(57)【要約】【課題】粒子状物質捕集フィルタを再生する際、該捕集フィルタの温度を上昇させるために行われる昇温運転において、一部気筒の燃料カット運転を組み合わせることで、昇温のための燃料噴射量を低減することを目的とする。【解決手段】エンジン３の排ガス通路１３に設けられ排ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集フィルタ４１と、該捕集フィルタの浄化性能を回復すべく排ガス温度の昇温を伴う再生処理を実施する再生運転制御手段４５と、を備え、再生運転制御手段４５は、排ガス温度を上昇させるために気筒へのポスト燃料噴射を含む通常昇温運転部６３と、一部気筒への燃料カット運転部６５と、を有し、再生運転制御手段４５は、再生処理の実施中に、粒子状物質捕集フィルタ４１の粒子状物質の堆積量に基づいて、通常昇温運転部６３による運転に対して、燃料カット運転部６５の運転を行うことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒の内燃機関の排ガス通路に設けられ排ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集フィルタと、
前記粒子状物質捕集フィルタの浄化性能を回復すべく排ガス温度の昇温を伴う再生処理を実施する再生運転制御手段と、を備え、
前記再生運転制御手段は、
排ガス温度を上昇させるために前記内燃機関の気筒へのポスト燃料噴射を含む通常昇温運転部と、
一部気筒への燃料供給を停止するとともに、吸気弁及び排気弁を通常の開閉動作状態にする燃料カット運転部と、を有し、
前記再生運転制御手段は、前記再生処理の実施中に、前記粒子状物質捕集フィルタの粒子状物質の堆積量に基づいて、前記通常昇温運転部による運転に対して、前記燃料カット運転部の運転を行うことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記再生運転制御手段は、前記燃料カット運転部による運転を実施した後の前記粒子状物質捕集フィルタの温度、または該温度の低下量に基づいて、前記燃料カット運転部による運転を中止して、前記通常昇温運転部による運転に復帰する復帰制御部を有することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記再生運転制御手段は、前記燃料カット運転部による運転を実施した後の前記粒子状物質捕集フィルタの温度、または該温度の低下量に基づいて、前記燃料カット運転部による運転によって、燃料カットを実施していない気筒に対する前記ポスト燃料噴射の噴射量を増大制御するポスト噴射制御部を有することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記再生運転制御手段は、前記燃料カット運転部による運転を実施した後の前記粒子状物質捕集フィルタの温度、または該温度の低下量に基づいて、前記燃料カット運転部による運転を中止して、前記通常昇温運転部による運転に復帰する復帰制御部と、
前記粒子状物質捕集フィルタの温度、または該温度の低下量に基づいて、前記燃料カット運転部による運転によって、燃料カットを実施していない気筒に対する前記ポスト燃料噴射の噴射量を制御するポスト噴射制御部と、を有し、
前記復帰制御部が実施される前記粒子状物質捕集フィルタの温度、または該温度の低下量の判定閾値は、前記ポスト噴射制御部が実施される前記粒子状物質捕集フィルタの温度より低く、または該温度の低下量より大きい値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記ポスト噴射制御部は、前記燃料カット運転部による運転において前記粒子状物質捕集フィルタの温度が、燃料カット時の目標温度または目標温度低下量に保持されるように前記ポスト燃料噴射の噴射量を調整することを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関の排ガス浄化装置に関し、特に、排気通路に設けられ排ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集フィルタの再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気のクリーン化が求められる中、ディーゼルエンジンの排気通路には、排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集フィルタが設けられている。この粒子状物質捕集フィルタに所定量以上の粒子状物質が捕集されると、粒子状物質捕集フィルタの捕集性能の低下及び排ガス圧損が増加してエンジン性能に悪影響を及ぼすため、捕集した粒子状物質を強制的に燃焼除去する強制再生処理が行われる。
【０００３】
この強制再生処理としては、燃焼室内に噴射する燃料の噴射タイミングを制御して、燃焼に直接寄与しないタイミングで噴射するポスト燃料噴射、または排気通路内に燃料を噴射することで、排気温度を上昇させて、捕集フィルタに堆積された粒子状物質を燃焼させて捕集フィルタの再生を行っている。
【０００４】
しかし、ポスト燃料噴射、または排気通路内に燃料を噴射することで、排気温度を上昇させて捕集フィルタに堆積された粒子状物質を燃焼させているが、この捕集フィルタ後においてもＨＣ、ＣＯ等の還元ガスが検出されており、温度上昇のために噴射した燃料の一部は、燃焼しておらずに排出されているため、燃料消費の悪化を招く問題がある。
【０００５】
一方、内燃機関の燃料消費量を低減する方法として、減筒運転や燃料カット運転を行うことが知られている。
粒子状物質捕集フィルタの強制再生処理において、減筒運転や燃料カット運転を行う先行技術としては、例えば、特許文献１、２が知られている。
特許文献１には、全筒運転時と減筒運転時とで異なる再生方法を用いて、粒子状物質捕集フィルタの強制再生処理のための燃料消費量を低減することが示されている。排気通路に、粒子状物質捕集フィルタとその上流側に酸化触媒を配置して、該酸化触媒を介して粒子状物質捕集フィルタに排ガスを導入する低温排ガス流路と、該酸化触媒を介さずに粒子状物質捕集フィルタに排ガスを直接導入する高温排ガス流路とを備えて、全筒運転時には、排ガスを低温排ガス流路に導き、減筒運転時には、排ガスを高温排ガス流路に導く構成が示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、排気浄化手段の再生処理の際に排気温度を上昇させるために、内燃機関の一部の気筒について吸排気弁の少なくとも一方を閉弁停止状態にすると共に、燃料供給を停止する減筒制御を実施し、内燃機関を搭載された車両の減速時には、内燃機関の各気筒への燃料の供給を停止する燃料カットを実施する多気筒内燃機関において、再生処理実施中に上記燃料カットを実施する時には、上記一部の気筒の吸気弁及び排気弁の一方が開閉動作状態になり、他方が開閉動作状態または開弁状態になるようにして、再生処理中に排気浄化手段が過昇温されるのを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２２１４６１号公報
【特許文献２】特開２００５−２２０８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように特許文献１には、粒子状物質捕集フィルタの温度上昇のために供給する燃料の消費量の低減対策として、減筒運転を行うことが示されている。しかし、全筒運転時と減筒運転時とで、前段酸化触媒を介する排ガス流路と、前段酸化触媒を介さない排ガス流路とを形成することが必要であると共に、排ガス流の切換え機構が必要のため、排ガス流路構造が複雑化する。
【０００９】
また、特許文献２においては、排気温度を上昇させるために行う減筒運転及び燃料カット運転を行うものであり、さらに燃料カットを実施する時には、一部の気筒の吸気弁及び排気弁の一方を開閉動作状態にして、他方を開閉動作状態または開弁状態になるようにして再生処理中の際に排気浄化手段が過昇温されるのを抑制するものである。排気浄化手段の温度上昇のために供給する燃料の消費量の低減対策を目的とする減筒運転や燃料カット運転についての開示はない。
【００１０】
そこで、これら技術的課題に鑑み、本発明の少なくとも一つの実施形態は、粒子状物質捕集フィルタを再生する際、該捕集フィルタの温度を上昇させるために行われる昇温運転において、捕集フィルタに堆積されている粒子状物質の堆積量に基づいて一部気筒の燃料カット運転を行うことで、昇温のための燃料噴射量を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る内燃機関の排ガス浄化装置は、多気筒の内燃機関の排ガス通路に設けられ排ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集フィルタと、前記粒子状物質捕集フィルタの浄化性能を回復すべく排ガス温度の昇温を伴う再生処理を実施する再生運転制御手段と、を備え、前記再生運転制御手段は、排ガス温度を上昇させるために前記内燃機関の気筒へのポスト燃料噴射を含む通常昇温運転部と、一部気筒への燃料供給を停止するとともに、吸気弁及び排気弁を通常の開閉動作状態にする燃料カット運転部と、を有し、
前記再生運転制御手段は、前記再生処理の実施中に、前記粒子状物質捕集フィルタの粒子状物質の堆積量に基づいて、前記通常昇温運転部による運転に対して、前記燃料カット運転部の運転を行うことを特徴とする。
【００１２】
前記構成（１）によれば、排ガス温度を上昇させるために内燃機関の気筒へのポスト燃料噴射を含む通常昇温運転部によって、捕集フィルタの温度若しくは、捕集フィルタに到達する排ガス温度を、再生に必要な再生目標温度に達するように上昇させて堆積された粒子状物質の燃焼除去を開始する。
その後、捕集フィルタの粒子状物質の堆積量に基づいて、一部気筒への燃料供給を停止するとともに、吸気弁及び排気弁を通常の開閉動作状態にする燃料カット運転部による運転に切換える。
燃料カット運転は、燃料供給を停止するとともに、吸気弁及び排気弁を通常の開閉動作状態にするため、内燃機関の回転数に応じた吸気空気が排出される。このため、排ガス通路内への酸素供給量を増やすことができる。
この酸素供給量の増加によって、排ガス温度を上昇させるために通常昇温運転部が内燃機関の気筒へのポスト燃料噴射される燃料に対して排ガス通路内で効率よく燃焼（未燃焼状態での排出を抑制）させることが可能になる。従って、燃料消費を低減でき、効率よく排ガスを昇温可能となる。
【００１３】
（２）幾つかの実施形態では、前記構成（１）において、前記再生運転制御手段は、前記燃料カット運転部による運転を実施した後の前記粒子状物質捕集フィルタの温度、または該温度の低下量に基づいて、前記燃料カット運転部による運転を中止して、前記通常昇温運転部による運転に復帰する復帰制御部を有することを特徴とする。
【００１４】
前記構成（２）によれば、燃料カット運転部による運転を実施した後に、粒子状物質捕集フィルタの温度が所定値以下に低下し、または温度低下量が所定値以上になった場合には、粒子状物質捕集フィルタにおける粒子状物質（ＰＭ、Particulate Matter）の燃焼除去が十分進まないおそれがあるため、再度通常昇温運転部による運転に復帰することによって、排ガスの昇温を促してＰＭの燃焼除去の迅速化を図る。
【００１５】
（３）幾つかの実施形態では、前記構成（１）または（２）において、前記再生運転制御手段は、前記燃料カット運転部による運転を実施した後の前記粒子状物質捕集フィルタの温度、または該温度の低下量に基づいて、前記燃料カット運転部による運転によって、燃料カットを実施していない気筒に対する前記ポスト燃料噴射の噴射量を増大制御するポスト噴射制御部を有することを特徴とする。
【００１６】
前記構成（３）によれば、燃料カット運転部による運転を実施した後に、粒子状物質捕集フィルタの温度が所定値以下に低下し、または温度低下量が所定値以上になった場合には、粒子状物質捕集フィルタにおけるＰＭの燃焼除去が十分進まないおそれがあるため、燃料カットを実施していない気筒に対するポスト燃料噴射の噴射量を増大制御して、排ガスの昇温を促してＰＭの燃焼除去の迅速化を図る。
【００１７】
（４）幾つかの実施形態では、前記構成（１）において、前記再生運転制御手段は、前記燃料カット運転部による運転を実施した後の前記粒子状物質捕集フィルタの温度、または該温度の低下量に基づいて、前記燃料カット運転部による運転を中止して、前記通常昇温運転部による運転に復帰する復帰制御部と、前記粒子状物質捕集フィルタの温度、または該温度の低下量に基づいて、前記燃料カット運転部による運転によって、燃料カットを実施していない気筒に対する前記ポスト燃料噴射の噴射量を制御するポスト噴射制御部と、を有し、前記復帰制御部が実施される前記粒子状物質捕集フィルタの温度、または該温度の低下量の判定閾値は、前記ポスト噴射制御部が実施される前記粒子状物質捕集フィルタの温度より低く、または該温度の低下量より大きい値に設定されていることを特徴とする。
【００１８】
前記構成によれば、再生運転制御手段は、復帰制御部とポスト噴射制御部とを有し、復帰制御部が実施される粒子状物質捕集フィルタの温度、または該温度の低下量の判定閾値は、ポスト噴射制御部が実施される粒子状物質捕集フィルタの温度より低く、または該温度の低下量より大きい値に設定されているので、ポスト噴射制御部によって温度上昇を行い、十分でない場合には、復帰制御部によって行うため、粒子状物質捕集フィルタの再生処理を、燃料消費を低減させながら、迅速に終了させることが可能である。
【００１９】
（５）幾つかの実施形態では、前記構成（１）において、前記ポスト噴射制御部は、前記燃料カット運転部による運転において前記粒子状物質捕集フィルタの温度が、燃料カット時の目標温度または目標温度低下量に保持されるように前記ポスト燃料噴射の噴射量を調整することを特徴とする。
【００２０】
前記構成によれば、ポスト噴射制御部は、ポスト燃料噴射の噴射量を調整して、燃料カット運転時においても粒子状物質捕集フィルタの温度をＰＭの燃焼除去に適した温度に維持できる。その結果、再生処理時間が短縮されて、ポスト燃料噴射量を低減することが可能になり、効率的な再生ができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、粒子状物質捕集フィルタを再生する際、該捕集フィルタの温度を上昇させるために行われる昇温運転において、捕集フィルタに堆積されている粒子状物質の堆積量に基づいて一部気筒の燃料カット運転を行うことで、昇温のための燃料噴射量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係る内燃機関の排ガス浄化装置の概略構成図である。
【図２】一実施形態に係る制御装置の概略構成図である。
【図３】一実施形態に係る再生運転制御装置の制御フローチャートである。
【図４】一実施形態に係る再生運転制御装置の制御フローチャートである。
【図５】一実施形態に係る再生運転制御装置の制御フローチャートである。
【図６】一実施形態に係る再生運転制御装置の制御フローチャートである。
【図７】一実施形態に係る再生運転制御装置の制御フローチャートである。
【図８】粒子状物質捕集フィルタの温度とＰＭ堆積量の変化を示すタイムチャートであり、（Ａ）は、横軸に再生制御開始からの時間ｔを、縦軸に捕集フィルタ温度Ｔの変化状態を示す。（Ｂ）は、横軸に再生制御開始からの時間ｔを、縦軸に捕集フィルタのＰＭ堆積量Ｑの変化状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、これらの実施形態に記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状及びその相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２４】
本発明の幾つかの実施形態に係る排ガス浄化装置１は、図１に示すような全体構成を有し、エンジン（内燃機関）３は、多気筒（例えば４気筒）のディーゼルエンジンから構成されている。また、エンジン３は、車両に搭載されて走行駆動源となるエンジンを例として説明するが、発電用のエンジンとして用いるものであってもよい。
【００２５】
エンジン３の各気筒の燃焼室５に連通する吸気ポート７、吸気マニホールドを介して接続された吸気通路９、排気ポート１１、排気マニホールドを介して接続された排ガス通路１３が気筒毎に設けられている。また、燃焼室５と吸気ポート７との連通を開閉する吸気弁１５、燃焼室５と排気ポート１１との連通を開閉する排気弁１７が、それぞれシリンダヘッド１９内に設けられている。
吸気弁１５は、開閉タイミング及び開閉量を可変制御可能なように吸気弁可変機構（吸気ＶＶＴ機構）２１によって駆動され、同様に、排気弁１７も、開閉タイミング及び開閉量が可変制御可能なように排気弁可変機構（排気ＶＶＴ機構）２３によって駆動されるようになっている。
【００２６】
燃焼室５は、シリンダブロック２５のシリンダ２７の内周に摺動自在に嵌合されたピストン２９の上面と、シリンダヘッド１９の内面と、シリンダ２７の内周面によって形成されており、燃焼室５のほぼ中央のシリンダヘッド１９には燃焼室５内に燃料を噴射する燃料噴射弁３１が設けられ、該燃料噴射弁３１に燃料を供給を制御する燃料供給装置３３が設けられている。また、燃焼室５内のピストン２９はコネクチングロッド３５を介してクランクシャフト３７に連結されている。
【００２７】
排ガス通路１３には、排ガスの流れ方向に沿って上流側に、酸化触媒（ＤＯＣ）３９が設置され、該酸化触媒３９の下流側に排ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する粒子状物質捕集フィルタ（以下単に捕集フィルタという）４１が設置されている。また、酸化触媒３９の上流側に図示していない排気過給機のタービンを設置してもよい。
【００２８】
酸化触媒３９は、貴金属のプラチナ（Ｐｔ）やパラジュウム（Ｐｄ）を主成分とする触媒成分を担持させたコート層を担体の表面に備えて形成され、排ガス中の一酸化窒（ＮＯ）を酸化してＮＯ２を生成すると共に、炭化水素（ＨＣ）と一酸化炭素（ＣＯ）を酸化して水（Ｈ２Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ２）を生成する。
また、捕集フィルタ４１は、セルの入口と出口とを交互に閉鎖された、所謂ウオールフロー型と呼ばれる構造を有し、排ガス中の粒子状物質を隣接するセル間の壁面に捕集する。
【００２９】
また、エンジン３の運転制御及び捕集フィルタ４１の再生制御行う制御装置４３が設けられている。制御装置４３には、図示しない信号入力部、信号出力部、記憶部、演算部等が設けられ、図１に示すように制御装置４３は、主に捕集フィルタの再生制御を行う再生運転制御手段４５と、エンジン３への燃料供給の制御を行う燃料噴射制御手段４７と、エンジン３の吸気弁１５の開閉制御と、排気弁１７の開閉制御を行う吸・排気弁制御手段４９とを有している。
【００３０】
信号入力部には、クランク角センサ５１からのエンジン回転数の信号、アクセルペダルのアクセル開度等を検知する負荷センサ５３からのエンジン負荷の信号、捕集フィルタ４１の前後差圧を検出する差圧センサ５５からの差圧信号、捕集フィルタ４１の温度を検出する温度センサ５７からの温度信号が入力されている。そして、信号出力部からは、燃料供給装置３３への制御信号、吸気弁可変機構（吸気ＶＶＴ機構）２１及び排気弁可変機構（排気ＶＶＴ機構）２３への制御信号を出力する。
【００３１】
次に、図２を参照して、制御装置４３の詳細な構成について説明する。
制御装置４３には、ＰＭ堆積量推定部５９、再生運転制御手段４５、燃料噴射制御手段４７、吸・排気弁制御手段４９が設けられている。
【００３２】
ＰＭ堆積量推定部５９は、クランク角センサ５１からのエンジン回転数信号、負荷センサ５３からのエンジン負荷信号、差圧センサ５５からの捕集フィルタ４１の前後の排ガス圧力の差圧信号、を基に、予め設定された運転状態に対するＰＭ堆積量のマップまたは算式を用いて捕集フィルタ４１のＰＭ堆積量を推定する。
【００３３】
再生運転制御手段４５には、再生運転切換制御部６１、通常昇温運転部６３、燃料カット運転部６５、ポスト噴射制御部６７、復帰制御部６８が設けられている。
再生運転切換制御部６１には、ＰＭ堆積量推定部５９からの堆積量推定値を基に堆積量が所定の閾値に達したか否かを判定する堆積量判定部６９と、温度センサ５７からの信号を基に捕集フィルタ４１の温度が所定の閾値に達したか否かを判定する温度判定部７１とが設けられて、これら判定部６９、７１による判定結果を基に再生運転において、通常昇温運転と燃料カット運転との切換制御が行われ、またポスト噴射制御部６７及び復帰制御部６８での制御が行われる。
【００３４】
通常昇温運転部６３は、捕集フィルタ４１の再生運転に際して、多気筒のエンジン３の全気筒に対して、燃焼室５への主燃料噴射である主噴射と、該主噴射後に燃焼室５内での燃焼に直接寄与しない噴射タイミングで噴射するポスト燃料噴射を行い、該ポスト燃料噴射の燃料を排ガス通路１３側へ供給して、排ガス通路１３内で燃焼させて排ガス温度を上昇させて、捕集フィルタ４１でのＰＭを燃焼除去させるようにしている。
燃料カット運転部６５は、多気筒の一部気筒への、主燃料噴射及びポスト燃料噴射の燃料供給を停止するとともに、吸気弁１５及び排気弁１７を通常の開閉動作状態にして運転する制御部である。この通常の開閉動作状態とは、前述した通常昇温運転部６３によって捕集フィルタ４１の再生を行う際に設定される吸気弁１５と排気弁１７の開閉動作状態をそのまま維持していることである。
ポスト噴射制御部６７は、燃料カット運転部６５による運転において、燃料カットを実施していない気筒に対するポスト燃料噴射の噴射量を増量及び減少させる制御部である。
復帰制御部６８は、燃料カット運転部６５による運転中に、該燃料カットの運転を中止して、通常昇温運転部６３による運転に復帰させる制御部である。
【００３５】
また、燃料噴射制御手段４７は、燃料供給装置３３へ燃料噴射タイミングの制御信号を出力する噴射タイミング制御部７３と、燃料噴射量の制御信号を出力する噴射量制御部７５とを有し、燃料噴射弁３１から燃焼室５に噴射される主燃料噴射及びポスト燃料噴射の噴射タイミングと噴射量とを制御する。
また、吸・排気弁制御手段４９は、吸気弁可変機構（吸気ＶＶＴ機構）２１へ吸気弁１５の開閉制御信号を出力する吸気弁制御部７７と、排気弁可変機構（排気ＶＶＴ機構）２３へ排気弁１７の開閉制御信号を出力する排気弁制御部７９とを有し、通常昇温運転時、燃料カット運転時、及び休筒運転時の吸気弁１５及び排気弁１７の開閉を制御する。
【００３６】
以上説明した制御装置４３の構成によって、排ガス温度を上昇させるためにエンジン３の燃焼室５へのポスト燃料噴射を含む通常昇温運転部６３によって、捕集フィルタ４１の温度若しくは、捕集フィルタ４１に到達する排ガス温度を、再生に必要な再生目標温度Ｔ１に達するように上昇させて堆積された粒子状物質の燃焼除去を開始する。
その後、捕集フィルタ４１の粒子状物質の堆積量に基づいて、一部気筒の燃焼室５への燃料供給を停止するとともに、吸気弁及び排気弁を通常の開閉動作状態にする燃料カット運転部６５による運転に切換える。
【００３７】
燃料カット運転は、燃料供給を停止するとともに、吸気弁１５及び排気弁１７を通常の開閉動作状態にするため、内燃機関の回転数に応じた吸気空気が排出される。このため、排ガス通路１３内への酸素供給量を増やすことができる。
この酸素供給量の増加によって、排ガス温度を上昇させるために通常昇温運転部６３がエンジン３の燃焼室５へのポスト燃料噴射の燃料に対して排ガス通路１３内で効率よく燃焼（未燃焼状態での排出を抑制）させることが可能になる。燃料カットによって低減された燃料に対して効率よい燃焼がなされて、燃料消費を低減でき、効率よく排ガスを昇温可能となる。
【００３８】
本発明の幾つかの実施形態では、再生運転制御手段４５は、図３のフローチャート、及び図８のタイムチャートに示す再生運転制御を行う。
図３において、まず、ステップＳ１において、捕集フィルタ４１のＰＭ堆積量が、再生を開始する必要があると判定する閾値である第１堆積量Ｑ１に達しているか否かを判定する。第１堆積量Ｑ１に達している場合には、ステップＳ２に進み再生制御を開始する（図８の時間ｔ０）。
【００３９】
この再生制御の開始においては、通常昇温運転部６３によって、燃焼室５への主燃料噴射である主噴射と、該主噴射後に燃焼室５内での燃焼に直接寄与しない噴射タイミングで噴射するポスト燃料噴射を行い、排ガス通路に導かれたポスト燃料噴射の燃料成分は、酸化触媒３９の酸化熱によって上昇されて排ガス通路１３内において燃焼して排ガス温度を上昇させて、捕集フィルタ４１に導入される排ガス、さらには捕集フィルタ４１を、ＰＭが連続的に燃焼可能な温度に昇温させる（例えば６００℃〜７００℃）。
再生運転の制御開始によって、排ガス温度の上昇に伴ってＰＭ堆積量は第１堆積量Ｑ１から減少を開始し、排ガス温度の上昇によって捕集フィルタ４１の温度が再生目標温度である第１温度Ｔ１（６００〜７００℃）に達するとＰＭの連続的な燃焼が開始されて再生が継続される（図８の時間ｔ１）。
【００４０】
次に、ステップＳ３に進んで、捕集フィルタ４１のＰＭ堆積量が、第１堆積量Ｑ１より少ない第２堆積量Ｑ２まで減少したか否かを判定する。ステップＳ３でＮＯの場合には、ステップＳ２に戻って通常昇温運転部６３による昇温運転が行われる。ステップＳ３でＹｅｓの場合には、ステップＳ４に進んで、一部気筒の燃料カット運転が開始される（図８の時間ｔ２）。このステップＳ４の燃料カット運転は、燃料カット運転部６５によって行われる。
【００４１】
次に、ステップＳ５に進んで、捕集フィルタ４１の温度が第２温度Ｔ２以下に低下したかを判定する（図８の時間ｔ３）。第２温度Ｔ２は、捕集フィルタ４１でのＰＭの連続的な燃焼が困難になる温度であり、捕集フィルタ４１を昇温させることが必要な温度である。
ステップＳ５で、ＮＯの場合には、第２温度Ｔ２以下に低下していないと判定して、ステップＳ６に進みステップＳ６で、燃料カット運転が続行され、その後、ステップＳ７で、ＰＭ堆積量が、第２堆積量Ｑ２より少ない第３堆積量Ｑ３まで減少したか否かを判定する（図８のｔ５）。ステップＳ７での判定結果、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ８に進んで、再生制御を終了し、ＮＯの場合には、ステップＳ５に戻って繰り返す。
【００４２】
また、ステップＳ５で、Ｙｅｓの場合にはステップＳ９で、第２温度Ｔ２よりさらに低い第４温度Ｔ４に達して、それ以下か否かの判定をする。ステップＳ９でＮＯの場合には、第４温度Ｔ４以下に低下していないと判定して、ステップＳ１０に進みステップＳ１０で、燃料カット運転が実施されていない気筒のポスト燃料噴射の噴射量の増大を行う。このポスト燃料の増大によって、捕集フィルタ４１を昇温させることができる（図８の時間ｔ３〜ｔ４）。ポスト燃料噴射の噴射量の増大は、ポスト噴射制御部６７で実施される。
そのステップＳ１０の後、ステップＳ７で、ＰＭ堆積量が、第３堆積量Ｑ３まで減少したか否かを判定して、Ｙｅｓの場合にはステップＳ８に進んで再生制御を終了し、ＮＯの場合には、ステップＳ５に戻って繰り返す。
【００４３】
また、ステップＳ９で、Ｙｅｓの場合には、捕集フィルタ４１の温度が第４温度Ｔ４以下に低下しており、捕集フィルタ４１の昇温が必要であるため、ステップＳ１１に進んで、ステップＳ１１で、燃料カット運転を中止して通常昇温運転部６３による運転に復帰させる。この復帰によって、捕集フィルタ４１を昇温させることができる（図８の時間ｔ３〜ｔ４）。通常昇温運転部６３による運転への復帰は、復帰制御部６８によって実施される。その後、ステップＳ７に進んで、ＰＭ堆積量が、第３堆積量Ｑ３まで減少したか否かを判定してＹｅｓの場合にはステップＳ８に進んで、再生制御を終了し、ＮＯの場合には、ステップＳ５に戻って繰り返す。
【００４４】
なお、図８は、通常昇温運転部６３、燃料カット運転部６５、ポスト噴射制御部６７、及び復帰制御部６８の切換え状態を示すタイムチャートである。図８（Ａ）は、横軸に再生制御開始からの時間ｔを、縦軸に捕集フィルタ４１の温度Ｔの変化状態を示す。図８（Ｂ）は、横軸に再生制御開始からの時間ｔを、縦軸に捕集フィルタ４１のＰＭ堆積量Ｑの変化状態を示す。
【００４５】
以上の一実施形態によれば、捕集フィルタ４１の温度が第２温度Ｔ２以下に低下した場合でも、ポスト噴射制御部６７によって、燃料カット運転を実施されていない気筒のポスト燃料噴射の噴射量の増大を行うので、捕集フィルタ４１の昇温が行われて、燃料消費量を抑えつつＰＭの燃焼除去の迅速化が図れる。
また、捕集フィルタ４１の温度が第４温度Ｔ４以下に低下した場合でも、復帰制御部６８によって、燃料カット運転から通常昇温運転に復帰して、全気筒に対するポトス噴射を実行するため、捕集フィルタ４１の昇温が行われて、燃料消費量を抑えつつＰＭの燃焼除去の迅速化が図れる。
【００４６】
本発明の幾つかの実施形態では、再生運転制御手段４５は、図４のフローチャート、図８のタイムチャートに示す再生運転制御を行う。
図４では、図３のステップＳ１０の部分Ａを、図４のステップＳ２１、Ｓ２２の部分Ａ'に置き換えたものである。図４のその他のステップは、図３のフローチャートと同様である。
図３のステップＳ１０では、燃料カット運転を実施していない気筒のポスト燃料噴射の噴射量の増大を行うものであったが、図４のステップＳ２１では、燃料カット運転を実施していない気筒のポスト燃料噴射の噴射量の増減を制御し、ステップＳ２２で、捕集フィルタ４１の温度が、第３温度Ｔ３（図８（Ａ）参照）にあるかを判定する。
第３温度Ｔ３は、再生目標温度の第１温度Ｔ１未満で、捕集フィルタ４１でのＰＭの連続的な燃焼が困難になる温度である第２温度を超える所定の温度であり、燃料カット運転時のＰＭ燃焼が維持される温度である（燃料カット時の目標温度）。従って、Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ１の範囲の温度である。
【００４７】
以上の本実施形態によれば、ポスト噴射制御部６７は、ポスト燃料噴射量を調整して、燃料カット運転時においても捕集フィルタ４１の温度をＰＭの燃焼除去に適した温度に維持できる。その結果、再生処理時間が短縮されて、ポスト燃料噴射量を低減することが可能になり、効率的な再生ができる。
【００４８】
本発明の幾つかの実施形態では、再生運転制御手段４５は、図５のフローチャート、及び図８のタイムチャートに示す再生運転制御を行う。
既に説明した図３の実施形態においては、捕集フィルタ４１の温度Ｔを基に燃料カット運転への切換え、ポスト燃料噴射量の制御、通常昇温運転への復帰を行っていたが、図５の本実施形態は、捕集フィルタ４１の温度の低下量ΔＴを基に制御を行うことに特徴がある。
本実施形態では、図８（Ａ）に示すように、再生目標温度としての第１温度Ｔ１との差を基に温度低下量の判定閾値を設定している。
例えば、第１低下量ΔＴ１は、判定閾値であり、再生目標温度としての第１温度Ｔ１と、捕集フィルタ４１でのＰＭの連続的な燃焼が困難になる温度としての第２温度Ｔ２との差である。
第２低下量ΔＴ２は、判定閾値であり、再生目標温度としての第１温度Ｔ１と、第２温度Ｔ２よりさらに低い第４温度Ｔ４との差である。
第３低下量ΔＴ３は、再生目標温度としての第１温度Ｔ１と、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との間の温度差であり、燃料カット時のＰＭ燃焼が維持される目標温度低下量ある（燃料カット時の目標温度低下量）。
また、第１温度Ｔ１から温度低下を開始した後の一定時間Δｔにおける低下温度としている。
なお、第１温度Ｔ１以上の温度または第１温度Ｔ１以下の温度から低下を開始した場合においても、低下を開始した時点から所定の時間での低下量を基に制御してもよい。
【００４９】
図５では、ステップＳ３１〜ステップＳ３４までは、図３の実施形態のステップＳ１〜ステップＳ４と同一である。
ステップＳ３５では、捕集フィルタ４１の温度低下量が、第１低下量ΔＴ１以上か否かを判定する（図８の時間ｔ３）。ステップＳ３５で、ＮＯの場合には、第１低下量以下に低下していないと判定して、ステップＳ３６に進みステップＳ３６で、燃料カット運転が続行され、その後、ステップＳ３７で、ＰＭ堆積量が、第２堆積量Ｑ２より少ない第３堆積量Ｑ３まで減少したか否かを判定する（図８のｔ５）。ステップＳ３７での判定結果、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ３８に進んで、再生制御を終了し、ＮＯの場合には、ステップＳ３５に戻って繰り返す。
【００５０】
また、ステップＳ３５で、Ｙｅｓの場合にはステップＳ３９で、第１低下量ΔＴ１より大きい第２低下量ΔＴ２以下か否かの判定をする。ステップＳ３９でＮＯの場合には、第２低下量ΔＴ２以下に低下していないと判定して、ステップＳ４０に進みステップＳ４０で、燃料カット運転が実施されていない気筒のポスト燃料噴射の噴射量の増大を行う。このポスト燃料の増大によって、捕集フィルタ４１を昇温させることができる（図８の時間ｔ３〜ｔ４）。ポスト燃料噴射の噴射量の増大は、ポスト噴射制御部６７で実施される。
そのステップＳ４０の後、ステップＳ３７で、ＰＭ堆積量が、第３堆積量Ｑ３まで減少したか否かを判定して、Ｙｅｓの場合にはステップＳ３８に進んで再生制御を終了し、ＮＯの場合には、ステップＳ３５に戻って繰り返す。
【００５１】
また、ステップＳ３９で、Ｙｅｓの場合には、捕集フィルタ４１の温度が第２低下量以下に低下しており、捕集フィルタ４１の昇温が必要であるため、ステップＳ４１に進んで、ステップＳ４１で、燃料カット運転を中止して通常昇温運転部６３による運転に復帰させる。この復帰によって、捕集フィルタ４１を昇温させることができる（図８の時間ｔ３〜ｔ４）。通常昇温運転部６３による運転への復帰は、復帰制御部６８によって実施される。
その後、ステップＳ３７に進んで、ＰＭ堆積量が、第３堆積量Ｑ３まで減少したか否かを判定してＹｅｓの場合にはステップＳ３８に進んで、再生制御を終了し、ＮＯの場合には、ステップＳ５５に戻って繰り返す。
【００５２】
以上の一実施形態によれば、すでに説明した図３の実施形態においては、捕集フィルタ４１の温度を基に燃料カット運転への切換え、ポスト燃料噴射量の制御、通常昇温運転への復帰を行っていたが、図５の本実施形態においては、捕集フィルタ４１の絶対的な温度ではなく、温度の低下量に基づいて制御を行うため、絶対的温度の検出誤差を解消できる。
また、本実施形態によれば、図３の実施形態と同様に、ポスト噴射制御部６７によるポスト燃料噴射の噴射量の増大、及び、復帰制御部６８による通常昇温運転に復帰によって、燃料消費量を抑えつつＰＭの燃焼除去の迅速化が図れる。
【００５３】
本発明の幾つかの実施形態では、再生運転制御手段４５は、図６のフローチャート、及び図８のタイムチャートに示す再生運転制御を行う。
図５のステップＳ４０の部分Ｂを、図６のステップＳ５１、Ｓ５２の部分Ｂ'に置き換えたものである。図６のその他のステップは、図５のフローチャートと同様である。
図５のステップＳ４０では、燃料カット運転を実施していない気筒のポスト燃料噴射の噴射量の増大を行うものであったが、図６のステップＳ５１では、燃料カット運転を実施していない気筒のポスト燃料噴射の噴射量の増減を制御し、ステップＳ５２で、捕集フィルタ４１の温度の低下量が、第３低下量ΔＴ３（図８（Ａ）参照）にあるかを判定する。
第３低下量ΔＴ３は、第１低下量ΔＴ１より小さい低下量である。
【００５４】
以上の本実施形態によれば、図４の実施形態と同様に、ポスト噴射制御部６７は、ポスト燃料噴射量を調整して、燃料カット運転時においても捕集フィルタ４１の温度をＰＭの燃焼除去に適した温度に維持できる。その結果、再生処理時間が短縮されて、ポスト燃料噴射量を低減することが可能になり、効率的な再生ができる。
【００５５】
本発明の幾つかの実施形態では、再生運転制御手段４５は、図７に示す再生運転制御を行う。
図７に示すように、「一部気筒の燃料カット運転を行う」の前に、ステップＳ６１の「エンジン運転状態が一定の負荷以下であるか」を追加したものである。一定の負荷以下とは、中、低負荷域の所定の負荷であり、減速時やアイドリング状態のようにエンジンに負荷が掛かっていない状態も含むものとする。
【００５６】
以上の一実施形態によれば、一部気筒を燃料カット運転行っても要求負荷へ対応可能である場合にのみ燃料カット運転を行うようにしたため、車載用として適用するエンジンにおいて走行に悪影響を与えずに、捕集フィルタ４１の再生処理を実行させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、捕集フィルタを再生する際に、該捕集フィルタの温度を上昇させるために行われる昇温運転において、捕集フィルタに堆積されている粒子状物質の堆積量に基づいて一部気筒の燃料カット運転を行うことで、粒子状物質捕集フィルタの再生のための燃料噴射量を低減することができるので、ディーゼルエンジンの排気浄化装置への適用に適している。
【符号の説明】
【００５８】
１  内燃機関の排ガス浄化装置
３  エンジン（内燃機関）
５  燃焼室
１３  排ガス通路
１５  吸気弁
１７  排気弁
２１  吸気弁可変機構（吸気ＶＶＴ機構）
２３  排気弁可変機構（排気ＶＶＴ機構）
３１  燃料噴射弁
３３  燃料供給装置
３９  酸化触媒
４１  捕集フィルタ（粒子状物質捕集フィルタ）
４３  制御装置
４５  再生運転制御手段
４７  燃料噴射制御手段
４９  吸・排気弁制御手段
５１  クランク角センサ
５３  負荷センサ
５５  差圧センサ
５７  温度センサ
５９  ＰＭ堆積量推定部
６１  再生運転切換制御部
６３  通常昇温運転部
６５  燃料カット運転部
６７  ポスト噴射制御部
６８  復帰制御部
Ｔ１  第１温度（再生目標温度）
Ｔ２  第２温度
Ｔ３  第３温度（燃料カット時の目標温度）
Ｔ４  第４温度
Ｑ１  第１堆積量
Ｑ２  第２堆積量
Ｑ３  第３堆積量
ΔＴ１  第１低下量
ΔＴ２  第２低下量
ΔＴ３  第３低下量（燃料カット時の目標温度低下量）
【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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