(57)【要約】【課題】排気通路から剥離した有機可溶成分（ＳＯＦ）に起因する再生処理時のフィルタの過昇温を好適に抑えることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気管２６には排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ３２が設けられており、制御装置２５はフィルタ３２の再生処理を実行する。この制御装置２５は、フィルタ３２よりも上流側の排気通路内（排気管２６、エキゾーストマニホールド８、および排気ポート６ａ〜６ｄ）に付着したＳＯＦを強制的に剥離させる剥離処理を実行した後に、フィルタ３２の再生処理を開始する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に備え、同フィルタの再生処理を行う内燃機関の排気浄化装置において、
前記フィルタよりも上流側の排気通路内に付着した有機可溶成分を剥離させる剥離処理を実行した後に前記再生処理を開始する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記有機可溶成分の付着量を推定し、その推定付着量が予め設定された判定値を超えたときに前記剥離処理の実行を許可する
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記有機可溶成分の付着量を推定し、その推定付着量に基づいて前記剥離処理の実行時間を設定する
請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記再生処理は、前記フィルタにおける前記粒子状物質の推定堆積量が所定の再生開始値に達したときに開始される処理であり、
前記設定される剥離処理の実行時間中に前記内燃機関から排出される前記粒子状物質の推定排出量を算出し、前記再生開始値から前記推定排出量を減算した値に前記推定堆積量が達したときに、前記剥離処理の実行を開始する
請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記推定付着量を機関運転状態に基づいて算出する
請求項２〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記推定付着量を前記内燃機関の稼働時間に基づいて算出する
請求項２〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記推定付着量を前記内燃機関の搭載された車両の走行距離に基づいて算出する
請求項２〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記剥離処理が、排気流量を増大させる処理である
請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記剥離処理が、排気温度を昇温させる処理である
請求項１〜７のいずれか１項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ものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置として、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭ（Particulate Matter）という）を捕集するフィルタを備える装置が知られている。
こうした排気浄化装置では、フィルタに捕集されたＰＭの量が増大するにつれて同フィルタの圧力損失が増大し、機関出力等に悪影響を与えるようになる。そこで、例えば特許文献１に記載されるように、フィルタの温度を上げることで捕集されたＰＭを燃焼させる、いわゆる再生処理が行われる。
【０００３】
この再生処理では、フィルタに堆積したＰＭの量が推定され、その推定堆積量が所定の再生開始値に達すると、フィルタの温度を上昇させる昇温処理が開始される。この昇温処理では排気通路に燃料などの添加剤が供給され、その添加剤の燃焼によってフィルタが昇温されることにより、同フィルタに堆積したＰＭは酸化（燃焼）されていく。そして、こうした昇温処理によって推定堆積量が所定の再生終了値にまで低下すると、再生処理は終了される。
【特許文献１】特開２００４−１９７７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関から排出される上記ＰＭは、全てがフィルタに捕集されるわけではなく、一部のＰＭはフィルタ上流側の排気通路内に付着する。
より詳細には、排気通路の内壁には、未燃燃料や揮発した潤滑油の成分等に由来する有機可溶成分（以下、ＳＯＦ（：Soluble Organic Fraction）という）が付着し、そのＳＯＦは、内燃機関から排出される煤等を吸着するバインダになる。こうして、ＳＯＦ及び煤等で生成されるＰＭが排気通路の内壁に付着し、徐々に堆積していくようになる。
【０００５】
他方、排気通路内に付着したＳＯＦは内壁から自然に剥離することがあり、そうして剥離したＳＯＦはフィルタにて捕集される。このようにフィルタに捕集されたＳＯＦやＳＯＦに吸着されている煤等は、フィルタの再生処理により、フィルタに元々捕集されていたＰＭとともに燃焼処理される。ここで、剥離したＳＯＦの量が過剰に多いと、再生処理時におけるフィルタの温度が過度に上昇してしまうおそれがあり、こうしたフィルタの過昇温は、フィルタの劣化促進や、破損、あるいは溶損等といった不具合の発生要因となる。
【０００６】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気通路から剥離したＳＯＦに起因する再生処理時のフィルタの過昇温を好適に抑えることの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】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、排排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に備え、同フィルタの再生処理を行う内燃機関の排気浄化装置において、前記フィルタよりも上流側の排気通路内に付着した有機可溶成分を剥離させる剥離処理を実行した後に前記再生処理を開始することをその要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、フィルタの再生処理の開始に先立って、排気通路から有機可溶成分（ＳＯＦ）を剥離させる処理を実行するようにしている。これにより、剥離されたＳＯＦはフィルタに捕集され、その捕集されたＳＯＦやＳＯＦに吸着された煤等は、その後実行される再生処理にて燃焼処理される。ここで、同構成では、再生処理の開始前に剥離処理を実行することでＳＯＦを強制的に剥離させるようにしており、これにより排気通路に付着するＳＯＦの量が過剰に増大する前にＳＯＦは剥離される。そのため、過剰に付着したＳＯＦが剥離される可能性のあるＳＯＦの自然剥離と比較して、上記剥離処理による強制剥離の場合には、ＳＯＦの剥離量が少なくなる。従って、剥離処理を実行した後の再生処理では、剥離されたＳＯＦやＳＯＦに吸着された煤等の燃焼による温度上昇が抑えられるようになり、これにより排気通路から剥離したＳＯＦに起因する再生処理時のフィルタの過昇温が好適に抑えられるようになる。
【０００９】
なお、上記剥離処理の実行に際しては、請求項２に記載の発明によるように、前記有機可溶成分の付着量を推定し、その推定付着量が予め設定された判定値を超えたときに前記剥離処理の実行を許可する、といった構成を採用することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記有機可溶成分の付着量を推定し、その推定付着量に基づいて前記剥離処理の実行時間を設定することをその要旨とする。
【００１１】
上記剥離処理の実行時間を長くするほど、排気通路に付着したＳＯＦの剥離量は多くなる。そこで、同構成によるように、ＳＯＦの付着量を推定し、その推定付着量に基づいて剥離処理の実行時間を設定することにより、剥離処理の実行時間を適切に設定することができるようになる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記再生処理は、前記フィルタにおける前記粒子状物質の推定堆積量が所定の再生開始値に達したときに開始される処理であり、前記設定される剥離処理の実行時間中に前記内燃機関から排出される前記粒子状物質の推定排出量を算出し、前記再生開始値から前記推定排出量を減算した値に前記推定堆積量が達したときに、前記剥離処理の実行を開始することをその要旨とする。
【００１３】
上記微粒子物質は、剥離処理の実行中にも内燃機関から排出されてフィルタに堆積する。従って、粒子状物質の推定堆積量が再生開始値に達したときに再生処理を開始するに際して、まず、剥離処理を実行し、その剥離処理の終了を待ってから再生処理を実際に開始するようにすると、次のような不都合が生じる。すなわち再生処理の開始時における粒子状物質の実堆積量は、剥離処理の実行中に内燃機関から排出された微粒子物質の量の分だけ再生開始値よりも増加してしまい、過剰な量の粒子状物質が燃焼処理されることにより、フィルタが過度に昇温されてしまうおそれがある。この点、同構成では、剥離処理の実行時間中に内燃機関から排出される粒子状物質の推定排出量を算出するようにしている。そして、再生開始値から推定排出量を減算した値に粒子状物質の推定堆積量が達したときに剥離処理の実行を開始するようにしている。従って、粒子状物質の推定堆積量が再生開始値に達する前に剥離処理が開始されるようになり、剥離処理の実行が終了した時点で粒子状物質の実堆積量は再生開始値に達するようになる。そのため、剥離処理を実行した後に再生処理を開始する場合にあって、再生開始時における粒子状物質の実堆積量は再生開始値に一致するようになって、過剰な量の粒子状物質が燃焼処理されることを抑えることができ、これによっても再生処理中のフィルタの過昇温を抑えることができるようになる。ちなみに、上記推定排出量や上記推定堆積量は、機関運転状態等に基づいて算出可能である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記推定付着量を機関運転状態に基づいて算出することをその要旨とする。
内燃機関から排出されるＳＯＦの量は機関運転状態に応じて変化するため、排気通路に付着するＳＯＦの量も機関運転状態に応じて変化する。そこで、同構成によるように、ＳＯＦの推定付着量を機関運転状態に基づいて算出することが可能である。なお、同構成において、上記機関運転状態を示すパラメータとしては、燃料噴射量や機関回転速度、あるいは排気流量といったパラメータを採用することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記推定付着量を前記内燃機関の稼働時間に基づいて算出することをその要旨とする。
【００１６】
内燃機関の稼働時間が長くなるほど、排気通路に付着するＳＯＦの量は多くなる傾向がある。そこで、同構成によるように、ＳＯＦの推定付着量を内燃機関の稼働時間に基づいて算出することも可能である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記推定付着量を前記内燃機関の搭載された車両の走行距離に基づいて算出することをその要旨とする。
【００１８】
車両の走行距離が長くなるほど、排気通路に付着するＳＯＦの量は多くなる傾向がある。そこで、同構成によるように、ＳＯＦの推定付着量を内燃機関の搭載された車両の走行距離に基づいて算出することも可能である。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記剥離処理が、排気流量を増大させる処理であることをその要旨とする。
同構成によれば、剥離処理の実行時には、非実行時に比して排気流量が増大されることにより、排気通路に付着したＳＯＦに対する排気の流勢が増大されるようになり、そうした排気の流勢を利用して排気通路に付着したＳＯＦを剥離させることができるようになる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記剥離処理が、排気温度を昇温させる処理であることをその要旨とする。
排気通路の構成部材と排気通路に付着したＳＯＦとは互いに熱膨張率が異なっており、排気温度の昇温による熱膨張量は互いに異なるものとなる。従って、こうした熱膨張量の違いを利用してＳＯＦを排気通路から剥離させることが可能である。そこで、同構成では、剥離処理の実行時には、非実行時に比して排気温度を昇温させるようにしており、これにより排気通路に付着したＳＯＦを剥離させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１に、本実施形態にかかる排気浄化装置が適用されたディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）、並びにそれらの周辺構成を示す概略構成図を示す。
【００２２】
エンジン１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは各気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００２３】
燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。
【００２４】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。
【００２５】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気管２６に接続されている。
排気管２６の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１が設けられている。同ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００２６】
また、排気管２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの下流側には、排気成分を浄化するコンバータ３０が設けられている。このコンバータ３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びフィルタ３２が配設されている。
【００２７】
酸化触媒３１には、排気中のＨＣを酸化処理する触媒が担持されている。また、フィルタ３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集する部材であって、多孔質のセラミック構造体で構成されており、排気中のＰＭは多孔質の壁を通過する際に捕集される。
【００２８】
また、シリンダヘッド２には、酸化触媒３１やフィルタ３２に添加剤として燃料を供給するための燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２７を介して前記サプライポンプ１０に接続されており、同燃料添加弁５からは第４気筒＃４の排気ポート６ｄ内に向けて燃料が噴射される。この噴射された燃料は、排気とともに酸化触媒３１やフィルタ３２に到達する。なお、燃料添加弁５は燃料噴射弁４ａ〜４ｄと同様な構造を有している。また、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあってコンバータ３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。
【００２９】
この他、エンジン１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。この排気再循環装置は、吸気通路３と排気通路（エキゾーストマニホールド８）とを連通する排気再循環通路としてのＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられて流量制御弁として機能するＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気管２６から吸気通路３に導入される排気再循環量、すなわちＥＧＲ量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。
【００３０】
エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸気通路３内の吸入空気量ＧＡ（単位時間当たりの吸入空気量）を検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。酸化触媒３１の排気下流側に設けられた排気温度センサ３３は、同酸化触媒３１を通過した直後の排気の温度である排気温度ＴＥを測定する。差圧センサ３４は、フィルタ３２の排気上流側及び排気下流側の排圧の圧力差ΔＰを検出する。機関回転速度センサ２３はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセルセンサ２４はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。
【００３１】
これら各種センサの出力は制御装置２５に入力される。この制御装置２５は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００３２】
そして、この制御装置２５により、例えば燃料噴射弁４ａ〜４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御等、エンジン１の各種制御が行われる。また、上記フィルタ３２に捕集されたＰＭを燃焼させるフィルタの再生処理等といった各種の排気浄化制御も同制御装置２５によって行われる。
【００３３】
上記フィルタ３２の再生処理は、基本的に以下のようにして行われる。
まず、単位時間当たりにエンジン１の全燃焼室から排出されるＰＭの量であるＰＭ排出量ＰＭｅが、予めの実験等を通じて設定されたマップ、例えば図２に示すように、燃料噴射弁４ａ〜４ｄの燃料噴射量Ｑと機関回転速度ＮＥとをパラメータとするＰＭ排出量算出マップに基づいて算出される。なお、同図２に示すように、機関回転速度ＮＥが高いほど、燃料噴射量Ｑが多いほど、ＰＭ排出量ＰＭｅが多くなるように同ＰＭ排出量ＰＭｅは算出される。そして、このＰＭ排出量ＰＭｅの算出が所定周期毎に繰り返し行われてその積算値が算出されることにより、フィルタ３２に堆積したＰＭ量の推定値である推定堆積量ＰＭｓｍが算出される。
【００３４】
そして、このように算出された推定堆積量ＰＭｓｍが、所定の再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに達すると、フィルタ３２の再生処理が開始される。この再生処理では、上記燃料添加弁５による燃料添加が実行される。この燃料添加弁５から噴射された燃料は、酸化触媒３１に達すると燃焼され、これにより排気温度の上昇が図られる。そして、酸化触媒３１にて昇温された排気がフィルタ３２に流入することにより、同フィルタ３２は昇温され、これによりフィルタ３２に堆積したＰＭが燃焼処理されてフィルタ３２の再生が図られる。ちなみに、上記再生開始値ＰＭｓｔａｒｔとしては、フィルタ３２に捕集されたＰＭが再生処理によって燃焼されても、同フィルタ３２の過剰な温度上昇を抑えることができる程度の最大捕集量が設定されている。
【００３５】
フィルタ３２を昇温させることで減少するＰＭの量、すなわちフィルタ３２の再生中における推定堆積量ＰＭｓｍは次式（１）に基づいて推定される。
再生処理中のＰＭｓｍ＝再生処理開始時のＰＭｓｍ＋ＰＭｅ−ＰＭｃ  …（１）
ＰＭｓｍ：推定堆積量
ＰＭｅ：ＰＭ排出量
ＰＭｃ：ＰＭ酸化量
上記ＰＭ酸化量ＰＭｃは、フィルタ３２に捕集されたＰＭが燃焼処理される量である。このＰＭ酸化量ＰＭｃは、予めの実験等を通じて設定されたマップ、例えば図３に示すように、フィルタ３２の温度であるフィルタ温度ＦＴ（本実施形態では、フィルタ３２に流入する排気温度を示す上記排気温度ＴＥから同フィルタ温度ＦＴを推定）をパラメータとするＰＭの酸化速度マップ等に基づいて算出される。なお、同図３に示すように、フィルタ温度ＦＴが高いときほど、ＰＭ酸化量ＰＭｃが多くなるように同ＰＭ酸化量ＰＭｃは算出される。そして、このＰＭ酸化量ＰＭｃ及び上記ＰＭ排出量ＰＭｅの算出が所定周期毎に繰り返し行われ、それらの算出に同期して上記式（１）による推定堆積量ＰＭｓｍの算出が行われることにより、再生処理中の推定堆積量ＰＭｓｍが算出される。
【００３６】
こうして算出される再生処理中の推定堆積量ＰＭｓｍが十分に少なくなり、所定の再生終了値ＰＭｆを下回ると、フィルタ３２の再生処理は終了される。これによりフィルタ３２に堆積した実際のＰＭ量である実堆積量ＰＭｒは、再生終了値ＰＭｆに相当する規定量にまで減少される。
【００３７】
ところで、エンジン１から排出されるＰＭは、全てがフィルタ３２に捕集されるわけではなく、一部のＰＭはフィルタ上流側の排気管２６内やエキゾーストマニホールド８内、あるいは排気ポート６ａ〜６ｄ内に付着する。
【００３８】
より詳細には、排気管２６やエキゾーストマニホールド８、あるいは排気ポート６ａ〜６ｄといった各排気通路の内壁には、未燃燃料や揮発した潤滑油の成分等に由来する有機可溶成分であるＳＯＦが付着し、そのＳＯＦは、エンジン１から排出される煤等を吸着するバインダになる。こうして、ＳＯＦ及び煤等で生成されるＰＭが排気通路の内壁に付着し、徐々に堆積していくようになる。
【００３９】
このように、エンジン１から排出されるＰＭは、フィルタ３２に捕集される分と、排気通路に付着する分とがあるため、図４に示すように、エンジン１から排出されるＰＭの量（ＰＭ排出量ＰＭｅ）を積算した推定堆積量ＰＭｓｍに対して、フィルタ３２に実際に堆積するＰＭの量である実堆積量ＰＭｒは、排気通路に付着したＰＭ量の分だけ少なくなる。
【００４０】
他方、排気通路内に付着したＳＯＦは、排気通路の内壁から自然に剥離することがあり、そうして剥離したＳＯＦはフィルタ３２にて捕集される。このようにフィルタ３２に捕集されたＳＯＦやＳＯＦに吸着されている煤等は、フィルタ３２の再生処理により、フィルタ３２に元々捕集されていたＰＭとともに燃焼処理される。
【００４１】
ここで、剥離したＳＯＦの量が過剰に多いと、再生処理時におけるフィルタ３２の温度が過度に上昇してしまうおそれがあり、こうしたフィルタ３２の過昇温は、フィルタ３２の劣化促進や、破損、あるいは溶損等といった不具合の発生要因となる。
【００４２】
より詳細には、先の図４に示すように、時刻ｔ１においてＳＯＦが剥離した場合にあって、その剥離量Ｄが、時刻ｔ１における推定堆積量ＰＭｓｍと実堆積量ＰＭｒとの差を超えている場合、時刻ｔ１以降において実堆積量ＰＭｒは推定堆積量ＰＭｓｍを超えた状態になる。従って、推定堆積量ＰＭｓｍが再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに達した時点での実堆積量ＰＭｒは、再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに対して、推定堆積量ＰＭｓｍと実堆積量ＰＭｒとの差分ΔＰＭの分だけさらに多くフィルタ３２に堆積している。このように実堆積量ＰＭｒが再生開始値ＰＭｓｔａｒｔよりも差分ΔＰＭの分だけ多く堆積している状態で、再生処理が行われると、差分ΔＰＭの分だけ燃焼温度が上がり、フィルタ３２の温度が過度に上昇してしまう可能性がある。なお、排気通路に付着したＳＯＦの量が多くなるほどＳＯＦの剥離は生じやすい傾向があり、ＳＯＦが剥離するときの上記剥離量Ｄは比較的多くなりやすい。そのため、剥離したＳＯＦがフィルタ３２の過昇温に与える影響も比較的大きなものとなる。
【００４３】
そこで、本実施形態では、剥離したＳＯＦに起因する再生処理時のフィルタ３２の過昇温を抑えるために、以下のような処理を行うようにしている。
すなわち、剥離したＳＯＦによるフィルタ３２の過昇温は、実堆積量ＰＭｒに剥離量Ｄを加算した量が推定堆積量ＰＭｓｍを超えてしまい、推定堆積量ＰＭｓｍが再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに達した時点での実堆積量ＰＭｒが再生開始値ＰＭｓｔａｒｔを超えることにより生じる。従って、実堆積量ＰＭｒに剥離量Ｄを加算した量が推定堆積量ＰＭｓｍを超えなければ、推定堆積量ＰＭｓｍが再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに達した時点での実堆積量ＰＭｒは再生開始値ＰＭｓｔａｒｔ以下となり、剥離したＳＯＦによるフィルタ３２の過昇温は抑えることができる。このように剥離量Ｄが少ない、より具体的には推定堆積量ＰＭｓｍと実堆積量ＰＭｒとの差よりも少なければ、ＳＯＦが剥離したとしても、再生処理時におけるフィルタ３２の過昇温は抑えることができる。
【００４４】
そこで、本実施形態では、フィルタ３２の再生処理の開始に先立って、排気通路からＳＯＦを剥離させる剥離処理を実行するようにしており、これにより排気通路に付着するＳＯＦの量が過剰に増大する前にＳＯＦは剥離される。従って、過剰に付着したＳＯＦが剥離される可能性のあるＳＯＦの自然剥離と比較して、上記剥離処理による強制剥離の場合には、ＳＯＦの剥離量Ｄが少なくなる。そのため、剥離処理を実行した後の再生処理では、剥離されたＳＯＦやＳＯＦに吸着された煤等の燃焼による温度上昇が抑えられるようになり、これにより再生処理時のフィルタ３２の過昇温が抑えられる。
【００４５】
図５に、上記剥離処理の手順を示す。なお、本処理は、制御装置２５によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、排気通路に付着したＳＯＦの推定付着量Ｆが算出される（Ｓ１００）。この推定付着量Ｆは、次のように推定される。
【００４６】
まず、エンジン１から排出されるＳＯＦの量は機関運転状態に応じて変化するため、排気通路に付着するＳＯＦの量も機関運転状態に応じて変化する。より詳細には、燃料噴射量が多くなるほどＳＯＦの排出量も多くなるため、付着量も多くなる。また、機関回転速度が高くなるほど単位時間当たりのＳＯＦの排出量も多くなるため、付着量も多くなる。また、排気流量が多くなるほど排気の流勢によるＳＯＦの剥離が促進されて付着量は少なくなる。そこで、ステップＳ１００では、燃料噴射量、機関回転速度ＮＥ、及び排気流量に相関する吸入空気量ＧＡといった機関運転状態に基づいて上記推定付着量Ｆが算出される。
【００４７】
次に、推定付着量Ｆが予め設定された判定値Ｆ１を超えているか否かが判定される（Ｓ１１０）。この判定値Ｆ１には、ＳＯＦの剥離処理を実行してもフィルタ３２の過昇温が生じない程度のＳＯＦの最大付着量が設定されている。そして、推定付着量Ｆが判定値Ｆ１以下である場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、現在の推定堆積量ＰＭｓｍが上記再生開始値ＰＭｓｔａｒｔ以上であるか否かが判定される（Ｓ１７０）。そして、推定堆積量ＰＭｓｍが再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに満たない場合には（Ｓ１７０：ＮＯ）、本処理は一旦終了され、推定堆積量ＰＭｓｍが再生開始値ＰＭｓｔａｒｔ以上である場合には（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、フィルタの再生処理が実行されて（Ｓ２００）、本処理は一旦終了される。
【００４８】
一方、ステップＳ１１０にて、推定付着量Ｆが判定値Ｆ１を超えていると判定される場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、まず、剥離処理の実行が許可される（Ｓ１２０）。そして、推定付着量Ｆに基づいて剥離処理の実行時間ＤＴが算出される（Ｓ１３０）。この実行時間ＤＴは、次のようにして算出される。すなわち、剥離処理の実行時間が長くなるほど、排気通路に付着したＳＯＦの剥離量Ｄは多くなる。そこで、図６に示すように、推定付着量Ｆが多くなるほど、換言すれば剥離させるＳＯＦの量が多くなるほど、実行時間ＤＴは長くなるように設定され、これにより剥離処理の実行時間ＤＴが適切に設定される。
【００４９】
次に、実行時間ＤＴ及びＰＭ排出量ＰＭｅに基づいて再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに対する補正値Ｈが算出される（Ｓ１４０）。この補正値Ｈは、次のような理由により算出される。
【００５０】
本実施形態では、ＳＯＦの推定付着量Ｆが上記判定値Ｆ１を超える場合には、再生処理に先立ってＳＯＦの剥離処理を行うようにしているが、そうした剥離処理の実行中にもエンジン１からはＰＭが排出されてフィルタ３２に堆積する。従って、ＰＭの推定堆積量ＰＭｓｍが再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに達したときに再生処理を開始するに際して、まず、剥離処理を実行し、その剥離処理の終了を待ってから再生処理を実際に開始するようにすると、次のような不都合が生じる。すなわち、再生処理の開始時における実堆積量ＰＭｒは、剥離処理の実行中にエンジン１から排出されたＰＭの量の分だけ再生開始値ＰＭｓｔａｒｔよりも増加してしまい、過剰な量のＰＭが燃焼処理されることになる。従って、剥離したＳＯＦとは別の理由でフィルタ３２が過度に昇温されてしまうおそれがある。
【００５１】
ここで、図７に示すように、剥離処理の実行中における実堆積量ＰＭｒの増加量Ａは、ＳＯＦの剥離量Ｄ及び剥離処理の実行中にエンジン１から排出されるＰＭの量（推定排出量Ｂ）の和に一致する。
【００５２】
そこで、剥離処理の実行時間ＤＴ中（時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間）にエンジン１から排出されるＰＭの推定排出量Ｂを算出する。この推定排出量Ｂは、単位時間当たりにエンジン１から排出されるＰＭの量である上記ＰＭ排出量ＰＭｅと実行時間ＤＴとに基づいて算出される。そして、再生開始値ＰＭｓｔａｒｔから推定排出量Ｂを減算した値に推定堆積量ＰＭｓｍが達したときに剥離処理の実行を開始する。すなわち、推定排出量Ｂを上記補正値Ｈに設定し、その補正値Ｈにて補正された補正後再生開始値ＰＭＨｓｔａｒｔに推定堆積量ＰＭｓｍが達したときに剥離処理の実行を開始する。
【００５３】
この場合には、推定堆積量ＰＭｓｍが、補正前の本来の再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに達する前に剥離処理が開始される（時刻ｔ１）。そして剥離処理実行中には、エンジン１から排出されるＰＭと剥離されるＳＯＦとによって実堆積量ＰＭｒが徐々に増大していき、剥離処理の実行が終了した時点（時刻ｔ２）では、推定排出量Ｂ及び剥離量Ｄの分だけ実堆積量ＰＭｒは増加しており、本来の再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに達するようになる。
【００５４】
このように、剥離処理を実行した後に再生処理を開始する場合にあって、再生開始時における実堆積量ＰＭｒが補正前の本来の再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに一致するようになる。換言すれば再生開始時における実堆積量ＰＭｒが推定堆積量ＰＭｓｍに一致するようになり、これにより過剰な量のＰＭが燃焼処理されることを抑えることができ、上述したような再生処理中のフィルタ３２の過昇温を抑えることができる。
【００５５】
こうして実行時間ＤＴ及びＰＭ排出量ＰＭｅに基づいて補正値Ｈが算出されると、再生開始値ＰＭｓｔａｒｔから補正値Ｈを減算した上記補正後再生開始値ＰＭＨｓｔａｒｔが算出されて（Ｓ１５０）、推定堆積量ＰＭｓｍが補正後再生開始値ＰＭＨｓｔａｒｔ以上であるか否かが判定される（Ｓ１６０）。
【００５６】
そして、推定堆積量ＰＭｓｍが補正後再生開始値ＰＭＨｓｔａｒｔに満たない場合には（Ｓ１６０：ＮＯ）、本処理は一旦終了され、推定堆積量ＰＭｓｍが補正後再生開始値ＰＭＨｓｔａｒｔ以上である場合には（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、ＳＯＦの剥離処理が実行される（Ｓ１８０）。この剥離処理の実行に際しては、剥離処理の非実行時に比して排気流量が増大されるように、吸気絞り弁１６の開度が増大されるとともに、ＥＧＲ弁１５の開度が減少される。なお、吸気絞り弁１６の開度またはＥＧＲ弁１５の開度のうちのいずれか一方のみを調整するようにしてもよい。こうして排気流量が増大されると、排気通路に付着したＳＯＦに対する排気の流勢が増大され、そうした排気の流勢によって排気通路に付着したＳＯＦが剥離される。
【００５７】
次に、剥離処理が終了したか否かが判定される（Ｓ１９０）。ここでは、剥離処理を開始してから上記実行時間ＤＴが経過したか否かが判定され、実行時間ＤＴが経過していない場合には（Ｓ１９０：ＮＯ）、このステップＳ１９０の処理が繰り返し実行される。一方、実行時間ＤＴが経過している場合には（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、フィルタの再生処理が開始されて（Ｓ２００）、本処理は一旦終了される。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
（１）フィルタ３２よりも上流側の排気通路内に付着したＳＯＦを剥離させる剥離処理を実行した後にフィルタ３２の再生処理を開始するようにしている。このように、再生処理の開始前に剥離処理を実行することでＳＯＦを強制的に剥離させるようにしており、これにより排気通路に付着するＳＯＦの量が過剰に増大する前にＳＯＦは剥離される。そのため、過剰に付着したＳＯＦが剥離される可能性のあるＳＯＦの自然剥離と比較して、上記剥離処理による強制剥離の場合には、ＳＯＦの剥離量が少なくなる。従って、剥離処理を実行した後の再生処理では、剥離されたＳＯＦやＳＯＦに吸着された煤等の燃焼による温度上昇が抑えられるようになり、これにより排気通路から剥離したＳＯＦに起因する再生処理時のフィルタ３２の過昇温が好適に抑えられるようになる。
【００５９】
（２）上記剥離処理の実行時間を長くするほど、排気通路に付着したＳＯＦの剥離量は多くなる。そこで、ＳＯＦの付着量である上記推定付着量Ｆを算出し、その推定付着量Ｆに基づいて剥離処理の実行時間ＤＴを設定するようにしており、これにより剥離処理の実行時間を適切に設定することができるようになる。
【００６０】
（３）剥離処理の実行時間中にエンジン１から排出されるＰＭの推定排出量Ｂを算出し、再生開始値ＰＭｓｔａｒｔから推定排出量Ｂを減算した値（補正後再生開始値ＰＭＨｓｔａｒｔ）にＰＭの推定堆積量ＰＭｓｍが達したときに、剥離処理の実行を開始するようにしている。従って、ＰＭの推定堆積量ＰＭｓｍが補正前の本来の再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに達する前に剥離処理が開始されるようになり、剥離処理の実行が終了した時点で実堆積量ＰＭｒは再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに達するようになる。そのため、剥離処理を実行した後に再生処理を開始する場合にあって、再生開始時における実堆積量ＰＭｒは再生開始値ＰＭｓｔａｒｔに一致するようになって、過剰な量のＰＭが燃焼処理されることを抑えることができ、これによっても再生処理中のフィルタ３２の過昇温を抑えることができるようになる。
【００６１】
（４）エンジン１から排出されるＳＯＦの量は機関運転状態に応じて変化するため、排気通路に付着するＳＯＦの量も機関運転状態に応じて変化する。そこで、ＳＯＦの推定付着量Ｆを、燃料噴射量、機関回転速度及び排気流量といった機関運転状態に関するパラメータに基づいて算出するようにしており、そうした推定付着量Ｆを好適に算出することができる。
【００６２】
（５）上記剥離処理として、排気流量を増大させる処理を行うようにしており、これにより排気通路に付着したＳＯＦを剥離させることができるようになる。
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
【００６３】
・ＳＯＦの推定付着量Ｆが判定値Ｆ１を超えた場合に、剥離処理の実行を許可するようにした。この他、図５に示したステップＳ１００及びステップＳ１１０の処理を省略して、再生処理の開始前には必ず剥離処理を実行するようにしてもよい。
【００６４】
・再生開始値ＰＭｓｔａｒｔを上記補正値Ｈで補正するようにしたが、こうした再生開始値ＰＭｓｔａｒｔの補正に関する処理を省略するようにしてもよい。この場合でも、剥離したＳＯＦによるフィルタ３２の過昇温についてはこれを好適に抑えることができる。
【００６５】
・ＳＯＦの推定付着量Ｆを、燃料噴射量、機関回転速度ＮＥ、及び排気流量といった機関運転状態を示す各パラメータに基づいて算出するようにしたが、これら各パラメータのうちの少なくとも１つに基づいて推定付着量Ｆを算出するようにしてもよい。また、燃料噴射量、機関回転速度ＮＥ、及び排気流量以外の機関運転状態を示すパラメータに基づいて推定付着量Ｆを算出するようにしてもよい。
【００６６】
・エンジン１の稼働時間が長くなるほど、排気通路に付着するＳＯＦの量は多くなる傾向がある。そこで、ＳＯＦの推定付着量Ｆをエンジン１の稼働時間に基づいて算出するようにしてもよい。
【００６７】
・車両の走行距離が長くなるほど、排気通路に付着するＳＯＦの量は多くなる傾向がある。そこで、ＳＯＦの推定付着量Ｆをエンジン１の搭載された車両の走行距離に基づいて算出するようにしてもよい。
【００６８】
・ＳＯＦの剥離処理として、排気流量を増大させる処理を行うようにしたが、他の処理を行うようにしてもよい。例えば、排気通路の構成部材と排気通路に付着したＳＯＦとは互いに熱膨張率が異なっており、排気温度の昇温による熱膨張量は互いに異なるものとなる。従って、こうした熱膨張量の違いを利用してＳＯＦを排気通路から剥離させることも可能である。そこで、剥離処理の実行時には、非実行時に比して排気温度を昇温させることにより、排気通路に付着したＳＯＦを剥離させるようにしてもよい。
【００６９】
・推定堆積量ＰＭｓｍを機関運転状態に基づいて算出するようにしたが、上記差圧センサ３４の検出値に基づいて算出するようにしてもよい。
・上記実施形態では、排気流量の相当する値として吸入空気量ＧＡを利用するようにした。この他、排気流量をセンサ等で直接検出したり、機関運転状態に基づいて推定したりするようにしてもよい。
【００７０】
・フィルタ３２の昇温を図るための燃料を燃料添加弁５から供給するようにした。この他、燃料噴射弁４ａ〜４ｄによるポスト噴射（メイン噴射の実行時期から遅れた時期に再度行われる燃料噴射）を実行することで、フィルタ３２の昇温を図るようにしてもよい。また、燃料添加弁５による燃料供給とポスト噴射による燃料供給と併用するようにしてもよい。
【００７１】
・上記添加剤はエンジン１の燃料であったが、これと同様な作用が得られる添加剤であればどのようなものでもよい。
・フィルタ３２に、排気成分を浄化する触媒を担持させるようにしてもよい。
【００７２】
・コンバータ３０内に配設される触媒やフィルタの数は任意にすることができる。例えば、フィルタ３２のみを備えており、同フィルタ３２上で燃料を酸化させることにより当該フィルタ３２の温度を上昇させる排気浄化装置にも、本発明は同様に適用することができる。
【００７３】
・上記エンジン１は、直列４気筒の内燃機関であったが、その他の気筒数や気筒配列を備える内燃機関の排気浄化装置にも、本発明は同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の一実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。
【図２】機関回転速度及び燃料噴射量とＰＭ排出量との関係を示すグラフ。
【図３】フィルタの温度とＰＭ酸化量との関係を示すグラフ。
【図４】ＳＯＦの剥離が生じた場合のＰＭの実堆積量の変化を示すタイミングチャート。
【図５】同実施形態におけるＳＯＦの剥離処理についてその手順を示すフローチャート。
【図６】ＳＯＦの推定付着量と剥離処理の実行時間との関係を示すグラフ。
【図７】剥離処理の実行による実堆積量の変化を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７５】
１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホール、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２３…機関回転速度センサ、２４…アクセルセンサ、２５…制御装置、２６…排気管、２７…燃料供給管、３０…コンバータ、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、３３…排気温度センサ、３４…差圧センサ。
【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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