(57)【要約】【課題】  フィルタの再生処理中のパティキュレート再生量の如何に拘わらずフィルタの最高ベッド温度を高く維持する。【解決手段】  排気中のパティキュレートを捕集するフィルタ（４１）を備え、このフィルタ（４１）の再生時期になるとフィルタ（４１）の再生処理を行うエンジンの排気浄化装置において、再生処理中にフィルタ（４１）に堆積しているパティキュレートの燃焼除去量であるパティキュレート再生量が増えるほど排気中の酸素濃度を増加させる酸素濃度増加手段（３１、２４、６、４２）を備える。【選択図】        図１
2005195003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気中のパティキュレートを捕集するフィルタを備え、
このフィルタの再生時期になるとフィルタの再生処理を行うエンジンの排気浄化装置において、
前記再生処理中に前記フィルタに堆積しているパティキュレートの燃焼除去量であるパティキュレート再生量が増えるほど排気中の酸素濃度を増加させる酸素濃度増加手段
を備えることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
前記排気中の酸素濃度を、前記フィルタのベッド温度がフィルタ温度許容値を超えないように増加させることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
パティキュレート再生量を推定する手段を備え、この推定したパティキュレート再生量が増えるほど排気中の酸素濃度を増加させることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記パティキュレート再生量を推定する手段は、前記フィルタのベッド温度を検出するベッド温度検出手段と、この検出されるベッド温度が目標ベッド温度以上となっている期間を積算した値を有効再生期間として演算する有効再生期間演算手段と、この有効再生期間に基づいて前記パティキュレート再生量を演算するパティキュレート再生量演算手段とを含んでなることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記酸素濃度増加手段は吸入新気量制御手段であり、前記パティキュレート再生量に応じて一定時間に対する新気量を増量する時間の割合である新気量増量時間割合を演算し、この新気量増量時間割合に応じて前記吸入新気量制御手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項６】
フィルタを再生しているとき、この再生中のフィルタ内に燃え残っているパティキュレート残存量を求め、このパティキュレート残存量が減るほど前記パティキュレート再生量が増えているものとして、排気中の酸素濃度を増加させることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項７】
前記パティキュレート残存量をを求める手段は、前記フィルタのベッド温度を検出するベッド温度検出手段と、この検出されるベッド温度が目標ベッド温度以上となっている期間を積算した値を有効再生期間として演算する有効再生期間演算手段と、この有効再生期間に基づいて前記パティキュレート再生量を演算するパティキュレート再生量演算手段と、前記フィルタの再生処理開始時のパティキュレート捕集量からこのパティキュレート再生量を差し引いた値を前記パティキュレート残存量として演算するパティキュレート残存量演算手段とを含んでなることを特徴とする請求項６に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気パティキュレートを処理する排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレートを処理するために、排気系にパティキュレートを捕集するフィルタを配置し、フィルタに所定量のパティキュレートが堆積したとき、フィルタ温度を上昇させてフィルタに堆積しているパティキュレートを燃焼除去する、いわゆるフィルタの再生処理を行う装置において、再生時期になると排気中の酸素濃度を増加させるようにしたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１６８１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、図１６は例えば高速走行していた状態において再生処理を行っている途中で突然にアイドル状態へと移行したときにフィルタの最高温度（以下「最高ベッド温度」という。）がどのように変化するのかをフィルタ内のパティキュレート捕集量を相違させて調べた実験結果で、フィルタ内のパティキュレート捕集量が多いほど最高ベッド温度の上昇の傾きが大きくなっている。フィルタには耐熱性能からくる許容温度があり、フィルタの最高ベッド温度がこのフィルタ温度許容値を超えて上昇すればフィルタの耐熱性が低下しかねない。従って、フィルタの最高ベッド温度がフィルタ温度許容値を超えることがないようにするにはフィルタ内のパティキュレート捕集量、厳密には再生処理中におけるフィルタ内のパティキュレートの燃焼除去量であるパティキュレート再生量を考慮してフィルタの温度制御を行う必要がある。フィルタのベッド温度はフィルタ内のパテキュレートの燃焼速度と等価であり、その燃焼速度は排気中の酸素濃度に依存する。
【０００４】
そこで本発明は、フィルタの再生処理中のパティキュレート再生量の如何に拘わらずフィルタの最高ベッド温度を高く維持する装置を提供することを目的とする。
【０００５】
一方、特許文献１の技術では、フィルタの前後差圧ｄＰが許容差圧ｄＰｃより大きくなると、フィルタの再生処理を開始し、この場合にその再生処理の開始時よりエンジン制御ルーチンが行われた回数をカウンタｎにより検出している。そして、このカウンタｎが第１の閾値回数ｔｈ１に達していない間はＥＧＲ弁を全閉として排気中の酸素濃度を増加させてパティキュレートの燃焼を促進し、カウンタｎが第１の閾値回数ｔｈ１に達してもフィルタの前後差圧が十分に低下しない場合にはＥＧＲ制御に加えて過給圧を上昇させることでさらに排気中の酸素濃度を増加し、パティキュレートの燃焼を一段と促進するようにしている。
【０００６】
このように特許文献１の技術はフィルタの前後差圧とフィルタの再生処理を開始してからの経過時間とに応じて排気中の酸素濃度を制御するものでしかなく、フィルタの再生処理中のパティキュレート再生量に基づいて排気中の酸素濃度を制御する本願発明とは技術的思想が異なる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、排気中のパティキュレートを捕集するフィルタを備え、このフィルタの再生時期になるとフィルタの再生処理を行うエンジンの排気浄化装置において、前記再生処理中に前記フィルタに堆積しているパティキュレートの燃焼除去量であるパティキュレート再生量（ＰＭｒ）が増えるほど排気中の酸素濃度を増加させるように構成する。
【発明の効果】
【０００８】
図１０に示したようにフィルタの最高ベッド温度がフィルタ温度許容値を超えないようにするにしても、再生処理開始直後でフィルタに堆積しているパティキュレートの燃焼除去量であるパティキュレート再生量が少ない場合よりも再生処理の開始から暫く経ってパティキュレート再生量が多くなっている場合のほうが排気中の酸素濃度を増加させ得ることから、本発明によれば、再生処理時にパティキュレート再生量（ＰＭｒ）が増えるほど排気中の酸素濃度を増加させてフィルタ内のパティキュレートの燃焼速度が低下しないようにする（つまりベッド温度を高く維持する）のであり、これによりフィルタの耐熱性に影響を及ぼすことなく再生処理時間を短縮できる。一般的に再生処理は燃費の悪化を伴うのであるが、このように再生処理時間を短縮することで燃費の悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態を示す概略構成図である。
【００１１】
図１において、１はディーゼルエンジンで、排気通路２と吸気通路３のコレクタ部３ａとを結ぶＥＧＲ通路４に、圧力制御弁（図示しない）からの制御圧力に応動するダイヤフラム式のＥＧＲ弁６（ＥＧＲ装置）を備えている。圧力制御弁は、エンジンコントローラ３１からのデューティ制御信号により駆動されるもので、これによって運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るようにしている。
【００１２】
エンジンにはコモンレール式の燃料噴射装置１０を備える。この燃料噴射装置１０は、主に燃料タンク（図示しない）、サプライポンプ１４、コモンレール（蓄圧室）１６、気筒毎に設けられるノズル１７からなり、サプライポンプ１４により加圧された燃料は蓄圧室１６にいったん蓄えられ、この蓄圧室１６の高圧燃料が気筒数分のノズル１７へと分配される。
【００１３】
ノズル１７（燃料噴射弁）は、針弁、ノズル室、ノズル室への燃料供給通路、リテーナ、油圧ピストン、リターンスプリングなどからなり、油圧ピストンへの燃料供給通路に三方弁（図示しない）が介装されている。三方弁（電磁弁）のＯＦＦ時には、針弁が着座状態にあるが、三方弁がＯＮ状態になると針弁が上昇してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。つまり三方弁のＯＦＦからＯＮへの切換時期により燃料の噴射開始時期が、またＯＮ時間により燃料噴射量が調整され、蓄圧室１６の圧力が同じであればＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。
【００１４】
ＥＧＲ通路４の開口部下流の排気通路２に、排気の熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービン２２と吸気を圧縮するコンプレッサ２３とを同軸で連結した可変容量ターボ過給機２１を備える。タービン２２のスクロール入口に、アクチュエータ２５により駆動される可変ノズル２４（可変容量機構）が設けられ、エンジンコントローラ３１により、可変ノズル２４は低回転速度域から所定の過給圧が得られるように、低回転速度側ではタービン２２に導入される排気の流速を高めるノズル開度（傾動状態）に、高回転速度側では排気を抵抗なくタービン２２に導入させノズル開度（全開状態）に制御する。
【００１５】
上記のアクチュエータ２５は、制御圧力に応動して可変ノズル２６を駆動するダイヤフラムアクチュエータ２６と、このダイヤフラムアクチュエータ２６への制御圧力を調整する圧力制御弁２７とからなり、可変ノズル２４の実開度が目標ノズル開度となるように、デューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が圧力制御弁２７に出力される。
【００１６】
コレクタ３ａ入口には、アクチュエータ４３により駆動される吸気絞り弁４２（吸気絞り装置）が設けられている。上記のアクチュエータ４３は、制御圧力に応動して吸気絞り弁４２を駆動するダイヤフラムアクチュエータ４４と、このダイヤフラムアクチュエータ４４への制御圧力を調整する圧力制御弁４５とからなり、吸気絞り弁４２が目標開度まで閉じられるように、デューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が圧力制御弁４５に出力される。
【００１７】
アクセルセンサ３２、エンジン回転速度とクランク角度を検出するセンサ３３、水温センサ３４、エアフローメータ３５からの信号が入力されるエンジンコントローラ３１では、これらの信号に基づいて目標ＥＧＲ率と目標過給圧とが得られるようにＥＧＲ制御と過給圧制御を協調して行う。
【００１８】
排気通路２には排気中のパティキュレートを捕集するフィルタ４１が設置される。フィルタ４１のパティキュレート堆積量が所定値（閾値）に達すると、フィルタの再生処理を開始し、フィルタ４１に堆積しているパティキュレートを燃焼除去する。
【００１９】
フィルタ４１の圧力損失（フィルタ４１の上流と下流の圧力差）を検出するために、フィルタ４１をバイパスする差圧検出通路に差圧センサ３６が設けられる。
【００２０】
この差圧センサ３６により検出されるフィルタ４１の圧力損失ΔＰは、温度センサ３７からのフィルタ入口温度Ｔ１、温度センサ３８からのフィルタ出口温度Ｔ２と共にエンジンコントローラ３１に送られ、主にマイクロプロセッサで構成されるエンジンコントローラ３１では、これらに基づいてフィルタ４１の再生処理を行う。
【００２１】
エンジンコントローラ３１で実行されるこの制御をフローチャートを参照して詳述する。
【００２２】
図２はフィルタ４１の１回分の再生処理を行うためのものである。このフローは一定の周期で繰り返し実行するものではなく、時系列的に操作を示したものである。
【００２３】
ステップ１では、差圧センサ３６により検出される圧力損失ΔＰに基いてフィルタ４１へのパティキュレート捕集量ＰＭｉを演算する。
【００２４】
ステップ２では、このパティキュレート捕集量ＰＭｉと目標捕集量ＰＭαとを比較する。ここで、目標捕集量ＰＭαはフィルタ４１の再生特性に応じて実験等により予め定めておく。パティキュレート捕集量ＰＭｉが目標捕集量ＰＭαに達しない場合にはステップ１に戻ってＰＭｉの演算を繰り返す。このＰＭｉ演算の繰り返しによりＰＭｉが増えてゆき、やがて目標捕集量ＰＭα以上になるとステップ３に進み再生フェーズに進むため再生フェーズフラグ（ゼロに初期設定）＝１、再生終了フラグ（ゼロに初期設定）＝０とする。さらにカウンタＮの値に１を設定する。
【００２５】
ステップ４では再生フェーズフラグ＝１となった直後（初回）かどうかをみる。具体的にはカウンタＮの値が１であるかどうかをみる。再生フェーズフラグ＝１となった直後（Ｎ＝１）であればステップ５に進みパティキュレート捕集量ＰＭｉから図３を内容とするマップを検索することにより、フィルタ４１の目標入口温度Ｔｄを演算する。
【００２６】
図３に示したように目標入口温度Ｔｄはパティキュレート捕集量ＰＭｉが多くなるほど低くなっている。これは、パティキュレート捕集量ＰＭｉが増加すると、フィルタ４１の再生処理中に燃焼するパティキュレートの量が多くなり、燃焼による温度上昇によってフィルタ４１が過剰に高温となるので、これを防止するためである。再生処理開始時のパティキュレート捕集量ＰＭｉをパラメータとしているのは、エンジンやフィルタ４１の仕様の違いに対応するためのものである。
【００２７】
ステップ６では、ステップ５で算出した目標入口温度Ｔｄとなるように、排気温度を上昇させるフェーズ（排温昇温フェーズ）に移り、排温昇温手段を用いて排気温度を上昇させる。排温昇温手段としては、通常の燃料噴射後に再度燃料噴射を行うポスト噴射を実行する手段や、燃料噴射時期を遅らせる噴射時期リタード手段等、従来から用いられている手段を用いる。
【００２８】
ステップ６での排温昇温フェーズの実行を終了すると、ステップ７に進み入口温度センサ３７により検出される入口温度Ｔ１および出口温度センサ３８により検出される入口温度Ｔ２に基いて、フィルタ４１のベッド温度Ｔｂｅｄを推定する。これは簡単には入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２との平均値をベッド温度Ｔｂｅｄして用いればよい。
【００２９】
ステップ８では、ステップ７で算出したフィルタ４１のベッド温度Ｔｂｅｄが目標ベッド温度Ｔｘを超えた時間を積算し、その積算値を有効再生時間ｔｅとして演算する。目標ベッド温度ｔｘとはその温度を一定期間維持すればフィルタ４１内のパティキュレートを燃え残すことなく全て燃焼し得る温度のことで、目標入口温度Ｔｄから定まり、さらに再生処理開始時のパティキュレート捕集量ＰＭｉに応じても変化する値である。
【００３０】
ベッド温度Ｔｂｅｄは図４に示したように走行条件の変化を受けて変化するため、ベッド温度Ｔｂｅｄが目標ベッド温度Ｔｘ未満になっているときにはフィルタ４１内のパティキュレートが完全燃焼できずに燃え残ることが考えられる。そこで、パティキュレートの完全燃焼に実際に寄与した期間を有効再生期間ｔｅとして定義する。具体的にはベッド温度Ｔｂｅｄが目標ベッド温度Ｔｘ以上となっている期間の積算値を有効再生期間ｔｅとする。従って、図４の場合には有効再生期間ｔｅを次式（１）により算出する。
【００３１】
ｔｅ＝ｔｘ１＋ｔｘ２＋ｔｘ３＋ｔｘ４…（１）
このようにベッド温度が目標ベッド温度以上となっている期間である有効再生期間ｔｅを用いることによって、フィルタ４１内のパティキュレートが不完全燃焼を行う期間を除くことができるので、精度良くフィルタ４１内のパティキュレートの完全燃焼量（再生量）を推定することが可能となる。
【００３２】
有効再生時間ｔｅの演算方法はこれに限られない。すなわち、ベッド温度Ｔｂｅｄが目標ベッド温度Ｔｘ未満であるときにはパティキュレートの一部が燃え残ることを前述したが、これを逆に言うと、燃え残る以外の部分は完全燃焼してその分のパティキュレートは消失している。従って、ベッド温度Ｔｂｅｄが目標ベッド温度Ｔｘ未満であるときにこの完全燃焼して消失した部分も有効再生期間に含めて取り込むべきである。
【００３３】
これを図５を用いて具体的に説明すると、図５は図４と同様にベッド温度Ｔｂｅｄの時間的変化を表したものである。目標ベッド温度Ｔｘより低い温度域においてパティキュレートが燃焼を開始する最低の温度を第１温度Ｔａとして、この第１温度Ｔａと目標ベッド温度Ｔｘの間をいくつかに区切る。図示の例は４つで、その区切りの温度を第２温度Ｔｂ、第３温度Ｔｃ、第４温度Ｔｄとし、ベッド温度Ｔｂｅｄが
Ｔａ〜Ｔｂの温度範囲にある期間をｔａ１、ｔａ２、
Ｔｂ〜Ｔｃの温度範囲にある期間をｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３、
Ｔｃ〜Ｔｄの温度範囲にある期間をｔｃ１、ｔｃ２、ｔｃ３、
Ｔｄ〜Ｔｘの温度範囲にある期間をｔｄ１、ｔｄ２
Ｔｘ以上の温度範囲にある期間をｔｘ１
と設定する。区切る数は４つに限定されるものではない。
【００３４】
このとき次式により有効再生期間ｔｅを算出する。
【００３５】
ｔｅ＝Ｋａ×（ｔａ１＋ｔａ２）＋Ｋｂ×（ｔｂ１＋ｔｂ２＋ｔｂ３）
＋Ｋｃ×（ｔｃ１＋ｔｃ２＋ｔｃ３）＋Ｋｄ×（ｔｄ１＋ｔｄ２）
＋Ｋｘ×（ｔｘ１）…（２）
ただし、Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，Ｋｄ，Ｋｘ；有効再生期間の温度係数、
ここで、有効再生期間の温度係数は、フィルタ４１内のパティキュレートが完全燃焼する部分を有効再生期間として重み付けするための値で、ベッド温度Ｔｂｅｄが目標ベッド温度Ｔｘ以上であるときにはフィルタ４１内のパティキュレートの全てが完全燃焼して消失するので、温度係数Ｋｘは１．０である。ベッド温度Ｔｂｅｄが目標ベッド温度Ｔｘ未満であるときに例えばフィルタ４１内のパテキュレートの１割が燃え残り残り９割が完全燃焼して消失するとすれば温度係数は０．９である。同様にしてフィルタ４１内のパテキュレートの５割が燃え残り残り５割が完全燃焼して消失するとすれば温度係数は０．５である。ベッド温度Ｔｂｅｄが目標ベッド温度Ｔｘ未満であるときにベッド温度が低いほど完全燃焼して消失するパティキュレートの割合が小さくなるので、５つの温度係数Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，Ｋｄ，Ｋｘについての大小関係はＫａ＜Ｋｂ＜Ｋｃ＜Ｋｄ＜Ｋｘとなる（図６参照）。
【００３６】
このようにすれば、ベッド温度Ｔｂｅｄが目標ベッド温度Ｔｘ未満にある温度域で部分的に完全燃焼して消失するパティキュレートの量を有効再生時間ｔｅとして織り込むことができるので、フィルタ４１内のパティキュレート再生量をより精度良く推定できることになる。
【００３７】
ステップ９では有効再生時間ｔｅと再生処理開始時のパティキュレート捕集量ＰＭｉとから図７を内容とするマップを検索することによりフィルタ４１に堆積しているパティキュレートのうち完全燃焼して消失した量であるパティキュレート再生量ＰＭｒを算出する。図７に示すようにパティキュレート再生量ＰＭｒはパティキュレート捕集量ＰＭｉが同じであれば有効再生時間ｔｅが長いほど多くなり、また有効再生時間ｔｅが同じであればパティキュレート捕集量ＰＭｉが多くなるほど多くなる値である。
【００３８】
ステップ１０では、再生処理開始時のパティキュレート捕集量ＰＭｉとステップ９で求めたフィルタ４１内のパティキュレート再生量ＰＭｒとから次式により、フィルタ４１に燃えずに残っているパティキュレートの量であるパティキュレート残存量ＰＭｘを算出する。
【００３９】
ＰＭｘ＝ＰＭｉ−ＰＭｒ…（３）
ステップ１１ではパティキュレート再生量ＰＭｒと目標再生量ΔＰＭを比較する。ここで、目標再生量ΔＰＭとしては例えば図８に示したように目標捕集量ＰＭαを４ｇ／Ｌとしたとき、その４分の１である１ｇ／Ｌを設定している。もちろん目標再生量ΔＰＭは目標捕集量ＰＭαの１／４に限定されるものでなく、エンジンやフィルタ４１の仕様に応じて適合する。フィルタ４１内のパティキュレート再生量ＰＭｒがこの目標再生量ΔＰＭ未満である場合にはステップ８に戻りステップ８〜１１の操作を繰り返す。この繰り返しによりパティキュレート再生量ＰＭｒが増えてゆき、パティキュレート残存量ＰＭｘは減ってゆく。
【００４０】
やがてパティキュレート再生量ＰＭｒが目標再生量ΔＰＭに達するとステップ１１よりステップ１２に進む。パティキュレート再生量ＰＭｒが目標再生量ΔＰＭに一致した時刻では図８においてパティキュレート残存量ＰＭｘはＰＭｉ−ＰＭｒ＝ＰＭα−ΔＰＭ＝４−１＝３［ｇ／Ｌ］となっている。
【００４１】
ステップ１２では、パティキュレート残存量ＰＭｘと目標残存量ＰＭｄとを比較する。ここで、目標残存量ＰＭｄは渋滞走行時や高速走行時といった各走行条件に応じて再生フェーズの終了時にフィルタ４１に残存することを許容するパティキュレートの量である。連続高速走行時のように完全再生（フィルタ４１に堆積しているパティキュレートの全てを燃焼除去すること）を行うことのできる走行条件での目標残存量ＰＭｄを０ｇ／Ｌとすれば、渋滞走行時のように部分的にしか再生を行うことのできない走行条件での目標残存量ＰＭｄは、図８に示したように再生処理開始時のパティキュレート捕集量を４ｇ／Ｌとしたときその半分の２ｇ／Ｌを設定している。つまり、渋滞走行時にはフィルタ４１に堆積しているすべてのパティキュレートを燃焼させて消失させるのではなく、高速走行時の半分のパティキュレートを燃焼し消失させた時点で再生処理を一旦終了し、再びどういう走行条件にあるか否かを判定する。その結果、走行条件が高速走行に移っており、その状態で再生フェーズに移ったときに目標残存量ＰＭｄを０ｇ／Ｌに切換えて再生処理を実行する。
【００４２】
ただし、以下ではステップ１２でパティキュレート残存量ＰＭｘが目標残存量ＰＭｄ（＝２ｇ／Ｌ）を超えていると判定された後も渋滞走行が継続しているものとして述べると、このときには再生処理を続けなければならないためステップ４に戻る。このとき、ステップ２１でカウンタＮの値を１だけ増加させる（Ｎ＝２）。ステップ４では初回でない（Ｎ≠１）と判定されるので、ステップ４よりステップ１３に進み、再生処理開始時のパティキュレート捕集量ＰＭｉではなく、ステップ１０で算出したパティキュレート残存量ＰＭｘを用い、この残存量ＰＭｘから再び図３を内容とするマップを検索して目標入口温度Ｔｄを算出し、この目標入口温度Ｔｄとなるようにステップ１４で排温昇温手段を用いて排気温度を上昇させる。ステップ１０で算出したパティキュレート残存量ＰＭｘは再生処理開始時のパティキュレート捕集量ＰＭｉより小さくなっているので、図３によればパティキュレート残存量ＰＭｘから得られる目標入口温度Ｔｄは再生処理開始時のパティキュレート捕集量ＰＭｉから得られる目標入口温度Ｔｄより高くなる。すなわち、再生処理開始時の目標入口温度を変えることなく目標残存量ＰＭｄまでフィルタ４１内のパテキュレートを燃焼させて消失させるのではなく、パティキュレート再生量ＰＭｒが目標再生量ΔＰＭになる毎に目標入口温度Ｔｄを高くしてゆくことで、フィルタ４１のベッド温度を高めてフィルタ４１のパティキュレートの燃焼を促進する。
【００４３】
そして、ステップ１５〜１８の操作を、前述のステップ７〜１０と同じに実行する。
【００４４】
ステップ１９ではパティキュレート再生量ＰＭｒと、Ｎ倍された目標再生量ΔＰＭとを比較し、パティキュレート再生量ＰＭｒが目標再生量ΔＰＭ×Ｎ未満である間はステップ１６〜１９の操作を繰り返し、パティキュレート再生量ＰＭｒが目標再生量ΔＰＭ×Ｎ以上になるとステップ１２に進む。すなわち、目標入口温度Ｔｄの再設定（ステップ１３）が行われてからのパティキュレート再生量ＰＭｒの増加量が目標再生量ΔＰＭに達したらステップ１２に進む。ステップ１９でパティキュレート再生量ＰＭｒが目標再生量ΔＰＭ×Ｎに一致した時刻では図８においてパティキュレート残存量ＰＭｘはＰＭｉ−ＰＭｒ＝ＰＭｉ−ΔＰＭ×２＝４−２＝２［ｇ／Ｌ］となっている。
【００４５】
このため、ステップ１９よりステップ１２に進んでパティキュレート残存量ＰＭｘ（＝２ｇ／Ｌ）と渋滞走行時の目標残存量ＰＭｄ（＝２ｇ／Ｌ）を比較すると、両者が一致するので、渋滞走行時の再生処理を終了して次回の再生処理に備えるためステップ２０に進み再生フェーズフラグ＝０、再生終了フラグ（ゼロに初期設定）＝１とする。
【００４６】
これで１回の再生処理を終了するので、再びステップ１からの操作を繰り返す。
【００４７】
図９はフィルタの再生処理中に吸入新気量制御手段を用いて吸入新気量を制御するためのものである。図２との関係では、図２のステップ６、１４での排温昇温フェーズで行われる制御をまとめて示したのが図９である。図９のフローは図２と相違して一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。
【００４８】
ステップ３１では再生フェーズフラグ（図２のステップ３で設定される）をみる。再生フェーズフラグ＝１のとき、つまり再生処理中であるときにはステップ３２に進んでパティキュレート再生量ＰＭｒを読み込む。このパティキュレート再生量ＰＭｒは、図２のステップ９や１７で演算されている値である。
【００４９】
ステップ３２ではこのパティキュレート再生量ＰＭｒから図１０を内容とするテーブルを検索することにより、パティキュレート再生量ＰＭｒに応じた新気量増量時間割合を演算する。
【００５０】
ここで、新気量増量時間割合は一定時間に対する吸入新気量を増やしている時間の割合のことで、新気量増量時間割合の最小値は０％、最大値は１００％である。例えば新気量増量時間割合が少ない場合と多い場合の違いを図１１に示すと、新気量増量時間割合が多いほうが吸入新気量が増えることがわかる。
【００５１】
こうした新気量増量時間割合とパティキュレート再生量とに応じてフィルタ４１の最高ベッド温度は図１０に示したように変化する。すなわち、パティキュレート再生量が同じであれば新気量増量時間割合に比例してフィルタ４１の最高ベッド温度が高くなる。新気量増量時間割合が同じであればパティキュレート再生量が少ない場合のほうがフィルタ４１の最高ベッド温度が高くなる。
【００５２】
この場合に、フィルタ４１の最高ベッド温度が高いほどフィルタ４１内のパティキュレートの燃焼速度が速くなりフィルタ４１内のパティキュレートの燃焼が促進されるので、再生処理を早期に終了させるには新気量増量時間割合が大きいほど好ましいのであるが、その一方でフィルタ４１の最高ベッド温度がフィルタ温度許容値（例えば図１６に示したように９００℃程度）を超えたのではフィルタ４１の耐久性が悪くなるためフィルタ４１の最高ベッド温度はフィルタ温度許容値に制限する必要ある。このため、そのときのパティキュレート再生量に対する直線とフィルタ温度許容値を表す平行線とが交わる点の新気量増量時間割合を、そのときのパティキュレート再生量に応じた新気量増量時間割合として設定する。
【００５３】
例えば図１０には、パティキュレート再生量が少ない場合と多い場合の２つの場合について例示しており、パティキュレート再生量が少ない場合の新気量増量時間割合を所定値Ａ、パティキュレート再生量が多い場合の新気量増量時間割合を所定値Ｂとすると、再生の進行と共にパティキュレート再生量が増えてゆくほど新気量増量時間割合を大きくしてゆく。新気量増量時間割合が大きくなるほど図１２、図１３のように再生速度（パティキュレートの燃焼速度）が大きなり、またパティキュレート再生量が増す。すなわち、再生処理の開始から終了まで新気量増量時間割合を所定値Ａに保ったままであると、パティキュレート再生量が多くなるほどフィルタ４１の最高ベッド温度（再生温度）がフィルタ温度許容値より低い側に離れてゆく。再生温度が低下すると、図１４、図１５に示したように、再生終了までの時間（再生処理時間）が長引いてしまう。これに対して、パティキュレート再生量が多くなった場合にもフィルタ４１の最高ベッド温度がフィルタ温度許容値を保つようにパティキュレート再生量に応じて新気量増量時間割合を増加させてゆくことで、パティキュレート再生量が多くなった場合においても再生温度を高いままに維持することができ、これにより、再生処理の開始から終了まで新気量増量時間割合を所定値Ａに保つ場合に比べて再生処理時間を短縮できる。
【００５４】
なお、図１０、図１２、図１４において「ＰＭ捕集量」とあるのは、パティキュレート残存量のことである。
【００５５】
図９に戻りステップ３４ではステップ３３で得た新気量増量時間割合を用いて吸入新気量制御手段を制御する。吸入新気量制御手段としては可変容量ターボ過給機２１、ＥＧＲ弁６、吸気絞り弁４２がある。例えば可変ノズル２４の開度を小さくするとタービン２２の回転速度が高くなり、吸入新気量が増える（排気中の酸素濃度が増加する）。ＥＧＲ弁６の開度を小さくすると吸入新気量が増える。吸気絞り弁４２の開度を閉じている状態から開けば吸入新気量が増える。
【００５６】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００５７】
図１０に示したようにフィルタ４１の最高ベッド温度がフィルタ温度許容値を超えないようにするにしても、再生処理開始直後でフィルタ４１に堆積しているパティキュレートの燃焼除去量であるパティキュレート再生量が少ない場合よりも再生処理の開始から暫く経ってパティキュレート再生量が多くなっている場合のほうが排気中の酸素濃度を増加させ得ることから、本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、再生処理中にパティキュレート再生量ＰＭｒが増えるほど排気中の酸素濃度を増加させてフィルタ４１内のパティキュレートの燃焼速度が低下しないようにする（つまりベッド温度を高く維持する）のであり、これにより、再生処理時間を短縮できる。一般的に再生処理は燃費の悪化を伴うのであるが、このように再生処理時間を短縮することで、燃費の悪化を抑制することができる。
【００５８】
本実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、排気中の酸素濃度を、フィルタ４１の最高ベッド温度がフィルタ温度許容値を超えないように増加させるので、パティキュレート再生量が多くなった段階においても最高ベッド温度をフィルタ温度許容値付近に保つことができることから、再生処理時間をさらに短縮させてより一層燃費悪化を抑制することができる。
【００５９】
本実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、フィルタ４１のベッド温度Ｔｂｅｄがパティキュレートを燃焼除去させるのに必要な温度である目標ベッド温度Ｔｘ以上となっている期間を積算した値を有効再生期間ｔｅとして演算し、この有効再生期間ｔｅに基づいてパティキュレート再生量ＰＭｒを推定するので、パティキュレートの偏在等によりばらつきが生じるフィルタの前後差圧を用いてのパティキュレート再生量の推定に比べて、精度良くパティキュレート再生量を推定できる。
【００６０】
本実施形態（請求項５に記載の発明）によれば、酸素濃度増加手段は吸入新気量制御手段であり、再生処理中にパティキュレート再生量ＰＭｒに応じて一定時間に対する新気量を増量する時間の割合である新気量増量時間割合を演算し、この新気量増量時間割合に応じて吸入新気量制御手段を制御するので（図９のステップ３１〜３４参照）、フィルタ４１の最高ベッド温度がフィルタ温度許容値を超えて上昇し過ぎることを防止しながら再生処理中のパティキュレートの燃焼速度をより適切にコントロールできる。
【００６１】
実施形態では、パティキュレート再生量ＰＭｒに応じて新気量量時間割合を演算する場合で説明したが、図２のステップ１０、１８で演算されるパテキュレート残存量ＰＭｘに応じて新気量量時間割合を演算するようにしてもかまわない。
【００６２】
実施形態では、パティキュレート再生量ＭＲｒを求めてからパティキュレート残存量ＰＭｘを求める場合で説明したが、これに限らずパティキュレート残存量を直接求めてもよい。
【００６３】
請求項１に記載の酸素濃度増加手段の機能は、図９のステップ３２、３３により果たされている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図。
【図２】再生処理を説明するためのフローチャート。
【図３】目標入口温度の特性図。
【図４】第１実施形態の有効再生期間を説明するためのベッド温度時間変化図。
【図５】第２実施形態の有効再生期間を説明するためのベッド温度時間変化図。
【図６】有効再生時間の温度係数の特性図。
【図７】パティキュレート再生量の特性図。
【図８】有効再生時間とのパティキュレート残存量の関係を示す特性図。
【図９】吸入新気量の制御を説明するためのフローチャート。
【図１０】空気量増量時間割合とパティキュレート再生量に対するフィルタの最高ベッド温度の特性図。
【図１１】空気量増量時間割合を説明するための波形図。
【図１２】空気量増量時間割合とパティキュレート再生量に対する再生速度の特性図。
【図１３】パティキュレート再生量に対する空気量増量時間割合の特性図。
【図１４】再生処理中の再生温度とパティキュレート捕集量の関係を示す特性図。
【図１５】再生処理中の再生温度とパティキュレート再生量の関係を示す特性図。
【図１６】従来装置のフィルタ出口排温に対する最高ベッド温度の特性図。
【符号の説明】
【００６５】
１  エンジン
３１  エンジンコントローラ
３７、３８  温度センサ（ベッド温度検出手段）
４１  フィルタ
【図１】
2005195003.tif 000003
【図２】
2005195003.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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