(57)【要約】【課題】排気ガス浄化フィルタに堆積されたスートを短時間で燃焼・再生させる。【解決手段】ＤＰＦ２２により排気ガスから捕集されたスートを、そのＤＰＦ２２に対して排気ガスを再生ガスとして供給することにより燃焼してＤＰＦ２２を再生するＤＰＦ２２の再生方法。ＤＰＦ２２に対する上流側および下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいてＤＰＦ２２に堆積されているスートの堆積量を推定するステップと、ＤＰＦ２２に供給される再生ガスの温度を、その供給時において、推定ステップにより推定されたＤＰＦ２２におけるスート堆積量に応じて可変制御するステップとを備えている。【選択図】      図１
2004263579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス浄化フィルタにより排気ガスから捕集されたスートを、その排気ガス浄化フィルタに対して前記排気ガスを再生ガスとして供給することにより燃焼して当該排気ガス浄化フィルタを再生する排気ガス浄化フィルタの再生方法であって、
前記排気ガス浄化フィルタに対する上流側および下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいて前記排気ガス浄化フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定するステップと、
前記排気ガス浄化フィルタに供給される再生ガスの温度を、その供給時において前記推定ステップにより推定された前記排気ガス浄化フィルタにおけるスート堆積量に応じて可変制御するステップと、
を備えたことを特徴とする排気ガス浄化フィルタの再生方法。
【請求項２】
排気ガス浄化フィルタにより排気ガスから捕集されたスートを、その排気ガス浄化フィルタに対して前記排気ガスを再生ガスとして供給することにより燃焼して当該排気ガス浄化フィルタを再生する排気ガス浄化フィルタの再生方法であって、
前記排気ガス浄化フィルタに対する上流側および下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいて前記排気ガス浄化フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定するステップと、
前記排気ガス浄化フィルタに供給される再生ガスの温度を、その供給時において前記推定ステップにより推定された前記排気ガス浄化フィルタにおけるスート堆積量に応じて、当該スート堆積量により定まる再生限界温度以下で、かつ当該再生限界温度に近接する温度に可変制御するステップと、
を備えたことを特徴とする排気ガス浄化フィルタの再生方法。
【請求項３】
排気ガス浄化フィルタにより排気ガスから捕集されたスートを、その排気ガス浄化フィルタに対して前記排気ガスを再生ガスとして供給することにより燃焼して当該排気ガス浄化フィルタを再生する排気ガス浄化フィルタの再生方法であって、
再生開始時において前記排気ガス浄化フィルタに対する上流側および下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいて前記排気ガス浄化フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定するステップと、
前記スート初期推定量に基づいて、前記再生ガスを、当該スート初期推定量により定まる再生限界温度以下の温度に制御しながら前記排気ガス浄化フィルタに供給するステップと、
前記再生ガスの供給温度、供給時間および前記スート初期推定量に基づいて前記排気ガス浄化フィルタに残存するスート堆積量を複数段階毎に算出し、算出された各段階毎のスート堆積量に基づいて、前記各段階毎における前記再生ガスを、当該各段階毎に算出されたスート堆積量により定まる再生限界温度以下の温度に制御しながら前記排気ガス浄化フィルタに供給するステップと、
を備えたことを特徴とする排気ガス浄化フィルタの再生方法。
【請求項４】
排気ガス浄化フィルタにより排気ガスから捕集されたスートを、その排気ガス浄化フィルタに対して前記排気ガスを再生ガスとして供給することにより燃焼して当該排気ガス浄化フィルタを再生するためのコンピュータが読み込み可能な排気ガス浄化フィルタの再生プログラムであって、
前記コンピュータを、
再生開始時において前記排気ガス浄化フィルタに対する上流側および下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいて前記排気ガス浄化フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定する手段と、
前記排気ガス浄化フィルタに供給される再生ガスの温度を、その供給時において前記推定手段により推定された前記排気ガス浄化フィルタにおけるスート堆積量に応じて可変制御する手段と、
して機能させることを特徴とする排気ガス浄化フィルタの再生プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる黒煙微粒子（本明細書では、スートとも記載する）を捕集して排気ガスを浄化するための排気ガス浄化フィルタの再生方法において、そのフィルタにより捕集されたスートの量を正確に予測するための排気ガス浄化方法およびプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンは、燃費と耐久性に優れた動力源であり、そのエンジンから排出されるＨＣおよびＣＯはガソリンエンジンに比べて少ないため、近年問題となっている地球温暖化に対しては好ましい内燃機関である。
【０００３】
しかしながら、ディーゼルエンジンにおいては、その混合気燃焼時に発生するＮＯｘおよび黒煙微粒子の排出量がガソリンエンジンに比べて多く、このＮＯｘおよび黒煙微粒子を排出ガスから低減することが早急に改善すべき課題となっている。
【０００４】
この点、ディーゼルエンジンからの排気ガスの流路中に酸化触媒を設け、さらにその下流側に、セラミックの多孔質壁をフィルタ素子とする排気ガス浄化フィルタを設けておき、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスから酸化触媒によりＮＯ，  ＣＯ，  ＨＣ等を酸化し、酸化後の排気ガスが微粒子補集フィルタの多孔質壁を通過する際に、その気孔（ポア）部分において排気ガスに含まれるスートを補集する排気ガス浄化システムが知られている。
【０００５】
この排気ガス浄化システムにおいては、フィルタの壁内の気孔（ポア）部分および壁表面においてスートを捕集し、捕集されたスートを燃焼除去（再生）する際にフィルタを破損しないように、フィルタにより捕集できるスート量には限界がある。
【０００６】
そこで、排気ガス浄化フィルタの上流側および下流側における排気ガスの圧力差（圧力損失；圧損）および排気ガス温度をそれぞれ検出してフィルタ内に堆積しているスート量を予測して（例えば、下記非特許文献１参照）、その予測値に基づいて、排気ガス浄化フィルタが捕集限界（再生限界量に達するスートが捕集されたことを表す）であることを検出し、その検出に応じて、排気ガス浄化フィルタに対して、酸化触媒を介して、例えばスート着火以上の温度に上昇された排気ガスを供給して捕集されたスートを燃焼除去してフィルタを再生し、スート捕集に繰り返し使用するフィルタ再生方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
【非特許文献１】
Ｓ．Ａ．Ｅ．  論文  ２００１−０１−０４７３  『Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ  Ｃａｒ  Ｓｅｒｉａｌ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｏｎ  ａ  Ｃｏｍｍｏｎ  Ｒａｉｌ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｉｅｓｅｌ  Ｅｎｇｉｎｅ』
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した多孔質構造を有する排気ガス浄化フィルタは、そのフィルタに堆積されたスート堆積量に基づいて定まる限界ガス温度、すなわち、その温度を超えた排気ガスが流入されるとフィルタ内に堆積したスートの燃焼によりフィルタが破損してしまう温度を有している。
【０００９】
この点、上述した排気ガス浄化フィルタ再生方法においては、約スート着火温度以上の温度を有する排気ガスを排気ガス浄化フィルタに供給して、そのフィルタにより捕集されたスートを燃焼除去しているため、上記破損防止の観点から、排気ガス浄化フィルタに供給される温度を、再生開始時におけるスート堆積量（初期スート堆積量）に基づく限界ガス温度以下に制御していた。
【００１０】
しかしながら、上述した排気ガス浄化フィルタ再生方法においては、常に排気ガスの温度を初期スート堆積量に基づく限界ガス温度以下に制御している。すなわち、再生中の実際のフィルタにおける堆積量とは無関係な温度制御を行っていたため、排気ガス浄化フィルタに堆積された全てのスートを除去する際に必要な時間（再生時間）を増長してしまう結果となり、フィルタ再生効率を悪化させていた。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、排気ガス浄化フィルタを破損させることなく、その排気ガス浄化フィルタに堆積されたスートを短時間で燃焼・再生させることができる排気ガス浄化フィルタの再生方法およびプログラムを提供することをその目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明によれば、請求項１に記載したように、排気ガス浄化フィルタにより排気ガスから捕集されたスートを、その排気ガス浄化フィルタに対して前記排気ガスを再生ガスとして供給することにより燃焼して当該排気ガス浄化フィルタを再生する排気ガス浄化フィルタの再生方法であって、前記排気ガス浄化フィルタに対する上流側および下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいて前記排気ガス浄化フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定するステップと、前記排気ガス浄化フィルタに供給される再生ガスの温度を、その供給時において前記推定ステップにより推定された前記排気ガス浄化フィルタにおけるスート堆積量に応じて可変制御するステップと、を備えている。
【００１３】
上述した目的を達成するため、本発明によれば、請求項２に記載したように、排気ガス浄化フィルタにより排気ガスから捕集されたスートを、その排気ガス浄化フィルタに対して前記排気ガスを再生ガスとして供給することにより燃焼して当該排気ガス浄化フィルタを再生する排気ガス浄化フィルタの再生方法であって、前記排気ガス浄化フィルタに対する上流側および下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいて前記排気ガス浄化フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定するステップと、前記排気ガス浄化フィルタに供給される再生ガスの温度を、その供給時において前記推定ステップにより推定された前記排気ガス浄化フィルタにおけるスート堆積量に応じて、当該スート堆積量ににより定まる再生限界温度以下で、かつ当該再生限界温度に近接する温度に可変制御するステップと、を備えている。
【００１４】
上述した目的を達成するため、本発明によれば、請求項３に記載したように、排気ガス浄化フィルタにより排気ガスから捕集されたスートを、その排気ガス浄化フィルタに対して前記排気ガスを再生ガスとして供給することにより燃焼して当該排気ガス浄化フィルタを再生する排気ガス浄化フィルタの再生方法であって、再生開始時において前記排気ガス浄化フィルタに対する上流側および下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいて前記排気ガス浄化フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定するステップと、前記スート初期推定量に基づいて、前記再生ガスを、当該スート初期推定量により定まる再生限界温度以下の温度に制御しながら前記排気ガス浄化フィルタに供給するステップと、前記再生ガスの供給温度、供給時間および前記スート初期推定量に基づいて前記排気ガス浄化フィルタに残存するスート堆積量を複数段階毎に算出し、算出された各段階毎のスート堆積量に基づいて、前記各段階毎における前記再生ガスを、当該各段階毎に算出されたスート堆積量により定まる再生限界温度以下の温度に制御しながら前記排気ガス浄化フィルタに供給するステップと、
を備えている。
【００１５】
上述した目的を達成するため、本発明によれば、請求項４に記載したように、排気ガス浄化フィルタにより排気ガスから捕集されたスートを、その排気ガス浄化フィルタに対して前記排気ガスを再生ガスとして供給することにより燃焼して当該排気ガス浄化フィルタを再生するためのコンピュータが読み込み可能な排気ガス浄化フィルタの再生プログラムであって、前記コンピュータを、再生開始時において前記排気ガス浄化フィルタに対する上流側および下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいて前記排気ガス浄化フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定する手段と、前記排気ガス浄化フィルタに供給される再生ガスの温度を、その供給時において前記推定手段により推定された前記排気ガス浄化フィルタにおけるスート堆積量に応じて可変制御する手段と、して機能させる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる電気光学効果を用いた物理量検出センサの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明に係わる排気ガス浄化フィルタのスート堆積量予測方法およびプログラムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係わる排気ガス浄化フィルタのスート堆積量予測方法が実行される排気ガス浄化システムの制御系を示した図である。
【００１９】
図１に示すように、排気ガス浄化システム１は、ＥＧＲ（排ガス還流）方式のディーゼルエンジン（以下、「エンジン」という）１１から排出される排気ガス（ＥＧＲガス）を浄化するシステムである。
【００２０】
すなわち、エンジン１１の吸気ポートには吸気マニホールド１３ａを介して吸気管１３ｂが連通接続されており、その排気ポートには排気マニホルド１６ａを介して排気管１６ｂが連通接続されている。上記吸気マニホルド１３ａ及び吸気管１３ｂにより吸気通路１３が構成され、上記排気マニホルド１６ａ及び排気管１６ｂにより排気通路１６が構成される。吸気管１３ｂには、ターボ過給機（ターボチャージャ）１７のコンプレッサ１７ａと、その吸気下流側に対して、コンプレッサ１７ａにより圧縮された吸気を冷却するインタークーラ１８とがそれぞれ連通接続され、排気管１６ｂにはターボ過給機１７のタービン１７ｂが接続されており、コンプレッサ１７ａの回転翼とタービン１７ｂの回転翼とはシャフトにより連結される。
【００２１】
このように構成された吸気系によれば、吸気は吸気管１３ｂを介してコンプレッサ１７ａに流入する。コンプレッサ１７ａに流入した吸気は、圧縮されて高温となり、インタークーラ１８にて冷却された後、吸気量調整用の吸気絞り弁１９を介してエンジン１１に供給されるように構成されている。
【００２２】
また、上記排気管１６ｂの出力側には、その排気ガス上流側から順に、排気ガス中のＮＯ、ＨＣ、ＣＯ等を酸化するための触媒である白金系触媒等の酸化触媒２１と、この排気ガス中の黒煙微粒子であるスートを捕集するための微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ）２２とがそれぞれ接続されている。
【００２３】
酸化触媒２１及びＤＰＦ２２は、排気管１６ｂの直径を拡大した筒状の捕集器２４に収容されている。
【００２４】
酸化触媒２１の白金系触媒としては、例えば、白金−アルミナ触媒、白金−ゼオライト触媒又は白金−ゼオライト−アルミナ触媒が用いられる。白金−アルミナ触媒はコージェライトからなるハニカム担体にγ−アルミナ粉末を含むスラリーをコーティングした後、Ｐｔを担持させて構成される。また白金−ゼオライト触媒はコージェライトからなるハニカム担体に水素イオン交換ゼオライト粉末（Ｈ−ＺＳＭ−５）を含むスラリーをコーティングした後、Ｐｔを担持させて構成される。更に白金−ゼオライト−アルミナ触媒はコージェライトからなるハニカム担体に水素イオン交換ゼオライト粉末（Ｈ−ＺＳＭ−５）およびγ−アルミナ粉末を含むスラリーをコーティングした後、Ｐｔを担持させて構成される。
【００２５】
ＤＰＦ２２は、ハニカムフィルタであって、図２に示すように、コージェライトあるいはＳｉＣのようなセラミックスからなる多孔質、すなわち、スートを除去できる径を有する複数の気孔（ポア）を含む隔壁２２ａをフィルタ要素として有しており、この隔壁２２ａで仕切られた例えば多角形断面を有する。
【００２６】
このフィルタ２２はこれらの隔壁２２ａにより、多数の互いに平行に形成された貫通孔２２ｂの相隣接する入口側セル２２ｃと出口側セル２２ｄを交互かつ千鳥状に塞いで構成されている。
【００２７】
図２に示すように、エンジン１１から排気された排気ガスＥ１は、酸化触媒２１を介してそのガス中に含まれるＮＯ、ＣＯ、ＨＣ等の成分が酸化された後、その酸化反応による高温排気ガスとしてＤＰＦ２２の入り口側セル２２ｃにおける開放側セルからフィルタ２２内に流入し、その多孔質壁２２ａの複数のポアを通過して隣接したセルに流入して、開放端の出口側セル２２ｄを介して排気される。
【００２８】
この多孔質壁２２ａの各ポアを通過するとき、排気ガスＥ１に含まれるスートは、その各ポアによって隣接するセルへの流出を遮断されて各ポア内に堆積し、ＤＰＦ２２を通過した排気ガスＥ２に含まれるスートの量を大幅に低減させることができる。
【００２９】
また、ＥＧＲタイプのエンジン１１には、排気ガスの再循環用配管２５が連通接続されており、この排気ガス再循用配管２５の下流側には、冷却用のＥＧＲクーラ２７が接続され、再循環用配管２５のＥＧＲクーラ２７に対する下流側には、エンジン１１に対する再循環排気ガスの流量を制御するためのＥＧＲ制御バルブ２９が連通接続されており、この再循環用配管２５の下流側端部は、エンジン１１の吸気管１３ｂに連通接続されている。
【００３０】
すなわち、エンジン１１から排出された排気ガスの一部は、再循環用配管２５を介して案内され、ＥＧＲクーラ２７を介して冷却された後、吸気管１３ｂに流入し、この吸気管１３ｂに対して案内されてきた吸気と混合されてエンジン１１に流入するようになっており、エンジン１１の排気浄化性能の向上が図られている。
【００３１】
一方、タービン１７ｂと捕集器２４との間の排気管１６ｂ、即ち酸化触媒２１の入口側（上流側）には、排気管１６ｂ内の排気ガス温度を検出するガス温度検出部３２が設けられている。このガス温度検出部３２の検出信号（ガス温度信号）は、マイクロコンピュータ等から構成されたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３４の図示しない制御入力ポートに入力されている。
【００３２】
さらに、ＥＣＵ３４の制御入力ポートには、エンジン１１の回転速度を検出する回転センサ３８と、アクセル開度の変化を検出するアクセル開度変化センサ４０とがそれぞれ接続されており、検出されたエンジン１１の回転速度を表すエンジン回転信号およびアクセル開度を表すアクセル開度信号は、それぞれＥＣＵ３４に入力される。
【００３３】
また、酸化触媒２１に流入される排気ガス、すなわち、酸化触媒２１の上流側の排気ガスの圧力を検出する第１の圧力センサ４２ａと、ＤＰＦ２２から出力される排気ガスの圧力、すなわち、ＤＰＦ２２の下流側の排気ガスの圧力を検出する第２の圧力センサ４２ｂとがそれぞれ設けられており、ＥＣＵ３４の制御入力ポートに接続された圧力検出部４４は、第１および第２の圧力センサ４２ａおよび４２ｂによりそれぞれ検出された圧力信号に基づいて、両者の圧力差である圧損を表す信号をＥＣＵ３４に入力されるようになっている。
【００３４】
そして、ＥＣＵ４０の制御入力ポートには、ターボチャージャ１７のタービン１７ｂに流入される排気ガスの流量を検出するガス流量検出部４４が接続されており、このガス流量検出部４４から出力されタービン１７ｂを介してフィルタ２２側へ排出される排気ガスの流量を表すガス流量信号が入力されるようになっている。
【００３５】
さらに、このエンジン１１が搭載された車両の走行距離を検出する走行距離センサ４６の検出出力がＥＣＵ３４に接続されている。
【００３６】
一方、ＥＣＵ３４の図示しない制御出力ポートは、ターボチャージャ１７に接続されており、上述した制御入力ポートを介して入力される走行情報に基づいて、ターボチャージャ１７の過給圧を制御できるようになっている。また、ＥＣＵ３４の制御出力ポートは、吸気絞り弁２６に接続されており、制御入力ポートを介して入力される走行情報に基づいて、吸気絞り弁２６の絞り量を制御してエンジン１１への吸気供給量を制御できるようになっている。さらに、ＥＣＵ３４の制御端は、ＥＧＲ制御バルブ２９に接続されており、制御入力ポートを介して入力される走行情報に基づいて、ＥＧＲ制御バルブ２９の絞り量を制御してエンジン１１への再循環排気ガスの供給量を制御できるようになっている。
【００３７】
さらに、ＥＣＵ３４の制御出力ポートは、エンジン１１に対して接続されており、制御入力ポートを介して入力される走行情報に基づいて、その燃焼制御を行うとともに、ＤＰＦ１１を再生するための再生開始信号および再生終了信号をそれぞれエンジン１１に対して送信してエンジン１１を駆動制御するようになっている。
【００３８】
また、ＥＣＵ３４のメモリ４５には、所定温度毎（例えば、ＴＡ、ＴＢ、ＴＣ毎）に予め求められた、排気ガス流量｛ＦＡ（Ｎｍ３）ＦＢ（Ｎｍ３）、ＦＣ（Ｎｍ３）｝毎の圧力損失｛上記酸化触媒２１およびＤＰＦ２２に対する上流側および下流側間の圧力の損失；圧損、ＰＬ（Ａ）、ＰＬ（Ｂ）、ＰＬ（Ｃ））とＤＰＦ２２で捕集により堆積されたスート量｛フィルタに堆積したスートをそれ以上堆積させるとフィルタを再生させた時にフィルタを破損させてしまう限界（最大値）を表す捕集量（再生限界スート量）をＳＬとする）｝との関係を表すマップデータＭＰが予め記憶されている（図３および図４参照）。
【００３９】
さらに、ＥＣＵ３４のメモリ４５には、図５に示すように、堆積スート量｛Ａ（ｇ／Ｌ）、Ｂ（ｇ／Ｌ）、Ｃ（ｇ／Ｌ）、Ａ＞Ｂ＞Ｃ｝に応じたガス温度制御パターンを表すデータがマップデータＭＰとして記憶されている。すなわち、堆積スート量がＡ（ｇ／Ｌ）においては排気ガス温度をＡＧ（℃）で再生時間をＴＡ分とし、堆積スート量がＢ（ｇ／Ｌ）においては排気ガス温度をＢＧ（℃）で再生時間をＴＢ分とし、堆積スート量がＣ（ｇ／Ｌ）においては排気ガス温度をＣＧ（℃）で再生時間をＴＣ分とする制御パターンが予め定められている。
【００４０】
ここで、堆積スート量｛Ａ（ｇ／Ｌ）、Ｂ（ｇ／Ｌ）、Ｃ（ｇ／Ｌ）｝に応じたＤＰＦ２２内の温度（最高温度を含む）とガス温度と間には、図６に示す関係がある。図６において、堆積スート量がＡ（ｇ／Ｌ）のとき、排気ガス温度がＡＬ（℃）において、ＤＰＦ２２が破損しない限界を表すフィルタ内許容最高温度が限界温度ＴＭＡＸとして表され、堆積スート量がＢ（ｇ／Ｌ）のとき、排気ガス温度がＢＬ（℃）において、ＤＰＦ２２が破損しない限界を表すフィルタ内許容最高温度が限界温度ＴＭＡＸとして表され、堆積スート量がＣ（ｇ／Ｌ）のとき、排気ガス温度がＣＬ（℃）において、ＤＰＦ２２が破損しない限界を表すフィルタ内許容最高温度が限界温度ＴＭＡＸとして表されている。
【００４１】
したがって、堆積スート量がＡ（ｇ／Ｌ）においては、排気ガス温度ＡＧをＡＧ＜ＡＬ（限界排気ガス温度）に制御し、堆積スート量がＢ（ｇ／Ｌ）においては、排気ガス温度ＢＧをＢＧ＜ＢＬに制御し、堆積スート量がＣ（ｇ／Ｌ）においては、排気ガス温度ＣＧをＣＧ＜ＢＬに制御する必要がある。
【００４２】
一方、ＥＣＵ３４には、カウント処理用のカウンタ４７が内蔵されている。
【００４３】
そして、ＥＣＵ３４には、上述した各制御入力を介して入力された信号に基づいてＥＣＵ３４を、本実施形態に係わるフィルタ再生プログラムを含む様々な処理を、上述した複数の制御出力の中の少なくとも１つの制御出力等を介して実行させる手段として機能させるためのプログラムＰが予めメモリ４５に記憶されている。このメモリ４５には、読み取り専用メモリ、読み書き専用等メモリ、持ち運びできる媒体等が含まれる。
【００４４】
次に本実施形態の全体動作について、特に、ＥＣＵ３４の処理を中心に説明する。なお、図７乃至１０に示すフローチャートは、ＥＣＵ３４の処理を含む排気ガス浄化システム１全体の処理や信号も示している。
【００４５】
ＥＣＵ３４は、プログラムＰに従って動作しており、制御入力ポートを介してそれぞれ入力される走行情報に基づいて、制御出力ポートを介して走行制御を実行して自車両を通常走行させる制御を実行しながら、図７乃至図１０に示すスート量推定制御を含むフィルタ再生制御を行っている。
【００４６】
すなわち、ＥＣＵ３４は、ガス温度検出部３２から検出され、そのガス温度検出部３２から送られてくる排気ガスのガス温度を表す検出信号を読み込み（図７；ステップＳ１およびＳ２）、このガス温度信号に基づいて、現在の排気ガスの温度ＴがＴ＝ＴＡか（ステップＳ３）、あるいはＴ＝ＴＢか（ステップＳ４）、もしくはＴ＝ＴＣか（ステップＳ５）それぞれ判断する。
【００４７】
ステップＳ３の判断がＹＥＳ（Ｙ）の場合、すなわち、現在の排気ガスの温度ＴがＴ＝ＴＡの場合には、ＥＣＵ３４は、メモリ４５に記憶された温度ＴＡに対応するマップデータＭＰを参照してスート量と圧損との関係を把握し（ステップＳ６）、一方、ステップＳ３の判断がＮＯ（Ｎ）でステップＳ４の判断がＹＥＳの場合、すなわち、現在の排気ガスの温度ＴがＴ＝ＴＢの場合には、ＥＣＵ３４は、メモリ４５に記憶された温度ＴＢに対応するマップデータＭＰを参照してスート量と圧損との関係を把握し（ステップＳ７）、他方、ステップＳ３およびステップＳ４の判断がそれぞれＮＯで、ステップＳ５の判断がＹＥＳの場合、すなわち、現在の排気ガスの温度ＴがＴ＝ＴＣの場合には、ＥＣＵ３４は、メモリ４５に記憶された温度ＴＣに対応するマップデータＭＰを参照してスート量と圧損との関係を把握する（ステップＳ８）。
【００４８】
次いで、ＥＣＵ３４は、ガス流量検出部４４により検出され、ガス流量検出部４４から送信されてきたガス流量信号を読み込み（ステップＳ９およびステップＳ１０）、このガス流量信号に基づいて、現在の排気ガスの流量ＦがＦ＝ＦＡか（ステップＳ１１）、あるいはＦ＝ＦＢか（ステップＳ１２）、もしくはＦ＝ＦＣか（ステップＳ１３）それぞれ判断する。
【００４９】
ステップＳ１１の判断がＹＥＳの場合、すなわち、現在の排気ガス流量ＦがＦ＝ＦＡの場合には、ＥＣＵ３４は、予め求められた現在の排気ガスのガス温度Ｔ＝ＴＡおよび排気ガス流量Ｆ＝ＦＡから、マップデータＭＰに基づいて、現在のガス温度Ｔ＝ＴＡおよび排気ガス流量Ｆ＝ＦＡに対応する再生限界スート堆積量ＳＬに対応する圧損ＰＬ（Ａ）を把握し、圧力検出部４４により検出され、その圧力検出部４４から送られてくる圧損信号を読み込み（ステップＳ１４およびステップＳ１５）、この圧損信号に基づいて、圧損信号に対応する現在の圧損Ｐが上記再生限界スート堆積量ＳＬに対応する圧損ＰＬ（Ａ）以上であるか否か判断する（ステップＳ１６）。
【００５０】
このステップＳ１６の判断がＮＯの場合、すなわち、現在の圧損Ｐが再生限界スート堆積量ＳＬに対応する圧損ＰＬ（Ａ）よりも小さい場合には、ＥＣＵ３４は、現在の排気ガス温度および流量における現在のＤＰＦ２２の堆積量は限界ではないものと判断し（ステップＳ１６→Ｎ）、ステップＳ１以降の処理を繰り返し行う。
【００５１】
一方、ステップＳ１１の判断がＮＯでステップＳ１２の判断がＹＥＳの場合、すなわち、現在の排気ガス流量ＦがＦ＝ＦＢの場合には、ＥＣＵ３４は、予め求められた現在の排気ガスのガス温度Ｔ＝ＴＢおよび排気ガス流量Ｆ＝ＦＢから、マップデータＭＰに基づいて、現在のガス温度Ｔ＝ＴＢおよび排気ガス流量Ｆ＝ＦＢに対応する再生限界スート堆積量ＳＬに対応する圧損ＰＬ（Ｂ）を把握し、圧力検出部４４により検出され、その圧力検出部４４から送られてくる圧損信号を読み込み（ステップＳ１７およびステップＳ１８）、この圧損信号に基づいて、圧損信号に対応する現在の圧損Ｐが上記再生限界スート堆積量ＳＬに対応する圧損ＰＬ（Ｂ）以上であるか否か判断する（ステップＳ１９）。
【００５２】
このステップＳ１９の判断がＮＯの場合、すなわち、現在の圧損Ｐが再生限界スート堆積量ＳＬに対応する圧損ＰＬ（Ｂ）よりも小さい場合には、ＥＣＵ３４は、現在の排気ガス温度および流量における現在のＤＰＦ２２の堆積量は限界ではないものと判断し（ステップＳ１９→ＮＯ）、ステップＳ１以降の処理を繰り返し行う。
【００５３】
他方、ステップＳ１１およびステップＳ１２の判断がそれぞれＮＯでステップＳ１３の判断がＹＥＳの場合、すなわち、現在の排気ガス流量ＦがＦ＝ＦＣの場合には、ＥＣＵ３４は、予め求められた現在の排気ガスのガス温度Ｔ＝ＴＣおよび排気ガス流量Ｆ＝ＦＣから、マップデータＭＰに基づいて、現在のガス温度Ｔ＝ＴＣおよび排気ガス流量Ｆ＝ＦＣに対応する限界スート堆積量ＳＬに対応する圧損ＰＬ（Ｃ）を把握し、圧力検出部４４により検出され、その圧力検出部４４から送られてくる圧損信号を読み込み（ステップＳ２０およびステップＳ２１）、この圧損信号に基づいて、圧損信号に対応する現在の圧損Ｐが上記再生限界スート堆積量ＳＬに対応する圧損ＰＬ（Ｃ）以上であるか否か判断する（ステップＳ２２）。
【００５４】
このとき、何れか１つの判断処理における判断がＹＥＳ、すなわち、現在の圧損Ｐが上記再生限界スート堆積量ＳＬに対応する圧損ＰＬ以上である場合、言い換えれば、現在のＤＰＦ２２のスート堆積量が限界に到達したと判断した場合、ＥＣＵ３４は、その現在の圧損Ｐに基づいて、堆積スート量を特定（推定）する（ステップＳ２３〜Ｓ２５）。
【００５５】
次いで、ＥＣＵ３４は、特定された堆積スート量に加えて、走行距離センサ４６から出力された自車両の走行距離信号に基づいて、フィルタ再生前の初期スート堆積量｛Ａ（ｇ／Ｌ）｝を推定し（ステップＳ２６）、この初期スート堆積量｛Ａ（ｇ／Ｌ）｝に基づく１回目（１ｓｔ）のフィルタ再生処理開始信号をエンジン１１に対して送信し（ステップＳ２７）、カウンタ４７を介して再生時間カウント処理をスタートする（ステップＳ２８）。
【００５６】
この結果、エンジン１１の燃料室内において燃焼行程の後半に再度燃料が噴射されることにより、フィルタ再生制御、すなわち未燃焼ガスを酸化触媒２１内で燃焼させることにより排気ガス温度を上昇させてＤＰＦ２２へ供給し、ＤＰＦ２２に堆積されたスートを燃焼するフィルタ再生制御が実行される（ステップＳ２９）。
【００５７】
続いて、ＥＣＵ３４は、ガス温度検出部３２により検出された排気ガスのガス温度を表す検出信号を検出し（ステップＳ３０およびＳ３１）、メモリ４５のマップデータＭＰを参照し、ガス温度信号Ｔ＝ＡＧとし、この再生ガス制御温度ＡＧが初期スート堆積量（Ａ（ｇ／Ｌ）に対応する再生限界ガス温度ＡＬを超えないように制御する（ステップＳ３２）。
【００５８】
このように、再生ガス制御温度ＡＧ＜ＡＬを維持しながら（ステップＳ３２→ＹＥＳ）、ＥＣＵ３４は、再生処理を継続してカウンタ４７による再生時間のカウンタを行い、その再生時間カウンタ４７のカウント値から再生時間ｔ＝ＴＡを検出し（ステップＳ３３）、再生時間ｔ＝ＴＡ経過後、カウンタ４７をリセットしてガス温度検出部３２により検出された排気ガスのガス温度を表す検出信号を受信し（ステップＳ３４）、再生時間ｔ＝ＴＡおよびガス温度に基づいてマップデータＭＰを参照し、スート燃焼量Ｂ１を算出する（ステップＳ３６）。
【００５９】
次いで、ＥＣＵ３４は、自車両の走行距離を参照しながら、初期堆積スート量Ａ（ｇ／Ｌ）からスート燃焼量Ｂ１を減算する事により、１回目（１ｓｔ）のフィルタ再生後の残存スート堆積量Ｂ（ｇ／Ｌ）｛＝初期堆積スート量Ａ（ｇ／Ｌ）−Ｂ１｝を算出（推定）する（ステップＳ３７）。
【００６０】
続いて、ＥＣＵ３４は、１回目のフィルタ再生後の残存スート堆積量｛Ｂ（ｇ／Ｌ）｝に基づく２回目（２ｓｔ）のフィルタ再生処理開始信号である燃料噴射用制御信号をエンジン１１に対して送信し（ステップＳ３８）、カウンタ４７を介して再生時間カウント処理をスタートする（ステップＳ３９）。
【００６１】
この結果、エンジン１１の燃料室内において燃焼行程の後半に再度燃料が噴射されることにより、フィルタ再生制御、すなわち未燃焼ガスを酸化触媒２１内で燃焼させることにより排気ガス温度を上昇させてＤＰＦ２２へ供給し、ＤＰＦ２２に堆積されたスートを燃焼するフィルタ再生制御が実行される（ステップＳ４０）。
【００６２】
続いて、ＥＣＵ３４は、ガス温度検出部３２により検出された排気ガスのガス温度を表す検出信号を検出し（ステップＳ４１およびＳ４２）、メモリ４５のマップデータＭＰを参照し、ガス温度信号Ｔ＝ＢＧとし、この再生ガス制御温度ＢＧが残存スート堆積量｛Ｂ（ｇ／Ｌ）に対応する再生限界ガス温度ＢＬを超えないように制御する（ステップＳ４３）。
【００６３】
このように、再生ガス制御温度ＢＧ＜再生限界ガス温度ＢＬを維持しながら（ステップＳ４３→ＹＥＳ）、ＥＣＵ３４は、再生処理を継続してカウンタ４７による再生時間のカウンタを行い、その再生時間カウンタ４７のカウント値から再生時間ｔ＝ＴＢを検出し（ステップＳ４４）、再生時間ｔ＝ＴＢ経過後、カウンタ４７をリセットしてガス温度検出部３２により検出された排気ガスのガス温度を表す検出信号を受信し（ステップＳ４５）、再生時間ｔ＝ＴＢおよびガス温度に基づいてマップデータＭＰを参照し、スート燃焼量Ｂ２を算出する（ステップＳ４６）。
【００６４】
次いで、ＥＣＵ３４は、自車両の走行距離を参照しながら、１ｓｔ再生後の残存スート量Ｂ（ｇ／Ｌ）からスート燃焼量Ｂ２を減算する事により、２回目（２ｓｔ）のフィルタ再生後の残存スート堆積量Ｃ（ｇ／Ｌ）｛＝１回目再生後残存スート堆積量Ｂ（ｇ／Ｌ）−Ｂ２｝を算出（推定）する（ステップＳ４７）。
【００６５】
そして、ＥＣＵ３４は、２回目のフィルタ再生後の残存スート堆積量｛Ｃ（ｇ／Ｌ）｝に基づく３回目（３ｓｔ）のフィルタ再生処理開始信号である燃料噴射用制御信号をエンジン１１に対して送信し（ステップＳ４８）、カウンタ４７を介して再生時間カウント処理をスタートする（ステップＳ４９）。
【００６６】
この結果、エンジン１１の燃料室内において燃焼行程の後半に再度燃料が噴射されることにより、フィルタ再生制御、すなわち未燃焼ガスを酸化触媒２１内で燃焼させることにより排気ガス温度を上昇させてＤＰＦ２２へ供給し、ＤＰＦ２２に堆積されたスートを燃焼するフィルタ再生制御が実行される（ステップＳ５０）。
【００６７】
続いて、ＥＣＵ３４は、ガス温度検出部３２により検出された排気ガスのガス温度を表す検出信号を検出し（ステップＳ５１およびＳ５２）、メモリ４５のマップデータＭＰを参照し、ガス温度信号Ｔ＝ＣＧとし、この再生ガス制御温度ＣＧが再生限界ガス温度ＣＬを超えないように制御する（ステップＳ５３）。
【００６８】
このように、再生ガス制御温度ＣＧ＜再生限界ガス温度ＣＬを維持しながら（ステップＳ５３→ＹＥＳ）、ＥＣＵ３４は、再生処理を継続してカウンタ４７による再生時間のカウンタを行い、その再生時間カウンタ４７のカウント値から再生時間ｔ＝ＴＣを検出し（ステップＳ５４）、再生時間ｔ＝ＴＣ経過後、カウンタ４７をリセットしてガス温度検出部３２により検出された排気ガスのガス温度を表す検出信号を受信し（ステップＳ５５）、再生時間ｔ＝ＴＣおよびガス温度に基づいてマップデータＭＰを参照し、スート燃焼量Ｂ３を算出する（ステップＳ５６）。
【００６９】
次いで、ＥＣＵ３４は、自車両の走行距離を参照しながら、２ｓｔ再生後の残存スート量３（ｇ／Ｌ）からスート燃焼量Ｂ３を減算する事により、３回目（３ｓｔ）のフィルタ再生後の残存スート堆積量Ｄ（ｇ／Ｌ）｛＝２回目再生後残存スート堆積量Ｃ（ｇ／Ｌ）−Ｂ３｝を算出（推定）する（ステップＳ５７）。
【００７０】
続いて、ＥＣＵ３４は、エンジン１１に対してフィルタ再生終了信号である燃料噴射終了信号を送信してフィルタ再生制御を終了し（ステップＳ５８）、通常運転でのエンジン制御に戻る（ステップＳ５９）。
【００７１】
ここで、本実施形態のフィルタ再生方法およびプログラムの効果を図１１を参照して説明する。
【００７２】
すなわち、図１１における符号Ｗで示すように、再生開始時の初期堆積スート量Ａ（ｇ／Ｌ）で継続してフィルタ再生を実行した場合は、その途中においてＤＰＦ２２におけるスート堆積量が変化している｛Ａ（ｇ／Ｌ）→Ｂ（ｇ／Ｌ）→Ｃ（ｇ／Ｌ）｝にも係わらず、一定の再生温度ＡＧに基づいて再生が行われているため、再生終了まで非常に時間がかかる再生方法となっている。
【００７３】
しかしながら、本実施形態によれば、再生開始後、ＤＰＦ２２に堆積されるスート量が段階的に変化し｛Ａ（ｇ／Ｌ）→Ｂ（ｇ／Ｌ）→Ｃ（ｇ／Ｌ）｝、その段階的変化に対応してそれぞれの限界温度も段階的に変化する｛ＡＬ→ＢＬ→ＣＬ｝ことを利用して、それぞれの段階的に変化する堆積スート量毎に最適な再生ガス温度となるように再生ガス温度を段階的に変化させることにより、再生時間を短縮することができる。
【００７４】
例えば、図１１に示すように、堆積スート量がＡ（ｇ／Ｌ）の場合には、この堆積スート量Ａ（ｇ／Ｌ）に対応する限界温度ＡＬ未満で、かつその再生限界ガス温度ＡＬに近似する温度ＡＧを再生温度に設定し、堆積スート量がＡ（ｇ／Ｌ）からＢ（ｇ／Ｌ）に減少した場合には、再生温度を、この堆積スート量Ｂ（ｇ／Ｌ）に対応する再生限界ガス温度ＢＬ未満で、かつその再生限界ガス温度ＢＬに近似する温度ＢＧに上昇させ、堆積スート量がＢ（ｇ／Ｌ）からＣ（ｇ／Ｌ）に減少した場合には、再生温度を、この堆積スート量Ｃ（ｇ／Ｌ）に対応する限界温度ＣＬ未満で、かつその限界温度ＣＬに近似する温度ＣＧに上昇させることにより、ＤＰＦ２２を破損させることなく、その再生時間を短縮させることができる。
【００７５】
また、本実施形態では、再生ガスの温度を、再生限界ガス温度ではなく、その再生限界ガス温度未満で、かつその再生限界ガス温度に非常に近似した温度に設定しているため、例えば突然のアイドリングが生じても、ＤＰＦ２２に影響を与えることがなく、信頼性を十分に確保しながら再生時間の短縮を図ることができる。
【００７６】
なお、本実施形態では、再生ガスの温度を３段階に分けて変化させたが、本発明はその構成に限定されるものではなく、限界温度が段階的に変化する残存スート量の変化に応じて再生ガスの温度を変化させればよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる排気ガス浄化フィルタの再生方法およびプログラムによれば、再生時において、フィルタに堆積されるスート量の変化に応じて、再生ガスの温度（再生温度）を可変制御することにより、そのスート量の変化に最適な再生温度を設定することが可能になり、従来の一定の再生温度でのフィルタ再生処理と比べて、再生時間を短縮することができ、フィルタ再生効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる排気ガス浄化フィルタのスート堆積量予測方法が実行される排気ガス浄化システムの制御系を示した図。
【図２】図１に示すＤＰＦの概略構成を示す図。
【図３】図１に示すマップデータの内容を説明するためのグラフ。
【図４】図１に示すマップデータの内容を説明するためのグラフ。
【図５】図１に示すマップデータの内容として、堆積スート量に応じたガス温度制御パターンを表すデータの内容を示すグラフ。
【図６】堆積スート量に応じたＤＰＦ内の温度とガス温度との相関関係を表すデータの内容を示すグラフ。
【図７】図１に示すＥＣＵの処理を含む排気ガス処理システム全体の処理を説明するためのフローチャート。
【図８】図１に示すＥＣＵの処理を含む排気ガス処理システム全体の処理を説明するためのフローチャート。
【図９】図１に示すＥＣＵの処理を含む排気ガス処理システム全体の処理を説明するためのフローチャート。
【図１０】図１に示すＥＣＵの処理を含む排気ガス処理システム全体の処理を説明するためのフローチャート。
【図１１】本実施形態の効果を説明するためのグラフ。
【符号の説明】
１  排気ガス浄化システム
１１  エンジン
２１  酸化触媒
２２  微粒子捕集フィルタ
３２  ガス温度検出部
３４  ＥＣＵ
３８  回転センサ
４０  アクセル開度検出部
４４  ガス流量検出部
４５  メモリ
４７  カウンタ
Ｐ  プログラム
ＭＰ  マップデータ
【図１】
2004263579.tif 000003
【図２】
2004263579.tif 000004
【図３】
2004263579.tif 000005
【図４】
2004263579.tif 000006
【図５】
2004263579.tif 000007
【図６】
2004263579.tif 000008
【図７】
2004263579.tif 000009
【図８】
2004263579.tif 000010
【図９】
2004263579.tif 000011
【図１０】
2004263579.tif 000012
【図１１】
2004263579.tif 000013