(57)【要約】【課題】前段触媒の劣化判定後のフィルタ再生を維持可能とする。【解決手段】排気通路１１中に、前段触媒２０と、排気中の粒子状物質を捕獲する触媒を担持したパティキュレートフィルタ２１とを備え、ポスト噴射により供給したＨＣを前段触媒２０により反応させ、前記フィルタ２１に捕獲された粒子状物質を除去してフィルタ２１の再生を行うフィルタ２１の再生制御装置であり、前記前段触媒２０の劣化状態を判定し、前段触媒２０の劣化が判定された場合に、ポスト噴射量を減量させるとともに、内燃機関１より排出する排気ガスの温度を上昇させる制御手段２６と、を備えるようにした。【選択図】図１
2008069648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた酸化能力を有する前段触媒と、前記前段触媒の下流に設けられ排気中の粒子状物質を捕獲する触媒を担持したパティキュレートフィルタと、前記前段触媒の上流からＨＣを供給するＨＣ供給手段と、を備え、前記ＨＣ供給手段により供給したＨＣを前記前段触媒により反応させ、前記パティキュレートフィルタに捕獲された粒子状物質を除去してフィルタの再生を行うパティキュレートフィルタの再生制御装置であり、
前記前段触媒の劣化状態を判定する劣化状態判定手段と、
前記劣化状態判定手段による前段触媒の劣化が判定された場合に、ＨＣ供給手段によるＨＣ供給量を減量させるとともに、内燃機関より排出する排気ガスの温度を上昇させる制御手段と、を備えることを特徴とするパティキュレートフィルタの再生制御装置。
【請求項２】
前記ＨＣ供給手段は、内燃機関の燃料噴射弁による燃料の筒内へのポスト噴射により排気ガス中に含まれるＨＣの供給量を制御するものであり、
前記制御手段は、前記燃料噴射弁による噴射燃料の筒内での燃焼終了時期を遅延させることにより排気ガスの温度を上昇させることを特徴とする請求項１に記載のパティキュレートフィルタの再生制御装置。
【請求項３】
前記ＨＣ供給手段は、内燃機関の燃料噴射弁による燃料の筒内へのポスト噴射により排気ガス中に含まれるＨＣの供給量を制御するものであり、
前記制御手段は、前記燃料噴射弁によるメイン噴射とポスト噴射の間におけるアフター噴射により筒内での燃焼終了時期を遅延させることにより排気ガスの温度を上昇させることを特徴とする請求項２に記載のパティキュレートフィルタの再生制御装置。
【請求項４】
前記ＨＣ供給手段は、内燃機関の燃料噴射弁による燃料の筒内へのポスト噴射により排気ガス中に含まれるＨＣの供給量を制御するものであり、
前記制御手段は、前記燃料噴射弁によるメイン噴射の遅延により筒内での燃焼終了時期を遅延させることにより排気ガスの温度を上昇させることを特徴とする請求項２に記載のパティキュレートフィルタの再生制御装置。
【請求項５】
前記ＨＣ供給手段は、内燃機関の燃料噴射弁による燃料の筒内へのポスト噴射により排気ガス中に含まれるＨＣの供給量を制御するものであり、
前記制御手段は、吸気通路若しくは排気通路に配置された絞り弁の開度を絞るか、もしくは、ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁の開度を増加させ、排気ガスの空気過剰率を低減させることにより排気ガスの温度を上昇させることを特徴とする請求項１に記載のパティキュレートフィルタの再生制御装置。
【請求項６】
前記ＨＣ供給手段は、内燃機関の燃料噴射弁による燃料の筒内へのポスト噴射により排気ガス中に含まれるＨＣの供給量を制御するものであり、
前記制御手段は、排気通路と吸気通路とに跨り配置されている過給機のタービン側の可変ノズル開度を開くことにより排気ガスの温度を上昇させることを特徴とする請求項１に記載のパティキュレートフィルタの再生制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化触媒等の前段触媒を備えたパティキュレートフィルタの再生制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からディーゼルエンジンの排気中に含まれる粒子状物質である煤に代表されるパティキュレートマター（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：以下、「ＰＭ」という）を除去するため、排気通路に酸化触媒等の前段触媒とその下流にＰＭの捕獲を行うパティキュレートフィルタ（以下、単に「フィルタ」または「ＤＰＦ」という）とを備え、供給したＨＣにより排気ガス温度を前段触媒で、例えば、６００℃以上に昇温させ、後段のフィルタに堆積したＰＭを焼却除去することでフィルタを再生するパティキュレートフィルタの再生制御装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、フィルタ前後の温度差をモニターして当該温度差が大きくなるほど前段触媒の劣化度合いが大きくなったと判定し、供給するＨＣの濃度を低下させて、ＨＣの流出とフィルタの詰まりを防止するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３５３６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、前段触媒の劣化が判定された後は、ＨＣの供給濃度を低下させるようにして、ＨＣが前段触媒において反応しないまま下流へと流出することを抑制するものであるため、フィルタの再生に十分な排気ガス温度を得ることができず、やがてフィルタ詰まりや過堆積を惹起する可能性があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、前段触媒の劣化判定後のフィルタ再生を継続可能なパティキュレートフィルタの再生制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられ酸化能力を有する前段触媒と、前記前段触媒の下流に設けられ排気中の粒子状物質を捕獲する触媒を担持したパティキュレートフィルタと、前記前段触媒の上流からＨＣを供給するＨＣ供給手段と、を備え、前記ＨＣ供給手段により供給したＨＣを前段触媒により反応させ、前記パティキュレートフィルタに捕獲された粒子状物質を除去してフィルタの再生を行うパティキュレートフィルタの再生制御装置であり、前記前段触媒の劣化状態を判定する劣化状態判定手段と、前記劣化状態判定手段による前段触媒の劣化が判定された場合に、ＨＣ供給手段によるＨＣ供給量を減量させるとともに、内燃機関より排出する排気ガスの温度を上昇させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、排気通路に設けられた酸化能力を有する前段触媒の劣化が判定された時には、前記前段触媒の下流に設けられたパティキュレートフィルタの再生時、ＨＣ供給手段によるＨＣ供給量を減量させるとともに、内燃機関より排出する排気ガスの温度を上昇させるようにすることにより、前段触媒の劣化後もパティキュレートフィルタの再生を継続することができ、パティキュレートフィルタシステムの信頼性確保と排気性能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のパティキュレートフィルタの再生制御装置を各実施形態に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用したパティキュレートフィルタの再生制御装置の第１実施形態を示す過給機付ディーゼルエンジンのシステム構成図である。
【００１０】
図１に示すように、エンジン本体１には、コモンレール２、燃料噴射弁３およびサプライポンプ４を構成要素とするコモンレール燃料噴射系が設けられており、高圧の燃料をエンジン本体１に供給する。前記燃料噴射弁３は、燃焼室５に燃料を直接噴射し、かつメイン噴射の前にパイロット噴射が可能であり、またコモンレール２内の設定燃料圧力を変更することにより、燃料噴射圧力を可変制御できる。
【００１１】
前記過給機１０の排気タービン１０Ａは排気通路１１に配置されて、エンジン本体１よりの排気により回転して、吸気通路１２に配置されている過給機１０のコンプレッサ１０Ｂを駆動する。過給機１０のコンプレッサ１０Ｂは前記排気タービン１０Ａに駆動されて圧縮空気をエンジン本体１に供給している。本実施形態の過給機１０は、可変容量型の形式が採用され、低速域においてはタービン１０Ａに側に設けた可変ノズル（ベーン）１０Ｃを絞ってタービン効率を高め、高速域においてはこの可変ノズル１０Ｃを開いてタービン容量を拡大させることにより、広い運転領域で高い過給効果を得るものとしている。
【００１２】
前記吸気通路１２には、前記過給機１０のコンプレッサ１０Ｂの上流側にエアフローメータ１３、エアクリーナ１４が配置され、下流側にインタークーラ１５、スロットル弁１６がそれぞれ介装されている。スロットル弁１６は、例えば、ステップモータを用いて開度変更が可能な電子制御式のものであり、その開度に応じてエンジン本体１に吸入される吸入空気量を制御する。
【００１３】
前記排気通路１１には、エンジン本体１と排気タービン１０Ａとの間から分岐して吸気通路１２に接続するＥＧＲ通路６が設けられ、このＥＧＲ通路６にはＥＧＲ弁７が介装されている。前記ＥＧＲ弁７は、例えば、ステップモータを用いた電子制御式のものであり、その開度に応じて吸気側に還流する排気の量、すなわち、エンジン本体１に吸入されるＥＧＲ量を制御する。排気通路１１には、排気タービン１０Ａの下流側に前段触媒２０およびパティキュレートフィルタ（以下「ＤＰＦ」、または、単に「フィルタ」という。）２１が順に設けられている。前記前段触媒２０は、活性状態においてＨＣ、ＣＯを酸化処理する酸化触媒（ＤＯＣ）、若しくは、ＮＯｘ触媒により構成される。ＤＰＦ２１は排気中のＰＭ（微粒子状物質）を捕集する。捕集したＰＭは排気温度を高温化する再生制御により燃焼処理される。
【００１４】
各種状態を検出するセンサとして、吸入空気量を検出する前記エアフローメータ１３、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ１７、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１８、冷却水温を検出する水温センサ１９、前記コモンレール２内の燃料圧力（すなわち、燃料噴射圧）を検出する図示しないレール圧センサ等が設けられる。また、それぞれ前記前段触媒２０出口の排気ガス温度、およびＤＰＦ２１の出口排気温度を検出する温度センサ２２、２３が設けられ、ＤＰＦ２１の入口と出口との圧力差を検出する差圧センサ２４が設けられている。排気通路１１のＤＰＦ２１下流側には排気空燃比または酸素濃度を検出する排気センサ２５が設けられている。
【００１５】
ＣＰＵおよびその周辺装置からなるマイクロコンピュータにより構成されたコントロールユニット２６は、前記各種センサからの検出信号に基づいて燃料噴射量、噴射時期を設定して前記燃料噴射弁３の駆動を制御すると共に、前記スロットル弁１６およびＥＧＲ弁７の開度制御を行う。
【００１６】
また、前記コントロールユニット２６は、ＤＰＦ２１の入口と出口との圧力差を検出する差圧センサ２４よりの信号に基づきＤＰＦ２１に堆積されているＰＭ量を推定し、予め設定した所定量のＰＭが堆積したと判定した場合には、ＤＰＦ２１の再生処理を実行する。前記ＤＰＦ２１の再生処理は、例えば、炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等を前段触媒２０より上流から供給し、このときに該前段触媒２０で発生する熱により温度上昇した排気をフィルタ２１に流通させて行う。前段触媒２０へＨＣを供給する方法としては、エンジン本体１で燃料噴射弁３からの主噴射の後の膨張行程中若しくは排気行程中に、再度燃料を噴射させるポスト噴射を例示することができる。このポスト噴射により噴射された燃料（ＨＣ）は、噴射時期によっては燃焼せずに燃焼室５から排出され、この排出されたＨＣは、主噴射による高温の燃焼ガスにより改質され、前段触媒２０にて反応しやすい状態となる。
【００１７】
また、コントロールユニット２６は、ＤＰＦ２１再生中において、前記前段触媒２０の出口に配置した温度センサ２２よりの排気ガス温度信号とポスト噴射量とに基づき、前段触媒２０で反応しているＨＣ量、前段触媒２０を通過するＨＣ量を推定し、前段触媒２０の劣化状態を判定している。前段触媒２０に劣化が生じてＨＣの酸化能力が低下すると、該前段触媒２０で反応するＨＣが減少し、フィルタ２１の上流側では温度上昇が緩慢となり、ＤＰＦ２１でのＰＭの酸化が困難となる。具体的には、ポスト噴射量に対してマップ等により設定している設定温度上昇率の下限値を超えて前段触媒２０の出口排気ガス温度が上昇されない場合に、前段触媒２０が劣化したと判定するようにしている。そして、前段触媒２０の劣化が判定された場合には、ユーザに警告を発し前段触媒２０の交換を促すとともに、前段触媒２０を通過するＨＣ量がＤＰＦ２１で反応処理が可能なＨＣ量（ＤＰＦ許容値）となるまで、ポスト噴射量を減量させる（図２（Ａ）参照）。
【００１８】
図３（Ａ）に示すタイムチャートは、ＤＰＦ２１再生中において、前段触媒２０の正常状態（時点ｔ０〜ｔ１）、劣化進行状態（時点ｔ１〜ｔ２）、劣化判定後（時点ｔ２〜ｔ３）の各状態におけるポスト噴射量、前段触媒２０通過後の排気ガス温度、ＤＰＦ２１入口ＨＣ濃度の各変化を示したものである。前段触媒２０が劣化され始める（時点ｔ１〜）と、前段触媒２０通過後の排気ガス温度が低下し始めるとともにＤＰＦ２１入口ＨＣ濃度が上昇し始める。触媒劣化が判定されるまで前段触媒２０通過後の排気ガス温度が低下される（時点ｔ２〜）と、前記したように前段触媒２０を通過するＨＣ量がＤＰＦ２１許容値となるまでポスト噴射量が低減され（前段触媒２０の劣化の進行とともに低減）、それに伴いＤＰＦ２１入口ＨＣ濃度が所定濃度に維持される。
【００１９】
また、前記コントロールユニット２６は、前段触媒２０の劣化が判定された段階から、エンジン本体１から排出させる排気ガスの温度を直接上昇させて、ポスト噴射量を減量して前段触媒２０への負担軽減しながらＤＰＦ２１の再生温度を維持する。エンジン本体１から排出させる排気ガスの温度の上昇手段としては、メイン噴射とポスト噴射の間のアフター噴射（図２（Ｂ）参照）、メイン噴射のリタード、排気ガスの空気過剰率の低下、過給機１０のタービン１０Ａ側のベーン開度増加のいずれか一つまたは二つを選択して実行する。排気ガス温度の昇温目標値としては、ＤＰＦ２１の再生が実行できる温度、例えば、６００℃に設定する。このようにして、前段触媒２０が劣化した段階においても、ＤＰＦ２１の再生が継続されるようにする。
【００２０】
図３（Ｂ）に示すタイムチャートは、前段触媒２０およびＤＰＦ２１の各入口における排気ガス温度の時間経過を示したものである。前段触媒２０が劣化したと判定（時点ｔ２）後に、エンジン本体１の気筒内での燃焼終了時期を遅延させた場合には、前段触媒２０およびＤＰＦ２１の各入口における排気ガス温度が上昇され、ＤＰＦ２１の再生が上昇された排気ガス温度により継続される（時点ｔ２−３参照）。
【００２１】
図４は、第１の実施の形態に基づく再生制御のフローチャート図である。この再生制御のフローチャートは、差圧センサ２４よりの信号に基づきＤＰＦ２１の入口と出口との圧力差が予め設定された所定値に達し、予め設定した所定量のＰＭが堆積したと判定した場合に実行されるＤＰＦ２１の再生処理中の所定時間毎に実行される。このＤＰＦ２１の再生処理においては、エンジン本体１で燃料噴射弁３からの主噴射の後の膨張行程中に、再度燃料を噴射させるポスト噴射が実行されていることを前提としている。
【００２２】
コントロールユニット２６は、先ずステップＳ１において、前段触媒劣化フラグ、ポスト噴射量、前段触媒２０後の排ガス温度、ＤＰＦ２１前後の圧力差、を夫々読込み、ステップＳ２へ進む。
【００２３】
ステップＳ２では、前段触媒劣化フラグが０か否かが判定され、前段触媒劣化フラグが（Ｆ＝１）となっている場合には前段触媒２０の劣化後の処理となるステップＳ５へ進み、前段触媒劣化フラグが（Ｆ＝０）である場合には前段触媒２０の劣化が判定基準に達していないと判断してステップＳ３へ進む。
【００２４】
ステップＳ３では、前段触媒２０後の実温度上昇率＞触媒劣化判定温度か否かにより、排気ガス温度信号とポスト噴射量とに基づき、前段触媒２０で反応しているＨＣ量、前段触媒２０を通過するＨＣ量を推定し、前段触媒２０の劣化状態を判定する。この判定において、前段触媒２０後の実温度がポスト噴射量に対応する劣化判定温度未満である場合には前段触媒２０の劣化が所定以上進んでおり、ステップＳ４へ進んで前段触媒劣化フラグ（Ｆ＝１）をセットし、ステップＳ５へ進み、前段触媒２０後の実温度が十分高く、前段触媒２０の劣化が進んでいない場合には今回の処理ステップを終了する。
【００２５】
ステップＳ５では、前段触媒２０の劣化が進んでいるため、ポスト噴射量を減量して、ステップＳ６へ進む。
【００２６】
ステップＳ６では、前段触媒２０を通過するＨＣ量がＤＰＦ許容値を下回っているか否かが判定され、下回っていない場合にはステップＳ５へ戻ってポスト噴射量を減量し、再びステップＳ６において、前段触媒２０を通過するＨＣ量がＤＰＦ許容値を下回っているか否かが判定される。この処理ステップが繰返されることにより、前段触媒２０を通過するＨＣ量がＤＰＦ許容値を下回ったと判定されるとステップＳ７へ進む。このように、ＤＰＦ２１へ供給されるＨＣ量を制限することで、再生中ＤＰＦ２１のベッド温度が最大になる条件下にあっても溶損等により破損しないようにしている。
【００２７】
ステップＳ７では、燃焼室５内における燃焼終了時期を遅延させることにより、ポスト噴射量の減少により低下するＤＰＦ２１の入口排気温度を上昇させ、必要なＤＰＦ再生温度を確保する。燃焼終了時期の遅延は、メイン噴射後の膨張行程でポスト噴射よりも早期に燃料を噴射するアフター噴射を実行するか、若しくは、負荷の高い運転条件では、メイン噴射時期を遅らせるメイン噴射リタードを実行して、排気温度を上昇させる。いずれか一方を選択しても、また、両方を実行してもよい。前記アフター噴射若しくはメイン噴射リタードは、膨張行程において、クランク角度が上死点角度から９０度の角度までに噴射される場合には、膨張行程の範囲内での筒内燃焼を達成させることができ、望ましくは、上死点から５０〜６０℃の範囲で噴射されるようにする。
【００２８】
ステップＳ８では、ステップＳ７での燃焼終了時期の遅延により上昇する排気温度の上昇がＤＰＦ２１での再生目標温度を超えているかどうかが判定され、超えていない場合には、ステップＳ７へ戻り、ステップＳ７を実行することにより排気温度を上昇させて、再びステップＳ８において排気温度を判定して、ＤＰＦ２１での再生目標温度を超えるまでステップＳ７の排気温度上昇操作を実行し、ＤＰＦ２１での再生目標温度を超えた時点で今回の処理ステップを終了する。
【００２９】
以上のようにして、前段触媒２０の劣化時においても、ＤＰＦ２１の入口排気温度をＤＰＦ再生目標温度に維持するため、前段触媒２０の正常時と同様の再生状態を維持することができる。しかも、前段触媒２０の劣化度合いに応じて、前段触媒２０を通過するＨＣ量が次第に増加して行くが、通過ＨＣ量の変化は前段触媒２０通過後の排気温度がフィードバックされることにより、ポスト噴射量および燃焼終了時期の遅延操作が調整されることにより、安定してＤＰＦ２１の入口排気温度をＤＰＦ再生目標温度に維持することができ、ＤＰＦ２１の再生状態を維持することができる。
【００３０】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００３１】
（ア）内燃機関１の排気通路１１に設けられ酸化能力を有する前段触媒２０と、前記前段触媒２０の下流に設けられ排気中の粒子状物質を捕獲する触媒を担持したパティキュレートフィルタ２１と、前記前段触媒２０の上流からＨＣを供給するＨＣ供給手段としての燃料噴射手段２〜４と、を備え、前記ＨＣ供給手段（２〜４）により供給したＨＣを前記前段触媒２０により反応させ、前記パティキュレートフィルタ２１に捕獲された粒子状物質を除去してフィルタ２１の再生を行うパティキュレートフィルタ２１の再生制御装置であり、前記前段触媒２０の劣化状態を判定する劣化状態判定手段２６と、前記劣化状態判定手段２６による前段触媒２０の劣化が判定された場合に、ＨＣ供給手段（２〜４）によるＨＣ供給量を減量させるとともに、内燃機関１より排出する排気ガスの温度を上昇させる制御手段２６と、を備えるようにした。このため、前段触媒２０の劣化後もパティキュレートフィルタ２１の再生を継続することができ、パティキュレートフィルタシステムの信頼性確保と排気性能を維持することができる。
【００３２】
（イ）前段触媒２０の劣化が判定された場合に、ポスト噴射による排気ガス中に含まれるＨＣの供給量を減量するとともに、前記燃料噴射弁３によるメイン噴射とポスト噴射の間におけるアフター噴射、若しくは、メイン噴射の遅延により、噴射燃料の筒内での燃焼終了時期を遅延させることにより排気ガスの温度を上昇させるものであるため、前段触媒２０の劣化後も内燃機関の出力性能を低下させることなく、フィルタ２１の再生を継続して実行させることができる。
【００３３】
（第２実施形態）
図５は、本発明を適用したパティキュレートフィルタの再生制御装置の第２実施形態に基づく再生制御のフローチャート図である。本実施形態においては、排気温度の上昇手段として排気ガスの空気過剰率を低下させるようにした構成を第１実施形態に追加したものである。なお、第１実施形態と同一装置・部品には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００３４】
本実施形態のパティキュレートフィルタの再生制御装置は、図１に示す過給機付ディーゼルエンジンのシステム構成を同じく備えており、コントロールユニット２６で所定時間毎に実行する再生制御が図５に示すフローチャートである構成で第１実施形態と相違している。なお、図５においても、この再生制御のフローチャートは、差圧センサ２４よりの信号に基づきＤＰＦ２１の入口と出口との圧力差が予め設定された所定値に達し、予め設定した所定量のＰＭが堆積したと判定した場合に実行されるＤＰＦ２１の再生処理中の所定時間毎に実行される。このＤＰＦ２１の再生処理においては、エンジン本体１で燃料噴射弁３からの主噴射の後の膨張行程中に、再度燃料を噴射させるポスト噴射が実行されていることを前提としている。
【００３５】
そして、コントロールユニット２６で実行される処理ステップにおいても、ステップＳ１〜Ｓ６までの処理は第１実施形態における処理と同様に実行される。本実施形態においては、第１実施形態におけるステップＳ７およびステップＳ８の排気温度上昇処理をステップＳ９〜Ｓ１２の処理に置換えたものとなっている。以下に相違点を説明する。
【００３６】
ステップＳ９では、ポスト噴射量の減少に伴い低下したＤＰＦ２１の入口排気温度を、空気過剰率λを低減することにより、エンジン本体１からの排気温度を上昇させて、必要なＤＰＦ再生温度を確保する。空気過剰率λの低減は、吸気スロットル弁１６の開度、若しくは、排気通路１１中に設けた図示しない排気弁の開度を絞るか、もしくは、ＥＧＲ通路６に設けられているＥＧＲ弁７の開度を増加させてＥＧＲ率を増加させる操作のいずれかを単独または組合わせて実行する。吸気絞りと排気絞りは吸気流量を変化させる装置なのでどちらか一方を操作する。空気過剰率λが低減されると排気温度が上昇される。
【００３７】
ステップＳ１０では、上昇された排気温度がＤＰＦ２１での再生目標温度を超えているかどうかが判定され、超えていない場合にはステップＳ９へ戻り、空気過剰率λをさらに低減させ、再びステップＳ１０にて上昇された排気温度がＤＰＦ２１での再生目標温度を超えているかどうかが判定され、この処理ステップを繰返すことにより排気温度を再生目標温度以上に上昇させ、ステップＳ１１へ進む。
【００３８】
ステップＳ１１では、ＤＰＦ２１前後の圧力差を前回処理時における圧力差と比較して、ＤＰＦ２１の再生速度が目標再生速度以下に下がっているか否かを判定し、目標再生速度を超えている場合には今回の処理ステップを終了させ、下がっている場合にはステップＳ１２へ進み、空気過剰率λ低減による排気温度上昇操作を中断して他の排気温度上昇手段に切換える。即ち、空気過剰率λ低減による排気温度上昇操作は、排気ガス中の煤の発生を増加させ、ＤＰＦ２１の再生速度が低下するため、目標再生速度が確保できる場合にのみ実行するようにしている。
【００３９】
以上のようにして、前段触媒２０の劣化時においても、ＤＰＦ２１の入口排気温度をＤＰＦ再生目標温度に維持するため、前段触媒２０の正常時と同様の再生状態を維持することができる。しかも、前段触媒２０の劣化度合いに応じて、前段触媒２０を通過するＨＣ量が次第に増加して行くが、通過ＨＣ量の変化は前段触媒２０通過後の排気温度がフィードバックされることにより、空気過剰率λが低減調整されることにより、安定してＤＰＦ２１の入口排気温度をＤＰＦ再生目標温度に維持することができ、ＤＰＦ２１の再生状態を維持することができる。
【００４０】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）に加えて以下に記載した効果を奏することができる。
【００４１】
（ウ）前段触媒２０の劣化が判定された場合に、ポスト噴射による排気ガス中に含まれるＨＣの供給量を減量するとともに、吸気通路１２若しくは排気通路１１に配置された絞り弁１６の開度を絞るか、もしくは、ＥＧＲ通路６に設けられたＥＧＲ弁７を開放して、排気ガスの空気過剰率λを低減させることにより排気ガスの温度を上昇させるものであるため、前段触媒２０の劣化後もＤＰＦ２１の再生速度が維持できる空気過剰率の領域では有効にフィルタ２１の再生を継続されることができる。
【００４２】
（第３実施形態）
図６は、本発明を適用したパティキュレートフィルタの再生制御装置の第３実施形態に基づく再生制御のフローチャート図である。本実施形態においては、排気温度の上昇手段として過給機の可変ベーン開度を調整する構成を第１実施形態に追加したものである。なお、第１実施形態と同一装置・部品には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００４３】
本実施形態のパティキュレートフィルタの再生制御装置は、図１に示す過給機付ディーゼルエンジンのシステム構成を同じく備えており、コントロールユニット２６で所定時間毎に実行する再生制御が図６に示すフローチャートである構成で第１実施形態と相違している。なお、図６においても、この再生制御のフローチャートは、差圧センサ２４よりの信号に基づきＤＰＦ２１の入口と出口との圧力差が予め設定された所定値に達し、予め設定した所定量のＰＭが堆積したと判定した場合に実行されるＤＰＦ２１の再生処理中の所定時間毎に実行される。このＤＰＦ２１の再生処理においては、エンジン本体１で燃料噴射弁３からの主噴射の後の膨張行程中に、再度燃料を噴射させるポスト噴射が実行されていることを前提としている。
【００４４】
そして、コントロールユニット２６で実行される処理ステップにおいても、ステップＳ１〜Ｓ６、Ｓ８の処理は第１実施形態における処理と同様に実行される。本実施形態においては、第１実施形態におけるステップＳ７の排気温度上昇処理をステップＳ１３の処理に置換えたものとなっている。以下に相違点を説明する。
【００４５】
ステップＳ１３では、ポスト噴射量の減少に伴い低下したＤＰＦ２１の入口排気温度を、過給機１０のタービン１０Ａ側の可変ノズル（ベーン）１０Ｃ開度を増加させることにより、排気温度を上昇させて、必要なＤＰＦ再生温度を確保する。過給機１０のタービン１０Ａ側の可変ノズル（ベーン）１０Ｃ開度を増加は、排気エネルギをターボ１０が回収することなく捨てることになるため、下流に流れる排気ガスの温度が上昇する。
【００４６】
本実施形態における排気温度の上昇方法は、ターボ過給が阻害されることとなり、エンジン出力の低下を招くことから、一時的な非常用として利用することとなる。
【００４７】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。
【００４８】
（エ）前段触媒２０の劣化が判定された場合に、ポスト噴射による排気ガス中に含まれるＨＣの供給量を減量するとともに、排気通路１１と吸気通路１２とに跨り配置されている過給機１０のタービン１０Ａ側の可変ノズル１０Ｃ開度を開くことにより排気ガスの温度を上昇させるものであるため、エンジン出力性能が低下して車両の運転性が低下するが、前段触媒２０の劣化後も有効にフィルタ２１の再生を継続されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態を示すパティキュレートフィルタの再生制御装置のシステム構成図。
【図２】前段触媒の劣化前（Ａ）および劣化後（Ｂ）における燃料噴射状態を説明する説明図。
【図３】前段触媒の正常状態、劣化進行状態、劣化判定後の各状態におけるポスト噴射量、前段触媒通過後の排気ガス温度、ＤＰＦ入口ＨＣ濃度の各変化を示すタイムチャート（Ａ）、および、本実施形態における前段触媒・ＤＰＦ入口温度の各変化を示すタイムチャート（Ｂ）。
【図４】第１実施形態に基づく再生制御のフローチャート図。
【図５】第２実施形態に基づく再生制御のフローチャート図。
【図６】第３実施形態に基づく再生制御のフローチャート図。
【符号の説明】
【００５０】
１  内燃機関、エンジン本体
２  コモンレール
３  燃料噴射弁
４  サプライポンプ
５  燃焼室
６  ＥＧＲ通路
７  ＥＧＲ弁
１０  過給機
１０Ａ  排気タービン、タービン
１０Ｂ  コンプレッサ
１０Ｃ  可変ノズル
１１  排気通路
１２  吸気通路
２０  前段触媒、酸化触媒
２１  パティキュレートフィルタ、フィルタ、ＤＰＦ
２２、２３  温度センサ
２４  差圧センサ
２６  コントロールユニット
【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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