁４６の詰まり度合い、言い換えればＲＡＭに記憶された補正値Ｋの大きさに応じて、図１５に示されるように可変とされる。具体的には、実施回数ｎに関しては、上記補正値Ｋが判定値Ｈ未満である場合には実施回数ｎは「０」とされ、同補正値Ｋが判定値Ｈよりも大であって添加弁４６に詰まりが生じている旨判断された場合には、その補正値Ｋが大きくなるほど「１」、「２」、「３」、「４」と大きくされてゆく。従って、添加弁４６の詰まり度合いが大となって補正値Ｋが大きくなるほど、実施増加量Ｘは小さい値となり、フィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数が増えることになる。
【００８６】
なお、図１４（ｃ）には、実施回数ｎが「１」に設定されるとともに実施増加量Ｘが「閾値ｓ／２」とされた場合の上記集中的な間欠燃料添加の実施態様を示している。この場合、フィルタ再生の終了時であってＰＭ堆積量が「０」になった状態から、同ＰＭ堆積量が「閾値ｓ／２」だけ増加したときに上記集中的な間欠燃料添加の実施される。そして、この場合のフィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加は、このときのみ実施されることとなる。従って、フィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数は一回ということになる。
【００８７】
また、実施回数ｎが例えば「２」に設定された場合には、実施増加量Ｘが「閾値ｓ／３」とされる。この場合、フィルタ再生の終了時（ＰＭ堆積量「０」）からＰＭ堆積量が「閾値ｓ／３」だけ増加したときに上記集中的な間欠燃料添加の実施され、更に同集中的な燃料添加の終了後にＰＭ堆積量が「閾値ｓ／３」だけ増加したときにも集中的な間欠燃料添加が実施される。従って、この場合のフィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数は二回ということになる。
【００８８】
以上のように、補正値Ｋが大きくなって実施回数ｎが「１」、「２」、「３」、「４」と多くなるに従って、実施増加量Ｘが「閾値ｓ／２」、「閾値ｓ／３」、「閾値ｓ／４」、「閾値ｓ／５」と小さくなってゆき、フィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数が「一回」、「二回」、「三回」、［四回］と多くなってゆく。従って、添加弁４６の詰まり度合いが大となって補正値Ｋが大きくなるほど、フィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数が多くなり、添加弁４６の詰まり抑制を目的とした同添加弁４６の燃料添加制御が強く行われる。
【００８９】
このように補正値Ｋの大きさに応じて上記燃料添加制御での添加弁４６の詰まり抑制の強弱を変更、より詳しくはフィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数を変更することにより、添加弁４６の詰まりを的確に抑制可能な強さで同制御を行いつつ、その際に無駄な燃料消費が生じることを抑制できるようになる。
【００９０】
次に、添加弁４６の詰まりを抑制する手順について、詰まり抑制ルーチンを示す図１６のフローチャートを参照して説明する。この詰まり抑制ルーチンは、電子制御装置５０を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００９１】
同ルーチンにおいては、ＲＡＭから補正値Ｋが読み出され（Ｓ３０１）、その補正値Ｋが判定値Ｈ以上であって添加弁４６にて詰まりが生じている旨判断されると（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、上記実施回数ｎが補正値Ｋの大きさに基づき図１５に示されるように設定される（Ｓ３０３）。そして、閾値ｓ及び実施回数ｎに基づき上記式（３）を用いて実施増加量Ｘが可変設定される（Ｓ３０４）。その後、フィルタ再生の停止中であることを条件に（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、フィルタ再生の終了または前回の燃料添加の終了からＰＭ堆積量が上記実施増加量Ｘだけ増加した時点であるか否かが判断される（Ｓ３０６）。そして、ここで肯定判定であれば、添加弁４６の詰まり抑制のための同添加弁４６からの集中的な間欠燃料添加が実行される（Ｓ３０７）。
【００９２】
以上詳述した本実施形態によれば、第１実施形態における（１）の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
（５）添加弁４６の詰まり抑制を目的とした同添加弁４６の燃料添加制御として、フィルタ再生の停止中に添加弁４６からの集中的な間欠燃料添加が実施される。具体的には、ＲＡＭに記憶された補正値Ｋが小さいときにはフィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数が少なくされて上記燃料添加制御が弱く行われ、同補正値Ｋが大きいときほどフィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数が多くされて上記燃料添加制御が強く行われる。以上により、同燃料添加制御による添加弁４６の詰まり抑制の強弱が補正値Ｋの大きさに応じて的確に変更されることとなる。
【００９３】
（６）フィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加は、ＰＭ堆積量が実施増加量Ｘだけ増加する毎に行われる。この実施増加量Ｘは、閾値ｓ及び実施回数ｎに基づき上記式（３）を用いて可変設定されるため、その実施回数ｎを大きい値に設定するほど小さくなる。そして、実施増加量Ｘが小さくなるほど、ＰＭ堆積量が同実施増加量Ｘだけ増加するのに要する時間が短くなり、フィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料添加の実施回数が多くなる。従って、実施回数ｎを補正値Ｋの大きさに応じて図１５に示されるように設定し、それによって実施増加量Ｘを補正値Ｋの大きさに応じて可変設定することで、フィルタ再生の停止中における上記集中的な間欠燃料の実施回数の変更、言い換えれば上記燃料添加制御による添加弁４６の詰まり抑制の強弱の調整が適切に行われるようになる。
【００９４】
［その他の実施形態］
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第３実施形態において、実施回数ｎの最大値を「４」よりも大きい整数値としてもよい。
【００９５】
・第３実施形態において、フィルタ再生の停止中における添加弁４６の詰まり抑制のための集中的な間欠燃料添加の実施タイミングについては、必ずしもＰＭ堆積量の増加を利用して定める必要はなく、例えばフィルタ再生の停止中における内燃機関１０の運転時間の増加や自動車の走行距離の増加を利用して定めることも可能である。
【００９６】
・第２実施形態での期間補正係数Ｋ１の算出に関しては、マップを用いてもよいし、計算式を用いてもよい。いずれの場合においても、補正値Ｋの変化に対する期間補正係数Ｋ１の変化の感度をある程度鈍くすることが好ましい。
【００９７】
・第１実施形態における閾値ｓの可変に関しては、マップを用いてもよいし、計算式を用いてもよい。
・第１実施形態において、フィルタ再生の実施間隔の変更を閾値ｓの変更以外の方法で実現してもよい。例えば、フィルタ再生の終了からの内燃機関１０の運転時間の増加や自動車の走行距離の増加を利用してＰＭ堆積量に関係なくフィルタ再生を開始するようにし、このように開始されるフィルタ再生の実施間隔を補正値Ｋの大きさに応じて変更するようにしてもよい。
【００９８】
・ＮＯｘ触媒を備える内燃機関１０においては、そのＮＯｘ触媒に吸蔵された硫黄成分の放出するＳ被毒回復が行われ、同Ｓ被毒回復の実現のためにも昇温制御が行われる。こうしたＳ被毒回復のための昇温制御中に補正値Ｋの算出及び学習を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第１実施形態の排気浄化装置が適用される内燃機関全体を示す略図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、フィルタ再生のための昇温制御中における添加弁を駆動するための添加パルスの変化、触媒床温Ｔ及び触媒入口排気温Ｔｂの変化、積算値ΣＱｒ，ΣＱの推移、並びに、添加許可フラグＦ１の設定態様を示すタイムチャート。
【図３】昇温制御中に触媒床温Ｔ（触媒床温平均値Ｔave）と目標床温Ｔｔとの間に定常的なずれが生じた状態を示すタイムチャート。
【図４】補正値Ｋが反映されていない場合の積算値ΣＱｒ，ΣＱの推移を示すタイムチャート。
【図５】補正値Ｋが反映されている場合の積算値ΣＱｒ，ΣＱの推移を示すタイムチャート。
【図６】（ａ）は補正値Ｋによって触媒床温平均値Ｔave と目標床温Ｔｔとの間の定常的なずれが解消されるときの両者の推移及び触媒入口排気温Ｔｂの推移を示すタイムチャートであり、（ｂ）はそのときの補正値Ｋの変化態様を示すタイムチャートである。
【図７】第１実施形態における添加弁の詰まり抑制手順を示すフローチャート。
【図８】補正値Ｋの変化に対する閾値ｓの変化を示すグラフ。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、フィルタ再生の実施態様、及びＰＭ堆積量の推移を示すタイムチャート。
【図１０】最大休止期間ｒｅを算出するためのマップ。
【図１１】添加弁４６の詰まり抑制を目的とした燃料添加の実施態様を示すタイムチャート。
【図１２】補正値Ｋの変化に対する期間補正係数Ｋ１の変化を示すグラフ。
【図１３】第２実施形態における添加弁の詰まり抑制手順を示すフローチャート。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、フィルタ再生の実施態様、ＰＭ堆積量の推移、及び詰まり抑制のための燃料添加の実施態様を示すタイムチャート。
【図１５】補正値Ｋの変化に対する実施回数ｎの変化を示すグラフ。
【図１６】第３実施形態における添加弁の詰まり抑制手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１００】
１０…内燃機関、１２…吸気通路、１３…燃焼室、１４…排気通路、１６…エアフローメータ、１９…吸気絞り弁、２５…ＮＯｘ触媒コンバータ、２６…ＰＭフィルタ、２７…酸化触媒コンバータ、２８…入ガス温度センサ、２９…出ガス温度センサ、３０…差圧センサ、３１，３２…空燃比センサ、３３…ＥＧＲ通路、３６…ＥＧＲ弁、４０…インジェクタ、４１…高圧燃料供給管、４２…コモンレール、４３…燃料ポンプ、４４…レール圧センサ、４５…低圧燃料供給管、４６…添加弁、５０…電子制御装置（算出手段、制御手段、判定手段）、５１…ＮＥセンサ、５２…アクセルセンサ、５３…絞り弁センサ、５４…吸気温センサ、５５…水温センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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