(57)【要約】【課題】燃料添加弁から噴射される燃料量の制御精度を高い状態に維持することが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気通路４に設けられるパティキュレートフィルタ８と、フィルタ８より上流の排気通路に燃料を噴射する燃料添加弁１０と、排気浄化手段の温度を検出する温度センサ２３と、を備え、フィルタ８の再生処理が必要と判定し場合、フィルタ８の昇温操作が実行されるように燃料添加弁１０から燃料を噴射させる内燃機関の排気浄化装置において、所定の強制学習条件が成立した場合、フィルタ８が目標温度になるように燃料添加弁１０から燃料を噴射させ、その燃料の噴射に対応して温度センサ２３が検出した温度に基づいて燃料添加弁１０の開弁時間と燃料添加弁１０から噴射される燃料量との対応関係を修正する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられて昇温操作により機能が再生される再生式の排気浄化手段と、前記排気浄化手段より上流の排気通路に燃料を噴射する燃料添加弁と、前記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段と、前記排気浄化手段の再生処理の要否を判定する判定手段と、前記判定手段にて前記排気浄化手段の再生処理が必要と判定された場合、前記排気浄化手段の昇温操作が実行されるように前記燃料添加弁から燃料を噴射させる動作制御手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、
前記動作制御手段は、前記燃料添加弁の動作を制御するための制御パラメータの値と前記燃料添加弁から噴射される燃料量との対応関係が記憶されている記憶手段と、所定の強制学習条件が成立した場合、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係に基づいて前記排気浄化手段を目標温度に昇温するために必要な燃料量に対応する前記制御パラメータの値を算出し、その算出した制御パラメータの値に応じて前記燃料添加弁が動作するように前記燃料添加弁に指示する強制学習操作を実行し、前記強制学習操作の実行に対応して前記温度検出手段が検出する温度に基づいて前記記憶手段に記憶されている前記対応関係を修正する学習手段と、を備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記目標温度には、前記排気浄化手段の機能が再生される温度範囲内の温度が設定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記学習手段は、前回前記排気浄化手段の機能が再生されてから前記内燃機関を搭載した車両が走行した走行距離が予め設定した判定値以上の場合に前記所定の強制学習条件が成立したと判断することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記学習手段は、前回前記排気浄化手段の機能が再生されてから前記内燃機関を搭載した車両が走行した走行距離が予め設定した判定値以上であり、かつ前記排気浄化手段の温度が前記排気浄化手段の機能が再生される温度範囲内に維持されている場合に前記所定の強制学習条件が成立したと判断することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記目標温度には、前記強制学習操作の実行前における前記排気浄化手段の温度と前記目標温度との差が前記温度検出手段で検出可能な温度範囲内であり、かつ前記内燃機関から排出される排気の温度の変動以上の温度上昇が前記排気浄化手段に生じる温度が設定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記学習手段は、前記強制学習操作の実行に対応して前記温度検出手段が検出した温度に基づいて算出され、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係の修正に使用する補正量が予め設定した所定の許容範囲から外れている場合、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係の修正を禁止し、前記燃料添加弁に異常があると判定する異常判定手段を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記排気浄化手段は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記フィルタには、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されていることを特徴とする請求項７に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、排気通路に燃料を添加する燃料添加弁を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気中の微粒子を一時期捕獲可能であり、所定温度領域ではその微粒子を酸化除去することが可能なフィルタと、フィルタより上流の排気管を流通する排気中に還元剤たる燃料を添加するための還元剤噴射弁と、を備え、フィルタに捕獲されている微粒子の酸化除去を実行すべきであると判断され、かつ内燃機関の極低負荷状態が所定期間以上にわたり継続しているときは、排気温度を上昇させてフィルタの昇温が可能な排気温度に到達させ、その後還元剤噴射弁から排気中に燃料を添加してフィルタの温度を所定温度まで上昇させる排気浄化装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２０３７３号公報
【特許文献２】特開２００５−０９０３２０号公報
【特許文献３】特開２００５−２９９５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排気通路に設けられて排気中に燃料を噴射する燃料添加弁は、排気熱の影響によって内部機構に変化が生じ、噴射口から噴射される燃料量が変化することがある。また、燃料量の変化は燃料添加弁の経年劣化によっても発生する。このように燃料添加弁から噴射される燃料量に変化が生じると燃料添加弁に対して同じ指示を与えても、それまでとは異なる量の燃料が噴射されることとなる。そこで、このような燃料添加弁の変化に対応するべく排気中の微粒子、いわゆる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタなどの機能再生時に燃料添加弁への指示とその指示後の温度変化に基づいて燃料添加弁から噴射される燃料量の変化の学習させている。
【０００５】
フィルタの機能再生処理は、例えばフィルタに捕集されているＰＭの量（以下、ＰＭ堆積量と称することがある。）を推定し、その推定したＰＭ堆積量が予め設定した判定量を超えた場合にフィルタを所定温度（例えば６００°Ｃ）以上に昇温して行うが、内燃機関が高回転で運転されるとフィルタがその所定温度以上に昇温されることがある。内燃機関が、このような運転状態で周期的に継続して運転されるとフィルタに捕集されたＰＭが酸化除去されるので、フィルタに捕集されているＰＭの量が判定量を超えず、長期間、機能再生処理が実行されないおそれがある。この場合、学習も長期間行われないこととなるため、次に機能再生処理が実行されて燃料添加弁を動作させたときに燃料が過剰に噴射されたり、不十分な量の燃料が噴射されたりするおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、燃料添加弁から噴射される燃料量の制御精度を高い状態に維持することが可能な内燃機関の排気浄化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】
【０００７】
本発明の内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に設けられて昇温操作により機能が再生される再生式の排気浄化手段と、前記排気浄化手段より上流の排気通路に燃料を噴射する燃料添加弁と、前記排気浄化手段の温度を検出する温度検出手段と、前記排気浄化手段の再生処理の要否を判定する判定手段と、前記判定手段にて前記排気浄化手段の再生処理が必要と判定された場合、前記排気浄化手段の昇温操作が実行されるように前記燃料添加弁から燃料を噴射させる動作制御手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、前記動作制御手段は、前記燃料添加弁の動作を制御するための制御パラメータの値と前記燃料添加弁から噴射される燃料量との対応関係が記憶されている記憶手段と、所定の強制学習条件が成立した場合、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係に基づいて前記排気浄化手段を目標温度に昇温するために必要な燃料量に対応する前記制御パラメータの値を算出し、その算出した制御パラメータの値に応じて前記燃料添加弁が動作するように前記燃料添加弁に指示する強制学習操作を実行し、前記強制学習操作の実行に対応して前記温度検出手段が検出する温度に基づいて前記記憶手段に記憶されている前記対応関係を修正する学習手段と、を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００８】
本発明の排気浄化装置によれば、判定手段が再生処理が不要と判定しても所定の強制学習条件が成立した場合には燃料添加弁から燃料を噴射させて燃料添加弁から噴射される燃料量と制御パラメータの値との対応関係を修正するので、燃料添加弁から噴射される燃料量の制御精度を高い状態に維持することができる。
【０００９】
本発明の排気浄化装置の一形態において、前記目標温度には、前記排気浄化手段の機能が再生される温度範囲内の温度が設定されてもよい（請求項２）。この場合、強制学習操作を実行して記憶手段に記憶されている対応関係を修正するとともに排気浄化手段の機能再生処理も行うことができる。
【００１０】
この形態において、前記学習手段は、前回前記排気浄化手段の機能が再生されてから前回前記燃料添加弁から燃料が噴射されてから前記内燃機関を搭載した車両が走行した走行距離が予め設定した判定値以上の場合に前記所定の強制学習条件が成立したと判断してもよい（請求項３）。一般的な車両の走行履歴を仮定することにより、その車両の排気浄化手段の機能再生処理がどの程度の走行距離毎に実行されるかを推定することができる。車両がこの機能再生処理が実行される走行距離の数倍、例えば３〜５倍以上の走行距離を走行しても判定手段が再生処理を不要と判定する場合、長期間排気浄化手段の機能再生処理が行われていないと判断できる。従って、判定値を適切に設定することにより適切な間隔で記憶手段に記憶されている対応関係を修正することができる。そのため、燃料添加弁から噴射される燃料量の制御精度を高い状態に維持することができる。
【００１１】
また、前記学習手段は、前回前記排気浄化手段の機能が再生されてから前回前記燃料添加弁から燃料が噴射されてから前記内燃機関を搭載した車両が走行した走行距離が予め設定した判定値以上であり、かつ前記排気浄化手段の温度が前記排気浄化手段の機能が再生される温度範囲内に維持されている場合に前記所定の強制学習条件が成立したと判断してもよい（請求項４）。このように状態において強制学習操作を実行することにより、無駄に燃料を使用することなく速やかに排気浄化手段を目標温度に昇温することができる。
【００１２】
記憶手段に記憶されている対応関係の修正は、燃料添加弁から噴射された燃料量とその燃料の噴射に対応した排気浄化手段の温度の変化が取得できれば行うことができる。そこで、前記目標温度には、前記強制学習操作の実行前における前記排気浄化手段の温度と前記目標温度との差が前記温度検出手段で検出可能な温度範囲内であり、かつ前記内燃機関から排出される排気の温度の変動以上の温度上昇が前記排気浄化手段に生じる温度が設定されてもよい（請求項５）。この場合、例えば強制学習操作を実行したときの排気浄化手段の温度と目標温度との差を温度検出手段で検出可能な範囲内の最低値に設定することにより、無駄に燃料を消費することなく記憶手段に記憶されている対応関係を修正することができる。
【００１３】
本発明の排気浄化装置の一形態において、前記学習手段は、前記強制学習操作の実行に対応して前記温度検出手段が検出した温度に基づいて算出され、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係の修正に使用する補正量が予め設定した所定の許容範囲から外れている場合、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係の修正を禁止し、前記燃料添加弁に異常があると判定する異常判定手段を備えていてもよい（請求項６）。例えば、燃料添加弁に固着や詰まりなどの異常がある場合、燃料添加弁から燃料が噴射されないおそれがある。一方、燃料添加弁の弁体などが熱により変形して弁体が閉じ難くなった場合は燃料添加弁から燃料が過剰に噴射されるおそれがある。このように燃料添加弁に異常がある場合は、強制学習操作時に温度検出手段が検出する温度と目標温度との差が拡大すると考えられる。そのため、許容範囲を適切に設定することにより、算出した補正量に基づいて燃料添加弁の異常の有無を診断することができる。
【００１４】
本発明の排気浄化装置の一形態において、前記排気浄化手段は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタであってもよい（請求項７）。また、前記フィルタには、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されていてもよい（請求項８）。このように排気中のＰＭを捕集するフィルタの場合、捕集されたＰＭの量が所定の判定量を超えると昇温操作を実行して捕集したＰＭの酸化除去を行う。そのため、本発明が好適に適用できる。
【００１５】
なお、本発明において吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、窒素酸化物（ＮＯｘ）を触媒にて保持できるものであればよく、吸収又は吸着いずれの態様でＮＯｘが保持されるかは吸蔵の用語によって制限されない。また、硫黄酸化物（ＳＯｘ）の被毒についてもその態様を問わないものである。さらに、ＮＯｘやＳＯｘの放出についてもその態様を問わない。
【発明の効果】
【００１６】
以上に説明したように、本発明の排気浄化装置によれば、判定手段によって排気浄化手段の再生処理が不要と判断されても所定の強制学習条件が成立した場合には燃料添加弁から燃料を噴射させる強制学習操作を実行し、その強制学習操作の実行に対応して温度検出手段が検出する温度に基づいて記憶手段の記憶されている対応関係を修正するので、燃料添加弁から噴射される燃料量の制御精度を高い状態に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】
【００１７】
図１は、本発明の一形態に係る排気浄化装置が組み込まれた内燃機関を示している。図１の内燃機関１は、車両に走行用動力源として搭載されるディーゼルエンジンであり、複数（図１では４つ）の気筒２と、各気筒２にそれぞれ接続される吸気通路３及び排気通路４とを備えている。吸気通路３には、吸気濾過用のエアフィルタ５と、ターボチャージャ６のコンプレッサ６ａと、吸気量調節用の絞り弁７とが設けられている。排気通路４には、ターボチャージャ６のタービン６ｂと、排気中のＰＭを捕集する排気浄化手段としてのパティキュレートフィルタ（以下、フィルタと略称することがある。）８を含んだ排気浄化ユニット９が設けられている。また、排気通路４には、フィルタ８の上流の排気通路４内に燃料を噴射する燃料添加弁１０が設けられている。なお、燃料添加弁１０は、内部に設けられたコイルを励磁して弁体を移動させる周知のものでよいため、詳細な説明は省略する。排気通路４と吸気通路３とはＥＧＲ通路１１で接続され、ＥＧＲ通路１１にはＥＧＲクーラ１２及びＥＧＲ弁１３が設けられている。
【００１８】
燃料添加弁１０の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０にて制御される。ＥＣＵ２０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、気筒２に燃料を噴射するためのインジェクタ３０、インジェクタ３０へ供給される燃料圧力を蓄えるコモンレール３１の圧力調整弁といった各種の装置を操作してエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ２０は、例えばエンジン１の回転数及び吸入空気量に基づいて各インジェクタ３０から噴射すべき燃料量を算出し、その算出した燃料量が噴射されるように各インジェクタ３０の動作を制御する。ＥＣＵ２０による制御対象はその他にも種々存在するが、ここでは図示を省略する。ＥＣＵ２０には、これら制御対象への制御において参照されるべき各種の物理量又は状態量を検出する検出手段として、例えば吸入空気量に対応した信号を出力するエアフローメータ２１、エンジン１のクランク角に対応した信号を出力するクランク角センサ２２、フィルタ８の温度に対応した信号を出力する温度検出手段としての温度センサ２３、及びエンジン１が搭載されている車両の車輪の速度に対応した信号を出力する車輪速センサ２４などが接続されている。
【００１９】
フィルタ８では排気中のＰＭが捕集されるが、フィルタ８で捕集可能なＰＭの量には上限がある。そこで、ＥＣＵ２０はフィルタ８をフィルタ８に捕集されているＰＭが酸化除去される所定温度（例えば６００°Ｃ）に昇温する昇温操作を実行してフィルタ８に捕集されているＰＭを除去する、いわゆるＰＭ再生を行う。図２は、このＰＭ再生を行うべくＥＣＵ２０がエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行するＰＭ再生ルーチンを示している。このルーチンを実行することにより、ＥＣＵ２０は本発明の動作制御手段として機能する。
【００２０】
図２のＰＭ再生ルーチンにおいてＥＣＵ２０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、例えばエンジン１の回転数、及び吸入空気量などが取得される。また、この処理ではフィルタ８に捕集されているＰＭの量（ＰＭ堆積量）も取得される。ＰＭ堆積量は、例えばフィルタ８の温度及び各インジェクタ３０から噴射された燃料量に基づいて推定する周知の方法で推定すればよい。例えば、ＰＭ堆積量は、ＰＭ再生が実行された時点で０になるとする。フィルタ８に排気とともに流入するＰＭの量は各インジェクタ３０から噴射された燃料量に基づいて算出することができるので、この算出したＰＭ量をＰＭ堆積量に加算する。一方、フィルタ８がＰＭ再生時の目標温度以上に昇温されるとフィルタ８に捕集されていたＰＭが徐々に酸化除去される。そのため、フィルタ８の温度がその温度範囲に維持された時間に基づいてフィルタ８から酸化除去されたＰＭ量を推定し、このＰＭ量をＰＭ堆積量から減算する。以降、これらのＰＭ量の加算及び減算を繰り返し行うことにより、ＰＭ堆積量が推定できる。なお、ＰＭ堆積量の推定方法は、この方法に限定されない。周知の他の推定方法を使用してＰＭ堆積量の推定を行ってもよい。
【００２１】
次のステップＳ１２においてＥＣＵ２０は、ＰＭ堆積量が予め設定した判定量より大きいか否か判定する。判定量は、ＰＭ再生の要否は判定するために設定される値であり、フィルタ８にて捕集可能なＰＭ量の上限に応じて設定される。例えば、フィルタ８にて捕集可能なＰＭ量はフィルタ８の大きさに応じて決まるため、判定量は例えばフィルタ８の大きさに応じて適宜設定される。ＰＭ堆積量が判定量以下と判断した場合は、今回のルーチンを終了する。このようにＰＭ再生の要否を判定することにより、ＥＣＵ２０が本発明の判定手段として機能する。
【００２２】
一方、ＰＭ堆積量が判定量より大きいと判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ２０はＰＭ再生を実行する。ＰＭ再生においてＥＣＵ２０は、まずその時点のフィルタ８の温度に基づいてフィルタ８をＰＭ再生を実行するための所定温度（以下、再生目標温度と称することがある。）に昇温するために必要な燃料量、すなわち燃料添加弁１０から噴射すべき燃料量を算出する。次にＥＣＵ２０は、算出した噴射すべき燃料量に基づいて燃料添加弁１０の動作を制御するための制御パラメータの値を算出する。この制御パラメータを調整することによって燃料添加弁１０から単位時間当たりに噴射される燃料量を制御する。周知のように燃料添加弁１０から所定量の燃料を噴射させる場合、燃料添加弁１０の開閉を複数回行ってこの所定量の燃料を噴射させる。そこで、制御パラメータとしては、例えば１回の開閉において燃料添加弁１０を開弁させておく開弁時間が設定される。そこで、ＥＣＵ２０は、算出した噴射すべき燃料量に基づいて燃料添加弁１０の開弁時間の値を算出し、燃料添加弁１０をこの算出した開弁時間で複数回開閉させる。この制御により燃料添加弁１０から排気中に燃料が噴射されてフィルタ８の昇温操作が行われる。燃料添加弁１０の開弁時間の算出は、例えば図３に示した燃料量と開弁時間との関係を予め実験などにより求めてＥＣＵ２０のＲＡＭにマップとして記憶させておき、このマップを参照して行えばよい。このように図３のマップを記憶させることにより、ＥＣＵ２０が本発明の記憶手段として機能する。なお、単位時間当たりに燃料添加弁１０から噴射される燃料量は、前回燃料を噴射させてから次に燃料を噴射させるまでの間隔、すなわちインターバルを変更しても制御できる。そのため、制御パラメータとしてインターバルを調整してもよい。
【００２３】
次のステップＳ１４においてＥＣＵ２０は、図３の関係を修正するための補正量を算出する。燃料添加弁１０は排気通路４に配置されるため、排気熱の影響を受ける。また、燃料添加弁１０は経年劣化する。そして、これらは燃料添加弁１０から噴射される燃料量に影響を与える。そのため、これらの影響を受ける前と受けた後とでは図３に示した関係が変化する。周知のように燃料添加弁１０から燃料が噴射されたときのフィルタ８の温度変化は、燃料添加弁１０から噴射された燃料量と相関関係を有している。そのため、例えばフィルタ８を目標温度の６００°Ｃに昇温するべく図３の関係に基づいて開弁時間を設定し、その開弁時間で燃料添加弁１０を制御したところフィルタ８の温度が６３０°Ｃに上昇した場合は、燃料添加弁１０からその温度差の分、燃料が多く噴射されていたと推定できる。この場合、その温度差に応じて図３の関係を修正することにより、燃料添加弁１０から噴射される燃料量の制御精度を改善することができる。そこで、ＰＭ再生を実行したときのフィルタ８の温度と再生目標温度との差に基づいて補正量を算出する。
【００２４】
続くステップＳ１５においてＥＣＵ２０は、算出した補正量に基づいて図３の関係を修正し、その修正した関係をＥＣＵ２０のＲＡＭに記憶させる、いわゆる学習を行う。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２５】
周知のようにエンジン１が高回転で運転されると排気の温度が上昇し、燃料添加弁１０から燃料を噴射しなくてもフィルタ８の温度が再生目標温度以上の温度に維持されることがある。このような運転状態が継続されると、図２のステップＳ１２が肯定判断されず、ＰＭ再生が実行されることなくエンジン１が長期間運転されることになる。この場合、図３の関係の修正も長期間に亘って行われないことになる。そこで、ＥＣＵ２０は、ＰＭ堆積量が判定量を超えなくても図３の関係を修正するべく図４に示した強制学習ルーチンをエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する。なお、図４において図２と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図４のルーチンにおいてＥＣＵ２０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。続くステップＳ２１においてＥＣＵ２０は、前回フィルタ８のＰＭ再生を実行してから車両が走行した距離（以下、経過走行距離と称することがある。）を取得する。この距離は例えば車輪速センサ２４の出力信号に基づいて算出する周知の方法で算出し、取得すればよい。
【００２７】
次のステップＳ２２においてＥＣＵ２０は、取得した経過走行距離が予め設定した判定値以上か否か判断する。一般的な車両の走行履歴を仮定することにより、その走行履歴においてフィルタ８に捕集されるＰＭ量が推定できるので、フィルタ８のＰＭ再生がどの程度の走行距離毎に実行されるかを推定することができる。車両がこの推定した走行距離の数倍、例えば３〜５倍以上の距離を走行していてもＰＭ再生が実行されない場合は前記ＰＭ再生を実行してから長期間ＰＭ再生が実行されていないと判断できる。そこで、判定値としては、例えば一般的な車両の走行履歴を仮定して推定した走行距離の５倍の距離が設定される。経過走行距離が判定値未満と判断した場合は、今回のルーチンを終了する。
【００２８】
一方、経過走行距離が判定値以上と判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ２０はフィルタ８のＰＭ再生を実行する。続くステップＳ１４においてＥＣＵ２０は、補正量を算出する。次のステップＳ２３においてＥＣＵ２０は、算出した補正量が予め設定した所定の許容範囲内か否か判断する。許容範囲は、燃料添加弁１０の異常の有無を判定するために設定されるものである。例えば、燃料添加弁１０に固着や詰まりなどの異常がある場合、燃料添加弁１０から燃料が噴射されないおそれがある。一方、燃料添加弁１０のコイルなどに異常があり、弁体を閉じる制御に問題がある場合は、燃料添加弁１０から燃料が過剰に噴射されるおそれがある。このように燃料添加弁１０に異常がある場合は、温度差が拡大すると考えられる。そのため、許容範囲を適切に設定することにより、算出した補正量に基づいて燃料添加弁１０の異常の有無を診断することができる。なお、許容範囲は、エンジン１に設けられる燃料添加弁１０の性能に応じて適宜設定すればよい。
【００２９】
算出した補正量が許容範囲内であると判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ２０は図３の関係の学習を行う。その後、今回のルーチンを終了する。この処理を実行することにより、ＥＣＵ２０が本発明の学習手段として機能する。
【００３０】
一方、算出した補正量が許容範囲外であると判断した場合はステップＳ２４に進み、ＥＣＵ２０は燃料添加弁１０に異常があることを運転者に示すための異常警告処理を実行する。異常警告処理としては、例えばインパネ内の異常ランプの点灯などが行われる。その後、今回のルーチンを終了する。
【００３１】
図４のルーチンでは、ＰＭ堆積量がＰＭ再生の実行の要否を判定する判定量以下の場合であっても、経過走行距離が判定値以上になると燃料添加弁１０から燃料を噴射させて図３の関係の学習を行うので、図３の関係の修正を適切な間隔で行うことができる。そのため、燃料添加弁１０から噴射される燃料量の制御精度を高い状態に維持することができる。なお、図４のルーチンでは経過走行距離が判定値以上の場合にＰＭ再生を実行して図３の関係を修正するので、経過走行距離が判定値以上であることが本発明の強制学習条件の成立に相当する。また、強制学習操作にはＰＭ再生が相当する。さらに、図４のステップＳ２３及びＳ２４の処理を行うことにより、ＥＣＵ２０が本発明の異常判定手段として機能する。
【００３２】
図５は、強制学習ルーチンの変形例を示している。図５のルーチンは、ＥＣＵ２０が実行する他のルーチンと並行に繰り返し実行される。なお、図５において図４と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３３】
図５においてＥＣＵ２０は、ステップＳ２２まで図４のルーチンと同様に処理を進める。ステップＳ２２で経過走行距離が判定値以上と判断した場合はステップＳ３１に進み、ＥＣＵ２０はＰＭ堆積量が減少しているか否か判断する。この判断は、例えば前回このルーチンを実行したときに取得したＰＭ堆積量と今回取得したＰＭ堆積量とを比較して行えばよい。ＰＭ堆積量が増加又は変化していないと判断した場合は今回のルーチンを終了する。
【００３４】
一方、ＰＭ堆積量が減少していると判断した場合はステップＳ３２に進み、ＥＣＵ２０はＰＭ堆積量が継続して減少している時間を計測していることを示す計測フラグがオンか否か判断する。計測フラグがオンと判断した場合はステップＳ３３及びＳ３４をスキップしてステップＳ３５に進む。一方、計測フラグがオフと判断した場合はステップＳ３３に進み、ＥＣＵ２０は計測フラグをオンに切り替える。続くステップＳ３４においてＥＣＵ２０はＰＭ堆積量が継続して減少している時間を計測するためのタイマの値に初期値０をセットし、その初期値からタイマカウントを開始する。
【００３５】
次のステップＳ３５においてＥＣＵ２０は、タイマの値が予め設定した判定時間以上か否か判断する。ＰＭ堆積量が継続して減少するのであれば、その状態のときに燃料添加弁１０から燃料を噴射させれば無駄に燃料を消費することなく速やかにフィルタ８を再生目標温度に昇温することができる。一方、ＰＭ堆積量が増加するのであれば、その状態でＰＭ再生を行うと燃料を無駄に消費することとなる。そこで、判定時間としては、この処理が実行されている時点までＰＭ堆積量の減少が継続していれば、以降も継続してＰＭ堆積量が減少すると判断可能な時間が設定される。タイマが判定時間未満と判断した場合はステップＳ３１に戻り、ＥＣＵ２０はステップＳ３１〜Ｓ３５の処理を繰り返す。一方、タイマが判定時間以上と判断した場合はステップＳ３６に進み、ＥＣＵ２０は計測フラグをオフに切り替える。次のステップＳ１３においてＥＣＵ２０はＰＭ再生を実行し、以降図４のルーチンと同様に処理を進める。
【００３６】
図５のルーチンでは、経過走行距離が判定値以上であり、かつＰＭ堆積量が継続して減少している場合にＰＭ再生を実行するので、無駄に燃料を消費することなく速やかにフィルタ８を再生目標温度に昇温することができる。そのため、エンジン１の燃費を改善することができる。なお、図５のルーチンでは、経過走行距離が判定値以上であり、かつＰＭ堆積量が継続して減少していることが本発明の所定の強制学習条件の成立に相当する。
【００３７】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される内燃機関はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンその他の燃料を利用する各種の内燃機関に適用してよい。排気浄化ユニットに設けられるフィルタには吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されていてもよい。
【００３８】
上述した形態の強制学習ルーチンではフィルタの温度をＰＭ再生をする際の所定温度である再生目標温度まで昇温し、そのときに算出された補正量に基づいて燃料添加弁から噴射される燃料量と燃料添加弁の開弁時間との関係を修正したが、強制学習ルーチンにおいてフィルタを昇温する際の目標温度は再生目標温度に限定されない。強制学習ルーチンでは、燃料添加弁から噴射される燃料量と燃料添加弁の開弁時間との関係の修正に使用する補正量が算出できればよいため、この補正量を算出することが可能な程度フィルタの温度を上昇させればよい。この場合、強制学習ルーチンが実行された時点のフィルタの温度と目標温度との差が、温度センサにて検出可能な温度範囲内であり、かつエンジンから排出された排気の温度の変動とは明確に異なると判断可能な温度であれば補正量を算出することができる。そこで、例えばこのような温度範囲の最低温度と強制学習ルーチンが実行された時点のフィルタの温度とを足した温度を強制学習ルーチンにおけるフィルタの目標温度に設定してもよい。この場合、強制学習ルーチンにおいて消費される燃料量を減少させることができる。そのため、燃費を改善することができる。
【００３９】
このように強制学習ルーチンにおいてＰＭ再生が実行されない場合、前回ＰＭ再生を実行した時点、又は前記強制学習ルーチンで学習を行った時点から車両が走行した距離に基づいて学習を行わせるか否か判断する。このように学習に要否を判断することにより、前回強制学習ルーチンで学習を行ってから短時間で再度学習が行われることを防止できるので、燃費を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一形態に係る排気浄化装置が組み込まれた内燃機関を示す図。
【図２】図１のＥＣＵが実行するＰＭ再生ルーチンを示すフローチャート。
【図３】燃料添加弁から噴射される燃料量と燃料添加弁の開弁時間との関係の一例を示す図。
【図４】図１のＥＣＵが実行する強制学習ルーチンを示すフローチャート。
【図５】強制学習ルーチンの変形例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４１】
１  内燃機関
４  排気通路
８  パティキュレートフィルタ（排気浄化手段）
１０  燃料添加弁
２０  エンジンコントロールユニット（判定手段、動作制御手段、記憶手段、学習手段、異常判定手段）
２３  温度センサ（温度検出手段）
【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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