(57)【要約】【課題】ＤＰＦの再生時期を最適化して、エミッションの抑制および燃費の向上が可能なエンジンの排気浄化装置を提供すること。【解決手段】所定条件においてＰＭの捕捉量が最大ＰＭ捕捉量以上になったときに、ＤＰＦ３２を所定温度に昇温制御して再生する通常再生制御部と、最大ＰＭ捕捉量とＤＰＦ３２の過去の平均温度とに基づいて、通常再生制御部による通常の再生制御時の再生効率を算出する通常再生効率算出部４１と、現在のＰＭの捕捉量とＤＰＦ３２の現在の温度とに基づいて、仮に現在のＤＰＦ３２を前記所定温度に昇温制御して再生する場合の再生効率を算出する現在再生効率算出部４３と、算出された現在の再生効率が算出された通常の再生効率より高い場合には、ＤＰＦ３２を前記所定温度に昇温制御して再生を実行する早期再生制御部と、を備えることを特徴とするエンジン１の排気浄化装置である。【選択図】図６
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【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、排気中の粒子状物質を捕捉する排気浄化フィルタを備える内燃機関の排気浄化装置であって、
所定条件において粒子状物質の捕捉量が所定捕捉量以上になったときに、前記排気浄化フィルタを所定温度に昇温制御して再生する通常再生制御手段と、
前記所定捕捉量と前記排気浄化フィルタの過去の平均温度とに基づいて、前記通常再生制御手段による通常の再生制御時の再生効率を算出する通常再生効率算出手段と、
現在の粒子状物質の捕捉量と前記排気浄化フィルタの現在の温度とに基づいて、仮に現在の排気浄化フィルタを前記所定温度に昇温制御して再生する場合の再生効率を算出する現在再生効率算出手段と、
前記算出された現在の再生効率が前記算出された通常の再生効率より高い場合には、前記排気浄化フィルタを前記所定温度に昇温制御して再生を実行する早期再生制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記現在再生効率算出手段は、前記排気浄化フィルタの現在の温度と前記所定温度との偏差に応じて、現在の再生効率を算出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、内燃機関の排気浄化装置に関する。詳しくは、内燃機関から排出される排気中の粒子状物質を捕捉する排気浄化フィルタを備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに搭載される内燃機関、特に圧縮着火式内燃機関においては、排出される排気中に多量の粒子状物質が含まれる。この粒子状物質は人体に有害であり、またエミッション規制対象物質である。このため、粒子状物質を除去するための排気浄化フィルタ（以下、「フィルタ」ともいう）が、上記内燃機関の排気通路に設けられている。
【０００３】
上記フィルタでは、粒子状物質が多量に堆積すると、フィルタの上流側と下流側との間で差圧が生じ、出力の低下や燃費の悪化を招く。このため、粒子状物質がある程度堆積した段階で、堆積した粒子状物質を燃焼除去し、フィルタを再生する必要がある。
【０００４】
ここで、捕捉された粒子状物質を燃焼除去するには、フィルタの温度をおよそ６００℃以上まで昇温する必要がある。通常、上記内燃機関の排気の温度は２００℃程度であることから、例えば、フィルタの上流側に酸化触媒を設け、ポスト噴射などで排気通路内に燃料成分を導入する手法が採用されている。この手法によれば、燃料成分の導入によって進行する酸化反応に伴う反応熱により、下流のフィルタを昇温できる。
【０００５】
ところで、従来では、内燃機関が暖機されて酸化触媒が活性化されたことを条件として、フィルタの上流側と下流側との間の差圧などから算出した粒子状物質の捕捉量に基づいて、フィルタの再生時期を決定していた。具体的には、フィルタに捕捉された粒子状物質は、所定量を超えると効率良く燃焼除去される特性があることから、算出された捕捉量が所定量を超えたときに、フィルタの再生を実行していた。
【０００６】
しかしながら、内燃機関がアイドル運転状態や低負荷運転状態となったときには、排気温度が低下して酸化触媒の温度が活性化温度を下回り、酸化触媒が不活性状態となる場合がある。このときに、フィルタの再生を実行して燃料成分を排気通路内に導入した場合には、導入した燃料成分が酸化されずに排出されるため、エミッションが悪化するという問題があった。また、活性化温度を下回る低温状態から、粒子状物質の燃焼除去に必要な６００℃ほどの高温状態まで昇温する必要があるため、多量の燃料を消費し、燃費が悪化するという問題があった。
【０００７】
その一方で、例えば内燃機関の始動時に通常行われる酸化触媒活性化のための昇温制御時や、高負荷運転時、あるいはＮＯｘの還元のために行われるリッチ運転時などでは、酸化触媒は高温状態で活性化されているにも関わらず、粒子状物質の捕捉量が所定量を超えていない場合には、フィルタの再生は行われていなかった。即ち、フィルタの再生時期の決定に際して、エミッション性能や燃費に与える影響について十分には考慮されておらず、効率的な再生が行われているとは言えなかった。
【０００８】
フィルタの再生効率に関しては、例えば特許文献１において、フィルタの再生効率を演算するフィルタ再生効率演算手段を備える排気浄化装置が開示されている。しかしながら、この特許文献１でいう再生効率は、酸化触媒の劣化判定に用いるものであって、酸化触媒が正常に酸化機能を発揮しているか否かの指標にすぎない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２０１２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタの再生時期を最適化して、エミッションの抑制および燃費の向上が可能な内燃機関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】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明は、内燃機関（例えば、後述のエンジン１）の排気通路（例えば、後述の排気管４）に設けられ、排気中の粒子状物質を捕捉する排気浄化フィルタ（例えば、後述のＤＰＦ３２）を備える内燃機関の排気浄化装置を提供する。この排気浄化装置は、所定条件において粒子状物質の捕捉量が所定捕捉量（例えば、後述の最大ＰＭ捕捉量）以上になったときに、前記排気浄化フィルタを所定温度（例えば、６００℃）に昇温制御して再生する通常再生制御手段（例えば、後述の通常再生制御部，ＥＣＵ４０，図６のステップＳ９の実行に係る手段）と、前記所定捕捉量と前記排気浄化フィルタの過去の平均温度とに基づいて、前記通常再生制御手段による通常の再生制御時の再生効率を算出する通常再生効率算出手段（例えば、後述の通常再生効率算出部４１，ＥＣＵ４０，図６のステップＳ４の実行に係る手段）と、現在の粒子状物質の捕捉量と前記排気浄化フィルタの現在の温度とに基づいて、仮に現在の排気浄化フィルタを前記所定温度に昇温制御して再生する場合の再生効率を算出する現在再生効率算出手段（例えば、後述の現在再生効率算出部４３，ＥＣＵ４０，図６のステップＳ５の実行に係る手段）と、前記算出された現在の再生効率が前記算出された通常の再生効率より高い場合には、前記排気浄化フィルタを前記所定温度に昇温制御して再生を実行する早期再生制御手段（例えば、後述の早期再生制御部，ＥＣＵ４０，図６のステップＳ６およびＳ７の実行に係る手段）と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明では、排気浄化フィルタの再生を実行するか否かの判断の指標となる粒子状物質の所定捕捉量と、排気浄化フィルタの過去の平均温度とに基づいて、通常の再生制御時の再生効率を算出するとともに、排気浄化フィルタの現在の粒子状物質捕捉量と現在の温度とに基づいて、仮に現在の排気浄化フィルタを再生する場合の再生効率を算出する構成とした。また、算出された現在の再生効率が算出された通常の再生効率より高い場合には、通常よりも早期に排気浄化フィルタの再生を実行する構成とした。
これにより、例えば内燃機関の始動時に通常行われる酸化触媒の早期活性化のための昇温制御時や、高負荷運転時、あるいはＮＯｘの還元のために行われるリッチ運転時などの酸化触媒が高温状態で活性化されているときに、その時点における粒子状物質の捕捉量および排気浄化フィルタの温度に基づいて算出した再生効率が、通常の再生制御時の再生効率よりも高い場合に、再生を実行することができる。即ち、粒子状物質の捕捉量のみならず、排気浄化フィルタの温度に基づいて再生時期を決定するため、通常の再生を実行するよりも、再生時の昇温制御に伴う燃料消費量の観点から、効率の良い再生を実行でき、燃費を向上できる。また、通常の再生制御時よりも再生効率が高ければ早期に再生を実行するため、その結果として通常の再生制御の頻度が減少し、例えば従来のように、内燃機関がアイドル運転中や低負荷運転中で酸化触媒が不活性状態であるにも関わらず再生を実行してエミッションを悪化させてしまうのを抑制できる。
【００１３】
この場合、前記現在再生効率算出手段は、前記排気浄化フィルタの現在の温度と前記所定温度との偏差に応じて、現在の再生効率を算出することが好ましい。
【００１４】
この発明では、排気浄化フィルタの現在の温度と、再生制御時に設定される所定温度との偏差に応じて、現在の再生効率を算出する構成とした。これにより、上記の効果がより確実に奏される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、フィルタの再生時期を最適化して、エミッションの抑制および燃費の向上が可能な内燃機関の排気浄化装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を示す図である。
【図２】上記実施形態の再生効率算出部の構成を示す図であり、（Ａ）が通常再生効率算出部の構成を示す図であり、（Ｂ）が現在再生効率算出部の構成を示す図である。
【図３】通常の再生制御を説明するための図である。
【図４】エンジン始動時に通常行われる酸化触媒の早期活性化のための昇温制御を説明するための図である。
【図５】上記実施形態に係る再生制御を説明するための図である。
【図６】上記実施形態に係る再生制御の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を示す図である。内燃機関（以下、エンジン）１は、各気筒７の燃焼室内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンであり、各気筒７には図示しない燃料噴射弁が設けられている。これら燃料噴射弁は、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）４０により電気的に接続されており、燃料噴射弁の開弁時間および閉弁時間は、ＥＣＵ４０により制御される。
【００１８】
エンジン１には、吸気が流通する吸気管２と、排気が流通する排気管４と、排気の一部を吸気側に還流するＥＧＲ通路６と、吸気管２に吸気を圧送する過給機８と、が設けられている。
【００１９】
吸気管２は、吸気マニホールド３の複数の分岐部を介してエンジン１の各気筒７の吸気ポートに接続されている。排気管４は、排気マニホールド５の複数の分岐部を介してエンジン１の各気筒７の排気ポートに接続されている。
【００２０】
過給機８は、排気管４に設けられたタービン８１と、吸気管２に設けられたコンプレッサ８２と、を備える。タービン８１は、排気管４を流通する排気の運動エネルギにより駆動される。コンプレッサ８２は、タービン８１の回転により駆動され、吸気を加圧し吸気管２内へ圧送する。また、タービン８１は、図示しない複数の可変ベーンを備えており、可変ベーンの開度を変化させることにより、タービンの回転速度を変更できるように構成されている。ベーン開度は、ＥＣＵ４０により電磁的に制御される。
【００２１】
吸気管２のうち過給機８の上流側には、エンジン１の吸入空気量を制御するスロットル弁９が設けられている。このスロットル弁９は、アクチュエータを介してＥＣＵ４０に接続されており、その開度はＥＣＵ４０により電磁的に制御される。スロットル弁９により制御された吸入空気量は、エアフローメータ２１により検出される。
【００２２】
ＥＧＲ通路６は、排気マニホールド５と吸気マニホールド３とを接続し、タービン８１の上流の排気の一部を、吸気管２のうちコンプレッサ８２の下流に還流する。ＥＧＲ通路６には、還流する排気の流量を制御するＥＧＲ弁１１が設けられている。ＥＧＲ弁１１は、図示しないアクチュエータを介してＥＣＵ４０に接続されており、その弁開度はＥＣＵ４０により電磁的に制御される。
【００２３】
また、排気管４のうちタービン８１の下流には、酸化触媒（以下、「ＤＯＣ」という）３１、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）３２、ＮＯｘ捕捉還元触媒（以下、「ＬＮＣ」という）３３が、上流側からこの順序で設けられている。
【００２４】
排気管４のうち後述するＤＯＣ３１とＤＰＦ３２の間には、排気の温度を検出する温度センサ２５が設けられている。温度センサ２５は、後述のＥＣＵ４０に接続されており、その検出信号がＥＣＵ４０に供給される。
【００２５】
ＤＯＣ３１は、ポスト噴射によって排気中に導入される燃料成分を酸化し、発生する熱で排気を昇温することにより、下流のＤＰＦ３２を昇温する。ＤＯＣ３１としては、例えば、触媒として作用する白金（Ｐｔ）を、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）担体に担持させたものに、ＨＣの吸着作用に優れたゼオライトと、ＨＣの水蒸気改質作用に優れたロジウム（Ｒｈ）を加えて構成されたものが好ましく用いられる。
【００２６】
ＤＰＦ３２は、排気がフィルタの細孔を通過する際に、粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ、以下「ＰＭ」という）をフィルタの表面およびフィルタの細孔内に堆積させることによって捕捉する。例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）などのセラミックス多孔体からなるハニカム構造体を利用したウォールフロー型ＤＰＦが用いられる。
なお、ＤＰＦ３２では、ＰＭが捕捉されていくにつれて排気管４の圧損が増大するため、捕捉したＰＭを燃焼除去する後述の再生処理が実行される。
【００２７】
ＤＰＦ３２の上流側および下流側の排気管４には、圧力導入管２３を介して接続された差圧センサ２２が設けられている。この差圧センサ２２により、ＤＰＦ３２の上流側圧力と下流側圧力との差圧が検出される。差圧センサ２２は、後述のＥＣＵ４０に接続されており、その検出信号がＥＣＵ４０に供給される。
【００２８】
ＬＮＣ３３は、排気中の還元剤（ＨＣおよびＣＯ）濃度が酸素濃度より低い酸化雰囲気において、ＮＯｘを捕捉する一方、排気中の還元剤濃度が酸素濃度より高い還元雰囲気において、捕捉したＮＯｘを還元剤により還元浄化する。
ＬＮＣ３３としては、例えば、白金などの貴金属と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および希土類のうちの少なくとも１つを含むゼオライトなどのＮＯｘ吸着材と、から構成されたものが好ましく用いられる。
【００２９】
ＬＮＣ３３は、ＮＯｘ捕捉能力の限界、即ち最大ＮＯｘ捕捉量までＮＯｘを捕捉すると、それ以上はＮＯｘを捕捉できなくなる。このため、適時ＮＯｘを脱離させて還元浄化するために、排気のリッチ化が実行される。具体的には、エンジン１で燃焼する混合気の空燃比をストイキまたはストイキよりリッチ側に設定するリッチ化運転が実行される。
【００３０】
ＥＣＵ４０は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換するなどの機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット（以下、ＣＰＵという）とを備える。この他、ＥＣＵ４０は、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムおよび演算結果などを記憶する記憶回路と、エンジン１の燃料噴射弁やスロットル弁９などに制御信号を出力する出力回路と、を備える。
【００３１】
以上のようなハードウェア構成により、ＥＣＵ４０には、通常再生制御部、通常再生効率算出部４１と現在再生効率算出部４３とからなる再生効率算出部、および早期再生制御部の各モジュールが構成される。
【００３２】
通常再生制御部は、エンジン１が暖機されてＤＯＣ３１の温度が活性化温度以上となり、ＤＯＣ３１が活性化されたことを条件として、ＰＭの捕捉量が所定捕捉量以上になったときに、ＤＰＦ３２を所定温度（６００℃）に昇温制御して再生する。具体的には、エンジン１の燃料噴射弁に制御信号を出力してポスト噴射を実行することにより、ＤＯＣ３１に燃料成分を導入する。これにより、ＤＯＣ３１で進行する酸化反応に伴う反応熱でＤＰＦ３２が昇温されて、再生が実行される。
【００３３】
ＤＯＣ３１の温度は、温度センサ２５により検出された排気の温度と高い相関があるため、温度センサ２５により検出された排気の温度に応じて、予め設定されたＤＯＣ３１温度テーブルを検索することにより推定される。
また、ＤＯＣ３１の活性化温度は、ＤＯＣ３１の組成によって決定される固有の値である。
【００３４】
ＰＭの捕捉量としては、差圧センサ２２により検出されたＤＰＦ３２の上流側圧力と下流側圧力との差圧に応じて、予め設定されたＰＭ捕捉量テーブルを検索することにより、算出される。ＰＭ捕捉量テーブルは、上記の差圧が大きくなるほど、ＰＭ捕捉量が増加するように設定されている。
また、上記の所定捕捉量としては、予め実験を行うことにより設定され、捕捉されたＰＭを効率良く燃焼除去できる量である。本実施形態では、ＤＰＦ３２が捕捉し得る最大のＰＭ捕捉量に設定されている。
【００３５】
図２は、再生効率算出部の構成を示す図であり、（Ａ）が通常再生効率算出部４１、（Ｂ）が現在再生効率算出部４３を示している。
通常再生効率算出部４１は、上記の所定捕捉量（最大ＰＭ捕捉量）とＤＰＦ３２の過去の平均温度とに基づいて、上記通常再生制御部による通常の再生制御時の再生効率を算出する。通常再生効率算出部４１は、図２（Ａ）に示すように、第１演算器４１１と、第２演算器４１２と、乗算器４１３とを含んで構成される。
【００３６】
第１演算器４１１は、ＤＰＦ３２が捕捉し得る最大のＰＭ捕捉量に応じて、捕捉量による再生効率の係数を演算する。ここで、最大ＰＭ捕捉量はＤＰＦ３２に固定の値であるため、第１演算器４１１で演算される捕捉量による再生効率の係数は、ＤＰＦ３２に固有の値である。
【００３７】
第２演算器４１２は、再生制御時のＤＰＦ３２の設定温度と、ＤＰＦ３２の過去の平均温度との偏差に応じて、予め設定された昇温による再生効率の係数テーブルを検索することにより、昇温による再生効率の係数を演算する。この係数テーブルは、上記の偏差が小さいほど、係数が大きくなるように設定されている。
再生制御時のＤＰＦ３２の設定温度としては、本実施形態では６００℃に設定されており、ＤＰＦ３２の過去の平均温度の算出には、過去の制御サイクル時に推定されたＤＰＦ３２の温度が用いられている。
【００３８】
乗算器４１３は、第１演算器４１１で演算された捕捉量による再生効率の係数と、第２演算器４１２で演算された昇温による再生効率の係数とを乗算することにより、通常再生効率を算出する。
【００３９】
現在再生効率算出部４３は、現在のＰＭ捕捉量と、ＤＰＦ３２の現在の温度とに基づいて、仮に現在のＤＰＦ３２を再生する場合の再生効率を算出する。現在再生効率算出部４３は、図２（Ｂ）に示すように、第１演算器４３１と、第２演算器４３２と、乗算器４３３とを含んで構成される。
【００４０】
第１演算器４３１は、ＤＰＦ３２の現在のＰＭ捕捉量に応じて、予め設定された捕捉量による再生効率の係数テーブルを検索することにより、捕捉量による再生効率の係数を演算する。この係数テーブルは、ＰＭ捕捉量が多いほど、係数が大きくなるように設定されている。
また、上述したように、現在のＰＭ捕捉量は、差圧センサ２２により検出されたＤＰＦ３２の上流側圧力と下流側圧力との差圧に応じて、予め設定されたＰＭ捕捉量テーブルを検索することにより、算出される。
【００４１】
第２演算器４３２は、再生制御時のＤＰＦ３２の設定温度と、ＤＰＦ３２の現在の温度との偏差に応じて、予め設定された昇温による再生効率の係数テーブルを検索することにより、昇温による再生効率の係数を演算する。この係数テーブルは、上記の偏差が小さいほど、係数が大きくなるように設定されている。
ＤＯＣ３２の現在の温度は、温度センサ２５により検出された排気の温度と高い相関があるため、温度センサ２５により検出された排気の温度に応じて、予め設定されたＤＰＦ３２温度テーブルを検索することにより推定される。
また、再生制御時のＤＰＦ３２の設定温度としては、本実施形態では６００℃に設定されている。
【００４２】
乗算器４３３は、第１演算器４３１で演算された捕捉量による再生効率の係数と、第２演算器４３２で演算された昇温による再生効率の係数とを乗算することにより、現在再生効率を算出する。
【００４３】
早期再生制御部は、上記の現在再生効率算出部４３で算出された現在の再生効率が、上記の通常再生効率算出部４１で算出された通常の再生効率より高い場合には、ＤＰＦ３２の再生を実行する。具体的には、エンジン１の燃料噴射弁に制御信号を出力してポスト噴射を実行することにより、ＤＯＣ３１に燃料成分を導入する。これにより、ＤＯＣ３１で進行する酸化反応に伴う反応熱でＤＰＦ３２が昇温されて、再生が行われる。
【００４４】
次に、通常再生制御部による通常の再生制御と、早期再生制御部による早期の再生制御について、図３〜５を参照して説明する。
図３は、通常の再生制御時の燃料消費量とＤＯＣ３１およびＤＰＦ３２の温度との関係を示す図である。図３に示すように、再生前の通常走行時においては、ＤＯＣ３１およびＤＰＦ３２はいずれも低温状態にある。通常の再生制御では、ＤＰＦ３２がこのような低温状態であっても、ＰＭの捕捉量が所定捕捉量（最大ＰＭ捕捉量）以上になると、再生が実行される。
【００４５】
ポスト噴射によって再生が実行されると、先ずＤＯＣ３１の温度が上昇し始め、遅れてＤＰＦ３２の温度も上昇し始める。このとき、ポスト噴射量は、ＤＯＣ３１の温度の上昇とともに増加するように制御される。その後、ＤＰＦ３２の温度が設定温度（６００℃）に達したところで、ポスト噴射量は一定量で保持され、これにより、ＤＰＦ３２の温度が設定温度付近で保持される。
【００４６】
従って、ポスト噴射による燃料消費量は、昇温中の消費量と再生中の消費量との合計量で表され、ＤＰＦ３２の再生期間中にはこれらの合計量の燃料が消費されることとなる。また、この図３から、再生前のＤＯＣ３１およびＤＰＦ３２の温度が高温状態のときに再生を実行すれば、昇温中に消費される燃料量を低減できることが示唆される。
【００４７】
ところで、エンジン１の始動時には、通常、ＤＯＣ３１の早期活性化のための昇温制御が実行される。図４は、この昇温制御時の燃料消費量とＤＯＣ３１およびＤＰＦ３２の温度との関係を示す図である。図４に示すように、ＤＯＣ３１の早期活性化のための昇温制御により、始動直後からＤＯＣ３１の温度は上昇し始め、遅れてＤＰＦ３２の温度も上昇し始める。その後、ＤＯＣ３１の温度が一定温度（例えば５００℃）に達したところで、昇温制御を終了する。この図４から、エンジン１の始動時には、ＤＯＣ３１の早期活性化のための昇温制御によってＤＯＣ３１およびＤＰＦ３２がかなりの高温状態となることから、この状態で再生を実行すれば、燃料消費量を大幅に低減できることが示唆される。
【００４８】
そこで、本実施形態に係る早期の再生制御では、始動時に行われるＤＯＣ３１の早期活性化のための昇温制御によりＤＯＣ３１およびＤＰＦ３２が高温状態であるときに実行される。図５は、早期の再生制御時の燃料消費量とＤＯＣ３１およびＤＰＦ３２の温度との関係を示す図である。図５に示すように早期の再生制御前には、すでにＤＯＣ３１およびＤＰＦ３２は５００℃ほどの高温状態にあるため、再生時のＤＰＦ３２の設定温度（６００℃）まで短時間でＤＰＦ３２を昇温でき、昇温中の燃料消費量が大幅に低減している。従って、本実施形態に係る早期の再生制御では、ＤＰＦ３２の再生期間中に消費される燃料量が大幅に低減されている。
【００４９】
次に、本実施形態に係るＤＰＦ３２の再生制御について、図６を参照して説明する。
図６は、本実施形態に係るＤＰＦ３２の再生制御の手順を示すフローチャートである。この再生制御は、上記のＥＣＵ４０により、エンジン１の始動とともに開始されて繰り返し実行される。
【００５０】
ステップＳ１では、ＤＰＦ３２の温度を推定する。具体的には、温度センサ２５により検出された排気の温度に応じて、予め設定されたＤＰＦ３２温度テーブルを検索することにより、ＤＰＦ３２の温度を推定する。その後、ステップＳ２に移る。
【００５１】
ステップＳ２では、ＤＰＦ３２の過去の平均温度を算出する。具体的には、上記のステップＳ１で推定したＤＰＦ３２の温度と、過去の制御サイクル時に推定したＤＰＦ３２の温度とを用いて、ＤＰＦ３２の過去の平均温度を算出する。その後、ステップＳ３に移る。
【００５２】
ステップＳ３では、ＰＭ捕捉量を推定する。具体的には、差圧センサ２２により検出されたＤＰＦ３２の上流側圧力と下流側圧力との差圧に応じて、予め設定されたＰＭ捕捉量テーブルを検索することにより推定する。その後、ステップＳ４に移る。
【００５３】
ステップＳ４では、通常再生効率を算出する。具体的には、通常再生効率算出部４１の説明で詳しく述べたように、ステップＳ２で算出したＤＰＦ３２の過去の平均温度と最大ＰＭ捕捉量とに基づいて、通常の再生制御時の再生効率（通常再生効率）を算出する。その後、ステップＳ５に移る。
【００５４】
ステップＳ５では、現在再生効率を算出する、具体的には、現在再生効率算出部４３の説明で詳しく述べたように、ステップＳ１で推定したＤＰＦ３２の温度（現在の温度）と、ステップＳ３で推定したＰＭ捕捉量（現在のＰＭ捕捉量）とに基づいて、仮に現在のＤＰＦ３２を再生する場合の再生効率（現在再生効率）を算出する。その後、ステップＳ６に移る。
【００５５】
ステップＳ６では、ステップＳ５で算出した現在再生効率が、ステップＳ４で算出した通常再生効率よりも高いか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合には、早期に再生を実行した方が効率が良いと判断し、ステップＳ７に移ってＤＰＦ３２の早期の再生制御を実行する。一方、この判定がＮＯの場合には、通常の再生制御を実行した方が効率が良いと判断し、ステップＳ８に移る。
【００５６】
ステップＳ７では、ＤＰＦ３２の早期の再生制御を実行する。具体的には、ポスト噴射を実行してＤＯＣ３１に燃料成分を導入し、ＤＯＣ３１で酸化反応を進行させることで生ずる反応熱で、ＤＰＦ３２を昇温して再生する。これにより、本実施形態に係るＤＰＦ３２の再生制御を終了する。
【００５７】
ステップＳ８では、通常の再生制御の要求の有無を判定する。この判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ９に移ってＤＰＦ３２の通常の再生制御を実行する。一方、この判定がＮＯの場合には、ステップＳ１に戻る。
通常の再生制御の要求の有無は、ＤＯＣ３１が活性化されたことを条件として、ステップＳ３で推定したＰＭ捕捉量がＤＰＦ３２の最大ＰＭ捕捉量以上であるときに、通常の再生制御の要求有りとされる。
【００５８】
ステップＳ９では、ＤＰＦ３２の通常の再生制御を実行する。具体的には、ポスト噴射を実行してＤＯＣ３１に燃料成分を導入し、ＤＯＣ３１で酸化反応を進行させることで生ずる反応熱で、ＤＰＦ３２を昇温して再生する。これにより、本実施形態に係るＤＰＦ３２の再生制御を終了する。
【００５９】
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、ＤＰＦ３２の再生を実行するか否かの判断の指標となるＰＭの所定捕捉量（最大ＰＭ捕捉量）とＤＰＦ３２の過去の平均温度とに基づいて、通常の再生制御時の再生効率を算出するとともに、ＤＰＦ３２の現在のＰＭ捕捉量と現在の温度とに基づいて、仮に現在のＤＰＦ３２を再生する場合の再生効率を算出する構成とした。また、算出された現在の再生効率が算出された通常の再生効率より高い場合には、通常よりも早期にＤＰＦ３２の再生を実行する構成とした。
これにより、例えばエンジン１の始動時に通常行われるＤＯＣ３１の早期活性化のための昇温制御時や、高負荷運転時（高過給運転時など）、あるいはＬＮＣ３３におけるＮＯｘの還元のために行われるリッチ運転時などのＤＯＣ３１が高温状態で活性化されているときに、その時点におけるＰＭの捕捉量およびＤＰＦ３２の温度に基づいて算出した再生効率が、通常の再生制御時の再生効率よりも高い場合に、再生を実行することができる。即ち、ＰＭの捕捉量のみならず、ＤＰＦ３２の温度に基づいて再生時期を決定するため、通常の再生を実行するよりも、再生時の昇温制御に伴う燃料消費量の観点から、効率の良い再生を実行でき、燃費を向上できる。また、通常の再生制御時よりも再生効率が高ければ早期に再生を実行するため、その結果として通常の再生制御の頻度が減少し、例えば従来のように、エンジン１がアイドル運転中や低負荷運転中でＤＯＣ３１が不活性状態であるにも関わらず再生を実行してエミッションを悪化させてしまうのを抑制できる。
【００６０】
また、本実施形態では、ＤＰＦ３２の現在の温度と、再生制御時のＤＰＦ３２の設定温度との偏差に応じて、現在の再生効率を算出する構成とした。これにより、上記の効果がより確実に奏される。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態では、ＤＰＦ３２の再生制御時における昇温手段として、ＤＯＣ３１およびポスト噴射の実行を採用したが、これに限定されない。例えば、ヒータなどの昇温手段を採用してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…エンジン（内燃機関）
２２…差圧センサ
２５…温度センサ
３１…ＤＯＣ
３２…ＤＰＦ（排気浄化フィルタ）
３３…ＬＮＣ
４０…ＥＣＵ（通常再生制御手段、通常再生効率算出手段、現在再生効率算出手段、早期再生制御手段）
【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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