内燃機関の排気浄化装置
【課題】ＤＰＦの過昇温の可能性があると判定されたら過昇温抑制制御を実行する排気浄化装置において、エンジン始動時にも適切に過昇温抑制制御の要否判定ができる内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】前回エンジン停止時において過昇温抑制制御を実行中だった場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、あるいは前回エンジン停止時において吸気量が小さければ過昇温が発生した状態であった場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、今回のエンジン再始動時の冷却水の水温が所定値以上であれば（Ｓ３０：ＹＥＳ）、エンジン再始動時において、過昇温抑制制御を実行する（Ｓ１００）。
【解決手段】前回エンジン停止時において過昇温抑制制御を実行中だった場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、あるいは前回エンジン停止時において吸気量が小さければ過昇温が発生した状態であった場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、今回のエンジン再始動時の冷却水の水温が所定値以上であれば（Ｓ３０：ＹＥＳ）、エンジン再始動時において、過昇温抑制制御を実行する（Ｓ１００）。
【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排気微粒子（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、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メイン噴射後に燃料を噴射するポスト噴射などの手法が用いられる。
【０００４】
しかしＤＰＦ再生時（あるいはＤＰＦでＰＭが自然に燃焼した場合）に温度が上がり過ぎると、ＤＰＦが溶損したり割れたりするなどの不具合が生じてしまう。例えば、ＤＰＦの再生中でＤＰＦの温度が高く、かつＤＰＦにおけるＰＭの堆積量が多い状況下で、エンジンを減速状態にすると、吸気量が急速に低減するので、ＤＰＦ内部の熱が排ガスによって下流に移動されなくなる。したがってＤＰＦ内部に熱がこもってしまうこととなり、ＤＰＦの過昇温の可能性が高くなる。
【０００５】
例えば下記特許文献１では、ＤＰＦ過昇温の可能性がある場合（排気温度が高く、減速運転状態）に、吸気絞り弁を絞るとともにＥＧＲ弁を全開にすることで排気中の酸素濃度を低減してＤＰＦにおけるＰＭの燃焼を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８８４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、過昇温抑制制御の要否判定条件として、ＤＰＦの内部温度が所定値以上で、ＤＰＦにおけるＰＭの堆積量が所定値以上であるとの条件を用いることが一般的であった。しかし一般にエンジンの始動時にはＤＰＦの内部温度の推定精度が高くない。したがって上記判定条件を用いる場合、エンジンの始動時には要否判定の精度が低くなり、それによりエンジン始動直後に過昇温を発生させてしまう可能性がある。このようにエンジン始動時の過昇温抑制は、それ以外のときの過昇温抑制とは異なる注意を要するが、従来技術ではこの点が考慮されていない。
【０００８】
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の過昇温の可能性があると判定されたら過昇温抑制制御を実行する排気浄化装置において、エンジン始動時にも適切に過昇温抑制制御の要否判定が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】
【０００９】
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、内燃機関の排気通路に配置されて粒子状物質を捕集するフィルタと、そのフィルタの過昇温を抑制する抑制制御を実行する制御手段と、その制御手段による前記抑制制御を実行するか否かを判定する判定手段と、を備え、前記判定手段は、前記内燃機関の再始動時に前記抑制制御を実行するか否かを判定する再始動時判定手段を備え、その再始動時判定手段が前記再始動時に前記抑制制御を実行すべきであると判定する判定条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において過昇温の発生可能性があったとの第１の条件が含まれることを特徴とする。
【００１０】
これにより本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、粒子状物質を捕集するフィルタの過昇温を抑制する抑制制御を実行するか否かを判定する判定手段として、内燃機関の再始動時の判定手段を特に備えて、内燃機関の前回作動停止時において過昇温の発生可能性があったとの条件が、再始動時の過昇温抑制制御実行の判定条件に含まれるとするので、内燃機関の再始動時における過昇温の発生に特に留意して、前回作動停止時において過昇温の発生可能性があったとの情報を適切に利用して今回の始動時の過昇温発生を判定する。したがって適切に内燃機関再始動時の過昇温が抑制できる。
【００１１】
また前記第１の条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において前記制御手段による過昇温抑制制御を実行していたことが含まれるとしてもよい。
【００１２】
これにより内燃機関の前回作動停止時において前記制御手段による過昇温抑制制御を実行していたとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に前回作動停止時に過昇温抑制制御を実行していたことは、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００１３】
また前記第１の条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において前記フィルタの流入するガス量が所定値よりも小さい場合には過昇温が発生する状態にあったことが含まれるとしてもよい。
【００１４】
これにより前記内燃機関の前回作動停止時においてフィルタの流入するガス量が所定値よりも小さい場合には過昇温が発生する状態にあったとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に前回作動停止時においてフィルタの流入するガス量が所定値よりも小さい場合には過昇温が発生する状態にあったことは、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００１５】
また前記再始動時判定手段が前記再始動時に前記抑制制御を実行すべきであると判定する条件には、前記内燃機関の前回作動停止から再始動までにおける前記フィルタの内部温度の低減が小さいとの第２の条件が含まれるとしてもよい。
【００１６】
これにより内燃機関の前回作動停止から再始動までにおける前記フィルタの内部温度の低減が小さいとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の前回作動停止から再始動までにおける前記フィルタの内部温度の低減が小さいことは、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００１７】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における前記内燃機関の冷却水の水温が所定値よりも高いことが含まれるとしてもよい。
【００１８】
これにより内燃機関の再始動時における前記内燃機関の冷却水の水温が所定値よりも高いとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定できる。一般に内燃機関の再始動時における内燃機関の冷却水の水温が所定値よりも高いことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００１９】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記内燃機関の冷却水の水温の差分値が所定値よりも小さいことが含まれるとしてもよい。
【００２０】
これにより内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記内燃機関の冷却水の水温の差分値が所定値よりも小さいとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記内燃機関の冷却水の水温の差分値が所定値よりも小さいことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００２１】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における前記フィルタの下流排気温度が所定値よりも高いことが含まれるとしてもよい。
【００２２】
これにより内燃機関の再始動時におけるフィルタの下流排気温度が所定値よりも高いとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の再始動時におけるフィルタの下流排気温度が所定値よりも高いことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００２３】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記フィルタの下流排気温度の差分値が所定値よりも小さいことが含まれるとしてもよい。
【００２４】
これにより内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記フィルタの下流排気温度の差分値が所定値よりも小さいとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記フィルタの下流排気温度の差分値が所定値よりも小さいことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００２５】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の作動停止期間が所定値よりも短いことが含まれるとしてもよい。
【００２６】
これにより内燃機関の作動停止期間が所定値よりも短いとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の作動停止期間が所定値よりも短いことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００２７】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における吸気温が所定値よりも高いことが含まれるとしてもよい。
【００２８】
これにより内燃機関の再始動時における吸気温が所定値よりも高いとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の再始動時における吸気温が所定値よりも高いことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００２９】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における吸気温の差分値が所定値よりも小さいことが含まれるとしてもよい。
【００３０】
これにより内燃機関の再始動時と、内燃機関の前回作動停止時と、における吸気温の差分値が所定値よりも小さいとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の再始動時と、内燃機関の前回作動停止時と、における吸気温の差分値が所定値よりも小さいことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００３１】
また前記再始動時判定手段は、前記抑制制御を終了すべきか否かを判定する終了判定手段を備えたとしてもよい。
【００３２】
これによりエンジン始動時における過昇温抑制制御の要否を判定する手段のみではなく、その抑制制御の終了を判定する手段も備えるので、エンジン始動時の過昇温抑制制御の開始と終了を適切に制御できる排気浄化装置が実現できる。
【００３３】
また前記フィルタの内部温度を推定する第１推定手段を備え、前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記第１推定手段による推定値が所定値よりも低いことが含まれるとしてもよい。
【００３４】
これによりフィルタの内部温度の推定値が所定値よりも低いとの情報を利用して、過昇温抑制制御の終了を判定する。一般にフィルタの内部温度の推定値が所定値よりも低いことは、過昇温発生の可能性に影響を及ぼす情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に過昇温抑制制御を終了できる。
【００３５】
また前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記フィルタに流入するガス量が所定値よりも多いことが含まれるとしてもよい。
【００３６】
これによりフィルタに流入するガス量が所定値よりも多いとの情報を利用して、過昇温抑制制御の終了を判定する。一般にフィルタに流入するガス量が所定値よりも多いことは、過昇温発生の可能性に影響を及ぼす情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に過昇温抑制制御を終了できる。
【００３７】
また前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定する第２推定手段を備え、前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記第２推定手段による推定値が所定値よりも少ないことが含まれるとしてもよい。
【００３８】
これによりフィルタにおける粒子状物質の堆積量の推定値が所定値よりも少ないとの情報を利用して、過昇温抑制制御の終了を判定する。一般にフィルタにおける粒子状物質の堆積量の推定値が所定値よりも少ないことは、過昇温発生の可能性に影響を及ぼす情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に過昇温抑制制御を終了できる。
【００３９】
また前記フィルタに流入するガス量を検出する検出手段を備え、前記第２推定手段は、前記検出手段により検出されたガス量の内燃機関の再始動後の積算値が所定値よりも小さい場合は、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量の推定値を減少させないとしてもよい。
【００４０】
これにより、内燃機関再始動後におけるフィルタに流入するガス量の積算値が小さい期間は堆積量推定値を減少させないようにする。したがって、一般に内燃機関始動直後にはフィルタ内部温度の推定精度が低いが、そうした推定精度が低い期間に堆積量の減少量を多く見積もる誤差が入り込むことが抑制できる。
【００４１】
また前記フィルタに流入するガス量を検出する検出手段を備え、前記終了判定手段は、前記検出手段により検出されたガス量の内燃機関の再始動後の積算値が所定値よりも小さい場合は、前記抑制制御の終了判定を行わないとしてもよい。
【００４２】
これにより内燃機関再始動後におけるフィルタに流入するガス量の積算値が小さい期間は抑制制御の終了判定を行わないようにする。したがって、一般に内燃機関始動直後にはフィルタ内部温度の推定精度が低いが、そうした推定精度が低い期間に、誤差を含んだ推定値を用いて誤って抑制制御を終了させることが抑制できる。
【００４３】
また前記制御手段による前記フィルタの過昇温抑制のための方法には、前記フィルタに流入するガス量を増加させる第１の方法と、前記フィルタに流入するガスの酸素濃度を低減させる第２の方法と、が含まれ、前記制御手段は、内燃機関の再始動後の過昇温抑制制御で用いる方法と、それ以外での過昇温抑制制御で用いる方法とで、一方が前記第１の方法であり他方が前記第２の方法であることを許容するとしてもよい。
【００４４】
これにより内燃機関の再始動後の過昇温抑制制御で用いる方法と、それ以外での過昇温抑制制御で用いる方法とを、ガス量を増加させる方法と、ガスの酸素濃度を低減させる方法と、の間から自由に選択できるので、柔軟に選択して効果的に過昇温が抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明における内燃機関の排気浄化装置の実施例における構成図。
【図２】第１の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図３】第２の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図４】第３の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図５】第４の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図６】第５の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図７】第６の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図８】第７の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図９】第８の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図１０】第９の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図１１】第１０の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図１２】第１１の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図１３】第１の抑制制御終了処理手順を示すフローチャート。
【図１４】第２の抑制制御終了処理手順を示すフローチャート。
【図１５】第３の抑制制御終了処理手順を示すフローチャート。
【図１６】第４の抑制制御終了処理手順を示すフローチャート。
【図１７】第５の抑制制御終了処理手順を示すフローチャート。
【図１８】ＰＭ堆積量推定における減少停止手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
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の実施例における装置構成を示している。
【００４７】
排気浄化装置１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いる。エンジン２及び排気浄化装置１は、吸気管３、排気管４、ＥＧＲ管５を備える。排気管４には上流側から酸化触媒８（ＤＯＣ：Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｃｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ）、ＤＰＦ６が配置されている。エンジン２及び排気浄化装置１は自動車に搭載されているとすればよい。
【００４８】
吸気管３を通じてエンジン２に空気（吸気）が供給される。吸気管３にはエアフロメータ３１、吸気スロットル３２、吸気温度センサ３３が配置されている。エアフロメータ３１は吸気量を計測する。ここでの吸気量は例えば単位時間当たりの質量流量とすればよい。また吸気スロットル３２の開度が調節されることによってエンジン２に供給される吸気量が増減する。吸気温度センサ３３で吸気の温度が計測される。
【００４９】
エンジン２にはインジェクタ２１、エンジン回転数センサ２２が装備されている。インジェクタ２１からの噴射によってシリンダ内に燃料が供給される。エンジン回転数センサ２２によってエンジン２の（単位時間あたりの）回転数が計測される。エンジン回転数センサ２２は、例えばエンジン２から連結されたクランクの回転角度を計測するクランク角センサとして、その検出値がＥＣＵ７へ送られてエンジンの回転数が算出されるとすればよい。また水温センサ２３によってエンジン２の冷却水の温度が計測される。
【００５０】
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を交互に目詰めした構造とすればよい。エンジン２の運転中に排出される排気にはＰＭ（粒子状物質）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。なおＤＰＦ６は酸化触媒が担持された酸化触媒付きＤＰＦとすればよい。
【００５１】
ＤＯＣ６には酸化触媒が担持されている。排気管４には、ＤＯＣ８とＤＰＦ６の間に、Ａ／Ｆ値（空燃比）を計測するＡ／Ｆセンサ４０、排気の温度を検出する排気温センサ４１が装備されている。またＤＰＦ６の下流にも排気温センサ４２が装備されている。
【００５２】
ＥＧＲ管５は、排気管４から吸気管３への排気再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を行うために装備されている。ＥＧＲ管５にはＥＧＲバルブ５１が装備されている。ＥＧＲバルブ５１の開閉によって排気の還流量が調節される。なお本実施例ではＥＧＲ管５を装備しないとしてもよく、あるいはＤＰＦ６の過昇温抑制制御として排気中の酸素濃度を低減する場合に、ＥＧＲ管５による排気還流量も増加させるとしてもよい。
【００５３】
上で述べたエアフロメータ３１、エンジン回転数センサ２２、水温センサ２３、Ａ／Ｆセンサ４０、排気温センサ４１、４２の計測値は電子制御装置７（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）へ送られる。以下の説明で登場する各種の数値は、明示がない場合上記説明のとおり、これらのセンサによって計測されるとすればよい。
【００５４】
またＥＣＵ７によって、インジェクタ２１によるエンジン２への燃料噴射のタイミングや噴射量、吸気スロットル３２とＥＧＲバルブ５１との開度が調節、制御される。ＥＣＵ７は通常のコンピュータと同様の構造を有するとして、各種演算をおこなうＣＰＵや各種情報の記憶を行うメモリ７１を有するとすればよい。またＥＣＵ７は計時機能を有するタイマ７２を備えるとする。
【００５５】
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。ＰＭの堆積量を推定する方法は例えば、エンジン２からの時々刻々の（単位時間あたりの）ＰＭ排出量と、ＤＰＦ６における時々刻々のＰＭ燃焼量との差分を積算していく履歴式の推定方法を用いればよい。
【００５６】
その際、エンジン２からの時々刻々のＰＭ排出量は、エンジン２の運転条件とＰＭ排出量との関係を示すマップをメモリ７１に記憶しておいて、それを用いればよい。エンジン２の運転条件、すなわちエンジン回転数と負荷とはそれぞれ、例えばエンジン回転数センサ２２の計測値とインジェクタ２１への噴射量指令値とすればよい。ＤＰＦ６における時々刻々のＰＭ燃焼量は、ＤＰＦ内部温度とＤＰＦ６におけるＰＭ燃焼量との関係を示すマップをメモリ７１に記憶しておいて、それを用いればよい。ＤＰＦ内部温度は、排気温センサ４２の計測値で置き換えてもよく、排気温センサ４２（あるいは４１も）から内部温度推定モデルを用いて推定してもよい。
【００５７】
ＤＰＦ６の再生方法としては例えば、インジェクタ２１からメイン噴射後のタイミングで燃料を噴射するポスト噴射を実行する。ポスト噴射により筒内に噴射されて未燃のまま排気管４に排出された未燃燃料が、ＤＯＣ８あるいはＤＰＦ６に達して、ＤＯＣ８あるいはＤＰＦ６に担持された触媒の作用で昇温して、ＤＰＦ６に堆積したＰＭを燃焼させる。
【００５８】
本実施例では、こうした装置構成のもとで、ＤＰＦ６の過昇温抑制に関しては、基本的には、ＤＰＦ６の内部温度が高く、かつＤＰＦ６におけるＰＭ堆積量が多く、ＤＰＦ６に流入するガス量が少ない場合に過昇温抑制制御が必要だと判定する。しかし上述のとおりエンジン２の始動直後はＤＰＦ６の内部温度の推定精度が低いので、別の判定条件を用いる。それを以下で説明する。
【００５９】
図２から図１８に本実施例におけるエンジン２の始動後の過昇温抑制処理の処理手順が示されている。以下でこれらを説明するが、図２から図１８で同一内容の処理は同一符号を付すとし、同じ説明は繰り返さないとする。なお図２から図１８の処理手順はプログラム化されてメモリ７１に記憶しておき、ＥＣＵ７が呼び出して自動的に実行するようにすればよい。
【００６０】
図２から図１２までは、エンジン２の始動時にどのような条件が満たされれば過昇温抑制制御を実行するかに関係するフローチャートである。図２から図１２の処理は、エンジン２を始動すると自動的に実行開始されるとすればよい。
【００６１】
図２の処理ではエンジン始動後に手順Ｓ１０で、前回のエンジン停止時に過昇温抑制制御（抑制制御）を実行中であったか否かを判断する。前回エンジン停止時に抑制制御実行中であったか否かの情報は例えばメモリ７１に記憶しておけばよい。前回エンジン停止時に過昇温抑制制御（抑制制御）を実行中であった場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）は、Ｓ１００に進み、ただちに抑制制御を開始する。前回エンジン停止時に過昇温抑制制御（抑制制御）を実行中でなかった場合（Ｓ１０：ＮＯ）は抑制制御を行わず図２の処理を終了する。
【００６２】
Ｓ１００における過昇温抑制制御は、具体的には以下の２手法のいずれかを採用すればよい。１つの手法は、ＤＰＦ６に流入するガス量を増加させることである。これによってＤＰＦ６の熱を効率的に下流に持ち去って過昇温を抑制する。
【００６３】
もう１つの手法は、ＤＰＦ６に流入するガス中の酸素濃度を低減することである。これによりＤＰＦ６における燃焼反応を抑えることで過昇温を抑制する。前回エンジン停止時に抑制制御を実行中であった場合、今回のエンジン始動時にも過昇温発生の可能性があるとみなせるので、図２の処理を用いると、前回エンジン停止時の情報を用いて適切に今回のエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００６４】
次に図３の処理では、エンジン始動後に手順Ｓ１０で、前回のエンジン停止時に吸気量が少なければ過昇温が発生する状態にあったか否かを判断する。その状態にあったか否かの情報は例えばメモリ７１に記憶しておけばよい。前回エンジン停止時に吸気量が少なければ過昇温が発生する状態にあった場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）は、Ｓ１００に進み、ただちに抑制制御を開始する。
【００６５】
前回エンジン停止時に吸気量が少なければ過昇温が発生する状態になかった場合（Ｓ２０：ＮＯ）は抑制制御を行わず図３の処理を終了する。前回エンジン停止時に吸気量が少なければ過昇温が発生する状態にあった場合、今回のエンジン始動時にも過昇温発生の可能性があるとみなせるので、図３の処理を用いると、前回エンジン停止時の情報を用いて適切に今回のエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００６６】
次に図４の処理では、図２と図３の処理を組み合わせる。すなわち前回エンジン停止時に過昇温抑制制御（抑制制御）を実行中であった場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）または前回エンジン停止時に吸気量が少なければ過昇温が発生する状態にあった場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、Ｓ１００に進み、ただちに抑制制御を開始し、それ以外の場合では抑制制御を行わない。図４の処理を用いれば、図２と図３の処理を組み合わせることで、前回エンジン停止時の情報を用いてより適切に今回のエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００６７】
次に図５から図１２では図４のＳ１０及びＳ２０での前回エンジン停止時における過昇温発生可能性に関する判断処理の後に、エンジン（再）始動後の過昇温発生可能性に関する判断処理を組み合わせる。
【００６８】
まず図５では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ３０でエンジンの冷却水の水温が所定値Ａ１以上であれば（Ｓ３０：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ１未満であれば（Ｓ３０：ＮＯ）、抑制制御を行わず図５の処理を終了する。エンジンの冷却水の水温は水温センサ２３で計測すればよい。エンジン始動時におけるエンジン２の冷却水の水温が高いことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図５の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００６９】
図６では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ３５でエンジンの冷却水の水温の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が所定値Ａ２以下であれば（Ｓ３５：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ２より大きければ（Ｓ３５：ＮＯ）、抑制制御を行わず図６の処理を終了する。エンジン２の冷却水の水温の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が小さいことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図６の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７０】
図７では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ４０でＤＰＦ６下流の排気温度が所定値Ａ３以上であれば（Ｓ４０：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ３未満であれば（Ｓ３５：ＮＯ）、抑制制御を行わず図７の処理を終了する。エンジン始動時にＤＰＦ６下流の排気温度が高いことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。ＤＰＦ６の内部温度が高ければ当然過昇温の可能性が高まる。したがって図７の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７１】
図８では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ４５でＤＰＦ６下流の排気温度の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が所定値Ａ４以下であれば（Ｓ４５：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ４より大きければ（Ｓ４５：ＮＯ）、抑制制御を行わず図８の処理を終了する。ＤＰＦ６下流の排気温度の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が小さいことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図８の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７２】
図９では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ５０で、エンジン停止時間、すなわち前回エンジン停止時から今回始動時までの経過時間が所定値Ａ５以下であれば（Ｓ５０：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ５より大きければ（Ｓ５０：ＮＯ）、抑制制御を行わず図９の処理を終了する。エンジン停止時間はタイマ７２で計測すればよい。エンジン停止時間が短いことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図９の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７３】
図１０では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ５５で、吸気温度が所定値Ａ６以上であれば（Ｓ５５：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ６未満であれば（Ｓ５５：ＮＯ）、抑制制御を行わず図１０の処理を終了する。吸気温度は吸気温度センサ３３で計測すればよい。エンジン始動時に吸気温度が高いことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図１０の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７４】
図１１では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ６０で吸気温度の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が所定値Ａ７以下であれば（Ｓ６０：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ７より大きければ（Ｓ６０：ＮＯ）、抑制制御を行わず図１１の処理を終了する。吸気温度の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が小さいことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図１１の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７５】
本実施例では上記図５から図１１の処理を組み合わせてもよい。その一例が図１２に示されている。図１２の例では、点線で囲まれた処理群Ｂ１において、上記Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ５５が組み合わされている。具体的には、Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ５５のうちいずれかが肯定判断の場合はＳ１００で抑制制御を開始する。Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ５５の全てが否定判断の場合は抑制制御を行わず図１２の処理を終了する。
【００７６】
図１２の例に限らず、Ｓ３０、Ｓ３５、Ｓ４０、Ｓ４５、Ｓ５０、Ｓ５５、Ｓ６０のうちから選択された複数個（２個、３個、４個、５個、６個、７個）の判定条件に対して、そのうち所定数（１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個）が肯定判断となった場合に抑制制御を開始するとしてもよい。こうした処理を用いることによって、適切に組み合わされた判定条件によりエンジン始動時の過昇温を効果的に抑制できる。
【００７７】
従来技術においてはエンジン始動直後であるか否かに関係なく、ＤＰＦ内部温度が高くＰＭ堆積量が多くガス量が少ない場合はＤＰＦ６の過昇温抑制制御が必要と判定していたが、本実施例ではエンジン始動直後には上記のとおり別の判定条件を用いるので、エンジン始動後にはＤＰＦ６の内部温度推定精度が低いとの不具合に影響されずに、適切に過昇温を抑制できる。
【００７８】
次に図１３から図１７には、エンジン２の始動時に過昇温抑制制御（抑制制御）を開始した場合に、どのような条件下で抑制制御を終了するかの処理が示されている。以下でこれらを説明する。図１３から図１７の処理は、抑制制御を開始すると自動的に実行されるとすればよい。
【００７９】
図１３の処理では、Ｓ１１０でＤＰＦ６下流の排気温度が所定値Ａ８以下であれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ２００で抑制制御を終了する。所定値Ａ８より大きければ（Ｓ１１０：ＮＯ）、抑制制御を終了せず図１３の処理を終了する。ＤＰＦ６下流の排気温度が低いことは、ＤＰＦ６の過昇温発生の可能性が低減したことを示す情報である。したがって図１３の処理を用いれば、適切に抑制制御を終了できる。
【００８０】
図１４の処理では、Ｓ１２０で吸気量が所定値Ａ９以上であれば（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、Ｓ２００で抑制制御を終了する。所定値Ａ９未満であれば（Ｓ１２０：ＮＯ）、抑制制御を終了せず図１４の処理を終了する。吸気量が大きいことは、ＤＰＦ６の過昇温発生の可能性が低減したことを示す情報である。したがって図１４の処理を用いれば、適切に抑制制御を終了できる。
【００８１】
図１５の処理では、Ｓ１３０でＤＰＦ６におけるＰＭ堆積量推定値が所定値Ａ１０以下であれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ２００で抑制制御を終了する。所定値Ａ１０より大きければ（Ｓ１３０：ＮＯ）、抑制制御を終了せず図１５の処理を終了する。ＤＰＦ６におけるＰＭ堆積量が小さいことは、ＤＰＦ６の過昇温発生の可能性が低減したことを示す情報である。したがって図１５の処理を用いれば、適切に抑制制御を終了できる。
【００８２】
本実施例では上記図１３から図１５の処理を組み合わせてもよい。その一例が図１６に示されている。図１６の例では、点線で囲まれた処理群Ｂ２において、上記Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０が組み合わされている。具体的には、Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０の全てが肯定判断の場合はＳ２００で抑制制御を終了する。Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０のうちのいずれか１つが否定判断の場合は抑制制御を終了せず図１６の処理を終了する。こうした処理を用いることによって、適切に組み合わされた判定条件により抑制制御を終了できる。
【００８３】
図１７では、図１６のＢ２部分に先立って手順Ｓ１０５で、総吸気量、すなわち今回エンジン始動後の吸気量の積算値が所定値Ａ１１以上であれば（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ進む。所定値Ａ１１未満であれば（Ｓ１０５：ＮＯ）、総吸気量がＡ１１以上になるまでＳ１０５を繰り返す。一般に総吸気量が小さい期間中は、ＤＰＦ６におけるＰＭ堆積量の推定精度や、ＤＰＦ６の内部温度の推定精度が低い。したがって図１７の処理を用いれば、推定精度が低い期間は終了判定を行わないので、適切に抑制制御を終了できる。
【００８４】
本実施例では上記図１６、１７のＢ２部分を変更してもよい。すなわちＢ２部分では、Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０のうちから選択された複数個（２個、３個）の判定条件に対して、そのうち所定数（１個、２個、３個）が肯定判断となった場合に抑制制御を終了するとしてもよい。こうした処理を用いることによって、適切に組み合わされた判定条件により抑制制御を終了できる。
【００８５】
上記Ｓ１３０で用いるＰＭ堆積量を推定する際には、図１８に従って推定する。図１８の処理は、抑制制御を開始すると自動的に実行されるとすればよい。図１８では、まずＳ３００でＰＭ堆積量の推定値の減少を停止する。すなわち算出の結果今回の推定値が前回の推定値よりも減少していたら、今回の推定値を前回の推定値のまま据え置くように処理する。
【００８６】
次にＳ３１０で、総吸気量（上述）が所定値Ａ１１以上であるか否かを判断する。所定値Ａ１１以上の場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、Ｓ３２０に進み、所定値Ａ１１未満であれば（Ｓ３１０：ＮＯ）、総吸気量がＡ１１以上になるまでＳ３１０を繰り返す。Ｓ３２０では、Ｓ３１０で設定した減少停止を解除する。図１８の処理は図１５から１７の処理と平行して実行すればよい。上述のとおり、総吸気量が小さい期間中は、ＤＰＦ６における内部温度の推定精度が低い。したがって図１８の処理を用いれば、推定精度が低い期間に推定して、誤ってＰＭ堆積量を真値よりも低く推定する可能性が低減するので、高精度な推定値を用いて適切に抑制制御を終了できる。
【００８７】
以上のとおり本実施例では図１３から図１８に示された処理手順によってエンジン始動後における抑制制御の終了判定を行う。従来技術では、抑制制御の終了判定においても、単に、ＤＰＦ６の内部温度が低い、あるいはＤＰＦ６におけるＰＭ堆積量が少ない、といった判定条件を用いていたが、その場合、エンジン始動後にはＤＰＦ６の内部温度やＰＭ堆積量の推定精度が低いことの影響で終了判定の精度が低かった。しかし本実施例では上記のとおりこうした不具合が回避されている。
【００８８】
上記実施例におけるＳ１００の手順とＥＣＵ７とが制御手段を構成する。Ｓ１０からＳ６０の各手順とＥＣＵ７とが判定手段、再始動時判定手段を構成する。Ｓ１０５からＳ１３０の各手順とＥＣＵ７とが終了判定手段を構成する。なお上記実施例ではエンジン２をディーゼルエンジンとしたが、これを例えばリーンバーンガソリンエンジンに変更しても上記と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 排気浄化装置
２ ディーゼルエンジン（内燃機関）
４ 排気管（排気通路）
６ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ、フィルタ）
７ 電子制御装置（ＥＣＵ）
２３ 水温センサ
４１、４２ 酸素温度センサ
【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排気微粒子（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、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メイン噴射後に燃料を噴射するポスト噴射などの手法が用いられる。
【０００４】
しかしＤＰＦ再生時（あるいはＤＰＦでＰＭが自然に燃焼した場合）に温度が上がり過ぎると、ＤＰＦが溶損したり割れたりするなどの不具合が生じてしまう。例えば、ＤＰＦの再生中でＤＰＦの温度が高く、かつＤＰＦにおけるＰＭの堆積量が多い状況下で、エンジンを減速状態にすると、吸気量が急速に低減するので、ＤＰＦ内部の熱が排ガスによって下流に移動されなくなる。したがってＤＰＦ内部に熱がこもってしまうこととなり、ＤＰＦの過昇温の可能性が高くなる。
【０００５】
例えば下記特許文献１では、ＤＰＦ過昇温の可能性がある場合（排気温度が高く、減速運転状態）に、吸気絞り弁を絞るとともにＥＧＲ弁を全開にすることで排気中の酸素濃度を低減してＤＰＦにおけるＰＭの燃焼を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８８４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、過昇温抑制制御の要否判定条件として、ＤＰＦの内部温度が所定値以上で、ＤＰＦにおけるＰＭの堆積量が所定値以上であるとの条件を用いることが一般的であった。しかし一般にエンジンの始動時にはＤＰＦの内部温度の推定精度が高くない。したがって上記判定条件を用いる場合、エンジンの始動時には要否判定の精度が低くなり、それによりエンジン始動直後に過昇温を発生させてしまう可能性がある。このようにエンジン始動時の過昇温抑制は、それ以外のときの過昇温抑制とは異なる注意を要するが、従来技術ではこの点が考慮されていない。
【０００８】
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の過昇温の可能性があると判定されたら過昇温抑制制御を実行する排気浄化装置において、エンジン始動時にも適切に過昇温抑制制御の要否判定が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】
【０００９】
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、内燃機関の排気通路に配置されて粒子状物質を捕集するフィルタと、そのフィルタの過昇温を抑制する抑制制御を実行する制御手段と、その制御手段による前記抑制制御を実行するか否かを判定する判定手段と、を備え、前記判定手段は、前記内燃機関の再始動時に前記抑制制御を実行するか否かを判定する再始動時判定手段を備え、その再始動時判定手段が前記再始動時に前記抑制制御を実行すべきであると判定する判定条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において過昇温の発生可能性があったとの第１の条件が含まれることを特徴とする。
【００１０】
これにより本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、粒子状物質を捕集するフィルタの過昇温を抑制する抑制制御を実行するか否かを判定する判定手段として、内燃機関の再始動時の判定手段を特に備えて、内燃機関の前回作動停止時において過昇温の発生可能性があったとの条件が、再始動時の過昇温抑制制御実行の判定条件に含まれるとするので、内燃機関の再始動時における過昇温の発生に特に留意して、前回作動停止時において過昇温の発生可能性があったとの情報を適切に利用して今回の始動時の過昇温発生を判定する。したがって適切に内燃機関再始動時の過昇温が抑制できる。
【００１１】
また前記第１の条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において前記制御手段による過昇温抑制制御を実行していたことが含まれるとしてもよい。
【００１２】
これにより内燃機関の前回作動停止時において前記制御手段による過昇温抑制制御を実行していたとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に前回作動停止時に過昇温抑制制御を実行していたことは、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００１３】
また前記第１の条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において前記フィルタの流入するガス量が所定値よりも小さい場合には過昇温が発生する状態にあったことが含まれるとしてもよい。
【００１４】
これにより前記内燃機関の前回作動停止時においてフィルタの流入するガス量が所定値よりも小さい場合には過昇温が発生する状態にあったとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に前回作動停止時においてフィルタの流入するガス量が所定値よりも小さい場合には過昇温が発生する状態にあったことは、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００１５】
また前記再始動時判定手段が前記再始動時に前記抑制制御を実行すべきであると判定する条件には、前記内燃機関の前回作動停止から再始動までにおける前記フィルタの内部温度の低減が小さいとの第２の条件が含まれるとしてもよい。
【００１６】
これにより内燃機関の前回作動停止から再始動までにおける前記フィルタの内部温度の低減が小さいとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の前回作動停止から再始動までにおける前記フィルタの内部温度の低減が小さいことは、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００１７】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における前記内燃機関の冷却水の水温が所定値よりも高いことが含まれるとしてもよい。
【００１８】
これにより内燃機関の再始動時における前記内燃機関の冷却水の水温が所定値よりも高いとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定できる。一般に内燃機関の再始動時における内燃機関の冷却水の水温が所定値よりも高いことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００１９】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記内燃機関の冷却水の水温の差分値が所定値よりも小さいことが含まれるとしてもよい。
【００２０】
これにより内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記内燃機関の冷却水の水温の差分値が所定値よりも小さいとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記内燃機関の冷却水の水温の差分値が所定値よりも小さいことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００２１】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における前記フィルタの下流排気温度が所定値よりも高いことが含まれるとしてもよい。
【００２２】
これにより内燃機関の再始動時におけるフィルタの下流排気温度が所定値よりも高いとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の再始動時におけるフィルタの下流排気温度が所定値よりも高いことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００２３】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記フィルタの下流排気温度の差分値が所定値よりも小さいことが含まれるとしてもよい。
【００２４】
これにより内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記フィルタの下流排気温度の差分値が所定値よりも小さいとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記フィルタの下流排気温度の差分値が所定値よりも小さいことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００２５】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の作動停止期間が所定値よりも短いことが含まれるとしてもよい。
【００２６】
これにより内燃機関の作動停止期間が所定値よりも短いとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の作動停止期間が所定値よりも短いことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００２７】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における吸気温が所定値よりも高いことが含まれるとしてもよい。
【００２８】
これにより内燃機関の再始動時における吸気温が所定値よりも高いとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の再始動時における吸気温が所定値よりも高いことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００２９】
また前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における吸気温の差分値が所定値よりも小さいことが含まれるとしてもよい。
【００３０】
これにより内燃機関の再始動時と、内燃機関の前回作動停止時と、における吸気温の差分値が所定値よりも小さいとの情報を利用して、今回の始動時の過昇温発生を判定する。一般に内燃機関の再始動時と、内燃機関の前回作動停止時と、における吸気温の差分値が所定値よりも小さいことは、内燃機関停止時におけるフィルタの内部温度の低減が小さいことを意味するので、今回始動時の過昇温発生の可能性を高める情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に始動時の過昇温発生を抑制できる。
【００３１】
また前記再始動時判定手段は、前記抑制制御を終了すべきか否かを判定する終了判定手段を備えたとしてもよい。
【００３２】
これによりエンジン始動時における過昇温抑制制御の要否を判定する手段のみではなく、その抑制制御の終了を判定する手段も備えるので、エンジン始動時の過昇温抑制制御の開始と終了を適切に制御できる排気浄化装置が実現できる。
【００３３】
また前記フィルタの内部温度を推定する第１推定手段を備え、前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記第１推定手段による推定値が所定値よりも低いことが含まれるとしてもよい。
【００３４】
これによりフィルタの内部温度の推定値が所定値よりも低いとの情報を利用して、過昇温抑制制御の終了を判定する。一般にフィルタの内部温度の推定値が所定値よりも低いことは、過昇温発生の可能性に影響を及ぼす情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に過昇温抑制制御を終了できる。
【００３５】
また前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記フィルタに流入するガス量が所定値よりも多いことが含まれるとしてもよい。
【００３６】
これによりフィルタに流入するガス量が所定値よりも多いとの情報を利用して、過昇温抑制制御の終了を判定する。一般にフィルタに流入するガス量が所定値よりも多いことは、過昇温発生の可能性に影響を及ぼす情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に過昇温抑制制御を終了できる。
【００３７】
また前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定する第２推定手段を備え、前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記第２推定手段による推定値が所定値よりも少ないことが含まれるとしてもよい。
【００３８】
これによりフィルタにおける粒子状物質の堆積量の推定値が所定値よりも少ないとの情報を利用して、過昇温抑制制御の終了を判定する。一般にフィルタにおける粒子状物質の堆積量の推定値が所定値よりも少ないことは、過昇温発生の可能性に影響を及ぼす情報である。したがって有用な情報を利用して、適切に過昇温抑制制御を終了できる。
【００３９】
また前記フィルタに流入するガス量を検出する検出手段を備え、前記第２推定手段は、前記検出手段により検出されたガス量の内燃機関の再始動後の積算値が所定値よりも小さい場合は、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量の推定値を減少させないとしてもよい。
【００４０】
これにより、内燃機関再始動後におけるフィルタに流入するガス量の積算値が小さい期間は堆積量推定値を減少させないようにする。したがって、一般に内燃機関始動直後にはフィルタ内部温度の推定精度が低いが、そうした推定精度が低い期間に堆積量の減少量を多く見積もる誤差が入り込むことが抑制できる。
【００４１】
また前記フィルタに流入するガス量を検出する検出手段を備え、前記終了判定手段は、前記検出手段により検出されたガス量の内燃機関の再始動後の積算値が所定値よりも小さい場合は、前記抑制制御の終了判定を行わないとしてもよい。
【００４２】
これにより内燃機関再始動後におけるフィルタに流入するガス量の積算値が小さい期間は抑制制御の終了判定を行わないようにする。したがって、一般に内燃機関始動直後にはフィルタ内部温度の推定精度が低いが、そうした推定精度が低い期間に、誤差を含んだ推定値を用いて誤って抑制制御を終了させることが抑制できる。
【００４３】
また前記制御手段による前記フィルタの過昇温抑制のための方法には、前記フィルタに流入するガス量を増加させる第１の方法と、前記フィルタに流入するガスの酸素濃度を低減させる第２の方法と、が含まれ、前記制御手段は、内燃機関の再始動後の過昇温抑制制御で用いる方法と、それ以外での過昇温抑制制御で用いる方法とで、一方が前記第１の方法であり他方が前記第２の方法であることを許容するとしてもよい。
【００４４】
これにより内燃機関の再始動後の過昇温抑制制御で用いる方法と、それ以外での過昇温抑制制御で用いる方法とを、ガス量を増加させる方法と、ガスの酸素濃度を低減させる方法と、の間から自由に選択できるので、柔軟に選択して効果的に過昇温が抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明における内燃機関の排気浄化装置の実施例における構成図。
【図２】第１の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図３】第２の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図４】第３の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図５】第４の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図６】第５の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図７】第６の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図８】第７の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図９】第８の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図１０】第９の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図１１】第１０の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図１２】第１１の過昇温抑制処理手順を示すフローチャート。
【図１３】第１の抑制制御終了処理手順を示すフローチャート。
【図１４】第２の抑制制御終了処理手順を示すフローチャート。
【図１５】第３の抑制制御終了処理手順を示すフローチャート。
【図１６】第４の抑制制御終了処理手順を示すフローチャート。
【図１７】第５の抑制制御終了処理手順を示すフローチャート。
【図１８】ＰＭ堆積量推定における減少停止手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
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の実施例における装置構成を示している。
【００４７】
排気浄化装置１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いる。エンジン２及び排気浄化装置１は、吸気管３、排気管４、ＥＧＲ管５を備える。排気管４には上流側から酸化触媒８（ＤＯＣ：Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｃｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ）、ＤＰＦ６が配置されている。エンジン２及び排気浄化装置１は自動車に搭載されているとすればよい。
【００４８】
吸気管３を通じてエンジン２に空気（吸気）が供給される。吸気管３にはエアフロメータ３１、吸気スロットル３２、吸気温度センサ３３が配置されている。エアフロメータ３１は吸気量を計測する。ここでの吸気量は例えば単位時間当たりの質量流量とすればよい。また吸気スロットル３２の開度が調節されることによってエンジン２に供給される吸気量が増減する。吸気温度センサ３３で吸気の温度が計測される。
【００４９】
エンジン２にはインジェクタ２１、エンジン回転数センサ２２が装備されている。インジェクタ２１からの噴射によってシリンダ内に燃料が供給される。エンジン回転数センサ２２によってエンジン２の（単位時間あたりの）回転数が計測される。エンジン回転数センサ２２は、例えばエンジン２から連結されたクランクの回転角度を計測するクランク角センサとして、その検出値がＥＣＵ７へ送られてエンジンの回転数が算出されるとすればよい。また水温センサ２３によってエンジン２の冷却水の温度が計測される。
【００５０】
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を交互に目詰めした構造とすればよい。エンジン２の運転中に排出される排気にはＰＭ（粒子状物質）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。なおＤＰＦ６は酸化触媒が担持された酸化触媒付きＤＰＦとすればよい。
【００５１】
ＤＯＣ６には酸化触媒が担持されている。排気管４には、ＤＯＣ８とＤＰＦ６の間に、Ａ／Ｆ値（空燃比）を計測するＡ／Ｆセンサ４０、排気の温度を検出する排気温センサ４１が装備されている。またＤＰＦ６の下流にも排気温センサ４２が装備されている。
【００５２】
ＥＧＲ管５は、排気管４から吸気管３への排気再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を行うために装備されている。ＥＧＲ管５にはＥＧＲバルブ５１が装備されている。ＥＧＲバルブ５１の開閉によって排気の還流量が調節される。なお本実施例ではＥＧＲ管５を装備しないとしてもよく、あるいはＤＰＦ６の過昇温抑制制御として排気中の酸素濃度を低減する場合に、ＥＧＲ管５による排気還流量も増加させるとしてもよい。
【００５３】
上で述べたエアフロメータ３１、エンジン回転数センサ２２、水温センサ２３、Ａ／Ｆセンサ４０、排気温センサ４１、４２の計測値は電子制御装置７（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）へ送られる。以下の説明で登場する各種の数値は、明示がない場合上記説明のとおり、これらのセンサによって計測されるとすればよい。
【００５４】
またＥＣＵ７によって、インジェクタ２１によるエンジン２への燃料噴射のタイミングや噴射量、吸気スロットル３２とＥＧＲバルブ５１との開度が調節、制御される。ＥＣＵ７は通常のコンピュータと同様の構造を有するとして、各種演算をおこなうＣＰＵや各種情報の記憶を行うメモリ７１を有するとすればよい。またＥＣＵ７は計時機能を有するタイマ７２を備えるとする。
【００５５】
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。ＰＭの堆積量を推定する方法は例えば、エンジン２からの時々刻々の（単位時間あたりの）ＰＭ排出量と、ＤＰＦ６における時々刻々のＰＭ燃焼量との差分を積算していく履歴式の推定方法を用いればよい。
【００５６】
その際、エンジン２からの時々刻々のＰＭ排出量は、エンジン２の運転条件とＰＭ排出量との関係を示すマップをメモリ７１に記憶しておいて、それを用いればよい。エンジン２の運転条件、すなわちエンジン回転数と負荷とはそれぞれ、例えばエンジン回転数センサ２２の計測値とインジェクタ２１への噴射量指令値とすればよい。ＤＰＦ６における時々刻々のＰＭ燃焼量は、ＤＰＦ内部温度とＤＰＦ６におけるＰＭ燃焼量との関係を示すマップをメモリ７１に記憶しておいて、それを用いればよい。ＤＰＦ内部温度は、排気温センサ４２の計測値で置き換えてもよく、排気温センサ４２（あるいは４１も）から内部温度推定モデルを用いて推定してもよい。
【００５７】
ＤＰＦ６の再生方法としては例えば、インジェクタ２１からメイン噴射後のタイミングで燃料を噴射するポスト噴射を実行する。ポスト噴射により筒内に噴射されて未燃のまま排気管４に排出された未燃燃料が、ＤＯＣ８あるいはＤＰＦ６に達して、ＤＯＣ８あるいはＤＰＦ６に担持された触媒の作用で昇温して、ＤＰＦ６に堆積したＰＭを燃焼させる。
【００５８】
本実施例では、こうした装置構成のもとで、ＤＰＦ６の過昇温抑制に関しては、基本的には、ＤＰＦ６の内部温度が高く、かつＤＰＦ６におけるＰＭ堆積量が多く、ＤＰＦ６に流入するガス量が少ない場合に過昇温抑制制御が必要だと判定する。しかし上述のとおりエンジン２の始動直後はＤＰＦ６の内部温度の推定精度が低いので、別の判定条件を用いる。それを以下で説明する。
【００５９】
図２から図１８に本実施例におけるエンジン２の始動後の過昇温抑制処理の処理手順が示されている。以下でこれらを説明するが、図２から図１８で同一内容の処理は同一符号を付すとし、同じ説明は繰り返さないとする。なお図２から図１８の処理手順はプログラム化されてメモリ７１に記憶しておき、ＥＣＵ７が呼び出して自動的に実行するようにすればよい。
【００６０】
図２から図１２までは、エンジン２の始動時にどのような条件が満たされれば過昇温抑制制御を実行するかに関係するフローチャートである。図２から図１２の処理は、エンジン２を始動すると自動的に実行開始されるとすればよい。
【００６１】
図２の処理ではエンジン始動後に手順Ｓ１０で、前回のエンジン停止時に過昇温抑制制御（抑制制御）を実行中であったか否かを判断する。前回エンジン停止時に抑制制御実行中であったか否かの情報は例えばメモリ７１に記憶しておけばよい。前回エンジン停止時に過昇温抑制制御（抑制制御）を実行中であった場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）は、Ｓ１００に進み、ただちに抑制制御を開始する。前回エンジン停止時に過昇温抑制制御（抑制制御）を実行中でなかった場合（Ｓ１０：ＮＯ）は抑制制御を行わず図２の処理を終了する。
【００６２】
Ｓ１００における過昇温抑制制御は、具体的には以下の２手法のいずれかを採用すればよい。１つの手法は、ＤＰＦ６に流入するガス量を増加させることである。これによってＤＰＦ６の熱を効率的に下流に持ち去って過昇温を抑制する。
【００６３】
もう１つの手法は、ＤＰＦ６に流入するガス中の酸素濃度を低減することである。これによりＤＰＦ６における燃焼反応を抑えることで過昇温を抑制する。前回エンジン停止時に抑制制御を実行中であった場合、今回のエンジン始動時にも過昇温発生の可能性があるとみなせるので、図２の処理を用いると、前回エンジン停止時の情報を用いて適切に今回のエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００６４】
次に図３の処理では、エンジン始動後に手順Ｓ１０で、前回のエンジン停止時に吸気量が少なければ過昇温が発生する状態にあったか否かを判断する。その状態にあったか否かの情報は例えばメモリ７１に記憶しておけばよい。前回エンジン停止時に吸気量が少なければ過昇温が発生する状態にあった場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）は、Ｓ１００に進み、ただちに抑制制御を開始する。
【００６５】
前回エンジン停止時に吸気量が少なければ過昇温が発生する状態になかった場合（Ｓ２０：ＮＯ）は抑制制御を行わず図３の処理を終了する。前回エンジン停止時に吸気量が少なければ過昇温が発生する状態にあった場合、今回のエンジン始動時にも過昇温発生の可能性があるとみなせるので、図３の処理を用いると、前回エンジン停止時の情報を用いて適切に今回のエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００６６】
次に図４の処理では、図２と図３の処理を組み合わせる。すなわち前回エンジン停止時に過昇温抑制制御（抑制制御）を実行中であった場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）または前回エンジン停止時に吸気量が少なければ過昇温が発生する状態にあった場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、Ｓ１００に進み、ただちに抑制制御を開始し、それ以外の場合では抑制制御を行わない。図４の処理を用いれば、図２と図３の処理を組み合わせることで、前回エンジン停止時の情報を用いてより適切に今回のエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００６７】
次に図５から図１２では図４のＳ１０及びＳ２０での前回エンジン停止時における過昇温発生可能性に関する判断処理の後に、エンジン（再）始動後の過昇温発生可能性に関する判断処理を組み合わせる。
【００６８】
まず図５では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ３０でエンジンの冷却水の水温が所定値Ａ１以上であれば（Ｓ３０：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ１未満であれば（Ｓ３０：ＮＯ）、抑制制御を行わず図５の処理を終了する。エンジンの冷却水の水温は水温センサ２３で計測すればよい。エンジン始動時におけるエンジン２の冷却水の水温が高いことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図５の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００６９】
図６では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ３５でエンジンの冷却水の水温の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が所定値Ａ２以下であれば（Ｓ３５：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ２より大きければ（Ｓ３５：ＮＯ）、抑制制御を行わず図６の処理を終了する。エンジン２の冷却水の水温の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が小さいことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図６の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７０】
図７では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ４０でＤＰＦ６下流の排気温度が所定値Ａ３以上であれば（Ｓ４０：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ３未満であれば（Ｓ３５：ＮＯ）、抑制制御を行わず図７の処理を終了する。エンジン始動時にＤＰＦ６下流の排気温度が高いことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。ＤＰＦ６の内部温度が高ければ当然過昇温の可能性が高まる。したがって図７の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７１】
図８では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ４５でＤＰＦ６下流の排気温度の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が所定値Ａ４以下であれば（Ｓ４５：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ４より大きければ（Ｓ４５：ＮＯ）、抑制制御を行わず図８の処理を終了する。ＤＰＦ６下流の排気温度の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が小さいことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図８の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７２】
図９では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ５０で、エンジン停止時間、すなわち前回エンジン停止時から今回始動時までの経過時間が所定値Ａ５以下であれば（Ｓ５０：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ５より大きければ（Ｓ５０：ＮＯ）、抑制制御を行わず図９の処理を終了する。エンジン停止時間はタイマ７２で計測すればよい。エンジン停止時間が短いことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図９の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７３】
図１０では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ５５で、吸気温度が所定値Ａ６以上であれば（Ｓ５５：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ６未満であれば（Ｓ５５：ＮＯ）、抑制制御を行わず図１０の処理を終了する。吸気温度は吸気温度センサ３３で計測すればよい。エンジン始動時に吸気温度が高いことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図１０の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７４】
図１１では、図４と同じＳ１０及びＳ２０の処理の後に、Ｓ６０で吸気温度の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が所定値Ａ７以下であれば（Ｓ６０：ＹＥＳ）、Ｓ１００で抑制制御を開始する。所定値Ａ７より大きければ（Ｓ６０：ＮＯ）、抑制制御を行わず図１１の処理を終了する。吸気温度の前回エンジン停止時の値と今回始動時の値の差（の絶対値）が小さいことは、ＤＰＦ６の内部温度がエンジン停止期間中にそれほど低減していないことを示す情報である。したがって図１１の処理を用いれば、適切にエンジン始動時の過昇温が抑制できる。
【００７５】
本実施例では上記図５から図１１の処理を組み合わせてもよい。その一例が図１２に示されている。図１２の例では、点線で囲まれた処理群Ｂ１において、上記Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ５５が組み合わされている。具体的には、Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ５５のうちいずれかが肯定判断の場合はＳ１００で抑制制御を開始する。Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ５５の全てが否定判断の場合は抑制制御を行わず図１２の処理を終了する。
【００７６】
図１２の例に限らず、Ｓ３０、Ｓ３５、Ｓ４０、Ｓ４５、Ｓ５０、Ｓ５５、Ｓ６０のうちから選択された複数個（２個、３個、４個、５個、６個、７個）の判定条件に対して、そのうち所定数（１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個）が肯定判断となった場合に抑制制御を開始するとしてもよい。こうした処理を用いることによって、適切に組み合わされた判定条件によりエンジン始動時の過昇温を効果的に抑制できる。
【００７７】
従来技術においてはエンジン始動直後であるか否かに関係なく、ＤＰＦ内部温度が高くＰＭ堆積量が多くガス量が少ない場合はＤＰＦ６の過昇温抑制制御が必要と判定していたが、本実施例ではエンジン始動直後には上記のとおり別の判定条件を用いるので、エンジン始動後にはＤＰＦ６の内部温度推定精度が低いとの不具合に影響されずに、適切に過昇温を抑制できる。
【００７８】
次に図１３から図１７には、エンジン２の始動時に過昇温抑制制御（抑制制御）を開始した場合に、どのような条件下で抑制制御を終了するかの処理が示されている。以下でこれらを説明する。図１３から図１７の処理は、抑制制御を開始すると自動的に実行されるとすればよい。
【００７９】
図１３の処理では、Ｓ１１０でＤＰＦ６下流の排気温度が所定値Ａ８以下であれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ２００で抑制制御を終了する。所定値Ａ８より大きければ（Ｓ１１０：ＮＯ）、抑制制御を終了せず図１３の処理を終了する。ＤＰＦ６下流の排気温度が低いことは、ＤＰＦ６の過昇温発生の可能性が低減したことを示す情報である。したがって図１３の処理を用いれば、適切に抑制制御を終了できる。
【００８０】
図１４の処理では、Ｓ１２０で吸気量が所定値Ａ９以上であれば（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、Ｓ２００で抑制制御を終了する。所定値Ａ９未満であれば（Ｓ１２０：ＮＯ）、抑制制御を終了せず図１４の処理を終了する。吸気量が大きいことは、ＤＰＦ６の過昇温発生の可能性が低減したことを示す情報である。したがって図１４の処理を用いれば、適切に抑制制御を終了できる。
【００８１】
図１５の処理では、Ｓ１３０でＤＰＦ６におけるＰＭ堆積量推定値が所定値Ａ１０以下であれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ２００で抑制制御を終了する。所定値Ａ１０より大きければ（Ｓ１３０：ＮＯ）、抑制制御を終了せず図１５の処理を終了する。ＤＰＦ６におけるＰＭ堆積量が小さいことは、ＤＰＦ６の過昇温発生の可能性が低減したことを示す情報である。したがって図１５の処理を用いれば、適切に抑制制御を終了できる。
【００８２】
本実施例では上記図１３から図１５の処理を組み合わせてもよい。その一例が図１６に示されている。図１６の例では、点線で囲まれた処理群Ｂ２において、上記Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０が組み合わされている。具体的には、Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０の全てが肯定判断の場合はＳ２００で抑制制御を終了する。Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０のうちのいずれか１つが否定判断の場合は抑制制御を終了せず図１６の処理を終了する。こうした処理を用いることによって、適切に組み合わされた判定条件により抑制制御を終了できる。
【００８３】
図１７では、図１６のＢ２部分に先立って手順Ｓ１０５で、総吸気量、すなわち今回エンジン始動後の吸気量の積算値が所定値Ａ１１以上であれば（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ進む。所定値Ａ１１未満であれば（Ｓ１０５：ＮＯ）、総吸気量がＡ１１以上になるまでＳ１０５を繰り返す。一般に総吸気量が小さい期間中は、ＤＰＦ６におけるＰＭ堆積量の推定精度や、ＤＰＦ６の内部温度の推定精度が低い。したがって図１７の処理を用いれば、推定精度が低い期間は終了判定を行わないので、適切に抑制制御を終了できる。
【００８４】
本実施例では上記図１６、１７のＢ２部分を変更してもよい。すなわちＢ２部分では、Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０のうちから選択された複数個（２個、３個）の判定条件に対して、そのうち所定数（１個、２個、３個）が肯定判断となった場合に抑制制御を終了するとしてもよい。こうした処理を用いることによって、適切に組み合わされた判定条件により抑制制御を終了できる。
【００８５】
上記Ｓ１３０で用いるＰＭ堆積量を推定する際には、図１８に従って推定する。図１８の処理は、抑制制御を開始すると自動的に実行されるとすればよい。図１８では、まずＳ３００でＰＭ堆積量の推定値の減少を停止する。すなわち算出の結果今回の推定値が前回の推定値よりも減少していたら、今回の推定値を前回の推定値のまま据え置くように処理する。
【００８６】
次にＳ３１０で、総吸気量（上述）が所定値Ａ１１以上であるか否かを判断する。所定値Ａ１１以上の場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、Ｓ３２０に進み、所定値Ａ１１未満であれば（Ｓ３１０：ＮＯ）、総吸気量がＡ１１以上になるまでＳ３１０を繰り返す。Ｓ３２０では、Ｓ３１０で設定した減少停止を解除する。図１８の処理は図１５から１７の処理と平行して実行すればよい。上述のとおり、総吸気量が小さい期間中は、ＤＰＦ６における内部温度の推定精度が低い。したがって図１８の処理を用いれば、推定精度が低い期間に推定して、誤ってＰＭ堆積量を真値よりも低く推定する可能性が低減するので、高精度な推定値を用いて適切に抑制制御を終了できる。
【００８７】
以上のとおり本実施例では図１３から図１８に示された処理手順によってエンジン始動後における抑制制御の終了判定を行う。従来技術では、抑制制御の終了判定においても、単に、ＤＰＦ６の内部温度が低い、あるいはＤＰＦ６におけるＰＭ堆積量が少ない、といった判定条件を用いていたが、その場合、エンジン始動後にはＤＰＦ６の内部温度やＰＭ堆積量の推定精度が低いことの影響で終了判定の精度が低かった。しかし本実施例では上記のとおりこうした不具合が回避されている。
【００８８】
上記実施例におけるＳ１００の手順とＥＣＵ７とが制御手段を構成する。Ｓ１０からＳ６０の各手順とＥＣＵ７とが判定手段、再始動時判定手段を構成する。Ｓ１０５からＳ１３０の各手順とＥＣＵ７とが終了判定手段を構成する。なお上記実施例ではエンジン２をディーゼルエンジンとしたが、これを例えばリーンバーンガソリンエンジンに変更しても上記と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 排気浄化装置
２ ディーゼルエンジン（内燃機関）
４ 排気管（排気通路）
６ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ、フィルタ）
７ 電子制御装置（ＥＣＵ）
２３ 水温センサ
４１、４２ 酸素温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置されて粒子状物質を捕集するフィルタと、
そのフィルタの過昇温を抑制する抑制制御を実行する制御手段と、
その制御手段による前記抑制制御を実行するか否かを判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、前記内燃機関の再始動時に前記抑制制御を実行するか否かを判定する再始動時判定手段を備え、
その再始動時判定手段が前記再始動時に前記抑制制御を実行すべきであると判定する判定条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において過昇温の発生可能性があったとの第１の条件が含まれることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記第１の条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において前記制御手段による過昇温抑制制御を実行していたことが含まれる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記第１の条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において前記フィルタの流入するガス量が所定値よりも小さい場合には過昇温が発生する状態にあったことが含まれる請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記再始動時判定手段が前記再始動時に前記抑制制御を実行すべきであると判定する条件には、前記内燃機関の前回作動停止から再始動までにおける前記フィルタの内部温度の低減が小さいとの第２の条件が含まれる請求項１ないし３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５】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における前記内燃機関の冷却水の水温が所定値よりも高いことが含まれる請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記内燃機関の冷却水の水温の差分値が所定値よりも小さいことが含まれる請求項４又は５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における前記フィルタの下流排気温度が所定値よりも高いことが含まれる請求項４ないし６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】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記フィルタの下流排気温度の差分値が所定値よりも小さいことが含まれる請求項４ないし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】
前記第２の条件には、前記内燃機関の作動停止期間が所定値よりも短いことが含まれる請求項４ないし８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１０】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における吸気温が所定値よりも高いことが含まれる請求項４ないし９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１１】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における吸気温の差分値が所定値よりも小さいことが含まれる請求項４ないし１０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１２】
前記再始動時判定手段は、前記抑制制御を終了すべきか否かを判定する終了判定手段を備えた請求項１ないし１１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１３】
前記フィルタの内部温度を推定する第１推定手段を備え、
前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記第１推定手段による推定値が所定値よりも低いことが含まれる請求項１２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１４】
前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記フィルタに流入するガス量が所定値よりも多いことが含まれる請求項１２又は１３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１５】
前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定する第２推定手段を備え、
前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記第２推定手段による推定値が所定値よりも少ないことが含まれる請求項１２ないし１４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１６】
前記フィルタに流入するガス量を検出する検出手段を備え、
前記第２推定手段は、前記検出手段により検出されたガス量の内燃機関の再始動後の積算値が所定値よりも小さい場合は、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量の推定値を減少させない請求項１５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１７】
前記フィルタに流入するガス量を検出する検出手段を備え、
前記終了判定手段は、前記検出手段により検出されたガス量の内燃機関の再始動後の積算値が所定値よりも小さい場合は、前記抑制制御の終了判定を行わない請求項１３乃至１６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１８】
前記制御手段による前記フィルタの過昇温抑制のための方法には、前記フィルタに流入するガス量を増加させる第１の方法と、前記フィルタに流入するガスの酸素濃度を低減させる第２の方法と、が含まれ、
前記制御手段は、内燃機関の再始動後の過昇温抑制制御で用いる方法と、それ以外での過昇温抑制制御で用いる方法とで、一方が前記第１の方法であり他方が前記第２の方法であることを許容する請求項１ないし１７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１】
内燃機関の排気通路に配置されて粒子状物質を捕集するフィルタと、
そのフィルタの過昇温を抑制する抑制制御を実行する制御手段と、
その制御手段による前記抑制制御を実行するか否かを判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、前記内燃機関の再始動時に前記抑制制御を実行するか否かを判定する再始動時判定手段を備え、
その再始動時判定手段が前記再始動時に前記抑制制御を実行すべきであると判定する判定条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において過昇温の発生可能性があったとの第１の条件が含まれることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記第１の条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において前記制御手段による過昇温抑制制御を実行していたことが含まれる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記第１の条件には、前記内燃機関の前回作動停止時において前記フィルタの流入するガス量が所定値よりも小さい場合には過昇温が発生する状態にあったことが含まれる請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記再始動時判定手段が前記再始動時に前記抑制制御を実行すべきであると判定する条件には、前記内燃機関の前回作動停止から再始動までにおける前記フィルタの内部温度の低減が小さいとの第２の条件が含まれる請求項１ないし３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５】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における前記内燃機関の冷却水の水温が所定値よりも高いことが含まれる請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記内燃機関の冷却水の水温の差分値が所定値よりも小さいことが含まれる請求項４又は５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における前記フィルタの下流排気温度が所定値よりも高いことが含まれる請求項４ないし６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】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における前記フィルタの下流排気温度の差分値が所定値よりも小さいことが含まれる請求項４ないし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】
前記第２の条件には、前記内燃機関の作動停止期間が所定値よりも短いことが含まれる請求項４ないし８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１０】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時における吸気温が所定値よりも高いことが含まれる請求項４ないし９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１１】
前記第２の条件には、前記内燃機関の再始動時と、前記内燃機関の前回作動停止時と、における吸気温の差分値が所定値よりも小さいことが含まれる請求項４ないし１０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１２】
前記再始動時判定手段は、前記抑制制御を終了すべきか否かを判定する終了判定手段を備えた請求項１ないし１１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１３】
前記フィルタの内部温度を推定する第１推定手段を備え、
前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記第１推定手段による推定値が所定値よりも低いことが含まれる請求項１２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１４】
前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記フィルタに流入するガス量が所定値よりも多いことが含まれる請求項１２又は１３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１５】
前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定する第２推定手段を備え、
前記終了判定手段が前記抑制制御を終了すべきと判定する判定条件には、前記第２推定手段による推定値が所定値よりも少ないことが含まれる請求項１２ないし１４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１６】
前記フィルタに流入するガス量を検出する検出手段を備え、
前記第２推定手段は、前記検出手段により検出されたガス量の内燃機関の再始動後の積算値が所定値よりも小さい場合は、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量の推定値を減少させない請求項１５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１７】
前記フィルタに流入するガス量を検出する検出手段を備え、
前記終了判定手段は、前記検出手段により検出されたガス量の内燃機関の再始動後の積算値が所定値よりも小さい場合は、前記抑制制御の終了判定を行わない請求項１３乃至１６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１８】
前記制御手段による前記フィルタの過昇温抑制のための方法には、前記フィルタに流入するガス量を増加させる第１の方法と、前記フィルタに流入するガスの酸素濃度を低減させる第２の方法と、が含まれ、
前記制御手段は、内燃機関の再始動後の過昇温抑制制御で用いる方法と、それ以外での過昇温抑制制御で用いる方法とで、一方が前記第１の方法であり他方が前記第２の方法であることを許容する請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−６４０９８（Ｐ２０１１−６４０９８Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１４２３５（Ｐ２００９−２１４２３５）
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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