(57)【要約】【課題】  ＤＰＦの前後の差圧と排気流量とに基づいてパティキュレートの堆積量を推定しＤＰＦの再生の要否を判定する排気浄化装置において、パティキュレート堆積量の推定精度を向上することである。【解決手段】  エアーフローメータ７１などから知られる排気流量が低下し、ＤＰＦ３３の再生の要否の確度の低下が懸念される、十分に差圧が発生しなくなったら、ＥＧＲ弁５２の開度を絞って排気流量を増加し、十分な差圧検出値が得られるようにする。これにより、適正な時期にＤＰＦ３３を再生することができる。【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の途中に、排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを有し、排気通路を流通する排ガスの排気流量と、前記パティキュレートフィルタの前後の差圧とに基づいて前記パティキュレートフィルタの再生の要否を決定する内燃機関の排気浄化装置において、
排気流量を増加せしめる排気流量増加手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記排気流量増加手段による排気流量の増加の要否を判定する排気流量増加要否判定手段とを具備せしめたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記排気流量増加手段は、ＥＧＲ弁の開度を絞る手段、吸気絞り弁の開度を増大する手段、可変ターボのノズルの開度を絞る手段、ポスト噴射を実行する手段、トランスミッション変速比を低下する手段のうち、少なくとも１つを含む内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記排気流量増加要否判定手段は、前記運転状態の状態量としての前記排気流量が予め設定した基準値以下のときに排気流量の増加を要と判断するように設定した内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路の途中に、排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを有し、排気通路を流通する排ガスの排気流量と、前記パティキュレートフィルタの前後の差圧とに基づいて前記パティキュレートフィルタの再生の要否を決定する内燃機関の排気浄化装置において、
所定時間内に検出された排気流量の最大値を求める演算を実行する排気流量最大値演算手段を具備せしめ、前記パティキュレートフィルタの再生の要否の決定に供する排気流量および差圧として、所定時間内における排気流量が最大値のときの排気流量および差圧を用いることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
内燃機関の排気通路の途中に、排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを有し、排気通路を流通する排ガスの排気流量と、前記パティキュレートフィルタの前後の差圧とに基づいて前記パティキュレートフィルタの再生の要否を決定する内燃機関の排気浄化装置において、
前記差圧の検出信号を増幅するアンプを備え、利得可変に構成された検出信号入出力手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記検出信号入出力手段における利得を設定する利得設定手段とを具備せしめたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
請求項５記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記検出信号入出力手段は、利得の異なる２種類の信号が出力自在であり、前記利得設定手段は、前記運転状態の状態量としての差圧が基準値を下回ると、高側の利得に切替える内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
請求項５記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記検出信号入出力手段は、利得の異なる複数の種類の信号が出力自在であり、前記利得設定手段は、前記検出信号入出力手段の出力値が、前記検出信号入出力手段の出力値として許容される上限値以下か否かを判定し、否定判断されると、前記上限値を超えない範囲で、最大の利得に設定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ポートから排出される排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを有する内燃機関の排気浄化装置に関し、特に、パティキュレートフィルタの再生時期の判定に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、環境対策として、内燃機関の排気ポートから排出される大気汚染物質を削減する排気浄化装置が導入されており、かかる排気浄化装置として、酸化触媒やＮＯｘ触媒、三元触媒といった触媒システムが広く知られている。また、近年、ディーゼルエンジンの排気中に含まれる煤やＳＯＦなどのパティキュレート（粒子状物質）が課題となっており、パティキュレート対策用の排気浄化装置として、排気通路にパティキュレートフィルタを設けたものがある。パティキュレートフィルタでは、流入した排気に多孔質の隔壁を透過させ、その際に隔壁の表面や細孔でパティキュレートを捕集する。捕集されて堆積する量が過剰に増えると、パティキュレートフィルタにおける流通抵抗の増大で内燃機関の背圧が上昇し，出力の低下などをもたらす。このため、パティキュレートフィルタは、堆積したパティキュレートを定期的に燃焼除去することにより再生する。
【０００３】
下記特許文献１には、パティキュレートの堆積によりパティキュレートフィルタにおける圧力損失が増大することを利用して、パティキュレートフィルタの前後の差圧が所定値を超えると、パティキュレートの堆積量が一定量を上回ったと判断して、再生開始時期と判断するものが開示されている。差圧は排気流量に依存するので、差圧および排気流量に基づいて演算するのが望ましい。
【特許文献１】特開平７−３３２０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記のごとく差圧が変動する排気流量に依存することで、堆積量が同じであっても生じる差圧に幅があり、十分な精度で差圧値を知ることができないおそれがある。この結果、堆積量を少なく見積もり過ぎて前記のごとく機関背圧の上昇による出力の低下や燃費の悪化、また、急速なパティキュレートの燃焼によるパティキュレートフィルタの劣化を招いたり、多く見積もり過ぎて再生頻度が必要以上に増えてしまう。差圧の大きさによらずに十分な精度でパティキュレート堆積量を推定すべく差圧の検出系などに精度が高い仕様のものを用いることができればよいが、コストの上昇を招く。
【０００５】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、過剰なコスト上昇を伴わずに、適正な時期にパティキュレートフィルタを再生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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項1記載の発明では、内燃機関の排気通路の途中に、排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを有し、排気通路を流通する排ガスの排気流量と、前記パティキュレートフィルタの前後の差圧とに基づいて前記パティキュレートフィルタの再生の要否を決定する内燃機関の排気浄化装置において、
排気流量を増加せしめる排気流量増加手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記排気流量増加手段による排気流量の増加の要否を判定する排気流量増加要否判定手段とを具備せしめる。
【０００７】
パティキュレートフィルタの再生の要否の確度の低下が懸念される、十分に差圧が発生しない運転状態になったら排気流量を増加することにより、十分な差圧検出値が得られることになる。これにより、適正な時期にパティキュレートフィルタを再生することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記排気流量増加手段は、ＥＧＲ弁の開度を絞る手段、吸気絞り弁の開度を増大する手段、可変ターボのノズルの開度を絞る手段、ポスト噴射を実行する手段、トランスミッション変速比を低下する手段のうち、少なくとも１つを含む構成とする。
【０００９】
ＥＧＲ弁開度を絞れば、再循環される排気流量が減り、パティキュレートフィルタに流入する排気流量が増大する。吸気絞り弁の開度の増大や可変ターボのノズルの開度の絞りにより吸気量が増大し、気筒から排出される排気流量も増大する。ポスト噴射を実行することにより、排気温度が上昇してその分、排ガスが体積膨張するので、排気流量が増大する。トランスミッション変速比を低下することにより内燃機関は高速低負荷運転となるから、気筒から排出される排ガスの排気流量が増大する。
【００１０】
請求項３記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記排気流量増加要否判定手段は、前記運転状態の状態量としての前記排気流量が予め設定した基準値以下のときに排気流量の増加を要と判断するように設定する。
【００１１】
演算された排気流量が基準値よりも少量であれば前記排気流量増加手段が作動し、パティキュレートフィルタの前後の差圧が上昇する。増加後の排気流量および差圧により高精度にパティキュレート堆積量を求めることができる。
【００１２】
請求項４記載の発明では、内燃機関の排気通路の途中に、排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを有し、排気通路を流通する排ガスの排気流量と、前記パティキュレートフィルタの前後の差圧とに基づいて前記パティキュレートフィルタの再生の要否を決定する内燃機関の排気浄化装置において、
所定時間内に検出された排気流量の最大値を求める演算を実行する排気流量最大値演算手段を具備せしめ、前記パティキュレートフィルタの再生の要否の決定に供する排気流量および差圧として、所定時間内における排気流量が最大値のときの排気流量および差圧を用いる。
【００１３】
排気流量は内燃機関の運転状態によって変動して大きな値をとったり小さな値をとったりするから、排気流量が最大値のときの排気流量および差圧を用いることで、パティキュレートの堆積量を高精度に推定することができる。これにより、適正な時期にパティキュレートフィルタを再生することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明では、内燃機関の排気通路の途中に、排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを有し、排気通路を流通する排ガスの排気流量と、前記パティキュレートフィルタの前後の差圧とに基づいて前記パティキュレートフィルタの再生の要否を決定する内燃機関の排気浄化装置において、
前記差圧の検出信号を増幅するアンプを備え、利得可変に構成された検出信号入出力手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記検出信号入出力手段における利得を設定する利得設定手段とを具備せしめる。
【００１５】
パティキュレートフィルタの再生の要否の確度の低下が懸念される、十分に差圧が発生しない運転状態になったら利得を上げることにより、十分なＳ／Ｎで差圧検出値が得られることになる。一方、差圧が大きな値をとる運転状態のときには利得を下げ検出信号入出力手段の出力値が飽和するのを回避する。これにより、適正な時期にパティキュレートフィルタを再生することができる。
【００１６】
請求項６記載の発明では、請求項５の発明の構成において、前記検出信号入出力手段は、利得の異なる２種類の信号が出力自在であり、前記利得設定手段は、前記運転状態の状態量としての差圧が基準値を下回ると、高側の利得に切替える。
【００１７】
差圧が低下すると利得が高くなり、大きな出力値が得られる。
【００１８】
請求項７記載の発明では、請求項５の発明の構成において、前記検出信号入出力手段は、利得の異なる複数の種類の信号が出力自在であり、前記利得設定手段は、前記検出信号入出力手段の出力値が、前記検出信号入出力手段の出力値として許容される上限値以下か否かを判定し、否定判断されると、前記上限値を超えない範囲で、最大の利得に設定する。
【００１９】
検出信号入出力手段からの出力値がアンプによる増幅で飽和することなく高Ｓ／Ｎにて差圧検出値が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に本発明の排気浄化装置を付設した内燃機関であるディーゼルエンジンシステムの全体構成を示す。
【００２１】
エンジン１は、各気筒に共通のコモンレール６２と、該コモンレール６２に連結されて各気筒の燃焼室にそれぞれ燃料を噴射する複数のインジェクタ６１を有している。エンジン１の吸気マニホールド２２は、吸気管２１に連結しており、連結部に設けられる吸気スロットル弁２３によって、吸気流量が調整されるようになっている。吸気管２１を流通する吸気はエアーフローメータ７１により検出されるようになっている。
【００２２】
エンジン１の排気ポート１０１からの排気は排気通路３により排出されるようになっている。排気通路３は、上流側より排気マニホールド３２および排気管３１からなり、排気管３１の途中にはパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）３３が設置されている。ＤＰＦ３３は公知の構成で、例えば、コーディエライトなどの耐熱性セラミックスをハニカム構造に成形して、多孔性の隔壁で区画された多数のセルの入口または出口を互い違いに目封じしてなる。排気は、入口が開口しているセルからＤＰＦ３３内に入り、多孔性の隔壁を通過する際にパティキュレートが捕集される。排気と接触するＤＰＦ３３の内表面は、ＰＭの酸化を促進する触媒を担持した構造とすることもでき、ＤＰＦ３３の低温度域で安定的にパティキュレートを燃焼除去することができる。
【００２３】
排気管３１には、ＤＰＦ３３の上流側に遠心過給機４のタービン４１が設けられ，吸気管２１に設けられるコンプレッサ４２とタービン軸を介して連結されている。これにより、排気の熱エネルギーを利用してコンプレッサ４２を作動させて、吸気管２１に導入される吸気をコンプレッサ４２内で圧縮する。吸気スロットル弁２３よりも上流の吸気管２１内には、クーラ２４が設けられ、コンプレッサ４２で圧縮されて高温となった吸気がここで冷却される。
【００２４】
排気マニホールド３２は、ＥＧＲ通路５１によって、吸気マニホールド２２と連結されており、排気の一部が、ＥＧＲ通路５１を経て吸気に戻されるようになっている。ＥＧＲ通路５１の、吸気マニホールド２２への出口部には、ＥＧＲ弁５２が設けられ、その開度を調整することにより、吸気に還流される排気の量を調整できるようになっている。ＥＧＲ通路５１の途中には、還流されるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５３が設けられる。
【００２５】
排気管３２には、ＤＰＦ３３にて捕集、堆積したパティキュレートの量（パティキュレート堆積量）を推定するために、ＤＰＦ３３の前後の差圧を検出する差圧センサ７２が設けられている。差圧センサ７２は排気管３１に、ＤＰＦ３３よりも上流と、ＤＰＦ３３よりも下流とでそれぞれ圧力導入管を介して接続されており、ＤＰＦ３３の前後の差圧に応じた信号を出力するようになっている。また、ＤＰＦ３３の入口部および出口部には、それぞれ排気の温度を検出する温度センサ７３ａ，７３ｂが設けてあり、ＤＰＦ３３を流通する排気およびＤＰＦ３３を代表する温度（排気温度）を検出するようになっている。排気温度を求めるにあたっては、２つの温度センサ７３ａ，７３ｂの検出温度の平均化処理や、一次遅れフィルタなどの各種の処理を行い得る。
【００２６】
ＥＣＵ８には、前記エアーフローメータ７１、差圧センサ７２、温度センサ７３ａ，７３ｂなどの出力信号や、ＥＧＲ弁５２の開度、エンジン回転数、車速、冷却水温、アクセル開度、クランク位置、燃料圧などを検出する各種センサからの出力信号が入力し、エンジン１各部の状態（運転状態）が知られるようになっている。ＥＣＵ８は、これらの各種センサの出力信号から知られるエンジン１の運転状態に基づいて運転状態に応じた最適な燃料噴射量、ＥＧＲ量を算出して、吸気スロットル弁２３、インジェクタ６１、ＥＧＲ弁５２などをフィードバック制御する。
【００２７】
また、ＥＣＵ８は、エアーフローメータ７１にて検出される吸気流量、差圧センサ７２にて検出されるＤＰＦ３３の前後の差圧をもとに、パティキュレート堆積量を演算して、ＤＰＦ３３の再生を制御する。一般に、ある排気流量に対して，パティキュレート堆積量の増加に伴い、差圧が増加することから、この関係を利用してパティキュレート堆積量を算出することができる。そして、算出されたパティキュレート堆積量が所定値を超えたときにＤＰＦ３３を昇温させて、パティキュレートを燃焼、除去する再生処理を行う。
【００２８】
ＤＰＦ３３の再生手段としては、具体的には，インジェクタ６１による燃料噴射の際に、ポスト噴射や、熱サイクルの効率を下げて廃熱を増大させる噴射時期の遅角を行う。あるいは、吸気スロットル弁２３を通常より閉じ側とするなどにより、排気を昇温させる方法を採用し得る。
【００２９】
また、吸気スロットル弁２３を閉じ側とした場合は、吸気量が減少して気筒内に流入するガスの熱容量が減少するために、排気温度が上昇する。
【００３０】
図２にＤＰＦ３３の再生制御の内容を示す。ステップＳ１０１では吸気量、排気温度、差圧を検出する。ステップＳ１０２では吸気量、排気温度および差圧に基づいて排気流量を算出する。算出は、吸気量（質量流量）を体積流量に換算し、これを排気温度に基づいて温度補正し、差圧に基づいて圧力補正する。
【００３１】
ステップＳ１０３は排気流量増加要否判定手段としての処理で、排気流量が基準値である所定値以下か否かを判定する。肯定判断されるとステップＳ１０４で、排気流量を増加する排気流量増加手段を作動させる。ここで排気流量増加手段としては、ＥＧＲ弁開度を絞ることによる。図３はＥＧＲ量と排気流量との関係を示すもので、ＥＧＲ弁開度を絞りＥＧＲ量を増大すると排気流量が増大する。
【００３２】
Ｓ１０５では、排気流量再算出を行う。排気流量再算出では、排気流量が増大後の吸気量などを再度検出し、排気流量を再算出する。これにより現在の排気流量および差圧が更新されることになる。
【００３３】
ステップＳ１０６では、パティキュレート堆積量を推定する。推定は、マップや関数式にしたがって排気流量および差圧に基づいてなされる。ステップＳ１０６の実行後はリターンに抜ける。
【００３４】
排気流量が所定値以上でステップＳ１０３が否定判断されると、ステップＳ１０４，Ｓ１０５をスキップしてステップＳ１０６に進む。この場合は排気流量増加手段を作動させない状態で得られた排気流量および差圧に基づいてパティキュレート堆積量が算出されることになる。
【００３５】
これにより次の効果を奏する。図４は排気流量と差圧との関係を示すもので、排気流量が大きいほど、またフィルタへのパティキュレート堆積量が多いほど差圧が大きくなる。図４では、堆積量が多い場合と少ない場合との両方を示している。堆積量がｍ1からｍ2に増大したとき、排気流量が多いと、例えば図中、排気流量Ｑ2のとき差圧はＰ3からＰ4に大きく変化するのに対して、排気流量Ｑ2よりも少量の排気流量Ｑ1のときには差圧はＰ1からＰ2とあまり変化しない。差圧の検出信号が小さいとＳ／Ｎの点で不利であり、パティキュレート堆積量の推定誤差が大きくなる。
【００３６】
また、前記のごとくマイクロコンピュータにより構成されたＥＣＵでは差圧センサ出力はＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ変換後電圧値に所定の係数を乗じて差圧値が得られるようになっている。図５は差圧に比例した差圧センサ出力とＡ／Ｄ変換後電圧値との関係を示すもので、Ａ／Ｄ変換後電圧値は単位電圧幅ごとの離散値をとり、この単位幅が分解能およびＡ／Ｄ変換誤差を規定する。例えばＡ／Ｄ変換器が１０ｂｉｔＡ／Ｄ変換器であり、差圧０〜Ｐmaxの測定レンジに対してＡ／Ｄ変換後電圧値０〜Ｖmaxが得られるとすると、分解能（Ａ／Ｄ変換後電圧値の最小単位）は、差圧センサ出力の大きさによらずＶmax／１０２４であり、図４の排気流量Ｑ1のときのように十分な差圧が得られないと、差圧値におけるＡ／Ｄ変換誤差が増大することになる。
【００３７】
本排気浄化装置によれば、排気流量が少ないと排気流量が増大されて、十分な差圧が得られるようにしているから、パティキュレート堆積量の推定を高精度に行うことができる。これにより、適正な時期にパティキュレートフィルタを再生することができる。
【００３８】
図６は車速と排気流量との関係を示すもので、基本的に車速が低下すると、機関回転数が低下して排気流量が減少する。従来は、車速の変動で車速が低速域に入ると、差圧の検出精度が確保できずにパティキュレート堆積量の推定精度を確保できなかったが、本排気浄化装置によれば、車速Ｖ0以下になって、要求される差圧の検出精度を満たす下限の排気流量Ｑ0を下回ると、排気流量増加手段の作動により排気流量が増加し、前記のごとくパティキュレート堆積量の推定精度が低下するのを防止する。
【００３９】
なお、排気流量増加手段としては、前記ＥＧＲ弁開度を絞ることの他、吸気絞り弁の開度の増大、可変ターボのノズルの開度の絞り、ポスト噴射、トランスミッション変速比の低下がある。吸気絞り弁の開度の増大や可変ターボのノズルの開度を絞ることにより吸気量が増大し、気筒から排出される排気流量も増大する。ポスト噴射を実行することにより、排気温度が上昇してその分、排ガスが体積膨張するので、排気流量が増大する。トランスミッション変速比を低下することにより内燃機関は高速低負荷運転となるから、気筒から排出される排ガスの排気流量が増大する。これらは、いずれかを実行するか、複数の手段のうちから組み合わせて実行する。
【００４０】
（第２実施形態）
図７に第２実施形態になる排気浄化装置のＥＣＵで実行される制御を示す。本排気浄化装置は、第１実施形態においてＥＣＵで実行される制御の一部を別の制御に代えたもので、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４１】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０７は排気流量最大値演算手段としての処理で、ステップＳ２０１では変数ｋを０とし、ステップＳ２０２で変数ｋをインクリメントする。
【００４２】
ステップＳ２０３，Ｓ２０４では、第１実施形態のステップＳ１０１，Ｓ１０２のごとく吸気量などを検出し、これらに基づいて排気流量を算出する。
【００４３】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０３，Ｓ２０４で得られた排気流量および差圧をＥＣＵ８のＲＡＭの所定領域に記憶する。この記憶領域は、全部でｎ組の排気流量および差圧を記憶可能とする。
【００４４】
ステップＳ２０６ではｋが前記ｎか否かを判定する。ｋがｎに達しておらず否定判断されると、ステップＳ２０２に戻り、ｋをインクリメントして吸気量などの検出、排気流量の算出、排気流量および差圧の記憶（ステップＳ２０３〜Ｓ２０５）を実行する。なお、ステップＳ２０３での吸気量などの検出は所定周期で実行される。しかして、所定周期間隔で排気流量および差圧が取込まれていく。
【００４５】
そして、ｎ組の排気流量および差圧が記憶され、ｋ＝ｎになるとステップＳ２０６が肯定判断されて、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、記憶されたｎ個の排気流量のうち最大値を特定する。最大値の特定は、ｎ個の排気流量のうちいずれかを仮の最大値として、これと残りの排気流量の一つと比較し、大きい方により仮の最大値を更新する。これを比較される排気流量がなくなるまで繰り返し、最後の仮の最大値を排気流量最大値とする。
【００４６】
ステップＳ２０８では、排気流量最大値と、これと対になる差圧とに基づいてパティキュレート堆積量を推定する。
【００４７】
前記排気流量最大値は所定周期で順次、取込まれるｎ個の排気流量の中の最大値である。すなわち、所定時間（所定周期×ｎ）における最大値ということなる。したがって、排気流量が内燃機関の運転状態によって変動しても、パティキュレート堆積量は所定時間内の排気流量の最大値と、そのときの差圧とに基づいて推定されることになる。したがって、低排気流量下での推定精度の低下を防止することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
図８に本発明の第３実施形態になるＥＣＵの要部を示す。第１実施形態の構成においてＥＣＵの一部の構成を別の構成に代えたもので、図８はＥＣＵ８Ａにおいて差圧センサ出力を受ける検出信号入出力手段である入力部８０Ａを示している。入力部８０Ａは以下のように利得可変に構成されている。すなわち、入力部８０は、差圧センサ出力用のＡ／ＤポートとしてＡ／ＤポートＡ８２ａとＡ／ＤポートＢ８２ｂとを備えており、このうちＡ／ＤポートＡ８２ａには従来の装置と同様に差圧センサ出力が入力し、Ａ／ＤポートＢ８２ｂにはアンプ８１を介して差圧センサ出力が入力するようになっている。
【００４９】
入力選択部８３は、Ａ／ＤポートＡ８２ａの出力およびＡ／ＤポートＢ８２ｂの出力のいずれかを選択して図示しないＡ／Ｄ変換器に出力する。なお、以下の説明において、第１実施形態にて前掲の図５のように、Ａ／Ｄ変換後電圧はＶmaxが上限値であるとする。また、Ａ／ＤポートＡ８２ａが選択されたときには差圧０〜Ｐmaxの測定レンジに対してＡ／Ｄ変換後電圧値０〜Ｖmaxが得られるものとする。Ａ／Ｄ変換後電圧がＶmaxに達しない範囲では、アンプ８１が所定の増幅率にて差圧センサ出力を増幅する分、Ａ／ＤポートＢ８２ｂが選択されたときのＡ／Ｄ変換後電圧値の方が、Ａ／ＤポートＡ８２ａが選択されたときのＡ／Ｄ変換後電圧値よりも大きい。
【００５０】
図９に、入力選択部８３の制御およびパティキュレート堆積量の算出のための制御を示す。ステップＳ３０１，Ｓ３０２では、第１実施形態のステップＳ１０１，１０２と同様に、吸気量などを検出し、排気流量を算出するが、差圧は増幅前後の２種類の差圧が検出される。すなわち、Ａ／ＤポートＡ８２ａの出力およびＡ／ＤポートＢ８２ｂの出力によりそれぞれ差圧が得られる。ここで、Ａ／Ｄ変換後電圧を差圧値のデータに変換するに際し、Ａ／Ｄ変換後電圧に乗じる係数を、Ａ／ＤポートＢ８２ｂの出力の場合をＡ／ＤポートＡ８２ａの出力の場合よりも小さくするのは勿論である。
【００５１】
ステップＳ３０３〜Ｓ３０５は増幅率設定手段としての処理で、ステップＳ３０３では差圧が基準値である所定値よりも大きいか否かを判定する。ここでの差圧は例えばＡ／ＤポートＡ８２ａの出力に基づく差圧とする。肯定判断されるとステップＳ３０４で差圧値はＡ／ＤポートＡ８２ａの出力値に基づく差圧値とし、ステップＳ３０６に進む。否定判断されるとステップＳ３０５で差圧値はＡ／ＤポートＢ８２ｂの出力値に基づく差圧値とし、ステップＳ３０６に進む。
【００５２】
ステップＳ３０６では排気流量と差圧とに基づいてパティキュレート堆積量を算出し、リターンに抜ける。
【００５３】
このように本排気浄化装置によれば、差圧が所定値を下回ると、パティキュレート堆積量を推定するための差圧値として、アンプ８１で増幅された差圧センサ出力に基づく値を得る。図１０はセンサ出力とＡ／Ｄ変換後電圧との関係を示すもので、図中、Ａ／ＤポートＡ８２ａが選択された場合とＡ／ＤポートＢ８２ｂが選択された場合とを併せて示している。Ａ／ＤポートＢ８２ｂの場合の方がアンプ８１で増幅される分、Ａ／Ｄ変換後電圧は大きくなる。ここで、Ｐ0はステップＳ３０３における前記所定値に対応しており、Ａ／ＤポートＢ８２ｂからの入力信号のＡ／Ｄ変換後電圧がＶmaxに達するときの値に設定する。あるいはこれよりもやや低めとしてもよい。図１０中の太線は、パティキュレート堆積量の推定に供されるＡ／Ｄ変換後電圧として、Ａ／ＤポートＡ８２ａからの入力値によるものとＡ／ＤポートＢ８２ｂからの入力値によるものとのいずれが選択されるかを示しており、センサ出力がＰ0以上ではＡ／ＤポートＡ８２ａからの入力値によるものが選択され、Ｐ0以下ではＡ／ＤポートＢ８２ｂ入力値によるのものが選択されることを示している。
【００５４】
さて、差圧検出で要求されるセンサ出力の測定レンジを０〜Ｐmaxとして、アンプを有しないＡ／ＤポートＡ８２ａのみからＡ／Ｄ変換後電圧を得ようとすれば、前記のごとく、排気流量が少量で十分な差圧が得られないときに、Ａ／Ｄ変換誤差がパティキュレート堆積量の推定誤差を大きくする。これに対して本排気浄化装置では、差圧が小さくなると、アンプ８１でセンサ出力が増幅されるＡ／ＤポートＢ８２ｂに切換わり、Ａ／Ｄ変換後電圧の最小単位がＰ0／Ｐmaxに縮小される。
【００５５】
これにより差圧が小さくなっても十分なパティキュレート堆積量の推定精度を確保することができる。
【００５６】
なお、ステップＳ３０３における所定値は、前記のごとく、Ａ／ＤポートＢ８２ｂからの入力信号のＡ／Ｄ変換後電圧がＶmaxに達するときの値に、あるいはこれよりもやや低めとしているが、これは、可能な限りセンサ出力がアンプ８１で増幅されるＡ／ＤポートＢ８２ｂからの入力信号により差圧が求められることになるからである。
【００５７】
また、差圧センサ出力を増幅するか否かを差圧基準値に基づき判断する方法のほかに、排気流量を基準として排気流量が所定値よりも小さい場合に差圧センサ出力を増幅するようにすることもできる。
【００５８】
（第４実施形態）
図１１に本発明の第４実施形態になる排気浄化装置のＥＣＵの要部を示す。第３実施形態の構成においてＥＣＵの一部の構成を別の構成に代えたもので、図１１はＥＣＵ８Ｂにおいて差圧センサ出力を受ける検出信号入出力手段である入力部８０Ｂを示している。入力部８０Ｂは以下のように利得可変に構成されている。すなわち、入力部８０Ｂは、Ａ／ＤポートとしてＡ／ＤポートＡ８２ａ、Ａ／ＤポートＢ８２ｂ、Ａ／ＤポートＣ８２ｃ、Ａ／ＤポートＤ８２ｄと４つのＡ／Ｄポートを備えており、このうちＡ／ＤポートＡ８２ａは差圧センサ出力が直接入力し、Ａ／ＤポートＢ８２ｂ〜Ａ／ＤポートＤ８２ｄにはアンプ８１ｂ〜アンプ８１ｄを介して差圧センサ出力が入力するようになっている。Ａ／ＤポートＢ８２ｂの前段のアンプ８１ｂは増幅率が２で、Ａ／ＤポートＣ８２ｃの前段のアンプ８１ｃは増幅率が４で、Ａ／ＤポートＤ８２ｄの前段のアンプ８１ｄは増幅率が８である。Ａ／ＤポートＤ８２ｄで最も入力信号が高く、Ａ／ＤポートＡ８２ａで最も入力信号が低くなる。これらＡ／ＤポートＡ８２ａ〜Ａ／ＤポートＤ８２ｄの出力は入力選択部８３Ｂで切り替えられ、Ａ／Ｄ変換器に入力する。
【００５９】
図１２に、入力選択部８３Ｂの制御およびパティキュレート堆積量の算出のための制御を示す。ステップＳ４０１，Ｓ４０２では、第１実施形態のステップＳ１０１，１０２と同様に、吸気量などを検出し、排気流量を算出するが、増幅前後の差圧は４種類の差圧が検出される。すなわち、Ａ／ＤポートＡ８２ａ〜Ａ／ＤポートＤ８２ｄのそれぞれの出力により１対１に対応して差圧が得られる。ここで、Ａ／Ｄ変換後電圧を差圧値のデータに変換するに際し、Ａ／Ｄ変換後電圧に乗じる係数は、Ａ／ＤポートＡ８２ａのものに対して、Ａ／ＤポートＢ８２ｂのものが１／２、Ａ／ＤポートＣ８２ｃのものが１／４、Ａ／ＤポートＤ８２ｄのものが１／８となる。
【００６０】
ステップＳ４０３は増幅率設定手段としての処理で、Ａ／ＤポートＡ８２ａ〜Ａ／ＤポートＤ８２ｄの中から差圧入力ポートとなるＡ／Ｄポートを選択する。選択は次のように行う。図１３はセンサ出力とＡ／Ｄ変換後電圧との関係を示すもので、アンプの有無およびアンプの増幅率の相違により、傾きが異なり、大きな増幅率のアンプが前段に設けられたＡ／Ｄポートほど傾きが大きくなる。そして、実際の差圧が大きくなりセンサ出力が大きくなるほど、増幅率の大きいアンプを前段に有するＡ／Ｄポートほど、Ａ／Ｄ変換後電圧は早く飽和すなわち上限値（Ｖmax）に達する。したがって、Ａ／Ｄ変換後電圧が上限値（Ｖmax）に達していない範囲で、パティキュレート堆積量の推定に供する差圧値用のＡ／Ｄポートを選択する必要がある。一方、アンプの増幅率が高いほど、分解能は向上するから、Ａ／Ｄ変換後電圧が上限値（Ｖmax）に達していない範囲で、増幅率の高いアンプを前段に有するＡ／Ｄポートを選択する。具体的には、Ａ／Ｄ変換後電圧が上限値（Ｖmax）に達していないＡ／Ｄポートの中で最もアンプの増幅率が高いＡ／Ｄポートを選択する。例えば図１２中、センサ出力がＰｅのときＡ／ＤポートＣ８２ｃ、Ａ／ＤポートＤ８２ｄでＡ／Ｄ変換後電圧が上限値（Ｖmax）に達しているから、Ａ／ＤポートＢ８２ｂが選択される。Ａ／Ｄ変換後電圧が上限値（Ｖmax）に達しているＡ／Ｄポートがなければ、最も増幅率が高いアンプを前段に有するＡ／ＤポートすなわちＡ／ＤポートＤ８２ｄが選択される。
【００６１】
ステップＳ３０６では排気流量と差圧とに基づいてパティキュレート堆積量を算出し、リターンに抜ける。
【００６２】
これにより差圧が小さくなっても十分なパティキュレート堆積量推定精度を確保することができる。
【００６３】
（第５実施形態）
図１４に本発明の第５実施形態になる排気浄化装置を示す。第１実施形態の構成において一部の構成を別の構成に代えたものである。
【００６４】
圧力センサ７２ＣはＤＰＦ３３の上流の圧力を検出するもので、ＥＣＵ８Ｃはこの検出圧力値からＤＰＦ３３の下流の圧力値を減算し、減算値をＤＰＦ３３の前後の差圧としている。ここで、ＤＰＦ３３の下流の圧力値は、大気圧値に排気通路３のＤＰＦ３３よりも下流における圧力損失を加算して求める。前記圧力損失は排気流量の関数として求めてもよい。
【００６５】
このようにしてＤＰＦ３３の前後の差圧を求める手法は前記第２〜第４実施形態の排気浄化装置にも適用することができる。
【００６６】
なお、前記第３，第４実施形態では、ＤＰＦ３３の差圧の検出信号を受ける入力部を、検出信号がアンプを通過させるか否かを選択することで、また、増幅率の異なるアンプのうちからいずれかを選択することで、入力部における利得を可変としているが、差圧の検出信号を増幅するアンプを備え、利得可変に構成されておればよく、例えば単一のアンプを用いて回路定数の選択により利得が可変となるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態になる排気浄化装置を付設した内燃機関の全体概略構成図である。
【図２】前記排気浄化装置を構成するＥＣＵで実行されるパティキュレートフィルタの再生制御の内容を示すフローチャートである。
【図３】前記排気浄化装置の作動を説明する第１のグラフである。
【図４】前記排気浄化装置の作動を説明する第２のグラフである。
【図５】前記排気浄化装置の作動を説明する第３のグラフである。
【図６】前記排気浄化装置の作動を説明する第４のグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態になる排気浄化装置を構成するＥＣＵで実行されるパティキュレートフィルタの再生制御の内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態になる排気浄化装置を構成するＥＣＵの要部構成図である。
【図９】前記ＥＣＵで実行されるパティキュレートフィルタの再生制御の内容を示すフローチャートである。
【図１０】前記排気浄化装置の作動を説明するグラフである。
【図１１】本発明の第４実施形態になる排気浄化装置を構成するＥＣＵの要部構成図である。
【図１２】前記ＥＣＵで実行されるパティキュレートフィルタの再生制御の内容を示すフローチャートである。
【図１３】前記排気浄化装置の作動を説明するグラフである。
【図１４】本発明の第５実施形態になる排気浄化装置を付設した内燃機関の全体概略構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  エンジン（内燃機関）
３  排気通路
３１  吸気絞り弁
３３  パティキュレートフィルタ
７１  エアーフローメータ
７２  差圧センサ
８  ＥＣＵ（排気流量増加手段、排気流量増加要否判定手段、排気流量最大値演算手段）
８０Ａ，８０Ｂ  入力部（検出信号入出力手段）
８Ａ，８Ｂ  ＥＣＵ（利得設定手段）
８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ  アンプ
【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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【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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