(57)【要約】【課題】ＤＰＦ内の温度分布を正確に把握して燃料消費量を最小にするＤＰＦ再生方法及び排気ガス浄化システムを提供する。【解決手段】ＤＰＦ１３内のＰＭ堆積量ΣＰＭcが予め設定した閾値を超えたときにＤＰＦ再生を開始するＤＰＦ再生方法において、ＰＭ堆積量及び温度をパラメータとしたＰＭ燃焼速度ｒ1，ｒ2又はＰＭ除去量ΔＰＭeのデータベースを予め作成しておき、ＤＰＦ再生時に、ＤＰＦ１３内の温度分布を算出し、データベースのいずれかとＤＰＦ１３内の温度分布とに基づいて予め設定した時間ｔ内におけるＰＭ除去量ΔＰＭeを算出し、算出したＰＭ除去量ΔＰＭeを累積してＤＰＦ再生開始時からの累積ＰＭ除去量ΣＰＭeを算出し、累積ＰＭ除去量ΣＰＭeがＤＰＦ再生開始時のＰＭ堆積量ΣＰＭc以上になったときにＤＰＦ再生を終了するＤＰＦ再生方法及び排気ガス浄化システムである。【選択図】図１
2013204438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＰＦ内のＰＭ堆積量が予め設定した閾値を超えたときにＤＰＦ再生を開始するＤＰＦ再生方法において、
ＰＭ堆積量及び温度をパラメータとしたＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量のデータベースを予め作成しておき、
ＤＰＦ再生時に、ＤＰＦ内の温度分布を算出し、前記データベースのいずれかと前記ＤＰＦ内の温度分布とに基づいて予め設定した時間内におけるＰＭ除去量を算出し、算出した前記ＰＭ除去量を累積してＤＰＦ再生開始時からの累積ＰＭ除去量を算出し、前記累積ＰＭ除去量がＤＰＦ再生開始時のＰＭ堆積量以上になったときにＤＰＦ再生を終了することを特徴とするＤＰＦ再生方法。
【請求項２】
前記ＤＰＦ内の温度分布は、ＤＰＦにおける熱収支、物質収支、及び反応速度式に基づいて算出する請求項１に記載のＤＰＦ再生方法。
【請求項３】
ＤＰＦ再生時に、ＰＭ堆積量に対するＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量が最大となる目標温度分布を算出し、前記ＤＰＦ内の温度分布が前記目標温度分布となるように前記ＤＰＦ内の温度分布を制御する請求項１又は２に記載のＤＰＦ再生方法。
【請求項４】
前記データベースとして、二酸化窒素によるＰＭの酸化が主となる場合の第１データベースと、酸素によるＰＭの酸化が主となる場合の第２データベースとを予め作成しておく請求項１〜３のいずれかに記載のＤＰＦ再生方法。
【請求項５】
ＤＰＦにおいて二酸化窒素量によるＰＭ除去が支配的となる温度領域を第１温度領域とすると共に、ＤＰＦにおいて酸素によるＰＭ除去が支配的となる前記第１温度領域よりも高い温度領域を第２温度領域とし、ＤＰＦに流入する排気ガスの温度が前記第１温度領域内の場合には前記第１データベースを用い、ＤＰＦに流入する排気ガスの温度が前記第２温度領域内の場合には前記第２データベースを用いる請求項４に記載のＤＰＦ再生方法。
【請求項６】
前記第１温度領域が２００℃以上５００℃未満であり、前記第２温度領域が５００℃以上１０００℃以下である請求項５に記載のＤＰＦ再生方法。
【請求項７】
ＤＰＦ内のＰＭ堆積量が予め設定した閾値を超えたときにＤＰＦ再生を開始する開始判断部を備えた排気ガス浄化システムにおいて、
ＰＭ堆積量及び温度をパラメータとしたＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量のデータベースを記憶しておく記憶部と、
ＤＰＦ再生時に、ＤＰＦ内の温度分布を算出し、前記データベースのいずれかと前記ＤＰＦ内の温度分布とに基づいて予め設定した時間内におけるＰＭ除去量を算出し、算出した前記ＰＭ除去量を累積してＤＰＦ再生開始時からの累積ＰＭ除去量を算出し、前記累積ＰＭ除去量がＤＰＦ再生開始時のＰＭ堆積量以上になったときにＤＰＦ再生を終了する終了判断部と、
を備えることを特徴とする排気ガス浄化システム。
【請求項８】
前記ＤＰＦ内の温度分布は、ＤＰＦにおける熱収支、物質収支、及び反応速度式に基づいて算出される請求項７に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項９】
ＤＰＦ再生時に、ＰＭ堆積量に対するＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量が最大となる目標温度分布を算出し、前記ＤＰＦ内の温度分布が前記目標温度分布となるように前記ＤＰＦ内の温度分布を制御する温度制御部を更に備える請求項７又は８に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項１０】
前記記憶部は、前記データベースとして、二酸化窒素によるＰＭの酸化が主となる場合の第１データベースと、酸素によるＰＭの酸化が主となる場合の第２データベースとを記憶しておく請求項７〜９のいずれかに記載の排気ガス浄化システム。
【請求項１１】
前記終了判断部は、ＤＰＦにおいて二酸化窒素量によるＰＭ除去が支配的となる温度領域を第１温度領域とすると共に、ＤＰＦにおいて酸素によるＰＭ除去が支配的となる前記第１温度領域よりも高い温度領域を第２温度領域とし、ＤＰＦに流入する排気ガスの温度が前記第１温度領域内の場合には前記第１データベースを用い、ＤＰＦに流入する排気ガスの温度が前記第２温度領域内の場合には前記第２データベースを用いる請求項１０に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項１２】
前記第１温度領域が２００℃以上５００℃未満であり、前記第２温度領域が５００℃以上１０００℃以下である請求項１１に記載の排気ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＰＦ再生に関わるパラメータ（ＰＭ堆積量及び温度）を利用して燃料消費量が最小となるＤＰＦ再生方法及び排気ガス浄化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスの中には粒子状物質（Particulate Matter；ＰＭ）が含まれている。通常、このＰＭは、種々の形状及び材質で構成されたディーゼル微粒子捕集フィルタ（Diesel Particulate Filter；ＤＰＦ）により捕集され、大気中に排出されないようにされている。
【０００３】
ＤＰＦ内のＰＭ堆積量はＤＰＦ前後に配置された圧力センサで計測される圧力差等によって管理され、一定以上の圧力差が生じるとＰＭが所定量堆積したと判定してＤＰＦ再生が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ＤＰＦ再生では、ＰＭが燃焼可能な温度までＤＰＦを昇温すると共にその状態を所定の時間だけ維持することでＤＰＦ内に堆積したＰＭを燃焼除去している。このように、ＤＰＦを備えた内燃機関では、ＰＭ捕集とＤＰＦ再生を繰り返すことでＰＭを大気中に排出しないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９９３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、ＤＰＦ再生は、毎回同じ条件の温度及び時間に設定して行われるため、ＰＭ堆積量の多い少ないに関係なく一定量の燃料を消費する。その結果、ＰＭ堆積量が少ないときはＰＭ燃焼量に対する燃料使用量が多くなり、燃費の悪化につながる。そのため、ＤＰＦ再生に関わるパラメータを利用して燃料消費量が最小となるようなＤＰＦ再生方法が必要とされている。
【０００７】
ここで、ＤＰＦ再生時のＤＰＦ内の温度は、ＰＭ燃焼に伴う発熱やＤＰＦ壁面への熱損失等により、時間的・空間的に変化する。従って、ＤＰＦ再生時のＰＭ燃焼速度が系の温度とＰＭ堆積量に依存することを利用し、温度依存性の式を用いて燃料消費量を最小とするための最適なＤＰＦ再生を実施するためには、ＤＰＦ内の温度分布を正確に把握する必要がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ＤＰＦ内の温度分布を正確に把握して燃料消費量を最小にするＤＰＦ再生方法及び排気ガス浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために創案された本発明は、ＤＰＦ内のＰＭ堆積量が予め設定した閾値を超えたときにＤＰＦ再生を開始するＤＰＦ再生方法において、ＰＭ堆積量及び温度をパラメータとしたＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量のデータベースを予め作成しておき、ＤＰＦ再生時に、ＤＰＦ内の温度分布を算出し、前記データベースのいずれかと前記ＤＰＦ内の温度分布とに基づいて予め設定した時間内におけるＰＭ除去量を算出し、算出した前記ＰＭ除去量を累積してＤＰＦ再生開始時からの累積ＰＭ除去量を算出し、前記累積ＰＭ除去量がＤＰＦ再生開始時のＰＭ堆積量以上になったときにＤＰＦ再生を終了するＤＰＦ再生方法である。
【００１０】
前記ＤＰＦ内の温度分布は、ＤＰＦにおける熱収支の式、物質収支の式、及び反応速度式に基づいて算出すると良い。
【００１１】
ＤＰＦ再生時に、ＰＭ堆積量に対するＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量が最大となる目標温度分布を算出し、前記ＤＰＦ内の温度分布が前記目標温度分布となるように前記ＤＰＦ内の温度分布を制御すると良い。
【００１２】
前記データベースとして、二酸化窒素によるＰＭの酸化が主となる場合の第１データベースと、酸素によるＰＭの酸化が主となる場合の第２データベースとを予め作成しておくと良い。
【００１３】
ＤＰＦにおいて二酸化窒素量によるＰＭ除去が支配的となる温度領域を第１温度領域とすると共に、ＤＰＦにおいて酸素によるＰＭ除去が支配的となる前記第１温度領域よりも高い温度領域を第２温度領域とし、ＤＰＦに流入する排気ガスの温度が前記第１温度領域内の場合には前記第１データベースを用い、ＤＰＦに流入する排気ガスの温度が前記第２温度領域内の場合には前記第２データベースを用いると良い。
【００１４】
前記第１温度領域が２００℃以上５００℃未満であり、前記第２温度領域が５００℃以上１０００℃以下であると良い。
【００１５】
また、本発明は、ＤＰＦ内のＰＭ堆積量が予め設定した閾値を超えたときにＤＰＦ再生を開始する開始判断部を備えた排気ガス浄化システムにおいて、ＰＭ堆積量及び温度をパラメータとしたＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量のデータベースを記憶しておく記憶部と、ＤＰＦ再生時に、ＤＰＦ内の温度分布を算出し、前記データベースのいずれかと前記ＤＰＦ内の温度分布とに基づいて予め設定した時間内におけるＰＭ除去量を算出し、算出した前記ＰＭ除去量を累積してＤＰＦ再生開始時からの累積ＰＭ除去量を算出し、前記累積ＰＭ除去量がＤＰＦ再生開始時のＰＭ堆積量以上になったときにＤＰＦ再生を終了する終了判断部と、を備える排気ガス浄化システムである。
【００１６】
前記ＤＰＦ内の温度分布は、ＤＰＦにおける熱収支の式、物質収支の式、及び反応速度式に基づいて算出されると良い。
【００１７】
ＤＰＦ再生時に、ＰＭ堆積量に対するＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量が最大となる目標温度分布を算出し、前記ＤＰＦ内の温度分布が前記目標温度分布となるように前記ＤＰＦ内の温度分布を制御する温度制御部を更に備えると良い。
【００１８】
前記記憶部は、前記データベースとして、二酸化窒素によるＰＭの酸化が主となる場合の第１データベースと、酸素によるＰＭの酸化が主となる場合の第２データベースとを記憶しておくと良い。
【００１９】
前記終了判断部は、ＤＰＦにおいて二酸化窒素量によるＰＭ除去が支配的となる温度領域を第１温度領域とすると共に、ＤＰＦにおいて酸素によるＰＭ除去が支配的となる前記第１温度領域よりも高い温度領域を第２温度領域とし、ＤＰＦに流入する排気ガスの温度が前記第１温度領域内の場合には前記第１データベースを用い、ＤＰＦに流入する排気ガスの温度が前記第２温度領域内の場合には前記第２データベースを用いると良い。
【００２０】
前記第１温度領域が２００℃以上５００℃未満であり、前記第２温度領域が５００℃以上１０００℃以下であると良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＤＰＦ内の温度分布を正確に把握して燃料消費量を最小にするＤＰＦ再生方法及び排気ガス浄化システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】排気ガス浄化システムを示すブロック図である。
【図２】第１温度領域と第２温度領域とを示す図である。
【図３】酸化触媒の温度と、一酸化窒素、二酸化窒素の量との関係を示す図である。
【図４】反応次数を求めるための図である。
【図５】反応速度定数を求めるための図である。
【図６】活性化エネルギと頻度因子とを求めるための図である。
【図７】ＤＰＦ再生方法を示す流れ図である。
【図８】ＤＰＦ再生の終了判断を示す流れ図である。
【図９】熱収支のモデルを示す図である。
【図１０】物質収支のモデルを示す図である。
【図１１】ＰＭ除去量の算出方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２４】
先ず、本実施の形態に係るＤＰＦ再生方法を適用するための排気ガス浄化システムの一例について説明する。
【００２５】
図１に示すように、排気ガス浄化システム１０は、ディーゼルエンジン等の内燃機関１１からの排気ガスを排出する排気通路１２に設けられると共に酸化触媒が担持されたＤＰＦ１３と、ＤＰＦ１３の上流側又は下流側（図１では上流側）の排気通路１２に設けられた酸化触媒（Diesel Oxidation Catalyst；ＤＯＣ）１４と、各種機器を総合的に制御するエンジンコントロールユニット（Engine Control Unit；ＥＣＵ）１５と、を備える。
【００２６】
内燃機関１１から排出された排気ガスの中に含まれるＰＭは、その大部分が排気ガス中の酸素（Ｏ2）や二酸化窒素（ＮＯ2）により排気ガス中又はＤＰＦ１３で酸化されるが、その一部が排気ガス浄化システム１０のＤＰＦ１３に捕集されて堆積する。
【００２７】
ＤＰＦ１３内のＰＭ堆積量の増加に伴いＤＰＦ１３での圧力損失が大きくなっていき、内燃機関１１の運転に支障をきたす場合があるため、ＤＰＦ１３内のＰＭ堆積量が予め設定した閾値を超えたときに、ＤＰＦ１３内の温度をＰＭが燃焼可能な温度まで昇温すると共にその温度を維持して、ＤＰＦ１３に堆積されたＰＭを燃焼して除去するＤＰＦ再生が行われる。
【００２８】
ＤＰＦ１３内の温度の昇温と維持に際しては、内燃機関１１のシリンダ内のマルチ噴射（多段遅延噴射）やポスト噴射、排気管内直接燃料噴射、吸気絞り、排気絞り、ＥＧＲ制御等を組み合わせて排気ガス温度の昇温と維持を行うことでＤＰＦ１３内の温度が制御される。
【００２９】
ＤＰＦ１３内のＰＭ堆積量の判断は、ＤＰＦ１３の前後差圧を計測したり、前回のＤＰＦ再生を行ってからの走行距離や燃料消費量等からＰＭ堆積量を推定したりして、そのＤＰＦ１３の前後差圧やＰＭ堆積量が予め設定した閾値を超えたときに、ＰＭ堆積量が予め設定した閾値を超えたと判断することにより行われる。
【００３０】
本実施の形態に係るＤＰＦ再生方法では、排気ガス浄化システム１０において、ＤＰＦ１３内のＰＭ堆積量が予め設定した閾値を超えたか否かを判断し、ＰＭ堆積量がその閾値を超えたと判断したときにＤＰＦ再生を開始し、ＤＰＦ再生時にＤＰＦ１３内の温度をモニタしながら、マルチ噴射やポスト噴射等によるＤＰＦ１３内の温度の昇温と維持を行う。
【００３１】
また、このＤＰＦ再生方法において、ある温度での化学反応の速度を予測するアレニウスの式を用いてＰＭ燃焼速度を算出し、このＰＭ燃焼速度を用いてＰＭ堆積量及び温度をパラメータとしたＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量のデータベースを予め作成しておく。
【００３２】
そして、ＤＰＦ再生時に、ＤＰＦ１３内の温度分布を算出し、ＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量のデータベースのいずれかと算出したＤＰＦ１３内の温度分布とに基づいて予め設定した時間内におけるＰＭ除去量を算出し、算出したＰＭ除去量を累積してＤＰＦ再生開始時からの累積ＰＭ除去量を算出し、累積ＰＭ除去量がＤＰＦ再生開始時のＰＭ堆積量以上になったときにＤＰＦ再生を終了する。
【００３３】
そのため、ＥＣＵ１５は、ＤＰＦ１３内のＰＭ堆積量が予め設定した閾値を超えたときにＤＰＦ再生を開始する開始判断部１６と、ＤＰＦ１３内の温度の昇温と維持を行う温度制御部１７と、ＰＭ堆積量及び温度をパラメータとしたＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量のデータベースを記憶しておく記憶部１８と、ＤＰＦ再生時に、ＤＰＦ１３内の温度分布を算出し、データベースのいずれかとＤＰＦ１３内の温度分布とに基づいて予め設定した時間内におけるＰＭ除去量を算出し、算出したＰＭ除去量を累積してＤＰＦ再生開始時からの累積ＰＭ除去量を算出し、累積ＰＭ除去量がＤＰＦ再生開始時のＰＭ堆積量以上になったときにＤＰＦ再生を終了する終了判断部１９と、を備える。
【００３４】
この排気ガス浄化システム１０に適用されるＤＰＦ再生方法では、前述の通り、ＰＭ堆積量及び温度をパラメータとしたＰＭ燃焼速度又はＰＭ除去量のデータベースを予め作成しておく必要があるため、先ずＰＭ燃焼速度とＰＭ除去量について説明する。
【００３５】
ＰＭ燃焼速度とＰＭ除去量の算出に際しては、アレニウスの式を用いてＰＭ燃焼速度を算出するが、温度に依存して化学反応が異なるため、ＤＰＦ１３におけるＰＭ燃焼速度も温度領域によって変わる。
【００３６】
図２に示すように、ＤＰＦ１３に流入する排気ガスの温度が低く、酸化触媒が活性化温度より低いときは、ＰＭを燃焼除去することができないので、排気ガスの昇温を行い、酸化触媒が活性化温度である第１温度Ｔ1以上になるのを待つ。
【００３７】
酸化触媒が第１温度Ｔ1以上になり、第１温度領域Ｒ1になると、排気ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）が酸化されて二酸化窒素が発生し、式（１）の化学反応式（ＰＭ燃焼反応の化学反応式）に示す通り、ＤＰＦ１３に捕集されたＰＭ（Ｃ）が二酸化窒素によって酸化されて除去される。
【００３８】
【数１】
2013204438.tif 000003
【００３９】
第１温度Ｔ1は酸化触媒の種類にもよるが、概ね２００℃程度である。この第１温度Ｔ1以上の第１温度領域Ｒ1では、ＤＰＦ１３の上流側に設けられたＤＯＣ１４によって二酸化窒素が生成されるので、二酸化窒素の生成量が多く、主に二酸化窒素によるＰＭ酸化が行われる。
【００４０】
また、図３に示すように、酸化触媒が第１温度Ｔ1よりも高く、二酸化窒素が減少する第２温度Ｔ2以上になり、第２温度領域Ｒ2になると、酸化触媒に接触した後の排気ガス中の二酸化窒素の量が減少し、式（２）の化学反応式（ＰＭ燃焼反応の化学反応式）に示す通り、ＤＰＦ１３に捕集されたＰＭが排気ガス中の酸素によって酸化されて除去される。
【００４１】
【数２】
2013204438.tif 000004
【００４２】
第２温度Ｔ2は酸化触媒の種類にもよるが、概ね５００℃程度である。この第２温度Ｔ2以上の第２温度領域Ｒ2では、一酸化窒素（ＮＯ）の量が増加すると共に二酸化窒素の生成量が減少するため、二酸化窒素がＰＭ燃焼反応に寄与する割合が減少し、主に酸素によるＰＭ燃焼が行われる。
【００４３】
このように、ＰＭ燃焼反応としての化学反応は、温度によって、二酸化窒素による酸化が主となるか、又は酸素による酸化が主となるかが異なっており（酸化剤が異なっており）、これに応じてＰＭ燃焼速度も異なる。
【００４４】
そのため、ＰＭ燃焼反応及びＰＭ燃焼速度を、昇温過程である第１温度Ｔ1以上第２温度Ｔ2未満の第１温度領域Ｒ1と、温度維持過程である第２温度Ｔ2以上の第２温度領域Ｒ2との２つの温度領域に分類するようにした。
【００４５】
例えば、第１温度領域Ｒ1が２００℃以上５００℃未満であり、第２温度領域Ｒ2が５００℃以上１０００℃以下である。なお、第２温度領域Ｒ2の上限は、ＤＰＦ１３の耐熱温度や排気ガスの最高予測温度等に応じて設定される。本実施の形態では、一例として、第２温度領域Ｒ2の上限を１０００℃とし、第２温度領域Ｒ2の温度範囲を５００℃以上１０００℃以下とする。
【００４６】
第１温度領域Ｒ1では、ＰＭ燃焼反応の化学反応式は式（１）となり、ＰＭ燃焼反応の反応速度式は以下の式（３）で表される。
【００４７】
【数３】
2013204438.tif 000005
【００４８】
ここで、「ｒ1」はＰＭ燃焼速度（反応速度）、「ｔ」は反応時間（ＤＰＦ再生の制御間隔の時間）、「［Ｃ］」は時間ｔ後のＰＭ堆積量（ＰＭ残量）、「ｋ1」は反応速度定数、「ｎ1」は反応次数である。
【００４９】
式（３）を変形すると、反応次数決定式である以下の式（４）が得られる。この式（４）を用いて反応次数ｎ1を決定する。
【００５０】
【数４】
2013204438.tif 000006
【００５１】
ここで、「ｒ10」はＰＭ燃焼速度の初速度、「ｌｎ（）」は自然対数、「［Ｃ］0」はＰＭ堆積量の初期値である。
【００５２】
図４に示すように、式（４）に基づいて、縦軸に「ｌｎ（ｒ10）」、横軸に「ｌｎ（［Ｃ］0）」を取ったグラフを作成すると一次曲線が得られる。この一次曲線の傾きから反応次数ｎ1を決定する。
【００５３】
そして、決定した反応次数ｎ1を用いて、反応速度定数ｋ1を決定する。この決定は、式（３）を変形すると共に反応次数ｎ1を代入して得られる反応速度定数決定式である以下の式（５）を用いて行う。
【００５４】
【数５】
2013204438.tif 000007
【００５５】
図５に示すように、式（５）に基づいて、縦軸に「（１／（−ｎ1＋１））（［Ｃ］0-n1+1−［Ｃ］-n1+1）」、横軸に「ｔ」を取ったグラフを作成すると一次曲線が得られる。この一次曲線の傾きから反応速度定数ｋ1を決定する。
【００５６】
一方、アレニウスの式は以下の式（６）で表される。
【００５７】
【数６】
2013204438.tif 000008
【００５８】
ここで、「Ａ1」は頻度因子（温度に無関係な定数）、「Ｒ」は気体定数、「Ｔ」は絶対温度としての温度（反応温度）、「Ｅ1」は活性化エネルギ（アレニウスパラメータ）である。
【００５９】
先に決定された反応速度定数ｋ1から、活性化エネルギＥ1と、頻度因子Ａ1を算出する。そして、式（６）を自然対数の形にすると、式（７）、式（８）のようになる。
【００６０】
【数７】
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【００６１】
【数８】
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【００６２】
図６に示すように、式（８）に基づいて、縦軸に「ｌｎ（ｋ1）」、横軸に温度の逆数「１／Ｔ」を取った対数グラフ（アレニウスプロット）を作成すると一次曲線が得られる。この一次曲線の傾きから活性化エネルギＥ1を決定し、切片から頻度因子Ａ1を決定する。
【００６３】
この方法で決定された活性化エネルギＥ1と頻度因子Ａ1は、第１温度領域Ｒ1におけるＰＭ燃焼反応を一般化した値であるため、この値を使用することで、一般化したＰＭ燃焼反応の反応速度定数ｋ1を算出することが可能となる。
【００６４】
従って、式（７）に活性化エネルギＥ1と頻度因子Ａ1とを代入すると式（８）が得られ、式（８）に代入して求めた各温度Ｔにおける反応速度定数ｋ1を式（３）に代入して変形すると以下の式（９）が得られ、式（９）から時間ｔ内に燃焼して除去されるＰＭ除去量ΔＰＭe1を算出することができる。
【００６５】
【数９】
2013204438.tif 000011
【００６６】
ここで、ＰＭ堆積量の初期値（ＤＰＦ再生開始時のＰＭ堆積量）［Ｃ］0-n1+1は、ＤＰＦ１３前後に配置された圧力センサで計測されたＤＰＦ１３の前後差圧から推定する。ＰＭ堆積量の初期値［Ｃ］0-n1+1から時間ｔ後のＰＭ堆積量［Ｃ］-n1+1を差し引くと、時間ｔ内に燃焼して除去されるＰＭ除去量ΔＰＭe1を求めることができる。このＰＭ堆積量［Ｃ］-n1+1を次のＤＰＦ再生開始時の初期ＰＭ堆積量として扱うことで、順次、ＰＭ除去量ΔＰＭe1を計算することができる。
【００６７】
従って、この時間ｔ内に燃焼して除去されるＰＭ除去量ΔＰＭe1を累積計算（積算）していくことでＤＰＦ１３に堆積されたＰＭが燃え尽きるまでの時間を求めることが可能となる。
【００６８】
つまり、予めラボ試験等の実験において、ＰＭ堆積量［Ｃ］0，［Ｃ］、及び温度Ｔの組み合わせ毎にＰＭ燃焼速度ｒ1を求めてアレニウスプロットすることで、活性化エネルギＥ1と頻度因子Ａ1を算出でき、この活性化エネルギＥ1と頻度因子Ａ1を固定化することで、一般化したＰＭ燃焼反応の反応速度定数ｋ1を算出可能な一般式である式（８）を得ることができる。
【００６９】
そして、この式（８）により、ある温度Ｔにおける反応速度定数ｋ1を算出でき、この反応速度定数ｋ1からＰＭ燃焼速度ｒ1を算出できる。また、これらの算出の過程で得られた反応次数ｎ1により、ＰＭ堆積量［Ｃ］0，［Ｃ］、及び温度Ｔの組み合わせに対して、時間ｔ内に燃焼して除去されるＰＭ除去量ΔＰＭe1を算出することができるようになる。
【００７０】
この算出結果を、表１に示すように、ＰＭ堆積量（Ｃ１〜Ｃ４に相当）及び温度（Ｔ１〜Ｔ４に相当）をパラメータとした時間ｔ内のＰＭ除去量（ＣＴ１１〜ＣＴ４４に相当）として、マップデータ等の第１データベースを作成しておく。
【００７１】
【表１】
2013204438.tif 000012
【００７２】
一方、第２温度領域Ｒ2では、ＰＭ燃焼反応の化学反応式は式（２）となり、ＰＭ燃焼反応の反応速度式は以下の式（１０）で表される。
【００７３】
【数１０】
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【００７４】
ここで、「ｒ2」はＰＭ燃焼速度（反応速度）、「ｔ」は反応時間（ＤＰＦ再生の制御間隔の時間）、「［Ｃ］」は時間ｔ後のＰＭ堆積量（ＰＭ残量）、「ｋ2」は反応速度定数、「ｎ2」は反応次数である。
【００７５】
式（１０）を変形すると、反応次数決定式である以下の式（１１）が得られる。この式（１１）を用いて反応次数ｎ2を決定する。
【００７６】
【数１１】
2013204438.tif 000014
【００７７】
ここで、「ｒ20」はＰＭ燃焼速度の初速度、「ｌｎ（）」は自然対数、「［Ｃ］0」はＰＭ堆積量の初期値である。
【００７８】
図４と同様に、式（１１）に基づいて、縦軸に「ｌｎ（ｒ20）」、横軸に「ｌｎ（［Ｃ］0）」を取ったグラフを作成すると一次曲線が得られる。この一次曲線の傾きから反応次数ｎ2を決定する。
【００７９】
そして、決定した反応次数ｎ2を用いて、反応速度定数ｋ2を決定する。この決定は、式（１０）を変形すると共に反応次数ｎ2を代入して得られる反応速度定数決定式である以下の式（１２）を用いて行う。
【００８０】
【数１２】
2013204438.tif 000015
【００８１】
図５と同様に、式（１２）に基づいて、縦軸に「（１／（−ｎ2＋１））（［Ｃ］0-n2+1−［Ｃ］-n2+1）」、横軸に「ｔ」を取ったグラフを作成すると一次曲線が得られる。この一次曲線の傾きから反応速度定数ｋ2を決定する。
【００８２】
一方、アレニウスの式は以下の式（１３）で表される。
【００８３】
【数１３】
2013204438.tif 000016
【００８４】
ここで、「Ａ2」は頻度因子（温度に無関係な定数）、「Ｒ」は気体定数、「Ｔ」は絶対温度としての温度（反応温度）、「Ｅ2」は活性化エネルギ（アレニウスパラメータ）である。
【００８５】
先に決定された反応速度定数ｋ2から、活性化エネルギＥ2と、頻度因子Ａ2を算出する。そして、式（１３）を自然対数の形にすると、式（１４）、式（１５）のようになる。
【００８６】
【数１４】
2013204438.tif 000017
【００８７】
【数１５】
2013204438.tif 000018
【００８８】
図６と同様に、式（１５）に基づいて、縦軸に「ｌｎ（ｋ2）」、横軸に温度の逆数「１／Ｔ」を取った対数グラフ（アレニウスプロット）を作成すると一次曲線が得られる。この一次曲線の傾きから活性化エネルギＥ2を決定し、切片から頻度因子Ａ2を決定する。
【００８９】
この方法で決定された活性化エネルギＥ2と頻度因子Ａ2は、第２温度領域Ｒ2におけるＰＭ燃焼反応を一般化した値であるため、この値を使用することで、一般化したＰＭ燃焼反応の反応速度定数ｋ2を算出することが可能となる。
【００９０】
従って、式（１４）に活性化エネルギＥ1と頻度因子Ａ1とを代入すると式（１５）が得られ、式（１５）に代入して求めた各温度Ｔにおける反応速度定数ｋ2を式（１０）に代入して変形すると以下の式（１６）が得られ、式（１６）から時間ｔ内に燃焼して除去されるＰＭ除去量ΔＰＭe2を算出することができる。
【００９１】
【数１６】
2013204438.tif 000019
【００９２】
ここで、ＰＭ堆積量の初期値（ＤＰＦ再生開始時のＰＭ堆積量）［Ｃ］0-n2+1は、ＤＰＦ１３の前後差圧から推定する。ＰＭ堆積量の初期値［Ｃ］0-n2+1から時間ｔ後のＰＭ堆積量［Ｃ］-n2+1を差し引くと、時間ｔ内に燃焼して除去されるＰＭ除去量ΔＰＭe2を求めることができる。このＰＭ堆積量［Ｃ］-n2+1を次のＤＰＦ再生開始時の初期ＰＭ堆積量として扱うことで、順次、ＰＭ除去量ΔＰＭe2を計算することができる。
【００９３】
従って、この時間ｔ内に燃焼して除去されるＰＭ除去量ΔＰＭe2を累積計算（積算）していくことでＤＰＦ１３に堆積されたＰＭが燃え尽きるまでの時間を求めることが可能となる。
【００９４】
つまり、予めラボ試験等の実験において、ＰＭ堆積量［Ｃ］0，［Ｃ］、及び温度Ｔの組み合わせ毎にＰＭ燃焼速度ｒ2を求めてアレニウスプロットすることで、活性化エネルギＥ2と頻度因子Ａ2を算出でき、この活性化エネルギＥ2と頻度因子Ａ2を固定化することで、一般化したＰＭ燃焼反応の反応速度定数ｋ2を算出可能な一般式である式（１５）を得ることができる。
【００９５】
そして、この式（１５）により、ある温度Ｔにおける反応速度定数ｋ2を算出でき、この反応速度定数ｋ2からＰＭ燃焼速度ｒ2を算出できる。また、これらの算出の過程で得られた反応次数ｎ2により、ＰＭ堆積量［Ｃ］0，［Ｃ］、及び温度Ｔの組み合わせに対して、時間ｔ内に燃焼して除去されるＰＭ除去量ΔＰＭe2を算出することができるようになる。
【００９６】
この算出結果を、表１と同様に、ＰＭ堆積量（Ｃ１〜Ｃ４に相当）及び温度（Ｔ１〜Ｔ４に相当）をパラメータとした時間ｔ内のＰＭ除去量（ＣＴ１１〜ＣＴ４４に相当）として、マップデータ等の第２データベースを作成しておく。
【００９７】
以上のように、データベースとして、二酸化窒素によるＰＭの酸化が主となる場合の第１データベースと、酸素によるＰＭの酸化が主となる場合の第２データベースとを予め作成すると共に記憶部１８に記憶しておく。
【００９８】
つまり、本実施の形態に係るＤＰＦ再生方法では、ＤＰＦ１３において二酸化窒素量によるＰＭ除去が支配的となる温度領域を第１温度領域Ｒ1とすると共に、ＤＰＦ１３において酸素によるＰＭ除去が支配的となる第１温度領域Ｒ1よりも高い温度領域を第２温度領域Ｒ2とし、ＤＰＦ１３に流入する排気ガスの温度が第１温度領域Ｒ1内の場合には第１データベースを用い、ＤＰＦ１３に流入する排気ガスの温度が第２温度領域Ｒ2内の場合には第２データベースを用いるのである。
【００９９】
これらデータベースを用いたＤＰＦ再生方法について具体的に説明する。
【０１００】
図７に示すように、ＤＰＦ再生方法は、内燃機関１１の運転開始と共に上位の制御フローから呼ばれて開始され、ステップＳ１０１でＤＰＦ１３の前後差圧ΔＰの計測を行い、続くステップＳ１０２で開始判断部１６がＤＰＦ１３の前後差圧ΔＰが予め設定した第１閾値ΔＰ１を超えているか否かを判断する。
【０１０１】
ステップＳ１０２でＤＰＦ１３の前後差圧ΔＰが第１閾値ΔＰ１を超えていないと判断された場合には（Ｎｏ）、ＤＰＦ１３内のＰＭ堆積量に余裕があるとしてステップＳ１０１に戻り、ＤＰＦ１３によるＰＭの捕集を継続する。
【０１０２】
一方、ステップＳ１０２でＤＰＦ１３の前後差圧ΔＰが第１閾値ΔＰ１を超えていると判断された場合には（Ｙｅｓ）、ＤＰＦ１３内のＰＭ堆積量に余裕がなくなってきているとしてステップＳ１０３に移行し、ＤＰＦ１３に堆積されたＰＭを燃焼して除去するためのＤＰＦ再生を開始する。
【０１０３】
そして、ステップＳ１０４では、ＤＰＦ１３内に堆積されたＰＭを燃焼して除去するために、温度制御部１７がＤＰＦ１３に流入する排気ガスの温度の昇温及び維持を既知の技術を用いて行う。
【０１０４】
続くステップＳ１０５では、終了判断部１９がＤＰＦ再生の終了を許可する終了信号が受信されたか否かを判断し、終了信号が受信されたと判断されるまでステップＳ１０４を繰り返し（Ｎｏ）、終了信号が受信されたと判断された場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に移行してＤＰＦ再生を終了する。
【０１０５】
そして、内燃機関１１の通常運転によるＰＭの捕集を再開し、ステップＳ１０１からステップＳ１０６までを繰り返すこととなる。内燃機関１１の運転を終了するときには、ステップＳ１０７で割り込みが生じてＤＰＦ再生方法の制御フローが終了された後、上位の制御フローに戻り、しかる後、上位の制御フローが終了する。
【０１０６】
ところで、終了信号の発信も終了判断部１９によって行われるのであるが、具体的には、図８に示すように、先ずステップＳ２０１でＤＰＦ１３の前後差圧ΔＰからＤＰＦ１３に堆積されたＰＭ堆積量ΣＰＭcを算出する。ＰＭ堆積量ΣＰＭcは、予め実験等でＤＰＦ１３の前後差圧ΔＰとＤＰＦ１３におけるＰＭ堆積量ΣＰＭcとの関係を求め、これをマップデータ等の第３データベースとして記憶部１８に記憶しておくことで、実際に計測されたＤＰＦ１３の前後差圧ΔＰと第３データベースとに基づいて容易に算出することができる。また、このステップＳ２０１で累積ＰＭ除去量ΣＰＭeをゼロに初期化する。
【０１０７】
続くステップＳ２０２では、ＤＰＦ１３内の温度分布を算出するために必要となる各種計測データを読み込む。具体的には、ＤＰＦ１３の入口に設けられた温度センサで計測されたＤＰＦ入口温度Ｔin、ＤＰＦ１３の壁面に設けられた熱電対で計測されたＤＰＦ壁面温度Ｔwall、吸気通路に設けられた空気流量（Mass Air Flow；ＭＡＦ）センサで計測された吸入空気流量、及びＥＣＵ１５から出力された燃料噴射量を読み込む。
【０１０８】
そして、ステップＳ２０３でＤＰＦ１３内の温度分布を算出し、続くステップＳ２０４で第１データベース又は第２データベースのいずれかとステップＳ２０３で算出したＤＰＦ１３内の温度分布とに基づいて予め設定した時間ｔ内におけるＰＭ除去量ΔＰＭeを算出する。
【０１０９】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で算出したＰＭ除去量ΔＰＭeを時間的・空間的に累積して、ＤＰＦ再生開始時からの累積ＰＭ除去量ΣＰＭe（＝ΣＰＭe＋ΔＰＭe）を算出する。
【０１１０】
その後、ステップＳ２０６では、累積ＰＭ除去量ΣＰＭeがＰＭ堆積量ΣＰＭc以上であるか否かを判断し、累積ＰＭ除去量ΣＰＭeがＰＭ堆積量ΣＰＭc未満である場合には（Ｎｏ）、ＤＰＦ１３に堆積されたＰＭが除去できていないとしてステップＳ２０２に戻り、ステップＳ２０２からステップＳ２０５までを繰り返す。
【０１１１】
一方、累積ＰＭ除去量ΣＰＭeがＰＭ堆積量ΣＰＭc以上であると判断された場合には（Ｙｅｓ）、ＤＰＦ１３に堆積されたＰＭが除去できたとしてステップＳ２０７に移行する。
【０１１２】
ステップＳ２０７では、ＤＰＦ１３の前後差圧ΔＰの計測を行い、次のステップＳ２０８でＤＰＦ１３の前後差圧ΔＰが第２閾値ΔＰ2以下であるか否かを判断する。
【０１１３】
ステップＳ２０８でＤＰＦ１３の前後差圧ΔＰが第２閾値ΔＰ2より高いと判断された場合には（Ｎｏ）、ＤＰＦ１３に堆積されたＰＭが完全に除去されていないとして、ステップＳ２０９で予め設定した時間（ステップＳ２０８の判断のインターバルに関係する時間）だけ待機してステップＳ２０７に戻る。
【０１１４】
一方、ステップＳ２０８でＤＰＦ１３の前後差圧ΔＰが第２閾値ΔＰ2以下であると判断された場合には（Ｙｅｓ）、ＤＰＦ１３に堆積されたＰＭが完全に除去されたとしてステップＳ２１０に移行する。
【０１１５】
そして、ステップＳ２１０では、ＤＰＦ再生が終了したとしてＤＰＦ再生の終了信号を発信する。
【０１１６】
ここで、ステップＳ２０３でＤＰＦ１３内の温度分布を算出する方法を具体的に説明する。
【０１１７】
このステップＳ２０３では、ＤＰＦ１３における熱収支、物質収支、及び反応速度式をモデル化することにより、ＤＰＦ１３内の温度分布を算出する。このために、ＤＰＦ１３の上流側には温度センサと酸素濃度センサが設けられている。以下、モデル式について説明する。
【０１１８】
（１）熱収支
ＤＰＦ１３内で発生した熱量と熱損失はそれぞれ以下の式（１７）、式（１８）で表される。
【０１１９】
【数１７】
2013204438.tif 000020
【０１２０】
【数１８】
2013204438.tif 000021
【０１２１】
ここで、「Ｑreaction」はＤＰＦ１３内で発生した熱量、「ＱA」は反応熱、「ρB」はＤＰＦかさ密度、「ｒAw」は反応速度、「π」は円周率、「Ｄ」はＤＰＦ直径、「ｌ」はＤＰＦ１３の入口からの距離、「ｄｌ」は微小距離、「Ｑloss」は熱損失、「α」は熱伝達率、「Ｔ」は排気ガス温度、「Ｔwall」はＤＰＦ壁面温度である。
【０１２２】
図９に示すように、ＤＰＦ１３内で発生した熱量Ｑreactionは、その一部がＤＰＦ壁面を通して移動し熱損失Ｑlossとなるため、ＤＰＦ１３の半径方向にも温度分布を生ずるが、この半径方向の平均温度を排気ガス温度Ｔと考えると、ＤＰＦ１３の熱収支は以下の式（１９）で表される。
【０１２３】
【数１９】
2013204438.tif 000022
【０１２４】
ここで、「ｃp」は排気ガス平均比熱、「Ｆ0」は排気ガス流量、「ｄＴ」は微小距離ｄｌでのＤＰＦ入口温度ＴinとＤＰＦ出口温度Ｔoutとの温度差である。
【０１２５】
（２）物質収支
図１０に示すように、ＤＰＦ１３内での反応によって発生した量は、微小体積の前後での入量と出量との差、即ち以下の式（２０）で表される。
【０１２６】
【数２０】
2013204438.tif 000023
【０１２７】
ここで、「ｒj」は反応速度、「Ｓ」はＤＰＦ断面積、「ｄＶ」は微小体積、「Ｆj」は入量、「Ｆj＋ｄＦj」は出量である。
【０１２８】
ある成分Ａについて着目して、その変化率を変数として式（２０）を整理すると、以下の式（２１）が得られる。
【０１２９】
【数２１】
2013204438.tif 000024
【０１３０】
ここで、「ｘA」は成分Ａの変化率、「ｚA」は成分Ａの濃度である。
【０１３１】
（３）反応速度式
ＰＭに対する酸化剤として酸素を考え、またＰＭの成分を固体炭素として扱うと酸化速度式である式（２２）は以下のように表される。
【０１３２】
【数２２】
2013204438.tif 000025
【０１３３】
ここで、「Ａ」は頻度因子、「ｐA」はＰＭ分圧、「ｐO2」は酸素分圧、「Ｅ」は活性化エネルギ、「Ｒ」はガス定数である。
【０１３４】
以上の式（１７）〜式（２２）から以下の式（２３）〜式（２５）が得られる。
【０１３５】
【数２３】
2013204438.tif 000026
【０１３６】
【数２４】
2013204438.tif 000027
【０１３７】
【数２５】
2013204438.tif 000028
【０１３８】
これら式（２３）〜式（２５）に基づいて、ＤＰＦ１３内の温度分布を算出する。
【０１３９】
反応熱ＱAは、炭素の酸化反応における反応と仮定すると既知であり、ＤＰＦかさ密度ρBに関しても予め分かっている数値である。ＤＰＦ壁面温度Ｔwallは、ＤＰＦ壁面に設置した温度センサとしての熱電対により計測することで把握する。
【０１４０】
排気ガス流量Ｆ0は、吸入空気流量と燃料噴射量の和で算出される。これはそれぞれ吸気通路に設置したＭＡＦセンサとＥＣＵ１５から出力される信号で計測する。
【０１４１】
排気ガス平均比熱ｃpは、排気ガス温度の関数で既知である。ＤＰＦ１３の入口に排気ガス温度を計測するための温度センサとしての熱電対を備える。これにより、初期値Ｖ＝０（ＤＰＦ入口）における温度Ｔを定義する。
【０１４２】
排気ガス中の酸素濃度は、排気ガス流量Ｆ0と排気ガス中の酸素量により算出される。このとき排気ガス中の酸素量は、吸入空気中の酸素量から投入した燃料が完全燃焼するのに必要な酸素量を減じることで算出される。
【０１４３】
成分Ａ（ＰＭ）の濃度ｚAは、運転条件に合わせて予めＥＣＵ１５にマップとして持つ。即ち、エンジン回転速度と燃料噴射量が決まれば、内燃機関１１から排出されるＰＭ量は把握していることになる。
【０１４４】
以上の情報から、先ず式（２５）によりＤＰＦ入口における成分Ａ（ＰＭ）の反応速度からＰＭの反応量を算出し、次いで得られたｒAwと式（２３）、式（２４）を用いて、排気ガスが微小体積（軸方向）に移動する際の濃度変化（ｄｘA／ｄＶ）と温度変化（ｄＴ／ｄＶ）を算出する。
【０１４５】
算出した温度分布を用いることにより、ＤＰＦ入口温度のみを用いてＤＰＦ再生の終了判断を行った場合に比べてＤＰＦ再生時の燃料消費量の効率が向上する。
【０１４６】
次に、ステップＳ２０４でＰＭ除去量ΔＰＭeを算出する方法を具体的に説明する。
【０１４７】
図１１に示すように、ステップＳ２０４では、先ずステップＳ３０１でＤＰＦ１３内の温度Ｔが第１温度Ｔ1以上であるか否かを判断し、ＤＰＦ１３内の温度Ｔが第１温度Ｔ1より低い場合には（Ｎｏ）、ＤＰＦ１３内の温度Ｔが低すぎてＤＰＦ１３に堆積されたＰＭを燃焼して除去することはできないとしてステップＳ２０５に移行し、ＤＰＦ１３内の温度Ｔが第１温度Ｔ1以上であると判断された場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２に移行する。
【０１４８】
ステップＳ３０２では、ＤＰＦ１３内の温度Ｔが第２温度Ｔ2以上であるか否かを判断し、ＤＰＦ１３内の温度Ｔが第２温度Ｔ2より低い場合には（Ｎｏ）、ＤＰＦ１３内の温度Ｔが第１温度領域Ｒ1にあるとしてステップＳ３０３に移行し、ＤＰＦ１３内の温度Ｔが第２温度Ｔ2以上であると判断された場合には（Ｙｅｓ）、ＤＰＦ１３内の温度Ｔが第２温度領域Ｒ2にあるとしてステップＳ３０４に移行する。
【０１４９】
ステップＳ３０３では、第１温度領域Ｒ1用の第１データベースに基づいて、ステップＳ２０３で算出したＤＰＦ１３内の温度分布における時間ｔ内に燃焼されて除去されたＰＭ除去量ΔＰＭeを算出し、ステップＳ２０５に移行する。
【０１５０】
一方、ステップＳ３０４では、第２温度領域Ｒ2用の第２データベースに基づいて、ステップＳ２０３で算出したＤＰＦ１３内の温度分布における時間ｔ内に燃焼されて除去されたＰＭ除去量ΔＰＭeを算出し、ステップＳ２０５に移行する。
【０１５１】
このステップＳ２０４で算出されたＰＭ除去量ΔＰＭeは、ＤＰＦ１３内の温度分布が考慮されたものであり、例えば、ＤＰＦ入口温度ＴinをＤＰＦ１３内の代表温度として算出したものに比べて、より実環境に近い値である。
【０１５２】
このＰＭ除去量ΔＰＭeを用いて算出された累積ＰＭ除去量ΣＰＭeは、実際にＤＰＦ再生によって燃焼されて除去されたＰＭの量を正確に表すものであり、累積ＰＭ除去量ΣＰＭeとＤＰＦ再生開始時のＰＭ堆積量ΣＰＭcとを比較することで、ＤＰＦ再生の終了判断を適切に行うことが可能になる。
【０１５３】
つまり、ＰＭの燃焼時における温度は変化するため、固定化した代表温度でＤＰＦ再生の制御を行うことは不適当であることから、ＤＰＦ１３内の温度分布をモデルベースに基づいて算出することにより、即ち反応熱による温度上昇とＤＰＦ壁面への熱損失の熱収支、ＰＭの変化量である物質収支、及び反応速度式を連立して解くことにより、ＤＰＦ１３の軸方向の温度変化を算出し、正確な系の温度変化を把握することが可能となり、高精度のＤＰＦ再生が行える。
【０１５４】
よって、ＤＰＦ再生の効率が向上し、低燃費化を実現することが可能になる。
【０１５５】
更に、前述したＤＰＦ再生方法において、温度制御部１７によって、ＤＰＦ再生時に、ＰＭ堆積量ΣＰＭcに対するＰＭ燃焼速度ｒ1，ｒ2又はＰＭ除去量ΔＰＭeが最大となる目標温度分布を算出し、ＤＰＦ１３内の温度分布が算出した目標温度分布となるようにＤＰＦ１３内の温度分布を制御するようにしても良い。
【０１５６】
このように、ＤＰＦ再生時のＰＭ燃焼速度がＰＭ堆積量及び温度に依存することに着目して、ＤＰＦ再生に要する時間と温度との関係を最適化することで、即ちＰＭの燃焼に関わる反応パラメータ（反応次数、活性化エネルギ、及び反応速度定数）からＰＭが燃焼するのに必要な時間と温度との関係を算出して、最も都合の良い条件でＤＰＦ再生を実行することで、燃費の悪化を抑制するような条件でＤＰＦ再生が行える。
【０１５７】
これまで説明してきたように、本発明によれば、ＤＰＦ内の温度分布を正確に把握して燃料消費量を最小にするＤＰＦ再生方法及び排気ガス浄化システムを提供することができる。
【符号の説明】
【０１５８】
１０  排気ガス浄化システム
１１  内燃機関
１２  排気通路
１３  ＤＰＦ
１４  ＤＯＣ
１５  ＥＣＵ
１６  開始判断部
１７  温度制御部
１８  記憶部
１９  終了判断部
【図１１】
2013204438.tif 000029
【図１】
2013204438.tif 000030
【図２】
2013204438.tif 000031
【図３】
2013204438.tif 000032
【図４】
2013204438.tif 000033
【図５】
2013204438.tif 000034
【図６】
2013204438.tif 000035
【図７】
2013204438.tif 000036
【図８】
2013204438.tif 000037
【図９】
2013204438.tif 000038
【図１０】
2013204438.tif 000039