(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の排気通路に設けられたフィルタに捕集されたＰＭの酸化除去を可及的に高い効率で実施することを目的とする。【解決手段】本発明では、フィルタと、フィルタに捕集されたＰＭを酸化除去する再生部と、を有する排気浄化装置において、フィルタに堆積している煤の堆積量である第一堆積量を推定する第一堆積量推定部と、フィルタに堆積している欠陥煤の堆積量である第二堆積量を推定する第二堆積量推定部と、再生部を制御する制御部と、を備え、制御部は、第一堆積量のうち第二堆積量が占める割合が大きいときは、小さいときよりも、再生部によって実行される再生処理の期間を短くする。【選択図】図１０
2017129106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられており、内燃機関から排出される粒子状物質を構成する煤とＳＯＦとを捕集するフィルタと、
前記フィルタに捕集されている粒子状物質を捕集ＰＭとしたとき、該フィルタを所定の温度まで昇温させることにより、該捕集ＰＭを酸化除去する処理である再生処理を実行する再生部と、を有する排気浄化装置であって、
前記フィルタに単位時間当たりに流入する煤の流入量を第一流入量とし、前記フィルタに堆積している煤の堆積量を第一堆積量としたとき、該第一流入量を推定し、推定された該第一流入量の積算値に基づいて該第一堆積量を推定する第一堆積量推定部と、
前記第一流入量のうち格子欠陥の多い欠陥煤の流入量を第二流入量とし、前記第一堆積量のうち欠陥煤の堆積量を第二堆積量としたとき、該第二流入量を推定し、推定された該第二流入量の積算値に基づいて該第二堆積量を推定する第二堆積量推定部と、
前記第二堆積量推定部によって推定された前記第二堆積量に基づいて前記再生処理の期間を設定し、前記再生部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第一堆積量推定部によって推定される前記第一堆積量のうち前記第二堆積量推定部によって推定される前記第二堆積量が占める割合が大きいときは、小さいときよりも、前記再生部によって実行される前記再生処理の期間を短くする、内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において排気中の粒子状物質（以下、「ＰＭ」と称する）が外部に放出されることを抑制すべく、排気通路にフィルタが設けられる。このフィルタには、内燃機関の運転とともに排気中のＰＭが捕集され次第に堆積していくため、その目詰まりを防止するためにフィルタ再生処理が行われる。例えば、ディーゼルエンジンでは、一般には排気の空燃比が継続的にリーン側の空燃比であることから、排気中に未燃燃料を供給し排気通路に設けられた酸化触媒等で酸化させて排気温度を上昇させ、以て、堆積ＰＭの酸化除去が行われる。
【０００３】
ここで、堆積ＰＭの酸化除去において、前処理としてフィルタでのＳＯＦを酸化除去し、しかる後、フィルタでの煤を酸化除去する技術が特許文献１に開示されている。当該技術では、ＳＯＦ除去温度以上の温度で所定の期間前処理が実行され、その後、煤除去温度以上の温度での堆積ＰＭの酸化除去が実行されている。
【０００４】
また、フィルタでの煤とＳＯＦの堆積量を算出し、これらに基づいてフィルタ再生処理を制御する技術が特許文献２に開示されている。当該技術では、フィルタに堆積している煤とＳＯＦとの割合に応じたフィルタの昇温制御が実行されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６９２３５号公報
【特許文献２】特開２００３−２５４０４２号公報
【特許文献３】特開２００４−２２５６１６号公報
【特許文献４】特開２００３−３１４２４９号公報
【特許文献５】特開２００５−０４８７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、フィルタに堆積している煤とＳＯＦとの割合に応じた上記フィルタ再生処理の制御が実施されていた。これは、フィルタ再生処理時のフィルタ温度を適切に制御するためである。一方で、フィルタに堆積している煤を、その酸化特性の違いに応じてさらに区分しフィルタ再生処理の制御を実施する技術は、これまで未知であった。このように区分された煤に基づいてフィルタ再生処理の制御を実施すれば、再生不足により所望の量の堆積ＰＭが酸化除去されないことや、過度に再生処理が行われることが抑制され、フィルタ再生処理を効率的に実施することが可能となる。そして、このことにより、フィルタ再生処理がより的確に実施されることになる。
【０００７】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられたフィルタに捕集されたＰＭの酸化除去を可及的に高い効率で実施することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の発明者は、フィルタに堆積している煤中に、その結晶構造の違いにより酸化除去され易い煤が存在することを見出した。この酸化除去され易い煤とは格子欠陥の多い煤であると推測される。なお、格子欠陥の多い煤とは、ラマン分
光法で結晶由来のＧバンドとともに欠陥由来のＤバンドにもピークを有し、Ｄバンドのピーク値が所定値以上となる煤であり、例えば活性炭のような煤のことをいう。以下、格子欠陥の多い煤を「欠陥煤」と称する場合もある。
【０００９】
より詳細には、本発明に係る排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられており、内燃機関から排出される粒子状物質を構成する煤とＳＯＦとを捕集するフィルタと、前記フィルタに捕集されている粒子状物質を捕集ＰＭとしたとき、該フィルタを所定の温度まで昇温させることにより、該捕集ＰＭを酸化除去する処理である再生処理を実行する再生部と、を有する排気浄化装置であって、前記フィルタに単位時間当たりに流入する煤の流入量を第一流入量とし、前記フィルタに堆積している煤の堆積量を第一堆積量としたとき、該第一流入量を推定し、推定された該第一流入量の積算値に基づいて該第一堆積量を推定する第一堆積量推定部と、前記第一流入量のうち格子欠陥の多い欠陥煤の流入量を第二流入量とし、前記第一堆積量のうち欠陥煤の堆積量を第二堆積量としたとき、該第二流入量を推定し、推定された該第二流入量の積算値に基づいて該第二堆積量を推定する第二堆積量推定部と、前記第二堆積量推定部によって推定された前記第二堆積量に基づいて前記再生処理の期間を設定し、前記再生部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第一堆積量推定部によって推定される前記第一堆積量のうち前記第二堆積量推定部によって推定される前記第二堆積量が占める割合が大きいときは、小さいときよりも、前記再生部によって実行される前記再生処理の期間を短くする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられたフィルタに捕集されたＰＭの酸化除去を可及的に高い効率で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】フィルタ温度とＰＭ酸化速度との相関を示す図である。
【図３】フィルタ温度とＰＭ酸化速度との相関について、堆積欠陥煤比率がＰＭ酸化速度に与える影響について説明するための図である。
【図４】本発明の実施例に係るＥＣＵにおける欠陥煤堆積量算出部の機能を示すブロック図である。
【図５】欠陥煤が有する格子欠陥の概念について説明するための図である。
【図６】欠陥煤が酸化される概念について説明するための図である。
【図７】酸化温度と酸化速度との相関について、カーボンブラックの酸化速度と活性炭の酸化速度との比較を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例に係る内燃機関における、排気温度と該排気温度において生成されたＰＭの酸化速度との相関を示す図である。
【図９】本発明の実施例に係る内燃機関における、排気温度と該排気温度における流入欠陥煤比率との相関を示す図である。
【図１０】本発明の実施例１に係る排気浄化装置のフィルタ再生処理フローを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の変形例に係る排気浄化装置のフィルタ再生処理フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
＜実施例１＞
（概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、軽油を燃料とする圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）である。内燃機関１は、気筒２内へ燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。
【００１４】
内燃機関１は吸気通路４と接続されている。吸気通路４には、エアフローメータ４０およびスロットル弁４１が設けられている。エアフローメータ４０は、吸気通路４内を流れる吸気（空気）の量（質量）に応じた電気信号を出力する。スロットル弁４１は、吸気通路４におけるエアフローメータ４０よりも下流側に配置されている。スロットル弁４１は、吸気通路４内の通路断面積を変更することで、内燃機関１の吸入空気量を調整する。
【００１５】
内燃機関１は排気通路５と接続されている。排気通路５には、排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ５０（以下、単に「フィルタ５０」と称する。）が設けられている。このフィルタ５０は、ウォールフロータイプのフィルタであり、その基材には酸化触媒が担持されている。そして、フィルタ５０よりも上流側の排気通路５にフィルタ５０に流れ込む排気に燃料（未燃燃料）を供給する燃料供給弁５１が設けられている。
【００１６】
内燃機関１から流出する排気の温度を検出可能となる位置、すなわち内燃機関１よりも下流側且つフィルタ５０よりも上流側の排気通路５に上流側温度センサ５２が設けられている。また、フィルタ５０の下流側の排気通路５を流れる排気の温度を検出する下流側温度センサ５３が、フィルタ５０よりも下流側の排気通路５に設置されている。上流側温度センサ５２および下流側温度センサ５３は排気の温度に応じた電気信号を出力する。さらに、排気通路５には、差圧センサ５４が設けられている。差圧センサ５４は、フィルタ５０の上流と下流との間の排気圧力の差（以下、「フィルタ差圧」と称する場合もある。）に応じた電気信号を出力する。
【００１７】
そして、内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。ＥＣＵ１０には、上記のエアフローメータ４０、上流側温度センサ５２、下流側温度センサ５３、および差圧センサ５４に加え、アクセルポジションセンサ７およびクランクポジションセンサ８等の各種センサが電気的に接続されている。アクセルポジションセンサ７は、図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関した電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ８は、内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。そして、これらのセンサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、上流側温度センサ５２の出力値に基づいて、内燃機関１の排気温度を検出し、下流側温度センサ５３の出力値に基づいてフィルタ５０の温度（以下、「フィルタ温度」と称する場合もある。）を推定する。また、ＥＣＵ１０は、エアフローメータ４０の出力値に基づいて、フィルタ５０に流入する排気の流量（以下、単に「排気流量」と称する場合もある。）を推定する。
【００１８】
また、ＥＣＵ１０には、上記の燃料噴射弁３、スロットル弁４１、および燃料供給弁５１等の各種機器が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０は、上記のような各センサの出力信号に基づいて、上記の各種機器を制御する。
【００１９】
上記の通り構成される内燃機関１の排気浄化装置では、概略的には、排気に含まれるＰＭはフィルタ５０によって捕集され、外部への放出が抑制される。その他、図示されない排気浄化用の触媒（ＮＯｘ浄化用の触媒等）が設けられてもよい。ここで、上述したように、フィルタ５０の基材上には酸化能を有する酸化触媒、例えば白金族金属ＰＧＭが担持されている。酸化触媒は、フィルタ内壁面およびフィルタ基材の細孔内の上流側から下流側にわたって担持されている。この酸化触媒の酸化能により、排気中の未燃燃料やＮＯを
酸化させることが可能となる。なお、ＮＯが酸化されＮＯ２となると、ＮＯ２自身の酸化能により、フィルタ５０に堆積したＰＭの酸化除去を促進させることが可能となる。
【００２０】
ここで、フィルタ５０に堆積したＰＭは、フィルタ５０での限界堆積量まで堆積すると排気通路５における背圧が上昇するため、フィルタ５０の昇温により酸化除去される。当該酸化除去のための処理を、本明細書では、「フィルタ再生処理」と称する。具体的に、フィルタ再生処理では、燃料供給弁５１から所定量の燃料が排気中に供給されて、フィルタ５０に担持されている酸化触媒で酸化されることで、フィルタ５０が昇温され、それによりフィルタ５０に堆積しているＰＭの酸化除去が行われる。または、内燃機関１において主燃料噴射より後のタイミングであって燃料が未燃の状態で気筒２から排出されるタイミングで燃料噴射弁３から副燃料噴射（ポスト噴射）を行うことによってフィルタ５０が昇温され、それによりフィルタ５０に堆積しているＰＭの酸化除去が行われてもよいし、図示されないヒータによりフィルタ５０を電気加熱することによって該ＰＭの酸化除去が行われてもよい。なお、本実施例においては、ＰＭの酸化除去のための燃料供給を行う燃料供給弁５１または燃料噴射弁３が、本発明における再生部に相当する。
【００２１】
（フィルタ再生処理期間）
本実施例に係る排気浄化装置では、フィルタ５０に堆積している煤の堆積量（以下、「総煤堆積量」と称する場合もある。）と該総煤堆積量のうちの欠陥煤の堆積量（以下、「欠陥煤堆積量」と称する場合もある。）との比率（以下、「堆積欠陥煤比率」と称する場合もある。）に基づいてフィルタ再生処理の期間を設定する。
【００２２】
ここで、本実施例において、フィルタ５０に堆積している煤とＳＯＦとが構成するＰＭの酸化速度のことをフィルタ５０におけるＰＭ酸化速度といい、このフィルタ５０におけるＰＭ酸化速度は、堆積欠陥煤比率と相関を有している。また、前記ＰＭ酸化速度は、フィルタ温度やフィルタ５０におけるＰＭの濃度等と相関を有している。例えば、図２は、フィルタ温度とフィルタ５０におけるＰＭ酸化速度との相関を示す図である。図２に示すように、触媒活性温度以上であればフィルタ温度が高いほどＰＭ酸化速度が高くなる。
【００２３】
上述したように、本発明者は、フィルタ５０に堆積している煤中の欠陥煤は、その結晶構造の違いにより酸化除去され易いことを見出した。そして、上述したフィルタ５０におけるＰＭ酸化速度と堆積欠陥煤比率との相関に基づいてフィルタ再生処理の期間を設定すれば、フィルタ再生処理を適切に制御することが可能となる。
【００２４】
フィルタ５０におけるＰＭ酸化速度と堆積欠陥煤比率との相関について、以下に説明する。総煤堆積量が、フィルタ５０に単位時間当たりに流入する煤量（以下、「流入煤量」と称する場合もある。）にフィルタ５０での所定の煤捕集率を乗じた値を積算することにより算出される。ここで、流入煤量は、内燃機関１の運転状態から推定される。また、フィルタ５０での所定の煤捕集率は、フィルタ温度や排気流量等の内燃機関１の運転状態によって変化する状態量に基づいて算出することができる。または、実験等に基づき予め定められた値を用いてもよい。なお、総煤堆積量の算出方法はこれに限らず、周知の技術を用いることもできる。また、欠陥煤堆積量は後述する手法により算出される。そして、図３は、フィルタ温度とフィルタ５０におけるＰＭ酸化速度との相関について、堆積欠陥煤比率が該ＰＭ酸化速度に与える影響について説明するための図である。ここで、堆積欠陥煤比率は総煤堆積量のうち欠陥煤堆積量が占める割合である。図３において、図２と同様に触媒活性温度以上であればフィルタ温度が高いほどＰＭ酸化速度が高くなる。そして、図３に示すように、堆積欠陥煤比率が大きいときは、小さいときよりも、ＰＭ酸化速度が高くなる。また、フィルタ温度に対するＰＭ酸化速度の増加の度合いは堆積欠陥煤比率が大きいときは、小さいときよりも、大きくなる。ここで、図３に示すようなフィルタ温度と堆積欠陥煤比率とフィルタ５０におけるＰＭ酸化速度との相関がマップまたは関数とし
てＥＣＵ１０のＲＯＭに予め記憶されている。なお、本実施例においては、総煤堆積量が本発明における第一堆積量に相当し、欠陥煤堆積量が本発明における第二堆積量に相当する。また、ＥＣＵ１０が、本発明における第一堆積量推定部、および第二堆積量推定部に相当する。
【００２５】
そして、本実施例に係る排気浄化装置では、フィルタ再生処理の期間が、図３に示すようなフィルタ温度と堆積欠陥煤比率とフィルタ５０におけるＰＭ酸化速度との相関に基づいて設定される。このことにより、フィルタ再生処理を適切に制御することが可能となる。なお、本実施例においてフィルタ再生処理の期間を設定するＥＣＵ１０が、本発明における制御部に相当する。
【００２６】
（欠陥煤堆積量推定）
本実施例においては、ＥＣＵ１０によって、欠陥煤堆積量が算出される。図４は、ＥＣＵ１０における欠陥煤堆積量算出部の機能を示すブロック図である。本発明における第二堆積量推定部に相当する欠陥煤堆積量算出部１１０は、欠陥煤堆積量を算出するための機能部であり、ＥＣＵ１０において所定のプログラムが実行されることによって実現される。
【００２７】
欠陥煤堆積量算出部１１０においては、流入煤量のうちの欠陥煤の量（以下、「流入欠陥煤量」と称する場合もある。）が算出される。詳細には、流入欠陥煤量は、欠陥煤堆積量算出部１１０が有する流入欠陥煤比率算出部１１１によって算出された、流入煤量と流入欠陥煤量との比率（以下、「流入欠陥煤比率」と称する場合もある。）に基づいて、流入煤量に流入欠陥煤比率を乗じることによって算出される。そして、算出された流入欠陥煤量にフィルタ５０での所定の欠陥煤捕集率を乗じた値を積算することにより、欠陥煤堆積量が算出される。フィルタ５０での所定の欠陥煤捕集率は前記煤捕集率と同様に算出される。なお、上述したように、流入煤量は、内燃機関１の運転状態から推定される。例えば、フィルタ５０に単位時間当たりに流入するＰＭ量（以下、「流入ＰＭ量」と称する場合もある。）を内燃機関１の運転状態から推定し、該流入ＰＭ量に所定の比率を乗ずることによって算出することができる。ここで、流入ＰＭ量は、該流入ＰＭ量と内燃機関１の運転状態との相関を予め実験またはシミュレーション等により求めておき、該相関に基づいて推定してもよいし、センサによる検出値を基に推定してもよい。また、前記所定の比率は、内燃機関１の運転状態によって変化する状態量（例えば、排気温度）に基づいて算出してもよい。
【００２８】
ここで、流入欠陥煤比率算出部１１１では上流側温度センサ５２によって検出された排気温度が入力される。または、内燃機関１の運転状態から推定された内燃機関１の排気温度の推定値が流入欠陥煤比率算出部１１１に入力される。また、内燃機関１の排気温度と流入欠陥煤比率と、は後述するような相関を有している。そして、流入欠陥煤比率は、この相関に基づいて算出される。なお、この相関はマップまたは関数としてＥＣＵ１０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００２９】
ところで、本発明者は、内燃機関１から排出される煤中に欠陥煤が含まれることを見出した。そして、フィルタ５０におけるＰＭ酸化速度と堆積欠陥煤比率との相関に基づいてフィルタ再生処理の期間を設定すれば、フィルタ再生処理を適切に制御することが可能となることを見出した。以下、本実施例における欠陥煤の概念について説明する。図５は、欠陥煤が有する格子欠陥の概念を示したものである。図５に示すように、炭素原子が構成する結晶格子において、原子配列の乱れによって格子密度が低くなっている領域が格子欠陥と呼ばれる。本実施例における欠陥煤とはこのような格子欠陥を多数有し、上述したように、ラマン分光法において欠陥由来のＤバンドのピーク値が所定値以上となる煤のことをいう。また、図６は、欠陥煤が酸化される概念を示したものである。図６に示すように
、欠陥煤は格子欠陥周辺が酸化物（例えば、ＮＯ２）によって酸化され易いため、煤全体として酸化除去され易いと推測される。
【００３０】
そして、このような欠陥煤が生成されるか否かは内燃機関１の排気温度が影響していると推測される。一般的には、格子欠陥が生成され易いか否かは、煤が生成される過程の温度履歴が影響していると考えられている。例えば、カーボンブラックと活性炭とを比較すると、カーボンブラックより格子欠陥を多数有する活性炭は、カーボンブラックの代表的な製法であるオイルファーネス法におけるカーボンブラックの生成温度よりも比較的低い温度で生成される。ここで、酸化温度と酸化速度との相関について、カーボンブラックの酸化速度と活性炭の酸化速度との比較を図７に示す。図７によれば、カーボンブラックおよび活性炭のいずれにおいても、酸化温度が高いほど酸化速度が高くなる。そして、格子欠陥を多数有する活性炭はカーボンブラックよりも酸化速度が高い。また、酸化温度に対する酸化速度の増加の度合いは、活性炭はカーボンブラックよりも大きくなる。
【００３１】
ここで、本発明者は、内燃機関１の排気温度と、該排気温度において生成されたＰＭの酸化速度と、は図８に示すような相関を有していることを見出した。図８によれば、低い排気温度で生成されたＰＭの酸化速度は、高い排気温度で生成されたＰＭの酸化速度よりも高くなる。これは、上述したように、カーボンブラックよりも低い温度で生成される活性炭が、カーボンブラックよりも酸化速度が高いことと対応している。そして、本実施例においては、この相関を踏まえて、図９に示すような、内燃機関１の排気温度と、該排気温度における流入欠陥煤比率と、の相関を事前に取得する。図９によれば、低い排気温度における流入欠陥煤比率は、高い排気温度における流入欠陥煤比率よりも大きくなる。そして、図９に示すような相関は、マップまたは関数としてＥＣＵ１０のＲＯＭに予め記憶される。
【００３２】
（フィルタ再生処理フロー）
本実施例に係る排気浄化装置のフィルタ再生処理フローについて図１０に基づいて説明する。図１０は、本実施例に係る排気浄化装置のフィルタ再生処理フローを示すフローチャートである。本実施例では、本フローにしたがって、ＥＣＵ１０によって、排気浄化装置のフィルタ再生処理が、内燃機関１の運転中に実行される。本フローは、ＥＣＵ１０によって、所定の演算周期で繰り返し実行される。
【００３３】
本フローでは、先ず、Ｓ１０１において、流入ＰＭ量Ａｐおよび流入煤量Ａｓが算出される。なお、上述したように、流入ＰＭ量Ａｐは内燃機関１の運転状態から推定され、流入煤量Ａｓは、流入ＰＭ量Ａｐに所定の比率を乗ずることによって算出される。次に、Ｓ１０２において、流入欠陥煤比率Ｒｄが算出される。ＥＣＵ１０のＲＯＭには、図９に示すような、内燃機関１の排気温度と流入欠陥煤比率Ｒｄとの相関がマップまたは関数として予め記憶されている。Ｓ１０２では、このマップまたは関数を用いて流入欠陥煤比率Ｒｄが算出される。なお、Ｓ１０２の処理は流入欠陥煤比率算出部１１１によって実行される。そして、Ｓ１０３において、流入欠陥煤量Ａｄが算出される。Ｓ１０３では、流入煤量Ａｓと流入欠陥煤比率Ｒｄとに基づいて、流入欠陥煤量Ａｄが算出される。さらに、Ｓ１０４において、フィルタ５０に堆積しているＰＭの堆積量（以下、「総ＰＭ堆積量」と称する場合もある。）Ｄｐ、総煤堆積量Ｄｓ、および欠陥煤堆積量Ｄｄが算出される。総ＰＭ堆積量Ｄｐは流入ＰＭ量Ａｐにフィルタ５０での所定のＰＭ捕集率を乗じた値を積算することにより、総煤堆積量Ｄｓは流入煤量Ａｓにフィルタ５０での所定の煤捕集率を乗じた値を積算することにより、欠陥煤堆積量Ｄｄは流入欠陥煤量Ａｄにフィルタ５０での所定の欠陥煤捕集率を乗じた値を積算することにより算出される。ここで、フィルタ５０での所定のＰＭ捕集率は前記煤捕集率と同様に算出される。なお、欠陥煤堆積量Ｄｄは欠陥煤堆積量算出部１１０によって算出される。
【００３４】
次に、Ｓ１０５において、フィルタ再生処理要求フラグＮｆｒが１であるか否かが判別される。このフィルタ再生処理要求フラグＮｆｒの設定は、本フローとは異なるフローにしたがってＥＣＵ１０によって行われており、フィルタ再生処理要求フラグＮｆｒの値がＥＣＵ１０のＲＯＭに記憶されている。このフィルタ再生処理要求フラグＮｆｒは、例えば、総ＰＭ堆積量Ｄｐが判定閾値Ｄｐｔｈ以上の場合に１に設定される。または、フィルタ再生処理要求フラグＮｆｒは、フィルタ差圧Ｐｆが判定閾値Ｐｆｔｈ以上の場合に１に設定される。そして、Ｓ１０５において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０６の処理へ進む。一方、Ｓ１０５において否定判定された場合、本フローの実行が終了される。
【００３５】
Ｓ１０５において肯定判定された場合、先ず、Ｓ１０６において、フィルタ再生処理期間Ｔ０が設定される。ここで、フィルタ再生処理期間Ｔ０は、堆積欠陥煤比率Ｄｄ／Ｄｓ以外の所定の設定パラメータに基づいて設定される。なお、前記設定パラメータとは、総ＰＭ堆積量Ｄｐやフィルタ温度等である。これら設定パラメータは、フィルタ再生処理期間Ｔ０と相関を有している。Ｓ１０６では、フィルタ再生処理期間Ｔ０と相関を有しているこれらパラメータに基づいて、フィルタ再生処理期間Ｔ０が算出される。
【００３６】
Ｓ１０６の処理の後に、Ｓ１０７において堆積欠陥煤比率Ｄｄ／Ｄｓに基づいて修正されたフィルタ再生処理期間である修正フィルタ再生処理期間Ｔ０´が算出される。上述したように、ＥＣＵ１０のＲＯＭには、例えば図３に示すようなフィルタ温度と堆積欠陥煤比率Ｄｄ／Ｄｓとフィルタ５０におけるＰＭ酸化速度との相関がマップまたは関数として予め記憶されている。Ｓ１０７では、このマップまたは関数を用いて修正フィルタ再生処理期間Ｔ０´が算出される。このとき、堆積欠陥煤比率Ｄｄ／Ｄｓが大きいときは、小さいときよりも、修正フィルタ再生処理期間Ｔ０´が短く算出される。なお、堆積欠陥煤比率Ｄｄ／Ｄｓは、欠陥煤堆積量Ｄｄを総煤堆積量Ｄｓで除することによって算出される。
【００３７】
そして、Ｓ１０８においてフィルタ再生処理が実行される。Ｓ１０８では、上述したように算出された修正フィルタ再生処理期間Ｔ０´に応じてフィルタ再生処理が実行される。次に、Ｓ１０９において、フィルタ５０において実際にフィルタ再生処理が行われた期間であるフィルタ実再生処理期間Ｔ１が修正フィルタ再生処理期間Ｔ０´以上であるか否かが判別される。そして、Ｓ１０９において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１０の処理へ進み、Ｓ１０９において否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０８の処理へ進む。
【００３８】
Ｓ１０９において肯定判定された場合、Ｓ１１０において、総ＰＭ堆積量Ｄｐ、総煤堆積量Ｄｓ、および欠陥煤堆積量Ｄｄが更新される。Ｓ１１０では、フィルタ再生処理によって酸化されたフィルタ５０でのＰＭ量、煤量、および欠陥煤量が算出され、これら値に基づいて、総ＰＭ堆積量Ｄｐ、総煤堆積量Ｄｓ、および欠陥煤堆積量Ｄｄが更新される。次に、Ｓ１１１において、フィルタ再生処理要求フラグＮｆｒが０に設定され、本フローの実行が終了される。
【００３９】
本実施例によれば、堆積欠陥煤比率Ｄｄ／Ｄｓに基づいて修正フィルタ再生処理期間Ｔ０´を設定することによって、フィルタ再生処理を適切に制御することが可能となり、以て、フィルタ５０に捕集されたＰＭの酸化除去を可及的に高い効率で実施することができる。
【００４０】
＜変形例＞
上記実施例においては、フィルタ再生処理によって、フィルタ５０に堆積している煤とＳＯＦとを区別せずに酸化除去することとしていた。本発明に係る排気浄化装置では、フィルタ５０に堆積しているＳＯＦの酸化除去（以下、「ＳＯＦ酸化除去」と称する場合もある。）が実行された後、フィルタ再生処理が実行されてもよい。このときには、排気浄
化装置のフィルタ再生処理フローの中で、先ずフィルタ５０に堆積しているＳＯＦの酸化除去が実行される。図１１は、フィルタ５０に堆積しているＳＯＦの酸化除去が実行される場合の排気浄化装置のフィルタ再生処理フローを示すフローチャートである。図１１に示すフィルタ再生処理フローについて、以下に説明する。
【００４１】
図１１に示すフィルタ再生処理フローでは、Ｓ２０１において、流入ＰＭ量Ａｐ、流入煤量Ａｓ、およびフィルタ５０に単位時間当たりに流入するＳＯＦ量（以下、「流入ＳＯＦ量」と称する場合もある。）Ａｓｏｆが算出される。ここで、流入ＰＭ量Ａｐ、および流入煤量Ａｓは、Ｓ１０１と同様にして算出され、流入ＳＯＦ量Ａｓｏｆは、流入ＰＭ量Ａｐに所定の比率を乗ずることによって算出される。前記所定の比率は、内燃機関１の運転状態によって変化する状態量（例えば、排気温度）に基づいて算出してもよい。次に、Ｓ２０２において、Ｓ１０２と同様にして流入欠陥煤比率Ｒｄが算出される。そして、Ｓ２０３において、Ｓ１０３と同様にして流入欠陥煤量Ａｄが算出される。さらに、Ｓ２０４において、総ＰＭ堆積量Ｄｐ、総煤堆積量Ｄｓ、欠陥煤堆積量Ｄｄ、およびフィルタ５０に堆積しているＳＯＦの堆積量（以下、「総ＳＯＦ堆積量」と称する場合もある。）Ｄｓｏｆが算出される。総ＰＭ堆積量Ｄｐ、総煤堆積量Ｄｓ、および欠陥煤堆積量Ｄｄは、Ｓ１０４と同様にして算出され、総ＳＯＦ堆積量Ｄｓｏｆは、流入ＳＯＦ量Ａｓｏｆにフィルタ５０での所定のＳＯＦ捕集率を乗じた値を積算することにより算出される。ここで、フィルタ５０での所定のＳＯＦ捕集率は前記煤捕集率と同様に算出される。
【００４２】
次に、Ｓ２０５において、フィルタ再生処理要求フラグＮｆｒが１であるか否かが判別される。このフィルタ再生処理要求フラグＮｆｒは、Ｓ１０５と同様にして設定されている。そして、Ｓ２０５において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ２０６の処理へ進む。一方、Ｓ２０５において否定判定された場合、本フローの実行が終了される。
【００４３】
Ｓ２０５において肯定判定された場合、先ず、Ｓ２０６において、ＳＯＦ酸化除去が実行される。次に、Ｓ２０７において、総ＰＭ堆積量Ｄｐ、および総ＳＯＦ堆積量Ｄｓｏｆが更新される。Ｓ２０７では、ＳＯＦ酸化除去によって酸化されたフィルタ５０でのＳＯＦ量が算出され、この値に基づいて、総ＰＭ堆積量Ｄｐ、および総ＳＯＦ堆積量Ｄｓｏｆが更新される。
【００４４】
ここで、図１１に示すフィルタ再生処理フローにおいて、Ｓ２０８におけるフィルタ再生処理期間Ｔ０の設定は、Ｓ１０６と同様にして設定される。ただし、Ｓ２０８におけるフィルタ再生処理期間Ｔ０の設定において用いられる総ＰＭ堆積量Ｄｐは、Ｓ２０７において更新された総ＰＭ堆積量Ｄｐ、すなわち、Ｓ２０４において算出された総ＰＭ堆積量ＤｐからＳ２０６において酸化除去されたＳＯＦ量が減算された値である。また、フィルタ５０に堆積しているＳＯＦは、フィルタ５０に堆積している煤よりも低い酸化温度で酸化除去されるという特性を有している。つまり、Ｓ２０７において更新された総ＰＭ堆積量Ｄｐの中には、ＳＯＦよりも高い酸化温度で酸化除去される煤が多数含まれることになる。したがって、Ｓ２０８におけるフィルタ再生処理期間Ｔ０の設定に用いられるフィルタ再生処理期間Ｔ０と設定パラメータとの相関は、上述したＳ１０６でのフィルタ再生処理期間Ｔ０と設定パラメータとの相関とは異なる相関となる。Ｓ２０８では、この異なる相関と設定パラメータとに基づいてフィルタ再生処理期間Ｔ０が設定される。さらに、図１１に示すフィルタ再生処理フローでは、Ｓ２０９において、Ｓ１０７と同様にして堆積欠陥煤比率Ｄｄ／Ｄｓに基づいて修正フィルタ再生処理期間Ｔ０´が算出され、堆積欠陥煤比率Ｄｄ／Ｄｓが大きいときは、小さいときよりも、修正フィルタ再生処理期間Ｔ０´が短く算出される。
【００４５】
そして、Ｓ２１０においてフィルタ再生処理が実行される。次に、Ｓ２１１において、フィルタ実再生処理期間Ｔ１が修正フィルタ再生処理期間Ｔ０´以上であるか否かが判別
され、Ｓ２１１において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ２１２の処理へ進み、Ｓ２１１において否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ２１０の処理へ進む。Ｓ２１２では、フィルタ再生処理によって酸化されたフィルタ５０でのＰＭ量、煤量、欠陥煤量、およびＳＯＦ量が算出され、これら値に基づいて、総ＰＭ堆積量Ｄｐ、総煤堆積量Ｄｓ、欠陥煤堆積量Ｄｄ、および総ＳＯＦ堆積量Ｄｓｏｆが更新される。次に、Ｓ２１３において、フィルタ再生処理要求フラグＮｆｒが０に設定され、本フローの実行が終了される。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・内燃機関
３・・・燃料噴射弁
４・・・吸気通路
５・・・排気通路
５０・・フィルタ
５１・・燃料供給弁
５２・・上流側温度センサ
５３・・下流側温度センサ
５４・・差圧センサ
１０・・ＥＣＵ
【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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