(57)【要約】【課題】フィルタ内に堆積したＰＭの量を正確に見積もることで、適切なタイミングでフィルタ再生制御を行うことができる排気浄化装置の制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ５は、排気中のＰＭを捕集するフィルタの前後の差圧を用いてＰＭ堆積量算出値を算出するＰＭ堆積量算出部５００と、ＰＭ堆積量算出値が判定値よりも大きい場合にフィルタに導入される排気の温度を高めるよう燃料添加弁２を制御する燃料添加弁制御部５０５（フィルタ再生処理部）と、アッシュ重量を算出するアッシュ重量算出部５０１と、アッシュ密度を算出するアッシュ密度算出部５０３と、アッシュ容量を算出するアッシュ容量算出部とを有している。ＥＣＵ５では、アッシュ重量からアッシュ密度を算出した後、アッシュ容量を算出する。そのアッシュ容量からＰＭ堆積量を算出する。【選択図】図２
2017198108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
同フィルタの前後における排気の差圧を検出する差圧検出部と、
前記フィルタに導入される排気の温度を上昇させる排気温度昇温部と、を有する内燃機関の排気浄化装置に適用され、
前記差圧検出部によって検出された差圧を用いて前記フィルタ内に堆積している微粒子
物質の量を示すＰＭ堆積量算出値を算出するＰＭ堆積量算出部と、前記ＰＭ堆積量が判定値よりも大きい場合に、前記排気温度昇温部を制御して前記フィルタ内に堆積している微粒子物質を燃焼させるように排気温度を制御するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生処理部と、を備える排気浄化装置の制御装置において、
そのときに前記フィルタ内に堆積している可能性のあるアッシュの重量を算出するアッシュ重量算出部と、アッシュの密度を算出するアッシュ密度算出部と、アッシュの重量およびアッシュ密度からアッシュの容量を算出するアッシュ容量算出部と、を更に備え、
前記ＰＭ堆積量算出部は、アッシュの容量を用いてＰＭ影響量を算出することを特徴とする排気浄化装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアッシュ密度算出部は、アッシュ重量の増加と共にアッシュ密度も増加する関数を用いてアッシュ密度を算出することを特徴とする排気浄化装置の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアッシュ密度算出部は、アッシュ重量を変数とする１次関数を用いてアッシュ密度を算出することを特徴とする。
【請求項４】
請求項３に記載のアッシュ密度算出部は、アッシュ重量が所定値より小さい場合、アッシュ重量が所定値より大きい場合に比べ、傾きが小さい１次関数を用いることを特徴とする。
【請求項５】
請求項２又は３に記載のアッシュ密度算出部は、アッシュ重量が所定値より小さい場合はアッシュ密度を一定値とすることを特徴とする。
【請求項６】
請求項１ないし５に記載のアッシュ密度算出部は、積算空気量または積算排気流量を用いて、アッシュ密度を補正することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は排気浄化装置の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンや、筒内噴射を行うガソリンエンジン等の内燃機関の排気には、カーボンを主成分とする微粒子物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）が含まれる。こうしたＰＭの大気中への排出を抑えるため、ＰＭを捕集するフィルタを排気通
路に設けることがある。
【０００３】
こうしたフィルタに捕集されたＰＭの量が多くなると、フィルタが目詰まりを起こして排気の圧力損失が増大し、内燃機関の最大出力や燃費性能が低下する。そこで、この種のフィルタを備える内燃機関の多くでは、フィルタに捕集されたＰＭが一定量に達したときに、排気温度を上昇させることで、フィルタに堆積したＰＭを燃焼させて取り除くフィルタ再生制御を行っている。
【０００４】
こうしたフィルタ再生制御における排気温度の上昇は、例えば排気への未燃燃料の供給により行うことができる。排気通路に設置された燃料添加弁による排気中への燃料添加や、燃焼後の燃料噴射（ポスト噴射）により、排気中に未燃燃料を供給すると、排気通路のフィルタの上流に設けられた触媒コンバータ等でその未燃燃料が酸化して、フィルタに流入する排気の温度が高められる。そして、排気温度が十分に上昇すると、高温の排気により、堆積したＰＭが燃焼して、フィルタから除去される。
【０００５】
それ以外にも、排気通路におけるフィルタよりも上流側にヒータを設置して、そのヒータにより排気を加熱すること、内燃機関の吸入空気量を絞って燃焼される混合気の空燃比をリッチ化すること、燃料噴射時期を遅角すること等でも、フィルタ再生制御における排気温度の上昇が行われることがある。
【０００６】
こうしたフィルタ再生制御を過不足なく、適切なタイミングで実行するには、フィルタに捕集されたＰＭの量を把握することが重要となる。フィルタに捕集されたＰＭの量は、例えば次の態様で推定することができる。フィルタに捕集されたＰＭの量が多くなると、フィルタを通過する際の排気の流れに対する抵抗が大きくなって、フィルタ前後の圧力の差が大きくなる。そこで、フィルタ前後の排気の差圧から、フィルタに捕集されたＰＭの量を推定することができる。
【０００７】
なお、こうしたフィルタには、ＰＭの他に、エンジンオイルの燃焼により生成される灰分のアッシュも堆積する。アッシュの主成分は、金属製清浄剤のようなエンジンオイルの添加物に含まれるマグネシウムやカルシウム等の金属成分と、燃料中の硫黄分の酸化により生成された硫黄化合物となっている。
【０００８】
こうしたアッシュの堆積によっても、フィルタ前後の排気の差圧は大きくなる。そのため、フィルタ前後の差圧からＰＭの堆積量を推定するために、フィルタに堆積したアッシュによる圧力損失の大きさを考慮する方法もある。
【０００９】
特許文献１には、排気と共にシリンダから排出されるアッシュ量の比率であるアッシュ流入率と、エンジンオイルの消費量とに基づいてフィルタ内のアッシュの堆積量を推定し、推定したアッシュの堆積量（重量）とＤＰＦの前後差圧に基づくＰＭおよびアッシュの堆積量を用いてＰＭ堆積量算出値を算出する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３‐２４５６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところでフィルタ前後の圧力の差はアッシュの容量とともに大きくなる。また、アッシュ重量が同一でも、アッシュの密度により、アッシュの容量は異なる。すなわちアッシュの密度が小さいほどアッシュの容量は大きくなる。したがって、特許文献１の方法を用いてアッシュ重量を正確に算出できたとしてもアッシュの密度を考慮していないため、アッシュによるＤＰＦ差圧上昇量がばらつき、ＰＭ堆積量を精度よく推定できない恐れがある。そして、特に、ＰＭの堆積量を実際よりも多く見積もりすぎてしまった場合には、不必要にフィルタ再生制御を行ってしまうおそれがある。また、ＰＭの堆積量を実際よりも少なく見積もりすぎてしまった場合には、必要なフィルタ再生制御を行わないおそれがある。
【００１２】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、フィルタ内に堆積したＰＭの量を正確に見積もることで、適切なタイミングでフィルタ再生制御を行うことができる排気浄化装置の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】
【００１３】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための排気浄化装置の制御装置は、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、同フィルタの前後における排気の差圧を検出する差圧検出部と、前記フィルタに導入される排気の温度を上昇させる排気温度昇温部と、を有する内燃機関の排気浄化装置に適用され、前記差圧検出部によって検出された差圧を用いて前記フィルタ内に堆積している微粒子物質の量を示すＰＭ堆積量算出値を算出するＰＭ堆積量算出部と、前記ＰＭ堆積量が判定値よりも大きい場合に、前記排気温度昇温部を制御して前記フィルタ内に堆積している微粒子物質を燃焼させるように排気温度を制御するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生処理部と、を備える排気浄化装置の制御装置において、そのときに前記フィルタ内に堆積している可能性のあるアッシュの重量を算出するアッシュ重量算出部と、アッシュの密度を算出するアッシュ密度算出部と、アッシュの重量およびアッシュ密度からアッシュの容量を算出するアッシュ容量算出部と、を更に備え、前記ＰＭ堆積量算出部は、アッシュの容量を用いてＰＭ影響量を算出することをその要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、アッシュ密度を考慮し、アッシュの容量を算出していることから、アッシュの重量を用いる場合に比べ、ＤＰＦ前後の差圧のアッシュの寄与を正確に算出できる。その結果、ＰＭ堆積量も正確に算出でき、適切なタイミングでフィルタ再生制御を行うことができる。
【００１５】
前記アッシュ密度算出部は、アッシュ重量の増加と共にアッシュ密度も増加する関数を用いてアッシュ密度を算出することが好ましい。
【００１６】
ＤＰＦを通過した排気の総量が多ければ多いほど、アッシュの重量は増える。またＤＰＦを通過した排気の総量が多ければ多いほど、アッシュ分子が排気から受ける仕事も大きくなるので、アッシュ密度も大きくなる。このことからアッシュの重量の増加に伴いアッシュ密度も大きくなる。上記構成によれば、アッシュ重量の増加と共にアッシュ密度も増加する関数を用いるため、アッシュ重量の増加と共にアッシュ密度が減少する関数を用いる場合に比べ、アッシュ重量からアッシュ密度をより正確に求めることができる。
【００１７】
前記アッシュ密度算出部は、アッシュ重量を変数とする１次関数を用いてアッシュ密度を算出することが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、アッシュ密度の精度を担保しつつアッシュ密度演算時の処理の負荷を小さくできかつ処理スピードも速くすることができる。
【００１９】
前記アッシュ密度算出部は、アッシュ重量が所定値より小さい場合、アッシュ重量が所定値より大きい場合に比べ、傾きが小さい１次関数を用いることが好ましい。
【００２０】
アッシュ重量が小さい場合すなわちアッシュの堆積量が少ない場合は、アッシュの密度のバラツキが大きく、アッシュの堆積量が大きい場合と同じ１次関数を用いると、アッシュの密度を過小評価してしまう可能性がある。アッシュの密度を実際よりも小さく見積もるということは、すなわち、アッシュの容量を実際よりも大きく見積もってしまうことになる。その結果、ＰＭ堆積量が実際よりも少なく見積もってしまうこととなり、想定されたＰＭ堆積量よりも多く堆積した状態で、フィルタ再生制御を行うことになる。想定されたＰＭ堆積量よりも多く堆積した状態で、フィルタ再生制御を行うと、燃焼するＰＭの量が想定以上に多いため、発生する熱も想定以上になり、フィルタの温度が過剰に高くなる恐れがある。その点、上記構成によれば、１次関数の傾きが小さいので、アッシュの密度を実際よりも小さく見積もることを抑制することができる。
【００２１】
上記アッシュ密度算出部は、アッシュ重量が所定値より小さい場合はアッシュ密度を一定値としてもよい。
【００２２】
アッシュ重量が所定値より小さい場合、アッシュ密度をアッシュ重量が所定値より大きい場合に比べ、１次関数の傾きを小さくすることで、アッシュの密度を実際よりも小さく見積もることを抑制することができるものの、その傾きを実験的に決定するための手間がかかる。その点、上記構成によれば、一定値なので傾きを求める手間が省ける。
【００２３】
前記アッシュ密度算出部は、積算空気量または積算排気流量を用いて、アッシュの密度を算出することが好ましい。
【００２４】
フィルタに堆積したアッシュは排気により圧縮される。すなわち、排気の量とアッシュの密度は相関があり、積算空気量または積算排気流量が大きいほど、アッシュの密度が大きくなる。したがって、積算空気量または積算排気流量を用いることで正確にアッシュの密度を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態にかかるＥＣＵの制御対象である排気浄化装置の構成を模式的に示す略図。
【図２】第１実施形態にかかるＥＣＵと各構成の入出力の関係を示すブロック図。
【図３】第１実施形態にかかるＥＣＵが実行するフィルタ再生制御の開始タイミングを判断するための処理の流れを示すフローチャート。
【図４】第１実施形態にかかるＥＣＵがＤＰＦ内のＰＭ堆積量を算出するフローチャート。
【図５】第２実施形態にかかるアッシュ密度算出部がアッシュ密度を算出するために用いるアッシュ重量Ｘとアッシュ密度Ｙの関係式。
【図６】第２実施形態にかかるＥＣＵがＤＰＦ内のＰＭ堆積量を算出するフローチャート。
【図７】第３実施形態にかかるＥＣＵと各構成の入出力の関係を示すブロック図。
【図８】第３実施形態にかかるＥＣＵがＤＰＦ内のＰＭ堆積量を算出するフローチャート。
【図９】第３実施形態のＳ４０５の詳細を示すフローチャート
【図１０】その他の実施形態にかかるアッシュ密度算出部がアッシュ密度を算出するために用いるアッシュ重量Ｘとアッシュ密度Ｙの関係式。
【図１１】その他の実施形態にかかるＥＣＵが実行するフィルタ再生制御の開始タイミングを判断するための処理の流れを示すフローチャート。
【図１２】その他の実施形態にかかるＥＣＵがＤＰＦ内のＰＭ差圧を算出するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１実施形態）
以下、排気浄化装置の制御装置の第１実施形態であるＥＣＵ５について、図１〜図４を
参照して説明する。
【００２７】
まず、ＥＣＵ５が制御する排気浄化装置の構成を説明する。なお、この排気浄化装置は、車載ディーゼルエンジンに適用されている。図１に示すように、車載ディーゼルエンジンであるエンジン２０の排気通路１には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁２が設置されている。また、排気通路１における燃料添加弁２が設置されている部分よりも下流側の部分には、排気中の微粒子物質（以下、ＰＭ）を捕集するフィルタとしてディーゼル・パティキュレート・フィルタ（以下、ＤＰＦ）３が配設されている。ＤＰＦ３は、コージェライト等の多孔質材料により形成されたハニカム構造の担体からなっている。また、排気通路１における燃料添加弁２が設置されている部分よりも下流側であり、且つＤＰＦ３が配設されている部分よりも上流側の部分には、酸化触媒６が配設されている。酸化触媒６は、排気中の未燃燃料の酸化を促進させる触媒である。更に、排気通路１には、ＤＰＦ３の前後における排気通路１内の排気の圧力の差（差圧ΔＰ）を検出する差圧検出部として差圧センサ４が配設されている。そして、エンジン２０の各気筒には燃料を噴射する燃料噴射弁７がそれぞれ設けられている。
【００２８】
なお、燃料添加弁２は、排気中に燃料を添加して酸化触媒６で燃料を酸化させ、その酸
化熱によってＤＰＦ３の温度を昇温させる。すなわち、燃料添加弁２は、ＤＰＦ３に導入
される排気の温度を上昇させる排気温度昇温部である。
【００２９】
燃料添加弁２及び燃料噴射弁７は、ＥＣＵ５により制御される。排気浄化装置の制御装置であるＥＣＵ５には、上記差圧センサ４に加え、排気温度を検出する排気温度センサ８、排気の流量を検出する排気流量センサ９の検出信号が入力される。また、ＥＣＵ５はエンジン２０を制御する制御装置でもあるため、ＥＣＵ５には、クランク角を検出するクランク角センサ１０、吸入空気量を検出するエアフロメータ１１及びエンジン２０内のウォータジャケット等の冷却水通路内を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ１２等の検出信号も入力される。
【００３０】
次に図２を参照してＥＣＵ５について説明する。図２に示すように、ＥＣＵ５は、ＤＰＦ３に堆積しているＰＭの量であるＰＭ堆積量算出値を算出するＰＭ堆積量算出部５００を備えている。また、ＥＣＵ５は、ＤＰＦ３に堆積しているＰＭを燃焼させるようにＤＰＦ３に導入される排気の温度を制御するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生処理部として、排気温度昇温部である燃料添加弁２を制御する燃料添加弁制御部５０５を備えている。燃料添加弁制御部５０５は、燃料添加弁２を制御して排気中に燃料を添加し、ＤＰＦ３に導入される排気の温度を上昇させることにより、ＤＰＦ３に堆積しているＰＭが燃焼する温度まで排気の温度を上昇させてフィルタ再生制御を実行する。
【００３１】
また、ＰＭ堆積量算出部５００は、エンジン運転時間算出部５０２、アッシュ重量算出部５０１、アッシュ密度算出部５０３およびアッシュ容量算出部５０４を備えている。エンジン運転時間算出部５０２は、エンジンの運転時間を算出する。算出方法としては、走行距離と運転時間の関係を予めマップとしてもっていてもよいし、計時手段により運転時間をカウントしてもよい。いずれにせよ、エンジンの運転時間を算出できるものであれば、どのようなものでもよい。アッシュ重量算出部５０１は、エンジンの運転時間を用いてＤＰＦ３に堆積したアッシュの重量を算出する。アッシュ密度算出部５０３は、算出されたアッシュの重量を用いて、ＤＰＦ３に堆積したアッシュの密度を算出する。算出方法としては、アッシュの重量およびアッシュの密度の関係式を用いて算出する。アッシュ容量算出部５０４は、算出したアッシュの容量をアッシュの密度で除算して算出する。そしてＰＭ堆積量算出部５００は、算出されたアッシュ容量を用いて、ＰＭ堆積量を算出する。
【００３２】
図３は、フィルタ再生制御を開始するタイミングを判定するための処理の流れを示すフ
ローチャートである。この一連の処理は、エンジン２０の運転中であり、フィルタ再生制
御が実行されていないときにＥＣＵ５により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００３３】
図３に示すように、この処理が開始されると、まず、ＥＣＵ５は、ステップＳ１００において、ＰＭ堆積量算出値が第１の判定値である判定値αを超えているか否かを判定する。
【００３４】
なお、判定値αはフィルタ再生制御を行うか否かを決定するＰＭ堆積量算出値の判定値
であり、この値はＤＰＦ３の性能、形状及び大きさ等に加え、どの程度の量までＰＭの堆
積を許容するかによって決まる値である。
【００３５】
ステップＳ１００において、ＰＭ堆積量算出値が判定値αを超えていないと判定した場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、すなわちＰＭ堆積量算出値が判定値α以下であれば、ＥＣＵ５は、そのまま何もせずにこの一連の処理を一旦終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ１００において、ＰＭ堆積量算出値が判定値αを超えていると判定した場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）には、ＥＣＵ５は、ステップＳ１０１に処理を進める。
【００３７】
ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５は、燃料添加弁制御部５０５を通じて排気温度昇温部である燃料添加弁２を制御し、排気中への燃料添加を実施してＤＰＦ３に導入される排気の温度をＰＭが燃焼する温度まで上昇させ、フィルタ再生制御を開始する。こうしてフィルタ再生制御を開始すると、ＥＣＵ５はこの一連の処理を一旦終了する。
【００３８】
こうして開始されたフィルタ再生制御は、一定の期間継続される。なお、フィルタ再生制御を継続させる期間の長さは、設計段階で行う実験を通じて割り出したＤＰＦ３に堆積しているＰＭを全て燃焼させるために必要な期間の長さに基づいて設定されている。具体的には、ステップＳ１００において肯定判定がなされたときにＤＰＦ３に堆積しているＰＭを全て燃焼させるために十分な長さに決定されている。そのため、フィルタ再生制御が開始された後、フィルタ再生制御が完了したときには、ＤＰＦ３に堆積していたＰＭは全て燃焼し、除去されていることになる。
【００３９】
次に、図４を参照してＰＭ堆積量算出値の算出方法について詳しく説明する。図４は、ＥＣＵ５のＰＭ堆積量算出部５００が実行するＰＭ堆積量算出値を算出する処理の流れを示すフローチャートである。この一連の処理は、エンジン２０の運転中であり、フィルタ再生制御が実行されていないときにＥＣＵ５のＰＭ堆積量算出部５００により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００４０】
図４に示すように、この処理が開始されると、まず、ＰＭ堆積量算出部５００は、ステップＳ２００の処理を実行する。このステップＳ２００では、エンジン運転時間算出部５０２がエンジン運転時間Ｔを算出する。そして、ＰＭ堆積量算出部５００は、処理をステップＳ２０１へと進める。
【００４１】
ステップＳ２０１では、アッシュ重量算出部５０１がステップＳ２００で算出したエンジン運転時間Ｔを用いて、ＤＰＦ３に堆積していたアッシュ重量Ｘを算出する。そして、ＰＭ堆積量算出部５００は、処理をステップＳ２０２へと進める。
【００４２】
ステップＳ２０２では、アッシュ密度算出部５０３がステップＳ２０１で算出したアッシュ重量Ｘを用いて、ＤＰＦ３に堆積していたアッシュ密度Ｙを算出する。算出する際には、次の関係式Ｙ＝βＸ＋γ（βおよびγは定数）を用いる。本実施例では前記関係式を用いるが、予め実験で作成したアッシュ密度Ｙとアッシュ重量Ｘのマップを参照してもよい。いずれにせよアッシュ密度を算出できるものであれば、どのようなものでもよい。そして、ＰＭ堆積量算出部５００は、ＤＰＦ３に堆積していたアッシュ密度Ｙを算出した後に、処理をステップＳ２０３へと進める。
【００４３】
ステップＳ２０３では、アッシュ容量算出部５０４がステップＳ２０１で算出したアッシュ重量Ｘを、ステップＳ２０２で算出したアッシュ密度Ｙで除算することでアッシュ容量Ｚを算出する。そして、ＰＭ堆積量算出部５００は、処理をステップＳ２０４へと進める。
【００４４】
そして、ステップＳ２０４を通じて、ステップＳ２０３で算出したアッシュ容量Ｚを用いてＰＭ堆積量を算出すると、ＰＭ堆積量算出部５００は、この一連の処理を一旦終了する。なお、ＰＭ堆積量の算出法方法としては例えば、次のような方法がある。差圧センサ４で検出した差圧のうちアッシュの寄与する圧力をアッシュ堆積量から算出する。そして、差圧センサ４で検出した差圧からアッシュの寄与する圧力を引き算することでＰＭが寄与する圧力を求める。その後、ＰＭが寄与する圧力とＰＭ堆積量のマップを参照することで、ＰＭ堆積量を算出する。
【００４５】
以上説明した第１実施形態によれば、下記（１）の効果が得られるようになる。
（１）アッシュにより発生する差圧に対して、アッシュ重量よりも相関のあるアッシュ容量を用いるため、アッシュ重量を用いる場合よりも正確にＰＭ堆積量を算出することができる。その結果、より適切なタイミングでフィルタ再生制御を行うことができる。
【００４６】
（第２実施形態）
第２実施形態では、図５で示すように、アッシュ重量Ｘを横軸に、アッシュ密度Ｙを縦軸にとった場合に、アッシュ重量Ｘが所定値φよりも小さい場合は、アッシュ密度Ｙは一定値ωで、所定値φよりも大きい場合は一次関数を用いて算出する。
【００４７】
第２実施形態のＥＣＵ５のＰＭ堆積量算出値の算出方法について、図６を用いて詳しく説明する。なお、第１実施形態のＥＣＵ５と同じ排気浄化装置を制御するものであるため、排気浄化装置の構成については同一の符号を付して説明し、詳しい説明は繰り返さない。
【００４８】
第２実施形態では、第１実施形態と、アッシュ密度Ｙを算出する方法が異なる（ステップＳ３０２、Ｓ３０２およびＳ３０４）。第１実施形態では第２実施形態のステップＳ３０３のみであったが、第２実施形態ではアッシュ密度Ｙを算出する方法としてステップＳ３０４を追加し、ステップＳ３０３とステップＳ３０４をアッシュ重量Ｘの値が所定値φ以上であるか否かで分岐させている（ステップＳ３０２）。
【００４９】
以上説明した第２実施形態によれば、下記（１）および（２）の効果が得られるようになる。
（１）アッシュ重量が所定値φ以下の場合、アッシュの密度のバラツキが大きく、ステップＳ３０３ではアッシュの密度を過小評価してしまう可能性がある。アッシュの密度を実際よりも小さく見積もるということは、すなわち、アッシュの容量を実際よりも大きく見積もってしまうことになる。その結果、ＰＭ堆積量が実際よりも少なく見積もってしまうこととなり、想定されたＰＭ堆積量よりも多く堆積した状態で、フィルタ再生制御を行うことになる。想定されたＰＭ堆積量よりも多く堆積した状態で、フィルタ再生制御を行うと、燃焼するＰＭの量が想定以上に多いため、発生する熱も想定以上になり、フィルタの温度が過剰に高くなる恐れがある。その点、第２実施形態のように一定値ωを採用することで、アッシュの密度を実際よりも小さく見積もることを抑制することができる。
（２）アッシュ重量が所定値φ以下の場合、ステップＳ３０３の演算が不要になり、ＥＣＵの負荷を下げることができる。
【００５０】
（第３実施形態）
フィルタに堆積したアッシュは排気により圧縮される。すなわち、排気の量とアッシュの密度は相関があり、積算空気量または積算排気流量が大きいほど、アッシュの密度が大きくなる。この物理現象を利用したのが、第３実施形態である。
【００５１】
第３実施形態のＥＣＵ５のＰＭ堆積量算出値の算出方法について、図７ないし９を用いて詳しく説明する。なお、第１実施形態および第２実施形態のＥＣＵ５と同じ排気浄化装置を制御するものであるため、排気浄化装置の構成については同一の符号を付して説明し、詳しい説明は繰り返さない。
【００５２】
図７に示すように、第３実施形態のアッシュ容量算出部５０４は、積算排気ガス流量算出部５０７、アッシュ密度補正係数マップ５０８およびアッシュ密度補正値算出部５０６を備えている。積算排気ガス流量算出部５０７は、前回フィルタ交換時以降の積算排気ガス流量ζを算出する。算出方法としては、走行距離と排気ガス流量の積算値の関係を予めマップとしてもっていてもよいし、逐次排気ガス流量をカウントしてもよい。いずれにせよ、積算排気ガス流量ζを算出できるものであれば、どのようなものでもよい。アッシュ密度補正係数マップ５０８は、積算排気ガス流量算出部５０７から算出した積算排気ガス流量ζをエンジン運転時間Ｔで除算した値、エンジン運転時間Ｔおよびアッシュ密度補正係数εの３次元マップである。アッシュ密度補正値算出部５０６は、算出された積算排気ガス流量ζおよびエンジン運転時間Ｔからアッシュ密度補正係数マップ５０８を参照しアッシュ密度補正係数εを算出する。
【００５３】
図８を参照して第３実施形態にかかるＥＣＵ５がＤＰＦ３内のＰＭ堆積量の算出方法について詳しく説明する。第３実施形態と第２実施形態の違いは、ステップＳ４０３又はステップＳ４０４でアッシュ密度Ｙを算出した後に、ステップＳ４０５でアッシュ密度Ｙを補正し、その後、アッシュ密度補正値Ｙ‘を算出し、ステップＳ４０６にてアッシュ密度補正値Ｙ‘を用いてアッシュ容量Ｚを算出している点である。
【００５４】
次に図９を参照して、図８に記載のステップＳ４０５の詳細について詳しく説明する。まず、ステップＳ５００では、積算排気ガス流量算出部５０７が、前回フィルタ交換時以降の積算排気ガス流量ζを算出する。そして、アッシュ密度補正値算出部５０６は、処理をステップＳ５０１へと進める。
【００５５】
ステップＳ５０１では、アッシュ密度補正値算出部５０６が算出された積算排気ガス流量ζおよびエンジン運転時間Ｔからアッシュ密度補正係数マップ５０８を参照しアッシュ密度補正係数εを算出する。そして、アッシュ密度補正値算出部５０６は、処理をステップＳ５０２へと進める。
【００５６】
ステップＳ５０２では、アッシュ密度補正値算出部５０６が、算出されたアッシュ密度補正係数εとアッシュ密度Ｙを乗算し、アッシュ密度補正値Ｙ‘を算出するとこの一連の処理を一旦終了する。
【００５７】
以上説明した第３実施形態によれば、下記（１）の効果が得られるようになる。
（１）積算排気ガス流量を用いることでより正確にアッシュの密度を算出することができる。
【００５８】
・上記各実施形態では、排気温度昇温部として燃料添加弁を設け、燃料添加弁を用いて、排気中に燃料を添加することにより、フィルタ再生制御を実行する例を示したが、排気温度昇温部の構成は適宜変更することができる。例えば、燃料添加弁を設けなくても、筒内噴射弁によるポスト噴射やアフター噴射等で排気中に燃料を送ってフィルタ再生制御を実行することもできる。すなわち、この場合には、筒内噴射弁が排気温度昇温部を兼ねることになる。また、それ以外にも、排気通路におけるフィルタよりも上流に排気温度昇温部としてヒータを設置してそのヒータによりフィルタに導入される排気を加熱する構成や、吸入空気量を絞って燃焼される混合気の空燃比をリッチ化すること、燃料噴射時期を遅角すること等でも、フィルタ再生制御における排気温度の上昇が実現できる。すなわち、スロットルバルブや、燃料噴射弁を排気温度昇温部として利用することもできる。
【００５９】
・上記各実施形態では、フィルタ再生制御を一定の期間継続させる例を示したが、フィルタ再生制御を終了させる条件は適宜変更することができる。例えば、フィルタ再生制御を実行している間にもＰＭ堆積量算出値を推定し続け、推定しているＰＭ堆積量算出値が「０」になったときにフィルタ再生制御を終了させるようにしてもよい。
【００６０】
・上記各実施形態では、アッシュ重量Ｘを運転時間Ｔから算出したが、他パラメータから算出してもよい。
【００６１】
・上記各実施形態では、ＰＭ堆積量を用いてフィルタ再生制御の開始タイミングを判断している（図３）が、これに限る必要はない。図１１で示すようにＤＰＦ前後差圧のうちＰＭの堆積により発生している差圧であるＰＭ差圧を用いてもよい。この場合、図１２のＳ７０４で示すようにアッシュ容量ＺからＰＭ差圧を算出する。この場合、アッシュ容量Ｚからアッシュの堆積により発生する差圧を算出し、ＤＰＦの前後差圧からアッシュの堆積により発生する差圧を引き算することで求めることができる。ＰＭ差圧以外にも、ＰＭ堆積量およびＰＭ差圧から算出される任意の物理量であってもよい。
【００６２】
・第２実施形態では、アッシュ重量Ｘが所定値φよりも小さい場合は、アッシュ密度Ｙは一定値ωとしたが、これに限る必要はない。図１０（ａ）で示すようにアッシュ重量Ｘの増加に伴いアッシュ密度も増加する曲線であってもよい。その理由は以下である。
【００６３】
ＤＰＦを通過した排気の総量が多ければ多いほど、アッシュの重量は増える。またＤＰＦを通過した排気の総量が多ければ多いほど、アッシュ分子が排気から受ける仕事の総量も大きくなるので、アッシュ密度も大きくなる。このことからアッシュの重量の増加に伴いアッシュ密度も大きくなる特性がある。そしてアッシュ重量Ｘの増加に伴いアッシュ密度も増加する関数はこの特性と傾向が同じであるため、アッシュ重量Ｘの増加に伴いアッシュ密度が増加しない関数を使用する場合に比べ、正確にアッシュ密度を算出することができる。
【００６４】
図１０（ａ）以外にも、図１０（ｂ）で示すように、アッシュ重量が所定値より小さい場合、アッシュ重量が所定値より大きい場合に比べ、１次関数の傾きが小さくなっていてもよい。これにより第２実施形態の（１）と同様の効果を奏する。
【００６５】
・第３実施形態では、積算排気ガス流量を用いたが、積算排気ガス流量と相関のある積算空気量を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…排気通路、２…燃料添加弁、３…ＤＰＦ、４…差圧センサ、５…ＥＣＵ、６…酸化触媒、７…燃料噴射弁、８…排気温度センサ、９…排気流量センサ、１０…クランク角センサ、１１…エアフロメータ、１２…水温センサ、２０…エンジン、５００…ＰＭ堆積量算出部、５０１…アッシュ重量算出部、５０２…エンジン運転時間算出部、５０３…アッシュ密度算出部、５０４…アッシュ容量算出部、５０５…燃料添加弁制御部、５０６…アッシュ密度補正値算出部、５０７…積算排気ガス流量算出部、５０８…アッシュ密度補正係数マップ
【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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【図１１】
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【図１２】
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