(57)【要約】【課題】燃費の悪化及び排出される有害物質の増加を抑制しながら、粒子フィルタに堆積している排気微粒子を確実に除去することのできる制御装置を提供する。【解決手段】この制御装置１０は、堆積量推定部１４によって推定された排気微粒子の堆積量が所定の閾堆積量を超えた場合には、気筒１０１から排出される排ガスの温度が上昇するよう、点火調整部１３により点火時期を遅角させる遅角処理と、過給装置４００を動作させることにより、気筒１０１への吸気圧を大気圧よりも高い状態とする過給処理と、吸気バルブ１１０が開状態となっている期間の一部、及び排気バルブ１２０が開状態となっている期間の一部が互いに重なるように、バルブ調整部１２により吸気バルブ１１０及び排気バルブ１２０のそれぞれの開閉時期を変更するオーバーラップ処理と、を実行するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒（１０１）から排出される排ガスから排気微粒子を補足するための粒子フィルタ（３３０）、を備えた車両（ＧＣ）の制御装置（１０）であって、
前記気筒における点火時期を調整する点火調整部（１３）と、
前記気筒に設けられた吸気バルブ（１１０）及び排気バルブ（１２０）のそれぞれの開閉時期を調整するバルブ調整部（１２）と、
前記粒子フィルタにおける排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定部（１４）と、を備え、
前記堆積量推定部によって推定された前記堆積量が所定の閾堆積量を超えた場合には、
前記気筒から排出される排ガスの温度が上昇するよう、前記点火調整部により前記点火時期を遅角させる遅角処理と、
車両に備えられた過給装置（４００）を動作させることにより、前記気筒への吸気圧を大気圧よりも高い状態とする過給処理と、
前記吸気バルブが開状態となっている期間の一部、及び前記排気バルブが開状態となっている期間の一部が互いに重なるように、前記バルブ調整部により前記吸気バルブ及び前記排気バルブのそれぞれの開閉時期を変更するオーバーラップ処理と、を実行するように構成されていることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記遅角処理においては、
前記堆積量推定部によって推定された前記堆積量が大きいほど、前記点火時期を大きく遅角させることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒から排出される排ガスから排気微粒子を補足するための粒子フィルタ、を備えた車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関から排出される排気微粒子（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を低減することが求められており、法規制の強化が進められている。排気微粒子を低減するための対策としては、例えば内燃機関の気筒における空燃比を制御し、これにより排気微粒子の生成量を抑えることが考えられる。しかしながら、排気微粒子に関しては、その排出重量だけではなく排出数も低減することが強く求められているため、生成量を抑えることのみによる対策だけでは法規制に対応しきれない可能性が高い。
【０００３】
そこで、下記特許文献１に記載の内燃機関では、排気微粒子の生成量を抑えることに加えて、生成された排気微粒子を補足するための粒子フィルタを排気通路に設けている。これにより、排ガスに含まれる排気微粒子が外部に排出されることを抑制している。
【０００４】
粒子フィルタの内部には、時間の経過とともに排気微粒子が蓄積されていく。そこで、下記特許文献１に記載の内燃機関では、排気微粒子による粒子フィルタの目詰まりを防止するために、粒子フィルタにおいて排気微粒子を強制的に燃焼させ除去している。
【０００５】
具体的には、気筒の膨張行程中に燃料を噴射（ポスト噴射）することで、未燃炭化水素を粒子フィルタに供給している。粒子フィルタ内の触媒では、未燃炭化水素が酸素と反応することにより熱が生じるので、当該熱によって排気微粒子が燃焼し除去される。
【０００６】
ところで、下記特許文献１に記載されているのは、ディーゼルエンジンから排出される排気微粒子を低減するための構成である。そこで、同様の構成により、ガソリンエンジンから排出される排気微粒子を低減することも考えられる。つまり、ガソリンエンジンの気筒においても、燃料のポスト噴射を行えば、下流側の粒子フィルタに堆積している排気微粒子を燃焼させ除去することができるようにも思われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６２５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ディーゼルエンジンの気筒から排出される排ガスには、比較的多量の酸素が含まれている。このため、上記特許文献１に記載されているように、下流側の粒子フィルタにおいて未燃炭化水素と酸素との反応を生じさせ、排気微粒子の燃焼のために十分な熱を発生させることが可能である。
【０００９】
一方、ガソリンエンジンにおいては理論空燃比に近い空燃比で燃焼が行われるため、ガソリンエンジンの気筒から排出される排ガスには僅かな酸素しか含まれていない。ガソリンエンジンの気筒において燃料のポスト噴射が行われた場合、粒子フィルタに未燃炭化水素は到達するのであるが、これと反応するための十分な酸素が存在しないため、未燃炭化水素と酸素の反応による熱は生じにくい。その結果、排気微粒子の燃焼及び除去が十分に行われないのみならず、未燃炭化水素がそのまま大気に排出されることとなり、外部への有害物質の排出量が却って増加してしまう可能性もある。
【００１０】
ガソリンエンジンの気筒に対する空気の供給量を増加させ（すなわちリーンな空燃比で運転し）、これにより排出ガスに含まれる酸素を増加させた状態で燃料のポスト噴射を行うことも考えられる。しかしながら、ガソリンエンジンにおいては、燃焼の安定性を維持しながら増加させ得る空気の供給量には限界があるので、粒子フィルタに供給される酸素の量は限られたものとなる。その結果、粒子フィルタにおける発熱量を十分に大きくすることができないため、排気微粒子を除去するためには長時間を要することとなる。リーンな空燃比での運転を長時間継続することは、燃費及び有害物質の抑制の観点から好ましくない。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃費の悪化及び排出される有害物質の増加を抑制しながら、粒子フィルタに堆積している排気微粒子を確実に除去することのできる制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、気筒（１０１）から排出される排ガスから排気微粒子を補足するための粒子フィルタ（３３０）、を備えた車両（ＧＣ）の制御装置（１０）であって、気筒における点火時期を調整する点火調整部（１３）と、気筒に設けられた吸気バルブ（１１０）及び排気バルブ（１２０）のそれぞれの開閉時期を調整するバルブ調整部（１２）と、粒子フィルタにおける排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定部（１４）と、を備える。堆積量推定部によって推定された堆積量が所定の閾堆積量を超えた場合には、気筒から排出される排ガスの温度が上昇するよう、点火調整部により点火時期を遅角させる遅角処理と、車両に備えられた過給装置（４００）を動作させることにより、気筒への吸気圧を大気圧よりも高い状態とする過給処理と、吸気バルブが開状態となっている期間の一部、及び排気バルブが開状態となっている期間の一部が互いに重なるように、バルブ調整部により吸気バルブ及び排気バルブのそれぞれの開閉時期を変更するオーバーラップ処理と、を実行するように構成されている。
【００１３】
このような制御装置によれば、堆積量推定部によって推定された堆積量が所定の閾堆積量を超えた場合、すなわち、粒子フィルタに堆積した排気微粒子を除去することが必要となった場合には、遅角処理と、過給処理と、オーバーラップ処理と、が実行される。
【００１４】
遅角処理は、気筒から排出される排ガスの温度が上昇するよう、点火調整部により点火時期を遅角させる処理である。これにより、気筒内の温度が十分に低下するよりも前の時点において排気バルブが開かれるようになるため、粒子フィルタに到達する排ガスの温度が上昇する。
【００１５】
過給処理は、車両に備えられた過給装置（例えばターボチャージャー）を動作させることにより、気筒への吸気圧を大気圧よりも高い状態とする処理である。
【００１６】
オーバーラップ処理は、吸気バルブが開状態となっている期間の一部、及び排気バルブが開状態となっている期間の一部が互いに重なるように、バルブ調整部により吸気バルブ及び排気バルブのそれぞれの開閉時期を変更する処理である。当該処理により、気筒の動作行程の一部、具体的には排気行程の一部において、吸気バルブ及び排気バルブの両方が開状態となっている期間（以下、「連通期間」とも称する）が生じるようになる。
【００１７】
連通期間においては、上記の過給処理によって吸気圧が大気圧よりも高い状態となっている。このため、吸気バルブから気筒内に流入した空気はそのまま気筒を通過し、排気バルブから気筒の外に排出される。
【００１８】
当該空気は、排気バルブが開状態となる直前において気筒内に存在していた気体、すなわち、遅角処理により高温となっている排ガスと共に、粒子フィルタ側へと流れる。このため、粒子フィルタには、高温であり且つ十分な酸素を含んだ気体が到達する。その結果、粒子フィルタでは堆積している排気微粒子の燃焼が生じるので、排気微粒子が除去される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、燃費の悪化及び排出される有害物質の増加を抑制しながら、粒子フィルタに堆積している排気微粒子を確実に除去することのできる制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る制御装置と、その制御対象である車両の構成とを模式的に示す図である。
【図２】図１に示された気筒の内部における圧力の変化を示すグラフである。
【図３】図１に示された気筒における、吸気バルブ及び排気バルブのそれぞれの開閉タイミングを示すバルブタイミングダイアグラムである。
【図４】図１に示された制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図１に示された気筒の内部における圧力の変化を示すグラフである。
【図６】図１に示された気筒における、吸気バルブ及び排気バルブのそれぞれの開閉タイミングを示すバルブタイミングダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２２】
本実施形態に係る制御装置１０は、車両ＧＣにおける内燃機関（エンジン１００）の動作を制御するための装置として構成されている。制御装置１０の構成及び実行される制御の説明に先立ち、先ず、車両ＧＣの構成について図１を参照しながら説明する。
【００２３】
尚、図１では、車両ＧＣのうちエンジン１００及びその周辺の構成のみが模式的に示されており、その他の構成については図示が省略されている。図１に示されるように、車両ＧＣは、エンジン１００と、吸気配管２００と、排気配管３００と、を備えている。
【００２４】
エンジン１００は、複数の気筒１０１を備えたガソリンエンジンである。ただし、それぞれの気筒１０１の構成、及び実行される制御は互いに同一であるから、以下の説明においては単一の気筒１０１についてのみ図示及び説明を行う。
【００２５】
尚、本発明に係る制御装置の制御対象は、このような態様のガソリンエンジンを備えた車両に限定されない。単一の気筒からなるガソリンエンジンを備えた車両であっても、本発明に係る制御装置の制御対象とすることができる。
【００２６】
気筒１０１は、吸気バルブ１１０と、排気バルブ１２０と、開閉調整機構１６０と、点火プラグ１３０と、ピストン１４０と、インジェクタ１５０と、を備えている。また、気筒１０１の内部には、燃料と空気との混合気体が燃焼する空間として燃焼室ＳＰが形成されている。
【００２７】
吸気バルブ１１０は、吸気配管２００と気筒１０１との接続部分に配置されたバルブである。吸気バルブ１１０が開状態となることにより、燃焼室ＳＰに対する空気の供給が開始される。また、吸気バルブ１１０が閉状態となることにより、燃焼室ＳＰに対する空気の供給が停止される。
【００２８】
排気バルブ１２０は、排気配管３００と気筒１０１との接続部分に配置されたバルブである。排気バルブ１２０が開状態となることにより、燃焼室ＳＰから排気配管３００に向けた排ガスの排出が開始される。また、吸気バルブ１１０が閉状態となることにより、燃焼室ＳＰから排気配管３００に向けた排ガスの排出が停止される。
【００２９】
開閉調整機構１６０は、吸気バルブ１１０及び排気バルブ１２０をそれぞれ開閉させるための機構である。開閉調整機構１６０により、吸気バルブ１１０及び排気バルブ１２０がそれぞれ適切なタイミングで開閉することで、気筒１０１では所謂吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、及び排気行程がそれぞれ実行されることとなる。
【００３０】
開閉調整機構１６０は、ＶＶＴプーリー（不図示）等を備えた可変バルブタイミング機構として構成されている。これにより、上記の４行程が実行される際における吸気バルブ１１０及び排気バルブ１２０の開閉タイミングは、常に固定されているのではなく、開閉調整機構１６０によって変更可能となっている。
【００３１】
具体的には、排気バルブ１２０が閉状態となって排気行程が終了されるタイミングと、吸気バルブ１１０が開状態となって吸気行程が開始されるタイミングとのずれ（オーバーラップ）が、開閉調整機構１６０により調整可能となっている。吸気バルブ１１０及び排気バルブ１２０の開閉動作は、後述の制御装置１０によって制御される。当該制御の内容については、後に説明する。
【００３２】
点火プラグ１３０は、燃焼室ＳＰ内に存在する燃料及び空気の混合気体に着火するためのものである。点火プラグ１３０によって着火が行われるタイミング（点火時期）、すなわち燃焼行程が開始されるタイミングは、制御装置１０によって制御される。
【００３３】
ピストン１４０は、気筒１０１内において上下に動く部材である。既に述べた燃焼室ＳＰは、気筒１０１内の空間のうち、ピストン１４０よりも上方側の部分となっている。
【００３４】
圧縮行程においては、ピストン１４０が上方に移動することにより燃焼室ＳＰの容積が小さくなる。燃焼行程においては、燃焼室ＳＰで生じた燃焼（爆発）によりピストン１４０が下方に押し下げられる。ピストン１４０の下方側には、コンロッド１４１やクランクシャフト１４２が配置されている。ピストン１４０の上下運動は、これらクランクシャフト１４２等によって回転運動に変換される。これにより、燃焼室ＳＰにおいて生じた爆発力が車両ＧＣの駆動力に変換される。
【００３５】
インジェクタ１５０は、燃焼室ＳＰ内に燃料を噴射するための開閉弁である。インジェクタ１５０の開閉動作、すなわち、燃焼室ＳＰ内に燃料が供給されるタイミングや供給量は、制御装置１０により制御される
【００３６】
本実施形態においては、エンジン１００は筒内直接噴射方式のものとなっており、インジェクタ１５０からの燃料は燃焼室ＳＰ内に直接噴射される。このような態様に換えて、エンジン１００がポート噴射方式のものであってもよい。つまり、インジェクタ１５０からの燃料が吸気バルブ１１０よりも上流側（吸気配管２００内）に噴射されるような態様であっても、本発明を適用することができる。
【００３７】
吸気配管２００は、気筒１０１に空気を供給するための配管である。吸気配管２００にはスロットルバルブ（不図示）が配置されている。運転者のアクセル操作に応じてスロットルバルブが開閉することで、気筒１０１に供給される空気の流量が調整される。
【００３８】
吸気配管２００の途中には、コンプレッサー４１０が配置されている。コンプレッサー４１０は、排気配管３００内に配置されたタービン４２０と共に過給装置４００（ターボチャージャー）を構成するものである。排気配管３００内を排ガスが流れると、それに伴ってタービン４２０が回転する。過給装置４００が動作している際には、タービン４２０の回転によってコンプレッサー４１０が動作し、コンプレッサー４１０よりも下流側の空気圧が上昇する（空気が過給される）。
【００３９】
車両ＧＣのトルクが低下した際には、過給装置４００が動作を開始することにより高い圧力の空気が気筒１０１に供給されるようになる。その結果、車両ＧＣのトルクが上昇する。過給装置４００の動作の開始及び停止は、制御装置１０により制御される。
【００４０】
尚、上記のような過給装置４００（ターボチャージャー）に替えて、スーパーチャージャーが備えられた構成としてもよい。過給調整部１１により制御されるスーパーチャージャーが、吸気配管２００の圧力を上昇させる構成であっても、本実施形態と同様の効果を奏する。
【００４１】
排気配管３００は、気筒１０１における燃焼で生じた排ガスを、車両ＧＣの外に排出するための配管である。排気配管３００には、既に述べたタービン４２０の他、三元触媒３２０と、粒子フィルタ３３０とが配置されている。
【００４２】
三元触媒３２０は、排気配管３００のうちタービン４２０よりも下流側の部分に配置されている。三元触媒３２０は、排ガスに含まれる有害物質（炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物）を酸化又は還元により浄化するものである。三元触媒３２０は、触媒であるプラチナ、パラジウム、ロジウムを担持した触媒担体（不図示）を内部に有している。排ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物は、これら触媒に触れることによりそれぞれ浄化された後、下流側に向かって流れる。
【００４３】
粒子フィルタ３３０は、排気配管３００のうち三元触媒３２０よりも更に下流側の部分に配置されている。粒子フィルタ３３０は、排ガスに含まれる排気微粒子（気筒１０１内の燃焼により生じる微小径の炭素粒子）を補足するために配置されたフィルタである。
【００４４】
粒子フィルタ３３０の内部には、捕捉された排気微粒子が堆積して行くこととなる。そこで、本実施形態においては、堆積した排気微粒子によって粒子フィルタ３３０の目詰まりが生じる前に、排気微粒子を燃焼させて除去するように構成されている。そのために実行される制御については、後に詳しく説明する。
【００４５】
排気配管３００のうち、粒子フィルタ３３０よりも上流側且つ三元触媒３２０よりも下流側の部分には、排気配管３００内の圧力を測定するための圧力センサ３４０が配置されている。また、排気配管３００のうち、粒子フィルタ３３０よりも下流側の部分には、排気配管３００内の圧力を測定するための圧力センサ３５０が配置されている。圧力センサ３４０、３５０の測定値は、それぞれ制御装置１０に入力される。
【００４６】
引き続き図１を参照しながら、制御装置１０の構成について説明する。制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースを備えたコンピュータシステムである。制御装置１０は、機能的な制御ブロックとして、過給調整部１１と、バルブ調整部１２と、点火調整部１３と、堆積量推定部１４と、を有している。
【００４７】
過給調整部１１は、過給装置４００の動作を制御する部分である。過給調整部１１によって、過給装置４００が動作している状態（高圧の空気が気筒１０１に供給されている状態）と、過給装置４００が停止している状態（大気圧以下の圧力の空気が気筒１０１に供給されている状態）とが切り換えられる。
【００４８】
バルブ調整部１２は、開閉調整機構１６０の動作を制御する部分である。バルブ調整部１２によって、吸気バルブ１１０及び排気バルブ１２０のそれぞれの開閉タイミングが調整される。具体的には、後に説明する連通期間ＯＬ（オーバーラップ期間）の長さが調整される。
【００４９】
点火調整部１３は、点火プラグ１３０の動作を制御する部分である。点火調整部１３によって、ピストン１４０の位置と、点火プラグ１３０によって着火が行われるタイミングとの関係が調整される。
【００５０】
堆積量推定部１４は、粒子フィルタ３３０に堆積している排気微粒子の量を推定するための部分である。当該推定は、圧力センサ３４０の測定値（以下、「第１圧力」ともいう）、及び圧力センサ３５０の測定値（以下、「第２圧力」ともいう）に基づいて行われる。第１圧力と第２圧力との差が大きければ、堆積している排気微粒子が多いことが推定される。第１圧力と第２圧力との差と、推定される排気微粒子の堆積量との関係は、制御装置１０が備える記憶装置に予めマップとして保存されている。
【００５１】
通常時、すなわち、粒子フィルタ３３０に堆積している排気微粒子の量が比較的小さいときにおける、気筒１０１等の動作について説明する。図２は、気筒１０１の燃焼室ＳＰにおける圧力の時間変化を示すグラフである。
【００５２】
図２に示される時刻ｔ０は、吸気バルブ１１０が閉状態となり、吸気行程から圧縮行程に切り替わった時刻である。時刻ｔ０以降においては、吸気バルブ１１０及び排気バルブ１２０の両方が閉状態となっており、燃焼室ＳＰが密閉された空間となっている。この状態で、ピストン１４０が上昇して燃焼室ＳＰの容積が小さくなって行くため、それに伴って燃焼室ＳＰの圧力が上昇して行く。
【００５３】
時刻ｔ１０では、点火プラグ１３０によって着火が行われる。この時点では、ピストン１４０は未だ上死点には到達しておらず、上昇を続けている。図２では、ピストン１４０が上死点に到達する時刻が時刻ｔ２０として示されている。
【００５４】
時刻ｔ２０以降においては、ピストン１４０は下降し始める。しかしながら、燃焼室ＳＰでは燃焼（爆発）が生じているので、圧力は時刻ｔ２０以降も上昇し続ける。時刻ｔ２０よりも後の時刻ｔ３０において、燃焼室ＳＰの圧力は最大値（圧力Ｐ２０）となる。
【００５５】
時刻ｔ３０以降においては、ピストン１４０が押し下げられると共に燃焼室ＳＰの圧力が低下して行く。圧力が十分に低下（ただし大気圧よりも高い）した後、時刻ｔ４０において排気バルブ１２０が開状態となり、燃焼室ＳＰから排ガスが排出される。図２においては、排気行程が開始される時刻ｔ４０における燃焼室ＳＰの圧力が圧力Ｐ１０として示されている。
【００５６】
尚、燃焼室ＳＰ内の圧力が高いときには、燃焼室ＳＰ内の気体の温度も高い。時刻ｔ３０以降においては、上記のように燃焼室ＳＰ内の圧力が減少して行くのであるが、燃焼室ＳＰ内の気体の温度も低下して行く。このため、燃焼室ＳＰ内の気体の温度の変化も図２と同様のグラフにより示される。例えば、時刻ｔ４０よりも早いタイミングで排気バルブ１２０が開状態となった場合には、より高圧且つ高温の排ガスが燃焼室ＳＰから排出されることとなる。
【００５７】
図３は、上記と同様の通常時、すなわち、粒子フィルタ３３０に堆積している排気微粒子の量が比較的小さいときにおける、吸気バルブ１１０及び排気バルブ１２０のそれぞれの開閉タイミングを示すバルブタイミングダイアグラムである。
【００５８】
図３に示されるように、排気行程が終了して次の吸気行程が開始されるときには、排気バルブ１２０が閉状態とされるタイミングと、吸気バルブ１１０が開状態とされるタイミングとがほぼ同時となっている。従って、このような通常時においては、吸気バルブ１１０と排気バルブ１２０とが共に開状態となっているような期間（当該期間のことを「連通期間ＯＬ」と称する）は存在しない。
【００５９】
以上のような通常時の制御が行われているときには、燃焼室ＳＰ内の圧力が十分に低下し（図２の圧力Ｐ１０）、また燃焼室ＳＰ内の気体の温度も比較的低温となってから排気バルブ１２０が開状態とされるので、気筒１０１から排気配管３００へと排出される排ガスの温度も低い。また、気筒１０１における空燃比が、ほぼ理論空燃比に近い状態となるように燃料等の供給が行われるので、気筒１０１から排出される排ガスには酸素がほとんど含まれていない。更に、三元触媒３２０においては酸素が消費されるので、三元触媒３２０を通過した後の排ガスに含まれる酸素はほぼ０となっている。
【００６０】
このため、粒子フィルタ３３０には、低温であり且つ酸素がほとんど含まれない排ガスが到達することとなる。粒子フィルタ３３０内において排気微粒子の燃焼が生じることはなく。粒子フィルタ３３０には排気微粒子が堆積して行く。
【００６１】
粒子フィルタ３３０内に堆積した排気微粒子を燃焼させて除去するために行われる制御について、図４乃至図６を参照しながら説明する。図４に示される一連の処理は、制御装置１０によって所定の周期で繰り返し実行されている。
【００６２】
最初のステップＳ０１では、粒子フィルタ３３０に堆積している排気微粒子の量が堆積量推定部１４によって推定（算出）される。既に述べたように、かかる推定は、圧力センサ３４０によって測定された第１圧力と、圧力センサ３５０によって測定された第２圧力との差に基づいて行われる。尚、排気微粒子の堆積量の推定は、他の方法によって行われてもよい。例えば、排気配管３００に取り付けられた空燃比センサ（不図示）の出力値の履歴に基づいて、排気微粒子の堆積量が推定されることとしてもよい。
【００６３】
ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、ステップＳ０１で推定された排気微粒子の堆積量が、予め定められた閾値を超えているかどうかが判定される。排気微粒子の堆積量が閾値を超えていないと判定された場合には、排気微粒子の除去は不要であるから、図４に示される一連の処理を終了する。排気微粒子の堆積量が閾値を超えていると判定された場合には、ステップＳ０３に移行する。ステップＳ０３以降では、粒子フィルタ３３０に堆積している排気微粒子を燃焼させ除去するための処理が行われる。
【００６４】
尚、排気微粒子の除去が必要かどうかの判定（ステップＳ０２）は、本実施形態のように推定された排気微粒子の堆積量に基づいて行われてもよいのであるが、他の方法で行われてもよい。例えば、第１圧力と第２圧力との差が、所定の閾を超えているかどうかに基づいて判定が行われてもよい。つまり、排気微粒子の堆積量を推定（算出）することなく、圧力センサ３４０等の測定値に直接基づいて上記の判定が行われてもよい。
【００６５】
ステップＳ０３では、遅角処理が行われる。遅角処理とは、点火プラグ１３０によって着火が行われるタイミング（点火時期）を、通常時におけるタイミング（図２の時刻ｔ１０）よりも遅くする（遅角させる）処理である。本実施形態においては、ピストン１４０の位置が上死点に到達するタイミング（時刻ｔ２０）よりも遅いタイミングにおいて着火が行われるように、点火プラグ１３０の動作が変更される。
【００６６】
図５に示されるのは、上記のような遅角処理が行われた場合における、燃焼室ＳＰの圧力の時間変化を示すグラフである。図５では、通常時との比較を行うために、図３に示されたグラフと同じグラフが点線ＤＬ１で示されている。
【００６７】
図５に示されるように、時刻ｔ０から、通常時においては着火が行われる時刻ｔ１０までの間は、燃焼室ＳＰの圧力は通常時（図３）と同様に上昇していく。ただし、時刻ｔ１０になっても着火が行われないので、燃焼室ＳＰの圧力はピストン１４０の位置が上死点に到達する時刻ｔ２０までの間は上昇し、時刻ｔ２０以降は低下する。
【００６８】
点火プラグ１３０による着火は、ピストン１４０の位置が上死点から低下し始めた後の時刻ｔ２１において行われる。時刻ｔ２１では、ピストン１４０の低下に伴って燃焼室ＳＰの圧力は低下傾向となっているのであるが、燃焼室ＳＰで生じる燃焼（爆発）により、時刻ｔ２１の後で圧力は再び上昇し始める。
【００６９】
その後、通常時においては圧力が最大値となる時刻ｔ３０よりも更に後の時刻ｔ３５において、燃焼室ＳＰの圧力は最大値（圧力Ｐ１５）となる。その後、ピストン１４０の低下に伴って圧力は再び低下し始める。
【００７０】
図３に示された通常時の場合と同様に、時刻ｔ４０において排気バルブ１２０が開状態となり、燃焼室ＳＰから排ガスが排出される。遅角処理が行われた場合には、燃焼室ＳＰの圧力が最大となるタイミング（時刻ｔ３５）が通常時よりも遅くなる、換言すれば、燃焼室ＳＰの圧力が最大となってから排気バルブ１２０が開状態となるまでの期間が、通常時よりも短くなる。その結果、時刻ｔ４０における燃焼室ＳＰの圧力は、圧力Ｐ１０よりも高い圧力Ｐ１１となっている。また、時刻ｔ４０における燃焼室ＳＰ内の気体の温度は、通常時における温度よりも高くなっている。
【００７１】
以上のようであるから、ステップＳ０３において遅角処理が行われた以降の排気行程においては、通常時よりも高温の排ガスが気筒１０１から排気配管３００へと排出される。
【００７２】
図５のグラフに示される圧力の平均値は、図３のグラフに示される（通常時の）圧力の平均値よりも小さい。このため、エンジン１００から出力されるトルクは、通常時よりも低下してしまう。つまり、ステップＳ０３において遅角処理が行われた結果、運転者のアクセル操作によって要求されるトルクよりも低いトルクしか出力されない状態となってしまう。
【００７３】
このため、ステップＳ０３に続くステップＳ０４では、過給調整部１１によって過給装置４００の動作が開始され（過給処理）、これによりエンジン１００のトルクが上昇する。
【００７４】
尚、本実施形態においては、何らかの原因でエンジン１００のトルクが低下したことが検知されると、自動的に過給処理が行われ、運転者の要求通りのトルクが出力されるように構成されている。このため、ステップＳ０３において遅角処理が行われると、トルクの低下に伴って自動的にステップＳ０４の過給処理が行われることとなる。
【００７５】
ステップＳ０４において過給処理が行われると、既に述べたようにコンプレッサー４１０が動作する。このとき、過給調整部１１は、コンプレッサー４１０よりも下流側の空気圧（吸気圧）が大気圧よりも高い圧力となるように過給装置４００を動作させる。
【００７６】
ステップＳ０４が行われた以降においては、燃焼室ＳＰにはより多くの空気及び燃料が供給されるようになる。このため、燃焼室ＳＰにおける圧力は、図５のグラフに示されたものよりも大きくなる。
【００７７】
ステップＳ０４に続くステップＳ０５では、オーバーラップ処理が行われる。オーバーラップ処理とは、吸気バルブ１１０が開状態となっている期間の一部、及び排気バルブ１２０が開状態となっている期間の一部が互いに重なるように、バルブ調整部１２により吸気バルブ１１０及び排気バルブ１２０のそれぞれの開閉時期を変更する処理である。
【００７８】
図６に示されるのは、ステップＳ０６のオーバーラップ処理が行われた後における、吸気バルブ１１０及び排気バルブ１２０のそれぞれの開閉タイミングを示すバルブタイミングダイアグラムである。同図に示されるように、オーバーラップ処理が行われた後においては、排気バルブ１２０が閉状態とされて排気行程が終了するタイミングは、吸気バルブ１１０が開状態とされて吸気行程が開始されるタイミングよりも後となっている。このため、吸気バルブ１１０と排気バルブ１２０とが共に開状態となっている期間（連通期間ＯＬ）が存在している。
【００７９】
連通期間ＯＬにおいては、ステップＳ０３の過給処理により、吸気配管２００内の圧力が大気圧よりも高い状態となっている。一方、排気配管３００内の圧力は、大気圧に略等しい圧力となっている。このため、吸気バルブ１１０から気筒１０１内に流入した空気はそのまま気筒１０１（燃焼室ＳＰ）を通過し、排気バルブ１２０から排気配管３００へと排出される。
【００８０】
当該空気は、排気バルブ１２０が開状態となる直前において燃焼室ＳＰに存在していた気体、すなわち、ステップＳ０３の遅角処理によって通常時よりも高温となっている排ガスと共に、粒子フィルタ３３０側へと流れる。このため、粒子フィルタ３３０には、高温であり且つ十分な酸素を含んだ気体が到達するようになる。その結果、粒子フィルタ３３０では堆積している排気微粒子の燃焼が生じ、排気微粒子が除去され始める。
【００８１】
ステップＳ０５に続くステップＳ０６では、排気微粒子の燃焼量が推定される。かかる推定は、圧力センサ３４０の測定値（第１圧力）及び圧力センサ３５０の測定値（第２圧力）に基づいて、堆積量推定部１４により行われる。具体的には、ステップＳ０１と同様の方法によって排気微粒子の堆積量を再度推定し、ステップＳ０１における推定量からの減少分を算出する。
【００８２】
ステップＳ０６に続くステップＳ０７では、ステップＳ０６において算出された排気微粒子の燃焼量が、予め定められた閾値以上となったかどうかが判定される。燃焼量が閾値以上になったと判定された場合には、粒子フィルタ３３０から十分な量の排気微粒子が除去されたということであるから、図４に示される処理を終了する。
【００８３】
以降においては、遅角処理によって変更されていた着火のタイミングが元に戻される。これにより、エンジン１００のトルクが上昇するので、過給処理も停止される。更に、オーバーラップ処理によって変更されていた吸気バルブ１１０等の開閉タイミングも元に戻される。
【００８４】
ステップＳ０７において、燃焼量が閾値未満であると判定された場合には、ステップＳ０６の処理が再度実行される。これにより、排気微粒子の燃焼量が十分なものとなるまでの間は、高温であり且つ十分な酸素を含んだ気体が粒子フィルタ３３０に供給される状態が維持される。
【００８５】
以上のように、本実施形態においては、気筒１０１における空燃比をリーンにすることなく、粒子フィルタ３３０に到達する酸素の量を増加させる。このため、燃焼の安定性が損なわれたり、燃費が悪化したりすることが抑制される。また、燃料のポスト噴射を行うことなく、粒子フィルタ３３０に到達する排ガスの温度を上昇させる。このため、有害物質の排出量の増加が抑制される。
【００８６】
その結果、燃費の悪化及び排出される有害物質の増加を抑制しながらも、粒子フィルタ３３０に堆積している排気微粒子を確実に除去することが可能となっている。
【００８７】
尚、図４におけるステップＳ０３、Ｓ０４、Ｓ０５の処理が実行される順序は、適宜変更されてもよい。また、これらの処理がほぼ同時に実行されるような態様であってもよい。いずれの場合であっても、本実施形態と同様の効果を奏する。
【００８８】
ところで、ステップＳ０３以降において行われる処理は、通常時よりも効率を低下させるものであるから、可能な限り短時間で終了することが望ましい。そこで、ステップＳ０１で推定された堆積量が大きい場合には、より高温の排ガスを粒子フィルタ３３０に供給し、短時間で排気微粒子を燃焼させるようにすることが考えられる。
【００８９】
粒子フィルタ３３０に供給される排ガスをより高温とするためには、ステップＳ０３の遅角処理において、点火時期を更に遅らせれば（遅角させれば）よい。点火のタイミング（図５の時刻ｔ２１）が遅くなるほど、排気バルブ１２０が開状態となった時点（図５の時刻ｔ４０）における燃焼室ＳＰ内の温度はより高温となるからである。
【００９０】
つまり、ステップＳ０３の遅角処理においては、堆積量推定部１４によって推定された排気微粒子の堆積量が大きいほど、点火プラグ１３０による点火時期を大きく遅角させるようにすればよい。このような制御が行われれば、排気微粒子の堆積量が多い場合であっても、短時間で排気微粒子を除去することができる。
【００９１】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００９２】
ＧＣ：車両
１０：制御装置
１０１：気筒
１１０：吸気バルブ
１２０：排気バルブ
１３０：点火プラグ
１６０：開閉調整機構
ＳＰ：燃焼室
３３０：粒子フィルタ
４００：過給装置
【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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