(57)【要約】【課題】再生処理の実行によりフィルタに堆積するＰＭを好適に燃焼除去しつつ、そうした再生処理の実行に伴う潤滑油の希釈を抑制することのできる車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン１０の排気通路３０には、酸化触媒４１とその下流側にＰＭを捕集するフィルタ４２とが配設されている。電子制御装置５０は、ＰＭの堆積量が所定量以上である旨推定されるときに、ポスト噴射により噴射される燃料を酸化触媒４１にて酸化させることにより、フィルタ４２に堆積したＰＭを燃焼させる自動再生処理を実行する。また、車両停止中であることを条件に、再生処理用スイッチ７０が「ＯＮ」にされたときに手動再生処理を実行する。車両のインスツルメントパネルには手動再生処理の実行を促すための警告灯７１が設けられており、電子制御装置５０は潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定されるときに警告灯７１を点灯する。【選択図】図１
2008202573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配設され排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、前記排気通路において同フィルタの上流側に配設された酸化触媒と、前記フィルタに捕集される粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、同堆積量推定手段により粒子状物質の堆積量が所定量以上である旨推定されるときに、ポスト噴射により噴射される燃料を前記酸化触媒にて酸化させることにより排気温度を上昇させ、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる自動再生処理を実行する車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
車両停止中であることを条件に、運転者による操作に基づいてアイドリング状態における機関回転速度を上昇させるとともにポスト噴射により噴射される燃料を前記酸化触媒にて酸化させることにより排気温度を上昇させ、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる手動再生処理を実行する手動再生手段と、運転者に同手動再生処理の実行を促すための警告を行う警告手段と、潤滑油の燃料による希釈の度合を推定する希釈度合推定手段とを備え、同希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定されるときに、前記警告手段による警告を行う
ことを特徴とする車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
排気通路に配設され酸化触媒を担持するとともに排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタに捕集される粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、同堆積量推定手段により粒子状物質の堆積量が所定量以上である旨推定されるときに、ポスト噴射により噴射される燃料を前記酸化触媒にて酸化させることにより前記フィルタの温度を上昇させ、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる自動再生処理を実行する車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
車両停止中であることを条件に、運転者による操作に基づいてアイドリング状態における機関回転速度を上昇させるとともにポスト噴射により噴射される燃料を前記酸化触媒にて酸化させることにより排気温度を上昇させ、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる手動再生処理を実行する手動再生手段と、運転者に同手動再生処理の実行を促すための警告を行う警告手段と、潤滑油の燃料による希釈の度合を推定する希釈度合推定手段とを備え、同希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定されるときに、前記警告手段による警告を行う
ことを特徴とする車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
前記警告手段は、前記希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定され、且つ前記堆積量推定手段により粒子状物質の堆積量が所定の堆積量以上である旨推定されるときに、前記手動再生処理の実行を促す警告を行う
ことを特徴とする車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
前記希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定されるときに、前記自動再生処理の実行を制限する
ことを特徴とする車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
前記希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定されるときに、前記自動再生処理の実行を禁止する
ことを特徴とする車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
前記希釈度合推定手段は、燃焼に寄与する燃料のメイン噴射量及び機関回転速度の少なくとも一方に基づいて前記自動再生処理の実行に伴ってオイルパンに落ち込む燃料の量を推定し、直近の所定期間において前記オイルパンに落ち込む燃料の積算量が所定量以上である旨判定されることに基づいて、前記潤滑油の希釈度合が相対的に高い旨推定する
ことを特徴とする車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
前記希釈度合推定手段は、直近の所定回数の前記自動再生処理に伴って前記オイルパンに落ち込む燃料の積算量が所定量以上である旨推定されることに基づいて、潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定する
ことを特徴とする車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７のいずれか一項に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
前記希釈度合推定手段は、車両が現在を基点とする過去所定距離を走行した間に実行された前記自動再生処理に伴って前記オイルパンに落ち込んだ燃料の積算量を推定し、その推定される積算量が所定量以上であることに基づいて、潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定する
ことを特徴とする車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両に搭載されるディーゼルエンジンでは、排気通路に排気に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭと称する）を捕集するフィルタを設け、ＰＭの大気中への放出を抑制するようにしている。こうしたフィルタにあっては、その捕集されたＰＭの堆積量が多くなると、フィルタの圧力損失が増大し、機関出力の低下や燃費の悪化などをまねくこととなる。
【０００３】
そこで、このようなフィルタを備えた車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置にあっては、排気通路においてフィルタの上流に酸化触媒を設け、フィルタのＰＭ堆積量が所定量以上にまで増加したときに酸化触媒の反応熱を利用してそのＰＭを燃焼除去することによりフィルタの機能を再生する再生処理を行うようにしている。この再生処理では、メイン噴射の実行後、膨張行程ないし排気行程の燃焼に寄与しない時期に燃料を噴射する、いわゆるポスト噴射を実行して酸化触媒に燃料を供給し、その反応熱によって排気の温度を上昇させることにより、フィルタの温度を上昇させて、フィルタに堆積したＰＭを燃焼除去するようにしている。
【０００４】
ところで、車両走行中は機関運転状態が変化するため、燃焼室内の温度や排気の流量が変化する。そのため、ポスト噴射によって燃焼室内に噴射される燃料が良好に霧化されない場合があり、このような場合には燃料の一部がシリンダ壁面に付着して潤滑油とともにピストンリングによって掻き落とされ、オイルパン内の潤滑油に混入することがある。そして、こうした燃料の混入によって潤滑油の希釈が進行すると、潤滑油の冷却作用や潤滑作用が低下し、機関各部の焼付きや摩耗をまねくおそれがある。
【０００５】
そこで、特許文献１には、こうした燃料の混入による潤滑油の希釈度合を推定し、この推定される潤滑油の希釈度合が高いほど再生処理の実行頻度を減少させる、または再生処理の実行時間を短くする排気浄化装置が記載されている。
【０００６】
こうした排気浄化装置によれば、潤滑油の希釈度合が高い場合には、再生処理の実行に伴って新たに潤滑油に混入する燃料の量を減少させることができ、潤滑油の希釈の進行を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００６‐２９２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、こうした排気浄化装置によれば再生処理の実行頻度を減少させることにより、また再生処理の実行時間を短くすることにより、潤滑油の希釈の進行を抑制し、機関各部の焼付きや摩耗を抑制することができるものの、潤滑油の希釈度合が高くなった場合には、再生処理の実行が制限されるためにフィルタへのＰＭの堆積が進行してその捕集能力が低下することとなる。そのため、長期間にわたってオイルの希釈度合が高い状態が続いた場合には、排気圧力損失が増大し、機関出力や排気性状の悪化、ひいては機関の故障をまねくおそれがあり、こうした点において改善の余地を残すものであった。
【０００８】
この発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、再生処理の実行によりフィルタに堆積する粒子状物質を好適に燃焼除去しつつ、そうした再生処理に伴って燃料が混入することによる潤滑油の希釈を抑制することのできる車載ディーゼルエンジン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】
【０００９】
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、排気通路に配設され排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、前記排気通路において同フィルタの上流側に配設された酸化触媒と、前記フィルタに捕集される粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、同堆積量推定手段により粒子状物質の堆積量が所定量以上である旨推定されるときに、ポスト噴射により噴射される燃料を前記酸化触媒にて酸化させることにより排気温度を上昇させ、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる自動再生処理を実行する車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、車両停止中であることを条件に、運転者による操作に基づいてアイドリング状態における機関回転速度を上昇させるとともにポスト噴射により噴射される燃料を前記酸化触媒にて酸化させることにより排気温度を上昇させ、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる手動再生処理を実行する手動再生手段と、運転者に同手動再生処理の実行を促すための警告を行う警告手段と、潤滑油の燃料による希釈の度合を推定する希釈度合推定手段とを備え、同希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定されるときに、前記警告手段による警告を行うことをその要旨とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、排気通路に配設され酸化触媒を担持するとともに排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタに捕集される粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、同堆積量推定手段により粒子状物質の堆積量が所定量以上である旨推定されるときに、ポスト噴射により噴射される燃料を前記酸化触媒にて酸化させることにより前記フィルタの温度を上昇させ、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる自動再生処理を実行する車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、車両停止中であることを条件に、運転者による操作に基づいてアイドリング状態における機関回転速度を上昇させるとともにポスト噴射により噴射される燃料を前記酸化触媒にて酸化させることにより排気温度を上昇させ、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる手動再生処理を実行する手動再生手段と、運転者に同手動再生処理の実行を促すための警告を行う警告手段と、潤滑油の燃料による希釈の度合を推定する希釈度合推定手段とを備え、同希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定されるときに、前記警告手段による警告を行うことをその要旨とする。
【００１１】
車両停止中であることを条件に実行される手動再生処理にあっては、機関運転状態が変化せず、安定した状態で再生処理が実行される。また、アイドリング状態における機関回転速度を上昇させ、燃焼室内の温度をポスト噴射による燃料の霧化しやすい温度に維持するようにしているため、ポスト噴射によって噴射される燃料は、シリンダ壁面に付着しにくくなる。そのため、オイルパンに落ち込む燃料の量が少なくなり自動再生処理よりも潤滑油の希釈が進行しにくい。
【００１２】
上記請求項１に記載の構成によれば、希釈度合推定手段により潤滑油の燃料による希釈の度合が相対的に大きい旨推定された場合には、警告手段によって運転者に手動再生を促すようにしている。そのため、運転者によって手動再生処理が実行される可能性が高くなり、潤滑油の燃料による希釈が進行しにくい手動再生処理によって粒子状物質が燃焼除去されるようになるため、自動再生処理を実行する機会が減少するようになる。その結果、再生処理の実行によりフィルタに堆積する粒子状物質を好適に燃焼除去しつつ、そうした再生処理の実行に伴う潤滑油の希釈を抑制することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明によるように、フィルタに担持された酸化触媒に燃料を供給することにより、フィルタの温度を上昇させて堆積した粒子状物質を燃焼させる排気浄化装置にあっても、上記請求項１に記載の発明と同様に、希釈度合推定手段によって推定される希釈度合が相対的に大きいことに基づいて、警告手段によって運転者に手動再生の実行を促すことにより、再生処理の実行によりフィルタに堆積する粒子状物質を好適に燃焼除去しつつ、そうした再生処理の実行に伴う潤滑油の燃料による希釈を抑制することができるようになる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、前記警告手段は、前記希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定され、且つ前記堆積量推定手段により粒子状物質の堆積量が所定の堆積量以上である旨推定されるときに、前記手動再生処理の実行を促す警告を行うことをその要旨とする。
【００１５】
上記請求項３に記載の構成によれば、希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定され、更に堆積量推定手段により粒子状物質の堆積量が所定の堆積量以上である旨推定されるときに、手動再生の実行を促す警告が行われるようになる。即ち、潤滑油の希釈による不都合が発生するおそれがある場合であっても、粒子状物質の堆積量が少ないため再生処理を実行する必要性が低い場合には手動再生処理の実行を促す警告がなされない。その結果、必要以上に手動再生処理の実行が促されることにより、頻繁に車両を停止させて手動再生処理を実行する必要に迫られるといった不都合の発生を抑制することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、前記希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定されるときに、前記自動再生処理の実行を制限することをその要旨とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、前記希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定されるときに、前記自動再生処理の実行を禁止することをその要旨とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によるように、希釈度合が相対的に大きいときに、自動再生処理の実行を制限することにより、自動再生処理の実行に伴ってオイルパンに落ち込む燃料の量を減少させることができるようになり、希釈の進行をより好適に抑制することができる。
【００１９】
尚、自動再生処理の実行を制限する具体的な態様としては、ポスト噴射の燃料噴射量を減少させるもの、自動再生処理の実行頻度を減少させるもの等の他、請求項５に記載の発明によるように、希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定されるときに、自動再生処理の実行を禁止するものも含まれる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、前記希釈度合推定手段は、燃焼に寄与する燃料のメイン噴射量及び機関回転速度の少なくとも一方に基づいて前記自動再生処理の実行に伴ってオイルパンに落ち込む燃料の量を推定し、直近の所定期間において前記オイルパンに落ち込む燃料の積算量が所定量以上である旨判定されることに基づいて、前記潤滑油の希釈度合が相対的に高い旨推定することをその要旨とする。
【００２１】
オイルパンに貯留される潤滑油の希釈度合は、シリンダから落ち込む燃料の量と、オイルパンに貯留された潤滑油から蒸発する燃料の量とバランスに基づいて変化する。即ち、シリンダから落ち込む燃料の量がオイルパンに貯留された潤滑油から蒸発する燃料の量よりも多くなるほど潤滑油の希釈は進行する。そのため、請求項６に記載の発明によるように、自動再生処理の実行に伴って直近の所定期間においてオイルパンに落ち込む燃料の積算量を推定することにより、潤滑油に混入する燃料の量が潤滑油から蒸発する燃料の量を一時的に大きく上回る状況を把握して、潤滑油の希釈が進行した状態であることを推定することができる。
【００２２】
また、このように自動再生処理の実行に伴ってオイルパンに落ち込む燃料の量は以下のようにしてこれを推定することができる。まず、燃焼室内の温度が低い場合には燃焼室内に噴射された燃料が霧化されにくいため、燃焼室内の温度が低いほど噴射された燃料のうちシリンダ内壁に付着する燃料の量が多くなる。そのため、ピストンリングによって掻き落とされオイルパンに落ち込む燃料の量も燃焼室内の温度が低いほど多くなる。更に、この燃焼室内の温度は、燃焼に寄与する燃料のメイン噴射量が多いほど高くなる。そこで、メイン噴射量をオイルパン内に落ち込む燃料の量の相関値として用い、メイン噴射量が少ないときにオイルパン内に落ち込む燃料の量が多い旨を推定することができる。
【００２３】
また、機関回転速度が低いほど、単位時間当たりに燃焼が行われる回数が少なくなるため燃焼室の温度は低くなる。そのため、機関回転速度が低いほど、シリンダ壁面に付着する燃料の量は多くなる。そこで、機関回転速度をオイルパン内に落ち込む燃料の量の相関値として用い、機関回転速度が低いほどオイルパン内に落ち込む燃料の量が多い旨を推定する構成を採用することもできる。
【００２４】
ここで、オイルパン内に落ち込む燃料の量をより正確に推定する上では、メイン噴射量及び機関回転速度の双方をオイルパン内に落ち込む燃料の量の相関値として用い、この量を推定する構成を採用することが望ましい。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、前記希釈度合推定手段は、直近の所定回数の前記自動再生処理に伴って前記オイルパンに落ち込む燃料の積算量が所定量以上である旨推定されることに基づいて、潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定することをその要旨とする。
【００２６】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７のいずれか一項に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、前記希釈度合推定手段は、車両が現在を基点とする過去所定距離を走行した間に実行された前記自動再生処理に伴って前記オイルパンに落ち込んだ燃料の積算量を推定し、その推定される積算量が所定量以上であることに基づいて、潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定することをその要旨とする。
【００２７】
上記請求項７に記載の発明によるように直近の所定回数の自動再生処理に伴ってオイルパンに落ち込む燃料の積算量が所定量以上であることに基づいて、潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定するといった構成によれば、自動再生処理時にオイルパンに落ち込む燃料の量がその自動再生処理の実行タイミングによって変動するような場合でもその影響を抑えて希釈度合をより正確に推定することができるようになる。
【００２８】
また、請求項８に記載の発明によるように、車両が現在を基点とする過去所定距離を走行した間に実行された自動再生処理に伴ってオイルパンに落ち込む燃料の積算量が所定量以上であることに基づいて、潤滑油の希釈度合が所定の希釈度合以上である旨推定することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明にかかる車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置を具体化した一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかるディーゼルエンジン１０及び排気浄化装置の概略構成を示している。図１に示されるようにディーゼルエンジン１０には吸気通路２０と排気通路３０とが接続されている。
【００３０】
ディーゼルエンジン１０の各シリンダ１１（図１にはその１つのみを図示）には、ピストンリング１２ａが嵌設されたピストン１２が往復動可能に収容されている。そして、これらシリンダ１１、ピストン１２の頂面及びシリンダヘッド１３によって燃焼室１４が区画形成されている。
【００３１】
図１に示されるようにディーゼルエンジン１０の下部には、オイルパン１５が設けられており、このオイルパン１５に貯留された潤滑油が図示しないオイルポンプによってディーゼルエンジン１０の各摺動部に供給される。例えば、オイルパン１５からくみ上げられた潤滑油は、シリンダ１１とピストン１２、具体的には同ピストン１２に嵌設されたピストンリング１２ａとの摺動部位に供給され、その焼付きや摩耗を抑制する。そしてこのように潤滑に供されてシリンダ１１の壁面に付着した潤滑油は、ピストン１２が下降する際にピストンリング１２ａによって掻き落とされ、オイルパン１５に再び貯留される。
【００３２】
また、シリンダヘッド１３には、燃料を噴射するインジェクタ１６が気筒毎に設けられている。これらインジェクタ１６は図示しないコモンレールに接続されており、同コモンレールに充填された燃料が燃焼室１４に噴射される。
【００３３】
また、図１に示されるように排気通路３０には、多孔質材料によって形成され、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭと称する）を捕集するフィルタ４２と、同フィルタ４２の上流に位置し、排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を酸化する酸化触媒４１とが設けられている。ディーゼルエンジン１０から排出される排気は、酸化触媒４１によってＨＣやＣＯが浄化されるとともに、ＰＭがフィルタ４２によって捕集され、これらの大気中への放出が抑制される。
【００３４】
また、図１に示されるように酸化触媒４１とフィルタ４２の間には第１排気温センサ６５が設けられ、フィルタ４２の上流側の排気温度である上流側排気温ＴＨｕｐが検出される。一方、排気通路３０におけるフィルタ４２の下流側には第２排気温センサ６６が設けられ、フィルタ４２の下流側の排気温度である下流側排気温ＴＨｌｏｗが検出される。
【００３５】
ディーゼルエンジン１０の燃料噴射制御は、ディーゼルエンジン１０の各種制御を統括的に実行する電子制御装置５０によって行われる。この電子制御装置５０には、機関運転状態や車両走行状態を検出する各種センサとして、吸入空気量を検出するエアフロメータ６０、機関回転速度ＮＥを検出する回転速度センサ６１、車速を検出する車速センサ６２、運転者のアクセルペダルの踏み込み量、即ちアクセル開度を検出するアクセル開度センサ６３、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ６４、第１排気温センサ６５、第２排気温センサ６６等が接続され、これら各種センサの検出信号が取り込まれる。
【００３６】
電子制御装置５０は、これら各種センサ６０〜６６から取り込まれる検出信号に基づいて演算を行い、機関各部を制御する。例えば、機関回転速度ＮＥ及びアクセル開度に基づいて、運転者の要求に応じた機関トルクを発生させるための目標燃料噴射量を演算する。そして、燃焼に寄与する燃料噴射量であるメイン噴射量Ｑｆｉｎがこの目標燃料噴射量と一致するようにインジェクタ１６を制御する。
【００３７】
尚、電子制御装置５０は、こうした演算処理の結果を一時的に記憶するＲＡＭ、機関停止状態にあっても各種演算結果を記憶保持することのできるバックアップＲＡＭからなるメモリ５１を備えている。
【００３８】
ところで、フィルタ４２に捕集されたＰＭの堆積量が多くなると、フィルタ４２圧力損失が増大し、機関出力の低下や燃費の悪化などを招くこととなる。そこで、フィルタ４２に堆積したＰＭの量が所定量以上にまで増加したときに酸化触媒４１の反応熱を利用してそのＰＭを燃焼除去することによりフィルタ４２の機能を再生する自動再生処理を行うようにしている。
【００３９】
この自動再生処理では、メイン噴射の実行後、膨張行程ないし排気行程の燃焼に寄与しない時期に燃料を噴射する、いわゆるポスト噴射を実行して酸化触媒４１に燃料を供給し、その反応熱によって排気の温度を上昇させることにより、フィルタ４２の温度を上昇させてフィルタ４２に堆積したＰＭを燃焼除去するようにしている。
【００４０】
このポスト噴射による燃料の添加量は、フィルタ４２の温度に基づいて制御される。フィルタ４２の温度であるフィルタ温度ＴＨＦは、排気温センサ６５，６６によって検出される上流側排気温ＴＨｕｐ、下流側排気温ＴＨｌｏｗに基づいて推定される。具体的には、上流側排気温ＴＨｕｐよりも下流側排気温ＴＨｌｏｗが低い場合には、フィルタ温度ＴＨＦは上流側排気温ＴＨｕｐよりも低い温度であることが推定され、更に上流側排気温ＴＨｕｐと下流側排気温ＴＨｌｏｗとの温度差が大きくなるほど、フィルタ温度ＴＨＦがより低い温度であると推定される。一方、下流側排気温ＴＨｌｏｗよりも上流側排気温ＴＨｕｐが低い場合には、フィルタ温度ＴＨＦは上流側排気温ＴＨｕｐよりも高い温度であると推定され、更に上流側排気温ＴＨｕｐと下流側排気温ＴＨｌｏｗの温度差が大きいほどフィルタ温度ＴＨＦがより高い温度であると推定される。そして、電子制御装置５０は、こうして推定されるフィルタ温度ＴＨＦが再生処理に適した温度、即ちフィルタ温度ＴＨＦが過度に上昇することを抑制しつつ、ＰＭを燃焼除去することのできる温度となるようにポスト噴射量を制御する。
【００４１】
酸化触媒４１、フィルタ４２及びこうした自動再生処理及び以下に説明する手動再生処理を実行する電子制御装置５０により本実施形態の排気浄化装置が構成されている。
ところで、車両走行中は機関運転状態が変化するため、燃焼室１４内の温度や排気の流量が変化する。そのため、ポスト噴射によって燃焼室１４内に噴射される燃料が良好に霧化されない場合があり、このような場合には燃料の一部がシリンダ１１壁面に付着して潤滑油とともにピストンリング１２ａによって掻き落とされ、オイルパン１５に貯留された潤滑油に混入することがある。そして、こうした燃料の混入によって潤滑油の希釈が進行すると、潤滑油の冷却作用や潤滑作用が低下し、機関各部の焼付きや摩耗をまねくおそれがある。
【００４２】
そこで、本実施形態の排気浄化装置にあっては、再生処理用スイッチ７０を運転席のコンソールに備え、この再生処理用スイッチ７０の操作に基づいて再生処理を実行するようにしている。以下では、このように再生処理用スイッチ７０の操作に基づいて実行される再生処理を「手動再生処理」といい、先に説明したＰＭの堆積量に基づいて自動的に実行される自動再生処理と区別する。尚、以下の説明において単に「再生処理」という場合には、これら自動再生処理及び手動再生処理の双方を含むこととする。
【００４３】
この手動再生処理では、車速が「０」であること、アクセルペダルが踏み込まれていないこと、シフトレバーの位置が非走行位置、具体的には停車位置「Ｐ」又は中立位置「Ｎ」であること、車両が停止中であること、といった条件が全て満たされていることをその実行条件とし、同実行条件が成立しているときに再生処理用スイッチ７０が運転者によって「ＯＮ」に操作されると、自動再生処理と同様にポスト噴射を実行し、酸化触媒４１に燃料を供給してフィルタ４２を通過する排気温度を上昇させる。また、燃焼室１４内の温度をポスト噴射による燃料の霧化しやすい温度に維持すべく、これとあわせてアイドリング状態におけるメイン噴射量Ｑｆｉｎを増大させ、燃焼室１４における燃焼温度を上昇させる。その結果、ポスト噴射によって噴射される燃料は、シリンダ壁面に付着しにくくなるため、手動再生処理にあっては、車両停止中であることを条件に実行されるため機関運転状態が安定していることとあわせて、更にオイルパン１５に落ち込む燃料の量が少なくなり、自動再生処理よりも燃料による潤滑油の希釈が進行しにくくなる。
【００４４】
更に、本実施形態の排気浄化装置にあっては、潤滑油の希釈度合を推定し、潤滑油の希釈度合が大きい場合には、運転席のインスツルメントパネルに設けた警告灯７１を点灯させることにより、運転者に手動再生処理の実行を促すようにしている。
【００４５】
以下、図２〜７を参照して、排気浄化装置の各種制御について詳しく説明する。
まず、自動再生処理にかかる一連の処理について図２を参照して説明する。図２は、この一連の処理の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、機関運転中に電子制御装置５０によって所定の周期で繰り返し実行される。
【００４６】
この一連の処理が開始されると、図２に示されるようにまずステップＳ１００において、自動再生処理実行フラグＸ２が「１」に設定されているか否かが判定される。この自動再生処理実行フラグＸ２は、後述するＰＭ堆積量推定処理を通じて「１」又は「０」に設定されるものであり、この自動再生処理にかかる一連の処理において、再生処理を実行する必要があるか否かを判定するために参照される。この自動再生処理実行フラグＸ２が「１」に設定されているときには、自動再生処理を実行する必要がある旨判定される。
【００４７】
ステップＳ１００において、自動再生処理実行フラグＸ２が「１」に設定されている旨判定された場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、即ち自動再生処理を実行する必要がある旨判定された場合には、ステップＳ１１０へと進む。
【００４８】
ステップＳ１１０では、自動再生処理禁止フラグＸ３が「０」に設定されているか否かが判定される。この自動再生処理禁止フラグＸ３は、後述する希釈度合推定処理を通じて潤滑油の希釈度合に基づき「１」又は「０」に設定されるフラグであり、この自動再生処理禁止フラグＸ３が「１」に設定されている場合には、自動再生処理の実行が禁止されている旨判定される。
【００４９】
ステップＳ１１０において、自動再生処理禁止フラグＸ３が「０」に設定されている旨判定された場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、即ち自動再生処理の実行が禁止されていない場合には、ステップＳ１２０へと進み、上述した自動再生処理を実行してこの一連の処理を一旦終了する。
【００５０】
一方、ステップＳ１００において自動再生処理実行フラグＸ２が「０」に設定されている旨判定された場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、即ち自動再生処理の実行の必要がない旨判定された場合、またステップＳ１１０において自動再生処理禁止フラグＸ３が「１」に設定されている旨判定された場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、即ち自動再生処理の実行が禁止されている旨判定された場合には、いずれもステップＳ１２２へと進む。
【００５１】
ステップＳ１２２では、ポスト噴射の実行を停止することにより自動再生処理が停止される。尚、このとき自動再生処理が実行されておらず、既に自動再生処理が停止している場合には、そのまま自動再生処理を停止した状態を維持する。そして、この一連の処理を一旦終了する。
【００５２】
機関運転中には、電子制御装置５０によってこの自動再生処理にかかる一連の処理が繰り返し実行され、自動再生処理の実行、停止が制御される。
次に、手動再生処理にかかる一連の処理について図３を参照して説明する。図３は、この一連の処理の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、機関運転中に電子制御装置５０によって繰り返し実行される。
【００５３】
この一連の処理が開始されると、図３に示されるように、まずステップＳ２００において、再生処理完了フラグＸ１が「０」に設定されているか否かが判定される。この再生処理完了フラグＸ１は、後述するＰＭ堆積量推定処理を通じて「１」又は「０」に設定されるものであり、再生処理が完了したか否かを判定するために参照される。この再生処理完了フラグＸ１が「１」に設定されている場合には、再生処理が完了した直後であってフィルタ４２にＰＭがほとんど堆積していない、あるいはフィルタ４２にＰＭが堆積しつつあるが、その量が所定量Ａ以上になっていない旨判定される。一方、再生処理完了フラグＸ１が「０」に設定されている場合には、未だ再生処理が完了しておらず、フィルタ４２にＰＭが堆積している旨判定される。
【００５４】
ステップＳ２００において、再生処理完了フラグＸ１が「０」である旨判定された場合（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、即ち再生処理が完了しておらず、フィルタ４２にＰＭが堆積しているおそれがある場合には、ステップ２１０へと進む。
【００５５】
ステップＳ２１０では、上述した手動再生処理の実行条件が成立しているか否かが判定される。ステップＳ２１０において、手動再生処理の実行条件が成立している旨判定された場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、即ち車両が停止中である旨判定されている場合には、ステップＳ２２０へと進む。
【００５６】
ステップＳ２２０では、再生処理用スイッチ７０が「ＯＮ」になっているか否かが判定される。ステップＳ２２０において、再生処理用スイッチ７０が「ＯＮ」になっている旨判定された場合には（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、ステップＳ２３０へと進み、上述した手動再生処理を実行してこの一連の処理を一旦終了する。
【００５７】
一方、ステップＳ２００において再生処理完了フラグＸ１が「１」に設定されている旨判定された場合（ステップＳ２００：ＮＯ）、即ち再生処理が完了してフィルタ４２のＰＭ堆積量ΣＰＭがほぼ「０」である旨判定された場合、ステップＳ２１０において手動再生処理の実行条件が成立していない旨判定された場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、またステップＳ２２０において再生処理用スイッチ７０が「ＯＦＦ」になっている旨判定された場合には（ステップＳ２２０：ＮＯ）、いずれもステップＳ２３２へと進む。
【００５８】
ステップＳ２３２では、ポスト噴射及びアイドリング状態におけるメイン噴射量Ｑｆｉｎの増量を停止することにより手動再生処理が停止される。尚、このとき手動再生処理が実行されておらず、既に手動再生処理が停止している場合には、そのまま手動再生処理を停止した状態を維持する。その後、この一連の処理を一旦終了する。
【００５９】
機関運転中には、電子制御装置５０によってこの一連の処理が繰り返し実行され、手動再生処理の実行、停止が制御される。
次にフィルタ４２のＰＭ堆積量ΣＰＭを推定するＰＭ堆積量推定処理について図４を参照して説明する。図４は、ＰＭ堆積量推定処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、機関運転中に電子制御装置５０により所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００６０】
この処理が開始されると、図４に示されるように、まずステップＳ３００において、機関回転速度ＮＥ、メイン噴射量Ｑｆｉｎ等に基づいてＰＭ排出量ＰＭｅｘが算出され、次に、ステップＳ３１０において、フィルタ温度ＴＨＦ、吸入空気量等に基づいてＰＭ燃焼量ＰＭｃｏｍが算出される。尚ここで、機関回転速度ＮＥやメイン噴射量Ｑｆｉｎ等とＰＭ排出量ＰＭｅｘとの関係、フィルタ温度ＴＨＦ、吸入空気量等とＰＭ燃焼量ＰＭｃｏｍとの関係は予め実験等により求められ、演算マップとして電子制御装置５０のメモリ５１に記憶されている。
【００６１】
そして、ステップＳ３２０において、前回推定されたＰＭ堆積量ΣＰＭに新たに排出されたＰＭの量としてＰＭ排出量ＰＭｅｘを加算し、更にフィルタ４２において燃焼したＰＭの量としてＰＭ燃焼量ＰＭｃｏｍを減算することにより、現在のＰＭ堆積量ΣＰＭが推定される。
【００６２】
こうしてＰＭ堆積量ΣＰＭが推定されると、ステップＳ３３０へと進み、自動再生処理又は手動再生処理の実行中であるか否かが判定される。そして、このステップＳ３３０において、再生処理の実行中ではない旨判定された場合には（ステップＳ３３０：ＮＯ）、ステップＳ３３１へと進み、再生処理完了フラグＸ１が「０」に設定される。
【００６３】
ステップＳ３３１において、再生処理完了フラグＸ１が「０」に設定されると、ステップＳ３３２へと進み、ステップＳ３２０において推定されたＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ａより大きいか否かが判定される。尚、所定量Ａは、ＰＭ堆積量ΣＰＭが同所定量Ａよりも大きいことに基づいて自動再生処理を実行する必要がある旨推定する閾値として、予め行う実験等の結果に基づいて設定されている。
【００６４】
ステップＳ３３２において、ＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ａ以下である旨推定された場合には（ステップＳ３３２：ＮＯ）、ステップＳ３７０へと進む。
一方、機関運転に伴ってＰＭがフィルタ４２に堆積し、ステップＳ３３２において、ＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ａよりも大きい旨推定された場合（ステップＳ３３２：ＹＥＳ）、即ちフィルタ４２に堆積したＰＭの量が多いため、自動再生処理を実行する必要がある旨判定された場合には、ステップＳ３６２へと進む。
【００６５】
ステップＳ３６２では、自動再生処理実行フラグＸ２が「１」に設定され、こうして自動再生処理実行フラグＸ２が「１」に設定されると、ステップＳ３７０へと進む。
一方、ステップＳ３３０において、再生処理の実行中である旨推定された場合には（ステップＳ３３０：ＹＥＳ）、ステップＳ３４０へと進み、ステップＳ３４０において推定されたＰＭ堆積量ΣＰＭがほぼ「０」であるか否かが判定される。即ち再生処理の実行によりフィルタ４２に堆積したＰＭが燃焼され、その除去が完了したか否かが判定される。
【００６６】
ステップＳ３４０において、ＰＭ堆積量ΣＰＭがほぼ「０」である旨判定された場合（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、即ち再生処理が完了した旨判定された場合には、ステップＳ３５０へと進み、図４に示されるようにステップＳ３５０において再生処理完了フラグＸ１が「１」に、ステップＳ３５５において自動再生処理実行フラグＸ２が「０」に、ステップＳ３６０において自動再生処理禁止フラグＸ３が「０」に設定される。こうしてステップＳ３６０において、自動再生処理禁止フラグＸ３が「０」に設定されると、ステップＳ３７０へと進む。
【００６７】
一方、ステップＳ３４０において、ＰＭ堆積量ΣＰＭがほぼ「０」ではない旨判定された場合（ステップＳ３４０：ＮＯ）、即ち再生処理が完了していない旨判定された場合には、ステップＳ３５０〜３６０をスキップし、ステップＳ３７０へと進む。
【００６８】
ステップＳ３７０では、ＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ｂよりも大きいか否かが判定される。所定量Ｂは、ＰＭ堆積量ΣＰＭが同所定量Ｂよりも大きいことに基づいて運転者に手動再生処理の実行を促す警告灯７１の点灯を行う必要がある旨判定する閾値として、予め行われた実験等の結果に基づいて設定されている。尚、自動再生処理は、ＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ａ以上であることに基づいて自動再生処理実行フラグＸ２が「１」に設定されると直ちに実行される。これに対して、手動再生処理は、警告灯７１の点灯によって手動再生処理の実行が促されたとしても、運転者によって再生処理用スイッチ７０が「ＯＮ」に操作されなければ実行されることがない。そのため、警告灯７１が点灯したあと、運転者による再生処理用スイッチ７０の操作が速やかに行われない場合には、フィルタ４２の圧力損失が増大するおそれがある。そこで、フィルタ４２による圧力損失の増大による不都合の発生をより確実に抑制する上では、所定量Ｂを所定量Ａよりも小さな値に設定することにより、警告灯７１を早めに点灯させることが望ましい。
【００６９】
ステップＳ３７０において、ＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ｂ以下である旨判定された場合（ステップＳ３７０：ＮＯ）、即ちフィルタ４２に堆積したＰＭの量が少ないため、警告灯７１を点灯して手動再生処理の実行を促す必要がない旨判定された場合には、ステップＳ３７２へと進む。
【００７０】
ステップＳ３７２において、警告灯７１が点灯している場合には警告灯７１が消灯される。また、ステップＳ３７２において警告灯７１が点灯していない場合には、そのまま警告灯７１は消灯状態が維持される。
【００７１】
こうしてステップＳ３７２において、警告灯７１が消灯されるとステップＳ３８２へと進み、警告制限フラグＸ４が「１」に設定される。警告制限フラグＸ４は、後述する希釈度合推定処理において参照されるフラグであり、警告制限フラグＸ４が「１」に設定されている場合には、警告灯７１を点灯する他の条件が成立している場合であっても警告灯７１の点灯が禁止される。このように、警告制限フラグＸ４を「１」に設定した後、この一連の処理を一旦終了する。
【００７２】
一方、ステップＳ３７０において、ＰＭ堆積量ΣＰＭか所定量Ｂよりも大きい旨推定された場合（ステップＳ３７０：ＹＥＳ）、即ちフィルタ４２に堆積したＰＭの量が多いため、手動再生処理の実行を促す必要がある旨判定された場合には、ステップＳ３８０へと進み、警告制限フラグＸ４を「０」に設定してこの一連の処理を一旦終了する。
【００７３】
このように機関運転中には、電子制御装置５０によってＰＭ堆積量推定処理が繰り返し実行され、ＰＭ堆積量ΣＰＭを推定し、推定されたＰＭ堆積量ΣＰＭの大きさに基づいて再生処理の実行に際して参照する各種フラグＸ１〜４が設定される。
【００７４】
次に、自動再生処理の実行中にオイルパン１５に落ち込む燃料の量に基づいて潤滑油の希釈度合を推定する希釈度合推定処理について図５を参照して説明する。図５は、希釈度合推定処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、機関運転中に電子制御装置５０において所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００７５】
この処理が開始されると、まずステップＳ４００において、自動再生処理の実行中であるか否かが判定される。ステップＳ４００において、自動再生処理の実行中である旨判定された場合には（ステップＳ４００：ＹＥＳ）、ステップＳ４１０へと進み、現在の機関運転状態に基づいてオイルパン１５に落ち込む燃料の量である落ち込み量ｄが推定される。より具体的には、電子制御装置５０のメモリ５１に予め記憶された演算マップを参照して、燃焼室１４の温度と相関を有するメイン噴射量Ｑｆｉｎと、機関回転速度ＮＥとに基づき、落ち込み量ｄが算出される。
【００７６】
尚、燃焼室１４内の温度が低い場合には燃焼室１４内に噴射された燃料が霧化されにくいため、燃焼室１４内の温度が低いほど、噴射された燃料のうちシリンダ１１内壁に付着する燃料の量が多くなる。その結果、燃焼室１４内の温度が低いほど、ピストンリング１２ａによって掻き落とされてオイルパン１５に落ち込む燃料の落ち込み量ｄも多くなる。また、燃焼室１４内の温度は、燃焼に寄与する燃料のメイン噴射量Ｑｆｉｎが多いほど高くなるため、メイン噴射量Ｑｆｉｎが小さいときほど落ち込み量ｄは多くなる。
【００７７】
また、機関回転速度ＮＥが低いほど、単位時間当たりに燃焼が行われる回数が少なくなるため燃焼室１４の温度は低くなる。そのため、機関回転速度ＮＥが低いほど、シリンダ１１壁面に付着する燃料の量は多くなり、落ち込み量ｄは多くなる。
【００７８】
そのため、上記演算マップは、図６に示されるように、メイン噴射量Ｑｆｉｎが少ないほど、また、機関回転速度ＮＥが低いほど落ち込み量ｄが多くなるように設定されている。
【００７９】
ステップＳ４１０において、落ち込み量ｄが算出されると、ステップＳ４２０へと進み、今回の自動再生処理に伴ってオイルパン１５に落ち込んだ燃料の落ち込み量ｄの積算値Ｓ（ｉ）が算出される。具体的には、前回の制御周期で算出された積算値Ｓ（ｉ）に今回の制御周期において算出された落ち込み量ｄを加算し、その加算値が現在の積算値Ｓ（ｉ）として算出される。尚、添え字「ｉ」は自動再生処理の実行回数を示し、ＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ａより大きい旨判定され自動再生処理が実行されてからＰＭ堆積量ΣＰＭがほぼ「０」となり、自動再生処理が完了するまでの間における落ち込み量ｄの積算量が１回の自動再生処理における落ち込み量ｄの積算値Ｓ（ｉ）として算出される。こうして、今回の自動再生処理に伴う落ち込み量ｄの積算値Ｓ（ｉ）が算出されると、ステップＳ４３０へと進む。
【００８０】
一方、ステップＳ４００において、自動再生処理の実行中ではない旨判定された場合には（ステップＳ４００：ＮＯ）、ステップＳ４１２へと進み、直近の５回の自動再生処理における積算値Ｓ（ｉ−４），Ｓ（ｉ−３），Ｓ（ｉ−２），Ｓ（ｉ−１），Ｓ（ｉ）が電子制御装置５０のメモリ５１、具体的にはそのバックアップＲＡＭに記憶保持され、次のステップＳ４３０に進む。
【００８１】
ステップＳ４３０では、直近の５回の自動再生におけるオイルパン１５への燃料の積算落ち込み量の和ΣＳとして、積算値Ｓ（ｉ−４）〜（ｉ）の和ΣＳが算出され、この和ΣＳが所定量Ｃより大きいか否かが判定される。所定量Ｃは、この和ΣＳが同所定量Ｃよりも大きいことに基づいて自動再生に伴ってオイルパン１５に落ち込む燃料の量が多く、潤滑油の希釈度合が大きい状態である旨判定する閾値として、予め行った実験等の結果に基づいて設定されている。
【００８２】
尚、ステップＳ４００において、自動再生処理の実行中である旨判定され（ステップＳ４００：ＹＥＳ）、ステップＳ４１０，ステップＳ４２０を経てステップＳ４３０が実行される場合には、今回の自動再生処理が完了していない場合であっても同処理が開始されてから現制御周期までの落ち込み量ｄの積算値Ｓ（ｉ）を今回の自動再生処理における積算値Ｓ（ｉ）として直近の５回の自動再生における積算値Ｓ（ｉ−４）〜（ｉ）の和ΣＳが算出され、所定量Ｃとの比較が行われる。
【００８３】
ステップＳ４３０において、直近の５回の自動再生処理における積算値Ｓ（ｉ−４）〜（ｉ）の和ΣＳが所定量Ｃよりも大きい旨判定された場合（ステップＳ４３０：ＹＥＳ）、即ち自動再生処理に伴ってオイルパン１５に落ち込む燃料の量が多く潤滑油の希釈度合が大きい状態である旨判定された場合には、ステップＳ４４０へと進む。
【００８４】
ステップＳ４４０では、自動再生処理禁止フラグＸ３が「１」に設定され、自動再生処理の実行が禁止される。ステップＳ４４０において、自動再生処理禁止フラグＸ３が「１」に設定されるとステップＳ４５０へと進み、警告制限フラグＸ４が「０」に設定されているか否かが判定される。
【００８５】
ステップＳ４５０において、警告制限フラグＸ４が「０」に設定されている旨判定された場合（ステップＳ４５０：ＹＥＳ）、即ち警告灯７１の点灯が禁止されていない旨判定された場合には、ステップＳ４６０へと進み、警告灯７１を点灯した後、この一連の処理を一旦終了する。
【００８６】
一方、ステップＳ４３０において、直近の５回の自動再生処理における積算値Ｓ（ｉ−４）〜（ｉ）の和ΣＳが所定量Ｃ以下である旨判定された場合（ステップＳ４３０：ＮＯ）、即ち潤滑油の希釈度合が小さい状態である旨判定された場合には、ステップＳ４４０〜４６０をスキップし、この一連の処理を一旦終了する。
【００８７】
また、ステップＳ４５０において、警告制限フラグＸ４が「１」に設定されている旨判定された場合（ステップＳ４５０：ＮＯ）、即ち警告灯７１の点灯が禁止されている場合には、ステップＳ４６０をスキップし、警告灯７１を点灯せずにこの一連の処理を一旦終了する。
【００８８】
このように機関運転中は希釈度合推定処理が繰り返し実行され、過去５回の自動再生処理における積算値Ｓ（ｉ−４）〜（ｉ）の和ΣＳを算出して、算出された和ΣＳに基づいて、自動再生処理禁止フラグＸ３の設定及び警告灯７１の点灯が行われる。
【００８９】
次に、本実施形態の排気浄化装置におけるＰＭ堆積量ΣＰＭの変化と、潤滑油の希釈度合を燃料の含有率で示す潤滑油希釈率の変化との関係について図７を参照して説明する。図７は、ＰＭ堆積量ΣＰＭの変化と潤滑油希釈率の変化との関係を示すタイミングチャートである。
【００９０】
図７に実線で示されるように、一般に自動再生処理を実行する車両にあってはＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ａより多くなった場合にポスト噴射を実行することによって自動再生処理が実行され、ＰＭ堆積量ΣＰＭが減少する。そして、ＰＭ堆積量ΣＰＭがほぼ「０」になると自動再生処理が終了される。こうしてＰＭ堆積量ΣＰＭに基づいて自動再生処理が繰り返し実行される。
【００９１】
このとき、自動再生処理に伴うオイルパン１５への燃料の落ち込み量ｄが少ない場合には、図７に破線で示されるように自動再生処理の実行に伴って潤滑油希釈率が上昇するものの、自動再生処理終了後の通常運転においてオイルパン１５から燃料が蒸発することによって潤滑油希釈率が減少し、潤滑油の希釈は進行しない。
【００９２】
一方で、自動再生に伴うオイルパン１５への燃料の落ち込み量ｄが多い場合には、図７に実線で示されるように自動再生の実行に伴って潤滑油希釈率が大きく上昇する。そのため、自動再生処理終了後の通常運転においてオイルパン１５から燃料が蒸発することによって潤滑油希釈率が減少するものの、自動再生処理の実行に伴う積算落ち込み量がオイルパン１５から蒸発する燃料の量よりも多いため、潤滑油の希釈が次第に進行していく。こうした場合には、自動再生処理を繰り返すことによって潤滑油の希釈が進行し、ひいては、機関各部の焼付きや摩耗をまねくおそれがある。
【００９３】
この点、本実施形態の排気浄化装置によれば、時刻ｔ１において、希釈度合推定処理を通じて直近の５回の自動再生におけるオイルパン１５への燃料の積算落ち込み量の和ΣＳが所定量Ｃよりも大きい旨判定されると、自動再生処理禁止フラグＸ３が「１」に設定され、自動再生処理にかかる一連の処理を通じて自動再生処理の実行が中断される。その結果、図７に一点破線で示されるように、潤滑油希釈率はオイルパン１５からの燃料の蒸発により低下し始める。一方で、自動再生処理が中断されるため、ＰＭ堆積量ΣＰＭは増大し始める。
【００９４】
時刻ｔ２において、ＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ｂより大きくなると、警告灯７１が点灯され、運転者に自動再生処理の実行が促される。そして、時刻ｔ３において、運転者が車両を停止し、再生処理用スイッチ７０を「ＯＮ」にすることによって手動再生処理が実行されると、ＰＭ堆積量ΣＰＭが減少するようになる。
【００９５】
このとき上述したように手動再生処理にあっては、オイルパン１５に落ち込む燃料の量が少ないため、オイルパン１５から燃料が蒸発することにより潤滑油希釈率は手動再生実行中も減少するか、あるいは潤滑油希釈率が増大してもその増大速度は小さく抑えられるようになる。
【００９６】
時刻ｔ４において、ＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ｂ以下になると、フィルタ４２に堆積したＰＭの量が減少したことに基づいて警告灯７１が消灯される。
そして、時刻ｔ５において、ＰＭ堆積量ΣＰＭがほぼ「０」である旨判定されると、再生処理完了フラグＸ１が「１」に設定されて手動再生処理が終了する。こうして手動再生処理が終了してＰＭ堆積量ΣＰＭがほぼ「０」になると、自動再生処理禁止フラグＸ３が「０」にリセットされる。従って、その後、機関運転に伴ってＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ａを上回ると、再び自動再生処理が実行されるようになる（時刻ｔ６）。
【００９７】
このように本実施形態の排気浄化装置によれば、希釈度合推定処理を通じて過去５回の自動再生処理に伴うオイルパン１５への燃料の積算落ち込み量の和ΣＳが所定量Ｃより大きいことに基づいて、希釈度合が大きい旨判定される。そして、この判定に基づいて希釈度合が大きい旨推定されると、自動再生処理の実行が禁止され、手動再生処理を促す警告灯７１が点灯されることにより、手動再生処理によってフィルタ４２に堆積したＰＭが燃焼除去されるようになる。その結果、自動再生処理が実行される機会が減少するようになる。
【００９８】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）希釈度合推定処理を通じて直近の５回の自動再生処理に伴うオイルパン１５への燃料の積算落ち込み量の和ΣＳが所定量Ｃよりも多いことに基づいて、潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定された場合には、警告灯７１を点灯することによって運転者に手動再生を促すようにしている。そのため、手動再生処理が実行される可能性が高くなり、潤滑油の燃料による希釈が進行しにくい手動再生処理によってＰＭが燃焼除去されるようになるため、自動再生処理を実行する機会が減少するようになる。その結果、再生処理の実行によりフィルタに堆積するＰＭを好適に燃焼除去しつつ、そうした再生処理の実行に伴う潤滑油の希釈を抑制することができる。
【００９９】
（２）希釈度合推定処理を通じて直近の５回の自動再生処理に伴うオイルパン１５への燃料の積算落ち込み量の和ΣＳが所定量Ｃよりも多いことに基づいて、潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定され、更に堆積量推定処理を通じてＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ａ以上である旨推定されるときに、手動再生処理の実行を促す警告灯７１の点灯が行われるようになる。即ち、潤滑油の希釈による不都合が発生するおそれがある場合であっても、フィルタ４２に堆積したＰＭの量が少ないため再生処理を実行する必要性が低い場合には警告灯７１がなされない。その結果、必要以上に手動再生処理の実行が促されることにより、頻繁に車両を停止させて手動再生処理を実行する必要に迫られるといった不都合の発生を抑制することができる。
【０１００】
（３）希釈度合が相対的に大きい旨推定されるときに、自動再生処理の実行を禁止するようにしている。そのため、オイルパン１５に落ち込む燃料の量を減少させることができるようになり、希釈の進行をより好適に抑制することができる。
【０１０１】
（４）オイルパン１５に貯留される潤滑油の希釈度合は、シリンダ１１から落ち込む燃料の量と、オイルパン１５に貯留された潤滑油から蒸発する燃料の量とバランスに基づいて変化する。即ち、シリンダ１１から落ち込む燃料の量がオイルパン１５に貯留された潤滑油から蒸発する燃料の量よりも多くなるほど潤滑油の希釈は進行する。そのため、本実施形態の排気浄化装置によるように、自動再生処理の実行に伴って直近の所定期間においてオイルパン１５に落ち込む燃料の量の積算値Ｓ（ｉ）を推定することにより、潤滑油に混入する燃料の量が潤滑油から蒸発する燃料の量を一時的に大きく上回る状況を把握して、潤滑油の希釈が進行した状態であることを推定することができる。
【０１０２】
また、本実施形態の排気浄化装置にあっては、機関回転速度ＮＥ及びメイン噴射量Ｑｆｉｎの双方をオイルパン１５内に落ち込む燃料の量の相関値として用い、この量を推定する構成を採用しているため、オイルパン１５内に落ち込む燃料の量をより正確に推定することができる。
【０１０３】
（５）直近の５回の自動再生処理に伴ってオイルパン１５に落ち込む燃料の量の積算値Ｓ（ｉ−４）〜（ｉ）の和ΣＳが所定量Ｃ以上であることに基づいて、潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定している。そのため、自動再生処理時にオイルパン１５に落ち込む燃料の量がその自動再生処理の実行タイミングによって変動するような場合でもその影響を抑えて潤滑油の希釈度合をより正確に推定することができる。
【０１０４】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、希釈度合推定手段として、希釈度合推定処理を通じて直近の５回の自動再生処理に伴ってオイルパン１５に落ち込む燃料の量の積算値Ｓ（ｉ−４）〜（ｉ）の和ΣＳを算出し、その和ΣＳが所定量Ｃ以上であることに基づいて、潤滑油の希釈度合が大きい状態である旨推定する構成を示した。これに対して、この発明はこうした構成に限定されるものではなく、希釈度合推定手段は、直近の所定期間における自動再生処理の実行に伴ってオイルパン１５に落ち込む燃料の積算量を推定し、その積算量に基づいて潤滑油の希釈度合が大きい状態である旨推定することのできる構成であればよい。即ち、車両が現在を起点とする過去所定距離を走行した間に実行された自動再生処理に伴ってオイルパン１５に落ち込む燃料の積算量が所定量以上であることに基づいて、潤滑油の希釈度合が大きい状態である旨推定することもできる。もちろん、５回以外に直近の複数回の自動再生処理に伴ってオイルパン１５に落ち込む燃料の積算量が所定量以上であることに基づいて、潤滑油の希釈度合が大きい状態である旨推定することもできる。
【０１０５】
・また、１回の自動再生処理の実行に伴う燃料の落ち込み量を算出し、同落ち込み量が所定量以上であることに基づいて、潤滑油の希釈度合が大きい状態である旨推定する構成を採用してもよい。
【０１０６】
・上記実施形態では、希釈度合推定手段として希釈量推定処理を通じて、機関回転速度ＮＥとメイン噴射量Ｑｆｉｎとの双方に基づいてオイルパン１５に落ち込む燃料の落ち込み量ｄを算出する構成を示したが、この発明はこうした構成に限定されるものではない。即ち希釈度合推定手段は、オイルパン１５に落ち込む燃料の落ち込み量ｄを推定することのできる構成であればよく、例えば、機関回転速度ＮＥ又はメイン噴射量Ｑｆｉｎの一方のみに基づいて落ち込み量ｄを推定する構成を採用することもできる。またその他、機関負荷や機関冷却水温等、燃焼室１４内の温度と相関を有する他の機関特性値に基づいて燃料の落ち込み量ｄを推定することもできる。
【０１０７】
・また、燃焼室１４内の温度が同じ場合でも、ポスト噴射量が多いほどシリンダ１１の内壁に付着する燃料の量は多くなる。そのため、上記実施形態では、機関回転速度ＮＥとメイン噴射量Ｑｆｉｎに基づいてオイルパン１５への燃料の落ち込み量ｄを推定する構成を示したが、これらに加えて更にポスト噴射量を参照し、ポスト噴射量が多いときほど落ち込み量ｄが多い旨推定する構成を採用してもよい。
【０１０８】
・また、自動再生処理の実行に伴うオイルパン１５への燃料の落ち込み量ｄを積算することにより、潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定する構成を示した。これに対して、オイルパン１５への燃料の落ち込み量ｄに加えて、更にオイルパン１５からの燃料の蒸発量を考慮し、落ち込み量ｄとオイルパン１５からの蒸発量とを積算し続けることにより潤滑油の希釈度合を算出する構成を採用することもできる。
【０１０９】
・希釈度合推定処理を通じて潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定された場合に自動再生処理の実行を禁止する構成を示した。これに対して、潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定された場合には、その他の態様をもって自動再生処理の実行を制限する構成を採用してもよい。例えば、ポスト噴射による燃料噴射量を減少させる、自動再生処理実行フラグＸ２を設定するための閾値である所定値Ａを一時的に大きくして自動再生処理の実行頻度を減少させる等を採用することができる。こうした構成であっても、希釈度合が相対的に大きい旨推定された場合に、自動再生処理の実行に伴うオイルパン１５への燃料の落ち込みを抑制することができる。
【０１１０】
・また、潤滑油の希釈度合が相対的に大きい旨推定された場合に、自動再生処理の制限を行わずに運転者に手動再生処理の実行を促す警告のみを行う構成を採用することもできる。こうした構成を採用した場合であっても、運転者によって手動再生処理が実行される可能性が高くなり、潤滑油の希釈が進行しにくい手動再生処理によって粒子状物質が燃焼除去されるようになるため、自動再生処理を実行する機会が減少するようになる。また、このように自動再生処理の制限を行わない場合、自動再生処理の実行中に手動再生処理の実行条件が成立したときには、運転者による再生処理用スイッチ７０が「ＯＮ」に操作されることに基づいて自動再生処理を中断して手動再生処理を実行する構成を採用するのが、燃料による潤滑油の希釈を抑制する上では望ましい。
【０１１１】
・上記実施形態では、堆積量推定処理を通じてＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ｂ以下である場合には警告制限フラグＸ４が「１」に設定される。そして、希釈量推定処理を通じて希釈度合が相対的に大きい旨推定された場合であっても、警告制限フラグＸ４が「１」に設定されているときには、警告灯７１の点灯を行わないようにしている。即ちＰＭ堆積量ΣＰＭが所定量Ｂより大きく、且つ希釈量推定処理を通じて希釈度合が相対的に大きい旨推定された場合に警告灯７１を点灯させるようにしている。これに対して、ＰＭ堆積量ΣＰＭに関係なく、希釈量推定処理を通じて希釈度合が相対的に大きい旨推定された場合には常に警告灯７１を点灯させるといった構成を採用してもよい。
【０１１２】
・また、運転者に手動再生処理の実行を促す警告手段として、インスツルメントパネルに配設された警告灯７１を点灯させる構成を示したが、警告手段は、運転者に手動再生処理の実行を促すことのできる構成であればよい。例えば、ナビゲーションシステムのモニタに手動再生処理の実行を促す表示をする構成や、音声案内により手動再生の実行を促す構成等を採用することができる。
【０１１３】
・第１排気温センサ６５及び第２排気温センサ６６の検出値を基づいてフィルタ温度ＴＨＦを推定する構成を示したが、この発明は、こうした構成に限定されるものではない。即ち、温度推定手段は、フィルタ４２の温度を推定することができるものであればよく、例えば、フィルタ４２の温度を直接検出する熱電対を設け構成を採用することもできる。
【０１１４】
・機関回転速度ＮＥ、メイン燃料噴射量に基づいて算出されるＰＭ排出量ＰＭｅｘと、フィルタ温度ＴＨＦ、吸入空気量に基づいて算出されるフィルタ４２におけるＰＭ燃焼量ＰＭｃｏｍとに基づいてＰＭ堆積量ΣＰＭを推定する構成を示した。これに対して、この発明はこうした構成に限定されるものではない。即ち、堆積量推定手段は、フィルタ４２に堆積したＰＭの堆積量を推定することができるものであればよく、例えば、図１に破線で示されるように排気通路３０における酸化触媒４１の上流側に圧力センサ６７を設け、圧力センサ６７によって検出される排気圧力の変化からＰＭの堆積量の増大による圧力損失の増大を推定してＰＭ堆積量ΣＰＭを推定する構成を採用することもできる。また、フィルタ４２の上流側と下流側との圧力差を検出する差圧センサを設け、フィルタ４２の上流側と下流側との圧力差の増大に基づいてＰＭ堆積量ΣＰＭを推定する構成を採用することもできる。
【０１１５】
・また、圧力センサ６７の検出値や、差圧センサの検出値と、上述した演算によって推定されるＰＭ堆積量ΣＰＭとの双方に基づいてＰＭの堆積量を推定する構成を採用こともできる。
【０１１６】
・上記実施形態では、排気通路３０における排気の上流側から順に酸化触媒４１、フィルタ４２が配設される構成を示したがこうした構成に限定されるものではない。即ちポスト噴射により噴射される燃料を酸化触媒にて酸化させることにより排気温度を上昇させ、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる再生処理が実行されるものであればよく、例えば、フィルタに酸化触媒が直接担持されている構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】この発明の一実施形態にかかるディーゼルエンジンとその排気浄化装置の概略構成を示す模式図。
【図２】同実施形態の自動再生処理にかかる一連の処理の手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の手動再生処理にかかる一連の処理の手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態のＰＭ堆積量推定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態の希釈度合推定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図６】メイン噴射量及び機関回転速度と燃料の落ち込み量との関係を示すグラフ。
【図７】再生処理の実行に伴うＰＭ堆積量及び潤滑油希釈率の変化の関係を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【０１１８】
１０…ディーゼルエンジン、１１…シリンダ、１２…ピストン、１２ａ…ピストンリング、１３…シリンダヘッド、１４…燃焼室、１５…オイルパン、１６…インジェクタ、２０…吸気通路、３０…排気通路、４１…酸化触媒、４２…フィルタ、５０…電子制御装置、５１…メモリ、６０…エアフロメータ、６１…回転速度センサ、６２…車速センサ、６３…アクセル開度センサ、６４…シフトポジションセンサ、６５…第１排気温センサ、６６…第２排気温センサ、７０…再生処理用スイッチ、７１…警告灯。
【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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