(57)【要約】      （修正有）【課題】ＤＰＦ完全再生終了後にアッシュ堆積量を精度よく推定できる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】ＤＰＦの完全再生が終了した時刻ｔ１後も再生実施フラグを立てたままとして時刻ｔ２まで再生運転を実施する。時刻ｔ１からｔ２までの間でＤＰＦ差圧を計測し、差圧値からＤＰＦにおけるアッシュの堆積量を推定し、推定値に基づいてＤＰＦにおける前後差圧とＰＭ堆積量との間の特性を補正する。時刻ｔ１からｔ２の間は再生運転が継続されているので、排気流量が十分あり、ＤＰＦ差圧値も低減せず精度がよい。さらに時刻ｔ１からｔ２の間は再生運転が継続されているので、ＰＭの再堆積もなく、ＤＰＦ差圧値がＰＭの再堆積の影響を受けることもない。よって時刻ｔ１からｔ２の間でＤＰＦ差圧値からアッシュの堆積量を精度よく算出できる。【選択図】図４
2009270503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路の途中に配置されて粒子状物質を捕集する捕集器と、
前記捕集器における粒子状物質の堆積量を推定する推定手段と、
前記推定手段による前記堆積量の推定値が第１の所定値より大きくなると、前記捕集器に堆積した前記粒子状物質を燃焼して前記捕集器を再生する再生手段と、
前記再生手段による再生によって前記捕集記における前記粒子状物質の堆積量が第２の所定値以下となると完全再生状態であると判別する判別手段と、
前記判別手段によって前記完全再生状態であると判別された後に、再生運転を延長する再生運転延長手段と、
前記再生運転延長手段によって前記再生運転が延長されている間に前記捕集器におけるアッシュの堆積の程度を示す情報を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得された情報により、前記推定手段による推定方法を補正する補正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。
【請求項２】
前記捕集器の前後差圧を計測する計測手段と、
前記捕集器の前後差圧と前記捕集器における粒子状物質の堆積量との間の特性を記憶する記憶手段とを備え、
前記推定手段は、前記計測手段によって計測された前後差圧の値と、前記記憶手段に記憶された前記特性とから、前記捕集器における粒子状物質の堆積量を推定し、
前記取得手段は、前記再生運転延長手段によって前記捕集器の前記再生運転が延長されている間に前記計測手段によって計測された前後差圧の値を取得し、
前記補正手段は、前記取得手段が取得した情報により前記記憶手段に記憶された前記特性を補正する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記再生運転延長手段によって前記捕集器の前記再生運転が延長されている間に前記計測手段によって計測された前後差圧の値により前記捕集器におけるアッシュの堆積量を推定するアッシュ堆積量推定手段を備え、
前記取得手段は、前記アッシュ堆積量推定手段により推定された前記アッシュの堆積量を取得する請求項２に記載の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】
今日、環境保護意識の高まりのなかで内燃機関に対してすぐれた排気浄化性能が求められている。特にディーゼルエンジンにおいては、エンジンから排出される黒煙などのいわゆる粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）の除去が重要である。この目的のために排気管の途中にディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）が装備されることが多い。
【０００３】
ＤＰＦがＰＭを捕集することにより排気中のＰＭは大部分が除去されるが、ＤＰＦ内にＰＭが堆積し続ける一方では、ＤＰＦは目詰まりを起こしてしまうので、ＰＭの堆積量が大きくなったら堆積されたＰＭを燃焼して除去することで、ＤＰＦを再生する必要がある。ＤＰＦ内に堆積したＰＭを燃焼するためにシリンダ内でのメイン噴射後のポスト噴射などの手法が採られる。
【０００４】
ＤＰＦの再生のために燃料が消費されるので、頻繁なＤＰＦ再生は燃費の悪化を招いてしまう。一方ＤＰＦ再生の回数が少なすぎると、堆積量が過剰となり再生処理において昇温し過ぎてＤＰＦが破損する可能性がある。したがってＤＰＦ再生は適切な時期に行わなければならない。そのためにＤＰＦにおけるＰＭの堆積量を何らかの方法でできるだけ正確に推定するシステムの開発が必要である。
【０００５】
ＰＭの堆積量の推定方法として図５の特性を用いる方法がある。図５は、ＰＭ堆積量とＤＰＦ差圧との間の特性である。ＰＭ堆積量とＤＰＦ差圧とを示す点はＰＭ堆積中は初期点１００から特性線１１０、１３０上を通って上昇し、ＰＭ燃焼中は破線１５０、１７０を通って初期点１００へ戻る。ＤＰＦの前後差圧を計測し、その計測値と図５の特性とからＰＭ堆積量を推定する。
【０００６】
しかし図５の特性はＤＰＦへのアッシュの堆積を考慮して補正する必要がある。アッシュとは主にエンジンオイル中の金属成分が酸化したものである。アッシュがＤＰＦに堆積することによって図５の特性は図６のように変更される。。図６には特性線１１０、１３０のみが示されている。図６に示されているとおり、アッシュがＤＰＦに堆積する程、ＤＰＦ差圧の値は押し上げられる。またアッシュ堆積量が増加するほど有効濾過面積が減少し、より早くＤＰＦにおけるＰＭ堆積層が厚くなるので、図６における特性線の傾きが大きくなる傾向がある。
【０００７】
ＰＭ堆積量を精度よく推定するためには、アッシュの堆積量を精度よく求める必要がある。従来技術においてアッシュの堆積量の推定として、ＤＰＦの完全再生、すなわちＰＭ堆積量がゼロとなるまでＤＰＦを再生することが終了した後にＤＰＦ差圧を計測して行う手法がある。ＤＰＦ完全再生の終了後ならばＰＭの堆積はないとみなせるので、ＤＰＦの差圧値がアッシュの堆積量と相関を示すと考えられるからである。例えば下記特許文献１には、完全再生の終了のたび毎にアッシュの堆積量を推定する手法が示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２１１６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし特許文献１の手法において、ＤＰＦ完全再生終了直後は、排気ガスの温度が低下し排気ガスの体積が縮小するので排気ガスの体積流量が減少する。排気ガスの体積流量が減少すると、ＤＰＦの前後差圧値は小さくなる。一般にＤＰＦ差圧値にはばらつきがみられるので、ＤＰＦの前後差圧値が小さくなることは、前後差圧計測値におけるばらつきあるいは誤差の占める比重が高まることを意味する。したがってＤＰＦ完全再生終了直後にはＤＰＦ差圧計測値の信頼性が低い場合がある。
【００１０】
またＤＰＦ完全再生終了直後には急加速や急減速など運転条件が急激に変動している場合もある。運転条件が急激に変動している場合にも排気ガス流量が大きく変動するので、ＤＰＦ差圧値の信頼性は低い。したがってＤＰＦ完全再生直後は運転条件が変動している場合にも、ＤＰＦ差圧値を用いて推定したアッシュ堆積量の信頼性は低い。
【００１１】
このようにＤＰＦ完全再生終了後にはＤＰＦ差圧値、さらにはそれを用いて推定したアッシュ堆積量の信頼性は低い場合があるが、こうした不具合を回避するために完全再生終了後にＤＰＦ差圧計測値の信頼性が回復するまで待つ場合には別の問題が発生する。すなわちＤＰＦ再生終了から時間が経過するほど再びＰＭが堆積する。したがって、ＤＰＦ差圧値がＰＭの再堆積の影響を受けてしまう。よって、ＤＰＦ差圧値から推定したアッシュの堆積量の精度は低減する。
【００１２】
ＤＰＦ完全再生終了直後にＤＰＦ差圧を計測してアッシュ堆積量を推定する際に発生するこうした不具合の回避は、上記特許文献１を含む従来技術において考慮されていない。
【００１３】
そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、ＤＰＦ完全再生終了後にＤＰＦ差圧を計測してアッシュ堆積量を推定し、ＤＰＦ差圧とＰＭ堆積量との特性を補正する排気浄化装置において、ＤＰＦ完全再生終了後に迅速にＤＰＦ差圧を計測できない場合にアッシュ堆積量を精度よく推定できない不具合を回避できる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１４】
上記課題を達成するために、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、排気通路の途中に配置されて粒子状物質を捕集する捕集器と、前記捕集器における粒子状物質の堆積量を推定する推定手段と、前記推定手段による前記堆積量の推定値が第１の所定値より大きくなると、前記捕集器に堆積した前記粒子状物質を燃焼して前記捕集器を再生する再生手段と、前記再生手段による再生によって前記捕集器における前記粒子状物質の堆積量が第２の所定値以下となると完全再生状態であると判別する判別手段と、前記判別手段によって前記完全再生状態であると判別された後に、再生運転を延長する再生運転延長手段と、前記再生運転延長手段によって前記再生運転が延長されている間に前記捕集器におけるアッシュの堆積の程度を示す情報を取得する取得手段と、前記取得手段で取得された情報により、前記推定手段による推定方法を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
これにより本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、捕集器の完全再生終了後に再生運転を延長して、その間に不燃物質であるアッシュの捕集器への堆積の程度を示す情報を取得し、それに基づいて粒子状物質の堆積量の推定方法を補正するので、アッシュの堆積の程度を調べている間に粒子状物質が捕集器に再堆積することが抑制され、捕集器にはアッシュのみが堆積している状態に保たれる。したがって粒子状物質の再堆積によってアッシュの堆積程度の情報の精度が劣化することが回避されるので、精度のよいアッシュ堆積程度の情報によって粒子状物質の堆積量の推定方法を補正して、より精度良く粒子状物質の堆積量が推定できる。そして、その推定値に基づいて捕集器への粒子状物質の堆積量を推定して、それが所定値を超えたら捕集器を再生するので、より適切なタイミングで捕集器の再生ができる。したがって堆積量の真値が推定値よりも過小となって再生が頻繁すぎて燃費が悪化することも、堆積量の真値が推定値よりも過大となって再生時に過昇温して捕集器が破損することの回避できる排気浄化装置が実現できる。
【００１６】
また前記捕集器の前後差圧を計測する計測手段と、前記捕集器の前後差圧と前記捕集器における粒子状物質の堆積量との間の特性を記憶する記憶手段とを備え、前記推定手段は、前記計測手段によって計測された前後差圧の値と、前記記憶手段に記憶された前記特性とから、前記捕集器における粒子状物質の堆積量を推定し、前記取得手段は、前記再生運転延長手段によって前記捕集器の前記再生運転が延長されている間に前記計測手段によって計測された前後差圧の値を取得し、前記補正手段は、前記取得手段が取得した情報により前記記憶手段に記憶された前記特性を補正するとしてもよい。
【００１７】
これにより、粒子状物質の堆積量の推定は捕集器の前後差圧の計測値と前後差圧と粒子状物質堆積量との間の特性とを用いて行われ、完全再生状態において捕集器の再生運転が延長されている間に計測された捕集器の前後差圧によって同特性を補正するので、粒子状物質の再堆積の影響が含まれないので精度よくアッシュの堆積程度を示す情報である前後差圧の値によって適切に前後差圧と粒子状物質堆積量との間の特性を補正することができる。よって、適切に補正された特性を用いて粒子状物質の堆積量を推定するので、適切なタイミングで捕集器の再生ができる。したがって再生が頻繁すぎて燃費が悪化することも、真の堆積量が過大で再生時に過昇温して捕集器が破損することも回避できる。
【００１８】
また前記再生運転延長手段によって前記捕集器の前記再生運転が延長されている間に前記計測手段によって計測された前後差圧の値により前記捕集器におけるアッシュの堆積量を推定するアッシュ堆積量推定手段を備え、前記取得手段は、前記アッシュ堆積量推定手段により推定された前記アッシュの堆積量を取得するとしてもよい。
【００１９】
これにより、完全再生状態において捕集器の再生運転が延長されている間に計測された捕集器の前後差圧から捕集器におけるアッシュの堆積量を算出するので、前後差圧の値は粒子状物質の再堆積の影響が含まれないので精度よくアッシュの堆積程度を示し、その前後差圧の値によって精度よくアッシュの堆積量が算出できる。そして精度よいアッシュの堆積量を用いて適切に捕集器の前後差圧と粒子状物質堆積量との間の特性を補正するので、適切に補正された特性を用いて精度よく粒子状物質の堆積量を推定して、適切なタイミングで捕集器の再生ができる。したがって再生が頻繁すぎて燃費が悪化することも、真の堆積量が過大で再生時に過昇温して捕集器が破損することも回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置１の実施例の概略図である。図１に示す排気浄化装置１の例は、４気筒のディーゼルエンジン２（以下では単にエンジンと称する）に対して構成されており、吸気管３、排気管４、ＥＧＲ管５を備える。
【００２１】
吸気管３からエンジン２に空気が供給され、排気管４へ排気が排出される。吸気管３にはエアフロメータ３１が装備されている。エアフロメータ３１によって吸気量が計測される。エンジン２にはインジェクタ２１が装備されてシリンダ内に燃料が供給される。
【００２２】
ＥＧＲ管５によって排気管４から吸気管３へ排気を還流する排気ガス再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が行われる。排気ガス再循環によって、エンジン２における燃焼温度を抑制してＮＯｘの排出量を低減することができる。
【００２３】
排気管４の途中にＤＰＦ６が配置されている。ＤＰＦ６には酸化触媒が担持されており、いわゆる酸化触媒付きＤＰＦであるとすればよい。ＤＰＦ６の入口側と出口側とにはそれぞれ排気温度センサ６１、６２が配置されて、それぞれの位置における排気温度が計測される。またＤＰＦ６の入口側と出口側における排気圧の差である前後差圧（差圧、ＤＰＦ差圧）を計測する差圧センサ６３も装備されている。
【００２４】
また排気浄化装置１は電子制御装置７（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を備える。ＥＣＵ７は各種演算をおこなうＣＰＵやその作業領域のＲＡＭ、各種情報の記憶を行うメモリ７１などを有する構造とする。ＥＣＵ７によりインジェクタ２１によるエンジン２への燃料噴射や、図示されない吸気スロットルの開度調節などが制御される。エアフロメータ３１、排気温度センサ６１、６２、差圧センサ６３の計測値はＥＣＵ７へ送られる。またＥＣＵ７はタイマ７２を備えて時間を計測することができる。
【００２５】
ＤＰＦ６は例えば代表的な構造として、いわゆるハニカム構造において入口側と出口側とを交互に目詰めした構造とすればよい。またＤＰＦ６は酸化触媒が担持された酸化触媒付きＤＰＦであるとすればよい。エンジン２の運転中に排出される排気には粒子状物質（ＰＭ）が含まれ、このＰＭはＤＰＦ６の上記構造のＤＰＦ壁を排気が通過するときに、このＤＰＦ壁の内部あるいは表面に捕集される。
【００２６】
ＤＰＦ６に堆積したＰＭの堆積量が十分大きくなった度ごとに、堆積したＰＭを燃焼することによって除去し、ＤＰＦ６を再生する。ＤＰＦ６の再生のための方法として、例えばインジェクタ１３からメイン噴射後のタイミングでポスト噴射をおこなう。ポスト噴射によってＤＰＦ６に送られた未燃燃料がＤＰＦ６に担持された酸化触媒の作用で昇温してＤＰＦ６に堆積したＰＭを燃焼させる。
【００２７】
本実施例では以上の構成のもとで、ＰＭ堆積量とＤＰＦ前後差圧（ＤＰＦ差圧、前後差圧、差圧）との特性をメモリ７１に記憶しておき、同特性とＤＰＦ差圧の計測値とからＰＭ堆積量を推定する。そしてＰＭ堆積量の推定値が所定値を越えたらＤＰＦ６の再生処理を行う。ＤＰＦ６の再生処理が完全再生として終了した度ごとに、ＤＰＦ６におけるアッシュの堆積量を推定する。そしてアッシュの堆積量の推定値に応じてＤＰＦ差圧とＰＭ堆積量との特性線を補正する。以下でその詳細を説明する。
【００２８】
上述のとおりＰＭ堆積量とＤＰＦ差圧との関係は、一般に図５に示された関係となる（あるいは近似される）。すなわち、内燃機関の運転が続いてＤＰＦへのＰＭ堆積が進行するに従って、ＰＭ堆積量とＤＰＦ差圧とを示す点は初期点１００から第１特性線１１０（特性線）上を図示右上へ移動し、さらに遷移点１２０に達すると以後は第２特性線１３０（特性線）上を図示右上へ移動する。
【００２９】
第１特性線１１０はＤＰＦのフィルタ壁の気孔内にＰＭが堆積する段階に対応し、第２特性線１３０はフィルタ壁の壁面上にＰＭが堆積する段階に対応する。フィルタ壁の壁内にＰＭが堆積する場合は壁面上に堆積する場合よりも排気ガスの流路を新たに狭める度合いが大きく、それにより差圧値を高めるので、第１特性線１１０は第２特性線１３０よりも図示のとおり傾きが大きい。なお傾きはＤＰＦ差圧の増分とＰＭ堆積量の増分との比とする。
【００３０】
点１４０に達したときにＰＭ堆積量が所定値と判断されてＤＰＦ再生が開始されたとすると、図５の破線のようにその後のＰＭ堆積量とＤＰＦ差圧は推移する。すなわちＰＭ堆積量とＤＰＦ差圧の値は、まず破線１５０に沿って減少し、遷移点１６０後は破線１７０に沿って減少して初期点１００へ戻る。
【００３１】
破線１５０はフィルタ壁の気孔内に堆積したＰＭが燃焼している段階であり、したがって破線１５０は第１特性線１１０と傾きが等しい。破線１７０はフィルタ壁の壁面上に堆積したＰＭが燃焼している段階であり、したがって破線１７０は第２特性線１３０と傾きが等しい。以上のように図５に示された平行四辺形の（あるいは近似される）特性によって、ＰＭ堆積時およびＰＭ燃焼時のＰＭ堆積量とＤＰＦ差圧との値は推移する。図５に示された特性を予め求めておきメモリ７１に記憶しておく。
【００３２】
次に、本発明におけるＤＰＦ６の再生、特性線１１０、１３０の補正処理について説明する。その手順手順は図２に示されている。図２の手順がＥＣＵ７によって自動的に実行されるとすればよい。
【００３３】
まず手順Ｓ１０でＥＣＵ７はＤＰＦ６におけるＰＭの堆積量を推定する。ＰＭの堆積量の推定は、ＤＰＦ６の前後差圧を計測し、メモリ７１から上述の図５の特性を呼び出して、特性線１１０あるいは１３０において、差圧計測値におけるＰＭ堆積量を取得すればよい。ＤＰＦ６の前後差圧は差圧センサ６３によって計測すればよい。
【００３４】
次にＳ２０でＥＣＵ７は、Ｓ１０で推定したＰＭ堆積量が所定値（第１の所定値）以上かどうかを判断する。図２ではこの所定値（第１の所定値）をＭ１で示している。ＥＣＵ７はＰＭ堆積量が所定値以上の場合（Ｓ２０：Ｙｅｓ）はＳ３０に進み、所定値未満の場合（Ｓ２０：Ｎｏ）は再びＳ１０に戻り、ＰＭ堆積量が所定値以上になるまで上述の手順を繰り返す。
【００３５】
Ｓ３０へ進んだ場合は、ＰＭ堆積量が十分大きいとみなされる場合である。そこでＳ３０でＥＣＵ７はＤＰＦ６の再生を実行する。ＤＰＦ６の再生の手法としては上述のとおり例えばポスト噴射を実行すればよい。
【００３６】
Ｓ４０でＥＣＵ７はＤＰＦ６におけるＰＭ堆積量を推定する。Ｓ４０でのＰＭ堆積量の推定は、ＤＰＦ６の再生中における推定である（一方Ｓ１０におけるＰＭ堆積量の推定は、ＤＰＦ６の再生中ではない）。つまりＳ４０によってＤＰＦ６の再生中におけるＰＭ堆積量の減少状態を把握できる。Ｓ４０におけるＰＭの堆積量の推定は、ＤＰＦ６の前後差圧を計測し、メモリ７１から上述の図５の特性を呼び出して、破線１５０あるいは１７０において差圧計測値におけるＰＭ堆積量を取得すればよい。ＤＰＦ６の前後差圧は差圧センサ６３によって計測すればよい。
【００３７】
あるいはＳ４０においては、予めＤＰＦ６の内部温度とその温度における堆積したＰＭの単位時間当たりの燃焼量との関係を示すマップをメモリ７１に記憶しておき、そのマップとＤＰＦ６の内部温度履歴とからＤＰＦ再生中のＰＭ堆積量を推定してもよい。その際ＤＰＦ６の内部温度は排気温度センサ６１、６２いずれかの計測値でもよいし、両計測値の平均値でもよい。また排気温度センサ６１、６２のいずれかあるいは両センサの計測値からＤＰＦ６の内部温度を推定するモデルを予め求めてメモリ７１に記憶しておき、このモデルを用いてＤＰＦの内部温度を推定してもよい。さらにＳ４０におけるＰＭ堆積量の推定は上述の２つの方法を組み合わせてもよい。
【００３８】
Ｓ５０でＥＣＵ７は、Ｓ４０で推定したＰＭ堆積量が所定値（第２の所定値）以下かどうかを判断する。図２ではこの所定値（第２の所定値）をＭ２で示している。ＥＣＵ７は、ＰＭ堆積量が所定値以下の場合（Ｓ５０：Ｙｅｓ）はＳ６０に進み、所定値より大きい場合（Ｓ５０：Ｎｏ）は再びＳ４０に戻り、ＰＭ堆積量が所定値以下になるまで上述の手順を繰り返す。以下ではＭ２を例えば０あるいは誤差の存在も考慮して微小な値とした場合を説明する。つまりＳ３０によって実行されたＤＰＦ６の再生が完全再生として終了した場合である。
【００３９】
Ｓ６０に進んだ場合は、ＤＰＦ６の完全再生によってＰＭ堆積量がゼロかあるいはその誤差の範囲になったとみなせる場合である。そこで以下で説明するように、再生運転を所定時間延長して、その間にアッシュ堆積量を推定し、図５の特性を補正する。ここで再生運転とは、Ｓ３０によるＤＰＦ６の再生時における運転を指し、ポスト噴射が行われる。
【００４０】
まずＳ６０でＥＣＵ７は再生運転の延長を決定し、タイマ７２をスタートさせる。これにより完全再生終了後の経過時間が計測される。次にＳ７０でＥＣＵ７は、経過時間が所定時間以内かどうかを判断する。ここで経過時間とはＳ６０でタイマ７２をスタートさせてからの経過時間である。つまり、ＤＰＦ６の完全再生終了後の経過時間である。図２では所定時間はＴ１で示している。
【００４１】
所定時間は例えば少なくとも５秒程度以上は確保して、以下で示す差圧検出条件が成立することを待ち、また長くても１分程度以下して再生運転延長が長すぎて燃費が悪化することを回避すれば好適である。ＥＣＵ７は、経過時間が所定時間以内の場合（Ｓ７０：Ｙｅｓ）はＳ８０へ進み、所定時間を過ぎた場合（Ｓ７０：Ｎｏ）はＳ１２０に進む。
【００４２】
次にＳ８０でＥＣＵ７はＤＰＦ差圧を検出するのに適した条件が成立しているかどうかを判断する。ＥＣＵ７は、ＤＰＦ差圧を検出するのに適した条件が成立している場合（Ｓ８０：Ｙｅｓ）はＳ９０に進み、ＤＰＦ差圧を検出するのに適した条件が成立していない場合（Ｓ８０：Ｎｏ）は再びＳ７０へ戻り、上述の手順を繰り返す。
【００４３】
上述のとおり、一般に排気ガス流量（排気流量）が小さすぎるとＤＰＦ６の差圧を精度よく検出できない。また急加速、急減速時などの排気流量が大きく変化する場合にもＤＰＦ６の差圧を精度よく検出できない。したがってＳ８０におけるＤＰＦ差圧を検出するのに適した条件とは例えば、所定流量以上の排気流量があり、かつエンジン２の運転条件が定常状態に近いとみなせることである。したがってＳ８０では例えば、排気ガスの流量を算出し、同流量値が所定の閾値より大きく、かつ過去の所定時間内での排気ガス流量値が所定の範囲内におさまっていることを判別すればよい。排気ガス流量の算出方法は後述する。
【００４４】
次にＳ９０でＥＣＵ７はＤＰＦ６の差圧を検出する。これは差圧センサ６３により計測すればよい。Ｓ９０でのＤＰＦ６の差圧の検出は例えば複数回行って平均値を算出すれば計測値のばらつきの影響を抑えられる。次にＳ１００でＥＣＵ７は排気ガスの流量を算出する。この算出方法は後述する。
【００４５】
Ｓ１１０でＥＣＵ７は、ＤＰＦ６におけるアッシュの堆積量を算出する。この算出は図３のマップを用いて行う。図３はＤＰＦ６におけるアッシュ堆積量をパラメータとしたＤＰＦ６の差圧と排気ガス流量との関係である。Ｓ１１０においては、Ｓ８０で検出したＤＰＦ差圧の値と、Ｓ８５で算出した排気ガス流量とをからなる点を図３上に示し、その点がアッシュ堆積量がいくつの線上にあるかを求めることによりアッシュ堆積量を算出する。図３のマップは予め求めておいてメモリ７１に記憶しておけばよい。
【００４６】
Ｓ１２０へ進む場合はＳ１１０でアッシュ堆積量を算出した後か、アッシュ堆積量を算出できずにＤＰＦ６の完全再生終了から所定時間を経過した後である。したがって、Ｓ１２０でＥＣＵ７は再生運転を終了する。
【００４７】
Ｓ１３０でＥＣＵ７は特性線１１０、１３０を補正する。Ｓ１３０での補正は、図６において、Ｓ１１０で算出したアッシュ堆積量での特性線１１０、１３０を選択することである。特性線１１０、１３０の補正にしたがって、図５の破線１５０、１７０も補正する。補正後の破線１５０、１７０はそれぞれ補正後の特性線１１０、１３０と平行にすればよい。図６に示されるマップは予め求めておいてメモリ７１に記憶しておけばよい。以上が図２の処理手順である。図２の処理が終了したら再びＥＣＵ７は図２の処理をＳ１０から自動的に開始すればよい。
【００４８】
図４には、図２の処理を実行したときの各種数値の時間推移が示されている。再生実施フラグとはゼロと非ゼロの２値をとる変数であり、ＥＣＵ７がＤＰＦ６の再生を実施しているときに立てられる（非ゼロ値にされる）。図２のＳ３０を処理する時点でＥＣＵ７が再生実施フラグを立てるとすればよい。差圧検出要求フラグもゼロと非ゼロの２値をとる変数であり、ＥＣＵ７がＤＰＦ６の差圧の検出を要求しているときに立てられる（非ゼロ値にされる）。図２のＳ９０を処理する時点でＥＣＵ７が差圧検出要求フラグを立てるとすればよい。
【００４９】
時刻ｔ１は完全再生が終了した時刻、つまり図２のＳ５０が肯定判断（Ｙｅｓ）となった時刻である。時刻ｔ２は再生運転を終了した時刻であり、図２のＳ１２０を処理した時刻である。したがって図４のとおり再生実施フラグは時刻ｔ２まで、差圧検出要求フラグは時刻ｔ１からｔ２まで立てられる。
【００５０】
図４において排気流量、ＤＰＦ差圧、ＰＭ堆積量の時間推移は、実線が本発明を、破線が従来技術を表す。従来の排気流量は時刻ｔ１以降、完全再生終了後ただちに再生運転を終了することにより低減していた。一方本発明での排気流量は、時刻ｔ１以降も時刻ｔ２まで再生運転を延長するので、時刻ｔ２までは排気流量が低減しない。すなわち、時刻ｔ１からｔ２までの間、差圧検出に必要な排気流量が維持される。
【００５１】
そして従来技術では、時刻ｔ１以降の排気流量の減少の影響を受けて、ＤＰＦ差圧は時刻ｔ１以降低減していた。それに対し本発明では、時刻ｔ１以降も排気流量が減少しないことにより、ＤＰＦ差圧が時刻ｔ１以降も急激には減少しない。したがって、従来技術では時刻ｔ１以降においてＤＰＦ差圧値が減少するので差圧の計測値における誤差の比重が高いが、本発明では時刻ｔ１以降もＤＰＦ差圧値が維持されることにより計測値の精度劣化が抑制される。
【００５２】
また従来技術では、時刻ｔ１に再生運転が終了するので、時刻ｔ１からＰＭの再堆積が始まる。一方本発明では時刻ｔ２まで再生運転を延長するので、時刻ｔ２以降にならないとＰＭの再堆積はない。したがって本発明では時刻ｔ１からｔ２までの間はＰＭの再堆積はないので、同時間区間に計測されるＤＰＦ差圧値に再堆積したＰＭの影響がなく、ＤＰＦ差圧値からアッシュの堆積量が精度よく推定できる。
【００５３】
次に排気ガスの流量の算出方法を説明する。ここで流量とは、単位時間あたりの体積流量とすればよい。エアフロメータ３１で計測した吸気の単位時間当たりの質量流量を排気ガスの体積流量に変換する。排気ガスの体積流量の算出は次の式（Ｅ１）にしたがって行う。なおＶ（ｍ３  ／ｓｅｃ）が排気ガスの単位時間あたりの体積流量、Ｇ（ｇ／ｓｅｃ）が吸気の単位時間当たりの質量流量、Ｔｄｐｆ（Ｋ）がＤＰＦ温度、Ｐ０（ｋＰａ）が大気圧、ΔＰ（ｋＰａ）がＤＰＦ差圧、Ｑ（ｃｃ／ｓｅｃ）が単位時間当たりの燃料噴射量をそれぞれ示している。
Ｖ（ｍ３  ／ｓｅｃ）
＝［Ｇ（ｇ／ｓｅｃ）／２８．８（ｇ／ｍｏｌ）］
×２２．４×１０−３（ｍ３  ／ｍｏｌ）
×［Ｔｄｐｆ（Ｋ）／２７３（Ｋ）］
×［Ｐ０（ｋＰａ）／（Ｐ０（ｋＰａ）＋ΔＰ（ｋＰａ））］
＋Ｑ（ｃｃ／ｓｅｃ）／２０７．３（ｇ／ｍｏｌ）
×０．８４（ｇ／ｃｃ）×６．７５
×２２．４×１０−３（ｍ３  ／ｍｏｌ）
×［Ｐ０（ｋＰａ）／（Ｐ０（ｋＰａ）＋ΔＰ（ｋＰａ））］    （Ｅ１）
【００５４】
式（Ｅ１）の右辺第１項は吸気の質量流量を体積流量に変換したものであり、第２項は、噴射燃料の燃焼による吸気から排気ガスへの増量分である。第２項中、０．８４（ｇ／ｃｃ）は軽油の代表的な液密度である。２２．４×１０−３（ｍ３  ／ｍｏｌ）は摂氏０度、１気圧（ａｔｍ）での理想気体の１ｍｏｌ当たりの体積である。６．７５は燃料噴射量１（ｍｏｌ）に対する排気ガスのモル数の増加率である。
【００５５】
増加率（６．７５）は以下により得ている。軽油の組成は代表的には、Ｃ１５Ｈ２７．３（分子量２０７．３）と表され、燃焼は次の反応式（Ｅ２）で表される。したがって、燃料噴射量１（ｍｏｌ）に対し、排気ガスは６．７５（＝（１５＋１３．５）−２１．７５）倍のモル数となる。
Ｃ１５Ｈ２７．３＋２１．７５Ｏ２  →１５ＣＯ２  ＋１３．５Ｈ２Ｏ      （Ｅ２）
【００５６】
また、燃料噴射はＥＣＵ７で決定される所定の噴射時期にのみ噴射され、間欠的な噴射となる。式（Ｅ１）中の燃料噴射量Ｑは、非噴射期間も合わせた平均的な燃料噴射量である。
【００５７】
吸気の単位時間当たりの質量流量Ｇ（ｇ／ｓｅｃ）はエアフロメータ３１で計測すればよい。ＤＰＦ温度Ｔｄｐｆ（Ｋ）は排気温度センサ６１、６２で計測すればよい。ＤＰＦ前後差圧ΔＰ（ｋＰａ）は、差圧センサ６３で計測すればよい。単位時間当たりの燃料噴射量Ｑ（ｃｃ／ｓｅｃ）はＥＣＵ７による噴射量の指令値を用いればよい。
【００５８】
なおＤＰＦ温度Ｔｄｐｆ（Ｋ）は排気温度センサ６１、６２いずれかの計測値でもよいし、両計測値の平均値でもよい。また排気温度センサ６１、６２いずれかあるいは両センサの計測値からＤＰＦ６の内部温度を推定するモデルを予め求めてメモリ７１に記憶しておき、このモデルを用いてＤＰＦ温度Ｔｄｐｆ（Ｋ）を推定してもよい。また、この式ではＤＰＦ６の下流が大気圧であるとして扱っているが、ＤＰＦ下流圧がマフラ圧損等により大気圧で無い場合は、その下流圧分をＤＰＦ差圧に更に加えて体積流量を算出すればよい。以上が排気ガスの流速の算出方法である。
【００５９】
なお図５及び図６の特性は、排気ガス流量を一定とした場合の特性である。メモリ７１にはＤＰＦ差圧と排気ガス流量とＰＭ堆積量との３つの量の間の特性が記憶されているとすればよい。そしてＳ１３０では、こうした３つの量の間の特性が補正されるとすればよい。
【００６０】
上記実施例において、ＤＰＦ６が捕集器を構成する。Ｓ１０、Ｓ４０の手順とＥＣＵ７とが推定手段を構成する。Ｓ３０の手順とＥＣＵ７とが再生手段を構成する。Ｓ５０の手順とＥＣＵ７とが判別手段を構成する。Ｓ６０の手順とＥＣＵ７とが再生運転延長手段を構成する。Ｓ９０の手順とＥＣＵ７とが取得手段を構成する。
【００６１】
Ｓ１３０の手順とＥＣＵ７とが補正手段を構成する。差圧センサ６３が計測手段を構成する。メモリ７１が記憶手段を構成する。Ｓ１１０の手順とＥＣＵ７とがアッシュ堆積量推定手段を構成する。時刻ｔ１からｔ２までの時間が所定時間である。なお上記実施例でエンジン２をディーゼルエンジンでなくリーンバーンガソリンエンジンとしても上で述べたのと同等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態における内燃機関の排気浄化装置の概略構成図。
【図２】ＤＰＦ再生・特性線補正処理を示すフローチャート。
【図３】アッシュ堆積量をパラメータとしたＤＰＦ差圧と排気ガス流量の関係を示す図。
【図４】再生実施フラグ、差圧検出要求フラグ、排気流量、ＤＰＦ差圧、ＰＭ堆積量の時間推移を示す図。
【図５】ＤＰＦ差圧とＰＭ堆積量の関係を示す図。
【図６】アッシュ堆積量をパラメータとしたＤＰＦ差圧とＰＭ堆積量の関係を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１    排気浄化装置
２    ディーゼルエンジン（エンジン、内燃機関）
３    吸気管
５    排気管
６    ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ、捕集器）
２１    インジェクタ
３１    エアフロメータ
６１、６２    排気温度センサ
６３    差圧センサ
１０    電子制御装置（ＥＣＵ）
７１    メモリ
７２    タイマ
【図１】
2009270503.tif 000003
【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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