(57)【要約】【課題】目標スート再生量を設定して、該目標スート再生量になるようにスート再生量を直接制御して、再生温度と再生時間を適正化し、過昇温とオイルダイリューションを抑えることができるディーゼルエンジンの排ガス浄化装置を提供することを目的とする。【解決手段】排気通路に酸化触媒（ＤＯＣ）７およびディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）９を備えるディーゼルエンジンの排気浄化装置において、ＤＰＦの再生制御で燃焼室内に燃焼に寄与しないタイミングで燃料を噴射するレイトポスト噴射制御手段６２が、レイトポスト噴射量をＤＰＦ９によって再生されるスート再生量が目標スート再生量になるようにフィードバック制御することを特徴とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に酸化触媒（ＤＯＣ）および排気中のスート（煤）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）を備え、前記ＤＰＦに捕集されたスートを再生処理するディーゼルエンジンの内燃機関の排気浄化装置において、
前記スートの堆積量が所定値を超えた時に、昇温手段を制御して前記ＤＰＦを所定の目標温度近傍まで昇温して堆積したスートを焼却除去する再生制御装置を備え、
該再生制御装置は、燃焼室内に燃焼に寄与しないタイミングで燃料を噴射するレイトポスト噴射制御手段を有し、
該レイトポスト噴射制御手段は、レイトポスト噴射量をＤＰＦによって再生されるスート再生量が目標スート再生量になるようにフィードバック制御することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
前記レイトポスト噴射制御手段は、一定量の目標スート再生量を基に制御することを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記レイトポスト噴射制御手段は、レイトポスト噴射開始後の再生経過時間に応じて前記目標スート再生量を、再生開始直後は小さく設定し、再生が進むにつれて大きくし、再生終盤には再び小さくするように変化させることを特徴とする請求項１記記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記レイトポスト噴射制御手段は、レイトポスト噴射開始後のスート堆積量に応じて、前記目標スート再生量を、再生開始直後は小さく設定し、再生が進むにつれて大きくし、再生終盤には再び小さくするように変化させることを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
前記目標スート再生量が２段以上の多段階、または連続的に変化することを特徴とする請求項３または４記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
レイトポスト噴射開始直後に目標スート再生量へとゆっくり変化するようにレートリミッタを設けたことを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
前記目標スート再生量にＤＰＦの温度上限値に基づいて求められる目標スート再生量上限値を設定することを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項８】
前記目標スート再生量上限値は、予め計算または試験によって求めた値として一定値として設定され、または、ＤＰＦ温度を検出してＤＰＦの触媒劣化の限界温度近傍まで上昇させるように設定されることを特徴とする請求項７記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【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浄化装置に関し、特に、排ガス中に含まれるパティキュレートマター（粒子状物質、以下ＰＭと略す）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルター（以下ＤＰＦと略す）の再生制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排ガス規制において、ＮＯｘ低減と同様に重要なのが、ＰＭの低減である。これに対する有効な技術として、ＤＰＦが知られている。
ＤＰＦは、フィルターを用いたＰＭ捕集装置であり、排ガス温度が低いエンジン運転状態では、このＤＰＦにＰＭが堆積し続けるので、強制的に温度を上げてＰＭ（ＰＭ中のＳｏｏｔ（スート、煤））を燃焼する強制再生が行われる。
【０００３】
ＤＰＦの強制再生は、燃料を筒内噴射したレイトポスト噴射（噴射タイミングが遅く、筒内燃焼しない）を行い、ＤＰＦの前段に配置された酸化触媒（以下ＤＯＣと略す）で酸化反応をさせ、この反応熱でＤＰＦ部分の排ガス温度を高温（６００〜６５０℃）に保ち、ＤＰＦに堆積したスートを燃焼させる。
【０００４】
レイトポスト噴射量はＰＩＤ制御などのフィードバック制御によりＤＰＦ部分の温度を目標温度に制御することが一般的に行われている。このときの目標温度は、ＤＰＦの入口ガス温度、ＤＰＦの出口ガス温度、もしくはＤＰＦの内部温度など（これらの温度をＤＰＦ温度という）が使われる。
【０００５】
しかし、ＤＰＦ温度を目標温度の一定値に制御した場合、次のような問題が生じる。
目標温度を高く設定した場合には、ＤＰＦに堆積したスートが燃焼した場合に過昇温が生じる危険性がある。例えば、エンジンがアイドル状態になると、Ｄｒｏｐ  Ｔｏ  Ｉｄｌｅと呼ばれる過昇温しやすい状態になる。このＤｒｏｐ  Ｔｏ  Ｉｄｌｅのときに、スート堆積量が多いと、ＤＰＦの内部温度が急激に上昇し過昇温しやすくなる。
【０００６】
Ｄｒｏｐ  Ｔｏ  Ｉｄｌｅで、ＤＰＦ触媒が劣化する温度（約８００〜９００℃）に到達するスート堆積量をスート限界堆積量とすると、ＤＰＦ入口温度とスート限界堆積量は図１４に示すような関係となる。この関係より、スート堆積量が多いほど、ＤＰＦ目標温度を低く設定する必要があることが分かる。
特に、ＤＰＦ再生の初期段階では、スート堆積量が多いのでＤＰＦ温度が高い場合、ＤＰＦ過昇温の危険性が高まる。
【０００７】
一方、目標温度を低く設定した場合には、再生時間が長くなり、レイトポスト噴射燃料が、シリンダ内壁面からオイルパン内に落ち、オイル希釈（オイルダイリューション）が起こる危険性が高まる。図１５に、再生中のスート堆積量の時間変化を示す。ＤＰＦ再生温度が低いほど、再生時間が長くなることが分かる。
【０００８】
そこで、ＤＰＦ目標温度を何らかの指標により変化させる制御が知られており、例えば特開２００７−２３９４７０号公報（特許文献１）には、ＤＰＦの入口温度目標値が、スート堆積量、スート堆積量変化速度、ＤＰＦ温度、ＤＰＦ温度変化速度等の何れかから決定されることが示されている。
【０００９】
また、特開２００９−１３８７０２号公報（特許文献２）には、ＤＰＦ入口温度目標値をＤＰＦの強制再生の開始からの経過時間に応じて経過時間が短いほど目標温度を低く設定することが示されている。さらに、ＤＰＦ入口温度目標値を設定するものとして特開２０１０−０７１２０３号公報（特許文献３）も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２３９４７０号公報
【特許文献２】特開２００９−１３８７０２号公報
【特許文献３】特開２０１０−０７１２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１〜３のような、ＤＰＦ温度を目標ＤＰＦ温度になるようにレイトポスト噴射量等の再生条件を制御する技術では、例えば目標ＤＰＦ温度を、強制再生の開始からの経過時間が短いほど目標温度を低く設定することで、過昇温の防止を行うようにしている。
【００１２】
しかし、ＤＰＦ温度で制御する場合、スート再生量の温度特性が大きく変化するのに対応できない。すなわち、ＤＰＦ内部温度は、スートが燃焼する（Ｏ２により再生される）ことで、高温になる。
従って、スート堆積量が一定のときの、スート再生量とＤＰＦ温度の関係は図１６のような傾向で表される。この図１６のように、ＤＰＦ温度に対してスート再生量はリニアでなく指数関数的に変化しているため、ＤＰＦ温度が上昇することでスート再生量が大きく増加し、一気に過昇温に至る危険性が高まる。例えば、ＤＰＦ温度が６３０℃の場合のスート再生速度は、６００℃の場合に約２倍である。
このように、ＤＰＦ温度で制御する場合には、スート再生量を正確に把握できずに過昇温に至る危険性を有している。
【００１３】
なお、スート再生量とスート再生速度の算出式は下記式（１）、式（２）のような関係で算出できる。そして、この式（１）、（２）より、図１６のようなスート再生量とＤＰＦ温度の関係が導かれる。
スート再生量〔ｇ／ｓ〕＝スート再生速度〔１／ｓ〕×スート堆積量〔ｇ〕    （１）
スート再生速度〔１／ｓ〕＝Ａ×ｅｘｐ（−Ｂ／ＲＴ）×ＱＯ２γ                    （２）
ここで、Ａ、Ｂ、γ：定数
Ｒ：気体定数
Ｔ：ＤＰＦ温度〔Ｋ〕
ＱＯ２：Ｏ２流量〔ｇ／ｓ〕
である。
【００１４】
前述のように、ＤＰＦ温度で制御する場合には、スート再生量を正確に把握できず、スートが燃焼することで、高温になる状況を正確に把握できず、過昇温に至る危険性を有している。
そこで、本発明はこれら問題に鑑みてなされたもので、目標スート再生量を設定して、該目標スート再生量になるようにスート再生量を直接制御して、再生温度と再生時間を適正化し、過昇温とオイルダイリューションを抑えることができるディーゼルエンジンの排ガス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】
【００１５】
前記課題を解決するために、本発明は、排気通路に酸化触媒（ＤＯＣ）および排気中のスート（煤）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）を備え、前記ＤＰＦに捕集されたスートを再生処理するディーゼルエンジンの内燃機関の排気浄化装置において、前記スートの堆積量が所定値を超えた時に、昇温手段を制御して前記ＤＰＦを所定の目標温度近傍まで昇温して堆積したスートを焼却除去する再生制御手段を備え、該再生制御手段は、燃焼室内に燃焼に寄与しないタイミングで燃料を噴射するレイトポスト噴射制御手段を有し、該レイトポスト噴射制御手段は、レイトポスト噴射量をＤＰＦによって再生されるスート再生量が目標スート再生量になるようにフィードバック制御することを特徴とする。
【００１６】
かかる発明によれば、スート再生量に基づいてレイトポスト噴射量を制御するため、スート再生量が大きく増加することによって一気にＤＰＦ温度が過昇温になるような問題を解消できる。
このように、目標スート再生量を設定して、スート再生量が該目標スート再生量になるようにレイトポスト噴射量を制御することによって、ＤＰＦの温度制御の適正化が図れて、その結果、過昇温とオイルダイリューションの危険性を抑えることができる。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、前記レイトポスト噴射制御手段は、一定量の目標スート再生量を基に制御するとよい。
このように、目標スート再生量を一定値として、スート再生量を一定に制御することによって、スートが一気に燃焼する危険性を抑制でき、過昇温を防止することができる。
【００１８】
また、ＤＰＦ再生が進んで、堆積量が減少すると、仮に、ＤＰＦ温度を一定に制御した場合は、スート再生量が少なくなり再生時間が長くなり、オイルダイリューションの危険性が高まる。しかし、本発明では、ＤＰＦ再生が進んでも、スート再生量が一定に保たれるので、再生時間が短くなりオイルダイリューションを抑制することができる。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、前記レイトポスト噴射制御手段は、レイトポスト噴射開始後の再生経過時間に応じて前記目標スート再生量を、再生開始直後は小さく設定し、再生が進むにつれて大きくし、再生終盤には再び小さくするように変化させるとよい。
このように、再生開始直後には、まだスートが多量に堆積されているため、目標スート再生量を小さくすることで、ＤＰＦの過昇温の危険性を低減できる。
再生が進むにつれて、目標スート再生量を大きくするので、再生時間を短くでき、オイルダイリューションの危険性を低減できる。
再生終盤においては、目標スート再生量を再び小さくして、スート再生量が大きくなりすぎるのを抑制して、過昇温の危険性を低減できる。
【００２０】
また、本発明において好ましくは、前記レイトポスト噴射制御手段は、レイトポスト噴射開始後のスート堆積量に応じて、前記目標スート再生量を、再生開始直後は小さく設定し、再生が進むにつれて大きくし、再生終盤には再び小さくするように変化させるとよい。
このようにレイトポスト噴射開始後のスート堆積量に応じて目標スート再生量を変化させることによっても、前記のレイトポスト噴射開始後の再生経過時間に応じて前記目標スート再生量を変化させた場合と同様の作用効果を生じ、過昇温及びオイルダイリューションの危険性を低減できる。
【００２１】
また、本発明において好ましくは、前記目標スート再生量が２段以上の多段階、または連続的に変化するとよい。
すなわち、前記のレイトポスト噴射開始後の再生経過時間に応じての目標スート再生量の変化、およびレイトポスト噴射開始後のスート堆積量に応じての前記目標スート再生量の変化が２段以上の多段階、または連続的に変化させることによって、レイトポスト噴射開始後の再生の進行に応じた適切な目標再生スート量を設定できる。
【００２２】
また、本発明において好ましくは、レイトポスト噴射開始直後に目標スート再生量へとゆっくり変化するようにレートリミッタを設けるとよい。
このようにレートリミッタ、すなわち、スート再生量の上昇率に制限を設けることによって、再生開始直後のスート再生量のオーバーシュートを防止することができ、過昇温を防止できる。
【００２３】
また、本発明において好ましくは、前記目標スート再生量にＤＰＦの温度上限値に基づいて求められる目標スート再生量上限値を設定するとよい。
このように、目標スート再生量の上限値として、ＤＰＦの触媒劣化の上限値から求めた上限値を設定するので、過昇温によるＤＰＦの劣化を防止できる。
【００２４】
また、前記目標スート再生量上限値は、予め計算または試験によって求めた値として一定値として設定され、または、ＤＰＦ温度を検出してＤＰＦの触媒劣化の限界温度近傍まで上昇させるように設定されてもよい。
このようにＤＰＦ温度を監視しつつ目標スート量の上限値を設定する場合には、ＤＰＦの熱劣化を生じさせない範囲のぎりぎりの温度で目標スート量を設定するため、過昇温に達しない範囲での高い温度での再生ができ再生効率を向上できので、ＤＰＦの過昇温による劣化を防止するとともに、オイルダイリューションを低減できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、スートの堆積量が所定値を超えた時に、昇温手段を制御して前記ＤＰＦを所定の目標温度近傍まで昇温して堆積したスートを焼却除去する再生制御手段を備え、該再生制御手段は、燃焼室内に燃焼に寄与しないタイミングで燃料を噴射するレイトポスト噴射制御手段を有し、該レイトポスト噴射制御手段は、レイトポスト噴射量をＤＰＦによって再生されるスート再生量が目標スート再生量になるようにフィードバック制御するので、すなわち、スート再生量に基づいてレイトポスト噴射量を制御するため、スート再生量が大きく増加することによって一気にＤＰＦ温度が過昇温になるような問題を解消できる。また。このように、目標スート再生量を設定して、スート再生量が該目標スート再生量になるようにレイトポスト噴射量を制御することによって、ＤＰＦの温度制御の適正化が図れて、その結果、過昇温とオイルダイリューションの危険性を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のディーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成図である。
【図２】スート堆積量推定手段の構成ブロック図である。
【図３】スート堆積量推定手段を構成するスート排出量演算部の構成ブロック図である。
【図４】スート堆積量推定手段を構成するスート再生速度演算部の構成ブロック図である。
【図５】レイトポスト噴射制御手段の第１実施形態に係る構成ブロック図である。
【図６】目標スート再生量の設定ロジックを示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態に係る構成ブロック図である。
【図８】第２実施形態の制御フローチャートである。
【図９】第２実施形態の変形例を示す説明図である。
【図１０】第３実施形態に係る構成ブロック図である。
【図１１】第３実施形態によるスート再生量の変化状態を示す説明図である。
【図１２】第３実施形態の変形例を示す説明図である。
【図１３】第４実施形態に係る構成ブロック図である。
【図１４】ＤＰＦ入口制御温度とスート限界堆積量との関係を示す説明図である。
【図１５】再生時間とスート堆積量との関係を示す説明図である。
【図１６】ＤＰＦ温度とスート再生量との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２８】
図１を参照して、本発明に係るディーゼルエンジンの排ガス浄化装置の全体構成について説明する。
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下エンジンという）１の排気通路３には、ＤＯＣ７と該ＤＯＣ７の下流側にＰＭを捕集するＤＰＦ９とからなる排ガス後処理装置１１が設けられている。
また、排気通路３には排気タービン１３とこれに同軸駆動されるコンプレッサ１５を有する排気ターボ過給機１７を備えており、該排気ターボ過給機１７のコンプレッサ１５から吐出された空気は給気通路１９を通って、インタークーラ２１に入り給気が冷却された後、給気スロットルバルブ２３で給気流量が制御され、その後、吸気マニホールド２５から吸気ポートを通ってエンジン１の吸気弁を介して燃焼室内に流入するようになっている。
【００２９】
また、エンジン１においては、図示しない、燃料の噴射時期、噴射量、噴射圧力を制御して燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射装置が接続端子２７を介して再生制御装置（ＥＣＵ）２９と連結されている。
また、排気通路３、または排気マニホールド３１の途中から、ＥＧＲ（排ガス再循環）通路３３が分岐されて、排ガスの一部が給気スロットルバルブ２３の下流側部位にＥＧＲバルブ３５を介して投入されるようになっている。
【００３０】
エンジン１の燃焼室で燃焼された燃焼ガス、即ち排ガス３７は、排気マニホールド３１及び排気通路３を通って、排気ターボ過給機１７の排気タービン１３を駆動してコンプレッサ１５の動力源となった後、排気通路３を通って排ガス後処理装置１１に流入する。
また、ＤＰＦ９の再生制御装置２９には、ＤＰＦ入口温度センサ３９、ＤＰＦ出口温度センサ４１、ＤＯＣ入口温度センサ４３、エアフローメータ４５、吸気温度センサ４７からの信号が入力されている。
さらに、ＥＧＲバルブ３５、給気スロットルバルブ２３、エンジン回転数センサ４９、吸気マニホールド２５内の吸気マニホールド圧力センサ５１、および吸気マニホールド温度センサ５３からの信号、および燃料噴射装置からの燃料噴射量信号５５がそれぞれ再生制御装置（ＥＣＵ）２９に入力されている。
また、再生制御装置２９内には、各種マップデータを記憶する記憶部、さらにレイトポスト燃料噴射開始時からの経過時間を計測するタイマー等が設けられている。
【００３１】
この再生制御装置２９は、ＤＰＦ９に堆積したＰＭの堆積量が所定値を超えた時に、昇温手段を制御してＤＰＦ９の入口温度を目標設定温度近傍（６１０〜６５０℃）まで昇温して堆積したＰＭを焼却除去する。
再生制御装置２９によるＰＭの燃焼除去についての概要をまず説明する。
【００３２】
強制再生を開始する条件、例えば、走行距離、エンジンの運転時間、トータル燃料消費量、スート堆積量推定値、等を基に判定されて、強制再生が開始されるとＤＯＣ７を活性化するためのＤＯＣ昇温制御が実行される。このＤＯＣ昇温制御は、給気スロットルバルブ２３の開度が絞られ、燃焼室内に流入する空気量を絞って、排ガス温度を高める。さらに、アーリーポスト噴射によって、主噴射の直後にシリンダ内の圧力がまだ高い状態で主噴射より少量の燃料を噴射する１回目のポスト噴射を行い、このアーリーポスト噴射によって、エンジンの出力には影響を与えずに排ガス温度を高め、この高温化された排ガスがＤＯＣ７に流入することで、ＤＯＣ７を活性化させ、そしてＤＯＣ７の活性化に伴い排ガス中の未燃燃料を酸化し、酸化される際に発生する酸化熱で排ガス温度を上昇させる。
【００３３】
そして、次に、ＤＯＣ入口温度が所定温度に達したか、またはＤＰＦ入口温度が所定温度に達したかを判定し、超えている場合には、レイトポスト噴射によってＤＰＦ９の入口温度をさらに上昇させる。このレイトポスト噴射とは、アーリーポスト噴射後のクランク角度が下死点近傍まで進んだ状態で噴射する２回目のポスト噴射のことをいい、このレイトポスト噴射によって、排気弁の開状態時に燃焼室から排気通路３へ燃料を流出させて、排出された燃料は既に活性化されたＤＯＣ７において反応して、発生した酸化熱により排ガス温度をさらに上昇させてＤＰＦ９の再生に必要な温度、例えば６１０〜６５０℃にしてＰＭの燃焼を促進する。
【００３４】
また、再生制御装置２９には、ＤＰＦの強制再生の開始条件等に使用するために、スート堆積量推定手段６０と、前述したレイトポスト噴射量の制御を行うレイトポスト噴射制御手段６２とを備えている。
このスート堆積量推定手段６０について、図２〜４を参照して説明する。スート堆積量推定手段６０は、ＤＰＦ９の再生処理の有無にかかわらず常にＤＰＦ９に堆積するスート量をエンジンの運転状態に基づいて算出している。
【００３５】
スート堆積量推定手段６０は、図２に示すように、スート排出量演算部６４と、スート再生速度演算部６６とを備え、スート排出量演算部６４では、エンジン回転数、燃料噴射量、酸素過剰率の検出信号または算出値に基づいて、スート排出量が算出される。具体的には、図３に示すように、空気過剰率λに応じたスート排出量マップ６８を備えており、空気過剰率λの変化から過渡状態か否かを過渡状態判定部７０で判定して、過渡状態でない場合には、符号Ｅで示すルートに沿ってベースλを用いたスート排出量マップ７２を用いてスート排出量を算出する。前記過渡状態判定部７０は、空気過剰率の前回値と今回値との移動平均差Δλを基に、Δλと閾値の比較および今回空気過剰率λと閾値との比較を基に過渡時Ｆと定常状態Ｅとを判定する。
【００３６】
また、過渡状態と判定した場合には、符号Ｆで示すルートに沿って空気過剰率λに応じたスート排出量マップ６８を用いてスート排出量を算出する。なお、過渡状態の場合には、スート排出量補正部７４によって、空気過剰率λに応じた補正係数が算出されて積算器７６で積算されて補正する。
【００３７】
スート再生速度演算部６６は、エンジン回転数、燃料噴射量、排ガス流量、ＤＯＣ入口温度、ＤＰＦ入口温度、およびＤＰＦ出口温度の検出信号、さらに排気Ｏ２流量を所定の算出式を用いての算出値に基づいて、スート再生速度が算出される。具体的には、図４に示すように、Ｏ２によるスート再生速度マップ８０、ＮＯ２転化率マップ８２、ＮＯｘ排出量マップ８４、ＮＯ２によるスート再生速度マップ８６を夫々有している。
Ｏ２によるスート再生速度マップ８０は主に強制再生時の算出に用いられるものであり、演算式がマップの代用として用いてもよい。演算式としては、既に説明した下記式（２）を用いる。
スート再生速度〔１／ｓ〕＝Ａ×ｅｘｐ（−Ｂ／ＲＴ）×ＱＯ２γ          （２）
ここで、Ａ、Ｂ、γ：定数、
Ｒ：気体定数、
Ｔ：ＤＰＦ温度〔Ｋ〕、
ＱＯ２γ：Ｏ２流量〔ｇ／ｓ〕
である。
【００３８】
エンジンの運転状態に応じたＮＯｘ排出量をＮＯｘ排出量マップ８４で算出し、ＮＯｘからＮＯ２への転化率をＮＯ２転化率マップ８２で算出し、ＮＯ２への転化率を積算器８８でＮＯｘ排出量に積算し、ＮＯｘからＮＯ２へ転化する際に発生するＯ２によって生じるスート再生速度を、ＮＯ２によるスート再生速度マップ８６によって算出し、その算出結果を加算器９０によって、Ｏ２によるスート再生速度マップ８０からの算出値に加算して出力する。
【００３９】
ここで、図２に戻って、スート再生速度演算部６６で算出したスート再生速度に、スート堆積量推定値を積算器９２で掛け合わせて、スート再生量を算出する。そして、このスート再生量を加算器９４で、スート排出量演算部６４によって算出したスート排出量から減算することによって、すなわち、排出量から再生量を減算して堆積量を推定する。
加算器９４の出力は、積分器９６によって積分されて、スート堆積量推定値を算出し、スート堆積量推定値を除算器９８によって、ＤＰＦ容量で除算して単位容量当たりの堆積量として出力する。
【００４０】
（第１実施形態）
次に、再生制御装置２９に備えられているレイトポスト噴射量の制御を行うレイトポスト噴射制御手段６２の第１実施形態についてについて、図５、６を参照して説明する。
該レイトポスト噴射制御手段６２は、レイトポスト噴射量をＤＰＦ９によって再生されるスート再生量が目標スート再生量になるようにフィードバック制御することを特徴とする。
【００４１】
図５のように、目標スート再生量が定数で設定され、それに対して、スート再生量が、実際のエンジン運転状態に基づいて算出され、加算器１００にそれぞれの再生量が入力されて偏差が算出される。偏差はＰＩＤ制御器１０２によってフィードバックＰＩＤ演算処理がなされ、その出力がレイトポスト噴射量リミッタ１０４によって上限値が制限されて出力される。
スート堆積量が少ない状態ではスートと再生量が少なく、レイトポスト噴射量が多くなり過ぎるため、過昇温の危険性があるので、レイトポスト噴射量にリミッタ設ける。リミッタの上限値は、例えばＤＰＦ９の入口温度を７００℃と設定する。運転状態（排気流量、排気温度））により設定すべきレイトポスト噴射量が異なるのでレイトポスト噴射量上限値マップ（エンジン回転数、燃料噴射量をパラメータとする）１０６で上限値を設定する。
【００４２】
目標スート再生量の設定ロジックは、図６に示すように、ステップＳ１でレイトポスト噴射制御が開始されたか否かを判定し、レイトポスト噴射制御が開始されていれば、ステップＳ２で目標スート再生量設定値を目標スート再生量とし、レイトポスト噴射制御が開始されていなければ、ステップＳ３で実際のエンジン運転状態に基づいて算出されスート再生量を目標スート再生量として、偏差をゼロにして、ＰＩＤ制御器１０２内の積分器でのデータ蓄積を回避する。
なお、実際のエンジン運転状態に基づいて算出されるスート再生量は、図２のスート再生量演算において示したスート再生量を算出するＱ部分の再生量を用いる。
【００４３】
以上の第１実施形態によれは、スート再生量に基づいてレイトポスト噴射量を制御するため、スート再生量が大きく増加することによって一気にＤＰＦ温度が過昇温になるような問題を解消できる。このように、目標スート再生量を設定して、スート再生量が該目標スート再生量になるようにレイトポスト噴射量を制御することによって、ＤＰＦ９の温度制御の適正化が図れて、その結果、過昇温とオイルダイリューションの危険性を抑えることができる。
【００４４】
また、目標スート再生量を一定値として、スート再生量を一定に制御することによって、スートが一気に燃焼する危険性を抑制でき、過昇温を防止することができる。
さらに、ＤＰＦ再生が進んで、堆積量が減少すると、仮に、ＤＰＦ温度を一定に制御した場合は、スート再生量が少なくなり再生時間が長くなり、オイルダイリューションの危険性が高まる。しかし、本実施形態では、ＤＰＦ再生が進んでも、スート再生量が一定に保たれるので、再生時間が短くなりオイルダイリューションを抑制することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、レイトポスト噴射制御手段６２の第２実施形態について、図７〜９を参照して説明する。
第１実施形態とは、目標スート再生量の設定が異なるものであり、その他の構成は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図７のように、目標スート再生量が、レイトポスト噴射開始後の再生経過時間に応じて変化する。再生開始直後のＭ１段階では小さく設定し、再生が進んだ再生中盤のＭ２段階では、Ｍ１段階より大きくし、再生終盤のＭ３段階では再びＭ２段階より小さくするように変化させる。
【００４７】
再生開始直後のＭ１段階では、ＤＰＦ９の温度が低く、スート再生量が小さいので、レイトポスト噴射量が過大となる恐れがある。また、再生直後は、スートが多く堆積している可能性があるため、目標スート再生量を小さくする。
また、再生終盤のＭ３段階では、再生が進むため、スート堆積量が減少するので、スート再生量が小さくなることで、レイトポスト噴射量が過大となる。そのために、レイトポスト噴射量の上限値を指示し続たり、過昇温する危険性が高くなる。そこで、目標スート再生量を再生終盤にかけて適正化して、Ｍ２段階より下げたＭ３段階に設定する。
【００４８】
なお、具体的な目標スート再生量は、再生開示直後、再生中盤、再生終盤、におけるスート堆積量とＤＰＦ温度との２つのパラメータを基に、式（１）と式（２）を用いてスート再生量を算出して目標スート再生量とする。
【００４９】
次に、図８を参照して、具体的な制御フローについて説明する。
ステップＳ１１で、レイトポスト（ＬＰ）噴射制御が開始か否かを判定する。開始している場合には、ステップＳ１２に進んで、レイトポスト噴射制御開始からの再生経過時間が再生経過時間閾値以上かを否かを判定する。閾値以上に経過していていない場合には、ステップＳ１４に進んで、目標スート再生量を、目標スート再生量１段目設定値にする。ステップＳ１２で、閾値以上に経過している場合には、ステップＳ１３に進んで、目標スート再生量を、目標スート再生量２段目設定値にする。
また、ステップＳ１１で、レイトポスト（ＬＰ）噴射制御が開始していないと判定した場合には、ステップＳ１５に進んで、目標スート再生量を、実際のスート再生量に設定する。
【００５０】
なお、図８のフローチャートは切換えを２段階の説明をしたが、図７のように３段階、さらにそれ以上の複数段階としてもよい。さらに、多段階ではなく連続的に変化させるようにしてもよく、図９に示すように再生経過時間に応じた目標スート再生量演算カーブ１０８が設定され、または一次の演算式でもよく、その演算カーブ、式を用いて算出してもよい。レイトポスト噴射開始後の再生の進行に応じた適切な目標再生スート量を設定できる。
【００５１】
さらに、再生経過時間でなくスート堆積量を切換の判断に用いることもできる。このスート堆積量は、図２のスート堆積量推定値（Ｓの部分の出力値）を用いて、そのスート堆積量の減少に応じて切換えてもよい。
【００５２】
以上の第２実施形態によれば、再生開始直後には、まだスートが多量に堆積されているため、目標スート再生量を小さくすることで、ＤＰＦの過昇温の危険性を低減できる。
再生の中盤で目標スート再生量を大きくするので、再生時間を短くでき、オイルダイリューションの危険性を低減できる。
再生終盤においては、目標スート再生量を再び小さくして、スート再生量が大きくなりすぎるのを抑制して、過昇温の危険性を低減できる。
従って、再生温度と再生時間を適正化し、過昇温とオイルダイリューションの危険性を抑えることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
次に、レイトポスト噴射制御手段６２の第３実施形態について、図１０〜１２を参照して説明する。
第３実施形態は、レイトポスト噴射開始直後に目標スート再生量へとゆっくり変化するようにレートリミッタ１１０を設けたことに特徴がある。
その他の構成については第１実施形態と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図１０のように、目標スート再生量の信号が加算器１００に入力される回路に、レートリミッタ１１０が設けられる。これによって、スート再生量のオーバーシュートが改善されて、過昇温が防止される。図１１の２点鎖線の太字と細字で表した、レートリミッタを掛けない場合に比べて、実線の太線と点線で表したレートリミッタを掛けた場合は、スート再生量のオーバーシュートが改善される。
【００５５】
また、多段階にレートリミッタの傾斜部を設定してもよい。
さらに、図１２のように、レートリミッタの傾斜部の傾斜度合いを、スート堆積量（図２のスート堆積量推定値（Ｓの部分の出力値））を用いて、そのスート堆積量に応じて変化させるように、傾斜設定マップ１１２を設けてもよい。
スート堆積量に応じて傾斜度合いを設定することによって、不要にゆっくりと変化させることによる処理時間の長期化によるオイルダイリューションの問題を回避できる。
【００５６】
このようにレートリミッタ１１０を設置することによって、スート再生量の上昇率に制限を設けることができ、再生開始直後のスート再生量のオーバーシュートを防止することができ、過昇温を防止できる。
【００５７】
（第４実施形態）
次に、レイトポスト噴射制御手段６２の第４実施形態について、図１３を参照して説明する。
第４実施形態は、目標スート再生量に上限値を設定するものである。第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
【００５８】
図１３のように、目標スート再生量の信号が加算器１００に入力される回路に、小さい方を選択する選択器１１３が設けられる。すなわち、この選択器１１３には目標スート再生量上限値設定手段１１４からの信号が入力され、目標スート再生量上限値信号と、目標スート再生量信号との小さい方が選択されて加算器１００に入力される。
【００５９】
また、図１３のように、目標スート再生量上限値設定手段１１４には切換スイッチ１１６が設けられ、切換スイッチ１１６には、固定値として設定した目標スート再生量上限値信号ｕ１が入力される。
また、目標スート再生量上限値設定手段１１４には、スート再生速度を算出するスート再生速度算出部１１８が設けられて、ＤＰＦ温度上限値とＯ２流量とを基に式（２）を用いてスート再生速度が算出され、この算出したスート再生速度に、積算器１２０でスート堆積量が積算されて目標スート再生量が算出される。
そして、この目標スート再生量の信号ｕ２が、切換スイッチ１１６に入力される。
【００６０】
切換スイッチ１１６を切換えることで、ＤＰＦ９の温度上限値に基づいて求められる目標スート再生量上限値を、予め計算または試験によって求めた値として一定値として設定でき、また、ＤＰＦ温度を監視しＤＰＦの触媒劣化の上限値に達するまで、ぎりぎりに上昇させるように目標スート再生量上限値を調整して設定してもよい。
【００６１】
つまり、スート再生速度算出部１１８の入力信号としてのＤＰＦ温度上限値を、ＤＰＦ内部温度を監視しながら調整することで、目標スート再生量上限値をＤＰＦの触媒劣化の上限値に達するぎりぎりの値に設定できる。
【００６２】
このようにＤＰＦ温度を監視しつつ目標スート量の上限値を設定する場合には、ＤＰＦの熱劣化を生じさせない範囲のぎりぎりの温度で目標スート量を設定するため、過昇温に達しない範囲での高い温度での再生ができ再生効率を向上できので、ＤＰＦの過昇温による劣化を防止するとともに、オイルダイリューションを低減できる。
【００６３】
なお、第１実施形態または第２実施形態に対して第３時施形態と第４実施形態を適宜組み合わせて実施してもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明によれば、排ガス流量が減少した後に、排ガス流量が少ない状態が継続する場合においても、ＤＰＦ入口温度を目標温度に安定的に制御できるので、ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置への利用に適している。
【符号の説明】
【００６５】
１      ディーゼルエンジン
３      排気通路
７      ＤＯＣ（酸化触媒）
９      ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）
１１    排ガス後処理装置
２９    再生制御装置
３９    ＤＰＦ入口温度センサ
４１    ＤＰＦ出口温度センサ
４３    ＤＯＣ入口温度センサ
４５    エアフローメータ
４７    吸気温度センサ
４９    エンジン回転数センサ
６０  スート堆積量推定手段
６２  レイトポスト噴射制御手段
６４  スート排出量演算部
６６  スート再生速度演算部
１０２  ＰＩＤ制御器
１０４  レイトポスト噴射量リミッタ
１０６  レイトポスト噴射量上限値マップ
１１０  レートリミッタ
１１３  選択器
１１４  目標スート再生量上限値設定手段
【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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【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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