(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管途中に触媒再生型のパティキュレートフィルタを装備し、その上流側でポスト噴射によって排気ガス中に燃料を添加する燃料添加手段と、これにより添加された燃料の酸化反応を可能ならしめる温度までアフタ噴射によって触媒床温度を上げる昇温手段とを備えた排気浄化装置において、内燃機関の回転数、燃料の噴射量、及び排気温度に基づきパティキュレートの堆積量を推定し、その推定されたパティキュレートの堆積量が第一の閾値を超えていない間は、通常マップを選択して通常の運転状態を維持し、パティキュレートの堆積量が第一の閾値を超えている間は、パティキュレートフィルタの触媒床温度を検出し、その触媒床温度が所定の温度範囲内にある時に、強制再生マップを選択して燃料添加手段のポスト噴射で燃料添加を実行し、その燃料添加の実行後に通常マップに復帰する一方、触媒床温度が所定の温度範囲を外れている時には、パティキュレートの堆積量と触媒床温度に基づき適宜に昇温マップを選択して昇温手段のアフタ噴射で触媒床温度の昇温化を図り、その昇温化を図った後に触媒床温度が所定の温度範囲内にあるか否かの判定に戻ることを特徴とする排気浄化装置の制御方法。
【請求項２】
パティキュレートフィルタの触媒床温度が所定の温度範囲内にあるか否かの判定で触媒床温度が所定の温度範囲を外れている場合に、内燃機関の回転数、燃料の噴射量、及び排気温度に基づき推定したパティキュレートの堆積量が第一の閾値より大きな第二の閾値以上で且つ触媒床温度が前記温度範囲の下限温度を下まわっているという第一条件、若しくは、パティキュレートの堆積量が第二の閾値より更に大きな第三の閾値以上であるという第二条件の何れかが満たされている時に、昇温マップを選択して昇温手段のポスト噴射で触媒床温度の昇温化を図り、その昇温化を図った後に触媒床温度が所定の温度範囲内にあるか否かの判定に戻り、他方、前記第一条件及び第二条件の何れも満たされていない時には、通常マップを選択して触媒床温度が所定の温度範囲内にあるか否かの判定に戻ることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の制御方法。
【請求項３】
パティキュレートの堆積量の推定値が第一の閾値を超えていない間に、定常走行状態でパティキュレートフィルタの前後の差圧を計測し、その実測の差圧に基づき背圧の異常な上昇が確認された時に、パティキュレートフィルタが目詰まりしていると判定して捕集済みパティキュレートを強制的に燃焼除去する強制再生の人為的な実行を促す警告を発し、背圧の異常な低下が確認された時には、パティキュレートフィルタが損傷していると判定して早急なパティキュレートフィルタの交換を促す警告を発することを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気浄化装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。
【０００３】
この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。
【０００４】
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ないため、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタの実用化が進められている。
【０００５】
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【０００６】
ただし、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用した場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうことになり、このような低い排気温度での運転状態が続いた場合に、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに目詰まりが起こる虞れは依然として残っているので、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタより上流側の排気ガス中に燃料を添加してパティキュレートフィルタの強制再生を行うことが考えられている。
【０００７】
つまり、パティキュレートフィルタより上流側で燃料を添加すれば、その添加された燃料がパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタの再生化が図られることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の強制再生を行うための燃料添加手段を備えたとしても、燃料添加手段により添加した燃料が、パティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い運転領域で運転が行われている場合には、何らかの昇温手段により適宜に触媒床温度を上げた後に前記燃料添加手段による燃料の添加を行うようにする必要があり、特に都内の路線バス等のように渋滞路ばかりを走行するような車両では、このような昇温手段の併用が有効であると考えられるが、燃料添加手段と昇温手段を適切に運用して効率の良いパティキュレートフィルタの再生を行わないと、いたずらに燃料添加量が増えて燃費の悪化を招いてしまう虞れがある。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、燃料添加手段と昇温手段を適切に運用して効率の良いパティキュレートフィルタの再生を行い得るようにすることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気管途中に触媒再生型のパティキュレートフィルタを装備し、その上流側でポスト噴射によって排気ガス中に燃料を添加する燃料添加手段と、これにより添加された燃料の酸化反応を可能ならしめる温度までアフタ噴射によって触媒床温度を上げる昇温手段とを備えた排気浄化装置において、内燃機関の運転状態に基づきパティキュレートの堆積量を推定し、その推定された堆積量が第一の閾値を超えていない間は、通常マップを選択して通常の運転状態を維持し、パティキュレートの堆積量が第一の閾値を超えている間は、パティキュレートフィルタの触媒床温度を検出し、その触媒床温度が所定の温度範囲内にある時に、強制再生マップを選択して燃料添加手段のポスト噴射で燃料添加を実行し、その燃料添加の実行後に通常マップに復帰する一方、触媒床温度が所定の温度範囲を外れている時には、パティキュレートの堆積量と触媒床温度に基づき適宜に昇温マップを選択して昇温手段のアフタ噴射で触媒床温度の昇温化を図り、その昇温化を図った後に触媒床温度が所定の温度範囲内にあるか否かの判定に戻ることを特徴とするものである。
【００１１】
また、好ましくは、パティキュレートフィルタの触媒床温度が所定の温度範囲内にあるか否かの判定で触媒床温度が所定の温度範囲を外れている場合に、パティキュレートの堆積量が第一の閾値より大きな第二の閾値以上で且つ触媒床温度が前記温度範囲の下限温度を下まわっているという第一条件、若しくは、第二の閾値より更に大きな第三の閾値以上であるという第二条件の何れかが満たされている時に、昇温マップを選択して昇温手段のアフタ噴射で触媒床温度の昇温化を図り、その昇温化を図った後に触媒床温度が所定の温度範囲内にあるか否かの判定に戻り、他方、前記第一条件及び第二条件の何れも満たされていない時には、通常マップを選択して触媒床温度が所定の温度範囲内にあるか否かの判定に戻るようにすると良い。
【００１２】
而して、このようにすれば、通常マップと強制再生マップと昇温マップとを適宜に切り替えることにより燃料添加手段と昇温手段を適切に運用して効率の良いパティキュレートフィルタの再生を行うことが可能となり、強制再生や触媒床温度の昇温化に必要な燃料添加による燃費の悪化が必要最小限に抑制されることになる。
【００１３】
更に、本発明においては、パティキュレートの堆積量の推定値が第一の閾値を超えていない間に、定常走行状態でパティキュレートフィルタの前後の差圧を計測し、その実測の差圧に基づき背圧の異常な上昇が確認された時に、パティキュレートフィルタが目詰まりしていると判定して捕集済みパティキュレートを強制的に燃焼除去する強制再生の人為的な実行を促す警告を発し、背圧の異常な低下が確認された時には、パティキュレートフィルタが損傷していると判定して早急なパティキュレートフィルタの交換を促す警告を発するようにしても良い。
【００１４】
而して、このようにすれば、パティキュレートフィルタの前後の差圧に基づきパティキュレートフィルタに生じた目詰まりや損傷を確実に判定して警告を発することが可能となり、その目詰まり判定時に捕集済みパティキュレートを強制的に燃焼除去する強制再生の人為的な実行を促したり、損傷判定時に早急なパティキュレートフィルタの交換を促したりすることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１〜図９は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例で示す排気浄化装置においては、図１に示す如く、自動車のディーゼルエンジン１（内燃機関）から排気マニホールド２を介して排出された排気ガス３が流通している排気管４のマフラ５内に、酸化触媒を一体的に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ６を収容させた場合を例示しており、該パティキュレートフィルタ６を抱持するフィルタケース７がマフラ５の外筒を成すようになっている。
【００１７】
即ち、前後に入口パイプ８と出口パイプ９とを備えたフィルタケース７の内部に、図２に拡大して示す如きパティキュレートフィルタ６が収容されており、このパティキュレートフィルタ６は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路６ａの入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路６ａについては、その出口が目封じされるようになっており、各流路６ａを区画する多孔質薄壁６ｂを透過した排気ガス３のみが下流側へ排出されるようにしてある。
【００１８】
そして、フィルタケース７の入口パイプ８と出口パイプ９に、パティキュレートフィルタ６の前後の差圧を計測する為の差圧センサ１０（差圧計測装置）が圧力取り出し用のパイプを介して接続され、また、フィルタケース７の出口パイプ９には、パティキュレートフィルタ６を通過した排気ガス３の温度を触媒床温度の代表値として計測する温度センサ１１も装備されており、該温度センサ１１の検出信号１１ａと前記差圧センサ１０の検出信号１０ａとがエンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置１２に対し入力されるようになっている。
【００１９】
また、本形態例における制御装置１２は、エンジン制御コンピュータを兼ねていることから燃料の噴射に関する制御も担うようになっており、より具体的には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ１４からのアクセル開度信号１４ａと、ディーゼルエンジン１の回転数を検出する回転センサ１５からの回転数信号１５ａとに基づき、ディーゼルエンジン１の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置１３に向け燃料の噴射タイミング及び噴射量を指令する燃料噴射信号１３ａが出力されるようになっていて、この燃料噴射信号１３ａの出力に際し、ディーゼルエンジン１の回転数と燃料の噴射量が制御装置１２に常時把握されるようにしてある。
【００２０】
ここで、前記燃料噴射装置１３は、各気筒毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が前記燃料噴射信号１３ａにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング（噴射開始時期と噴射終了時期）及び噴射量（開弁時間）が適切に制御されるようになっている。
【００２１】
更に、運転席におけるインストルメントパネル等には、前記制御装置１２でパティキュレートフィルタ６の前後の差圧に基づき目詰まりが判定された時に警告信号１６ａを受けて点灯し且つ損傷（溶損や破損等）が判定された時に警告信号１６ａを受けて点滅する警告ランプ１６と、後で詳述する燃料添加手段を任意に作動させるための操作手段を成す再生ボタン１７とが夫々設けられている。
【００２２】
尚、図中１８は車両の走行距離を計測して前記制御装置１２に向け走行距離信号１８ａを出力する距離計を示している。
【００２３】
そして、前記制御装置１２では、アクセル開度信号１４ａ及び回転数信号１５ａに基づき通常マップから燃料噴射信号１３ａが決定されるようになっている一方、運転者により再生ボタン１７が操作されて再生指令信号１７ａが入力された時、或いは、後述するパティキュレートの堆積量が所定以上になった時等に、燃料噴射制御に関する制御マップが通常マップから強制再生マップに切り替わり、圧縮上死点（クランク角０゜）付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射を行うような燃料噴射信号１３ａが決定されるようになっている。
【００２４】
つまり、本形態例においては、制御装置１２と燃料噴射装置１３とによりパティキュレートフィルタ６の燃料添加手段が構成されるようになっており、前述した如く、メイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射が行われると、このポスト噴射により排気ガス３中に未燃の燃料（主としてＨＣ：炭化水素）が添加されることになり、この未燃の燃料がパティキュレートフィルタ６表面の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上昇してパティキュレートフィルタ６内のパティキュレートが燃焼除去されることになる。
【００２５】
ただし、ポスト噴射により添加した燃料が、パティキュレートフィルタ６の酸化触媒上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い運転領域で運転が行われている場合には、このような運転状態を温度センサ１１の検出信号１１ａに基づき判断し、強制再生を実行するための前処理として、燃料噴射の制御マップを昇温マップに切り替えた燃料噴射パターンが制御装置１２により実行されるようになっている。
【００２６】
即ち、制御装置１２と燃料噴射装置１３とは、パティキュレートフィルタ６の触媒床温度を上げる昇温手段として用いることも可能なのであり、より具体的には、燃料噴射装置１３に対しメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を行わしめる昇温マップに切り替えて燃料噴射を制御すれば良く、このように、メイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射が行われると、該アフタ噴射の燃料が出力に転換され難いタイミングで燃焼することによりディーゼルエンジン１の熱効率が下がり、燃料の発熱量のうちの動力に利用されない熱量が増えて排気温度が上昇され、これによりパティキュレートフィルタ６の触媒床温度が昇温化されることになるのである。
【００２７】
更に、制御装置１２で行われる具体的な制御手順の詳細について、図３によりフローチャートで示すと、本形態例における制御装置１２には、通常走行モードとＤＰＦ再生モードの二つの運転モードが設定されており、先ず通常走行モードのステップＳ１においては、通常マップが選択されて通常のメイン噴射だけの燃料噴射パターンで運転が行われ、次いで、ステップＳ２にてパティキュレートフィルタ６の前後の差圧を検出することが可能か否かの判定が行われた後に、差圧の検出が可能な場合にステップＳ３へ進んで差圧センサ１０からの検出信号１０ａに基づき背圧が異常に高いか否かが判定され、背圧の異常な上昇が確認された時にパティキュレートフィルタ６の目詰まりが判定され、ステップＳ４へと進んで警告ランプ１６が点灯されるようになっている。
【００２８】
他方、先のステップＳ３における判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ５へと進んで背圧が異常に低いか否かが判定され、背圧の異常な低下が確認された時にパティキュレートフィルタ６の損傷（溶損や破損等によりパティキュレートフィルタを素通りしてしまうような流路が形成されてしまって排気抵抗が大幅に低下した状態）が判定され、ステップＳ６へと進んで警告ランプ１６が点滅されるようになっている。
【００２９】
そして、ステップＳ２にて差圧の検出が不可であると判定された場合と、ステップＳ５にて背圧の異常な低下が確認されなかった場合には、ステップＳ７へ進んでパティキュレートフィルタ６内のパティキュレートの堆積量の計算値が所定値（第一の閾値）以上か否かが判定され、所定値以上の場合にステップＳ８へ進んで通常走行モードからＤＰＦ再生モードへの切り替えが成され、未だパティキュレートの堆積量の計算値が所定値を下まわっている場合には、ステップＳ１に戻って同様の手順が繰り返されるようになっている。
【００３０】
ここで、図３のステップＳ１〜ステップＳ６までの異常判定に関し、より詳細な手順を図４により補足説明すると、先ずステップＳ１０１において、ディーゼルエンジン１の停止とエンジン水温が一定値以上という条件が同時に満たされているか否かという停止判定が行われ、両条件が同時に満たされている時に「ＹＥＳ」に進んでステップＳ１０２にて差圧センサ１０のバラツキ補正値が算出されるようになっている。
【００３１】
即ち、ステップＳ１０１における判定が「ＹＥＳ」の状態では、ディーゼルエンジン１が停止していることから、差圧センサ１０の検出信号１０ａに基づくパティキュレートフィルタ６の前後の差圧は零になるはずなので、斯かる停止状態での差圧センサ１０の計測値のバラツキが補正値として記憶されるようになっている。
【００３２】
そして、ディーゼルエンジン１が稼働している状態では、ステップＳ１０１における判定が「ＮＯ」となってステップＳ１０３へ進み、このステップＳ１０３において、差圧センサ１０の出力値が把握され、これらの出力値が前記ステップＳ１０２からの補正値によりステップＳ１０４で補正されて最終出力値となるようにしてある。
【００３３】
更に、次のステップＳ１０５においては、現在の測定状態が定常状態にあるか否かが判定されるようになっており、より具体的には、差圧センサ１０の出力値が安定しているか否か、定常走行状態にあるか否か、エンジン水温，回転数，燃料噴射量の夫々が規定範囲内にあるか否かについて判定が行われ、これら全ての条件が満たされないうちは、「ＮＯ」へと進んでステップＳ１０１からの手順が繰り返されることになり、全ての条件が同時に満たされた時には、現在の測定状態が定常状態にあるものとして「ＹＥＳ」に進み、ステップＳ１０６にてパティキュレートフィルタ６の前後の差圧の検出が開始されるようになっている。
【００３４】
ステップＳ１０６で開始された差圧の検出は、ステップＳ１０７にてカウントされて一定期間に亘る検出が終了したと判定されるまで続けられ、一定期間に亘る検出が終了した時に「ＹＥＳ」へと進み、ステップＳ１０８にて検出期間内における差圧の平均値が算出される一方、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０の夫々にて同じ検出期間内におけるディーゼルエンジン１の回転数の平均値と燃料の噴射量の平均値とが算出され、ステップＳ１０７におけるカウントの途中でステップＳ１０５における定常判定が「ＮＯ」になった場合には、差圧，回転数，噴射量の夫々についての積算値を全て捨ててステップＳ１０５からの手順が繰り返されるようになっている。
【００３５】
そして、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０により算出された回転数及び噴射量の平均値をもとに、ステップＳ１１１において、回転数と噴射量とによる背圧マップから、現在の運転状態に応じた比較的高い目詰まり判定用の第一の基準差圧と、比較的低い損傷判定用の第二の基準差圧とが夫々決定されるようにしてある。
【００３６】
他方、ステップＳ１１２においては、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０により算出された回転数及び噴射量の平均値をもとに、ステップＳ１１１において、回転数と噴射量とによるアッシュ用背圧マップから、現在の運転状態に応じたアッシュ最大堆積時の第三の基準差圧が決定されるようになっている。
【００３７】
ここで、アッシュ最大堆積時の第三の基準差圧とは、異常な背圧上昇によりエンジン性能に悪影響を及ぼしかねないほどアッシュが堆積している状態、即ち、パティキュレートフィルタ６を交換すべき指標となるような最大堆積状態を想定した場合に、現在の回転数及び噴射量に基づく運転状態で、どの程度の差圧になるかをアッシュ用背圧マップから読み出したものであり、この第三の基準差圧に対しステップＳ１１３で算出した比例係数を掛けることにより、経時的なアッシュの堆積による背圧上昇分が算出されるようになっている。
【００３８】
尚、アッシュは、所定の運転状態に対し常に一定量発生し、走行距離に相関があることが判っているので、ステップＳ１１３にて算出される比例係数は、パティキュレートフィルタ６の交換直後からの走行距離（距離計１８からの走行距離信号１８ａ）に基づいて求めることが可能である。
【００３９】
そして、以上の如くして算出された経時的なアッシュの堆積による背圧上昇分を、ステップＳ１１４にて先のステップＳ１０８からの実測の差圧の平均値から差し引くことにより補正差圧平均値が算出され、次いで、ステップＳ１１５において、先のステップＳ１１４からの補正差圧平均値が、ステップＳ１１１からの第一の基準差圧を超えているか否かが判定され、超えている場合に「ＹＥＳ」へ進んでステップＳ１１６にてパティキュレートフィルタ６が目詰まりしていることを運転者に知らせる警告ランプ１６の点灯が指令されるようになっている。
【００４０】
更に、ステップＳ１１５での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１１７に進んで前記補正差圧平均値がステップＳ１１１で算出された第二の基準差圧を下まわっているか否かが判定され、下まわっている場合に「ＹＥＳ」へ進んでステップＳ１１８にてパティキュレートフィルタ６が損傷していることを運転者に知らせる警告ランプ１６の点滅が指令されるようになっており、ステップＳ１１７で前記補正差圧平均値が第二の基準差圧を下まわっていない場合には、「ＮＯ」へと進んでステップＳ１０１からの手順がやり直されるようになっている。
【００４１】
また、図３におけるステップＳ７では、パティキュレートフィルタ６内のパティキュレートの堆積量の計算値が所定の閾値（第一の閾値）以上か否かが判定されるようになっているが、この判定を行うに際してのパティキュレートの堆積量の推定は、以下に図５のフローチャートを用いて説明するようにして行われる。
【００４２】
即ち、図５のフローチャートに関し、ステップＳ２０１にて回転センサ１５からの回転数信号１５ａに基づきディーゼルエンジン１の回転数が抽出される一方、ステップＳ２０２にてアクセルセンサ１４からのアクセル開度信号１４ａに基づく燃料噴射信号１３ａの決定時に判明している燃料の噴射量が抽出され、これら回転数と噴射量とによるパティキュレートの発生量マップ（エンジン定常状態でのマップ）からステップＳ２０３にてディーゼルエンジン１の現在の運転状態に基づくパティキュレートの発生量が推定されるようになっている。
【００４３】
他方、ステップＳ２０４においては、パティキュレートの発生量に影響するエンジン水温、大気温、大気圧、堆積量増加に伴う圧損上昇、過渡状態（加速）か否か、といった種々の条件を考慮した補正係数を算出するようになっており、この補正係数を先のステップＳ２０３で推定された発生量マップ値に掛けたものをパティキュレートの発生量（補正マップ値）としてステップＳ２０５へ導かれるようになっている。
【００４４】
尚、過渡状態（加速）については、燃料の噴射量の単位時間当たりの増加率を監視すれば良い。
【００４５】
そして、ステップＳ２０５においては、現在の運転状態についてパティキュレートの処理量が捕集量を上まわる再生領域にあるか否かが判定されるようになっており、より具体的には、パティキュレートの処理量と捕集量とが略等しくなる排気温度を閾値として温度センサ１１の計測温度が前記閾値を所定時間以上超えた時にパティキュレートフィルタ６が再生状態にあると判定されるようになっている。
【００４６】
つまり、図７に示す如きディーゼルエンジン１の回転数と負荷のマップにおいては、曲線Ａより上側の網掛け部分の運転領域に、パティキュレートの処理量が捕集量を上まわる再生領域が存在し、他方、網掛けをしない曲線Ａより下側の運転領域には、パティキュレートの処理量が捕集量を下まわる非再生領域が存在しているので、これら再生領域と非再生領域との境界線を成す曲線Ａ上に載る運転状態での排気温度（パティキュレートフィルタ６の出口の排気温度）をサンプリングして平均化したものを閾値とし、回転センサ１５により計測される回転数ごとに閾値を変えて温度センサ１１による実測の排気温度と比較するようにしてある。
【００４７】
ただし、前述した再生領域と非再生領域との境界線を成す曲線Ａは、約３２０℃程度の等排気温度線Ｂと概ね近似しており、しかも、この等排気温度線Ｂは曲線Ａより上位の条件（曲線Ａ上に載る運転状態での排気温度より高めの温度条件）となるので、このような等排気温度線Ｂの温度を一定の閾値として制御系の簡略化を図ることも可能である。
【００４８】
ここで、図５中のステップＳ２０５を図６のフローチャートにより更に詳しく説明すると、ステップＳ３０１において、温度センサ１１により計測された排気温度と、回転数に基づき決定された排気温度の閾値とが比較されるようになっており、実測の排気温度が閾値以上にならない限り、このステップＳ３０１での判定が新規入力値に対し繰り返されるようになっており、実測の排気温度が閾値以上となっている場合には、その状態がＴ秒間に亘り継続した後にステップＳ３０２へと進んで現在の運転状態が再生領域にあると判定されるようになっている。
【００４９】
また、ステップＳ３０２での再生領域の判定の後に、ステップＳ３０３において、温度センサ１１により計測された排気温度と、回転数に基づき決定された排気温度の閾値から所定のヒステリシス分を減算した値とが比較されるようになっており、実測の排気温度が閾値から所定のヒステリシス分を減算した値を下まわらない限り、このステップＳ３０３での判定が新規入力値に対し繰り返されるようになっており、実測の排気温度が閾値から所定のヒステリシス分を減算した値を下まわった場合に、ステップＳ３０４へと進んで先のステップＳ３０２での再生領域の判定が解除されるようになっている。
【００５０】
尚、ステップＳ３０３での判定で排気温度の閾値から所定のヒステリシス分を減算した値を用いているのは、実測の排気温度の僅かな変動により再生領域の判定と解除が頻繁に繰り返されてしまうような事態を回避するためである。
【００５１】
そして、図５中のステップＳ２０５で現在の運転状態が再生領域にあると判定された場合には、ステップＳ２０６へと進んで今回のパティキュレートの発生量を加算しないで前回値をそのままトータルの堆積量とし、他方、図５中のステップＳ２０５で現在の運転状態が再生領域にあると判定されなかった場合に限り、ステップＳ２０７へと進んで今回のパティキュレートの発生量（補正マップ値）を前回値に加算してトータルの堆積量とするようにしてある。
【００５２】
つまり、このようにすれば、少なくともパティキュレートの処理量が捕集量を上まわる再生領域にて新たなパティキュレートの堆積が殆どないものと看做し、図８に示す如く、非再生領域でのパティキュレートの発生量のみを積算してパティキュレートフィルタ６内の堆積量とすることで、実際の状態に近いパティキュレートの堆積量の推定が実現されることになる。
【００５３】
更に、ステップＳ２０６又はステップＳ２０７で算出されたパティキュレートの堆積量は、ステップＳ２０８にて強制再生の実行が確認された場合に、ステップＳ２０９へと進んで堆積量が零にリセットされるが、ステップＳ２０８にて強制再生の実行が確認されない場合には、ステップＳ２１０へと進んで堆積量を維持したまま同様の堆積量の推定を始めから繰り返すようになっている。
【００５４】
続いて、図３におけるＤＰＦ再生モードについて以下に説明すると、先に説明した通常走行モードにおけるステップＳ８にて通常走行モードからＤＰＦ再生モードへの切り替えが行われた後、ＤＰＦ再生モードのステップＳ９へと進んでパティキュレートフィルタ６の触媒床温度が所定の温度範囲内にあるか否かについて判定が成されるようになっており、ここでは温度センサ１１により計測されるパティキュレートフィルタ６を通過した排気ガス３の温度を触媒床温度の代表値として判定を行うようにしている。
【００５５】
また、ステップＳ９での判定に用いられる温度範囲の下限値とは、強制再生時にパティキュレートフィルタ６の上流側の排気ガス３に添加された燃料が前記パティキュレートフィルタ６の酸化触媒上で酸化反応することが可能な下限温度のことを指している。
【００５６】
他方、ステップＳ９での判定に用いられる温度範囲の上限値とは、燃料添加を実行しても溶損を招く虞れのない落ち着いた触媒床温度のことを指しており、要するに、触媒床温度が既にかなり高い温度に達している状態で次の燃料添加を無作為に実行してしまうと、パティキュレートフィルタ６が高温化しすぎて溶損を招く虞れがあるので、これを回避するべく温度範囲の上限値を決めているのである。
【００５７】
そして、ステップＳ９で触媒床温度が所定の温度範囲内にあると判定された時には、ステップＳ１０へと進んで燃料噴射制御に関し強制再生マップが選択され、圧縮上死点（クランク角０゜）付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射を行うような燃料噴射パターンで運転が行われるようになっている。
【００５８】
次いで、ステップＳ１１にてパティキュレートフィルタ６の触媒床温度が所定の警戒温度を超えたか否かについて判定が成され、このステップＳ１１でパティキュレートフィルタ６の触媒床温度が所定温度を超えた時に、ステップＳ１２へと進んで前記燃料噴射装置１３による燃料添加を停止する、即ち、噴射パターンを強制再生マップから通常マップへ切り替えるようになっている。
【００５９】
ここで、ステップＳ１１における判定で用いる所定温度とは、確実にパティキュレートに着火したと看做し得るような触媒床温度（パティキュレート着火温度）のことを指しており、無駄な燃料噴射の継続による燃費の悪化を回避することを目的として定めたものである。
【００６０】
尚、先のステップＳ１１にてパティキュレートフィルタ６の触媒床温度が所定の警戒温度を超えない間は、ステップＳ１０へ戻されて触媒床温度の判定が繰り返し行われるようになっている。
【００６１】
そして、ステップＳ１２で通常マップが選択された後に、次のステップＳ１３にてパティキュレートフィルタ６の再生完了が判定されるようになっており、ここで再生完了が判定されないうちは、ステップＳ９へ戻されて触媒床温度の判定からの手順が繰り返されるようになっており、他方、再生完了が判定された時には、ステップＳ１４へと進んでＤＰＦ再生モードから通常走行モードへ復帰するようになっている。
【００６２】
ここで、ここで、図３中のステップＳ１３の再生完了の判定からステップＳ１４の通常走行モードへの復帰にかけての詳細な手順を図９のフローチャートにより更に説明すると、先ずステップＳ４０１において、温度センサ１１により計測された排気温度が所定温度以上か否かについて判定が成され、「ＹＥＳ」の場合にステップＳ４０２へと進んで排気温度が所定温度以上と判定されている間の測定時間が再生判定カウンタに加算される一方、「ＮＯ」の場合にステップＳ４０３へと進んで再生判定カウンタが停止状態のまま保持され、再生判定カウンタが所定時間をカウントした時に「ＹＥＳ」に進んでステップＳ４０５にて通常走行モードが選択され、先のステップＳ４０４で所定時間がカウントされないうちは「ＮＯ」に進んでステップＳ４０１からの手順が繰り返されるようになっている。
【００６３】
また、先に説明した図３中のステップＳ９における温度判定で触媒床温度が所定の温度範囲を外れている時には、ステップＳ１５へと進んで昇温手段による触媒床温度の昇温化が必要か否かについて判定が成されるようになっている。
【００６４】
即ち、このステップＳ１５においては、パティキュレートの堆積量がステップＳ７での第一の閾値より大きな第二の閾値以上で且つ触媒床温度がステップＳ９での温度範囲の下限温度を下まわっているという第一条件、若しくは、第二の閾値より更に大きな第三の閾値以上であるという第二条件の何れかが満たされている時に、ステップＳ１６へと進んで燃料噴射制御に関し昇温マップが選択され、メイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を行うような燃料噴射パターンでの運転が成されるようになっている。
【００６５】
そして、ステップＳ１６で昇温マップが選択された後は、ステップＳ１７に進んで先のステップＳ１５における第二条件が所定時間以上に亘り継続しているか否かについて判定が成され、昇温マップが選択されているにもかかわらず第二条件がいつまでも解消されない場合には、何らかの異常が生じているものとしてステップＳ１８へと進んで警告ランプ１６を点灯させるようになっている。
【００６６】
他方、ステップＳ１７での判定が「ＮＯ」である場合には、再びステップＳ９へと戻されてパティキュレートフィルタ６の触媒床温度が所定の温度範囲内にあるか否かの判定から同じ手順が繰り返されるようになっている。
【００６７】
また、先のステップＳ１５にて第一条件及び第二条件の何れも満たされていない時には、ステップＳ１８へと進んで燃料噴射制御に関し通常マップが選択された後に、再びステップＳ９へと戻されてパティキュレートフィルタ６の触媒床温度が所定の温度範囲内にあるか否かの判定から同じ手順が繰り返されるようになっている。
【００６８】
而して、このような制御手順を実行し得る制御装置１２により排気浄化装置の運転制御を行うと、通常走行モードにおいてパティキュレートフィルタ６内のパティキュレートの堆積量が推定され、その推定されたパティキュレートの堆積量が第一の閾値を超えていない間は、制御装置１２による燃料噴射装置１３への燃料噴射制御に関し通常マップが選択されて通常の運転状態が維持されることになるが、パティキュレートの堆積量が第一の閾値を超えている間は、ＤＰＦ再生モードに切り替えられ、触媒床温度が所定の温度範囲内にある条件下で燃料噴射制御に関し強制再生マップが選択され、メイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射が行われる結果、排気ガス３中に未燃の燃料が添加されて該燃料がパティキュレートフィルタ６表面の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上昇してパティキュレートフィルタ６内のパティキュレートが燃焼除去される。
【００６９】
また、パティキュレートの堆積量が第一の閾値より大きな第二の閾値以上で且つ触媒床温度がポスト噴射により添加した燃料の酸化触媒上で酸化反応が不可能なほど低い場合や、パティキュレートの堆積量が第二の閾値より更に大きな第三の閾値以上となっているような場合には、燃料噴射制御に関し昇温マップが選択され、燃料のメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射が行われる結果、このアフタ噴射の燃料が出力に転換され難いタイミングで燃焼することによりディーゼルエンジン１の熱効率が下がり、燃料の発熱量のうちの動力に利用されない熱量が増えて排気温度が上昇され、これによりパティキュレートフィルタ６の触媒床温度が昇温化されることになる。
【００７０】
更に、本形態例においては、パティキュレートの堆積量の推定値が第一の閾値を超えていない通常走行モードの間に、定常走行状態でパティキュレートフィルタ６の前後の差圧を計測し、その実測の差圧に基づき背圧の異常な上昇が確認された時に、パティキュレートフィルタ６が目詰まりしていると判定して警告ランプ１６を点灯し、背圧の異常な低下が確認された時には、パティキュレートフィルタ６が損傷していると判定して警告ランプ１６を点滅させるようにしているので、警告ランプ１６の点灯を確認した運転者に、運転席の再生ボタン１７を操作することによる強制再生の人為的な実行を促すことが可能であり、また、警告ランプ１６の点滅を確認した運転者に、しかるべき整備施設への車両の持ち込むことによる早急なパティキュレートフィルタ６の交換を促すことが可能である。
【００７１】
従って、上記形態例によれば、燃料噴射制御に関する通常マップと強制再生マップと昇温マップとを適宜に切り替えることにより、燃料添加手段と昇温手段を兼ねた燃料噴射装置１３及び制御装置１２を適切に運用して効率の良いパティキュレートフィルタ６の再生を行うことができるので、強制再生や触媒床温度の昇温化に必要な燃料添加による燃費の悪化を必要最小限に抑制することができる。
【００７４】
尚、本発明の排気浄化装置の制御方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７５】
【発明の効果】
上記した本発明の排気浄化装置の制御方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００７６】
（Ｉ）本発明の請求項１及び２に記載の発明によれば、通常マップと強制再生マップと昇温マップとを適宜に切り替えることにより燃料添加手段と昇温手段を適切に運用して効率の良いパティキュレートフィルタの再生を行うことができるので、強制再生や触媒床温度の昇温化に必要な燃料添加による燃費の悪化を必要最小限に抑制することができる。
【００７７】
（ＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、パティキュレートフィルタの前後の差圧に基づきパティキュレートフィルタに生じた目詰まりや損傷を確実に判定して警告を発することができるので、その目詰まり判定時に捕集済みパティキュレートを強制的に燃焼除去する強制再生の人為的な実行を促したり、損傷判定時に早急なパティキュレートフィルタの交換を促したりすることができ、運転者による異常事態への迅速な対応を可能ならしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【図３】図１の判定装置による具体的な制御手順を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ１〜Ｓ６の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図５】パティキュレート堆積量の推定に関するフローチャートである。
【図６】図５中のステップＳ２０５を更に詳しく示すフローチャートである。
【図７】パティキュレートフィルタの再生領域を説明するグラフである。
【図８】再生領域を挟んだ堆積量の推移を示すグラフである。
【図９】図３中のステップＳ１３〜Ｓ１４の詳細な手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ディーゼルエンジン（内燃機関）
３  排気ガス
４  排気管
６  パティキュレートフィルタ
１０  圧力センサ
１０ａ  検出信号
１１  温度センサ
１１ａ  検出信号
１２  制御装置（燃料添加手段：昇温手段）
１３  燃料噴射装置（燃料添加手段：昇温手段）
１３ａ  燃料噴射信号
１４  アクセルセンサ
１４ａ  アクセル開度信号
１５  回転センサ
１５ａ  回転数信号
１６  警告ランプ
１６ａ  警告信号
【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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