(57)【要約】【課題】差圧センサによる正確な差圧判定ができなくともそれに代わる判定を可能にし、ＰＭ捕集用のフィルタ装置の過熱による劣化を確実に防止し得る信頼性に優れた内燃機関のフィルタ再生制御装置を提供する。【解決手段】過給圧を運転状態に応じた目標過給圧に制御する過給圧制御機構を有する過給装置と、捕集した粒子状物質を燃焼させる再生処理が可能なフィルタ装置とが装着された内燃機関にあって、フィルタ装置の前後差圧を検出する差圧センサ４７と、その検出情報に基づいてフィルタ再生処理の要否を判定する判定部８４とを備えた内燃機関のフィルタ再生制御装置において、過給圧制御機構の作動状態を検出する過給圧フィードバック制御部８３が設けられ、判定部８４が、差圧センサ４７の検出情報に基づく判定とは別に、過給圧フィードバック制御部８３からの過給圧制御状態の検出情報に基づいて、フィルタ再生処理の要否を判定する。【選択図】図６
2009121362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路と排気通路の間で前記排気通路内の排気エネルギを利用して前記吸気通路内に過給するとともに、該過給による過給圧を前記内燃機関の運転状態に応じた目標過給圧に制御する過給圧制御機構を有する過給装置と、前記排気通路に配置され、該排気通路内を通る排気中に含まれる粒子状物質を捕集するとともに捕集した前記粒子状物質を燃焼させる再生処理が可能なフィルタ装置と、が装着された内燃機関にあって、
前記排気通路における前記フィルタ装置の前後差圧を検出する差圧検出手段と、
前記差圧検出手段の検出情報に基づいて、前記フィルタ装置に対する前記再生処理の要否を判定する再生要否判定手段と、を備えた内燃機関のフィルタ再生制御装置において、
前記過給圧制御機構の作動状態を検出する過給圧制御状態検出手段が設けられ、
前記再生要否判定手段が、前記差圧検出手段の検出情報に基づく前記判定とは別に、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報に基づいて、前記フィルタ装置に対する前記再生処理の要否を判定することを特徴とする内燃機関のフィルタ再生制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、
前記再生要否判定手段が、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報および前記運転状態検出手段の検出情報に基づいて前記排気通路における前記フィルタ装置の前後差圧を算出するとともに、該算出した前後差圧に応じて前記フィルタ装置に対する前記再生処理の要否を判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置。
【請求項３】
前記再生要否判定手段が、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報および前記運転状態検出手段の検出情報に基づいて算出した前後差圧と前記差圧検出手段により検出される前記フィルタ装置の前後差圧とを比較して前記差圧検出手段の異常の有無を判定し、前記差圧検出手段に異常が有ると判定されたとき、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報および前記運転状態検出手段の検出情報に基づいて算出した前記フィルタ装置の前後差圧に基づいて、前記再生処理の要否を判定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置。
【請求項４】
前記再生要否判定手段が、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報および前記運転状態検出手段の検出情報に基づいて算出した前後差圧と前記差圧検出手段により検出される前記フィルタ装置の前後差圧とを比較し、該比較結果に応じて、前記差圧検出手段により検出される前記フィルタ装置の前後差圧に応じて前記再生処理の要否を判定する第１判定処理と、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報および前記運転状態検出手段の検出情報に基づいて算出した前後差圧に応じて前記再生処理の要否を判定する第２判定処理とのうちいずれか一方を実行することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置。
【請求項５】
前記過給装置が前記排気エネルギにより回転する排気タービンを有し、
前記過給圧制御機構が、前記排気タービンを通る排気ガスの流速を可変制御し、
前記再生要否判定手段が、前記排気ガスの流速を可変制御する状態の検出情報に基づいて、前記フィルタ装置に対する前記再生処理の要否を判定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関に排気再循環装置が装着されており、
前記過給圧が予め設定された圧力以下となる低速高負荷領域または前記排気再循環装置により前記内燃機関の排気再循環が実行される運転領域では、前記再生要否判定手段が前記排気ガスの流速を可変制御する状態の検出情報に基づいて前記再生処理の要否を判定することが禁止されるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置。
【請求項７】
前記過給装置が前記排気エネルギにより回転する排気タービンを有し、
前記過給圧制御機構が、前記排気タービンを補助動力により回転させることができる電動のアシストアクチュエータを有し、
前記再生要否判定手段が、前記アシストアクチュエータへの供給電圧に基づいて前記再生処理の要否を判定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関に対する加速要求がなく前記内燃機関が燃料カット制御されるときに、
前記過給圧制御機構の前記電動のアシストアクチュエータを作動させて過給圧を予め設定された目標圧力まで上昇させるとともに、
該過給圧の上昇時に要した前記アシストアクチュエータへの供給電圧に基づいて、前記再生要否判定手段が前記再生処理の要否を判定するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のフィルタ再生制御装置、特に排気エネルギを利用して過給を行う過給装置と内燃機関の排気中に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭともいう）を捕集するフィルタ装置とが装着された内燃機関のフィルタ装置の再生処理を制御する内燃機関のフィルタ再生制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関、例えばディーゼルエンジンにおいては、小型高出力化と排気低減を図るべく、排気エネルギを利用して過給を行ういわゆるターボチャージャのような過給装置が装着されている。また、排気エネルギの小さい低速域において十分な過給圧を確保するため、可変ノズル方式やモータアシスト方式といった過給圧制御可能な方式の過給装置が採用され始めている。
【０００３】
一方、近時のディーゼルエンジンにおいては、排気ガス中に含まれる炭素粒子等からなるＰＭを低減させることへの高度な要求に応えるべく、ＰＭを捕集するディーゼル・パティキュレート・フィルタのようなフィルタ装置を装備したものが多用されている。
【０００４】
このフィルタ装置においては、捕集されるＰＭが徐々にフィルタ上に堆積するため、そのＰＭ堆積量がある限度に達したら目詰まりを防止する必要からＰＭを除去する再生処理が行われるようになっており、例えば気筒内の燃焼でなくフィルタ上に堆積したＰＭの燃焼に寄与する燃料をポスト噴射したり排気通路側に噴射（燃料添加）したりして、排ガス温度を上昇させ、ＰＭを燃焼させるといった方法で再生処理が実行されるようになっている。
【０００５】
上述のような内燃機関のフィルタ再生制御を実行する従来のフィルタ再生制御装置としては、例えば過給圧を目標値に収束させるよう可変ノズルの開度を制御する場合に、その可変ノズルの基準位置からのずれに相当する開度のずれを基にＰＭフィルタ内のＰＭ堆積状態を推定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、ＰＭフィルタ前後差圧を基にＰＭの堆積量を推定するとともに、その推定精度を高めるために、低回転領域ではモータアシストターボを駆動して排気圧力を上昇させ、判定に必要な大きな差圧を生じさせるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−５７４７６号公報
【特許文献２】特開平０８−３２６５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フィルタの前後差圧を基にＰＭ堆積量を推定する従来の内燃機関のフィルタ再生制御装置にあっては、フィルタに堆積したＰＭを燃焼させる再生制御の要否を判定するにあたって、フィルタの前後差圧が大きくなったときにＰＭ堆積量が増加したと判定するＰＭ詰まり判定を行っていたため、その前後差圧が正しく判定されない場合には、必要な再生処理がなされず、フィルタの目詰まりのためにエンジントルク性能が悪化したりＥＧＲ量が意図した制御値から外れることで排気性能が悪化したりするという問題が生じていた。
【０００８】
また、ＰＭフィルタの前後の差圧をフィルタをバイパスする差圧検出用のバイパス通路に配した差圧センサで検出する場合、そのバイパス通路内にすす（煤）が堆積すると、正確な差圧が判定できなくなってフィルタ上のＰＭが過堆積状態となってしまい、その過堆積状態でエンジンが排気温度の高い運転状態に入ると、フィルタ上でＰＭが急速に燃焼することによってフィルタ装置が過熱し、劣化し易くなっていた。
【０００９】
一方、可変ノズル開度の基準値からのずれを基にフィルタのＰＭ堆積状態を推定する従来の内燃機関のフィルタ再生制御装置にあっては、過給圧が上がらない低速高負荷運転領域や排気再循環（ＥＧＲ）運転領域で可変ノズルの開度からＰＭ堆積状態を推定すると、誤判定を生じ易いという問題があった。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、差圧センサによる正確な差圧判定ができなくとも、それに代わるフィルタ再生処理の要否判定を可能にして、ＰＭ捕集用のフィルタ装置の過熱による劣化を確実に防止し得る信頼性に優れた内燃機関のフィルタ再生制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る内燃機関のフィルタ再生制御装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の排気通路と排気通路の間で前記排気通路内の排気エネルギを利用して前記吸気通路内に過給するとともに、該過給による過給圧を前記内燃機関の運転状態に応じた目標過給圧に制御する過給圧制御機構を有する過給装置と、前記排気通路に配置され、該排気通路内を通る排気中に含まれる粒子状物質を捕集するとともに捕集した前記粒子状物質を燃焼させる再生処理が可能なフィルタ装置とが装着された内燃機関にあって、前記排気通路における前記フィルタ装置の前後差圧を検出する差圧検出手段と、前記差圧検出手段の検出情報に基づいて、前記フィルタ装置に対する前記再生処理の要否を判定する再生要否判定手段と、を備えた内燃機関のフィルタ再生制御装置において、前記過給圧制御機構の作動状態を検出する過給圧制御状態検出手段が設けられ、前記再生要否判定手段が、前記差圧検出手段の検出情報に基づく前記判定とは別に、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報に基づいて、前記フィルタ装置に対する前記再生処理の要否を判定することを特徴とする。
【００１２】
この構成により、過給圧制御機構によって内燃機関の過給圧がその運転状態に応じた目標過給圧に制御されるとともに、差圧検出手段によってフィルタ装置の前後差圧が検出され、その差圧検出情報に基づいて、再生要否判定手段によりフィルタ装置に対する再生処理の要否が判定される。また、過給圧制御機構の作動状態を検出する過給圧制御状態検出手段の検出情報に基づいて、再生要否判定手段により、差圧検出手段の検出情報に基づく判定とは別に、フィルタ装置に対する再生処理の要否が判定される。したがって、例えば差圧検出用バイパス通路の目詰まり等によって差圧検出手段にフィルタ装置の前後差圧が正常に作用しないような場合でも、過給圧制御状態の検出情報に基づいてフィルタ装置に対する再生処理の要否が的確に判定される。なお、過給圧が内燃機関の運転状態に応じた目標過給圧に制御される状態において、フィルタ装置の目詰まりが生じフィルタ装置の前後差圧が増加すると、排気エネルギによって作動する過給装置の背圧が低下することから、過給圧制御機構の制御状態は過給圧を高めるよう方向に変化する。したがって、その過給圧制御機構の状態変化からフィルタ装置の前後差圧の増加が把握できることになる。
【００１３】
上記（１）記載の構成を有する内燃機関のフィルタ再生制御装置は、より好ましくは、（２）前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、前記再生要否判定手段が、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報および前記運転状態検出手段の検出情報に基づいて前記排気通路における前記フィルタ装置の前後差圧を算出するとともに、該算出した前後差圧に応じて前記フィルタ装置に対する前記再生処理の要否を判定するものである。
【００１４】
この構成により、内燃機関の運転状態に対応する目標過給圧となるよう実際の過給圧制御機構の制御状態が変化するとき、再生直後のようなＰＭ堆積の無いときの過給圧制御機構の状態に対して、実際の過給圧制御機構の制御状態は、ＰＭ堆積によるフィルタ装置の前後差圧の増加、すなわち過給装置の背圧低下に応じて変化しているから、過給圧制御状態検出手段の検出情報および運転状態検出手段の検出情報に基づいて、フィルタ装置の前後差圧が算出でき、再生処理の要否が判定できることになる。
【００１５】
また、上記（２）記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置においては、（３）前記再生要否判定手段が、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報および前記運転状態検出手段の検出情報に基づいて算出した前後差圧と前記差圧検出手段により検出される前記フィルタ装置の前後差圧とを比較して前記差圧検出手段の異常の有無を判定し、前記差圧検出手段に異常が有ると判定されたとき、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報および前記運転状態検出手段の検出情報に基づいて算出した前記フィルタ装置の前後差圧に基づいて、前記再生処理の要否を判定するのが好ましい。
【００１６】
この場合、差圧検出手段に異常がなければ、差圧検出情報に基づいて再生処理の要否が精度良く判定され、差圧検出手段に異常が有るときには、過給圧制御状態検出手段の検出情報および運転状態検出手段の検出情報に基づいて算出した前後差圧を用いて、再生処理の要否が確実に判定され、差圧検出手段に異常が発生しても、的確な再生処理が実行されることになる。
【００１７】
さらに、上記（２）記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置においては、（４）前記再生要否判定手段が、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報および前記運転状態検出手段の検出情報に基づいて算出した前後差圧と前記差圧検出手段により検出される前記フィルタ装置の前後差圧とを比較し、該比較結果に応じて、前記差圧検出手段により検出される前記フィルタ装置の前後差圧に応じて前記再生処理の要否を判定する第１判定処理と、前記過給圧制御状態検出手段の検出情報および前記運転状態検出手段の検出情報に基づいて算出した前後差圧に応じて前記再生処理の要否を判定する第２判定処理とのうちいずれか一方を実行するのが好ましい。
【００１８】
この構成により、差圧検出手段の検出差圧と過給圧制御状態検出手段の検出情報および運転状態検出手段の検出情報に基づいて算出した前後差圧とが比較され、その比較結果に基づいて再生処理の要否が判定される。したがって、例えば差圧検出手段の検出値が不安定な場合は、算出した差圧を用いるといった選択をすることで、的確な再生処理が可能になる。
【００１９】
上記（１）〜（４）記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置においては、（５）前記過給装置が前記排気エネルギにより回転する排気タービンを有し、前記過給圧制御機構が、前記排気タービンを通る排気ガスの流速を可変制御し、前記再生要否判定手段が、前記排気ガスの流速を可変制御する状態の検出情報に基づいて、前記フィルタ装置に対する前記再生処理の要否を判定するのが好ましい。
【００２０】
この構成により、例えば排気エネルギの小さい低速域で排気タービンを通る排気ガスの流速を増加させて排気タービンの回転数を上昇させ、必要な過給圧を確保するとともに、排気圧力を上昇させることで、差圧検出手段の出力を安定化できる。この場合の可変制御は、例えば可変ノズル方式で実現でき、排気エネルギが小さい低回転域でも過給圧を最適な目標値に制御することができる。しかも、その過給圧制御がＰＭ排出量の増加に対して可変ノズル開度を絞る方向の制御となることから、ＰＭ堆積量に相関する過給圧制御情報を利用してフィルタ装置の前後差圧を推定することで、ＰＭ堆積量に応じたフィルタ装置の再生処理の要否判定が可能になる。
【００２１】
上記（５）記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置においては、（６）前記内燃機関に排気再循環装置が装着されており、前記過給圧が予め設定された圧力以下となる低速高負荷領域または前記排気再循環装置により前記内燃機関の排気再循環が実行される運転領域では、前記再生要否判定手段が前記排気ガスの流速を可変制御する状態の検出情報に基づいて前記再生処理の要否を判定することが禁止されるようにして好ましい。
【００２２】
この構成により、フィルタ装置の再生要否判定のために排気ガスの流速可変制御状態を検出できる運転範囲が、ＥＧＲ（排気再循環）領域外でかつ過給圧が予め設定された一定値以上の過給圧となる運転領域に限定されることになり、排気圧力を十分に確保できる領域で誤判定なくフィルタ装置の前後差圧が算出され、再生処理の要否が的確に判定される。
【００２３】
上記（１）〜（４）記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置においては、（７）前記過給装置が前記排気エネルギにより回転する排気タービンを有し、前記過給圧制御機構が、前記排気タービンを補助動力により回転させることができる電動のアシストアクチュエータを有し、前記再生要否判定手段が、前記アシストアクチュエータへの供給電圧に基づいて前記再生処理の要否を判定するものであってもよい。
【００２４】
この構成により、例えば排気エネルギの小さい低速域で排気タービンを補助動力により強制回転させて必要な過給圧を確保するとともに、排気圧力を上昇させることで、差圧検出手段の出力を安定化できる。このような制御は、いわゆるモータアシストターボ方式で実現でき、排気エネルギが小さい低回転域でも過給圧を最適な目標値に制御することができる。しかも、その過給圧制御がＰＭ排出量の増加に対して補助動力を増大させる制御となることから、ＰＭ堆積量に相関する過給圧制御情報を利用してフィルタ装置の前後差圧を推定することで、フィルタ装置の再生処理の要否判定が可能になる。
【００２５】
上記（７）記載の内燃機関のフィルタ再生制御装置においては、（８）前記内燃機関に対する加速要求がなく前記内燃機関が燃料カット制御されるときに、前記過給圧制御機構の前記電動のアシストアクチュエータを作動させて過給圧を予め設定された目標圧力まで上昇させるとともに、該過給圧の上昇時に要した前記アシストアクチュエータへの供給電圧に基づいて、前記再生要否判定手段が前記再生処理の要否を判定するのが好ましい。
【００２６】
この構成により、例えば燃料カットが実行される場合のように過給圧が十分に確保できない運転領域でも、予め設定された過給圧が得られるので、市街地走行が多く高過給領域の運転状態となる頻度が低かったりＥＧＲ領域での運転が多かったりする場合でも、フィルタ装置の前後差圧判定と再生要否判定が的確に実行できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、過給圧制御機構によって内燃機関の過給圧が運転状態に応じた目標過給圧に制御されるときに、差圧検出手段によって検出されるフィルタ装置の前後差圧に基づいて再生要否判定手段によりフィルタ装置に対する再生処理の要否を判定する一方、過給圧制御機構の作動状態を検出する過給圧制御状態検出手段の検出情報に基づいて、再生要否判定手段により、差圧検出手段の検出情報に基づく判定とは別に、フィルタ装置に対する再生処理の要否を判定するようにしているので、例えば差圧検出用バイパス通路の目詰まり等によって差圧検出手段にフィルタ装置の前後差圧が正常に作用しないような場合でも、フィルタ装置に対する再生処理の要否を的確に判定することができ、ＰＭ捕集用のフィルタ装置の過熱による劣化を確実に防止し得る信頼性に優れた内燃機関のフィルタ再生制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好ましい施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関とそのフィルタ再生制御装置の概略構成図であり、本発明を多気筒ディーゼル機関に適用した例を示している。
【００３０】
まず、構成について説明する。
【００３１】
図１に示すように、車両用内燃機関であるエンジン１０は複数の気筒１１を有しており、このエンジン１０には、各気筒１１内の燃焼室（詳細を図示していない）に燃料を噴射するコモンレール型の燃料噴射装置１２と、燃焼室に空気を吸入させる吸気装置１３と、燃焼室からの排気ガスを排気させる排気装置１４と、排気装置１４内の排気エネルギを利用して吸気装置１３内の空気を圧縮し燃焼室に空気を過給するターボ過給機１５（過給装置）と、排気の一部を吸気側に還流させ再循環させる排気再循環装置１６とが装備されている。
【００３２】
燃料噴射装置１２は、図外の燃料タンクから燃料を汲み上げて高圧の燃圧（燃料圧力）に加圧し吐出するサプライポンプ２１と、そのサプライポンプ２１からの燃料が導入されるコモンレール２２と、このコモンレール２２を通して供給される燃料を後述するＥＣＵ（電子制御ユニット）５０からの噴射指令信号に従って燃焼室内に噴射するインジェクタ２３とを含んで構成されている。
【００３３】
サプライポンプ２１は、例えばエンジン１０の回転動力を利用して駆動され、コモンレール２２はサプライポンプ２１から供給された高圧燃料を均等に保ちながら複数のインジェクタ２３に分配・供給する。このサプライポンプ２１は、詳細を図示しないが、例えばポンプボデー内への燃料の吸入量を制御するサクションコントロールバルブと、その入口圧を設定するとともにコモンレール側からの逆流を阻止する図示しない複数のレギュレートバルブと、一方が吸入行程のときに他方が圧送行程となるよう対向配置された複数のプランジャーとこれらを駆動するようエンジン１０のクランクシャフトからの動力により回転駆動されるカムとを有するポンプ部と、を含んで構成されている公知のものである。
【００３４】
コモンレール２２は、詳細を図示しないが、複数のインジェクタ２３への燃料供給用配管が接続される複数の出口ポート部と、サプライポンプ２１からの高圧の吐出燃料が供給される入口ポート部とを有する蓄圧手段となっている。このコモンレール２２は、サプライポンプ２１から供給された燃料圧力を均等に保ちながら複数のインジェクタ２３に分配・供給するようになっている。なお、コモンレール２２には図示しないプレッシャリミッタが装着されており、内圧が過大にならないようにされている。
【００３５】
インジェクタ２３は、公知の電磁制御方式のニードル弁で構成され、所定時間毎のパルス状の噴射指令信号に応じてその所定時間中の開弁時間の比率を制御されることにより、噴射指令信号に応じた燃料噴射量の燃料（例えば軽油）を燃焼室内に噴射・供給することができる。具体的には、インジェクタ２３は、例えばそれぞれＥＣＵ（電子制御ユニット）５０からのＯＮ／ＯＦＦ指令信号に応じて開閉する電磁弁を内蔵し、コモンレール２２から供給される高圧燃料をＥＣＵ５０からの指令信号に対応する噴射時期及び噴射率で各気筒内（燃焼室内）に噴射することができる。勿論、ピエゾ素子を内蔵し、そのピエゾ素子によって開閉する弁構成のものでもよい。
【００３６】
燃料噴射装置１２は、さらに、サプライポンプ２１で汲み上げた燃料の一部を排気装置１４内に噴射する燃料添加ノズル２４を有しており、燃料添加ノズル２４は所定圧以上の燃圧で燃料が付与されたときに開弁して、排気装置１４の排気マニホルド４１内に燃料を噴射するようになっている。
【００３７】
吸気装置１３には、吸気マニホルド３１と、それより上流側の吸気管３２と、吸気管３２の上流側でフィルタにより吸入空気を清浄化するエアクリーナ３３と、ターボ過給機１５より下流側で過給により昇温した吸入空気を冷却するインタークーラ３４と、吸入空気流量（新気の吸気量）Ｑａを検出するエアフローメータ３５と、エンジン１０内への吸気量を調整するスロットルバルブ３６と、吸気マニホルド３１内の吸気（吸入空気）の温度Ｔｉａを検知する吸気温度センサ３７と、スロットルバルブ３６と吸気温度センサ３７の間で過給圧Ｐｉｍを検知する過給圧センサ３８とが、それぞれ装着されている。これらの構成自体は公知のものと同様である。
【００３８】
排気装置１４は、排気マニホルド４１と、それより下流側の排気管４２と、ターボ過給機１５より下流側の排気管４２に装着された排気後処理装置４３と、を含んで構成されている。排気後処理装置４３は、例えば排気中の未燃燃料分である炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯを酸化させて水Ｈ２Ｏや二酸化炭素ＣＯ２とすることができる公知の酸化触媒からなる触媒装置４４と、その触媒装置４４を通過した排気中のＰＭ成分を捕集するＤＰＦ装置４５（フィルタ装置）と、触媒装置４４およびＤＰＦ装置４５をバイパスするよう排気管４２に装着されたバイパス管４６と、そのバイパス管４６の中間部に装着され、バイパス管４６を通してＤＰＦ装置４５前後の圧力を受圧する差圧センサ４７とを備えている。ここで、差圧センサ４７は、エンジン１０の排気経路中でＰＭ成分の堆積量に応じて変化するＤＰＦ装置４５の前後の差圧を検出する差圧検出手段となっている。
【００３９】
ターボ過給機１５は、互いに回転方向一体に連結された吸入空気コンプレッサ１５ａおよび排気タービン１５ｂを有し、排気タービン１５ｂを排気エネルギにより回転させて吸入空気コンプレッサ１５ａを回転させるもので、エンジン１０内に正圧の空気を吸入させることができる。また、ターボ過給機１５は、排気タービン１５ｂを通る排気ガスの流速を可変制御することができる公知の可変ノズル機構１５ｖ（詳細は図示しないが、例えば特許文献２の図２に記載されている）を有している。
【００４０】
すなわち、ターボ過給機１５は、可変ノズル（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｎｏｚｚｌｅ；以下、ＶＮともいう）方式の過給圧制御機構として可変ノズル機構１５ｖを有しており、詳細は図示しないが、タービン翼周りの排気通路に複数の可動ノズルベーンが配置され、その可動ノズルベーンの回動によって排気タービン１５ｂを駆動する排気の流速、すなわちタービン翼に対する相対流速を増加させるように可変ノズルを絞り、あるいは、その相対流速を減少させるように可変ノズルを開くことができる。この可変ノズル方式のターボ過給機１５の可変ノズル開度（以下、ＶＮ開度ともいう）を操作するアクチュエータＶＮ−ＡＣＴ（図示せず）は、ＥＣＵ５０によって制御されるようになっている。
【００４１】
排気再循環装置１６は、エンジン１０内の燃焼室をバイパスして排気マニホルド４１内の排気通路と吸気マニホルド３１内の吸気通路とを連通させる排気還流用のＥＧＲ通路６１を有しており、このＥＧＲ通路６１には、排気還流量を調整するＥＧＲバルブ６２と、ＥＧＲ通路６１を通って還流する排気を冷却するＥＧＲクーラ６３とが設けられている。ＥＧＲバルブ６２は、ＥＧＲ通路６１を吸気通路に接続させる開弁状態と、その接続を遮断する閉弁状態とに切り替え可能になっており、例えば所定時間当りの開弁指示信号の供給時間の長さ（デューティー比）を変化させることでその開度を制御することができるようになっている。
【００４２】
排気再循環装置１６には、さらに、排気通路側から吸気通路側に還流する排気をＥＧＲクーラ６３をバイパスしてＥＧＲバルブ６２に供給することができるバイパス通路６４と、ＥＧＲクーラ６３の入口６３ａの近傍に位置するＥＧＲ通路６１からバイパス通路６４への分岐部分に配置されたＥＧＲクーラバイパスバルブ６５と、排気ガス中の未燃燃料分を酸化処理するフロースルー型のＥＧＲ酸化触媒である触媒ユニット６６とが設けられている。
【００４３】
一方、サプライポンプ２１の通電制御、インジェクタ２３による燃料噴射量の制御、スロットルバルブ３６の開度制御、ＥＧＲバルブ６２やＥＧＲクーラバイパスバルブ６５の開度制御、ターボ過給機１５の可変ノズル機構１５ｖのアクチュエータＶＮ−ＡＣＴの制御等は、ＥＣＵ５０（バイパス制御手段）によって実行されるようになっており、ＥＣＵ５０は所定時間毎に所定の制御プログラムを実行するように構成されている。
【００４４】
図１に示すように、ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３、ＥＥＰＲＯＭ５４（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）、Ａ／Ｄ変換器やバッファ等を含む入力インターフェース回路５６、および、駆動回路等を含む出力インターフェース回路５７を含んで構成されている。
【００４５】
ＥＣＵ５０の入力インターフェース回路５６には、エアフローメータ３５、吸気温度センサ３７、過給圧センサ３８、図外のアクセルペダルの踏み込みを検出するアクセル開度センサ７１、スロットルバルブ３６の開度を検出するスロットル開度センサ７２、所定角度単位のクランク回転からエンジン回転数に対応する信号を出力するエンジン回転数センサ７３、エンジン１０が搭載された車両の走行速度または車輪回転速度を検出する車速センサ７４等がそれぞれ接続されており、これらのセンサ群３５、３７、３８および７１〜７４からの情報がＥＣＵ５０に取り込まれるようになっている。
【００４６】
ＥＣＵ５０の出力インターフェース回路５７には、図示しないそれぞれの駆動回路を介してサプライポンプ２１、複数のインジェクタ２３、ＥＧＲバルブ６２およびＥＧＲクーラバイパスバルブ６５、ターボ過給機１５の可変ノズル機構１５ｖのアクチュエータＶＮ−ＡＣＴ等がそれぞれ接続されている。
【００４７】
ＥＣＵ５０のＲＯＭ５２（記憶手段）には、入力インターフェース回路５６に取り込まれるアクセル開度センサ７１からの要求負荷、エンジン回転数センサ７３からのエンジン回転数ＮＥ等を所定時間毎に取り込んで、エンジン１０の燃焼室内への燃料噴射量を算出するための演算処理プログラムや、過給圧を目標過給圧にフィードバック制御するための制御プログラム等が格納されている。
【００４８】
また、ＥＣＵ５０のＲＯＭ５２には、図２に示すような目標過給圧マップＭ１と、図３に示すようなベース差圧マップＭ２と、図４に示すようなＶＮ開度補正係数マップＭ３とが、それぞれ格納されている。
【００４９】
目標過給圧マップＭ１は、エンジン１０の各運転状態について予め設定された最適な目標過給圧を記憶させた公知のものであり、エンジン１０の所要の排気性能を確保しつつ高出力を得るための過給圧設定がなされている。
【００５０】
ベース差圧マップＭ２は、エンジン回転数ＮＥ［ｒｐｍ］およびストローク毎の燃料噴射量の目標値（以下、単に燃料噴射量という）Ｑｆｉｎ［ｍｍ３／ｓｔ］で特定される運転状態毎に、ＰＭ堆積が無い状態のＤＰＦ装置４５の前後差圧Ｐｓｂ［ｋＰａ］をベース差圧として予めの試験によって測定し、マップデータとしたものである。
【００５１】
ところで、ＤＰＦ装置４５の実際の前後差圧はＤＰＦ装置４５にＰＭが堆積するに従って変化する。そして、ＰＭが堆積しＤＰＦ装置４５の前後差圧が大きくなるときには、ＤＰＦ装置４５の目詰まりによりターボ過給機１５の排気タービン１５ｂを駆動する排気の流速が低下するのに対して、排気タービン１５ｂを駆動する排気の流速を増加させるようにターボ過給機１５の可変ノズルを絞る必要が生じる。
【００５２】
図５は、このようなＰＭが堆積しているＤＰＦ装置４５の前後差圧Ｐｓｔと、可変ノズル開度値を絞り側に補正する程度を規定するＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂとの関係を示す特性図である。同図に示すように、ＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂは、エンジン回転数ＮＥおよびストローク毎の燃料噴射量Ｑｆｉｎで特定される運転状態によっても異なる。なお、同図中、エンジン回転数ｎａ＜エンジン回転数ｎｂ＜エンジン回転数ｎｃの関係にあり、燃料噴射量Ｑｆｉｎａ＜燃料噴射量Ｑｆｉｎｂ＜燃料噴射量Ｑｆｉｎｃの関係にある。
【００５３】
また、同図に示すように、エンジン回転数ＮＥが低く、燃料噴射量Ｑｆｉｎも少ない運転状態においてその運転状態に対応する目標過給圧にフィードバック補正するときのＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂ（％）は、エンジン回転数ＮＥが高く、燃料噴射量Ｑｆｉｎも多い運転状態においてその運転状態に対応する目標過給圧にフィードバック補正するときのＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂに対し、相対的に大きな値となる。また、ＰＭが堆積したＤＰＦ装置４５の前後差圧Ｐｓｔ[ｋＰａ]が増加すると、当然ながら、ターボ過給機１５の可変ノズルの絞りの程度であるＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂは大きくなる。したがって、エンジン回転数ＮＥがｎｃ（例えば３０００ｒｐｍ）と高く、燃料噴射量ＱｆｉｎがＱｆｉｎｃ（例えば５０ｍｍ３／ｓｔ）と多い場合には、ベース差圧ＰｓｂとなってＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂがゼロとなる前後差圧であっても、エンジン回転数ＮＥがｎａ（例えば１０００ｒｐｍ）と低く、燃料噴射量ＱｆｉｎがＱｆｉｎａ（例えば２０ｍｍ３／ｓｔ）と少ない場合には、ＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂは排気タービン１５ｂを駆動する排気の流速を増加させるよう大きな値となる。
【００５４】
ＶＮ開度補正係数マップＭ３は、エンジン１０の運転状態と、上述のようにＤＰＦ装置４５の目詰まり状態に応じて変化するＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂの値からＤＰＦ装置４５の前後差圧Ｐｓｔを算出するためのＶＮ開度補正係数αｍｎを、エンジン回転数ＮＥおよびストローク毎の燃料噴射量Ｑｆｉｎで特定される運転状態毎に設定したものである。このＶＮ開度補正係数αｍｎは、ＤＰＦ装置４５の前後差圧Ｐｓｔがベース差圧ＰｓｂとＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂとＶＮ開度補正係数αｍｎとの積として算出できるように、エンジン１０の予めの試験データを基に設定され、エンジン１０の運転状態毎にＶＮ開度補正係数マップＭ３に格納されている。
【００５５】
一方、ＥＣＵ５０のＲＯＭ５２には、燃料噴射量算出や過給圧フィードバック制御のための制御プログラム等の他に、後述するフィルタ再生制御プログラムが格納されており、ＥＣＵ５０は、差圧センサ４７の検出情報に基づいて、ＤＰＦ装置４５に対する再生処理の要否を判定する再生要否判定手段として機能するようになっている。
【００５６】
また、図６に示すように、ＥＣＵ５０は、機能的には、センサ情報を基にエンジン回転数ＮＥおよび負荷により特定される運転状態を検出する公知の運転状態検出処理部８１と、燃料噴射量算出部８２と、過給圧フィードバック制御のためにＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂを可変制御する過給圧フィードバック制御部８３と、ＤＰＦ装置４５に対する再生処理の要否を判定する再生要否判定手段としての判定部８４との各機能を有しており、過給圧フィードバック制御部８３は、そのＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂから可変ノズル機構１５ｖの作動状態を検出する過給圧制御状態検出手段としても機能するようになっている。
【００５７】
判定部８４は、差圧センサ４７の検出値と運転状態検出処理部８１からの検出情報、例えばエンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｆｉｎとに基づいて、ＤＰＦ装置４５におけるＰＭの堆積量値ｐｍを公知の方法により算出して、その算出値ｐｍが、許容堆積量の上限値βを超えると、ＤＰＦ装置４５の再生処理が必要であると判定し、算出値ｐｍが上限値β以下であるときには、ＤＰＦ装置４５の再生処理が必要でないと判定する第１判定処理を実行するようになっている。また、判定部８４は、第１判定処理とは別に、過給圧制御状態検出手段の検出情報である過給圧フィードバック制御部８３からのＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂと、運転状態検出処理部８１からの検出情報、例えばエンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｆｉｎとに基づいて、ＤＰＦ装置４５の前後差圧Ｐｓｔを算出するとともに、それらに対応するＰＭ堆積量値ｐｍを算出して、その算出値ｐｍを基にＤＰＦ装置４５の再生処理の要否を判定する第２判定処理を実行するようになっている。すなわち、判定部８４は、ＤＰＦ装置４５に対する再生処理の要否を判定する第１判定処理および第２判定処理を実行できるようにプログラムされており、そのための判定処理プログラムおよび作業メモリ領域と、ベース差圧マップＭ２およびＶＮ開度補正係数マップＭ３とを有している。
【００５８】
さらに、判定部８４は、ＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂおよび運転状態検出情報に基づいて算出した前後差圧Ｐｓｔと差圧センサ４７により検出されるＤＰＦ装置４５の前後差圧Ｐｄとを比較して、例えば前後差圧Ｐｄの値が前後差圧Ｐｓｔの算出誤差範囲から大きく外れるか否かを判定することで差圧センサ４７の異常の有無を判定し、差圧センサ４７に異常が有ると判定されたときには、第２判定処理の判定結果に従ってＤＰＦ装置４５の再生処理の要否を判定する。
【００５９】
なお、この異常判定は、第１判定処理の処理結果からはＤＰＦ装置４５の再生処理が必要であるとの判定結果にならなかった場合、あるいは、それに相当する場合に実行される判定処理としてもよい。それに相当する場合とは、差圧センサ４７で検出された差圧値が非常に小さく、ＤＰＦ装置４５の再生処理が必要と判定される可能性がきわめて低い場合である。この場合、ＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂおよび運転状態検出情報に基づいて算出した前後差圧Ｐｓｔと差圧センサ４７により検出されるＤＰＦ装置４５の前後差圧Ｐｄとを比較し、その比較結果（例えば、差圧センサ４７の出力値が異常であるか否かまたは不安定であるか否か）に応じて、差圧センサ４７により検出されるＤＰＦ装置４５の前後差圧Ｐｄに応じて再生処理の要否を判定する第１判定処理と、ＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂおよび運転状態検出情報に基づいて前後差圧Ｐｓｔを算出し、その算出した前後差圧Ｐｓｔに応じて再生処理の要否を判定する第２判定処理とのうちいずれか一方を実行することになる。
【００６０】
また、判定部８４は、過給圧が予め設定された圧力以下となる低速高負荷領域および排気再循環装置１６によりエンジン１０の排気再循環が実行される運転領域のいずれにおいても、ターボ過給機１５の可変ノズル機構１５ｖにおける排気ガス流速の可変制御状態の検出情報に基づいてＤＰＦ装置４５の再生処理の要否判定処理を禁止するようになっている。
【００６１】
ＥＣＵ５０には、さらに、判定部８４の判定結果に応じて、ＤＰＦ装置４５の再生が必要と判定されたときに、燃料添加ノズル２４に燃料を噴射させる公知の燃料添加制御部８５の機能と、異常判定によって差圧センサ４７の出力が異常と判定された場合にその異常を車両のインストルメンタルパネル側に報知するセンサ異常報知部８６の機能と、過給圧フィードバック制御部８３からの過給圧制御信号に応じて可変ノズル機構１５ｖのアクチュエータＶＮ−ＡＣＴの作動を制御するＶＮ−ＡＣＴ制御部８７の機能とを有しており、ＲＯＭ５２内に各機能のためのプログラムおよび作業メモリ領域と、マップ等を有している。
【００６２】
なお、ＥＣＵ５０のＲＯＭ５２には、上述した制御プログラムおよびマップに加えて、ＮＯｘ低減のために最適なＥＧＲ率をエンジン１０の運転状態であるエンジン回転数ＮＥおよび負荷（例えばアクセル開度Ａｃｃあるいは燃料噴射量Ｑｆｉｎに代表される）に応じて目標値ＥＧＲ率となるように設定されたＥＧＲバルブ開度マップと、エンジン回転数ＮＥおよび負荷に基づいてエンジン１０の排気中に含まれるＨＣ（炭化水素）およびスモークのうち少なくとも一方の濃度レベルを判定するための濃度判定プログラムと、その濃度判定の結果に応じてＥＧＲクーラバイパスバルブ６５の開度を制御するバイパス制御プログラムとが、それぞれ格納されている。
【００６３】
次に、動作について説明する。
【００６４】
上述のように構成された本実施形態の内燃機関では、エンジン回転数ＮＥおよび負荷に応じた目標過給圧と、過給圧センサ３８で検出される過給圧ｐｉｍとの偏差に応じて、ＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂが補正・変更され、過給圧センサ３８で検出される過給圧ｐｉｍが目標過給圧に追従するように、過給圧フィードバック制御が実行される。
【００６５】
このような制御状態において、本実施形態のフィルタ再生制御装置では、ＥＣＵ５０によってＤＰＦ装置４５の再生処理の要否を判定する判定処理プログラムが所定時間毎に繰返し実行される。
（第１判定処理）
通常、判定部８４により、差圧センサ４７の検出値と運転状態検出処理部８１からの検出情報、例えばエンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｆｉｎとに基づいて、それに対応するＰＭの堆積量値ｐｍが堆積量マップまたは堆積量算出係数マップを用いて公知の方法により算出され、その算出値ｐｍが、堆積量の上限値βを超えると、ＤＰＦ装置４５の再生処理が必要であると判定され、一方、算出値ｐｍが上限値β以下であるときには、ＤＰＦ装置４５の再生処理が必要でないと判定される。
（第２判定処理）
また、判定部８４により、第１判定処理とは別に、選択的に、例えば第１判定処理でＤＰＦ装置４５の再生処理が必要でないと判定されるかそれが明らかな差圧センサ出力が入力される場合に、過給圧制御状態検出手段の検出情報である過給圧フィードバック制御部８３からのＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂと、運転状態検出処理部８１からの検出情報、例えばエンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｆｉｎとに基づいて、ＤＰＦ装置４５の前後差圧Ｐｓｔが算出されるとともにそれに対応するＰＭ堆積量値ｐｍが算出されて、以下、ＰＭ堆積量値ｐｍから第１判定処理と同様に、ＤＰＦ装置４５の再生処理の要否が判定される。
【００６６】
図７は、この第２判定処理を実行する場合に、本実施形態のＥＣＵ５０において所定時間毎に繰返し実行される判定処理プログラムの概略の流れを示すフローチャートである。
【００６７】
同図において、まず、ＥＣＵ５０がエンジンＥＣＵと一体の場合には燃料噴射量算出部や過給圧フィードバック制御部８３を含むエンジンＥＣＵ機能部分から、あるいは、エンジンＥＣＵから独立していればそのエンジンＥＣＵから、エンジン回転数ＮＥ、燃料噴射量Ｑｆｉｎ、過給圧ｐｉｍ、実ＶＮ開度ｐｖｎｆｉｎを特定するベースＶＮ開度ｐｖｎｂｓｅおよびＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂがそれぞれ読み込まれる（ステップＳ１１）。なお、実ＶＮ開度ｐｖｎｆｉｎは、ベースＶＮ開度ｐｖｎｂｓｅとＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂの和で表わされる。
【００６８】
次いで、ベース差圧マップＭ２およびＶＮ開度補正係数マップＭ３から、エンジン回転ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｆｉｎに応じたＶＮ開度補正係数αｍｎと、ベース差圧Ｐｓｂとがそれぞれ読み込まれる（ステップＳ１２）。
【００６９】
そして、ベース差圧マップＭ２およびＶＮ開度補正係数マップＭ３から読み込んだベース差圧ＰｓｂおよびＶＮ開度補正係数αｍｎと、過給圧フィードバック制御部８３からのＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂとに基づいて、これらの積（Ｐｓｔ＝Ｐｓｂ＋ｐｖｎｆｂ×αｍｎ）として、ＤＰＦ装置４５の前後差圧Ｐｓｔが算出される（ステップＳ１３）。
【００７０】
次いで、その差圧Ｐｓｔから、ＤＰＦ装置４５におけるＰＭ堆積量ｐｍが堆積量マップもしくは堆積量算出係数マップを基に算出される（ステップＳ１４）。
【００７１】
次いで、算出されたＰＭ堆積量ｐｍがその堆積量の上限値βを超えたか否かが判定され（ステップＳ１５）、超えている場合には、ＤＰＦ装置４５の再生処理が必要であると判定され、燃料添加制御部８５により燃料添加ノズル２４からの燃料添加の噴射を実行させるフィルタ再生処理が開始される（ステップＳ１６）。
【００７２】
本実施形態では、このように、可変ノズル機構１５ｖによってエンジン１０の過給圧がその運転状態に応じた目標過給圧に制御されるとともに、差圧センサ４７によってＤＰＦ装置４５の前後差圧が検出され、その検出情報に基づいて、判定部８４によりＤＰＦ装置４５に対する再生処理の要否が判定される一方で、必要に応じ、可変ノズル機構１５ｖの作動状態を検出する過給圧フィードバック制御部８３の検出情報に基づいて、差圧センサ４７の検出情報に基づく判定とは別に、ＤＰＦ装置４５に対する再生処理の要否が判定される。したがって、例えばバイパス管４６の目詰まり等によって差圧センサ４７にＤＰＦ装置４５の前後差圧が正常に作用しないような場合でも、差圧センサ４７によって過給圧制御状態の検出情報に基づいてＤＰＦ装置４５に対する再生処理の要否が的確に判定される。
【００７３】
なお、図８に二点鎖線で示すように、過給圧ｐｉｍがエンジン１０の運転状態に応じた目標過給圧に維持される状態においては、過給圧フィードバック制御部８３で算出されるＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂはゼロ付近の値となり、図８に実線で示すように、過給圧ｐｉｍが時間の経過に伴ってエンジン１０の運転状態に応じた目標過給圧から徐々に離れるように低下するときには、過給圧フィードバック制御部８３で算出されるＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂは、可変ノズル機構１５ｖを絞って排気タービン１５ｂを駆動する排気の流速を増加させるよう次第に大きくなる。すなわち、ＤＰＦ装置４５の目詰まりが生じＤＰＦ装置４５の前後差圧が増加すると、排気エネルギによって作動するターボ過給機１５の背圧が低下するが、そのとき、可変ノズル機構１５ｖの制御状態が過給圧を高めるよう方向に変化する。
【００７４】
このように、エンジン１０の運転状態に対応する目標過給圧となるようにターボ過給機１５の可変ノズル機構１５ｖがフィードバック制御される場合、可変ノズル機構１５ｖの制御状態を示すＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂが、ＰＭ堆積によるＤＰＦ装置４５の前後差圧の増加（それに伴うターボ過給機１５の排気タービン１５ｂの背圧低下）に応じて変化することから、過給圧フィードバック制御部８３からのＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂおよび運転状態検出処理部８１の検出情報に基づいて、ＤＰＦ装置４５の前後差圧が算出でき、再生処理の要否が判定できることになる。
【００７５】
しかも、本実施形態では、ＤＰＦ装置４５の再生要否判定のためにターボ過給機１５の可変ノズル機構１５ｖにおける排気ガス流速の可変制御状態を検出できる運転範囲が、排気再循環がなされるＥＧＲ運転領域外でかつ過給圧が予め設定された一定値以上の過給圧となる運転領域に限定されることから、排気圧力を十分に確保できる領域で、誤判定なくＤＰＦ装置４５のＰＭの目詰まり（前後差圧）と再生処理の要否が的確に判定される。
【００７６】
なお、判定部８４により、過給圧フィードバック制御部８３からのＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂと、運転状態検出手段の検出情報であるエンジン回転ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｆｉｎとに基づいて算出した前後差圧Ｐｓｔが差出されるまでの処理を第１判定処理と並行して実行し、算出した前後差圧Ｐｓｔと差圧センサ４７により検出される前後差圧Ｐｄとを比較して、例えば差圧センサ４７で検出された前後差圧Ｐｄの値が算出された前後差圧Ｐｓｔの算出誤差範囲から大きく外れるか否かを判定することで、差圧センサ４７の異常の有無が判定されるようにし、差圧センサ４７に異常が有ると判定されたときに、前後差圧Ｐｓｔの算出より後の堆積量算出および再生要否判定の処理を実行させる第２判定処理としてもよい。
【００７７】
すなわち、差圧センサ４７の異常の有無を判定し、異常が有ると判定されたときに、過給圧フィードバック制御部８３からのＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂと、運転状態検出手段の検出情報であるエンジン回転ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｆｉｎとに基づいて算出した前後差圧Ｐｓｔを用いて、再生処理の要否を判定するようにしてもよい。
【００７８】
このようにすれば、差圧センサ４７に異常がなければ、差圧センサ４７の検出情報に基づいて再生処理の要否が精度良く判定され、差圧センサ４７に異常が有るときには、過給圧フィードバック制御部８３からのＶＮ開度補正値ｐｖｎｆｂと、運転状態検出手段の検出情報であるエンジン回転ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｆｉｎとに基づいて算出した前後差圧Ｐｓｔを用いて再生処理の要否が確実に判定され、差圧センサ４７に異常が発生しても、的確な再生処理が実行されることになる。
【００７９】
また、本実施形態においては、判定部８４が、例えば差圧センサ４７の検出情報から得られる差圧値が、過給圧フィードバック制御部８３の検出情報および運転状態検出処理部８１の検出情報に基づいて算出した前後差圧Ｐｓｔの算出誤差の範囲から一定値以上外れる頻度が高くなった場合に、差圧センサ４７の出力が安定であると判定し、その場合には、過給圧フィードバック制御部８３の検出情報および運転状態検出処理部８１の検出情報に基づいて算出した前後差圧Ｐｓｔを用いて第２判定処理の判定結果に従ってＤＰＦ装置４５の再生処理の要否を決定するようにしてもよく、そのようにしてもＤＰＦ装置４５の的確な再生処理が可能になる。
【００８０】
本実施形態においては、過給圧制御機構が、排気エネルギにより回転する排気タービン１５ｂを有し、排気タービン１５ｂを通る排気ガスの流速を可変制御する可変ノズル機構１５ｖを有するので、例えば排気エネルギの小さい低速域で排気タービン１５ｂを通る排気ガスの流速を増加させて排気タービン１５ｂの回転数を上昇させ、必要な過給圧を確保するとともに、排気圧力を上昇させることで、差圧センサ４７の出力を安定化できる。この場合の可変制御は、例えば可変ノズル方式で実現でき、排気エネルギが小さい低回転域でも過給圧ｐｉｍを最適な目標値に制御することができる。しかも、その過給圧制御がＰＭ排出量の増加に対して可変ノズル開度を絞る方向の制御となることから、ＰＭ堆積量に相関する過給圧制御情報を利用して、ＰＭ堆積量に応じたＤＰＦ装置４５の再生処理の要否判定が可能になる。
【００８１】
このような本実施形態のフィルタ再生制御装置によれば、可変ノズル機構１５ｖによってエンジン１０の過給圧が運転状態に応じた目標過給圧に制御されるときに、差圧センサ４７によって検出されるＤＰＦ装置４５の前後差圧に基づいて、判定部８４によりＤＰＦ装置４５に対する再生処理の要否を判定する一方、可変ノズル機構１５ｖの作動状態を検出する過給圧フィードバック制御部８３の検出情報に基づいて、判定部８４により、差圧センサ４７の検出情報に基づく判定とは別に、ＤＰＦ装置４５に対する再生処理の要否を判定するようにしているので、例えばバイパス管４６の目詰まり等によって差圧センサ４７にＤＰＦ装置４５の前後差圧が正常に作用しないような場合でも、ＤＰＦ装置４５に対する再生処理の要否を的確に判定することができ、ＰＭ捕集用のＤＰＦ装置４５の過熱による劣化を確実に防止し得る信頼性に優れたエンジン１０のフィルタ再生制御装置を提供することができる。
【００８２】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関とそのフィルタ再生制御装置の概略構成図であり、本発明を多気筒ディーゼル機関に適用した例を示している。なお、本実施形態は、第１の実施の形態と類似する基本構成を有しているので、同一構成については、図１から図８に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、相違点についてのみ詳述する。
【００８３】
本実施形態では、エンジン１０に装着されたターボ過給機９５（過給装置）が、互いに回転方向一体に連結された吸入空気コンプレッサ９５ａおよび排気タービン９５ｂを有しており、排気タービン９５ｂを排気エネルギにより回転させて吸入空気コンプレッサ９５ａを回転させ、エンジン１０内に正圧空気を過給することができる。
【００８４】
また、ターボ過給機９５は、いわゆるモータアシストターボとして構成されており、排気エネルギにより回転する排気タービン９５ｂを補助動力によって回転させることができる電動アシストモータ９５ｍ（電動のアシストアクチュエータ）を有している。この電動アシストモータ９５ｍは、ＥＣＵ５０からの過給制御信号に対応する供給電圧を出力するモータコントローラ９６からの供給電圧に応じて、排気タービン９５ｂを駆動する排気エネルギが低下する低速域において、吸入空気コンプレッサ９５ａおよび排気タービン９５ｂの回転を電動アシストモータ９５ｍによりアシストすることができる。
【００８５】
一方、再生要否判定手段である判定部８４は、電動アシストモータ９５ｍへの供給電圧に基づいて再生処理の要否を判定するようになっている。すなわち、過給圧制御がＰＭ排出量の増加に対して電動アシストモータ９５ｍへの補助動力を増大させる制御となることから、この電動アシストモータ９５ｍへの供給電圧をＰＭ堆積量に相関する過給圧制御情報として利用することで、ＰＭ堆積量に応じたＤＰＦ装置４５の目詰まり状態とそのときの前後差圧が推定可能となり、再生処理の要否判定が可能になる。
【００８６】
また、判定部８４は、アクセル開度センサ７１で検出されるアクセル開度がゼロ、すなわちエンジン１０に対する加速要求がなく、かつ、エンジン１０が燃料カット制御されるとき、電動アシストモータ９５ｍを作動させて過給圧を予め設定された目標圧力まで上昇させるとともに、その過給圧の上昇時に要した電動アシストモータ９５ｍへの供給電圧に基づいて、ＰＭ堆積量に応じたＤＰＦ装置４５の目詰まり状態とそのときの前後差圧を推定し、ＤＰＦ装置４５の再生処理の要否を判定するようになっている。
【００８７】
本実施形態では、例えば排気エネルギの小さい低速域でターボ過給機１５の排気タービン１５ｂを電動アシストモータ９５ｍからの補助動力により強制回転させて必要な過給圧を確保するとともに、排気圧力を上昇させることで差圧検出手段の出力を安定化できる。しかも、例えば燃料カットが実行される場合のように過給圧が十分に確保できない運転領域でも、予め設定された目標圧の過給圧が得られるので、市街地走行が多く高過給領域の運転状態となる頻度が低かったりＥＧＲ領域での運転が多かったりする場合でも、ＤＰＦ装置４５の前後差圧判定と再生要否判定が的確に実行できる。
【００８８】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関のフィルタ再生制御装置は、過給圧制御機構によって内燃機関の過給圧が運転状態に応じた目標過給圧に制御されるときに、差圧検出手段によって検出されるフィルタ装置の前後差圧に基づいて、再生要否判定手段によりフィルタ装置に対する再生処理の要否を判定する一方、過給圧制御機構の作動状態を検出する過給圧制御状態検出手段の検出情報に基づいて、再生要否判定手段により、差圧検出手段の検出情報に基づく判定とは別に、フィルタ装置に対する再生処理の要否を判定するようにしているので、例えば差圧検出用バイパス通路の目詰まり等によって差圧検出手段にフィルタ装置の前後差圧が正常に作用しないような場合でも、フィルタ装置に対する再生処理の要否を的確に判定することができ、ＰＭ捕集用のフィルタ装置の過熱による劣化を確実に防止し得る信頼性に優れた内燃機関のフィルタ再生制御装置を提供することができるという効果を奏するものであり、内燃機関のフィルタ再生制御装置、特に排気エネルギを利用して過給を行う過給装置と内燃機関の排気中のＰＭを捕集するフィルタ装置とが装着された内燃機関のフィルタ装置の再生処理を制御する内燃機関のフィルタ再生制御装置全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関とそのフィルタ再生制御装置の概略構成図であり、本発明を可変ノズル方式の過給装置を備えた多気筒ディーゼル機関に適用した例を示している。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関のフィルタ再生制御装置における目標過給圧マップの説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関のフィルタ再生制御装置におけるベース差圧マップの説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関のフィルタ再生制御装置におけるＶＮ開度補正係数マップの説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関におけるフィルタ装置の前後差圧とＶＮ開度補正係数の関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関のフィルタ再生制御装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関のフィルタ再生制御装置のフィルタ再生の要否判定処理の概略の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関において過給圧ｐｉｍが低下するときのフィルタ装置の前後差圧の変化と、過給圧フィードバック制御に伴うＶＮ開度補正係数の変化との関係を示す特性図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関とそのフィルタ再生制御装置の概略構成図であり、本発明をモータアシストターボ方式の過給装置を備えた多気筒ディーゼル機関に適用した例を示している。
【符号の説明】
【００９０】
１０  エンジン（内燃機関、多気筒ディーゼル機関）
１５  ターボ過給機（過給装置）
１５ｖ  可変ノズル機構（過給圧制御機構）
１６  排気再循環装置（ＥＧＲ装置）
２３  インジェクタ（燃料噴射弁）
３５  エアフローメータ（運転状態検出手段）
３７  吸気温度センサ（運転状態検出手段）
３８  過給圧センサ（過給圧検出手段、運転状態検出手段）
４５  ＤＰＦ装置（フィルタ装置）
４６  バイパス管（差圧検出用バイパス通路）
４７  差圧センサ（差圧検出手段）
５０  ＥＣＵ（電子制御ユニット）
７１  アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
７２  スロットル開度センサ（運転状態検出手段）
７３  エンジン回転数センサ（運転状態検出手段）
７４  車速センサ（運転状態検出手段）
８１  運転状態検出処理部（運転状態検出手段）
８２  燃料噴射量算出部
８３  過給圧フィードバック制御部
８４  判定部（再生要否判定手段）
８５  燃料添加制御部
８６  センサ異常報知部
８７  ＶＮ−ＡＣＴ制御部
９５  ターボ過給機（過給装置）
９５ａ  吸入空気コンプレッサ
９５ｂ  排気タービン
９５ｍ  電動アシストモータ（電動のアシストアクチュエータ）
９６  モータコントローラ
Ｍ１  目標過給圧マップ
Ｍ２  ベース差圧マップ
Ｍ３  ＶＮ開度補正係数マップ
【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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