(57)【要約】【課題】  酸化機能を有する触媒を含んで構成される排気浄化装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、触媒をより速やかに昇温させることが可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】  触媒を活性温度にまで昇温させるときに、排気流量制御弁を閉弁状態とすると共に吸入空気量制御弁を開弁状態とする（Ｓ１０２）。そして、さらに、内燃機関における燃料噴射時期を遅角することで機関排出排気を昇温させる（Ｓ１０５、Ｓ１０９）。【選択図】  図２
2007016666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、酸化機能を有する触媒を含んで構成される排気浄化装置と、
前記内燃機関の吸入空気量を制御する吸入空気量制御弁と、
前記排気通路における排気流量を制御する排気流量制御弁と、
前記内燃機関における燃料噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、
前記触媒を昇温させる昇温手段と、を備え、
前記昇温手段は、前記触媒を昇温させる場合、前記排気流量制御弁を閉弁状態とすると共に前記吸入空気量制御弁を開弁状態とし、さらに、前記噴射時期制御手段によって前記内燃機関における燃料噴射時期を遅角することで、前記内燃機関から排出される排気を昇温させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記昇温手段が、前記触媒を活性温度にまで昇温させるものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
前記触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記触媒の温度を推定する温度推定手段と、
規定条件が成立したときに、前記昇温手段によって前記触媒を活性温度にまで昇温させると共に前記還元剤供給手段によって前記触媒に還元剤を供給することで前記排気浄化装置をさらに昇温させ、それによって、前記排気浄化装置の排気浄化能力を再生させる再生制御を実行する再生手段と、
前記触媒の劣化度合いを推定する劣化度合い推定手段と、
前記触媒の劣化度合いに基づいて前記再生制御実行時における前記触媒への還元剤供給量を制御する供給量制御手段と、をさらに備え、
前記劣化度合い推定手段は、前記内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にあるときであって前記規定条件が成立する以前に、前記昇温手段によって前記触媒を活性温度にまで昇温させると共に前記還元剤供給手段によって前記触媒に還元剤を供給し、該還元剤を供給したときの前記触媒の昇温速度に基づいて前記触媒の劣化度合いを推定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
前記排気浄化装置が、排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを有し、該パティキュレートフィルタより上流側に前記触媒が配置されて構成されており、
前記触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記排気通路における前記パティキュレートフィルタの上流側と前記パティキュレートフィルタの下流側との差圧を検出する差圧検出手段と、
該差圧検出手段によって検出される差圧に基づいて前記パティキュレートフィルタにおけるＰＭ捕集量を推定する捕集量推定手段と、
該捕集量推定手段によって推定されたＰＭ捕集量が規定捕集量以上となったときに、前記昇温手段によって前記触媒を活性温度にまで昇温させると共に前記還元剤供給手段によって前記触媒に還元剤を供給することで前記パティキュレートフィルタをＰＭ酸化温度にまで昇温させ、それによって、該パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を酸化・除去するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生手段と、
前記パティキュレートフィルタの上流側端面におけるＨＣ付着量を推定するＨＣ量推定手段と、
前記パティキュレートフィルタの上流側端面に付着したＨＣを除去するＨＣ除去手段と、をさらに備え、
前記ＨＣ除去手段は、前記内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にあるときであって且つＨＣ量推定手段によって推定されたＨＣ付着量が規定付着量以上となったときに、前記昇温手段によって前記触媒を活性温度にまで昇温させると共に前記還元剤供給手段によ
って前記触媒に還元剤を供給することで前記パティキュレートフィルタを前記ＰＭ酸化温度より低いＨＣ酸化温度にまで昇温させることでＨＣを除去することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項５】
前記排気浄化装置が、排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを有し、該パティキュレートフィルタに前記触媒が担持され且つ該パティキュレートフィルタの上流側にも前記触媒が配置されて構成されており、
前記排気浄化装置より上流側から前記触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記昇温手段によって前記触媒を活性温度にまで昇温させると共に前記還元剤供給手段によって前記触媒に還元剤を供給することで前記パティキュレートフィルタをＰＭ酸化温度にまで昇温させ、それによって、該パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を酸化・除去するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生手段をさらに備え、
前記フィルタ再生制御実行時において、前記内燃機関の吸入空気量が規定空気量以下の場合、前記触媒の温度が活性温度に達した後は前記吸入空気量制御弁および前記排気流量制御弁を開弁状態とすることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項６】
前記フィルタ再生制御実行時において、前記吸入空気量制御弁および前記排気流量制御弁を開弁状態とした後、前記パティキュレートフィルタより上流側に配置された前記触媒の温度が活性温度より低くなったときは、前記排気流量制御弁を閉弁状態とすることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化機能を有する触媒を含んで構成される排気浄化装置を備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気浄化システムにおいては、酸化機能を有する触媒を含んで構成される排気浄化装置を備えたものがある。このような排気浄化システムでは、排気浄化装置の排気浄化能力を再生させるべく排気浄化装置を昇温させる場合がある。
【０００３】
排気浄化装置を昇温させる方法としては、内燃機関から排出される排気（以下、機関排出排気と称する）を昇温させることで触媒を活性温度にまで昇温させると共に、活性温度にまで昇温された触媒に還元剤を供給することで排気浄化装置を昇温させる方法が知られている。
【０００４】
特許文献１には、内燃機関においてパイロット噴射及び主燃料噴射の実行時期を圧縮行程上死点後に遅角することで機関排出排気を昇温させ、その後、吸入空気量を減少させることにより排気中の未燃燃料を増加させることで触媒に燃料（即ち、還元剤）を供給する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、排気浄化装置を昇温させる場合に、該排気浄化装置より下流側に設けられた排気絞り弁を閉弁する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２２７３８１号公報
【特許文献２】特開平７−９７９１８号公報
【特許文献３】特開２００３−８３０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
酸化機能を有する触媒を含んで構成される排気浄化装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気浄化装置を昇温させるべく触媒を活性温度にまで昇温させる場合、吸入空気量を減少させる場合がある。吸入空気量を減少させるとポンピングロスが増加するために燃料噴射量が増加する。これにより、機関排出排気の温度が上昇する。また、吸入空気量が減少すると排気流量も減少するため、排気によって触媒から持ち去られる熱量（以下、単に、持ち去り熱量と称する）が減少する。これらによって、触媒が昇温されることになる。
【０００７】
しかしながら、吸入空気量が減少することにより排気流量が減少すると、触媒に供給されるエネルギー量が減少することになる。これは、触媒の昇温速度を抑制する要因となる。そして、触媒の昇温速度が遅いほど、排気浄化装置の昇温により時間がかかることになる。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、酸化機能を有する触媒を含んで構成される排気浄化装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、触媒をより速やかに昇温させることが可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、酸化機能を有する触媒を含んで構成される排気浄化装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、触媒を昇温させる場合、排気流量制御弁を閉弁状態とすると
共に吸入空気量制御弁を開弁状態とする。そして、さらに、内燃機関における燃料噴射時期を遅角することで機関排出排気を昇温させる。
【００１０】
より詳しくは、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられ、酸化機能を有する触媒を含んで構成される排気浄化装置と、
前記内燃機関の吸入空気量を制御する吸入空気量制御弁と、
前記排気通路における排気流量を制御する排気流量制御弁と、
前記内燃機関における燃料噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、
前記触媒を昇温させる昇温手段と、を備え、
前記昇温手段は、前記触媒を昇温させる場合、前記排気流量制御弁を閉弁状態とすると共に前記吸入空気量制御弁を開弁状態とし、さらに、前記噴射制御手段によって前記内燃機関における燃料噴射時期を遅角することで、前記内燃機関から排出される排気を昇温させる。
【００１１】
ここで、排気流量制御弁を閉弁状態にする場合、排気流量制御弁の開度を可及的に小さくしても良い。また、吸入空気量制御弁を開弁状態にする場合、吸入空気量制御弁の開度を、可及的に大きくしても良く、また、吸入空気量が可及的に多い量となる開度としても良い。
【００１２】
排気流量制御弁を閉弁状態とすると、該排気流量制御弁より上流側の排気通路内の圧力が上昇する。これに伴って、内燃機関の筒内圧も上昇する。さらに、本発明においては、吸入空気量制御弁を開弁状態とするため吸入空気量制御弁を閉弁状態とした場合よりも吸入空気量が多くなる。そのため、内燃機関の筒内圧がより高くなる。
【００１３】
内燃機関の筒内圧が高いほど筒内において燃料が燃焼し易くなるため、燃料噴射時期をより遅角することが出来る。そして、噴射された燃料が燃焼する範囲内で燃料噴射時期を遅角するほど機関排出排気の温度をより昇温することが出来る。
【００１４】
さらに、吸入空気量制御弁を開弁状態とすることで吸入空気量を増加させた場合、排気流量も増加する。そのため、吸入空気量制御弁を閉弁状態とした場合よりも触媒に供給されるエネルギーを増加させることが出来る。
【００１５】
また、吸入空気量が増加することによって燃料噴射量を増加させることが出来る。これにより、機関排出排気をさらに昇温することが出来る。
【００１６】
一方、吸入空気量制御弁を開弁状態とした場合、吸入空気量制御弁を閉弁状態とした場合よりも、ポンピングロスが減少したり、また、持ち去り熱量が増加したりする虞がある。これらは触媒の温度低下の要因となり得る。
【００１７】
しかしながら、ポンピングロスの減少や持ち去り熱量の増加に起因する触媒の温度低下分よりも、上記のような、燃料噴射時期の遅角量の増加及び排気流量の増加に起因する触媒の温度上昇分の方がより大きい。
【００１８】
従って、本発明によれば、触媒をより速やかに昇温させることが出来る。
【００１９】
尚、本発明において、触媒を昇温させる場合、内燃機関における燃料噴射を、主燃料噴射と、該主燃料噴射より後の時期であって且つ噴射された燃料が燃焼に供される時期に実行される副燃料噴射とによって行っても良い。
【００２０】
この場合、主燃料噴射時期が遅角されると共に、遅角された主燃料噴射の後で副燃料噴射が実行される。そして、この場合、主燃料噴射の実行時期と副燃料噴射の実行時期との間隔を可及的に長くしても良い。つまり、副燃料噴射時期を可及的に遅角しても良い。これにより、機関排出排気をより昇温することが出来る。
【００２１】
また、本発明においては、昇温手段が、触媒を活性温度にまで昇温させるものであっても良い。
【００２２】
本発明においては、触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、触媒の温度を推定する温度推定手段と、規定条件が成立したときに排気浄化装置の排気浄化能力を再生させる再生制御を実行する再生手段とをさらに備えても良い。
【００２３】
この場合、再生手段は、昇温手段によって触媒を活性温度にまで昇温させると共に、還元剤供給手段によって触媒に還元剤を供給することで排気浄化装置をさらに昇温させる。
【００２４】
つまり、この場合の再生制御では、昇温手段によって活性温度にまで昇温された触媒に還元剤が供給される。そして、供給された還元剤が酸化することで発生する酸化熱によって排気浄化装置がさらに昇温される。
【００２５】
このような再生制御においては、触媒への還元剤供給量を可及的に多くすることで排気浄化装置をより速やかに昇温させることが出来る。しかしながら、触媒への還元剤供給量が過剰な量となると、還元剤が触媒で酸化されることなく大気中に放出され排気エミッションの悪化を招く虞がある。一方、触媒の酸化能力は該触媒の劣化度合いによって変化する。つまり、触媒の劣化度合いが大きくなるほど該触媒において還元剤が酸化され難くなる。そのため、再生制御実行時においては、触媒の劣化度合いに応じて触媒への還元剤供給量を制御する必要がある。
【００２６】
そこで、上記構成の場合、触媒の劣化度合いを推定する劣化度合い推定手段と、触媒の劣化度合いに基づいて再生制御実行時における触媒への還元剤供給量を制御する供給量制御手段と、をさらに備えても良い。この場合、劣化度合い推定手段は、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にあるときであって規定条件が成立する以前に、昇温手段によって前記触媒を活性温度にまで昇温させると共に還元剤供給手段によって触媒に還元剤を供給する。そして、還元剤を供給したときの触媒の昇温速度に基づいて該触媒の劣化度合いを推定する。
【００２７】
活性状態にある触媒に還元剤を供給した場合、触媒の劣化度合いが大きいほど該触媒の昇温速度は遅くなる。そのため、触媒の昇温速度に基づいて該触媒の劣化度合いを推定することが出来る。
【００２８】
また、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にあるときは、該内燃機関の運転状態が触媒の温度変化に与える影響が比較的小さい。そのため、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にあるときに触媒の劣化度合いを推定した場合、該劣化度合いをより精度良く推定することが出来る。しかしながら、触媒を活性温度にまで昇温させる時間が長くなると、触媒の劣化度合いの推定にかかる時間が長くなる。その結果、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にある間に触媒の劣化度合いを推定することが困難となる。
【００２９】
そこで、劣化度合い推定手段は、上述した昇温手段によって触媒を活性温度にまで昇温させる。これにより、触媒の劣化度合いの推定にかかる時間をより短縮することが出来る。その結果、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にある間に触媒の劣化度合いを推定することが可能となる。
【００３０】
従って、上記構成によれば、触媒の劣化度合いをより精度良く推定することが出来る。そして、所定条件が成立する以前、即ち、再生制御が実行される前に触媒の劣化度合いを推定し、再生制御実行時における触媒への還元剤供給量を該劣化度合いに基づいて制御することで、還元剤供給量をより精度よく制御することが出来る。これにより、排気エミッションの悪化を抑制しつつ再生制御をより短時間で行うことが可能となる。
【００３１】
本発明において、排気浄化装置が、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭと称する）を捕集するパティキュレートフィルタ（以下、単に、フィルタと称する）を有し、該フィルタより上流側に触媒が配置されて構成されている場合、触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、排気通路におけるフィルタの上流側とフィルタの下流側との差圧（以下、前後差圧と称する）を検出する差圧検出手段と、該差圧検出手段によって検出される前後差圧に基づいてフィルタにおけるＰＭ捕集量を推定する捕集量推定手段と、フィルタに捕集されたＰＭを酸化・除去するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生手段と、をさらに備えても良い。
【００３２】
この場合、フィルタ再生手段は、捕集量推定手段によって推定されたＰＭ捕集量が規定捕集量以上となったときにフィルタ再生制御を実行する。このときのフィルタ再生制御は、昇温手段によって前記触媒を活性温度にまで昇温させると共に還元剤供給手段によって触媒に還元剤を供給することでフィルタをＰＭ酸化温度にまで昇温させることで行われる。
【００３３】
ここで、規定捕集量とは、内燃機関の運転状態への影響が過剰に大きくなる捕集量の下限値よりも少ない量であり、また、ＰＭが酸化したときにフィルタが過昇温する虞がある捕集量の下限値よりも少ない量である。
【００３４】
上記構成では、捕集量推定手段によって推定されたＰＭ捕集量が規定捕集量以上となったときにフィルタ再生制御が開始される。しかしながら、フィルタの上流側端面にＰＭが捕集された場合、フィルタにおけるセルの壁面（以下、フィルタの内部と称する）にＰＭが捕集された場合に比べて前後差圧が上昇し難い。
【００３５】
そのため、フィルタの上流側端面に捕集されたＰＭが増加すると、捕集量推定手段によって推定されたＰＭ捕集量が実際のＰＭ捕集量よりも少なくなる場合がある。このような場合、規定捕集量が、内燃機関の運転状態への影響が過剰に大きくなる捕集量の下限値近傍の量、もしくは、ＰＭが酸化したときにフィルタが過昇温する虞がある捕集量の下限値近傍の量に設定されていると、実際のＰＭ捕集量が過剰な量となる虞がある。また、規定捕集量をより少ない量に設定すると、フィルタ再生制御の実行頻度がより高くなる虞がある。
【００３６】
そこで、上記構成の場合、フィルタの上流側端面におけるＨＣ付着量を推定するＨＣ量推定手段と、フィルタの上流側端面に付着したＨＣを除去するＨＣ除去手段と、をさらに備えても良い。この場合、ＨＣ除去手段は、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にあるときであって且つＨＣ量推定手段によって推定されたＨＣ付着量が規定付着量以上となったときに、昇温手段によって触媒を活性温度にまで昇温させると共に還元剤供給手段によって触媒に還元剤を供給することでフィルタをＰＭ酸化温度より低いＨＣ酸化温度にまで昇温させる。これにより、フィルタの上流側端面に付着したＨＣを除去する。
【００３７】
フィルタの上流側端面においては、先ずＨＣが付着し、該ＨＣにＰＭが付着することでＨＣの捕集が促進される。そのため、フィルタの上流側端面に付着したＨＣを除去することによって該端面にＰＭが捕集されるのを抑制することが出来る。
【００３８】
ここで、規定付着量とは、予め定められた量であって、ＰＭの捕集が促進され易くなるＨＣ付着量の下限値より少ない量であっても良い。
【００３９】
内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にある場合は、排気の温度が比較的低いためフィルタの上流側端面にＨＣが付着しやすい。そこで、ＨＣ除去手段は、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にあるときであって且つＨＣ量推定手段によって推定されたＨＣ付着量が規定付着量以上となったときに、上述した昇温手段によって触媒を活性温度にまで昇温させる。そして、さらに、還元剤供給手段によって触媒に還元剤を供給することでフィルタをＨＣ酸化温度にまで昇温させる。
【００４０】
昇温手段によって触媒を活性温度にまで昇温させることで、フィルタをＨＣ酸化温度にまで昇温させるのにかかる時間をより短縮することが出来る。その結果、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にある間にＨＣを除去することが可能となる。尚、ＨＣはＰＭに比べて酸化され易いため、フィルタをＰＭ酸化温度より低いＨＣ酸化温度にまで昇温させることでＨＣを除去することが出来る。
【００４１】
このように、上記構成によれば、フィルタの上流側端面にＰＭが捕集されるのを抑制することが出来る。そのため、フィルタにおけるＰＭ捕集量を前後差圧に基づいてより精度よく推定することが出来る。その結果、フィルタ再生制御をより好適なタイミングで実行することが可能となる。
【００４２】
本発明においては、排気浄化装置がフィルタを有する場合、該フィルタの上流側に触媒が配置されると共に、該フィルタに触媒が担持されていても良い。また、このような場合おいては、排気浄化装置より上流側から触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、フィルタに捕集されたＰＭを酸化・除去するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生手段をさらに備えても良い。このフィルタ再生手段は、前記と同様、上述した昇温手段によって触媒を活性温度にまで昇温させると共に還元剤供給手段によって触媒に還元剤を供給することでフィルタをＰＭ酸化温度にまで昇温させる。そして、このような構成の場合、フィルタ再生手段によるフィルタ再生制御実行時において、内燃機関の吸入空気量が規定空気量以下の場合、触媒の温度が活性温度に達した後は吸入空気量制御弁および排気流量制御弁を開弁状態としても良い。
【００４３】
上記構成の場合、排気浄化装置より上流側から触媒に還元剤が供給される。そのため、フィルタに担持された触媒には、フィルタより上流側に配置された触媒で酸化されずに該触媒を通過した還元剤が供給される。
【００４４】
ここで、昇温手段によって触媒を活性温度にまで昇温させているときは排気流量制御弁が閉弁状態となっている。この場合、排気流量制御弁が開弁状態にある場合に比べて、排気浄化装置を通る排気の流量が少なくなる。
【００４５】
排気浄化装置を通る排気の流量が比較的少ない状態で還元剤手段から還元剤が供給された場合、該排気の流量が比較的多い状態の場合に比べて、フィルタより上流側に配置された触媒において還元剤が酸化され易くなる。つまり、フィルタより上流側に配置された触媒を還元剤が通過し難くなる。そのため、フィルタに担持された触媒に還元剤が供給され難くなる。その結果、フィルタの昇温速度が低下する虞がある。
【００４６】
そこで、上記のように、フィルタ再生制御実行時において、内燃機関の吸入空気量が規定空気量以下の場合、触媒の温度が活性温度に達した後は吸入空気量制御弁のみならず排気流量制御弁をも開弁状態とする。ここで、規定空気量とは、排気流量制御弁が閉弁され
た状態では、フィルタに担持された触媒に還元剤が供給され難くなるほど排気浄化装置を通る排気の流量が少なくなると判断出来る吸入空気量の上限値以上の値である。この規定空気量は実験等によって予め定められた値である。
【００４７】
これにより、吸入空気量制御弁と排気流量制御弁とを共に開弁状態とすることで、排気浄化装置を通る排気の流量を増加させることが出来る。その結果、フィルタに担持された触媒に還元剤が供給され易くなるため、フィルタをより速やかに昇温することが可能となる。
【００４８】
尚、上記構成において、吸入空気量制御弁および排気流量制御弁を開弁状態とすることで排気浄化装置を通る排気の流量を増加させると、持ち去り熱量が増加することになる。その結果、フィルタより上流側に配置された触媒の温度が活性温度より低くなる場合がある。このような場合、排気流量制御弁を再度閉弁状態としても良い。
【００４９】
これにより、フィルタより上流側に配置された触媒の温度をより速やかに活性温度に戻すことが出来る。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、酸化機能を有する触媒を含んで構成される排気浄化装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、触媒をより速やかに昇温させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００５２】
＜内燃機関の吸排気系の概略構成＞
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
【００５３】
内燃機関１は車両駆動用のディーゼル機関である。この内燃機関１には、吸気通路３および排気通路２が接続されている。吸気通路３には、エアフロメータ７およびスロットル弁８が設けられている。
【００５４】
一方、排気通路２には、排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ４（以下、単にフィルタ４と称する）が設けられている。また、フィルタ４より上流側の排気通路２に酸化触媒５が設けられている。尚、酸化触媒５は酸化機能を有した触媒であれば良く、例えば、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒であっても良い。
【００５５】
さらに、酸化触媒５より上流側の排気通路２には排気中に燃料を添加する燃料添加弁６が設けられている。フィルタ４より下流側の排気通路２には排気絞り弁９が設けられている。
【００５６】
また、排気通路２には、フィルタ４の前後における排気通路２内の圧力差に対応した電気信号を出力する差圧センサ１１が設けられている。排気通路２における酸化触媒５より上流側には該排気通路２内の圧力に対応した電気信号を出力する圧力センサ１３が設けられている。排気通路２における酸化触媒５より下流側且つフィルタ４より上流側、および、排気通路２におけるフィルタ４より下流側且つ排気絞り弁９より上流側には、排気の温度に対応した電気信号を出力する上流側温度センサ１２および下流側温度センサ１６がそれぞれ設けられている。
【００５７】
以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００５８】
ＥＣＵ１０には、エアフロメータ７および差圧センサ１１、圧力センサ１３、上流側温度センサ１２、下流側温度センサ１６、さらに、内燃機関１のクランクシャフトの回転角に対応した電気信号を出力するクランクポジションセンサ１４、および、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度に対応した電気信号を出力するアクセル開度センサ１５が電気的に接続されている。そして、これらの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
【００５９】
ＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサ１４の検出値に基づいて内燃機関１の回転数（以下、単に機関回転数と称する）を算出し、アクセル開度センサ１５の検出値に基づいて内燃機関１の負荷を算出する。また、ＥＣＵ１０は、上流側温度センサ１２の検出値に基づいて酸化触媒５の温度を推定し、下流側温度センサ１６の検出値に基づいてフィルタ４の温度を推定する。さらに、ＥＣＵ１０は、差圧センサ１１の検出値に基づいてフィルタ４におけるＰＭ捕集量を推定する。
【００６０】
また、ＥＣＵ１０には、スロットル弁８や燃料添加弁６、排気絞り弁９、内燃機関１の燃料噴射弁が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０によってこれらが制御される。
【００６１】
＜フィルタ再生制御＞
本実施例においては、フィルタ４におけるＰＭ捕集量が第一規定量以上となった場合、ＰＭを酸化・除去すべくフィルタ再生制御が開始される。ここで、第一規定量とは、内燃機関１の運転状態への影響が過剰に大きくなる捕集量よりも少ない量であり、また、ＰＭが酸化したときにフィルタ４が過昇温する虞がある捕集量よりも少ない量である。この第一規定量は実験等によって予め定められている。
【００６２】
本実施例に係るフィルタ再生制御では、排気昇温制御を実行することで機関排出排気を昇温させ、それによって酸化触媒５の温度を活性温度にまで上昇させる。そして、燃料添加弁６から燃料を添加することで、活性状態にある酸化触媒５に還元剤を供給する。このとき、酸化触媒５において燃料が酸化することで発生する酸化熱によってフィルタ４がＰＭ酸化温度にまで昇温される。これによって、ＰＭが酸化・除去される。
【００６３】
そして、フィルタ再生制御の実行開始後、フィルタ４におけるＰＭ捕集量が第二規定量以下にまで減少すると、該フィルタ再生制御の実行が停止される。ここで、第二規定量とは、第一規定量より少ない量であって、ＰＭ捕集量が再度第一規定量となるまでにはある程度時間がかかると判断出来る閾値となる量である。この第二規定量も実験等によって予め定められた量である。
【００６４】
＜排気昇温制御＞
次に、本実施例に係る排気昇温制御について説明する。本実施例に係る排気昇温制御では、排気絞り弁９を閉弁状態とすると共にスロットル弁８を開弁状態とする。このとき、排気絞り弁９の開度は可及的に小さくされ、スロットル弁８の開度は可及的に大きくされる。そして、内燃機関１における主燃料噴射時期を遅角すると共に副燃料噴射を実行する。ここで、副燃料噴射は、燃焼サイクルにおける主燃料噴射時期よりも後の時期であって、噴射された燃料が燃焼に供される時期に実行される。
【００６５】
排気絞り弁９及びスロットル弁８を上記のように制御することで、内燃機関１の筒内圧を可及的に高くすることが出来る。これにより、筒内において燃料が燃焼し易くなるため
、主燃料噴射時期および副燃料噴射時期を可及的に遅角することが出来る。そのため、機関排出排気をより昇温させることが出来る。
【００６６】
また、スロットル弁８を開弁状態とすることで排気流量が増加するため、酸化触媒５に供給されるエネルギーをより増加させることが出来る。
【００６７】
＜排気昇温制御の制御ルーチン＞
次に、本実施例に係る排気昇温制御について図２に示すフローチャートに基づいて説明する。図２は、本実施例に係る排気昇温制御の制御ルーチンを表すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、規定間隔で実行される。
【００６８】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ１０１において、排気昇温制御の実行条件が成立したか否かを判別する。本実施例では、排気昇温制御の実行条件はフィルタ４におけるＰＭ捕集量が第一規定量以上となることである。Ｓ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００６９】
Ｓ１０２において、ＥＣＵ１０は、排気絞り弁９を閉弁状態とすると共にスロットル弁８を開弁状態とする。
【００７０】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０３に進み、要求されている機関回転数Ｎｅ（以下、要求機関回転数Ｎｅｔと称する）より機関回転数Ｎｅが低いか否かを判別する。Ｓ１０３において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０２における制御により機関回転数Ｎｅが要求機関回転数Ｎｅｔより低くなったと判断し、ＥＣＵ１０はＳ１１４に進む。一方、Ｓ１０３において、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０４に進む。
【００７１】
Ｓ１１４に進んだＥＣＵ１０は、機関回転数を上昇させるべく内燃機関１における主燃料噴射量を増加させる。その後、ＥＣＵ１０はＳ１０３に戻る。
【００７２】
一方、Ｓ１０４に進んだＥＣＵ１０は、主燃料噴射時期の遅角量Δｔｍ、および、後述するＳ１０７における副燃料噴射量の増加量ΔＱａ、後述するＳ１０９における副燃料噴射時期の遅角量Δｔａを圧力センサ１３の検出値に基づいて算出する。
【００７３】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０５に進み、主燃料噴射時期をＳ１０４にて算出された遅角量Δｔｍ分遅角させると共に副燃料噴射を実行する。このとき、副燃料噴射量および副燃料噴射時期は、現時点における酸化触媒５の温度等に基づいて決定される。
【００７４】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０６に進み、機関回転数Ｎｅが要求機関回転数Ｎｅｔより低いか否かを判別する。Ｓ１０６において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０５における制御により機関回転数Ｎｅが要求機関回転数Ｎｅｔより低くなったと判断し、Ｓ１１５に進む。一方、Ｓ１０６において、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０７に進む。
【００７５】
Ｓ１１５に進んだＥＣＵ１０は、機関回転数を上昇させるべく内燃機関１における主燃料噴射量を増加させる。その後、ＥＣＵ１０はＳ１０６に戻る。
【００７６】
Ｓ１０７に進んだＥＣＵ１０は、副燃料噴射量をＳ１０４にて算出された増加量ΔＱａ分増加させる。
【００７７】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０８に進み、機関回転数Ｎｅが要求機関回転数Ｎｅｔより高いか否かを判別する。Ｓ１０８において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０７における制御により機関回転数Ｎｅが要求機関回転数Ｎｅｔより高くなったと判断し、Ｓ１１６に進む。一方、Ｓ１０８において、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０９に進む。
【００７８】
Ｓ１１６に進んだＥＣＵ１０は、機関回転数を低下させるべく内燃機関１における主燃料噴射量を減少させる。その後、ＥＣＵ１０はＳ１０８に戻る。
【００７９】
Ｓ１０９に進んだＥＣＵ１０は。副燃料噴射時期をＳ１０４にて算出された遅角量Δｔａ分遅角させる。
【００８０】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１１０に進み、機関回転数Ｎｅが要求機関回転数Ｎｅｔより低いか否かを判別する。Ｓ１１０において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０９における制御により機関回転数Ｎｅが要求機関回転数Ｎｅｔより低くなったと判断し、Ｓ１１７に進む。一方、Ｓ１１０において、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１１に進む。
【００８１】
Ｓ１１７に進んだＥＣＵ１０は、機関回転数を上昇させるべく内燃機関１における主燃料噴射量を増加させる。その後、ＥＣＵ１０はＳ１１０に戻る。
【００８２】
Ｓ１１１に進んだＥＣＵ１０は、酸化触媒５の温度Ｔｃが活性温度の下限値Ｔｃ０以上であるか否かを判別する。このＳ１１１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０４に戻る。
【００８３】
Ｓ１１２において、ＥＣＵ１０は、排気昇温制御の停止条件が成立したか否かを判別する。本実施例では、排気昇温制御の実行条件はフィルタ４におけるＰＭ捕集量が第二規定量以下となることである。Ｓ１１２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１２を繰り返す。
【００８４】
Ｓ１１３において、ＥＣＵ１０は排気昇温制御を停止する。即ち、副燃料噴射を停止すると共に、主燃料噴射時期および主燃料噴射量を通常の時期および量に戻す。その後、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００８５】
以上説明した制御ルーチンによれば、主燃料噴射時期および副燃料噴射時期が可及的に遅角される。また、副燃料噴射量が可及的に増加される。これらにより、機関排出排気をより昇温することになる。また、スロットル弁８を開弁状態とすることで排気流量が増加するため、酸化触媒５に供給されるエネルギーが増加する。
【００８６】
従って、本実施例によれば、酸化触媒５を活性温度にまでより速やかに昇温させることが出来る。そのため、フィルタ再生制御にかかる時間をより短縮することが出来る。
【００８７】
尚、本実施例においては、フィルタ４の代わりに吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒と称する）を設けても良い。この場合、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを還元するＳＯｘ被毒回復制御が実行される。
【００８８】
このＳＯｘ被毒回復制御においても、フィルタ再生制御と同様、ＮＯｘ触媒を昇温させるべく、酸化触媒５を活性温度にまで昇温させる必要がある。そこで、本実施例に係る排気昇温制御を適用することによって、ＳＯｘ被毒回復制御にかかる時間をより短縮することが出来る。
【実施例２】
【００８９】
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例１と同様であるためその説明を省略する。
【００９０】
＜劣化度合い推定制御＞
本実施例においては実施例１と同様のフィルタ再生制御が行われる。上記のように、フィルタ再生制御では、燃料添加弁６から燃料を添加することで該燃料を酸化触媒５に供給する。このとき、酸化触媒５の劣化度合いが大きくなるほど該酸化触媒５において燃料が酸化され難くなる。そこで、本実施例では、酸化触媒５の劣化度合いを推定すべく劣化度合い推定制御を実行する。そして、推定された劣化度合いに基づいて、フィルタ再生制御実行時における燃料添加弁６からの燃料添加量を制御する。
【００９１】
以下、本実施例に係る劣化度合い推定制御の制御ルーチンについて図３に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、規定間隔で実行される。
【００９２】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ２０１において、内燃機関１の運転状態がアイドル運転状態であるか否かを判別する。このＳ２０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ２０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００９３】
Ｓ２０２において、ＥＣＵ１０は、フィルタ４におけるＰＭ捕集量Ｑｐｍが第三規定捕集量Ｑｐｍ３以上となったか否かを判別する。ここで、第三規定捕集量Ｑｐｍ３とは上述した第一規定捕集量Ｑｐｍ１よりも僅かに少ない量であって、予め定められた量である。ＰＭ捕集量Ｑｐｍが第三規定捕集量Ｑｐｍ３以上となった場合、フィルタ再生制御が実行される直前であると判断出来る。Ｓ２０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ２０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００９４】
Ｓ２０３において、ＥＣＵ１０は、実施例１と同様の排気昇温制御を実行する。この場合、排気昇温制御の実行条件は、内燃機関１の運転状態がアイドル運転状態であって、且つ、フィルタ４におけるＰＭ捕集量Ｑｐｍが第三規定捕集量Ｑｐｍ３以上となることである。
【００９５】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０４に進み、酸化触媒５の温度Ｔｃが活性温度の下限値Ｔｃ０以上であるか否かを判別する。このＳ２０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ２０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ２０３に戻る。
【００９６】
Ｓ２０５において、ＥＣＵ１０は、燃料添加弁６からの微量燃料添加を規定時間実行する。ここで、微量燃料添加とは、大気中に排出された場合であっても排気エミッション悪化が許容範囲内となる程度の量であって予め定められた量の燃料を添加することである。また、規定時間は、後述する酸化触媒５の昇温速度Ｒｔｕｐを算出することが可能な時間であって、予め定められた時間である。
【００９７】
尚、Ｓ２０５においては、微量燃料添加開始後、規定時間が経過した時点で燃料添加弁６からの燃料添加を停止する。また、この燃料添加の停止と同時に排気昇温制御も停止する。この場合、排気昇温制御の停止条件は、微量燃料添加開始後、規定時間が経過することである。
【００９８】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０６に進み、Ｓ２０５において微量燃料添加を実行していた
間の酸化触媒５の昇温速度Ｒｔｕｐを算出する。
【００９９】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０７に進み、酸化触媒５の昇温速度Ｒｔｕｐに基づいて劣化度合いを算出する。酸化触媒５の劣化度合いが大きいほど昇温速度Ｒｔｕｐは遅くなるため、該昇温速度Ｒｔｕｐに基づいて該劣化度合いを算出することが出来る。
【０１００】
尚、Ｓ２０７においては、酸化触媒５の劣化度合いは、フィルタ再生制御実行時における燃料添加弁６からの燃料添加量を補正するための補正係数として算出される。該補正係数と酸化触媒５の昇温速度Ｒｔｕｐとの関係は予めマップとしてＥＣＵ１０に記憶されている。酸化触媒５の劣化度合いを算出した後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１０１】
以上説明した制御ルーチンでは、実施例１と同様の排気昇温制御によって酸化触媒５を活性温度にまで昇温する。これにより、劣化度合い推定制御にかかる時間をより短縮することが出来る。その結果、内燃機関１の運転状態が、酸化触媒５の温度変化に与える影響が比較的小さいアイドル運転状態にある間に、酸化触媒５の劣化度合いを推定することが可能となる。
【０１０２】
従って、本実施例によれば、酸化触媒５の劣化度合いをより精度良く推定することが出来る。
【０１０３】
そして、本実施例では、推定された酸化触媒５の劣化度合いに基づいて、フィルタ再生制御における燃料添加弁６からの燃料添加量を制御する。これにより、排気エミッションや燃費の悪化を抑制しつつより速やかにフィルタ４に捕集されたＰＭを酸化・除去することが出来る。
【０１０４】
尚、本実施例においても、実施例１と同様、フィルタ４の代わりにＮＯｘ触媒を設けても良い。この場合、ＳＯｘ被毒回復制御において、フィルタ再生制御と同様、酸化触媒５に燃料を供給すべく燃料添加弁６から燃料が添加される。
【０１０５】
そこで、本実施例に係る劣化度合い推定制御を適用し、推定された劣化度合いに基づいてＳＯｘ被毒回復制御における燃料添加弁６からの燃料添加量を制御する。これにより、排気エミッションや燃費の悪化を抑制しつつより速やかにＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを還元することが出来る。
【実施例３】
【０１０６】
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例１と同様であるためその説明を省略する。
【０１０７】
＜ＨＣ除去制御＞
本実施例においては実施例１と同様のフィルタ再生制御が行われる。上記のように、フィルタ再生制御は、フィルタ４におけるＰＭ捕集量が第一規定量以上となったときに実行される。また、このときのＰＭ捕集量は差圧センサ１１の検出値に基づいて推定される。
【０１０８】
しかしながら、フィルタ４の上流側端面にＰＭが捕集された場合、フィルタ４の内部にＰＭが捕集された場合に比べて前後差圧が上昇し難い。そのため、フィルタ４の上流側端面に捕集されたＰＭが増加すると、差圧センサ１１の検出値に基づいて推定されたＰＭ捕集量が実際のＰＭ捕集量よりも少なくなる場合がある。
【０１０９】
フィルタ４の上流側端面においては、先ずＨＣが付着し、該ＨＣにＰＭが付着すること
でＨＣの捕集が促進される。そこで、本実施例においては、フィルタ４におけるＰＭ捕集量をより精度よく推定するために、フィルタ４の上流側端面に付着したＨＣを除去すべくＨＣ除去制御を実行する。
【０１１０】
以下、本実施例に係るＨＣ除去制御の制御ルーチンについて図４に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、規定間隔で実行される。
【０１１１】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ３０１において、内燃機関１の運転状態がアイドル運転状態であるか否かを判別する。このＳ３０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ３０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１１２】
Ｓ３０２において、ＥＣＵ１０は、フィルタ４の上流側端面におけるＨＣ付着量Ｑｈｃが第一規定付着量Ｑｈｃ１以上となったか否かを判別する。ＨＣ付着量Ｑｈｃは、内燃機関１での燃料噴射量の積算値やフィルタ４の温度の履歴等に基づいて算出される。また、ここでの第一規定付着量Ｑｈｃ１とは、ＰＭの捕集が促進され易くなるＨＣ付着量の下限値より少ない量である。この第一規定付着量Ｑｈｃ１は実験等によって予め定められている。Ｓ３０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ３０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１１３】
Ｓ３０３において、ＥＣＵ１０は、実施例１と同様の排気昇温制御を実行する。この場合、排気昇温制御の実行条件は、内燃機関１の運転状態がアイドル運転状態であって、且つ、フィルタ４の上流側端面におけるＨＣ付着量Ｑｈｃが第一規定付着量Ｑｈｃ１以上となることである。
【０１１４】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ３０４に進み、酸化触媒５の温度Ｔｃが活性温度の下限値Ｔｃ０以上であるか否かを判別する。このＳ３０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ３０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ３０３に戻る。
【０１１５】
Ｓ３０５において、ＥＣＵ１０は、燃料添加弁６からの燃料添加を実行し、酸化触媒５に燃料を供給する。このとき、フィルタ４の温度がＰＭ酸化温度よりも低いＨＣ酸化温度となるように燃料添加量が制御される。これにより、フィルタ４の上流側端面に付着したＨＣが除去される。
【０１１６】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ３０６に進み、フィルタ４の上流側端面におけるＨＣ付着量Ｑｈｃが第二規定付着量Ｑｈｃ２以下となったか否かを判別する。ここで、第二規定付着量Ｑｈｃ２とは、第一規定付着量Ｑｈｃ１より少ない量であって、ＨＣ付着量Ｑｈｃが再度第一規定量Ｑｈｃ１となるまでにはある程度時間がかかると判断出来る閾値となる量である。Ｓ３０６において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ３０７に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ３０５に戻る。
【０１１７】
Ｓ３０７において、ＥＣＵ１０はＨＣ除去制御を停止する。即ち、排気昇温制御および燃料添加弁６からの燃料添加を停止する。この場合、排気昇温制御の実行停止条件はフィルタ４の上流側端面におけるＨＣ付着量Ｑｈｃが第二規定付着量Ｑｈｃ２以下となることとなる。ＨＣ除去制御を停止した後、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１１８】
以上説明した制御ルーチンでは、実施例１と同様の排気昇温制御によって酸化触媒５を活性温度にまで昇温する。これにより、ＨＣ除去制御にかかる時間をより短縮することが出来る。その結果、内燃機関１の運転状態が、排気温度が比較的に低くフィルタ４の上流
側端面にＨＣが付着しやすいアイドル運転状態にある間に、ＨＣを除去することが可能となる。
【０１１９】
従って、本実施例によれば、フィルタ４の上流側端面にＰＭが捕集されるのを抑制することが出来る。そのため、フィルタ４におけるＰＭ捕集量を前後差圧に基づいてより精度よく推定することが出来る。その結果、フィルタ再生制御をより好適なタイミングで実行することが可能となる。
【実施例４】
【０１２０】
＜内燃機関の吸排気系の概略構成＞
本実施例では、酸化触媒５に加えて、フィルタ４にも酸化触媒が担持されている。それ以外の構成は実施例１と同様である。尚、フィルタ４に担持された酸化触媒（以下、担持触媒と称する）も、酸化触媒５と同様、酸化機能を有する触媒であれば良い。
【０１２１】
本実施例においても、実施例１と同様のフィルタ再生制御が実行される。ただし、本実施例では、燃料添加弁６から添加された燃料の一部が、酸化触媒５で酸化されずに該酸化触媒５を通過して担持触媒に供給される。そして、酸化触媒５のみならず担持触媒において燃料が酸化することで発生する酸化熱によってフィルタ４が昇温される。
【０１２２】
ところが、上記した排気昇温制御においては排気絞り弁９が閉弁状態となる。この場合、排気絞り弁９が開弁状態にある場合に比べて、酸化触媒５およびフィルタ４を通る排気の流量が少なくなる。そのため、燃料添加弁６から添加された燃料が酸化触媒５を通過し難くなる。つまり、担持触媒に燃料が供給され難くなる。その結果、フィルタ４の昇温速度が低下する虞がある。
【０１２３】
そこで、本実施例では、フィルタ再生制御実行時において、内燃機関１の吸入空気量が規定空気量以下の場合、酸化触媒５の温度が活性温度に達した後は、スロットル弁８のみならず排気絞り弁９も開弁状態とする。ここで、規定空気量とは、排気絞り弁９が閉弁された状態では、担持触媒に燃料が供給され難くなるほど酸化触媒５およびフィルタ４を通る排気の流量が少なくなると判断出来る吸入空気量の上限値以上の値である。この規定空気量は実験等によって予め定められた値である。
【０１２４】
上記により、酸化触媒５およびフィルタ４を通る排気の流量を増加させることが出来る。その結果、担持触媒に燃料が供給され易くなる。
【０１２５】
＜フィルタ再生制御の制御ルーチン＞
ここで、本実施例に係るフィルタ再生制御の制御ルーチンについて図５に示すフローチャートに基づいて説明する。図５は、本実施例に係るフィルタ制御の制御ルーチンを表すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、規定間隔で実行される。
【０１２６】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ４０１において、フィルタ４におけるＰＭ捕集量Ｑｐｍが第一規定捕集量Ｑｐｍ１以上となったか否かを判別する。このＳ４０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ４０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１２７】
Ｓ４０２において、ＥＣＵ１０は、実施例１と同様の排気昇温制御を実行する。この場合、排気昇温制御の実行条件は、実施例１と同様、フィルタ４におけるＰＭ捕集量Ｑｐｍが第一規定捕集量Ｑｐｍ１以上となることである。
【０１２８】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０３に進み、酸化触媒５の温度Ｔｃが活性温度の下限値Ｔｃ０以上であるか否かを判別する。このＳ４０３において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ４０４に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ４０２に戻る。尚、酸化触媒５の温度Ｔｃが活性温度の下限値Ｔｃ０以上であれば、担持触媒の温度も同様であると判断することが出来る。
【０１２９】
Ｓ４０４において、ＥＣＵ１０は、内燃機関の吸入空気量Ｑａｉｒが規定空気量Ｑａｉｒ０以下であるか否かを判別する。このＳ４０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ４０８に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ４０５に進む。
【０１３０】
Ｓ４０５に進んだＥＣＵ１０は、燃料添加弁６からの燃料添加を実行して酸化触媒５および担持触媒に燃料を供給する。このとき、フィルタ４の温度が、ＰＭ酸化温度となるように燃料添加量が制御される。これにより、フィルタ４に捕集されたＰＭが酸化・除去される。
【０１３１】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０６に進み、フィルタ４におけるＰＭ捕集量Ｑｐｍが第二規定捕集量Ｑｐｍ２以下となったか否かを判別する。このＳ４０６において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ４０７に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ４０４に戻る。
【０１３２】
Ｓ４０７において、ＥＣＵ１０はフィルタ再生制御を停止する。即ち、排気昇温制御および燃料添加弁６からの燃料添加を停止する。この場合、排気昇温制御の実行停止条件は、実施例１と同様、フィルタ４におけるＰＭ捕集量Ｑｐｍが第二規定捕集量Ｑｐｍ２以下となることとなる。フィルタ再生制御を停止した後、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１３３】
一方、Ｓ４０８に進んだＥＣＵ１０は、排気絞り弁９を閉弁状態とする。
【０１３４】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０９に進み、酸化触媒５の温度Ｔｃが活性温度の下限値Ｔｃ０以上か否かを判別する。このＳ４０９において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ４０５に進む。一方、Ｓ４０９において、否定判定された場合、排気絞り弁９を開弁状態することで酸化触媒５の温度Ｔｃが低下し活性温度の下限値Ｔｃ０よりも低くなったと判断し、Ｓ４１０に進む。
【０１３５】
Ｓ４１０において、ＥＣＵ１０は、排気絞り弁９を再度閉弁状態とする。その後、ＥＣＵ１０はＳ４０９に戻る。
【０１３６】
以上説明した制御ルーチンによれば、内燃機関１の吸入空気量Ｑａｉｒが規定空気量Ｑａｉｒ０以下の場合、酸化触媒５の温度が活性温度に達した後は、排気絞り弁６が開弁状態となる。これにより、酸化触媒５およびフィルタ４を通る排気の流量が増加し、担持触媒に燃料が供給され易くなる。従って、本実施例によれば、フィルタ４をより速やかに昇温することが可能となる。
【０１３７】
また、上記のように、フィルタ再生制御の実行中において、スロットル弁８のみならず排気絞り弁９をも開弁状態とすることで酸化触媒５およびフィルタ４を通る排気の流量を増加させると、持ち去り熱量が増加することになる。その結果、酸化触媒５の温度Ｔｃが活性温度より低くなる場合がある。
【０１３８】
そこで、上記制御ルーチンによれば、排気絞り弁９を開弁状態とした後、酸化触媒５の温度Ｔｃが活性温度の下限値Ｔｃ０より低くなった場合、排気絞り弁９を再度閉弁状態と
する。
【０１３９】
これにより、酸化触媒５の温度Ｔｃをより速やかに活性温度に戻すことが出来る。
【０１４０】
尚、上記実施例１から３においては、燃料添加弁６から燃料を添加することで酸化触媒５に燃料を供給したが、内燃機関１において、排気昇温制御における副燃料噴射とは別に、噴射された燃料が燃焼に供されないようなタイミングで副燃料噴射を実行することで酸化触媒５に燃料を供給しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図。
【図２】実施例１に係る排気昇温制御の制御ルーチンを示すフローチャート。
【図３】実施例２に係る劣化度合い推定制御の制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】実施例３に係るＨＣ除去制御の制御ルーチンを示すフローチャート。
【図５】実施例４に係るフィルタ再生制御の制御ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１４２】
１・・・内燃機関
２・・・排気通路
４・・・パティキュレートフィルタ
５・・・酸化触媒
６・・・燃料添加弁
７・・・エアフロメータ
８・・・スロットル弁
９・・・排気絞り弁
１０・・ＥＣＵ
１１・・差圧センサ
１２・・上流側温度センサ
１３・・圧力センサ
１４・・クランクポジションセンサ
１５・・アクセル開度センサ
１６・・下流側温度センサ
【図１】
2007016666.tif 000003
【図２】
2007016666.tif 000004
【図３】
2007016666.tif 000005
【図４】
2007016666.tif 000006
【図５】
2007016666.tif 000007