(57)【要約】【課題】ＤＰＦ再生時の目標温度を適確に設定することにより、確実に、かつ効率よくＤＰＦ再生行う。【解決手段】排気通路１０に排気中のパティキュレート（ＰＭ）を捕集するパティキュレートフィルタ１３を備えるエンジン１の排気浄化装置において、パティキュレートフィルタ１３の目標再生温度を決定する再生温度決定手段と、パティキュレートフィルタ１３を目標再生温度となるように昇温する再生手段９と、を備え、再生温度決定手段９は、パティキュレートフィルタ１３に捕集されたパティキュレート（ＰＭ）の結晶性に基づいて目標再生温度を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系に排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを備えるエンジンの排気浄化装置において、
前記パティキュレートフィルタの目標再生温度を決定する再生温度決定手段と、
前記パティキュレートフィルタを前記目標再生温度となるように昇温する再生手段と、
を備え、
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートの結晶性に基づいて目標再生温度を決定することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの運転履歴に基づいて前記パティキュレートの結晶性を判断して目標再生温度を決定することを特徴する請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記再生温度決定手段は、主に結晶性が高いパティキュレートを排出する運転状態であった場合に、前記目標再生温度を相対的に高く設定することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記再生温度決定手段は、筒内燃焼温度が高いほどパティキュレートの結晶性が高い運転状態であると判断することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの負荷及び空気過剰率に基づいて前記パティキュレートの結晶性を判断することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの負荷が同等の場合には、空気過剰率が低い方が前記パティキュレートの結晶性が高いと判断することを特徴とする請求項５に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの回転数、負荷及び空気過剰率に基づいて前記パティキュレートの結晶性を判断することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項８】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの回転数及び負荷が同等の場合には、空気過剰率が低い方が前記パティキュレートの結晶性が高いと判断することを特徴とする請求項７に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項９】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの負荷とリッチスパイク又は硫黄被毒解除の実施の有無とに基づいて前記パティキュレートの結晶性を判断することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１０】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの負荷が同等の場合には、リッチスパイク又は硫黄被毒解除を実施した方が前記パティキュレートの結晶性が高いと判断することを特徴とする請求項９に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１１】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの回転及び負荷と、リッチスパイク又は硫黄被毒解除の実施の有無とに基づいて前記パティキュレートの結晶性を判断することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１２】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの回転数及び負荷が同等の場合には、リッチスパイク又は硫黄被毒解除を実施した方が前記パティキュレートの結晶性が高いと判断することを特徴とする請求項１１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１３】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートの結晶性別の含有比率に基づいて前記目標再生温度を決定することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１４】
前記再生温度決定手段は、前記捕集されたパティキュレートの前記パティキュレートフィルタ内で受けた熱履歴による結晶性の変化を演算し、再生処理をする際の結晶性に基づいて目標再生温度を決定することを特徴する請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１５】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートの前記パティキュレートフィルタ内での熱履歴として前記パティキュレートフィルタの温度履歴を用いて結晶性の変化を演算することを特徴とする請求項１４に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１６】
前記パティキュレートフィルタの温度履歴は、前記パティキュレートフィルタの温度と前記温度の維持時間とに基づいて定まることを特徴とする請求項１５に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１７】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートフィルタの温度が高いほど、または前記温度の維持時間が長いほど、または前記温度と維持時間との積が大きいほど、目標再生温度を高く設定することを特徴とする請求項１６に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１８】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートフィルタの温度維持時間が同等の場合には、維持した温度が高いほど目標再生温度を高く設定することを特徴とする請求項１６または１７に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１９】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートの前記パティキュレートフィルタ内での熱履歴の演算を、前記パティキュレートフィルタが所定温度以上になった場合に実行することを特徴とする請求項１４から１８のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項２０】
前記所定温度は、前記パティキュレートフィルタ内のパティキュレートの結晶性が向上する温度であることを特徴とする請求項１９に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項２１】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートフィルタの温度に替えて前記パティキュレートフィルタに流入する排気の温度を用いて、前記パティキュレートの前記パティキュレートフィルタ内での熱履歴を演算することを特徴とする請求項１６から２０のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項２２】
前記再生温度決定手段は、
排出するパティキュレートの結晶性に基づいて前記エンジンの運転領域を分割し、
各運転領域で排出されたパティキュレートごとに、前回再生処理終了後からの前記パティキュレートフィルタ内での熱履歴による結晶性の変化と、前回再生処理終了後からの堆積量とを演算し、前記演算結果に基づいて前記パティキュレートフィルタ内に堆積しているパティキュレートの結晶性別の構成比率を算出し、
前記結晶性別の構成比率に基づいて再生温度を決定することを特徴とする請求項１４から２１のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項２３】
前記再生温度決定手段は、前記目標再生温度の基準値を設定しておき、前記パティキュレートが前記パティキュレートフィルタ内で受けた熱履歴に応じて演算した目標再生温度が前記基準値と異なる場合には、前記基準値の目標再生温度への変更または排気中の酸素濃度の増量補正の少なくとも一方を実行することを特徴とする請求項１４から２２のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項２４】
排気系に排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを備えるエンジンの排気浄化装置において、
前記パティキュレートフィルタの目標再生温度を決定する再生温度決定手段と、
前記パティキュレートフィルタを前記目標再生温度となるように昇温する再生手段と、を備え、
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの運転履歴に基づいて目標再生温度を決定することを特徴するエンジンの排気浄化装置。
【請求項２５】
前記再生温度決定手段は、主に結晶性が高いパティキュレートを排出する運転状態であった場合に、前記目標再生温度を相対的に高く設定することを特徴とする請求項２４に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項２６】
前記再生温度決定手段は、筒内燃焼温度が高い運転状態ほど前記目標再生温度を高く設定することを特徴とする請求項２４または２５に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項２７】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの負荷及び空気過剰率に基づいて前記目標再生温度を決定することを特徴とする請求項２４から２６のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項２８】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの負荷が同等の場合には、空気過剰率が低い方が前記目標再生温度を高く設定することを特徴とする請求項２７に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項２９】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの回転数、負荷及び空気過剰率に基づいて前記再生温度を決定することを特徴とする請求項２４から２６のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３０】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの回転数及び負荷が同等の場合には、空気過剰率が低い方が前記再生温度を高く設定することを特徴とする請求項２９に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３１】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの負荷とリッチスパイク又は硫黄被毒解除の実施の有無とに基づいて前記再生温度を設定することを特徴とする請求項２４から２６のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３２】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの負荷が同等の場合には、リッチスパイク又は硫黄被毒解除を実施した方が前記再生温度を高く設定することを特徴とする請求項３１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３３】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの回転及び負荷と、リッチスパイク又は硫黄被毒解除の実施の有無とに基づいて前記再生温度を設定することを特徴とする請求項２４から２６のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３４】
前記再生温度決定手段は、前記エンジンの回転数及び負荷が同等の場合には、リッチスパイク又は硫黄被毒解除を実施した方が前記再生温度を高く設定することを特徴とする請求項３３に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３５】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートの結晶性別の含有比率に基づいて前記目標再生温度を決定することを特徴とする請求項２４から３４のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３６】
排気系に排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを備えるエンジンの排気浄化装置において、
前記パティキュレートフィルタの目標再生温度を決定する再生温度決定手段と、
前記パティキュレートフィルタを前記目標再生温度となるように昇温する再生手段と、を備え、
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートフィルタに捕集されているパティキュレートの前記パティキュレートフィルタ内での熱履歴を演算し、演算結果に基づいて目標再生温度を決定することを特徴するエンジンの排気浄化装置。
【請求項３７】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートの前記パティキュレートフィルタ内での熱履歴として前記パティキュレートフィルタの熱履歴を演算することを特徴とする請求項３６に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３８】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートの前記パティキュレートフィルタ内での熱履歴を、前記パティキュレートフィルタの温度と、その温度の維持時間とに基づいて演算することを特徴とする請求項３７に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３９】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートフィルタの温度が高いほど、またはその温度の維持時間が長いほど、または前記温度と維持時間との積が大きいほど、目標再生温度を高く設定することを特徴とする請求項３８に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４０】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートフィルタの温度維持時間が同等の場合には、維持した温度が高いほど目標再生温度を高く設定することを特徴とする請求項３８または３９に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４１】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートの前記パティキュレートフィルタ内での熱履歴の演算を、前記パティキュレートフィルタが所定温度以上になった場合に実行することを特徴とする請求項３６から４０のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４２】
前記所定温度は、前記パティキュレートフィルタ内のパティキュレートの結晶性が向上する温度であることを特徴とする請求項４１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４３】
前記再生温度決定手段は、前記パティキュレートフィルタの温度に替えて前記パティキュレートフィルタに流入する排気の温度を用いて、前記パティキュレートの前記パティキュレートフィルタ内での熱履歴を演算することを特徴とする請求項３８から４２のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４４】
前記再生温度決定手段は、
排出するパティキュレートの結晶性に基づいて前記エンジンの運転領域を分割し、
各運転領域で排出されたパティキュレートごとに、前回再生処理終了後からの前記パティキュレートフィルタ内での熱履歴による結晶性の変化と、前回再生処理終了後からの堆積量とを演算し、前記演算結果に基づいて前記パティキュレートフィルタ内に堆積しているパティキュレートの結晶性別の構成比率を算出し、
前記結晶性別の構成比率に基づいて再生温度を決定することを特徴とする請求項３６から４３のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４５】
前記再生温度決定手段は、前記目標再生温度の基準値を設定しておき、前記パティキュレートが前記パティキュレートフィルタ内で受けた熱履歴に応じて演算した目標再生温度が前記基準値と異なる場合には、前記基準値の目標再生温度への変更または排気中の酸素濃度の増量補正の少なくとも一方を実行することを特徴とする請求項３６から４４のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気浄化装置に関し、特に排気中に含まれる微粒子を捕集するパティキュレートフィルタの再生に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンから排出される排気中には微粒子（以下、ＰＭという）が含まれている。ディーゼルエンジンでは、排気通路中にＰＭ捕集用のフィルタ（パティキュレートフィルタ）を設けることで、ＰＭの大気中への排出を防止する手段が知られている。
【０００３】
ところで、パティキュレートフィルタは捕集したＰＭが内部に堆積する構造であるため、ＰＭの捕集量には限界があり、またＰＭの堆積量が増加すると目詰まりを起こすおそれがある。そこで、パティキュレートフィルタをＰＭが燃焼する温度まで昇温することでＰＭを燃焼除去する、いわゆる再生処理が必要となる。
【０００４】
この再生処理のための昇温には、燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクや、点火時期の遅角化等の方法が用いられる。したがって、運転状態に応じた燃料量よりも多量の燃料を噴射することとなり、燃費が悪化するという問題がある。
【０００５】
この問題を解決するための技術として、特許文献１には、ＰＭ堆積量が第１の所定量以上になったら、ＰＭの成分中では燃焼のために必要な温度（燃焼温度）が比較的低い有機溶剤成分（以下、ＳＯＦという）が燃焼する温度まで上昇させてＳＯＦのみを燃焼させ、それでも第２の所定量以上のＰＭ堆積量がある場合には、燃焼温度が比較的高い炭素成分（以下、ＳＯＯＴという）が燃焼する温度まで昇温する技術が開示されている。
【０００６】
このように２段階に分けて再生を行うことにより、堆積しているＰＭの主成分がＳＯＦである場合には、比較的低い温度まで昇温すれば再生が終了し、必要がある場合にのみＳＯＯＴの燃焼温度まで昇温すればよくなる。したがって、一般的な再生のように常にＳＯＯＴの燃焼温度まで昇温する場合に比べて、燃費の悪化を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００３−１８４５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＰＭの成分のうち燃焼温度が最も高いＳＯＯＴが燃焼する温度であれば、確実にＰＭを燃焼除去できる。したがって、一般的には、再生に必要なＰＭの燃焼温度としてＳＯＯＴの燃焼温度を設定していた。特許文献１では２段階に分けて再生しているが、第２の所定量以上の場合には、ＳＯＯＴの燃焼温度まで昇温している。
【０００８】
しかしながら、ＳＯＯＴの燃焼温度、つまりＰＭの燃焼温度は結晶性の違いによって異なるという特性が発明者らによって見出された。
【０００９】
特許文献１では、第２の所定量以上となった場合にＳＯＯＴの燃焼温度まで昇温することとしているが、ＳＯＯＴの燃焼温度は結晶性により異なるという特性について考慮されていないため、必ずしもＳＯＯＴの燃焼に適した温度に昇温することになるとは限らない。
【００１０】
例えば、ＳＯＯＴの燃焼温度に対して過剰に高温まで昇温することで、必要以上の燃料を消費したり、又はＳＯＯＴの燃焼温度よりも低い温度を目標値として設定することで、昇温のために燃料を消費したにもかかわらずＰＭが燃え残ったりする、という問題が生じ得る。
【００１１】
そこで、本発明ではＰＭを確実に燃焼せしめる温度を適確に設定することにより、効率よく、かつ確実にパティキュレートフィルタの再生を行うことができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のエンジンの排気浄化装置は、排気系に排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタを備えるエンジンの排気浄化装置に関し、パティキュレートフィルタの目標再生温度を決定する再生温度決定手段と、パティキュレートフィルタを目標再生温度となるように昇温する再生手段と、を備え、再生温度決定手段は、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートの結晶性に応じて目標再生温度を決定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パティキュレートの結晶性に応じて目標再生温度を決定するので、適確な再生温度を設定することができる。これにより、ＰＭを燃焼させるのに過不足のない目標再生温度とし、効率良く、かつ確実に再生処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本実施形態を適用するディーゼルエンジンのシステム構成図である。
【００１６】
１はディーゼルエンジン本体、２は各気筒の燃料噴射弁、３は高圧の燃料を蓄える蓄圧室を有する燃料噴射装置（以下、コモンレール式燃料噴射装置という）、４は吸気コレクタ、５は吸気通路、１０は排気通路、９は目標再生温度の設定や再生処理時の昇温制御等、種々の制御を行うコントロールユニット（再生温度決定手段、再生手段）、１４はディーゼルエンジン本体１の駆動力を駆動軸に伝達する変速機である。なお、変速機１４は有段変速機、無段変速機のいずれであっても構わない。
【００１７】
燃料噴射弁２には、コモンレール式燃料噴射装置３によって高圧燃料が供給される。また、各燃料噴射弁２はコントロールユニット（ＥＣＵ）９からの噴射信号に応じて開閉動作し、高圧燃料を気筒内に噴射する。
【００１８】
ディーゼルエンジン本体１の各吸気ポートに接続する吸気コレクタ４には、吸気通路５が接続し、吸気通路５には、上流側からの過給のための可変ノズル式ターボチャージャ６のコンプレッサ６ａ、加圧されて高温となった空気を冷却するインタークーラ７、吸気量を制御する吸気絞弁８を配置する。また、排気通路１０には、その上流側から、可変ノズル式ターボチャージャ６のタービン６ｂ、排気中の未燃焼成分を酸化処理する酸化触媒１１、排気中のＮＯｘをトラップする吸着型ＮＯｘ触媒１２、排気中のＰＭを補集するパティュレートフィルタ（ＤＰＦ）１３を順次配置する。
【００１９】
また、排気通路１０のタービン６ｂの上流から分岐して吸気コレクタ４に接続するＥＧＲ通路１５を設け、このＥＧＲ通路１５にはＥＧＲ弁１６を設置し、運転条件に応じて吸気中に還流する排気量を制御する。
【００２０】
ＥＣＵ９には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１７、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ１８、また排気通路１０の酸化触媒１１とＤＰＦ１３との間の排気圧力を検出する排気圧センサ１９、ＤＰＦ１３の下流の排気空燃比を検出する排気空燃比センサ２０、ＤＰＦ１３の温度を検出する温度センサ２１、吸着型ＮＯｘ触媒１２の温度を検出する温度センサ２２からの各検出信号が入力される。そして、これら検出信号に基づいて可変ノズル式ターボチャージャ６の可変ノズルベーンの開度を制御するための信号、ＥＧＲ弁１６の開度を制御するための信号、吸気絞弁８の開度を制御するための信号、さらには、ＰＭ堆積量検知手段としてＤＰＦ１３内のＰＭ堆積量、燃料噴射弁２による燃料噴射量を制御するための信号、ＤＰＦ再生制御開始時期判定手段としてＤＰＦ１３の再生時期を判断し、昇温手段として再生のための排気温度上昇に必要な燃料供給をする燃料噴射弁２を作動させるための信号等をそれぞれ演算し、出力する。
【００２１】
次にＤＰＦ１３の再生制御について図２を参照して説明する。図２はＤＰＦ１３の再生制御のためのＥＣＵ９が実行する制御ルーチンを表すフローチャートである。なお、この制御ルーチンは一定周期毎、例えば１０ｍｓごとに繰り返し実行する。
【００２２】
ステップＳ１では、運転状態としてエンジン回転数センサ１７及びアクセル開度センサ１８の検出信号を読み込む。
【００２３】
ステップＳ２では、吸着型ＮＯｘ触媒１２に吸着したＮＯｘ量を算出する。測定方法は一般的に知られている方法を用いる。例えば特許２６００７９２号公報に開示されている方法のようにエンジン回転数の積算値に基づいて推定してもよいし、または一定の走行距離ごとにＮＯｘ吸着量を加算していく方法を用いてもよい。
【００２４】
ステップＳ３では、吸着型ＮＯｘ触媒１２に堆積した硫黄の量を算出する。ここでの算出方法も、例えば特許２６００７９２号公報に開示されている方法等、一般的に知られている方法を用いる。
【００２５】
ステップＳ４では、ＤＰＦ１３内のＰＭ堆積量を推定する。推定方法は一般的に知られている方法を用い、例えば、排圧と堆積量との関係を予めマップ化しておき、排気圧センサ１９により検出したＤＰＦ１３の排圧を用いてマップ検索する方法や、エンジン回転数及び機関負荷（燃料噴射量）とＰＭ排出量との関係を予めマップ化しておき、前回の再生からのＰＭ排出量を積算する方法等を用いる。
【００２６】
ステップＳ５では、瞬時ＰＭ酸化温度Ｔｏｘｉを算出し、それをメモリする。瞬時ＰＭ酸化温度Ｔｏｘｉの算出方法は、図３のフローチャートにしたがって行う。図３はステップＳ５で実行するサブルーチンである。
【００２７】
ステップＳ１００１では、予め作成しておいた図４に示すマップを用いて、エンジン回転数及びトルクからベース酸化温度Ｔｂを検索する。図４は、縦軸にエンジントルク、横軸にエンジン回転数をとり、ＰＭのベース酸化温度をエンジントルク及びエンジン回転数に割り付けたものである。
【００２８】
このマップは、ＰＭの結晶性が上がるほどＰＭの酸化温度も上昇するという特性に基づいて作成している。結晶性は、結晶子の径が大きいほど、また、結晶子中の層間隔が狭いほど高くなる。そして、結晶子径は図５に示すようにエンジントルクが大きくなるほど大きくなり、層間隔は図６に示すようにエンジントルクが大きくなるほど狭くなる。したがって、図４では、ＰＭの酸化温度もエンジントルクが大きくなるほど高くなっている。
【００２９】
なお、酸化温度はエンジン回転数が高くなるほど高くなる傾向があるが、エンジン回転数に対する感度はエンジントルクに対する感度に比べて小さい。したがって、演算負荷軽減等のために、エンジントルクのみを用いてベース酸化温度を検索するようにしてもよい。
【００３０】
ステップＳ１００２では、予め作成しておいた図７に示すテーブルを用いて、空気過剰率λから酸化温度の補正係数Ｋを求める。図７は縦軸に補正係数Ｋ、横軸に空気過剰率λをとったもので、空気過剰率が低下するほど補正係数Ｋも大きくなっている。
【００３１】
ステップＳ１００３では、下式（１）により瞬時運転条件での酸化温度Ｔｏｘｉを算出する。
【００３２】
Ｔｂ×Ｋ＝Ｔｏｘｉ      ・・・（１）
これは、図８に示すように、同一のエンジントルク及びエンジン回転数であっても、空気過剰率λが小さくなるほどＰＭの結晶性が上がるという特性を考慮して、エンジントルクとエンジン回転数のみから求めた酸化温度を補正するものである。
【００３３】
なお、排気還流（ＥＧＲ）を行う場合には、ＥＧＲ率に応じた補正係数Ｆを用いて、式（１）で算出した酸化温度Ｔｏｘｉをさらに補正してもよい。補正係数Ｆは、例えば図９のテーブルに示すように、ＥＧＲ率が大きくなるほど小さくなるように設定する。これは、ＥＧＲ率が高くなるほど筒内温度は相対的に低下し、これにより結晶性が低下して酸化温度も低下するためである。
【００３４】
図８はエンジン回転数及びエンジントルクが同一の場合に、λ＝１．５の場合の結晶性とλ＝１の場合の結晶性の違いを模式的に表した図である。この違いは、空気過剰率λが小さくなるほど燃焼時の筒内温度が高くなるためと考えられる。
【００３５】
このようにして算出した瞬時運転条件での酸化温度Ｔｏｘｉを、前回再生終了から次回再生までの間、算出するごとにメモリしておく。
【００３６】
図２のフローチャートの説明に戻る。
【００３７】
ステップＳ６では、再生要求フラグ（Ｔ−ＤＰＦ−ｃａｌ）が立っているか否かを判定する。Ｔ−ＤＰＦ−ｃａｌ＝０であればステップＳ７に進み、Ｔ−ＤＰＦ−ｃａｌ＝１であれば後述するＤＰＦ再生温度設定用のサブルーチンに入る。
【００３８】
ステップＳ７では、ＤＰＦ再生モード中であるか否かを示すフラグ（ｒｅｇ）が立っているか否かを判定する。ｒｅｇ＝０の場合はステップＳ８に進み、ｒｅｇ＝１の場合は後述するＤＰＦ再生モード用のサブルーチンに入る。
【００３９】
ステップＳ８では、吸着型ＮＯｘ触媒１２再生時の硫黄被毒解除モード中か否かを示すフラグ（ｄｅｓｕｌ）が立っているか否かの判定を行う。ｄｅｓｕｌ＝０の場合はステップＳ９に進み、ｄｅｓｕｌ＝１の場合は後述する硫黄被毒解除モード用のサブルーチンに入る。
【００４０】
ステップＳ９では、吸着型ＮＯｘ触媒１２再生時のリッチスパイクモード中であるか否かを示すリッチスパイクフラグ（ｓｐ）が立っているか否かの判定を行う。リッチスパイクフラグｓｐ＝０の場合にはステップＳ１０に進み、リッチスパイクフラグｓｐ＝１の場合は後述するリッチスパイクモード用のサブルーチンに入る。
【００４１】
ステップＳ１０では、ＤＰＦ１３再生時及び硫黄被毒解除時の劣化防止モード中であるか否かを示す劣化防止モードフラグ（ｒｅｃ）が立っているか否かの判定を行う。劣化防止モードフラグｒｅｃ＝０の場合はステップＳ１１に進み、劣化防止モードフラグｒｅｃ＝１の場合は後述する劣化防止モード用のサブルーチンに入る。
【００４２】
ステップＳ１１では、ステップＳ４で推定したＰＭ堆積量が、再生が必要な場合の堆積量として予め設定したＰＭ１より多いか否かを判定する。これはＤＰＦ１３の再生時期になっているか否かの判定である。再生時期であるか否かの判定方法としては、この他に、例えば図１８に示すような、エンジン回転数及びエンジントルクと、堆積量が所定量ＰＭ１に達した場合の排圧（排圧しきい値）との関係を表すマップを予め作成しておき、排圧が排圧しきい値を超えているか否かで判定する方法がある。また、前回の再生からの走行距離が所定の距離を超えており、かつＤＰＦ１３の排圧が排圧しきい値を超えている場合に、再生時期であると判定する方法を用いてもよい。
【００４３】
再生時期であると判定された場合には、図１５に示すサブルーチンに進み、ステップＳ６０１で再生要求フラグＴ＿ＤＰＦ＿ｃａｌを１として再生要求を出す。ステップＳ１１で再生時期ではないと判定された場合には、ステップＳ１２に進む。
【００４４】
ステップＳ１２では、吸着型ＮＯｘ触媒１２の硫黄被毒解除が必要か否かを、ステップＳ３で算出した吸着型ＮＯｘ触媒に堆積した硫黄の量が所定量ＳＭ１に達しているか否かで判定する。所定量ＳＭ１に達している場合には硫黄被毒解除が必要であると判定して、図１６に示すサブルーチンに進み、図１６のステップＳ７０１で硫黄被毒解除要求フラグｄｅｓｕｌを１として硫黄被毒解除要求を出す。硫黄被毒解除は必要ないと判定した場合には、ステップＳ１３に進む。
【００４５】
ステップＳ１３では、吸着型ＮＯｘ触媒１２が再生時期になったか否かを、ステップＳ２で算出したＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１に達しているか否かで判定する。所定量ＮＯｘ１に達している場合には再生が必要と判定し、図１７に示すサブルーチンに入り、ステップＳ８０１でＮＯｘ再生要求フラグｓｐを１としてＮＯｘ再生要求を出す。ＮＯｘ再生の必要はないと判定した場合にはそのままリターンする。
【００４６】
次に各サブルーチンについて説明する。
【００４７】
図１０はＤＰＦ１３の再生温度設定用の制御ルーチンを表すフローチャートである。
【００４８】
ステップＳ１０１では、メモリしておいた酸化温度Ｔｏｘｉの中から最高温度を選び、これをＤＰＦ１３の目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦとする。
【００４９】
ステップＳ１０２では目標再生温度範囲の上限値Ｔ１及び下限値Ｔ２を下式（２）、（３）により決定する。なお、目標温度範囲は、当該温度範囲内に保持すれば確実にＰＭを燃焼除去し得る温度範囲となるよう設定する。例えば、Ｄを１０度程度の値に設定する。
【００５０】
Ｔ１＝Ｔ＿ＤＰＦ＋Ｄ      ・・・（２）
Ｔ２＝Ｔ＿ＤＰＦ−Ｄ      ・・・（３）
ステップＳ１０３では再生要求フラグＴ＿ＤＰＦ＿ｃａｌをゼロにし、ステップＳ１０４ではＤＰＦ再生モードフラグｒｅｇを１にする。これにより、次回演算時には、ステップＳ７から再生モード用のサブルーチンに入る。
【００５１】
ステップＳ１０５では、目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦとなるように、ポスト噴射によるＤＰＦ１３の昇温を開始する。ポスト噴射量は、目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦや運転状態に応じて設定する。
【００５２】
図１１はＤＰＦ再生モード時に実行する制御ルーチンを表すフローチャートである。
【００５３】
ステップＳ２０１では、ＤＰＦ１３が十分に昇温し、ＰＭの燃焼が可能な温度になっていることを確認したうえで、排気λをＰＭ堆積量に応じて定まる目標値に制御する。ＤＰＦ１３が十分に昇温していることの確認は、例えば温度センサ２１の検出温度が目標温度範囲の下限値Ｔ２を超えているか否かにより行う。
【００５４】
排気λの目標値は、例えば図２２に示すようなテーブルを用いて、ＰＭ堆積量が多ければ排気λは小さく、ＰＭ堆積量が少なければ排気λが大きくなるように設定する。排気λの制御は、吸気絞弁８の開度を調整することにより行う。
【００５５】
ステップＳ２０２では、ＤＰＦ１３の温度が目標温度範囲の上限値Ｔ１を超えたか否かを判定する。超えていない場合にはステップＳ２０３に進む。超えている場合はステップＳ２０９に進み、ポスト噴射量を運転状態に応じた単位噴射量だけ減量する。運転状態に応じた単位噴射量は、例えば図２３に示すようなマップを用いて設定する。図２３は単位噴射量をエンジントルク及びエンジン回転数に割り付けたマップであり、低回転・低トルクほど噴射量は少なく、高回転・高トルク領域ほど噴射量は多くなっている。また、ポスト噴射量が変動することで排気λが目標値から外れることを防止するために、吸気絞弁８によって吸気量を調整してベッド温度の変化を抑制しつつ排気λを達成する。
【００５６】
ステップＳ２０３では、ＤＰＦ１３の温度が目標温度範囲の下限値Ｔ２を下回っているか否かを判定する。下回っていない場合はステップＳ２０４に進む。下回っている場合はステップＳ２０８に進み、ポスト噴射量を運転状態に応じた単位噴射量だけ増量する。ここでの単位噴射量は、ステップＳ２０９と同様の方法で設定する。
【００５７】
ステップＳ２０４では、ＤＰＦ１３の温度が目標温度範囲内となってからの時間ｔ１が、基準時間ｔｄｐｆｒｅｇを超えたか否かの判定を行う。基準時間ｔｄｐｆｒｅｇは、ＤＰＦ１３の温度を目標温度範囲に保持すれば、堆積したＰＭを確実に燃焼除去し得るだけの時間を設定する。すなわち、ＰＭ堆積量に応じて定まる値である。
【００５８】
基準時間ｔｄｐｆｒｅｇを超えていなければリターンして上記ステップを繰り返し、越えている場合はステップＳ２０５に進む。
【００５９】
ステップＳ２０５ではポスト噴射を停止してＤＰＦ１３の加熱を停止する。ステップＳ２０６では再生モードが終了したので再生モードフラグｒｅｇをゼロにする。
【００６０】
そしてステップＳ２０７では、劣化防止モードに入るために劣化防止モードフラグｒｅｃを１にする。再生モードを終了して急激に排気λを大きくすると、仮にＤＰＦ１３内にＰＭの燃え残りがあった場合にはＤＰＦ１３内でＰＭが急激に燃焼し、この燃焼熱によってＤＰＦ１３が劣化するおそれがある。この燃焼熱による劣化を防止するためのモードが劣化防止モードである。具体的な制御内容については後述する。
【００６１】
図１２は硫黄被毒解除モード時に実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【００６２】
ステップＳ３０１では、排気λを理論空燃比（ストイキ）に制御する。具体的には、図２０に示すようなマップを用いて排気λがストイキになる吸気量を算出し、これに基づいて吸気絞弁８の開度を調節する。
【００６３】
図２０は、排気λがストイキになる吸気量をエンジン回転数及びエンジントルクに割り付けたマップであり、高回転・高トルク領域になるほど吸気量も多くなっている。なお、図２０中の実線は吸気量が同一になる運転点を結んだ曲線である。
【００６４】
ステップＳ３０２では、吸着型ＮＯｘ触媒１２の温度があらかじめ設定した所定温度Ｔ３より高いか否かを判定する。例えば、Ｂａ系の吸着型ＮＯｘ触媒１２を使用する場合には、硫黄被毒解除のためにリッチ〜ストイキ雰囲気で６００度以上にする必要があることから、Ｔ３は６００度以上に設定する。Ｔ３以上の場合はステップＳ３０３に進み、Ｔ３以下の場合はステップＳ３０９に進む。
【００６５】
ステップＳ３０３では、目標排気λ及び目標ベッド温度となってからの時間ｔ２が、所定時間ｔｄｅｓｕｌだけ経過したか否かを判定する。すなわち、目標排気λ及び目標ベッド温度で所定時間ｔｄｅｓｕｌだけ硫黄被毒解除処理が行われたか否かの判定を行う。ｔｄｅｓｕｌ経過している場合はステップＳ３０４に進み、経過していない場合はリターンして上記処理を繰り返す。
【００６６】
ステップＳ３０４では、移動被毒解除処理が終了したので、排気λがストイキでの運転を解除する。
【００６７】
ステップＳ３０５では、劣化防止モードフラグｒｅｃを１にする。硫黄被毒解除処理中に吸着型ＮＯｘ触媒１２は相対的に高温となっており、このような状態で硫黄被毒解除モードが終了して急に排気λを大きくすると、ＤＰＦ１３にＰＭが堆積している場合にはＰＭが急激に燃焼することとなり、この燃焼熱によってＤＰＦ１３が劣化してしまうおそれがある。そこで、劣化防モードを実行するために劣化防止モードフラグｒｅｃを１にする。
【００６８】
ステップＳ３０６では硫黄被毒解除モードが終了したので硫黄被毒解除モードフラグｄｅｓｕｌをゼロにする。
【００６９】
ステップＳ３０７では、硫黄被毒解除モードが終了したのでＮＯｘ堆積量のカウンタをゼロにする。
【００７０】
ステップＳ３０８では、ＮＯｘ再生要求フラグｓｐをゼロにする。硫黄被毒解除モード中は排気λがストイキになっているため、吸着型ＮＯｘ触媒１２は長時間ストイキ雰囲気に晒される。すなわち、ＮＯｘ再生要求が出ている場合には、硫黄被毒解除処理を行うことで、同時にＮＯｘ再生も行われる。そこで、ＮＯｘ再生要求フラグｓｐをゼロにする。
【００７１】
ステップＳ３０９では、吸着型ＮＯｘ触媒１２の温度が所定温度Ｔ３より低いので、昇温するために所定量だけポスト噴射を行う。このとき、ポスト噴射によって排気λが変動しないように、吸気絞弁８によって吸気量の調整を行い、これにより目標の排気λと目標ベッド温度を実現する。
【００７２】
図１３はリッチスパイクを行うための制御ルーチンを表すフローチャートである。
【００７３】
ステップＳ４０１では、排気λの制御を行う。まずポスト噴射量を、例えば図１９に示すようにポスト噴射量をエンジン回転数及びエンジントルクに割り付けたマップを用いて算出する。図１９では、高回転・高トルク領域になるほど噴射量が多くなっている。そして、このようにして設定した燃料噴射量のときに排気λが略０．９になるよう、吸気絞弁８を用いて吸気量を調整する。排気λを略０．９にするための目標吸気量は、図２０と同様に目標吸気量をエンジン回転数及びエンジントルクに割り付けたマップを用いて算出する。
【００７４】
ステップＳ４０２では、排気λがリッチになってからの時間ｔ３が所定時間ｔｓｐｉｋｅを超えたか否かを判定する。超えていない場合はリターンして、所定時間ｔｓｐｉｋｅを超えるまで上記処理を繰り返す。超えている場合はステップＳ４０３に進む。
【００７５】
ステップＳ４０３ではリッチスパイクを解除し、リッチスパイクフラグｓｐをゼロにする。
【００７６】
図１４は劣化防止モードを実行するための制御ルーチンを表すフローチャートである。
【００７７】
ステップＳ５０１では、ＤＰＦ１３のベッド温度として温度センサ２１の検出信号を読み込む。
【００７８】
ステップＳ５０２では、排気λを略１．４よりも小さく制御する。これは、劣化防止モードを実行する場合には、再生直後又は高負荷運転直後のようにＤＰＦ１３のベッド温度が高温になっているので、ＤＰＦ１３内のＰＭが急激に燃焼することを防止するためである。排気λの制御は、目標吸気量となるように吸気絞弁８の開度を調整することにより行う。目標吸気量は例えば図２１に示すようなマップを用いて算出する。そして、排気空燃比センサ２０の検出信号に基づいてフィードバック制御を行う。なお、図２１は劣化防止のための目標吸気量をエンジン回転数及びエンジントルクに割り付けたマップである。高回転高負荷領域ほど目標吸気量が多くなっている。
【００７９】
ステップＳ５０３では、ＤＰＦ１３のベッド温度が所定温度Ｔ４より低いか否かを判定する。所定温度Ｔ４は、排気λが変化することにより酸素濃度が大気並みになっても、ＰＭが急激に燃焼を開始するおそれがない温度を設定する。
【００８０】
所定温度Ｔ４より高い場合にはリターンし、低い場合はステップＳ５０４に進む。
【００８１】
ステップＳ５０４では、ステップＳ５０２で開始した排気λの制御を終了する。
【００８２】
ステップＳ５０５では、劣化防止モードフラグｒｅｃをゼロにする。
【００８３】
上記のような制御を行うことにより、本実施形態では次のような効果を得ることができる。
【００８４】
（１）ＤＰＦ１３を備えるエンジンの排気浄化装置において、エンジン１の運転履歴に基づいてＤＰＦ１３に捕集されたＰＭの結晶性を判断し、結晶性に基づいて目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを決定するので、ＤＰＦ１３を必要以上に高温まで昇温したり、ＰＭを燃焼除去できない程度の温度までしか昇温せずに燃え残りが小ずることがなくなり、効率的に再生処理を行うことができる。
【００８５】
（２）ＰＭの結晶性と酸化温度には相関があり、結晶性が高いほど酸化温度も高くなる。本実施形態では、主に結晶性が高いＰＭを排出する運転状態であった場合に、目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを相対的に高く設定するので、適確な目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを設定することができる。
【００８６】
（３）ＰＭの結晶性はエンジン負荷が高くなるほど上昇する。本実施形態では筒内燃焼温度が高い運転状態ほど排出されるＰＭの結晶性が高いと判断するので、負荷が高くなるほど目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを高く設定することとなり、適確な目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを設定することができる。
【００８７】
（４）エンジン負荷が同一であっても、空気過剰率λが異なるとＰＭの酸化温度も異なる。本実施形態では、エンジン１の負荷及び空気過剰率λに基づいてＰＭの結晶性を判断し、エンジン１の負荷が同等の場合には、空気過剰率λが低い方がＰＭの結晶性が高いと判断するので、適確な目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを設定することができる。
【００８８】
（５）ＰＭの酸化温度はエンジン１の回転数に対する感度が低い。しかし、低負荷域ではわずかながらエンジン回転数に対する感度を示し、エンジン回転数が高い方が酸化温度も高くなる。そこで、エンジン１の回転数、負荷及び空気過剰率λに基づいてＰＭの結晶性を判断することで、目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦをより精度良く設定設定することができる。
【００８９】
（６）エンジン１の負荷とリッチスパイク又は硫黄被毒解除の実施の有無とに基づいてＰＭの結晶性を判断し、エンジン１の負荷が同等の場合にはリッチスパイク又は硫黄被毒解除を実施した方が前記ＰＭの結晶性が高いと判断するので、リッチスパイク（λ＝約０．９）や硫黄被毒解除（λ＝約１．０）によって空気過剰率λが低下した場合にも、適確な目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを設定することができる。
【００９０】
第２実施形態について説明する。
【００９１】
本実施形態は、構成及び制御は基本的には第１実施形態と同様であるが、ＰＭ酸化温度の設定方法が異なる。つまり、図２のステップＳ５に相当するステップ及び図１０に示すサブルーチンのステップＳ１０１に相当するステップの内容が異なる。
【００９２】
図２４は図２のステップＳ５で実行するサブルーチンを表すフローチャートである。
【００９３】
ステップＳ２００１からステップＳ２００３は、図２のステップＳ１００１からステップＳ１００３と同様である。ステップＳ２００４では、下式（４）により、瞬時運転条件でのＰＭ酸化温度ＴｏｘｉとＰＭの瞬時排出量Ｍとの積の、前回再生終了からの総和Ｘを算出する。
【００９４】
Σ（Ｔｏｘｉ×Ｍ）＝Ｘ      ・・・（４）
ここで、瞬時排出量Ｍは、例えば図２５に示すようなマップを用いて算出する。図２５はＰＭの瞬時排出量をエンジン回転数及びエンジントルクに割り付けたマップであり、高回転・高トルク領域ほど排出量が多くなっている。
【００９５】
ＤＰＦ１３の再生温度設定用のサブルーチンにおける目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦの決定方法、つまり図１０のステップＳ１０１に相当するステップでは、例えば図２６に示すようなテーブルを用いて、総和Ｘから目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを決定する。図２６は総和Ｘと目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦとの関係を表すテーブルであり、総和Ｘが大きくなるほど目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦも高くなっている。
【００９６】
このように目標酸化温度Ｔ＿ＤＰＦを決定すると、例えばベース酸化温度Ｔｂが低い状態が長く続いたり、ベース酸化温度Ｔｂが高い状態が短かったりすることにより、目標酸化温度Ｔ＿ＤＰＦは瞬時運転条件の酸化温度Ｔｏｘｉの最高値よりも低い値となる。すなわち、ＤＰＦ１３内に堆積している最も酸化温度Ｔｏｘｉの高いＰＭの酸化温度よりも低い目標酸化温度Ｔ＿ＤＰＦが設定されることとなる。
【００９７】
しかし、酸化温度の低いＰＭが燃焼するときに発生する熱によってＤＰＦ１３を目標酸化温度Ｔ＿ＤＰＦよりも高い温度にできれば、最も酸化温度Ｔｏｘｉの高いＰＭを燃焼除去することができる。そこで、図２６のマップを作成する際には、ベース酸化温度ごとのＰＭ燃焼時の発熱量を調べる等して、ＤＰＦ１３内のＰＭを確実に燃焼除去し得るＴ＿ＤＰＦを設定する。
【００９８】
上記のように本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、さらに、次のような効果を得ることができる。
【００９９】
ＰＭの結晶性別の含有比率に基づいて目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを決定するので、堆積しているＰＭ中で最も結晶性の高いＰＭの酸化温度よりも低い目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦで、効率よく再生処理を行うことができる。
【０１００】
第３実施形態について説明する。本実施形態の構成は、第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【０１０１】
図２７は本実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。ステップＳ３００１〜Ｓ３００３、ステップＳ３００６〜Ｓ３０１３、及び各サブルーチンは、図２のステップＳ１〜Ｓ３、ステップＳ６〜Ｓ１３及び各サブルーチンと同様なので説明を省略する。
【０１０２】
ステップＳ３００４では、図２８に示すサブルーチンを実行する。このサブルーチンは、排出するＰＭの酸化温度別に運転領域を分割し、各運転領域ごとの燃焼性（瞬時運転条件の酸化温度Ｔｏｘｉ）及びＰＭ堆積量を推定するためのものである。運転領域は、例えば図２９に示すように、エンジントルクが低い方から、つまりＰＭの酸化温度が低い方からＡ、Ｂ、Ｃと３分割する。なお、前述したように酸化温度はエンジン回転数に対する感度が低いため、図２９ではエンジントルクのみに応じて運転領域を分割している。
【０１０３】
ステップＳ４００１では、図４のマップからベース酸化温度Ｔｂを算出する。ステップＳ４００２では、空気過剰率の違いによる酸化温度を補正するための空気過剰率補正係数Ｋを算出する。ステップＳ４００３では、ベース酸化温度Ｔｂを空気過剰率の違いによる酸化温度補正係数Ｋを用いて補正して瞬時運転条件の酸化温度Ｔｏｘｉを算出する。そして、ステップＳ４００４では、瞬時運転条件の酸化温度Ｔｏｘｉが閾値Ｂより低い場合には領域Ａ、閾値Ｂよりも高く閾値Ｃよりも低い場合は領域Ｂ、閾値Ｃよりも高い場合は領域Ｃと判別する。なお、閾値Ｂ、Ｃは予め設定しておく。また、各領域ごとに代表再生温度を設定しておき、代表再生温度と瞬時排出量Ｍとの積を各領域の堆積量としてメモリする。
【０１０４】
本実施形態では、一定時間Ｔ-ｔｉｍｅごとに、ステップＳ３００４の後でステップＳ３０１４〜Ｓ３０１６を実行する。なお、ステップＳ３０１４〜Ｓ３０１６を実行している間も、ステップＳ３００１〜Ｓ３０１３は独立して実行している。
【０１０５】
ステップＳ３０１４では、ＤＰＦ１３のベッド温度として温度センサ２１の検出信号をを読み込む。なお、ＤＰＦ１３に流入するガス温度を検知する手段がある場合には、ベッド温度に替えてガス温度を読み込んでもよい。
【０１０６】
ステップＳ３０１５では、ＤＰＦ１３に堆積しているＰＭの燃焼性変化を把握する。具体的には、ステップＳ３００４で推定した各運転領域ごとのＰＭ堆積量と、ステップＳ３０１４で読み込んだＤＰＦ１３の温度に基づいて、燃焼性を判断する指標値としての燃焼性指標値Ｇを次のようにして算出する。
【０１０７】
ＧＡ＝Ａｉｎｉｔｉａｌ＋∫ａｄｔ      ・・・（５）
ＧＢ＝Ｂｉｎｉｔｉａｌ＋∫ｂｄｔ      ・・・（６）
ＧＣ＝Ｃｉｎｉｔｉａｌ＋∫ｃｄｔ      ・・・（７）
なお、Ａｉｎｉｔｉａｌ、Ｂｉｎｉｔｉａｌ、ＣｉｎｉｔｉａｌはそれぞれステップＳ３００４で推定した各運転領域の瞬時運転条件での酸化温度Ｔｏｘｉであり、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ結晶性上昇係数である。結晶性上昇係数は、ＤＰＦ１３を所定の温度に維持した場合に、単位時間当りに結晶性がどれだけ上昇するか、つまり単位時間当りに酸化温度がどれだけ上昇するかを表す値である。
【０１０８】
例えば、図３１に示すように、領域Ａの結晶性は温度がＴ３の場合には結晶性上昇係数はａ３であるが、温度をＴ２に上昇させると結晶性上昇係数も大きくなりａ２となる。したがって、ＤＰＦ１３の温度が高いほど、または当該温度での保持時間が長いほど、ＰＭの結晶性は上昇して、酸化温度が高くなる。
【０１０９】
また、図３２に示すように同じ温度Ｔ３で比較すると、領域Ａよりも結晶性の高い領域である領域Ｂの結晶性上昇係数ｂは、結晶性上昇係数ａよりも小さい。これは、結晶性が高い領域になるほど、ＤＰＦ１３内での温度履歴による結晶性の上昇幅が小さくなることを表している。したがって、領域Ｃの結晶性上昇係数ｃは結晶性上昇係数ｂよりもさらに小さくなる。
【０１１０】
これらの特性をもとに、図３０に示すテーブルを予め作成する。図３０は横軸がＤＰＦ１３の温度、縦軸が結晶性上昇係数であり、ＤＰＦ１３の温度が高いほど各領域の結晶性上昇係数は大きくなっている。また、結晶性上昇係数の大きさは、ＤＰＦ１３の温度が高くなってもａ＞ｂ＞ｃのままである。
【０１１１】
式（５）〜（７）を実行する際には、ステップＳ３０１４で読み込んだＤＰＦ１３の温度で、図３０のマップを検索することにより各領域の結晶性上昇係数ａ、ｂ、ｃを求める。
このようにして算出した各領域の燃焼性指標値Ｇはメモリしておく。
【０１１２】
ステップＳ３０１６では、一定時間Ｔ−ｔｉｍｅ経過したか否かを判定し、経過している場合にはステップＳ３００５に進む。経過していない場合はステップＳ３０１４に戻る。
【０１１３】
すなわち、燃焼性指標値Ｇの演算を一定時間Ｔ−ｔｉｍｅ繰り返す。この間、演算するごとに燃焼性指標値Ｇを更新する。そして、領域ＡのＰＭの燃焼性指標値ＧＡが閾値Ｂを超えた場合には、今まで領域Ａとして扱ってきたＰＭを領域Ｂに編入して、次回以降の演算を行う。領域Ｂ、領域Ｃについても同様である。
【０１１４】
ステップＳ３００５では、所定時間Ｔ−ｔｉｍｅの間に新たに堆積したＰＭと、ステップＳ３０１５の演算結果とに基づいて各領域のＰＭ堆積量を更新する。
【０１１５】
ステップＳ３００６で再生要求フラグＴ＿ＤＰＦ＿ｃａｌが立っていたときには、基本的には図１０と同様の制御ルーチンを実行する。ただし、ステップＳ１０１に相当するステップでは、下式（８）により全領域の堆積量と代表再生温度との積の総和Ｎを算出し、図３４に示すテーブルを用いて目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを検索する。
【０１１６】
Ｎ＝Ａ領域量＋Ｂ領域量＋Ｃ領域量      ・・・（８）
ただし、Ａ領域量＝Ｔａ×Ｍ、Ｂ領域量＝Ｔｂ×Ｍ、Ｃ領域量＝Ｔｃ×Ｍ、Ｍ：瞬時排出量とする。
【０１１７】
また、図３４のテーブルは、横軸に総和Ｎ、縦軸に目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦをとっており、総和Ｎが大きくなるほど目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦが高くなっている。
【０１１８】
上記の制御は、図３３に示すように、ＤＰＦ１３の温度がある程度高い場合（（図３３中のＴ１：例えば５００度程度））には、ＤＰＦ１３内に堆積しているＰＭの結晶性が上がるため、再生温度が上昇する、という発明者らが見出した知見に基づくものである。すなわち、ＤＰＦ１３内のＰＭについて、ＤＰＦ１３に捕集されるときの酸化温度のみではなく、ＤＰＦ１３に捕集されてから再生されるまでに受けた熱履歴による酸化温度の変化をも考慮して、目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを設定するものである。
【０１１９】
ところで、上記制御ではＰＭを確実に燃焼除去し得る目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを設定し、これに応じて燃料噴射量の増量や燃料噴射時期の遅角等を行っており、堆積しているＰＭの酸化温度が高い場合には目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦも高く設定することとなる。しかし、目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦは堆積しているＰＭの酸化温度によらず一定の所定温度（例えば６００度程度）に設定しておき、堆積しているＰＭの酸化温度が所定温度ではＰＭを燃焼除去できないほど高温の場合には、排気の酸素濃度を上昇させるようにしてもよい。酸素濃度が上昇すれば燃焼が促進されるため、ＤＰＦ１３内に堆積しているＰＭを燃焼除去することができる。更に、目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを相対的に高い温度に設定した場合には、目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを高く設定し、かつ酸素濃度を上昇させるようにしてもよい。
【０１２０】
なお、ＤＰＦ１３に堆積しているＰＭは、ＤＰＦ１３がある程度高温でないと、結晶性は上がらないので、Ｓ３０１４〜Ｓ３０１６を一定時間Ｔ-ｔｉｍｅごとに実行するのではなく、ＤＰＦ１３の温度が所定温度以上になった場合にのみ実行するようにしてもよい。
【０１２１】
また、本実施形態では、Ａ〜Ｃの３領域に分割して、各領域ごとにＤＰＦ１３内で受けた熱履歴による燃焼性の変動を算出しているが、より多くの領域に分割することで、より精密な再生温度の制御を行うことが可能となる。
【０１２２】
以上により本実施形態によれば、第１、第２実施形態と同様の効果に加え、さらに次のような効果を得ることができる。
【０１２３】
（１）捕集されたＰＭのＤＰＦ１３内で受けた熱履歴による結晶性の変化を演算し、再生処理をする際の結晶性に基づいて目標再生温度を決定するので、ＤＰＦ１３に捕集された後の結晶性の変化に応じた、適確な目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを設定することができる。
【０１２４】
（２）ＰＭのＤＰＦ１３内での熱履歴としてＤＰＦ１３の温度履歴を用いるので、簡便な構成でＤＰＦ１３内のＰＭの熱履歴を検知することができる。
【０１２５】
（３）ＰＭは受ける熱が高いほど、また当該温度での保持時間が長いほど結晶性が上がり燃焼性が悪化する。そこで、ＤＰＦ１３の温度履歴をＤＰＦ１３の温度と当該温度の維持時間とに基づいて定めることとし、ＤＰＦ１３の温度が高いほど、または当該温度の維持時間が長いほど、または当該温度と維持時間との積が大きいほど、目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを高く設定するので、適確な目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを設定することができる。
【０１２６】
（４）ＰＭは、保持時間が同等であれば、保持した温度が高い方が結晶性の上昇速度が高い。そこで、ＤＰＦ１３の温度維持時間が同等の場合には、維持した温度が高いほど目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを高く設定することにより、適確な目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦを設定することができる。
【０１２７】
（５）ＰＭの結晶性の上昇は、所定温度以上の場合に生ずるので、ＰＭのＤＰＦ１３内での熱履歴の演算をＤＰＦ１３が所定温度以上になった場合に実行することにより、演算負荷を低減し、効率的にＤＰＦ１３の再生を行うことができる。
【０１２８】
（６）排出するＰＭの結晶性に基づいてエンジン１の運転領域を分割し、各運転領域で排出されたＰＭごとに、前回再生処理終了後からのＤＰＦ１３内での熱履歴による結晶性の変化と、前回再生処理終了後からの堆積量とを演算し、ＤＰＦ１３内に堆積しているＰＭの結晶性別の構成比率を算出し、算出結果に基づいて再生温度Ｔ＿ＤＰＦを決定するので、堆積しているＰＭ中で最も結晶性の高いＰＭの酸化温度よりも低い目標再生温度Ｔ＿ＤＰＦで、効率よく再生処理を行うことができる。
【０１２９】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】第１実施形態のシステムの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図３】第１実施形態の酸化温度算出用のサブルーチンである。
【図４】ベース酸化温度マップである。
【図５】結晶子径マップである。
【図６】層間隔マップである。
【図７】空気過剰率に基づく酸化温度補正係数テーブルである。
【図８】回転数及び負荷一定の場合の空気過剰率と酸化温度との関係を表す図である。
【図９】ＥＧＲ率に基づく酸化温度補正係数テーブルである。
【図１０】ＤＰＦ再生温度設定用の制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図１１】ＤＰＦ再生モード時に実行するサブルーチンである。
【図１２】硫黄被毒解除モード時に実行するサブルーチンである。
【図１３】リッチスパイク時に実行するサブルーチンである。
【図１４】劣化防止モード時に実行するサブルーチンである。
【図１５】再生要求フラグ設定用のサブルーチンである。
【図１６】硫黄被毒解除要求フラグ設定用のサブルーチンである。
【図１７】Ｎｏｘ再生要求フラグ設定用のサブルーチンである。
【図１８】排圧しきい値マップである。
【図１９】リッチスパイク用ポスト噴射量マップである。
【図２０】硫黄被毒解除モード用の吸気量マップである。
【図２１】劣化防止モード用の吸気量マップである。
【図２２】ＤＰＦ再生モード時の空気過剰率テーブルである。
【図２３】ポスト噴射の単位噴射量マップである。
【図２４】第２実施形態の酸化温度算出用のサブルーチンである。
【図２５】ＰＭの瞬時排出量マップである。
【図２６】目標再生温度決定用のテーブルである。
【図２７】第３実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図２８】領域ごとの燃焼性及び堆積量を算出するためのサブルーチンである。
【図２９】燃焼性別の領域マップである。
【図３０】結晶性上昇係数テーブルである。
【図３１】領域Ａの結晶性上昇を説明するための図である。
【図３２】領域Ｂの結晶性上昇を説明するための図である。
【図３３】結晶性とＤＰＦ温度との関係を表す図である。
【図３４】目標再生温度決定用のテーブルである。
【符号の説明】
【０１３１】
１    エンジン
２    燃料噴射弁
３    燃料噴射装置（コモンレール式燃料噴射装置）
４    吸気コレクタ
５    吸気通路
６    可変ノズル式ターボチャージャ
７    インタークーラ
８    吸気絞弁
９    コントロールユニット
１０  排気通路
１１  酸化触媒
１２  吸着型ＮＯｘ触媒
１３  ＤＰＦ
１４  変速機
１５  ＥＧＲ通路
１６  ＥＧＲ弁
１７  エンジン回転数センサ
１８  アクセル開度センサ
１９  排気圧センサ
２０  排気空燃比センサ
２１  温度センサ
２２  温度センサ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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