(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に接続された排気通路と、
前記排気通路に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、微粒子物質が前記フィルタに捕集され難く外部へ排出され易い状態であると判断する判断手段と、
を備え、
前記排気通路は、内燃機関の気筒群毎に独立し、
前記フィルタは、前記内燃機関の気筒群毎に独立している各排気通路に設けられ、
前記判断手段は、各フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、微粒子物質が前記フィルタに捕集され難く外部へ排出され易い状態であると判断し、
前記フィルタよりも上流側の前記排気通路同士を相互に連通する経路長が異なる複数の連通経路と、
各連通経路を開閉する開閉弁と、
各フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、前記内燃機関の機関回転数に応じて複数の開閉弁の内の前記機関回転数に適合して連通した前記排気通路を通過する排気脈動同士を前記フィルタ到達時に相殺する経路長を有する連通経路に設けられた所望の開閉弁を開弁することにより、前記所望の開閉弁が設けられた前記連通経路によって連通された前記排気通路を通過する排気脈動同士を前記フィルタ到達時に相殺する第１制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
内燃機関に接続された排気通路と、
前記排気通路に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、微粒子物質が前記フィルタに捕集され難く外部へ排出され易い状態であると判断する判断手段と、
前記フィルタよりも上流側の前記排気通路において当該排気通路の一部の間を前記排気通路の一部の長さとは異なる経路長で接続された複数の副排気通路と、
各副排気通路を開閉する開閉弁と、
前記フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、前記内燃機関の機関回転数に応じて複数の開閉弁の内の前記機関回転数に適合して接続された副排気通路を通過する排気脈動と前記排気通路を通過する排気脈動とを前記フィルタ到達時に相
殺する経路長を有する副排気通路に設けられた所望の開閉弁を開弁することにより、前記所望の開閉弁が設けられた前記副排気通路を通過する排気脈動と、前記排気通路を通過する排気脈動と、を前記フィルタ到達時に相殺する第２制御手段と、
を備えたことを特徴と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】
内燃機関の排気通路に煤やＳＯＦなどの微粒子物質（Particulate Matter：以下単にＰＭという）を捕集するパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという）を配置し、ＰＭ捕集量が規定量に達するとフィルタに捕集されたＰＭを酸化及び除去しフィルタのＰＭ捕集能を再生するＰＭ捕集能再生処理を行う場合がある。そしてＰＭ捕集能再生処理直後は排気中のＰＭがフィルタに捕集されずにフィルタをすり抜け易いので、ＰＭ捕集能再生処理後の所定時間は内燃機関でＰＭが生成され難くなるように、ＥＧＲガス量を減少させ且つ吸入空気量を減少させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２４０５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、本発明者の知見によると、ＰＭ捕集能再生処理直後の排気中のＰＭがフィルタに捕集されずにフィルタをすり抜け易い場合以外に、ＰＭがフィルタに捕集されず外部に排出されてしまう機会がある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の排気浄化装置において、微粒子物質がフィルタに捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関に接続された排気通路と、
前記排気通路に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、微粒子物質が前記フィルタに捕集され難く外部へ排出され易い状態であると判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置である。
【０００６】
ここで、フィルタに流入する排気の流速変化速度の所定速度とは、それよりも速い速度であると、フィルタに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまう閾値の速度であったり、フィルタに流入する排気中のＰＭがフィルタをすり抜ける閾値の速度であったりし、少なくともいずれか一方の閾値となる速度である。
【０００７】
フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合には、フィルタに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまったり、フィルタに流入する排気中のＰＭがフィルタをすり抜けてしまったりする。このため、ＰＭがフィルタに捕集され難く外部へ排出され易くなる。この場合のままであると、ＰＭがフィルタに捕集されず外部へ排出されてしまうおそれがある。そこで本発明では、この場合にＰＭがフィルタに捕集され難く外部へ排出され易い状態であると判断するので、この場合にＰＭがフィルタに捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制する処理を実現できる。
【０００８】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の気筒群毎に独立した排気通路と、
各排気通路に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタよりも上流側の前記排気通路同士を相互に連通する経路長が異なる複数の連通経路と、
各連通経路を開閉する開閉弁と、
各フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、前記内燃機関の機関回転数に応じて複数の開閉弁の内の前記機関回転数に適合して連通した前記排気通路を通過する排気脈動同士を前記フィルタ到達時に相殺する経路長を有する連通経路に設けられた所望の開閉弁を開弁することにより、前記所望の開閉弁が設けられた前記連通経路によって連通された前記排気通路を通過する排気脈動同士を前記フィルタ到達時に相殺する第１制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置である。
【０００９】
各フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合には、各フィルタに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまったり、各フィルタに流入する排気中のＰＭが各フィルタをすり抜けてしまったりする。このため、この場合にはＰＭが各フィルタに捕集され難く外部へ排出され易くなる。本発明によると、各フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、内燃機関の機関回転数に応じて開弁される所望の開閉弁が設けられた連通経路によって連通された排気通路を通過する排気脈動同士を各フィルタ到達時に相殺することができる。これによると、この場合に各フィルタ到達時の排気脈動における排気速度の速い部分がなくなり、各フィルタに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまうことを困難にでき、及び／又は各フィルタに流入する排気中のＰＭが各フィルタをすり抜けてしまうことを困難にできる。したがって、ＰＭが各フィルタに捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【００１０】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関に接続された排気通路と、
前記排気通路に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタよりも上流側の前記排気通路において当該排気通路の一部の間を前記排気通路の一部の長さとは異なる経路長で接続された複数の副排気通路と、
各副排気通路を開閉する開閉弁と、
前記フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、前記内燃機関の機関回転数に応じて複数の開閉弁の内の前記機関回転数に適合して接続された副排気通路を通過する排気脈動と前記排気通路を通過する排気脈動とを前記フィルタ到達時に相殺する経路長を有する副排気通路に設けられた所望の開閉弁を開弁することにより、前記所望の開閉弁が設けられた前記副排気通路を通過する排気脈動と、前記排気通路を通過する排気脈動と、を前記フィルタ到達時に相殺する第２制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置である。
【００１１】
フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合には、フィルタに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまったり、フィルタに流入する排気中のＰＭがフィルタをすり抜けてしまったりする。このため、この場合にはＰＭがフィルタに捕集され難く外部へ排出され易くなる。本発明によると、フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、内燃機関の機関回転数に応じて開弁される所望の開閉弁が設けられた副排気通路を通過する排気脈動と、排気通路を通過する排気脈動と、をフィルタ到達時に相殺することができる。これによると、この場合にフィルタ到達時の排気脈動における排気速度の速い部分がなくなり、フィルタに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまうことを困難にでき、及び／又はフィルタに流入する排気中のＰＭがフィルタをすり抜けてしまうことを困難にできる。したがって、ＰＭがフィルタに捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【００１２】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関に接続された排気通路と、
前記排気通路に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、前記内燃機関の運転状態を前記フィルタに流入する排気の流速変化速度が遅くなる運転状態に制御する第３制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置である。
【００１３】
フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合には、フィルタに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまったり、フィルタに流入する排気中のＰＭがフィルタをすり抜けてしまったりする。このため、この場合にはＰＭがフィルタに捕集され難く外部へ排出され易くなる。本発明によると、フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、内燃機関の運転状態をフィルタに流入する排気の流速変化速度が遅くなる運転状態に制御できる。これによると、この場合にフィルタに流入する排気の流速変化速度が遅くなり、フィルタに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまうことを困難にでき、及び／又はフィルタに流入する排気中のＰＭがフィルタをすり抜けてしまうことを困難にできる。したがって、ＰＭがフィルタに捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【００１４】
ここで、フィルタに流入する排気の流速変化速度が遅くなる運転状態にする制御としては、例えば、一部に排気の流速変化速度が所定速度よりも速くなる車両の加速運転であるような場合に、その一部の車両の加速運転を緩慢にして排気の流速変化速度が所定速度以下となるようにする制御が挙げられる。
【００１５】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関に接続された排気通路と、
前記排気通路に設けられ排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、前記内燃機関の運転状態を前記内燃機関で微粒子物質が生成され難い運転状態に制御する第４制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置である。
【００１６】
フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合には、フィルタに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまったり、フィルタに流入する排気中のＰＭがフィルタをすり抜けてしまったりする。このため、この場合にはＰＭがフィルタに捕集され難く外部へ排出され易くなる。本発明によると、フィルタに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、内燃機関の運転状態を内燃機関でＰＭが生成され難い運転状態に制御できる。これによると、この場合に内燃機関で生成されて内燃機関から排出されるＰＭの排出量が削減でき、排気中のＰＭが減りフィルタに流入する排気中のＰＭがフィルタをすり抜けてしまうことを困難にできる。したがって、ＰＭがフィルタに捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【００１７】
ここで、内燃機関でＰＭが生成され難い運転状態にする制御としては、例えば、排気通路を流通する排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み内燃機関の吸気通路へＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ装置を備える場合にＥＧＲ装置が還流させるＥＧＲガス量を減少させることや、内燃機関の筒内燃料噴射圧を上昇させて噴射燃料を微粒化させた噴霧にすることや、内燃機関の筒内燃料噴射時期を変更することが挙げられる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、内燃機関の排気浄化装置において、微粒子物質がフィルタに捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００２０】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関及びその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、４つの気筒を有する第１気筒群（第１バンク）１ａと４つの気筒を有する第２気筒群（第２バンク）１ｂとがＶ型に配列されたＶ型８気筒圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。
【００２１】
第１バンク１ａには、各気筒で燃焼された後の排気が流通する第１排気通路２ａが接続されている。第２バンク１ｂには、第２排気通路２ｂが接続されている。第１排気通路２ａには、排気中の微粒子物質（ＰＭ）を捕集する第１ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）３ａが配置されている。第２排気通路２ｂには、第２ＤＰＦ３ｂが配置されている。第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂは、本発明のフィルタに相当する。なお、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂは、前段に、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、三元触媒などの酸化能を有する触媒を有している。酸化能を有する触媒は、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂの直上流側の各排気通路２ａ，２ｂに配置されていてもよく、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂの担体に担持されていてもよい。
【００２２】
第１ＤＰＦ３ａより上流側の第１排気通路２ａと、第２ＤＰＦ３ｂより上流側の第２排気通路２ｂとは、連通路４によって接続されている。連通路４の途中には、当該連通路４に排気を流通させるか排気の流通を遮断させるかを切り替える第１開閉弁５ａが設けられている。
【００２３】
また、連通路４は、連通路４の一部を当該連通路４の一部とは異なる経路長で接続された分岐路６を有する。分岐路６の途中には、当該分岐路６に排気を流通させるか排気の流通を遮断させるかを切り替える第２開閉弁５ｂが設けられている。本実施例の連通路４、並びに分岐路６を一部に含む連通路４は、本発明の連通経路に相当する。
【００２４】
以上のように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ７が併設されている。このＥＣＵ７は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００２５】
ＥＣＵ７には、内燃機関に吸入される吸気量（新気量）を検出するエアフローメータ８や、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気温度を検出する第１、第２排気温度センサ９ａ，９ｂなどが電気配線を介して接続されており、これらの機器の出力信号が該ＥＣＵ７に入力されている。ＥＣＵ７には、第１、第２開閉弁５ａ，５ｂなどが電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ７によりこれらの機器が制御される。
【００２６】
ＥＣＵ７は、不図示のクランクポジションセンサやアクセルポジションセンサなどの出力信号を受けて内燃機関１の運転状態を判別し、判別された機関運転状態に基づいて内燃機関１や上記機器を電気的に制御する。
【００２７】
ところで、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合には、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまったり、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気中のＰＭが第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂをすり抜けてしまったりする。このため、ＰＭが第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに捕集され難く外部へ排出され易くなる。特に第１、第２排気通路２ａ，２ｂを流通する排気には各気筒の爆発タイミングに応じた排気脈動が生じている。排気脈動は、排気速度の速い
部分があり、この排気速度の速い部分の排気が第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂへ流入すると、ＰＭが第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂにより捕集され難く外部へより排出され易くなる。この場合のままであると、ＰＭが第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに捕集されず外部へ排出されてしまうおそれがある。
【００２８】
ここで、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の流速変化速度の所定速度とは、それよりも速い速度であると、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまう閾値の速度であったり、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気中のＰＭが第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂをすり抜ける閾値の速度であったりし、少なくともいずれか一方の閾値となる速度である。
【００２９】
そこで、本実施例では、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士を当該第１又は第２ＤＰＦ３ａ，３ｂ到達時に相殺するようにした。
【００３０】
具体的には、ＥＣＵ７は、第１又は第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の流速変化速度を算出し、その流速変化速度が所定速度よりも速くなる場合を判別する。そして、この場合に、ＥＣＵ７は、内燃機関１の機関回転数に応じて第１、第２開閉弁５ａ，５ｂの内の、そのときの機関回転数に適合して連通した第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士を相殺する経路長を有する連通路４又は分岐路６に設けられた所望の開閉弁を開弁することにより、所望の開閉弁が設けられた連通路４又は分岐路６によって連通された第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士を第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂ到達時に相殺する。
【００３１】
ここで、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士を第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂ到達時に相殺する構成について詳述する。図２は、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士を第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂ到達時に相殺するための各通路における経路長のモデルである。
【００３２】
図２において、連通路４との接続部位よりも上流側の第１、第２排気通路２ａ，２ｂの経路長はＬとする。連通路４との接続部位よりも下流側で第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂまでの第１、第２排気通路２ａ，２ｂの経路長はＬ２とする。そして、連通路４又は一部に分岐路６を含む連通路４の経路長はＬ１とする。
【００３３】
上記経路長の関係において、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士が第１ＤＰＦ３ａ到達時に打ち消し合う（相殺される）条件としては、第２排気通路２ｂから連通路４を通過し第１排気通路２ａに至り第１ＤＰＦ３ａに到達する経路（Ｌ＋Ｌ１＋Ｌ２）と、第１排気通路２ａを通って第１ＤＰＦ３ａに到達する経路（Ｌ＋Ｌ２）とが半波長ずれることである。
【００３４】
すなわち、（Ｌ＋Ｌ１＋Ｌ２）−（Ｌ＋Ｌ２）＝λ／２が成立すればよい。ここで、λは、排気脈動の波長である。よって、上式から、Ｌ１＝λ／２が求まる。
【００３５】
ここで、本実施例におけるＶ型８気筒の内燃機関１では、第１バンク１ａと第２バンク１ｂとで爆発タイミングが９０°位相がずれている。このため、Ｌ１もλ／４ずれる必要がある。したがって、Ｌ１＝λ／２−λ／４＝λ／４と算出される。
【００３６】
よって、Ｌ１の経路長をλ／４の倍数に設定すれば、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士が第１ＤＰＦ３ａ到達時に相殺される。
【００３７】
ここで、λ＝Ｖｓ×６０／Ｎｒｐｍである。Ｖｓは音速（≒３４０ｍ／ｓ）であり、Ｎｒｐｍは内燃機関１の機関回転数である。
【００３８】
したがって、Ｌ１＝（６０／４）×（Ｖｓ／Ｎｒｐｍ）≒５１００／Ｎｒｐｍ（ｍ）である。このため、例えば、機関回転数（Ｎｒｐｍ）が１０００ｒｐｍであればＬ１は５．１ｍとなり、２０００ｒｐｍであればＬ１は２．６ｍとなり、４０００ｒｐｍであればＬ１は１．３ｍとなる。
【００３９】
このように、内燃機関１の機関回転数に応じて、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士が第１ＤＰＦ３ａ到達時に相殺されるＬ１の経路長は異なる。
【００４０】
なお、上述では、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士が第１ＤＰＦ３ａ到達時に相殺されるＬ１の経路長を求めたが、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士が第２ＤＰＦ３ｂ到達時に相殺されるＬ１の経路長も同一に求められる。
【００４１】
そこで、本実施例では、連通路４のみの経路長を機関回転数が４０００ｒｐｍのとき第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士が相殺できる１．３ｍとし、一部に分岐路６を含む連通路４の経路長を機関回転数が１０００ｒｐｍのとき第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士が相殺できる５．１ｍとしている。
【００４２】
なお、他の分岐路をさらに備え、その分岐路を一部に含む連通路４の経路長を機関回転数が２０００ｒｐｍのとき第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士が相殺できる２．６ｍとしてもよい。また、さらに他の分岐路を機関回転数に応じて第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士が相殺できる経路長で複数備えてもよい。
【００４３】
本実施例では、以上に説明したようにして求められた、機関回転数に適合して連通した第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士を相殺する経路長を有する連通路４又は分岐路６を一部に含む連通路４を備える。
【００４４】
したがって、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士を第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂ到達時に相殺させる場合には、機関回転数が４０００ｒｐｍのときには、連通路４に設けられた第１開閉弁５ａを開弁する。また、機関回転数が１０００ｒｐｍのときには、分岐路６に設けられた第２開閉弁５ｂを開弁する。つまり、本実施例では、機関回転数が４０００ｒｐｍのときには所望の開閉弁は第１開閉弁５ａであり、機関回転数が１０００ｒｐｍのときには所望の開閉弁は第２開閉弁５ｂである。
【００４５】
本実施例によると、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士を第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂ到達時に相殺できる。これによると、この場合に第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂ到達時の排気脈動における排気速度の速い部分がなくなり、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまうことを困難にでき、及び／又は第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気中のＰＭが第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂをすり抜けてしまうことを困難にできる。したがって、ＰＭが第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【００４６】
次に、本実施例による排気脈動相殺制御ルーチンについて説明する。図３は、本実施例による排気脈動相殺制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。また、本ルーチンを実行するＥＣＵ７が、本発明の第１制御手段に相当する。
【００４７】
ステップＳ１０１では、ＥＣＵ７は、各種センサの出力値から内燃機関１の運転状態を検出する。この際、エアフローメータ８からは吸気量Ｇａを検出すると共に、内燃機関１の気筒内に噴射される燃料噴射量Ｑも検出される。また第１、第２排気温度センサ９ａ，９ｂからは第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の温度Ｔｉｎが検出される。
【００４８】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ７は、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の流速変化速度ΔＶを算出する。具体的には、エアフローメータ８が検出した吸気量Ｇａ及び内燃機関１の気筒内に噴射される燃料噴射量Ｑに基づいて、ＧａとＱの和の単位時間当たりの変化量である「Δ（Ｇａ＋Ｑ）／ｓｅｃ」の値が算出される。また第１、第２排気温度センサ９ａ，９ｂが検出した第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の温度Ｔｉｎに基づいて、Ｔｉｎの単位時間当たりの変化量である「ΔＴｉｎ／ｓｅｃ」の値が算出される。そして、「Δ（Ｇａ＋Ｑ）／ｓｅｃ」及び「ΔＴｉｎ／ｓｅｃ」に基づいて、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の流速変化速度ΔＶ（ｍ／ｓｅｃ）を算出する。
【００４９】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ７は、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速いか否かを判別する。なお、本ステップを実行するＥＣＵ７が本発明の判断手段に相当する。排気の流速変化速度ΔＶは、ステップＳ１０２で算出した値である。また所定速度αは予め実験などから求められた速度であって、それよりも速い速度であると、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまう閾値の速度であったり、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気中のＰＭが第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂをすり抜ける閾値の速度であったりし、少なくともいずれか一方の閾値となる速度である。
【００５０】
ステップＳ１０３において、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度α以下と否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。一方、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速いと肯定判定された場合には、ステップＳ１０４へ移行する。
【００５１】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ７は、現在の内燃機関１の機関回転数に応じて第１又は第２開閉弁５ａ，５ｂのいずれかを開弁する。
【００５２】
すなわち、内燃機関１の機関回転数が４０００ｒｐｍである場合には、第１開閉弁５ａを開弁する。一方、内燃機関１の機関回転数が１０００ｒｐｍである場合には、第２開閉弁５ｂを開弁する。このステップＳ１０４の制御により、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士を第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂ到達時に相殺できる。
【００５３】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ７は、ステップＳ１０１と同様に各種センサの出力値から内燃機関１の運転状態を検出する。
【００５４】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ７は、ステップＳ１０２と同様に第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の流速変化速度ΔＶを算出する。
【００５５】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ７は、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度α以下になるか否かを判別する。排気の流速変化速度ΔＶは、ステップＳ１０６で算出した値である。また所定速度αはステップＳ１０３で用いた値と同値である。
【００５６】
ステップＳ１０７において、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速いと否定判定された場合には、ステップＳ１０４へ戻る。一方、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度α以下であると肯定判定された場合には、ステップＳ１０８へ移行する。
【００５７】
ステップＳ１０８では、ＥＣＵ７は、開弁していた第１又は第２開閉弁５ａ，５ｂを閉
弁する。このステップＳ１０８の制御により、内燃機関１から排出される排気は、連通路４又は分岐路６は通過せず、第１、第２排気通路２ａ，２ｂのそれぞれを流通し第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂのそれぞれを通過して排出される。
【００５８】
第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の流速変化速度が所定速度以下になる場合には、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまうことがなくなり、及び／又は第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気中のＰＭが第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂをすり抜けてしまうことがなくなる。したがって、ＰＭが第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに捕集され易く外部へ排出され難くなる。よって、この場合には、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに排気速度が速い部分がある排気脈動を有する排気を通常通り流入させるようにしている。
【００５９】
そして、ステップＳ１０８の制御の後、本ルーチンを一旦終了する。
【００６０】
以上の本ルーチンを実施することにより、第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに流入する排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速い場合に、ＰＭが第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂに捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【００６１】
なお、本実施例では、連通路４及び分岐路６を備える構成を説明した。しかし、これに限られず、図４に示すように連通経路として複数の連通路４ａ，４ｂを第１、第２排気通路２ａ，２ｂとの接続位置を変更して備えてもよい。上述したように、第１、第２排気通路２ａ，２ｂを通過する排気脈動同士が第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂ到達時に相殺される条件は、複数の連通路４ａ，４ｂの経路長Ｌ１＝λ／４の倍数であればよい。よって、連通路４ａ，４ｂの排気通路２ａ，２ｂとの接続位置が変化しても連通路４ａ，４ｂとの接続位置よりも上流側の第１、第２排気通路２ａ，２ｂの経路長Ｌや連通路４ａ，４ｂとの接続位置よりも下流側で第１、第２ＤＰＦ３ａ，３ｂまでの第１、第２排気通路２ａ，２ｂの経路長Ｌ２が第１、第２排気通路２ａ，２ｂ間で相対的な関係が保たれていればよいからである。
【００６２】
＜実施例２＞
次に、実施例２について説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００６３】
図５は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関及びその排気系の概略構成を示す図である。図５に示す内燃機関１ｃは、直列４気筒の圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。
【００６４】
内燃機関１ｃには、排気通路２が接続されている。排気通路２には、ＤＰＦ３が配置されている。ＤＰＦ３は、本発明のフィルタに相当する。
【００６５】
ＤＰＦ３よりも上流側の排気通路２には、排気通路２の一部の間を、当該排気通路２の一部の長さとは異なる経路長で接続された第１、第２副排気通路１１ａ，１１ｂが設けられている。第１副排気通路１１ａの途中には、第１開閉弁１２ａが配置されている。第２副排気通路１１ｂの途中には、第２開閉弁１２ｂが配置されている。
【００６６】
以上のように構成された内燃機関１ｃには、ＥＣＵ７が併設されている。このＥＣＵ７は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００６７】
ＥＣＵ７には、内燃機関に吸入される吸気量（新気量）を検出するエアフローメータ８
や、ＤＰＦ３に流入する排気温度を検出する排気温度センサ９などが電気配線を介して接続されており、これらの機器の出力信号が該ＥＣＵ７に入力されている。ＥＣＵ７には、第１、第２開閉弁１２ａ，１２ｂなどが電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ７によりこれらの機器が制御される。
【００６８】
ＥＣＵ９は、不図示のクランクポジションセンサやアクセルポジションセンサなどの出力信号を受けて内燃機関１ｃの運転状態を判別し、判別された機関運転状態に基づいて内燃機関１ｃや上記機器を電気的に制御する。
【００６９】
ところで、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合には、ＤＰＦ３に堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまったり、ＤＰＦ３に流入する排気中のＰＭがＤＰＦ３をすり抜けてしまったりする。このため、ＰＭがＤＰＦ３に捕集され難く外部へ排出され易くなる。特に排気通路２を流通する排気には各気筒の爆発タイミングに応じた排気脈動が生じている。排気脈動は、排気速度の速い部分があり、この排気速度の速い部分の排気がＤＰＦ３へ流入すると、ＰＭがＤＰＦ３により捕集され難く外部へより排出され易くなる。この場合のままであると、ＰＭがＤＰＦ３に捕集されず外部へ排出されてしまうおそれがある。
【００７０】
そこで、本実施例では、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、第１、第２副排気通路１１ａ，１１ｂのいずれかを通過する排気脈動と、排気通路２を通過する排気脈動とを当該ＤＰＦ３到達時に相殺するようにした。
【００７１】
具体的には、ＥＣＵ７は、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度を算出し、その流速変化速度が所定速度よりも速くなる場合を判別する。そして、この場合に、ＥＣＵ７は、内燃機関１の機関回転数に応じて第１、第２開閉弁１２ａ，１２ｂの内の、そのときの機関回転数に適合して接続された副排気通路を通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とを相殺する経路長を有する副排気通路に設けられた所望の開閉弁を開弁することにより、所望の開閉弁が設けられた副排気通路を通過する排気脈動と、排気通路２を通過する排気脈動とを排気温度よりも高温のＤＰＦ３到達時に相殺する。
【００７２】
ここで、第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂを通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とをＤＰＦ３到達時に相殺する構成について詳述する。図６は、第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂを通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とをＤＰＦ３到達時に相殺するための各通路における経路長のモデルである。
【００７３】
図６において、第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂとの上流側接続部位から下流側接続部位までの排気通路２の一部の経路長はＬ３とする。第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂの経路長はＬ４とする。
【００７４】
上記経路長の関係において、第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂを通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とがＤＰＦ３到達時に打ち消し合う（相殺される）条件としては、排気通路２の途中で第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂを通ってＤＰＦ３に到達する経路と、排気通路２を通ってＤＰＦ３に到達する経路とが半波長ずれることである。よって、これらの経路の差は、Ｌ４−Ｌ３である。
【００７５】
すなわち、Ｌ４−Ｌ３＝λ／２が成立すればよい。ここで、λは、排気脈動の波長である。上式から、Ｌ４＝Ｌ３＋λ／２が求まる。
【００７６】
よって、Ｌ４の経路長を（Ｌ３＋λ／２）の倍数に設定すればＤＰＦ３到達時に、第１
又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂを通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とが相殺される。
【００７７】
ここで、λ＝Ｖｓ×６０／Ｎｒｐｍである。Ｖｓは音速（≒３４０ｍ／ｓ）であり、Ｎｒｐｍは内燃機関１ｃの機関回転数である。
【００７８】
したがって、Ｌ４＝Ｌ３＋（６０／２）×（Ｖｓ／Ｎｒｐｍ）≒Ｌ３＋１０２００／Ｎｒｐｍ（ｍ）である。このため、例えば、機関回転数（Ｎｒｐｍ）が１０００ｒｐｍであればＬ４は（Ｌ３＋１０．２）ｍとなり、２０００ｒｐｍであればＬ４は（Ｌ３＋５．１）ｍとなり、４０００ｒｐｍであればＬ４は（Ｌ３＋２．６）ｍとなる。
【００７９】
このように、内燃機関１ｃの機関回転数に応じて、ＤＰＦ３で第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂを通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とが相殺されるＬ４の経路長は異なる。
【００８０】
そこで、本実施例では、第１副排気通路１１ａの経路長を機関回転数が４０００ｒｐｍのとき第１副排気通路１１ａを通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とが相殺できる（Ｌ３＋２．６）ｍとし、第２副排気通路１１ｂの経路長を機関回転数が１０００ｒｐｍのとき第２副排気通路１１ｂを通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とが相殺できる（Ｌ３＋１０．２）ｍとしている。
【００８１】
なお、他の副排気通路をさらに備え、その副排気通路の経路長を機関回転数が２０００ｒｐｍのときその副排気通路を通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とが相殺できる（Ｌ３＋５．１）ｍとしてもよい。また、さらに他の副排気通路を機関回転数に応じて当該他の副排気通路を通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とが相殺できる経路長で複数備えてもよい。
【００８２】
本実施例では、以上に説明したようにして求められた、機関回転数に適合して接続された第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂを通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とを相殺する経路長を有する第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂを備える。
【００８３】
したがって、第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂを通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とをＤＰＦ３到達時に相殺させる場合には、機関回転数が４０００ｒｐｍのときには、第１副排気通路１１ａに設けられた第１開閉弁１２ａを開弁する。また、機関回転数が１０００ｒｐｍのときには、第２副排気通路１１ｂに設けられた第２開閉弁１２ｂを開弁する。つまり、本実施例では、機関回転数が４０００ｒｐｍのときには所望の開閉弁は第１開閉弁１２ａであり、機関回転数が１０００ｒｐｍのときには所望の開閉弁は第２開閉弁１２ｂである。
【００８４】
本実施例によると、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂを通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とを排気温度よりも高温のＤＰＦ３到達時に相殺できる。これによると、この場合にＤＰＦ３到達時の排気脈動における排気速度の速い部分がなくなり、ＤＰＦ３に堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまうことを困難にでき、及び／又はＤＰＦ３に流入する排気中のＰＭがＤＰＦ３をすり抜けてしまうことを困難にできる。したがって、ＰＭがＤＰＦ３に捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【００８５】
次に、本実施例による排気脈動相殺制御ルーチンについて説明する。図７は、本実施例による排気脈動相殺制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。また、本ルーチンを実行するＥＣＵ７が、本発明の第２制
御手段に相当する。
【００８６】
ステップＳ２０１では、ＥＣＵ７は、各種センサの出力値から内燃機関１ｃの運転状態を検出する。この際、エアフローメータからは吸気量Ｇａを検出すると共に、内燃機関１ｃの気筒内に噴射される燃料噴射量Ｑも検出される。また排気温度センサ９からはＤＰＦ３に流入する排気の温度Ｔｉｎが検出される。
【００８７】
ステップＳ２０２では、ＥＣＵ７は、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度ΔＶを算出する。具体的には、エアフローメータが検出した吸気量Ｇａ及び内燃機関１の気筒内に噴射される燃料噴射量Ｑに基づいて、「Δ（Ｇａ＋Ｑ）／ｓｅｃ」の値が算出される。また排気温度センサ９が検出したＤＰＦ３に流入する排気の温度Ｔｉｎに基づいて、「ΔＴｉｎ／ｓｅｃ」の値が算出される。そして、「Δ（Ｇａ＋Ｑ）／ｓｅｃ」及び「ΔＴｉｎ／ｓｅｃ」に基づいて、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度ΔＶ（ｍ／ｓｅｃ）を算出する。
【００８８】
ステップＳ２０３では、ＥＣＵ７は、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速いか否かを判別する。なお、本ステップを実行するＥＣＵ７が本発明の判断手段に相当する。排気の流速変化速度ΔＶは、ステップＳ２０２で算出した値である。また所定速度αは予め実験などから求められた速度であって、それよりも速い速度であると、ＤＰＦ３に堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまう閾値の速度であったり、ＤＰＦ３に流入する排気中のＰＭがＤＰＦ３をすり抜ける閾値の速度であったりし、少なくともいずれか一方の閾値となる速度である。
【００８９】
ステップＳ２０３において、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度α以下と否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。一方、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速いと肯定判定された場合には、ステップＳ２０４へ移行する。
【００９０】
ステップＳ２０４では、ＥＣＵ７は、現在の内燃機関１ｃの機関回転数に応じて第１又は第２開閉弁１２ａ，１２ｂのいずれかを開弁する。
【００９１】
すなわち、内燃機関１ｃの機関回転数が４０００ｒｐｍである場合には、第１開閉弁１２ａを開弁する。内燃機関１ｃの機関回転数が１０００ｒｐｍである場合には、第２開閉弁１２ｂを開弁する。このステップＳ２０４の制御により、第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂを通過する排気脈動と排気通路２を通過する排気脈動とをＤＰＦ３到達時に相殺できる。
【００９２】
ステップＳ２０５では、ＥＣＵ７は、ステップＳ２０１と同様に各種センサの出力値から内燃機関１ｃの運転状態を検出する。
【００９３】
ステップＳ２０６では、ＥＣＵ７は、ステップＳ２０２と同様にＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度ΔＶを算出する。
【００９４】
ステップＳ２０７では、ＥＣＵ７は、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度α以下になるか否かを判別する。排気の流速変化速度ΔＶは、ステップＳ２０６で算出した値である。また所定速度αはステップＳ２０３で用いた値と同値である。
【００９５】
ステップＳ２０７において、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速いと否定判定された場合には、ステップＳ２０４へ戻る。一方、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度α以下であると肯定判定された場合には、ステップＳ２０８へ移行する。
【００９６】
ステップＳ２０８では、ＥＣＵ７は、開弁していた第１又は第２開閉弁１２ａ，１２ｂを閉弁する。このステップＳ２０８の制御により、内燃機関１ｃから排出される排気は、第１又は第２副排気通路１１ａ，１１ｂは通過せず、排気通路２を流通しＤＰＦ３を通過して排出される。
【００９７】
ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が所定速度以下になる場合には、ＤＰＦ３に堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまうことがなくなり、及び／又はＤＰＦ３に流入する排気中のＰＭがＤＰＦ３をすり抜けてしまうことがなくなる。したがって、ＰＭがＤＰＦ３に捕集され易く外部へ排出され難くなる。よって、この場合には、ＤＰＦ３に排気速度が速い部分がある排気脈動を有する排気を通常通り流入させるようにしている。
【００９８】
そして、ステップＳ２０８の制御の後、本ルーチンを一旦終了する。
【００９９】
以上の本ルーチンを実施することにより、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速い場合に、ＰＭがＤＰＦ３に捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【０１００】
＜実施例３＞
次に、実施例３について説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１０１】
図８は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関及びその排気系の概略構成を示す図である。図８に示す内燃機関１ｄは、図５に示す内燃機関１ｃにおいて第１、第２副排気通路１１ａ，１１ｂが無い構成である。内燃機関１ｃは、車両に搭載されている。
【０１０２】
ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合には、ＤＰＦ３に堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまったり、ＤＰＦ３に流入する排気中のＰＭがＤＰＦ３をすり抜けてしまったりする。このため、ＰＭがＤＰＦ３に捕集され難く外部へ排出され易くなる。この場合のままであると、ＰＭがＤＰＦ３に捕集されず外部へ排出されてしまうおそれがある。
【０１０３】
そこで、本実施例では、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、内燃機関の運転状態をＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が遅くなる運転状態に制御するようにした。
【０１０４】
具体的には、ＥＣＵ７は、車両の加速運転時にＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度を算出し、その流速変化速度が所定速度よりも速くなる場合を判別する。そして、この場合に、ＥＣＵ７は、車両の加速運転中の所定時間の間だけＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度を所定速度以下となるように加速を緩慢にする。
【０１０５】
本実施例によると、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度を遅くできる。これによると、この場合にＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が遅くなり、ＤＰＦ３に堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまうことを困難にでき、及び／又はＤＰＦ３に流入する排気中のＰＭがＤＰＦ３をすり抜けてしまうことを困難にできる。したがって、ＰＭがＤＰＦ３に捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【０１０６】
次に、本実施例による車両加速緩慢制御ルーチンについて説明する。図９は、本実施例による車両加速緩慢制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の
時間毎に繰り返し実行される。また、本ルーチンを実行するＥＣＵ７が、本発明の第３制御手段に相当する。なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、図７の制御ルーチンと同一である。
【０１０７】
ステップＳ２０３において、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度α以下と否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。一方、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速いと肯定判定された場合には、ステップＳ３０４へ移行する。
【０１０８】
ステップＳ３０４では、ＥＣＵ７は、車両の加速運転中におけるＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度を所定速度α以下となるように車両加速運転を緩慢にする。
【０１０９】
すなわち、排気の流速変化速度を所定速度α以下となるように、スロットル弁で吸気量を制限したり、内燃機関１ｄの気筒内へ噴射される燃料噴射量を制限したりして車両の加速を緩慢にする。このステップＳ３０４の制御により、排気の流速変化速度が所定速度α以下となる。
【０１１０】
ステップＳ３０５では、ＥＣＵ７は、ステップＳ３０４の制御を実行した状態で所定時間の経過を待つ。所定時間は、車両の操作者が加速を緩慢にしたことによる車両加速の緩慢感が感じられない程の微小時間であるとよい。これにより、一部の所定時間内に排気の流速変化速度が所定速度αよりも速くなる車両の加速運転であるような場合に、その一部の車両の加速運転を緩慢にして排気の流速変化速度が所定速度α以下となるようにしている。
【０１１１】
ステップＳ３０６では、ＥＣＵ７は、車両の加速運転を通常に戻す。これにより、一部の所定時間内に急激に排気の流速変化速度が所定速度αよりも速くなる車両の加速運転であるような場合には、排気の流速変化速度が所定速度αよりも速くなってしまうことをなくすことができる。
【０１１２】
そして、ステップＳ３０６の制御の後、本ルーチンを一旦終了する。
【０１１３】
以上の本ルーチンを実施することにより、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速い場合に、ＰＭがＤＰＦ３に捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【０１１４】
＜実施例４＞
次に、実施例４について説明する。ここでは、上述した実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１１５】
図１０は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関、及びその吸気系・排気系の概略構成を示す図である。図１０に示す内燃機関１ｅは、ピストンと共に燃焼室を形成する気筒を４つ有する水冷式の４ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。内燃機関１は、車両に搭載されている。各気筒には、燃料タンク２１から燃料供給通路２２を介して軽油などの燃料が供給され、コモンレール２３で燃料噴射圧が定められた燃料を気筒内へ適宜の量且つ適宜のタイミングで噴射する燃料噴射弁２４が設けられている。内燃機関１には、吸気通路２５及び排気通路２が接続されている。
【０１１６】
内燃機関１に接続された吸気通路２５の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ２６のコンプレッサ２６ａが配置されている。コンプレッサ２６ａよりも上流の吸気通路２５には、該吸気通路２５内を流通する吸気の流量を調節するスロットル弁２７が配置されている。このスロットル弁２７は、電動アクチュエータにより開
閉される。コンプレッサ２６ａよりも下流の吸気通路２５には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ２８が配置されている。吸気通路２５及びこれに配置された機器が内燃機関１ｅの吸気系を構成している。
【０１１７】
一方、内燃機関１ｅに接続された排気通路２の途中には、ターボチャージャ２６のタービン２６ｂが配置されている。タービン２６ｂよりも下流の排気通路２には、ＤＰＦ３が配置されている。排気通路２及びこれに配置された機器が内燃機関１ｅの排気系を構成している。
【０１１８】
そして内燃機関１ｅには、排気通路２内を流通する排気の一部を高圧で吸気通路２５へ還流（再循環）させる高圧ＥＧＲ装置３０が備えられている。本実施例では、高圧ＥＧＲ装置３０によって還流される排気を高圧ＥＧＲガスと称している。本実施例における高圧ＥＧＲ装置３０が本発明のＥＧＲ装置に相当する。
【０１１９】
高圧ＥＧＲ装置３０は、高圧ＥＧＲガスが流通する高圧ＥＧＲ通路３１と、高圧ＥＧＲ通路３１を流通する高圧ＥＧＲガスの流量を調節する高圧ＥＧＲ弁３２と、を有する。
【０１２０】
高圧ＥＧＲ通路３１は、タービン２６ｂよりも上流側の排気通路２と、インタークーラ２８よりも下流側の吸気通路２５とを接続している。この高圧ＥＧＲ通路３１を通って、排気が高圧ＥＧＲガスとして高圧で内燃機関１ｅへ送り込まれる。
【０１２１】
高圧ＥＧＲ弁３２は、高圧ＥＧＲ通路３１に配置され、高圧ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整することにより、該高圧ＥＧＲ通路３１を流れる高圧ＥＧＲガスの流量を調節する。この高圧ＥＧＲ弁３２は、電動アクチュエータにより開閉される。
【０１２２】
なお、内燃機関１ｅには、排気通路２内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路２５へ還流（再循環）させる低圧ＥＧＲ装置が備えられていてもよい。低圧ＥＧＲ装置は、タービン２６ｂよりも下流側の排気通路２と、コンプレッサ２６ａよりも上流の吸気通路２５とを接続する低圧ＥＧＲ通路を有し、この低圧ＥＧＲ通路を通って、排気が低圧ＥＧＲガスとして低圧で内燃機関１ｅへ送り込まれる。この低圧ＥＧＲ装置も本発明のＥＧＲ装置に相当する。
【０１２３】
以上のように構成された内燃機関１ｅには、ＥＣＵ７が併設されている。このＥＣＵ７は、内燃機関１ｅの運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１ｅの運転状態を制御するユニットである。
【０１２４】
ＥＣＵ７には、内燃機関１ｅに吸入される吸気量（新気量）を検出するエアフローメータ８や、ＤＰＦ３に流入する排気温度を検出する排気温度センサ９などが電気配線を介して接続されており、これらの機器の出力信号が該ＥＣＵ７に入力されている。ＥＣＵ７には、燃料噴射弁２４、スロットル弁２７、及び高圧ＥＧＲ弁３２の各アクチュエータが電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ７によりこれらの機器が制御される。
【０１２５】
ＥＣＵ７は、不図示のクランクポジションセンサやアクセルポジションセンサなどの出力信号を受けて内燃機関１ｅの運転状態を判別し、判別された機関運転状態に基づいて内燃機関１ｅや上記機器を電気的に制御する。
【０１２６】
ところで、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合には、ＤＰＦ３に堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまったり、ＤＰＦ３に流入する排気中のＰＭがＤＰＦ３をすり抜けてしまったりする。このため、ＰＭがＤＰＦ３に捕集され難く外部へ排出され易くなる。この場合のままであると、ＰＭがＤＰＦ３に捕集されず外部へ排
出されてしまうおそれがある。
【０１２７】
そこで、本実施例では、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、内燃機関１ｅの運転状態を内燃機関１ｅでＰＭが生成され難い運転状態に制御するようにした。
【０１２８】
具体的には、ＥＣＵ７は、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度を算出し、その流速変化速度が所定速度よりも速くなる場合を判別する。そして、この場合に、ＥＣＵ７は、内燃機関１ｅの運転状態を内燃機関１ｅでＰＭが生成され難い運転状態に制御する。ここで、内燃機関１ｅでＰＭが生成され難い運転状態は、高圧ＥＧＲ装置３０が還流させる高圧ＥＧＲガス量を減少させること、コモンレール２３の燃料噴射圧を上昇させて燃料噴射弁２４から噴射される筒内燃料噴射圧を上昇させて噴射燃料を微粒化させた噴霧にすること、燃料噴射弁２４からの筒内燃料噴射時期を変更することなどのいずれかを実施、又は併用して実施することで実現される。
【０１２９】
本実施例によると、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が所定速度よりも速い場合に、内燃機関１ｅの運転状態を内燃機関１ｅでＰＭが生成され難い運転状態に制御するので、内燃機関１ｅでのＰＭの生成量を削減できる。このため排気通路２へ排出されるＰＭが少なくなり、ＰＭがＤＰＦ３に捕集されずにＤＰＦ３をすり抜けて外部へ排出されてしまうことを困難にできる。したがって、ＰＭがＤＰＦ３に捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【０１３０】
次に、本実施例によるＰＭ生成量削減制御ルーチンについて説明する。図１１は、本実施例によるＰＭ生成量削減制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。また、本ルーチンを実行するＥＣＵ７が、本発明の第４制御手段に相当する。なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３及びステップＳ２０５〜Ｓ２０７は、図７の制御ルーチンと同一である。
【０１３１】
ステップＳ２０３において、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度α以下と否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。一方、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速いと肯定判定された場合には、ステップＳ４０４へ移行する。
【０１３２】
ステップＳ４０４では、ＥＣＵ７は、内燃機関１ｅの運転状態を内燃機関１ｅでＰＭが生成され難いＰＭ生成量削減の運転状態に制御する。
【０１３３】
すなわち、高圧ＥＧＲ装置３０が還流させる高圧ＥＧＲガス量を減少させること、コモンレール２３の燃料噴射圧を上昇させて燃料噴射弁２４からの筒内燃料噴射圧を上昇させて噴射燃料を微粒化させた噴霧にすること、燃料噴射弁２４からの筒内燃料噴射時期を変更することなどのいずれかを実施、又は併用して実施し、内燃機関１ｅでＰＭが生成され難くする。なお、内燃機関１ｅでＰＭが生成され難くする運転状態にするための方法は機関の種別や構成により変わるので、上記方法だけに限られないものであり、又他の方法を採用してもよい。例えば内燃機関が低圧ＥＧＲ装置を備えていれば、低圧ＥＧＲ装置が還流させる低圧ＥＧＲガス量を減少させてもよい。燃料噴射弁２４からの筒内燃料噴射時期の変更としては進角する場合だけでなく遅角する場合でもよい。なお、この制御の間はＰＭが生成され難くなればＮＯｘの生成量が増加してしまう方法であってもよい。
【０１３４】
ステップＳ４０４の制御の後、ステップＳ２０５へ移行する。そして、ステップＳ２０５〜Ｓ２０７の制御が実行される。
【０１３５】
ステップＳ２０７において、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速いと否定判
定された場合には、ステップＳ４０４へ戻る。一方、排気の流速変化速度ΔＶが所定速度α以下であると肯定判定された場合には、ステップＳ４０８へ移行する。
【０１３６】
ステップＳ４０８では、ＥＣＵ７は、内燃機関１ｅの運転状態を通常運転へ復帰させる。このステップＳ４０８の制御により、内燃機関１ｅは通常の運転状態となり、内燃機関１ｅでのＰＭの生成量も通常通りとなり、排気通路２へ通常通りＰＭが排出される。
【０１３７】
ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度が所定速度以下になる場合には、ＤＰＦ３に堆積したＰＭがはがれて再飛散してしまうことがなくなり、ＤＰＦ３に流入する排気中のＰＭがＤＰＦ３をすり抜けてしまうことがなくなる。このため、ＰＭがＤＰＦ３に捕集され易く外部へ排出され難くなる。したがって、この場合には、ＤＰＦ３に通常通りＰＭを流入させ、排気中のＰＭをＤＰＦ３で捕集するようにしている。
【０１３８】
そして、ステップＳ４０８の制御の後、本ルーチンを一旦終了する。
【０１３９】
以上の本ルーチンを実施することにより、ＤＰＦ３に流入する排気の流速変化速度ΔＶが所定速度αよりも速い場合に、ＰＭがＤＰＦ３に捕集されず外部へ排出されてしまうことを抑制できる。
【０１４０】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。また上述の実施例は可能な限り組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】実施例１に係る内燃機関及びその排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る各通路における経路長のモデルである。
【図３】実施例１に係る排気脈動相殺制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】実施例１の他の例に係る内燃機関及びその排気系の概略構成を示す図である。
【図５】実施例２に係る内燃機関及びその排気系の概略構成を示す図である。
【図６】実施例２に係る各通路における経路長のモデルである。
【図７】実施例２に係る排気脈動相殺制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】実施例３に係る内燃機関及びその排気系の概略構成を示す図である。
【図９】実施例３に係る車両加速緩慢制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】実施例４に係る内燃機関及びその吸気系・排気系の概略構成を示す図である。
【図１１】実施例４に係るＰＭ生成量削減制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４２】
１，１ｃ，１ｄ，１ｅ 内燃機関
１ａ   第１バンク
１ｂ   第２バンク
２     排気通路
２ａ   第１排気通路
２ｂ   第２排気通路
３     ＤＰＦ
３ａ   第１ＤＰＦ
３ｂ   第２ＤＰＦ
４，４ａ，４ｂ       連通路
５ａ   第１開閉弁
５ｂ   第２開閉弁
６     分岐路
７     ＥＣＵ
８     エアフローメータ
９     排気温度センサ
９ａ   第１排気温度センサ
９ｂ   第２排気温度センサ
１１ａ 第１副排気通路
１１ｂ 第２副排気通路
１２ａ 第１開閉弁
１２ｂ 第２開閉弁
２３   コモンレール
２４   燃料噴射弁
２６   ターボチャージャ
２６ａ コンプレッサ
２６ｂ タービン
３０   高圧ＥＧＲ装置
３１   高圧ＥＧＲ通路
３２   高圧ＥＧＲ弁
【図１】
0004893632.tif 000002
【図２】
0004893632.tif 000003
【図３】
0004893632.tif 000004
【図４】
0004893632.tif 000005
【図５】
0004893632.tif 000006
【図６】
0004893632.tif 000007
【図７】
0004893632.tif 000008
【図８】
0004893632.tif 000009
【図９】
0004893632.tif 000010
【図１０】
0004893632.tif 000011
【図１１】
0004893632.tif 000012