(57)【要約】【課題】減速時の燃料カット実行中にポスト噴射を行う場合において、そのポスト噴射によるオイル希釈を抑えつつ、フィルタの温度を好適に維持することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】エンジン１の排気通路２６には、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ３２が設けられている。制御装置２５は、燃料噴射弁４の噴射時期を制御してポスト噴射を行うことによりフィルタ３２の温度を上昇させて粒子状物質を燃焼させる再生処理を行う。この制御装置２５は、再生処理の実行時におけるフィルタ３２の目標温度を設定するとともに、その目標温度が低いときほどポスト噴射の噴射量が少なくなるように当該噴射量を設定する。さらに、減速時の燃料カットが実行されているときには、そうでないときに比して、フィルタ３２の目標温度を低い温度に設定する。【選択図】図１
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【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て排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備え、機関の燃料噴射弁の噴射時期を制御してポスト噴射を行うことにより前記フィルタの温度を上昇させて前記粒子状物質を燃焼させる再生処理を行う内燃機関の排気浄化装置において、
前記再生処理の実行時における前記フィルタの目標温度を設定する目標温度設定手段と、
前記目標温度が低いときほどポスト噴射の噴射量が少なくなるように当該噴射量を設定する噴射量設定手段とを備え、
前記目標温度設定手段は、減速時の燃料カットが実行されているときには、そうでないときに比して、前記目標温度を低い温度に設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記目標温度設定手段は、機関の気筒内の温度が低いときほど前記目標温度を低い温度に設定する
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記目標温度設定手段は、機関負荷が低いときほど前記目標温度を低い温度に設定する
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記噴射量設定手段は、前記目標温度に加え、さらに機関回転速度及び機関負荷に基づいて前記噴射量を設定する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記フィルタの温度と前記目標温度との偏差に応じて前記噴射量を補正する補正手段と、
減速時の燃料カット実行中においてポスト噴射の最大噴射量を制限する制限手段とをさらに備える
ことを特徴とする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】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置として、排気中のＰＭ（Particulate Matter:粒子状物質）を捕集するフィルタを備える装置が知られている。
こうした排気浄化装置では、フィルタに捕集されたＰＭの量が増大するにつれて同フィルタでの圧力損失が増大し、その結果、機関出力等に悪影響を与えるようになる。そこで、フィルタの温度を上げて捕集されたＰＭを燃焼させるといった再生処理が行われる。
【０００３】
この再生処理では、主燃料噴射時期から遅れた時期に再度行われる燃料噴射、いわゆるポスト噴射を実行して燃料を排気通路に供給し、この燃料の酸化熱を利用して排気の温度を上昇させることにより、フィルタは昇温される。
【特許文献１】特開２００４−１９７５７６号公報（段落「００８５」等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、再生処理の実行中にあって、減速時の燃料カットが行われた場合でも、フィルタの温度を維持するためにポスト噴射を行うことが望ましい。
しかし、燃料カットの実行中には気筒内で燃料の燃焼が行われないため、気筒内の温度は低くなる。従って、ポスト噴射で噴射された燃料は気筒内で気化しにくく、シリンダ壁などに付着しやすくなる。このようにシリンダ壁等に付着した燃料は、機関の潤滑油に混入してオイル希釈を生じさせる原因となる。
【０００５】
ここで、特許文献１に記載されるように、そうした減速時にポスト噴射の噴射量を減量するようにすれば、シリンダ壁に付着する燃料の量を減らすことができるため、オイル希釈の発生を抑えることができる。しかし、ポスト噴射量を減量してしまうと、場合によってはフィルタの温度が過度に低下してしまい、その温度を再生処理に適した温度に維持することが困難になるおそれがある。従って、そのようなポスト噴射量の減量に際しては、更なる改善の余地を残すものとなっている。
【０００６】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、減速時の燃料カット実行中にポスト噴射を行う場合において、そのポスト噴射によるオイル希釈を抑えつつ、フィルタの温度を好適に維持することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備え、機関の燃料噴射弁の噴射時期を制御してポスト噴射を行うことにより前記フィルタの温度を上昇させて前記粒子状物質を燃焼させる再生処理を行う内燃機関の排気浄化装置において、前記再生処理の実行時における前記フィルタの目標温度を設定する目標温度設定手段と、前記目標温度が低いときほどポスト噴射の噴射量が少なくなるように当該噴射量を設定する噴射量設定手段とを備え、前記目標温度設定手段は、減速時の燃料カットが実行されているときには、そうでないときに比して、前記目標温度を低い温度に設定することをその要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、減速時の燃料カットが実行されているときには、そうでないときに比して、フィルタの目標温度が低い温度に設定される。そのため、減速時の燃料カット実行中にポスト噴射が行われる場合には、燃料カットの非実行時と比較してポスト噴射量が減量される。従って、燃料カットの実行中であり、気筒内の温度が低い状況下でポスト噴射が行われるときでも、そのポスト噴射に起因するオイル希釈の発生を抑えることができるようになる。
【０００９】
ここで、同構成では、フィルタの目標温度の低下を通じてポスト噴射量を減量するようにしている。そのため、ポスト噴射量の減量に際しては、フィルタが目標温度に維持されやすくなり、同フィルタの過度な温度低下が抑制される。従って、同構成によれば、減速時の燃料カット実行中にポスト噴射を行う場合において、そのポスト噴射によるオイル希釈を抑えつつ、フィルタの温度を好適に維持することができるようになる。
【００１０】
上記目標温度の設定については、請求項２に記載の発明によるように、機関の気筒内の温度が低いときほど目標温度を低い温度に設定することにより、減速時の燃料カット実行中であって気筒内の温度が低下するときには、確実に目標温度を低下させることができるようになる。
【００１１】
また、気筒内の温度は、機関負荷が低いときほど低下する傾向にあるため、請求項３に記載の発明によるように、機関負荷が低いときほどフィルタの目標温度を低い温度に設定する、といった構成を採用することにより、気筒内の温度を計測することなく、減速時の燃料カット実行中であって気筒内の温度が低下するときには、確実に目標温度を低下させることができるようになる。ちなみに、機関負荷は、ポスト噴射に先立って行われる燃料噴射であって、機関出力を得るために行われるメイン噴射の噴射量に基づいて推定可能である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記噴射量設定手段は、前記目標温度に加え、さらに機関回転速度及び機関負荷に基づいて前記噴射量を設定することをその要旨とする。
【００１３】
フィルタの温度を目標温度にまで昇温させる際、排気の温度が低いときほど多くのポスト噴射量が必要になる。また、排気の流量が多いときほど、排気がフィルタを通過する時間は短くなり、フィルタの受熱時間も短くなるため、同フィルタの温度は上昇しにくくなる。そのため、フィルタの温度を目標温度にまで昇温させる際、排気の流量が多いときほど多くのポスト噴射量が必要になる。従って、ポスト噴射を通じてフィルタを目標温度にまで昇温させる際には、排気温度や排気流量を考慮することが望ましい。
【００１４】
ここで、機関負荷が高くなるほど、メイン噴射の噴射量は増大されるため、排気温度は高くなる。また、機関回転速度が高くなるほど、高温の排気が排気通路に流れ込む間隔は短くなるため、排気通路内の排気温度は高くなる。
【００１５】
また、機関負荷が高いときほど吸入空気量は多くなっており、これにより排気流量も多くなる。また、機関回転速度が高くなるほど、上述したように、排気通路に排気が流れ込む間隔は短くなるため、単位時間当たりの排気流量は増大するようになる。このように、排気温度や排気流量は機関負荷や機関回転速度によって変化する。
【００１６】
そこで、同構成では、上記目標温度に加え、さらに排気温度や排気流量に関与する機関回転速度及び機関負荷に基づいてポスト噴射の噴射量を設定するようにしている。従って、フィルタを目標温度にするために必要なポスト噴射量を適切に設定することができるようになる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記フィルタの温度と前記目標温度との偏差に応じて前記噴射量を補正する補正手段と、減速時の燃料カット実行中においてポスト噴射の最大噴射量を制限する制限手段とをさらに備えることをその要旨とする。
【００１８】
同構成では、フィルタの温度と目標温度との偏差に応じてポスト噴射量を補正するようにしており、これによりフィルタの温度は目標温度に向けて適切に制御される。
ところで、噴射量の指令値と実際の噴射量との間には、燃料噴射弁の噴射特性のばらつき等に起因して誤差が生じることがあり、実際の噴射量が指令値よりも少ない場合には、排気温度の上昇量が不足する。そのため、上記偏差に応じたポスト噴射量の補正値は大きくされて、補正後のポスト噴射量は増量される。ここで、上述したように、減速時の燃料カット実行中には気筒内の温度が低くなっており、シリンダ壁への燃料付着が生じやすい状態となっている。従って、そうした燃料カットの実行中において過度にポスト噴射量が増量補正されると、ポスト噴射に起因するシリンダ壁等への燃料付着量が増大して、オイル希釈が進行してしまうおそれがある。
【００１９】
そこで、同構成では、減速時の燃料カット実行中におけるポスト噴射の最大噴射量を制限するようにしており、これにより補正値が大きくなっても補正後のポスト噴射量は所定の量以下に制限されて、当該ポスト噴射量の過度な増量が抑えられるようになる。従って、シリンダ壁等への燃料付着が生じやすい燃料カットの実行中にあって、燃料噴射弁の噴射特性のばらつき等に起因するオイル希釈の発生も抑えることができるようになる。なお、同構成においては、減速時の燃料カット実行中において、フィルタの温度を目標温度にしつつ、オイル希釈を好適に抑えることのできるポスト噴射量をガード値として設定し、そのガード値にてポスト噴射の最大噴射量を制限することが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２１】
図１に、本実施形態にかかる排気浄化装置を備えるディーゼル機関の制御装置、これが適用されるエンジン１、並びにそれらの周辺構成を示す概略構成図を示す。
エンジン１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には、各気筒＃１〜＃４にそれぞれ対応した燃料噴射弁４が複数取り付けられている。また、シリンダヘッド２には外気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００２２】
各燃料噴射弁４は、燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９には、高圧ポンプ１０が接続されており、この高圧ポンプ１０によってコモンレール９には高圧燃料が供給される。そして、コモンレール９に供給された高圧燃料は、燃料噴射弁４が開弁されることにより、各気筒の燃焼室に噴射供給される。
【００２３】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するためのスロットル弁１６が設けられている。このスロットル弁１６は、モータ１７によって開閉駆動される。
【００２４】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１が設けられている。同ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサとスロットル弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００２５】
また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの下流側には、排気成分を浄化する第１酸化触媒３０が設けられており、更にその下流側には、排気成分を浄化するコンバータ３４が設けられている。このコンバータ３４の内部には、排気の流れ方向に対して直列に第２酸化触媒３１及びフィルタ３２が配設されている。
【００２６】
第１酸化触媒３０及び第２酸化触媒３１には、排気中のＨＣを酸化処理する触媒が担持されている。また、フィルタ３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集する部材であって、多孔質のセラミック構造体で構成されており、排気中のＰＭは多孔質の壁を通過する際に捕集される。
【００２７】
排気通路２６の途中にあって、コンバータ３４の下流側には排気の流量を制限する排気絞り弁３５が設けられている。この排気絞り弁３５の非作動時には弁体が全開となっている。一方、作動時には弁体がある程度閉じられることによって排気の流量が減少される。
【００２８】
この他、エンジン１にはＥＧＲ装置が備えられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。この装置はインテークマニホールド７とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。そして、ＥＧＲ弁１５の弁開度が調整されることによりエキゾーストマニホールド８からインテークマニホールド７に導入される排気の量、すなわちＥＧＲ量が調整される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。このＥＧＲ装置によってエンジン１の燃焼室に排気の一部が戻されると、混合気の燃焼温度が低下してＮＯｘの発生量が減少する。
【００２９】
エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、吸気通路３の上流側に設けられたエアフロメータ４０によって吸入空気量ＧＡが検出される。また、スロットル弁１６を開閉するモータ１７に設けられたスロットル開度センサ４１によってスロットル弁１６の開度（スロットル開度ＴＡ）が検出される。また、第２酸化触媒３１の排気上流側に設けられた第１排気温度センサ４２によって同第２酸化触媒３１に流入する排気の温度である第１排気温度Ｔａが検出され、第２酸化触媒３１とフィルタ３２との間に設けられた第２排気温度センサ４３によって、第２酸化触媒３１を通過した直後の排気の温度である第２排気温度Ｔｂが検出される。また、第２酸化触媒３１とフィルタ３２との間に設けられた圧力センサ４４によって、フィルタ３２の上流側の圧力が検出される。また、エンジン１のクランクシャフト近傍に設けられたクランク角センサ４５によってクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥが検出され、アクセルペダルに設けられたアクセルセンサ４６によってアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰが検出される。
【００３０】
これら各種センサの出力は制御装置２５に入力される。この制御装置２５は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００３１】
そして、この制御装置２５により、例えば燃料噴射弁４の燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御、高圧ポンプ１０の吐出圧力制御、スロットル弁１６の開度制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御等、エンジン１の各種制御が行われる。また、上記フィルタ３２に捕集されたＰＭを燃焼させるフィルタの再生処理等といった各種の排気浄化制御も同制御装置２５によって行われる。
【００３２】
上記フィルタ３２の再生処理は、以下のようにして行われる。
まず、フィルタ３２で捕集されたＰＭの堆積量が多くなるほど、上記圧力センサ４４で検出される圧力Ｐは高くなる傾向にある。そこで、圧力Ｐに基づいてフィルタ３２でのＰＭ堆積量ＰＭｓｍが推定される。
【００３３】
そして、このＰＭ堆積量ＰＭｓｍが再生開始基準値ＰＭｓｔａｒｔに達すると、フィルタ３２の再生処理が開始される。
この再生処理が開始されると、制御装置２５は、燃料噴射弁４の噴射時期を制御してポスト噴射を行う。このポスト噴射は、機関出力を得るための主燃料噴射の噴射時期から遅れた時期に再度行われる燃料噴射であり、同ポスト噴射で噴射された燃料は排気通路２６に供給される。この排気通路２６に供給された燃料が第１酸化触媒３０に到達すると、その一部は酸化されてその酸化熱で排気温度が上昇する。この第１酸化触媒３０による排気温度の上昇作用によって第２酸化触媒３１の昇温が図られ、これにより第２酸化触媒３１の活性化が促進される。第１酸化触媒３０で酸化されることなく通過した燃料が第２酸化触媒３１に到達すると、同第２酸化触媒３１で酸化されて排気温度は上昇する。そして昇温された排気がフィルタ３２に流入して同フィルタ３２の温度が上昇することにより、捕集されたＰＭは燃焼処理される。
【００３４】
再生処理を行うことで減少するＰＭの量、換言すれば再生処理中のＰＭ堆積量ＰＭｓｍは次式（１）に基づいて推定される。
再生処理中のＰＭｓｍ＝再生処理開始時のＰＭｓｍ＋ＰＭｅ−ＰＭｃ  …（１）
ＰＭｓｍ：ＰＭ堆積量
ＰＭｅ：ＰＭ排出量
ＰＭｃ：ＰＭ酸化量
ＰＭ排出量ＰＭｅは、エンジン１の全燃焼室から排出されるＰＭの量であり、予めの実験等を通じて設定されたマップ、例えば機関回転速度ＮＥと機関負荷とをパラメータとするＰＭ排出量算出マップを参照して求められる。なお、機関負荷を示すパラメータとしては、ポスト噴射に先立って行われる燃料噴射であって、機関出力を得るために行われるメイン噴射の噴射量（以下、メイン噴射量という）に基づいて推定される。
【００３５】
ＰＭ酸化量ＰＭｃは、フィルタ３２に捕集されたＰＭが燃焼処理される量である。このＰＭ酸化量ＰＭｃは、予めの実験等を通じて設定されたマップ、すなわちフィルタ３２の温度であるフィルタ温度ＦＴ（ここではフィルタ３２に流入する排気温度を示す上記第２排気温度Ｔｂを利用）とエアフロメータ４０によって検出される吸入空気量ＧＡとをパラメータとするＰＭの酸化速度マップ等に基づいて算出される。
【００３６】
こうして推定される再生処理中のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが十分に少なくなり、所定の再生完了基準値ＰＭｅｎｄを下回ると、フィルタ３２の再生処理は終了される。
また、機関の低負荷時などのように排気温度が低い運転領域において再生処理を行う場合には、ポスト噴射の実行に併せて排気絞り弁３５が作動される。この排気絞り弁３５の作動によって排気の流量が制限されると、同排気絞り弁３５の上流側における背圧が増大して排気温度は上昇するようになる。また、背圧が増大することで機関負荷も増大し、燃料噴射弁４から噴射される燃料の量が増大されることによっても排気温度は上昇するようになる。このように、排気絞り弁３５を作動させることで排気温度は上昇するようになるため、低負荷運転時等のように排気温度が低い運転領域においても、フィルタ３２の再生処理を行うことが可能になる。
【００３７】
ところで、車両の減速時には燃料噴射を中止する、いわゆる燃料カットが実行されるのであるが、本実施形態では、再生処理の実行中に燃料カットが行われた場合でも、フィルタ３２の温度を維持するためにポスト噴射が行われる。
【００３８】
ここで、燃料カットの実行中には各気筒＃１〜＃４内で燃料の燃焼が行われないため、各気筒内の温度は低くなる。従って、ポスト噴射で噴射された燃料は各気筒内で気化しにくく、シリンダ壁などに付着しやすくなる。このようにシリンダ壁等に付着した燃料は、機関の潤滑油に混入してオイル希釈を生じさせる原因となる。
【００３９】
そこで、本実施形態では、ポスト噴射時の燃料噴射量（以下、ポスト噴射量という）を設定するポスト噴射量設定処理を以下のような態様で行うことにより、減速時の燃料カット実行中にポスト噴射を行う場合において、そのポスト噴射によるオイル希釈を抑えつつ、フィルタの温度を適切に維持するようにしている。
【００４０】
図２に、上記ポスト噴射量設定処理の手順を示す。なお、本処理は、再生処理の実行中において制御装置２５により繰り返し実行される。また、本処理は上記変更手段を構成する。
【００４１】
本処理が開始されるとまず、メイン噴射量Ｑ、上記式（１）にて算出される再生処理中のＰＭ堆積量ＰＭｓｍ、機関回転速度ＮＥ、及び上記フィルタ温度ＦＴが読み込まれる（Ｓ１００）。
【００４２】
次に、メイン噴射量Ｑ及びＰＭ堆積量ＰＭｓｍに基づき、制御装置２５のＲＯＭに記憶された目標温度設定マップＦＴｍａｐを参照して、再生処理により昇温されるフィルタ３２の目標温度ＦＴｐが設定される（Ｓ１１０）。なお、ステップＳ１１０の処理は、上記目標温度設定手段を構成している。
【００４３】
この目標温度ＦＴｐは、次のような傾向にて設定される。すなわち、各気筒＃１〜＃４内の温度が低いときほど、目標温度ＦＴｐはより低い温度に設定される。ここで、各気筒＃１〜＃４内の温度は、機関負荷が低いときほど低下する傾向にあり、同機関負荷が低いときほどメイン噴射量Ｑは減量される。そこで、図３に示すように、メイン噴射量Ｑが少ないほど、換言すれば機関負荷が低く、各気筒＃１〜＃４内の温度が低いときほど、目標温度ＦＴｐは低くなるように設定される。
【００４４】
また、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが多いほど、目標温度ＦＴｐは低くなるように設定される。これは、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが多いときほど、ＰＭ自身の燃焼によってフィルタ３２の昇温が促進されるため、ポスト噴射によるフィルタ３２の昇温効果を低減しても、同フィルタ３２の温度は、ＰＭを燃焼させるために必要な温度になるためである。
【００４５】
次に、制御装置２５のＲＯＭに記憶されており、目標温度ＦＴｐに応じて複数用意されているポスト噴射量設定マップＰＱｍａｐの中から、上記設定された目標温度ＦＴｐに対応したポスト噴射量設定マップＰＱｍａｐが選択される（Ｓ１２０）。
【００４６】
そして、上記選択されたポスト噴射量設定マップＰＱｍａｐを参照して、メイン噴射量Ｑ及び機関回転速度ＮＥに基づき、ポスト噴射量の基本値である基本ポスト噴射量ＰＱｂが設定される（Ｓ１３０）。
【００４７】
この基本ポスト噴射量ＰＱｂは、基本的に次のような傾向にて設定される。まず、図４に示すように、目標温度ＦＴｐが低いほど、基本ポスト噴射量ＰＱｂは少なくされる。これは、フィルタ３２を目標温度ＦＴｐにまで昇温させるために必要なポスト噴射量は、目標温度ＦＴｐが低いほど少なくなるためである。
【００４８】
また、同図４に示すように、排気温度が高いほど、基本ポスト噴射量ＰＱｂは少なくされる。逆にいえば、排気温度が低いほど、基本ポスト噴射量ＰＱｂは多くされる。これは、フィルタ３２の温度を目標温度ＦＴｐにまで昇温させる際、排気温度が低いときほど、より多くのポスト噴射量が必要になるためである。
【００４９】
そして、同図４に示すように、排気流量が少ないほど、基本ポスト噴射量ＰＱｂは少なくされる。逆にいえば、排気流量が多いほど、基本ポスト噴射量ＰＱｂは多くされる。これは、排気流量が多いときほど、排気がフィルタ３２を通過する時間は短くなり、フィルタ３２の受熱時間も短くなるため、同フィルタ３２の温度は上昇しにくくなる。そのため、フィルタ３２の温度を目標温度ＦＴｐにまで昇温させる際、排気流量が多いときほど多くのポスト噴射量が必要になるためである。
【００５０】
ここで、機関負荷が高くなるほど、メイン噴射量Ｑは増大されるため、排気温度は高くなる。また、機関回転速度ＮＥが高くなるほど、高温の排気が排気通路２６に流れ込む間隔は短くなるため、排気通路２６内の排気温度は高くなる。
【００５１】
また、機関負荷が高いときほど吸入空気量は多くなっており、これにより排気流量も多くなる。また、機関回転速度ＮＥが高くなるほど、上述したように、排気通路２６に排気が流れ込む間隔は短くなるため、単位時間当たりの排気流量は増大するようになる。このように、排気温度や排気流量は、機関負荷を示すメイン噴射量Ｑの量や機関回転速度ＮＥによって変化する。
【００５２】
そこで、本実施形態では、目標温度ＦＴｐに応じた基本ポスト噴射量ＰＱｂを設定するに際して、上述したようにフィルタ３２の昇温に影響を与える排気温度や排気流量が考慮するようにしており、排気温度や排気流量に関与する機関回転速度ＮＥ及びメイン噴射量Ｑ、そして目標温度ＦＴｐに基づいて基本ポスト噴射量ＰＱｂが設定される。これにより、フィルタ３２を目標温度ＦＴｐにするために必要な基本ポスト噴射量ＰＱｂが適切に設定される。なお、ステップＳ１２０及びステップＳ１３０の処理は、上記噴射量設定手段を構成している。
【００５３】
次に、フィルタ温度ＦＴと目標温度ＦＴｐとの偏差ΔＴが算出され（Ｓ１４０）、その偏差ΔＴに基づき、基本ポスト噴射量ＰＱｂに対する補正量Ｈが算出される（Ｓ１５０）。この補正量Ｈは、偏差ΔＴが大きくなるほど大きな値に設定される。
【００５４】
次に、基本ポスト噴射量ＰＱｂを補正量Ｈで補正したポスト噴射量ＰＱが算出される（Ｓ１６０）。このように、偏差ΔＴに応じて基本ポスト噴射量ＰＱｂが補正されることにより、フィルタ３２の温度は目標温度ＦＴｐに向けて適切にフィードバック制御される。なお、ステップＳ１４０〜ステップＳ１６０の処理は、上記補正手段を構成している。
【００５５】
そして、適宜設定された噴射時期において、上記ポスト噴射量ＰＱに応じた指令値が制御装置２５から燃料噴射弁４に出力されて、同燃料噴射弁４の開弁制御が行われる。
このように上記ポスト噴射量設定処理では、メイン噴射量Ｑが少ないほど、換言すれば機関負荷が低く、各気筒＃１〜＃４内の温度が低いときほど、目標温度ＦＴｐは低くなるように設定される。従って、減速時の燃料カット実行中のように機関負荷が非常に低くなっているときには、燃料カットが実行されておらず燃料噴射弁４からの燃料噴射が行われているときと比較して、上記目標温度ＦＴｐがより低い温度に設定される。そして、目標温度ＦＴｐが低いほど基本ポスト噴射量ＰＱｂは少ない量に設定されるため、減速時の燃料カット実行中にポスト噴射が行われるときには、上述したように燃料カットが実行されていないときと比較して、基本ポスト噴射量ＰＱｂが減量される。従って、燃料カットの実行中であり、各気筒＃１〜＃４内の温度が低い状況下でポスト噴射が行われるときでも、そのポスト噴射に起因するオイル希釈の発生が抑えられるようになる。
【００５６】
特に、上記ポスト噴射量設定処理では、フィルタ３２の目標温度ＦＴｐの低下を通じて基本ポスト噴射量ＰＱｂが減量される。そのため、基本ポスト噴射量ＰＱｂを減量するようにしても、フィルタ３２は目標温度ＦＴｐに維持されやすくなり、同フィルタ３２の過度な温度低下が抑制される。従って、減速時の燃料カット実行中にポスト噴射を行う場合において、そのポスト噴射によるオイル希釈を抑えつつ、フィルタ３２の温度を適切に維持することができる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
（１）再生処理の実行時におけるフィルタ３２の目標温度ＦＴｐを設定するとともに、目標温度ＦＴｐが低いときほど基本ポスト噴射量ＰＱｂが少なくなるように当該噴射量を設定するようにしている。そして、減速時の燃料カットが実行されているときには、そうでないときに比して、上記目標温度ＦＴｐを低い温度に設定するようにしている。従って、フィルタ３２の目標温度ＦＴｐの低下を通じて基本ポスト噴射量ＰＱｂは減量される。そのため、基本ポスト噴射量ＰＱｂの減量に際しては、フィルタ３２が目標温度ＦＴｐに維持されやすくなり、同フィルタ３２の過度な温度低下が抑制される。従って、減速時の燃料カット実行中にポスト噴射を行う場合において、そのポスト噴射によるオイル希釈を抑えつつ、フィルタ３２の温度を好適に維持することができるようになる。
【００５８】
（２）各気筒＃１〜＃４内の温度が低いときほど、上記目標温度ＦＴｐを低い温度に設定するようにしており、これにより、減速時の燃料カット実行中であって各気筒＃１〜＃４内の温度が低下するときには、確実に目標温度ＦＴｐを低下させることができるようになる。
【００５９】
（３）各気筒＃１〜＃４内の温度は、機関負荷が低いときほど低下する傾向にある。そこで、機関負荷が低いときほどフィルタ３２の目標温度ＦＴｐを低い温度に設定するようにしている。そのため、各気筒＃１〜＃４内の温度を直接計測することなく、減速時の燃料カット実行中であって各気筒＃１〜＃４内の温度が低下するときには、確実に上記目標温度ＦＴｐを低下させることができるようになる。
【００６０】
（４）基本ポスト噴射量ＰＱｂを、上記目標温度ＦＴｐのみならず、さらに機関回転速度ＮＥ及び機関負荷を示すメイン噴射量Ｑに基づいて設定するようにしている。従って、フィルタ３２を目標温度ＦＴｐにするために必要な基本ポスト噴射量ＰＱｂを適切に設定することができるようになる。
（第２実施形態）
次に、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第２実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。
【００６１】
第１実施形態では、上記フィルタ温度ＦＴと目標温度ＦＴｐとの偏差ΔＴに応じて基本ポスト噴射量ＰＱｂを補正するようにしており、これによりフィルタ３２の温度は目標温度ＦＴｐに向けて適切に制御される。
【００６２】
ところで、上記補正量Ｈで補正されたポスト噴射量ＰＱの指令値と実際の噴射量との間には、燃料噴射弁４の噴射特性のばらつき等に起因して誤差が生じることがあり、実際の噴射量が指令値よりも少ない場合には、排気温度の上昇量が不足するようになる。そのため、上記偏差ΔＴに基づいて設定される上記補正量Ｈは大きくなり、その結果、補正後のポスト噴射量ＰＱは増量されることになる。ここで、上述したように、減速時の燃料カット実行中には各気筒＃１〜＃４内の温度が低くなっており、シリンダ壁への燃料付着が生じやすい状態となっている。従って、そうした燃料カットの実行中において過度にポスト噴射量ＰＱが増量補正されると、ポスト噴射に起因するシリンダ壁等への燃料付着量が増大して、オイル希釈が進行してしまうおそれがある。
【００６３】
そこで、本実施形態では、減速時の燃料カット実行中におけるポスト噴射の最大噴射量を制限するようにしている。より詳細には、先の図２に示した上記ポスト噴射量設定処理にあって、ステップＳ１６０の処理の後、さらに図５に示すステップＳ２００〜ステップＳ２２０の処理を行うようにしている。
【００６４】
すなわち、上記ステップＳ１６０にて、補正量Ｈで補正されたポスト噴射量ＰＱが算出されると、ステップＳ２００の処理が行われる。
このステップＳ２００では、メイン噴射量Ｑ及び機関回転速度ＮＥに基づき、制御装置２５のＲＯＭに記憶されたガード値設定マップＧｍａｐを参照して、ポスト噴射量ＰＱの最大噴射量を制限するガード値Ｇが設定される。
【００６５】
このガード値Ｇは、次のような傾向にて設定される。まず、図６に示すように、機関負荷が低いときほど、換言すればメイン噴射量Ｑが少ないときほど、ガード値Ｇはより小さい値に設定される。特に、機関負荷が非常に小さく各気筒＃１〜＃４内の温度が低くなる減速時の燃料カット実行中に設定されるガード値Ｇとしては、フィルタ３２の温度を目標温度ＦＴｐにしつつ、オイル希釈を許容可能な範囲内に抑えることのできるポスト噴射量が設定されている。ちなみに、ポスト噴射が実行されているときには、上述したようなポスト噴射量ＰＱの過度な増量補正が生じるおそれがあり、排気温度が高くなる高負荷運転時などにおいてそうした過度な増量補正が行われると、一時的ではあるものの、同排気温度は過度に上昇するおそれがある。そこで、本実施形態では、機関負荷に応じてガード値Ｇを可変設定することにより、上述したような排気温度の一時的な上昇も抑えるようにしている。
【００６６】
また、同図６に示すように、機関回転速度ＮＥが低いときほど、ガード値Ｇはより小さい値に設定される。これは、機関回転速度ＮＥが低いときほど、単位時間当たりの気筒内での燃焼回数が減少して各気筒＃１〜＃４内の温度は低くなりやすい傾向ある。従って、機関回転速度ＮＥが低いときほど、ポスト噴射によって噴射された燃料がシリンダ壁等に付着しやすく、同ポスト噴射量の最大噴射量をより小さい値に制限する必要があるためである。
【００６７】
こうしてガード値Ｇが設定されると、次に、ステップＳ１６０で算出されたポスト噴射量ＰＱがガード値Ｇ以上であるか否かが判定され（Ｓ２１０）、ポスト噴射量ＰＱがガード値Ｇ以上である場合には（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、最終的なポスト噴射量ＰＱとしてガード値Ｇが設定されて（Ｓ２２０）、本処理は、一旦終了される。
【００６８】
一方、ポスト噴射量ＰＱがガード値Ｇ未満である場合には（Ｓ２１０：ＮＯ）、本処理は
一旦終了される。このように、ステップＳ２１０で否定判定されたときには、ステップＳ１６０で算出されたポスト噴射量ＰＱが、そのまま最終的なポスト噴射量ＰＱとして設定される。なお、ステップＳ２００〜ステップＳ２２０の処理は、上記制限手段を構成している。
【００６９】
このように、本実施形態におけるポスト噴射量設定処理では、ポスト噴射の実行に際して、その最大噴射量が制限される。特に、減速時の燃料カット実行中におけるポスト噴射の最大噴射量も制限するようにしており、補正量Ｈが大きくなっても補正後のポスト噴射量ＰＱはガード値Ｇ以下に制限され、同ポスト噴射量ＰＱの過度な増量が抑えられるようになる。従って、シリンダ壁等への燃料付着が生じやすい燃料カットの実行中にあって、燃料噴射弁４の噴射特性のばらつき等に起因するオイル希釈の発生も抑えることができるようになる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態による効果に加え、さらに次の効果を得ることができる。
（５）フィルタの温度と上記目標温度ＦＴｐとの偏差ΔＴに応じて基本ポスト噴射量ＰＱｂを補正する場合にあって、減速時の燃料カット実行中におけるポスト噴射の最大噴射量を制限するようにしている。従って、シリンダ壁等への燃料付着が生じやすい燃料カットの実行中にあって、燃料噴射弁４の噴射特性のばらつき等に起因するオイル希釈の発生も抑えることができるようになる。
【００７１】
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第１実施形態において、各気筒＃１〜＃４内の温度を推定する、あるいは直接検出するなどし、その推定あるいは検出された気筒内の温度が低いときほど目標温度ＦＴｐを低い温度に設定するようにしてもよい。この場合にも、減速時の燃料カット実行中であって気筒内の温度が低下するときには、確実に目標温度ＦＴｐを低下させることができるようになり、ひいては目標温度ＦＴｐの低下を通じたポスト噴射量の減量を行うことができようになる。
【００７２】
・上記第１実施形態では、目標温度ＦＴｐに対応したポスト噴射量設定マップＰＱｍａｐを複数備えるようにしたが、機関負荷及び機関回転速度ＮＥに基づいて基本ポスト噴射量ＰＱｂを設定し、その設定された基本ポスト噴射量ＰＱｂを上記目標温度ＦＴｐに応じて修正するようにしてもよい。
【００７３】
・第１実施形態において目標温度ＦＴｐを設定するパラメータは、機関負荷及びＰＭ堆積量であったが、ＰＭ堆積量を省略するようにしてもよい。また、基本ポスト噴射量ＰＱｂを設定するパラメータは、目標温度ＦＴｐ、機関負荷、及び機関回転速度ＮＥであったが、機関負荷を省略したり、機関回転速度ＮＥを省略したりするようにしてもよい。
【００７４】
・第２実施形態においてガード値Ｇを設定するパラメータは、機関負荷及び機関回転速度ＮＥであったが、いずれか一方を省略するようにしてもよい。
・第２実施形態では、機関負荷及び機関回転速度ＮＥに基づいてガード値Ｇを可変設定することにより、減速時の燃料カット実行中のみならず、他の機関運転状態においてもポスト噴射の最大噴射量を制限するようにしたが、減速時の燃料カット実行中にのみ、ポスト噴射の最大噴射量を制限するガード値を設定するようにしてもよい。
【００７５】
・上記各実施形態では、機関負荷を示すパラメータとして、メイン噴射量Ｑを利用するようにしたが、アクセルペダルの操作量や、吸入空気量等を利用するようにしてもよい。
・第１実施形態で説明した排気浄化装置は、第１酸化触媒３０や第２酸化触媒３１で燃料を酸化させて排気温度を上昇させるものであった。この他、例えばフィルタ３２のみを備えており、同フィルタ３２上で燃料を酸化させることにより当該フィルタ３２の温度を上昇させる排気浄化装置にも、本発明は同様に適用することができる。
【００７６】
・上記エンジン１は、直列４気筒の内燃機関であったが、その他の気筒数や気筒配列を備える内燃機関の排気浄化装置にも、本発明は同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の第１実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。
【図２】同実施形態において実行されるポスト噴射量設定処理についてその手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態において、機関負荷及びＰＭ堆積量とフィルタの目標温度との関係を示すグラフ。
【図４】同実施形態において、目標温度、排気温度、及び排気流量と基本ポスト噴射量との関係を示すグラフ。
【図５】第２実施形態において実行されるポスト噴射量設定処理についてその手順の一部を示すフローチャート。
【図６】同実施形態において、機関負荷及び機関回転速度とガード値との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００７８】
１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４…燃料噴射弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホールド、９…コモンレール、１０…高圧ポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…スロットル弁、１７…モータ、１８…インタークーラ、２５…制御装置、２６…排気通路、３０…第１酸化触媒、３１…第２酸化触媒、３２…フィルタ、３４…コンバータ、３５…排気絞り弁、４０…エアフロメータ、４１…スロットル開度センサ、４２…第１排気温度センサ、４３…第２排気温度センサ、４４…圧力センサ、４５…クランク角センサ、４６…アクセルセンサ、＃１〜＃４…気筒。
【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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