(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関の排気通路中に配置され、流入する排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレート捕集手段と、
前記パティキュレート捕集手段に捕集されたパティキュレート量を検出するパティキュレート量検出手段と、
前記パティキュレート捕集手段の再生処理を行うのに適した再生適正状態にあるかを判断する再生適正状態判断手段と、
前記再生適正状態判断手段が再生適正状態にあると判断し、かつ、前記パティキュレート量があらかじめ設定した第１所定量を上回るときに、前記パティキュレート量が多いほど排気の酸素濃度を低くして前記再生処理を実行する再生制御手段と、
を備えて構成し、
前記再生制御手段は、
前記パティキュレート量が前記第１所定量よりも大きな値としてあらかじめ設定された第２所定量を上回るときに、前記再生処理を行わない場合における排気の酸素濃度よりも排気の酸素濃度を低くして前記再生処理を実行する一方、
前記パティキュレート量が前記第２所定値よりも大きな値としてあらかじめ設定された第３所定量を上回るときには、前記再生適正状態判断手段の判断にかかわらず、前記パティキュレート量が前記第２所定量と前記第３所定量との間にあるときの排気の酸素濃度よりも排気の酸素濃度を低くして前記再生処理を実行することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記再生制御手段は、前記再生処理実行中の前記パティキュレート量の減少に応じて排気の酸素濃度を高くすることを請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記パティキュレート捕集手段は、流入する排気成分を酸化する機能を有し、前記再生適正状態判断手段は、前記パティキュレート捕集手段の酸化機能が活性化しているときに前記再生適正状態であると判断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記再生適正状態判断手段は、前記パティキュレート捕集手段の酸化機能が排気中の重質炭化水素成分を酸化可能であるときに前記再生適正状態であると判断することを特徴する請求項３記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記第１所定量は、前記再生処理を実行した際に、前記パティキュレート捕集手段に捕集されたパティキュレートの伝播燃焼が可能となるパティキュレート量であることを特徴となる請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記第２所定量は、前記パティキュレート捕集手段に流入する排気の酸素濃度を最大とした状態で前記再生処理を実行すると、前記パティキュレート捕集手段の温度がその許容上限温度を上回るパティキュレート量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装置。
【請求項７】
前記第３所定量は、前記パティキュレート捕集手段上流側の排気圧力が機関の運転性に影響を与える量を上回るパティキュレート量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装置。
【請求項８】
前記再生制御手段は、空気過剰率を制御することで排気の酸素濃度を低くし又は高くすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記パティキュレート量検出手段は、前記パティキュレート捕集手段の上流側の排気圧力に基づいて前記パティキュレート捕集手段に捕集されたパティキュレート量を推定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、特に、排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを再生する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関、特にディーゼル機関においては、排気中のパティキュレート（以下ＰＭという）の放出を防止するため、ＰＭを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）を備えるものが知られている。
この種のディーゼル機関では、ＤＰＦが捕集したＰＭ堆積量が多くなると、排気圧力が増大して性能悪化を招くので、堆積したＰＭを定期的に除去してＤＰＦを再生させる必要がある。
【０００３】
ＤＰＦを再生する技術としては、特開２０００−１６１０４４号公報に記載されたものがある。このものは、内燃機関の運転状態があらかじめ設定した再生運転領域内にあるときにＤＰＦ再生を行うと共に、運転状態が再生運転領域外になったときでもＤＰＦが所定温度以上であればＤＰＦ再生を継続することで、ＤＰＦ再生に伴う燃料消費量の増大を抑制するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のものは、ＤＰＦに堆積しているＰＭの量を考慮していないため以下のような問題がある。
すなわち、上記従来技術のものにおいては、運転状態が再生運転領域外にあるときには、ＤＰＦに堆積しているＰＭ量が多くても運転状態が再生運転領域内に入るまではＤＰＦの再生を禁止するため、ＤＰＦにはＰＭがさらに堆積することになる。そして、ＤＰＦの再生を禁止してＤＰＦに堆積しているＰＭ量が著しく増大した状態で運転状態が再生運転領域内に入ると、ＤＰＦに堆積したＰＭが燃焼伝播により急激に燃焼する際に発生する熱量が過大となって、ＤＰＦ内部が非常に高温となる。このため、ＤＰＦが溶損、破損（例えばクラック等）し、再生処理後のＰＭ捕集効率が大幅に低減してしまう。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、ＤＰＦの破損を確実に回避しつつ、ＤＰＦ再生を効果的に実行できる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、機関の排気通路中に配置され、流入する排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレート捕集手段と、前記パティキュレート捕集手段に捕集されたパティキュレート量を検出するパティキュレート量検出手段と、前記パティキュレート捕集手段の再生処理を行うのに適した再生適正状態にあるかを判断する再生適正状態判断手段と、前記再生適正状態判断手段が再生適正状態にあると判断し、かつ、前記パティキュレート量があらかじめ設定した第１所定量を上回るときに、前記パティキュレート量が多いほど排気の酸素濃度を低くして前記再生処理を実行する再生制御手段と、を備えて構成し、前記再生制御手段は、前記パティキュレート量が前記第１所定量よりも大きな値としてあらかじめ設定された第２所定量を上回るときに、前記再生処理を行わない場合における排気の酸素濃度よりも排気の酸素濃度を低くして前記再生処理を実行する一方、前記パティキュレート量が前記第２所定値よりも大きな値としてあらかじめ設定された第３所定量を上回るときには、前記再生適正状態判断手段の判断にかかわらず、前記パティキュレート量が前記第２所定量と前記第３所定量との間にあるときの排気の酸素濃度よりも排気の酸素濃度を低くして前記再生処理を実行することを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によると、パティキュレート捕集手段は、排気中のパティキュレートを捕集し、パティキュレート量検出手段は、パティキュレート捕集手段に捕集されたパティキュレート量を検出する（推定してもよい）。そして、再生適正状態判断手段は、前記パティキュレート捕集手段の再生処理を行うのに適した再生適正状態であるかどうかを判断し、再生制御手段は、前記再生適正状態判断手段が再生適正状態にあると判断し、かつ、前記パティキュレート量があらかじめ設定した第１所定量を上回るときに、前記パティキュレート量が多いほど排気の酸素濃度を低くして前記パティキュレート捕集手段の再生処理を実行するので、再生処理時におけるパティキュレートの急激な燃焼を抑制してパティキュレート捕集手段の溶損、破損を防止しつつ、適度な伝播燃焼により再生処理を短時間で完了させることが可能となる。
【０００８】
また、再生制御手段は、前記パティキュレート量が前記第１所定量よりも大きな値としてあらかじめ設定された第２所定量を上回るときに、前記再生処理を行わない場合における排気の酸素濃度を低くして前記再生処理を実行するので、パティキュレート量が多く、再生処理時にパティキュレートが急激に燃焼するおそれのあるときは、その燃焼速度を抑制してパティキュレート捕集手段の溶損、破損を確実に防止できる。
【０００９】
なお、前記パティキュレート量が第１所定量と第２所定量の間にあるときは、前記再生処理を行わないときよりも排気の酸素濃度を高くして再生処理を実行することになるが、この場合は、パティキュレートの急激な燃焼が起こるおそれがないので、可能な限り排気の酸素濃度を高くして再生処理を実行することで、パティキュレートの燃焼速度を速め、再生処理に要する時間をより短縮できることになる。
さらに、再生制御手段は、前記パティキュレート量が前記第２所定値よりも大きな値としてあらかじめ設定された第３所定量を上回るときには、前記再生適正状態判断手段の判断にかかわらず、前記パティキュレート量が前記第２所定量と前記第３所定量との間にあるときの排気の酸素濃度よりも排気の酸素濃度を低くして前記再生処理を実行するので、捕集されたパティキュレート量が更に多くなったときは、再生適正状態にあるか否かにかかわらず強制的に再生処理を実行することで機関の性能悪化を確実に回避できると共に、かかる場合においてもパティキュレートの急激な燃焼を抑制してパティキュレート捕集手段の溶損、破損を防止することができる。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、再生適正状態にあり、かつ、パティキュレート量が第１所定量を上回るときに、パティキュレート捕集手段の再生処理を実行するので、パティキュレートの適度な伝播燃焼を確保して再生処理を短時間で完了させることができる。これにより、再生処理時に副噴射を行う場合であっても、燃費の悪化を最小限に抑えることができる。また、この場合において、パティキュレート捕集手段に捕集されたパティキュレート量が多いほど排気の酸素濃度を低くしてパティキュレート捕集手段の再生処理を実行するので、再生処理時におけるパティキュレートの燃焼速度を抑制してパティキュレート捕集手段の溶損、破損を防止できる。
【００１１】
また、パティキュレートの適度な伝播燃焼により再生処理を短時間で完了させると共に、捕集されたパティキュレート量が多く再生処理時にパティキュレートが急激に燃焼するおそれのあるときは、その燃焼速度を抑制してパティキュレート捕集手段の溶損、破損を確実に防止できる。さらに、捕集されたパティキュレート量が更に多くなったときは、再生適正状態にあるか否かにかかわらず強制的に再生処理を実行することで機関の性能悪化を確実に回避できると共に、かかる場合においてもパティキュレートの急激な燃焼を抑制してパティキュレート捕集手段の溶損、破損を防止することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、再生処理実行中のパティキュレート量の減少に応じて排気の酸素濃度を高くするので、常に効率的な再生処理が可能となる。
請求項３に係る発明によれば、パティキュレート捕集手段の酸化機能が活性化しているときに再生最適状態と判断するので、再生処理時の副噴射により供給された燃料を浄化する際のパティキュレート捕集手段（上の触媒）の反応熱を利用して効率的な再生処理が可能となる。
【００１３】
請求項４に係る発明によれば、前記パティキュレート捕集手段の酸化機能が排気中の重質炭化水素成分を酸化可能であるときに前記再生適正状態であると判断するので、再生処理時の副噴射により供給された燃料のパティキュレート捕集手段（上の触媒）での反応性が向上し、更に効率的な再生処理が可能となる。
請求項５に係る発明によれば、再生処理を実行した際に、確実にパティキュレートを伝播燃焼させることができ、効率的な再生処理が可能となる。
【００１４】
請求項６に係る発明によれば、再生処理を実行した際に、パティキュレートの急激な燃焼を抑制し、パティキュレート捕集手段の溶損、破損を確実に防止できる。
請求項７に係る発明によれば、捕集されたパティキュレートによって機関の性能が悪化するような事態を確実に回避できる。
【００１５】
請求項８に係る発明によれば、パティキュレート量に応じて目標空気過剰率を設定し、該目標空気過剰率になるように吸入空気量を制御することで、排気の酸素濃度を低く又は高くすることができる。
請求項９に係る発明によれば、パティキュレート捕集手段の上流側の排気圧力を検出することで、パティキュレート捕集手段に捕集されたパティキュレート量を容易に推定できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す過給機付ディーゼルエンジンのシステム図である。図１に示すように、本実施形態に係る過給機付ディーゼルエンジンは、ディーゼルエンジン本体１と、このディーゼルエンジン本体１に取り付けられたコモンレール式の燃料噴射系２と、過給機３と、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）４と、を含んで構成されている。
【００１７】
前記コモンレール式の燃料噴射系２は、コモンレール５及び燃料ポンプ６をその主要構成要素としており、高圧の燃料を前記エンジン本体１に供給する。
前記過給機３は、いわゆる可変ノズル式のターボチャージャーであり、そのコンプレッサ７、タービン８は、それぞれ前記エンジン本体１の吸気通路９、排気通路１０内に設けられている。そして、前記エンジン本体１からの排気によりタービン８が回転されてコンプレッサ７を駆動し、圧縮空気を前記エンジン本体１に供給する。
【００１８】
前記ＤＰＦ４は、貴金属を担持した酸化機能を有するものであり、流入する排気成分を酸化して浄化すると共に、排気中のパティキュレート（以下、ＰＭという）を捕集する。
前記排気通路１０には、前記エンジン本体１と前記過給機３のタービン８との間から分岐して吸気系に接続するＥＧＲ通路１１が設けられており、このＥＧＲ通路１１には、その開度が制御されるＥＧＲバルブ１２が介装されている。従って、前記ＥＧＲバルブ１２が閉弁しているときは、前記エンジン本体１からの排気は全て前記過給機３のタービン８を通過し、前記ＤＰＦ４により浄化されて外部に排出される。一方、前記ＥＧＲバルブ１２が開弁すると、前記エンジン本体１からの排気は、その一部が前記ＥＧＲ通路１１を通じて吸気系に還流される。
【００１９】
また、コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）２０には、エンジン本体１に組み込まれたエンジン回転速度センサ２１からのエンジン回転速度信号（Ｎｅ）、アクセル開度センサ２２からのアクセル開度信号（Ａｃｃ）、前記ＤＰＦ４の上流側に設けられたλセンサ２３から空気過剰率（排気中の酸素濃度）信号（λ）、同じく前記ＤＰＦ４の上流側に設けられた圧力センサ２４から排気圧力信号（Ｐｅ）及び前記ＤＰＦ４の下流側に設けられた温度センサ２５からの排気温度信号≒前記ＤＰＦ４の温度（Ｔｅ）等の各種信号が入力されており、コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）２０は、これら入力信号に基づいて所定の演算処理を行って、燃料の主噴射、ＤＰＦ４の再生時に行う副噴射、前記過給機３のＡ／Ｒ（ノズル最狭部断面積／タービン軸中心からノズル最狭部断面中心までの距離）制御及び前記ＥＧＲバルブ１２の開度制御を含めた各種制御を実行する。
【００２０】
次に、上記構成を有する過給機付ディーゼルエンジンにおいて、前記コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）２０により実行される前記ＤＰＦ４の再生処理について説明する。
図２は、本実施形態に係る前記ＤＰＦ４の再生処理（以下、単にＤＰＦ再生という）ルーチンを示すフローチャートである。図２において、ステップ１（図ではＳ１と記す。以下同じ）では、前記エンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃからエンジンの運転状態を読み込むと共に、前記ＤＰＦ４上流側の排気の空気過剰率（酸素濃度）λ、排気温度Ｔｅ（ＤＰＦ４の温度）及び排気圧力Ｐｅを検出する。なお、燃料噴射量Ｑは、前記エンジン回転速度信号Ｎｅとアクセル開度信号Ａｃｃとに応じて設定された燃料噴射量マップから算出する。
【００２１】
ステップ２では、前記ＤＰＦ４に堆積したＰＭ量（ＰＭ堆積量）を検出する。この検出は、具体的には、ＰＭ堆積量が増加すれば排気圧力Ｐｅも増大することを利用し、前記排気圧力ＰｅをモニタすることでＰＭ堆積量を推定することにより行う。また、この推定は、例えば、検出した排気圧力Ｐｅと大気圧Ｐａとの差圧ΔＰ（＝Ｐｅ−Ｐａ）を算出し、この差圧ΔＰに基づいて、あらかじめ設定したＰＭ堆積量マップを参照することにより行う。なお、ここでは、ＰＭ堆積量を求めることができればよく、ＰＭ堆積量を直接検出するようにしてもよいし、他の方法（例えば、前回ＤＰＦ４の再生を行ったときからの走行距離、エンジン回転速度Ｎｅの積算と排気圧力とを組み合わせを利用する）によってＰＭ堆積量を推定するようにしてもよい。
【００２２】
ステップ３では、通常再生フラグ（Ｒｅｇ．１フラグ）を確認する。そして、通常再生フラグ（Ｒｅｇ．１フラグ）が０であればステップ４に進む。なお、通常再生フラグ（Ｒｅｇ．１フラグ）が１であれば、後述する通常のＤＰＦ再生のフローチャートに移る（図３参照）。
ステップ４では、緊急再生フラグ（Ｒｅｇ．２フラグ）を確認する。そして、緊急再生フラグ（Ｒｅｇ．２フラグ）が０であればステップ５に進む。なお、緊急再生フラグ（Ｒｅｇ．２フラグ）が１であれば、後述する緊急のＤＰＦ再生のフローチャートに移る（図４参照）。
【００２３】
ステップ５では、ＤＰＦ４へのＰＭ堆積量が、運転性に影響を及ぼす量ＰＭ３（これが、本発明の第３所定量に相当する）を超えているか否かを判定する。かかる条件を判定するのは、運転性に影響を及ぼす量ＰＭ３を超える量のＰＭがＤＰＦ４に堆積している場合には、直ちに（緊急に）ＤＰＦ再生を行う必要がある一方で、単にＤＰＦ再生を行うと、伝播燃焼により堆積したＰＭが一気に燃焼して過度の温度上昇を招き、ＤＰＦ４が溶損、破損のおそれのある許容上限温度を超えるおそれがあるからである。
【００２４】
ＰＭ堆積量が前記ＰＭ３を超えていれば、ステップ６に進んで緊急再生フラグ（Ｒｅｇ．２フラグ）を立ててＲｅｇ．２＝１とする。一方、ＰＭ堆積量が前記ＰＭ３以下であればステップ７に進む。
これにより、緊急のＤＰＦ再生は、ＰＭ堆積量がＰＭ３を超えていれば、ＤＰＦ再生に最適な状態であるか否かを問わず（判定することなく）行われることになる。
【００２５】
ステップ７では、通常のＤＰＦ再生を行うのに適した状態（以下、再生適正状態という）であるか否かを判定する。かかる判定は、以下のようにして行う。
本実施形態は、副噴射を行ってＤＰＦ再生を行うものであり、主燃焼が終了した後に燃料の副噴射を行って排気中に酸化剤としての燃料を供給する。すると、前記ＤＰＦ４は、その酸化触媒機能により（担持した触媒の反応熱により）昇温して堆積したＰＭを燃焼させ、ＤＰＦが再生される。この場合、図５に示すように、排気温度（Ｔｅ≒ＤＰＦ４の温度）が、気相成分として存在する燃料を浄化（酸化）するのに十分な活性を示す温度（触媒活性温度）Ｔ２を超えていたとしても、燃料が液相として存在していた場合には、ＤＰＦの昇温速度が遅くなりＤＰＦ再生に多くの時間が必要となる。一方、排気温度（Ｔｅ）が、液相成分（重質炭化水素成分）を酸化可能な温度Ｔ１を超えていると触媒との反応が早く進むため、この温度Ｔ１を境にしてＤＰＦの昇温速度が急激に速くなる。
【００２６】
そこで、気相、液相としての燃料が混在する場合でもＤＰＦ再生が速やかに行えるとき、すなわち、排気温度Ｔｅが前記温度Ｔ１を超えていれば、再生適正状態であるとして、ステップ８に進んで通常のＤＰＦ再生を行うためのもう一つの条件を判定し、排気温度（Ｔｅ）が前記温度Ｔ１以下であるときは、ＤＰＦ４の昇温に時間がかかり燃費の悪化を招くので、ＤＰＦ再生を積極的には行わないようにする。
【００２７】
また、排気温度（Ｔｅ）を検出することに代えて、例えば、図６に示すようなマップを参照することで、ＤＰＦ再生が速やかに行えるかどうかを判定するようにしてもよい。この場合は、燃料噴射量Ｑ及びエンジン回転速度Ｎｅに基づいてマップを参照することで、排気温度（Ｔｅ）が前記温度Ｔ１以上となる再生最適運転領域（図中のＡ領域）にあるか否かを判定し、最適運転領域内にあればステップ８に進む。更に、この場合において、排気系の熱慣性を考慮して、ある期間継続して再生最適運転領域にあるときにＤＰＦ再生に適した状態であると判定するようにすれば、より効率的なＤＰＦ再生が可能となる。
【００２８】
ステップ８では、ＰＭ堆積量が通常のＤＰＦ再生を行う際に要求される最小限量ＰＭ１（これが本発明の第１所定量に相当する）を超えているか否かを判定する。これは、前記ステップ７においてＤＰＦ再生に適した状態（再生適正状態）であると判定された場合であっても、一律にＤＰＦ再生を行うとすると燃費の悪化を招いてしまう場合があるし、ある程度のＰＭ堆積量がないとＤＰＦ再生を行ったとしても堆積したＰＭが伝播燃焼せずＤＰＦ再生効率が低いからであり、前記ＤＰＦ４に前記ＰＭ１以上の量のＰＭ堆積量があるときにＤＰＦ再生を行うようにするためである。
【００２９】
そして、ＤＰＦ４のＰＭ堆積量が前記ＰＭ１を超えていれば、ステップ９に進んで通常再生フラグ（Ｒｅｇ．１フラグ）を立ててＲｅｇ１＝１とする。一方、ＰＭ堆積量が前記ＰＭ１以下であればＤＰＦ再生を行わない。すなわち、前記通常のＤＰＦ再生は、ＤＰＦ再生に適した状態（再生適正状態）であり、かつ、ＰＭ堆積量がその最小限量ＰＭ１を超えているときに行われることになり、再生効率が高く維持される。
【００３０】
次に、前記通常のＤＰＦ再生について説明する。
図３は、通常のＤＰＦ再生を示すフローチャートである。このＤＰＦ再生は、前記図２のフローチャートのステップ３において通常再生フラグ（Ｒｅｇ．１フラグ）が立っている場合に行われるものである。
図３において、ステップ１１では、ＰＭ堆積量に応じて排気の空気過剰率（λ）を所定の値に設定する。これは、排気温度（Ｔｅ）をＤＰＦ再生に最適な値（すなわち、前記温度Ｔ１以上）とした場合、ＤＰＦ４の温度は、ＰＭ堆積量とそのときの空気過剰率（λ）に依存するため、ＤＰＦ再生を可能な限り効率的に行うと共に、再生中のＤＰＦ温度がＤＰＦ４の溶損、破損を招くおそれのある前記許容上限温度を超えないようにするためである。
【００３１】
具体的には、図７に示すテーブルを参照することにより空気過剰率（λ）を設定するのであるが、本フローでは空気過剰率（λ）としてλａ以下の値又はλｂ以下の値が設定されることになる。なお、このテーブル（図７）は以下のようにして設定される。
再生中のＤＰＦ４の温度、ＰＭ堆積量及び空気過剰率（λ）の関係を示す図８において、前記ＤＰＦ再生を行う際に要求される最小限ＰＭ堆積量ＰＭ１と運転性に影響を及ぼすＰＭ堆積量ＰＭ３との間のＰＭ堆積量ＰＭ２（これが本発明の第２所定量に相当する）は、運転性には影響を及ぼさないものの、ＤＰＦ再生中にＤＰＦ４の温度が溶損、破損を招くおそれのある許容上限温度を超える堆積量である（すなわち、ＰＭ３＞ＰＭ２＞ＰＭ１である）。
【００３２】
図８に示すように、ＰＭ堆積量がＰＭ１〜ＰＭ２にある場合は、排気の酸素濃度が最大となる（すなわち、ＤＰＦ再生を行っていない通常運転時における排気の酸素濃度よりも高い）空気過剰率λａの下でも、ＤＰＦ４はその許容上限温度を超えないので、この範囲ではＰＭの燃焼を促進すべく空気過剰率（λ）をλａ以下に設定すればよい。一方、ＰＭ堆積量がＰＭ２〜ＰＭ３にある場合は、ＰＭ燃焼速度を抑制して再生中のＤＰＦ温度が前記許容上限温度を超えないようにするため、空気過剰率（λ）を通常運転時における排気の酸素濃度よりも低いλｂ（＜λａ）以下に設定する必要がある。更に、ＰＭ堆積量がＰＭ３以上の場合は、空気過剰率（λ）をより排気の酸素濃度が低いλｃ（＜λｂ）以下に設定する必要がある。そして、前記図７のテーブルは、このようなことを考慮した設定されたものである。
【００３３】
なお、かかる空気過剰率（λ）の設定に際しては、空気過剰率（λ）を段階的に変化させて設定する場合（図７中、実線で示す）と、空気過剰率（λ）をＰＭ堆積量に応じて連続的に変化させて設定する場合（図７中、一点鎖線で示す）と、があるが、いずれを用いて設定してもよい。すなわち、空気過剰率（λ）を段階的に変化させる場合には、ＰＭ堆積量がＰＭ２以下のときは、空気過剰率（λ）を排気の酸素濃度が最大となるλａとし、ＰＭ堆積量がＰＭ２を上回るときは、空気過剰率（λ）をλｂ（＜λａ）とする。
【００３４】
一方、空気過剰率（λ）を連続的に変化させる場合には、ＤＰＦ再生中のＰＭ堆積量に対応して空気過剰率（λ）を設定できる。すなわち、ＤＰＦ再生中は、ＰＭ堆積量が刻々と減少しているが、これに対応してより大きな空気過剰率（λ）を設定できるので、ＤＰＦ再生を効率よく行えることになる。なお、この場合において、ＰＭ堆積量がＰＭ１〜ＰＭ２にあるときは、空気過剰率（λ）を排気の酸素濃度が最大となるλａに固定するようにしてもよい。
【００３５】
そして、設定した空気過剰率（λａ、λｂ）への制御は、例えば各空気過剰率毎に設定される目標吸入空気量（図９参照）を達成するように、前記過給機３の可変ノズル（ＶＮ）開度、吸気絞り弁（図示省略）、前記ＥＧＲバルブ１２等を制御することで実現する。
これにより、ＤＰＦ再生中にＤＰＦ４の温度が前記許容上限温度を超えることを防止しつつ、ＰＭを効果的に燃焼させてＤＰＦ再生を行える。
【００３６】
ステップ１２では、ＤＰＦ再生を行うため、ＤＰＦ４の温度を所定温度（例えば、６００℃）になるよう制御する。具体的には、図１０に示すように運転状態に応じて設定された副噴射量を、主燃焼が終了した膨張行程か排気上死点近傍で排気中に噴射する。これによりＤＰＦ４の温度が上昇し、前記所定温度に保たれる。そして、一度副噴射された燃料がＤＰＦ４に担持された触媒上で燃焼し、排気温度（Ｔｅ≒ＤＰＦ４の温度）が前記温度Ｔ１以上であれば、前記再生最適状態（最適運転領域）から外れてもＤＰＦ再生は続行するようにする。
【００３７】
ステップ１３では、排気温度（Ｔｅ）が前記温度Ｔ１に達してから所定時間ｔ１が経過したか否かを判定する。なお、この所定期間ｔ１は、通常のＤＰＦ再生を行う期間としてあらかじめ設定したものである。
そして、前記所定時間ｔ１が経過していれば、ステップ１４で前記通常再生フラグ（Ｒｅｇ．１フラグ）を０とし、ステップ１５でＰＭ堆積量をリセットして（０として）通常のＤＰＦ再生を完了する。なお、前記所定時間ｔ１が経過していなければ通常のＤＰＦ再生が継続される。
【００３８】
次に、前記緊急のＤＰＦ再生について説明する。
図４は、緊急のＤＰＦ再生のフローチャートである。このＤＰＦ再生は、前記図２のフローチャートのステップ２において緊急再生フラグ（Ｒｅｇ．２フラグ）が立っている場合に行われるものである。
図４において、ステップ２１では、前記図３のステップ１１と同様に、図７に示すテーブルを参照してＰＭ堆積量に応じて排気の空気過剰率（λ）を所定の値に設定する。本フローでは、λｃ以下の値が設定されることになる。
【００３９】
ステップ２２では、図３のステップ１２と同様に、ＤＰＦ再生を行うため、ＤＰＦ４の温度を所定温度（例えば、６００℃）になるよう制御する。
ステップ２３では、排気温度（Ｔｅ）が前記温度Ｔ１に達してから所定時間ｔ２が経過したか否かを判定する。なお、この所定期間ｔ２は、緊急のＤＰＦ再生を行う期間としてあらかじめ設定したものである
そして、前記所定時間ｔ２が経過していれば、ステップ２４で前記緊急再生フラグ（Ｒｅｇ．２フラグ）を０とし、ステップ２５でＰＭ堆積量をリセットして（０として）緊急のＤＰＦ再生を完了する。なお、前記所定時間ｔ２が経過していなければ緊急のＤＰＦ再生が継続される。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＤＰＦ４の溶損、破損を確実に回避しつつ、効率的なＤＰＦ再生を実行することができると共に、ＤＰＦ４に堆積したＰＭによって機関の運転性を悪化させるような事態も確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るディーゼル機関のシステム図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＤＰＦ再生処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】通常のＤＰＦ再生処理を示すフローチャートである。
【図４】緊急のＤＰＦ再生処理を示すフローチャートである。
【図５】排気温度ＴｅとＤＰＦ４の昇温速度との関係を示す図である。
【図６】ＤＰＦ再生の最適運転領域を示す図（マップ）である。
【図７】ＰＭ堆積量に応じた空気過剰率（λ）設定用のテーブルの一例を示す図である。
【図８】再生中のＤＰＦ４の温度、ＰＭ堆積量及び空気過剰率（λ）の関係を示す図である。
【図９】設定した空気過剰率（例えば、λｂ）とするための目標吸入空気量設定用のマップの一例を示す図である。
【図１０】ＤＰＦ再生に必要な副噴射量設定用のマップの一例を示す図である。
【符号の説明】
１    ディーゼルエンジン本体
３    過給機
４    ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
５    コモンレール
６    燃料ポンプ
２０    コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）
２１    エンジン回転速度センサ
２２    アクセル開度センサ
２３    空気過剰率λセンサ
２４    圧力センサ
２５    温度センサ
【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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