内燃機関の排気浄化装置
【課題】機関の自動停止による燃費向上と同自動停止による再生処理の開始遅れの抑制とを好適に行う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】自動停止が行われるエンジン１には、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ３２が備えられている。制御装置２５は、機関の暖機が完了するとフィルタ３２の再生処理の実行を許可する。そして、制御装置２５は、機関水温が所定の判定温度以下のときには機関の自動停止の実行を禁止する。その判定温度は、フィルタ３２に堆積した粒子状物質の堆積量が多いほど高くされる。
【解決手段】自動停止が行われるエンジン１には、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ３２が備えられている。制御装置２５は、機関の暖機が完了するとフィルタ３２の再生処理の実行を許可する。そして、制御装置２５は、機関水温が所定の判定温度以下のときには機関の自動停止の実行を禁止する。その判定温度は、フィルタ３２に堆積した粒子状物質の堆積量が多いほど高くされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動停止が行われる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】
所定の停止条件が成立したときに自動停止を行い、所定の始動条件が成立したときに自動始動を行う内燃機関が知られている。例えば特許文献１に記載の内燃機関では、車両の停止中に自動停止を行い、車両の発進時に自動始動を行う、いわゆるアイドリングストップ制御を行うようにしている。この特許文献１に記載の装置では、機関水温が所定温度以下のとき、アイドリングストップの実行を禁止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７６６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
他方、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ＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集するフィルタを備える装置が知られている。この排気浄化装置では、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、フィルタに堆積したＰＭの量が予め設定された量に達すると、フィルタの温度を高め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。
【０００５】
この再生処理では、排気系への燃料添加等によって排気の温度が高められることによりフィルタの温度が昇温される。ここで、機関の暖機が完了する前は排気の温度が低いため、再生処理によるフィルタの昇温が進みにくい。そこで、機関の暖機が完了するとフィルタの再生処理の実行が許可される。
【０００６】
ところで、上述したような機関の自動停止が行われると燃費は向上するが、機関の暖機は進みにくくなるため、再生処理の実行が許可されるタイミングが遅くなり、同再生処理の開始遅れが生じやすくなる。
【０００７】
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、機関の自動停止による燃費向上と同自動停止による再生処理の開始遅れの抑制とを好適に行う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】
【０００８】
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、自動停止が行われる内燃機関に適用されて、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備え、機関の暖機が完了すると前記フィルタの再生処理の実行が許可される内燃機関の排気浄化装置であって、機関水温が所定の判定温度以下のときには前記自動停止の実行を禁止するとともに、前記判定温度を前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量に応じて可変設定することを要旨とする。
【０００９】
同構成では、機関水温が所定の判定温度以下のときには機関の自動停止の実行を禁止するようにしている。従って、機関水温が比較的低い機関の暖機途中では、上記判定温度が高いほど自動停止は禁止されやすくなり、機関の暖機が促進される。一方、同判定温度が低いほど自動停止は実行されやすくなり、燃費の向上が図られる。このように判定温度を変更することで燃費を優先させたり、暖機を優先させる、つまり再生処理の開始遅れの抑制を優先させたりすることができる。
【００１０】
ここで、同構成では、再生処理の優先度と密接に関係するＰＭの堆積量に応じて判定温度を可変設定するようにしている。そのため、再生処理の開始遅れの抑制を優先させるという再生処理の優先度が高いとき、つまり暖機の優先度が高いときには、自動停止が禁止されやすいように判定温度を比較的高い温度に設定することが可能になる。一方、再生処理の優先度が低いとき、つまり暖機の優先度が低いときには自動停止が実行されやすいように判定温度を比較的低い温度に設定して燃費を優先させることが可能になる。従って、同構成によれば、機関の自動停止による燃費向上と同自動停止による再生処理の開始遅れの抑制とを好適に行うことができるようになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記堆積量が多いほど前記判定温度は高くされることを要旨とする。
同構成によれば、機関の暖機途中において、ＰＭの堆積量が多く再生処理の優先度が高いときほど自動停止は禁止されやすくなるため、上記作用効果を好適に得ることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記堆積量が所定の量を超えたときには、前記フィルタの再生を促すために警報を発する警告器を備え、前記堆積量が前記所定の量を超えた後の前記判定温度は、前記堆積量が前記所定の量を超える前の前記判定温度よりも高くされることを要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、ＰＭの堆積量が所定の量を超えた後の上記判定温度は、ＰＭの堆積量が同所定の量を超える前の上記判定温度よりも高くされるため、ＰＭの堆積量が所定の量を超えた後では自動停止が禁止されやすくなり、同自動停止の実行頻度が低くなる。
【００１４】
ここで同構成では、判定温度が変更されたことにより自動停止の実行頻度が低くなっているときには、上記警告器による警告が発せられる。従って、当該排気浄化装置を備える車両の運転者等に、現在、自動停止の実行頻度が低くなっている理由がフィルタの再生処理を優先させているためであることを知らせることができる。
【００１５】
なお、同構成での警報としては、光や音、あるいは振動等による警報を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の第１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】同実施形態におけるアイドリングストップの禁止処理の手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態におけるＰＭ堆積量と禁止温度との関係を示すグラフ。
【図４】第２実施形態におけるアイドリングストップの禁止処理の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態におけるＰＭ堆積量と禁止温度との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンの排気浄化装置に具体化した第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１８】
図１に示すように、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、外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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気成分を浄化する触媒装置３０が設けられている。この触媒装置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。
【００２２】
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。
【００２３】
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に燃料添加弁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の配設位置は、排気系にあって触媒装置３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。
【００２４】
この他、エンジン１には排気還流機構（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、吸入空気に排気の一部を導入することで気筒内の燃焼温度を低下させてＮＯｘの発生量を低減させる装置である。この装置は吸気通路３と排気通路２６とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、ＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５はその開度を調整することにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気の還流量、すなわちＥＧＲ量ＥＫを調整する。ＥＧＲクーラ１４はＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度を低下させる。またＥＧＲ弁１５にはＥＧＲ弁開度センサ２２が配設されており、このＥＧＲ弁開度センサ２２によりＥＧＲ弁１５の開度、すなわちＥＧＲ弁開度ＥＡが検出される。ＥＧＲ弁１５の開度は、機関運転状態に基づいて設定されるＥＧＲ率に対応した開度となるように制御される。なお、ＥＧＲ率が高いほどＥＧＲ弁１５の開度は大きくされ、これによりＥＧＲ量ＥＫは増大される。ちなみに、ＥＧＲ率とは、「気筒内に流入するＥＧＲ量／（気筒内に流入する新気量＋気筒内に流入するＥＧＲ量）」で求められる値である。
【００２５】
また、エンジン１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を備えている。吸気側タービンと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３には、このターボチャージャ１１の過給により温度が上昇する吸入空気の温度を低下させるため、インタークーラ１８が備えられている。
【００２６】
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を検出する。絞り弁センサ２０は吸気絞り弁１６の開度である絞り弁開度ＴＡを検出する。酸化触媒３１の排気下流側に設けられた第１温度センサ３３は、酸化触媒３１を通過した直後の排気の温度である第１排気温度Ｔｈｉを測定する。酸化触媒３１の排気下流側に設けられたフィルタ３２の排気下流側に設けられた第２温度センサ３４は、フィルタ３２を通過した直後の排気の温度である第２排気温度Ｔｈｏ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。水温センサ４０は、エンジン１の冷却水の温度である機関水温ＴＨＷを検出する。空燃比センサ２１は排気の空燃比λを検出する。
【００２７】
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。そして、この制御装置２５により、例えば、燃料噴射弁４ａ〜４ｄの燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御、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、燃料添加弁５の噴射制御等、エンジン１の各種制御が行われる。また、制御装置２５は、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を行う。そして、制御装置２５には、所定の条件が成立したときに点灯されるＤＰＦランプ１００が接続されている。
【００２８】
フィルタ３２の再生処理は周知であるため、以下では、その概要を説明する。この再生処理では、機関運転状態等に基づいてフィルタ３２のＰＭ堆積量ＰＭｓが推定される。そして推定されたＰＭ堆積量ＰＭｓが所定の第１判定値ＰＭｓ１を超えると、ＰＭ再生の要求が行われる。こうしたＰＭ再生要求があると、燃料添加弁５から添加剤として燃料が噴射される。この噴射された燃料は酸化触媒３１で酸化され、この酸化熱によって排気が昇温される。酸化触媒３１にて昇温された排気がフィルタ３２に流れ込むと、同フィルタ３２の温度上昇が促進されてＰＭの再生可能温度に達し、これによりフィルタ３２に捕集されたＰＭは、酸化されたり燃焼されたりして減少していく。こうした昇温処理を通じてフィルタ３２に捕集されたＰＭが減少していき、ＰＭ堆積量ＰＭｓが所定の値にまで低下すると、燃料添加弁５からの燃料添加が終了されて、フィルタ３２の再生処理は終了する。なお、機関の暖機が完了する前は排気の温度が低いため、上記再生処理によるフィルタ３２の昇温が進みにくい。そこで、上記再生処理の実行は、機関の暖機が完了してから許可される。
【００２９】
また、制御装置２５は、エンジン１の自動停止及び自動始動制御を行う。この自動停止及び自動始動制御も周知であるため、以下では、その概要を説明する。自動停止制御では、車速が「０」であって、アクセルペダルが踏み込まれていないときに、エンジン１が自動的に停止される。また、自動始動制御では、自動停止の実行中において機関水温ＴＨＷが第１判定温度ＴＨｓ１以上であって、かつアクセルペダルが踏み込まれると、エンジン１が自動的に再始動される。なお、再始動時の機関水温が低すぎると、機関始動に時間がかかり車両の速やかな発進等が妨げられるおそれがある。そこで、上記第１判定温度ＴＨｓ１としては、機関の暖気完了を判定できる第３判定温度ＴＨｓ３（例えば７０°Ｃ程度）よりも低い温度であって、再始動を速やかに行うことが可能な温度（例えば１５°Ｃ程度）の値が設定されている。
【００３０】
このように本実施形態のエンジン１では、いわゆるアイドリングストップ制御が行われるのであるが、特定の条件が成立するときには、機関の自動停止であるアイドリングストップの実行を禁止するようにしている。
【００３１】
以下、図２及び図３を参照して、アイドリングストップの禁止処理についてその手順を説明する。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、上述したようなＰＭ再生要求があるか否かが判定され（Ｓ１００）、ＰＭ再生要求がないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、アイドリングストップの実行が許可されて（Ｓ１４０）、本処理は一旦終了される。
【００３２】
一方、ＰＭ再生要求があるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓに基づいて禁止温度ＴＨｓが設定される（Ｓ１１０）。この禁止温度ＴＨｓは、アイドリングストップを禁止するか否かを判定する閾値であり、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときには、アイドリングストップの実行が禁止される。そして、図３に示すように、禁止温度ＴＨｓは、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多いほど高くなるように可変設定される。
【００３３】
より詳細には、ＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第１判定値ＰＭｓ１に達するまでは、禁止温度ＴＨｓとして上記第１判定温度ＴＨｓ１に設定される。また、ＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第１判定値ＰＭｓ１よりも多い第２判定値ＰＭｓ２に達した以降は、禁止温度ＴＨｓとして上記第３判定温度ＴＨｓ３が設定される。そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第１判定値ＰＭｓ１と第２判定値ＰＭｓ２との間にあるときは、禁止温度ＴＨｓとして上記第１判定温度ＴＨｓ１と上記第３判定温度ＴＨｓ３との間の温度である第２判定温度ＴＨｓ２（例えば４０°Ｃ程度）が設定される。
【００３４】
こうしてＰＭ堆積量ＰＭｓに基づき禁止温度ＴＨｓが設定されると、現在の機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いか否かが判定され（Ｓ１２０）、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓ以上のときは（Ｓ１２０：ＮＯ）、アイドリングストップの実行が許可されて（Ｓ１４０）、本処理は一旦終了される。
【００３５】
一方、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときは（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、アイドリングストップの実行が禁止されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３６】
上述したアイドリングストップが行われると燃費は向上するが、機関の暖機は進みにくくなる。ここで、フィルタ３２の再生処理は、機関の暖機が完了していることを１つの条件としているため、アイドリングストップが行われると再生処理の実行が許可されるタイミングが遅くなり、同再生処理の開始遅れが生じやすくなる。
【００３７】
そこで本実施形態では、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときにはアイドリングストップの実行を禁止するようにしている。従って、機関水温ＴＨＷが比較的低い機関の暖機途中では、禁止温度ＴＨｓが高いほど自動停止は禁止されやすくなり、機関の暖機が促進される。一方、禁止温度ＴＨｓが低いほど自動停止は実行されやすくなり、燃費の向上が図られる。このように禁止温度ＴＨｓを変更することで燃費を優先させたり、暖機を優先させる、つまり再生処理の開始遅れの抑制を優先させたりすることができる。
【００３８】
ここで、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多くなるにつれてフィルタ３２の再生処理の優先度は高くなる。そして、上記禁止温度ＴＨｓは、再生処理の優先度と密接に関係するＰＭ堆積量ＰＭｓに応じて可変設定される。より詳細には、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多いほど禁止温度ＴＨｓは高くされることにより、エンジン１の暖機途中において、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多く再生処理の優先度が高いときほど自動停止は禁止されやすくなる。
【００３９】
このように再生処理の開始遅れの抑制を優先させるという再生処理の優先度が高いとき、つまり暖機の優先度が高いときには、自動停止が禁止されやすいように禁止温度ＴＨｓが比較的高い温度に設定される。
【００４０】
一方、再生処理の優先度が低いとき、つまり暖機の優先度が低いときには自動停止が実行されやすいように禁止温度ＴＨｓが比較的低い温度に設定されて燃費が優先される。従って、アイドリングストップによる燃費向上とアイドリングストップによる再生処理の開始遅れの抑制とが、再生処理の優先度合に応じて適切に行われる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
（１）機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときにはアイドリングストップの実行を禁止するようにしており、その禁止温度ＴＨｓをＰＭ堆積量ＰＭｓに応じて可変設定するようにしている。より詳細には、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多いほど禁止温度ＴＨｓは高くなるように可変設定するようにしている。従って、アイドリングストップによる燃費向上とアイドリングストップによる再生処理の開始遅れの抑制とを、再生処理の優先度合に応じて好適に行うことができるようになる。
（第２実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンの排気浄化装置に具体化した第２実施形態について、図４及び図５を参照して説明する。
【００４２】
第１実施形態では、禁止温度ＴＨｓとして第１〜第３判定温度という３段階の判定温度を設定するようにしたが、本実施形態ではより簡易的に２段階の判定温度を設定している。また、図２に示した第１実施形態での禁止処理に新たな処理ステップを追加するようにしている。以下、こうした第１実施形態との相異点を中心に、本実施形態を説明する。
【００４３】
図４に、本実施形態でのアイドリングストップの禁止処理についてその手順を示す。なお、本処理も、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、上述したようなＰＭ再生要求があるか否かが判定され（Ｓ１００）、ＰＭ再生要求がないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、アイドリングストップの実行が許可されて（Ｓ１４０）、本処理は一旦終了される。
【００４４】
一方、ＰＭ再生要求があるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第２判定値ＰＭｓ２を超えているか否かが判定される（Ｓ２００）。
そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓが同第２判定値ＰＭｓ２を超えているときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓが、ＰＭ再生要求がなされる第１判定値ＰＭｓ１よりも多くなっており、再生処理を優先して行う必要があると判断される。なお、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超える状況とは、例えばＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第１判定値ＰＭｓ１に達した段階で種々の条件が整わなかったことにより再生処理が行われなかった場合などが挙げられる。そして、ステップＳ２００にて肯定判定されるときには、フィルタ３２の再生を促すために警報を発する警告器が作動される。より具体的には上記ＤＰＦランプが点灯される（Ｓ２１０）。
【００４５】
こうしてＤＰＦランプが点灯されたり、あるいはステップＳ２００で否定判定されると、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓに基づいて禁止温度ＴＨｓが設定される（Ｓ１１０）。この禁止温度ＴＨｓも、アイドリングストップを禁止するか否かを判定する閾値であり、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときには、アイドリングストップの実行が禁止される。そして、図５に示すように、禁止温度ＴＨｓは、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多いときにはそうでないときに比較して高くなるように可変設定される。
【００４６】
より詳細には、ＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第２判定値ＰＭｓ２に達するまでは、禁止温度ＴＨｓとして上記第１判定温度ＴＨｓ１に設定される。そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓが同第２判定値ＰＭｓ２に達した以降は、禁止温度ＴＨｓとして、第１判定温度ＴＨｓ１よりも高い上記第３判定温度ＴＨｓ３が設定される。
【００４７】
こうしてＰＭ堆積量ＰＭｓに基づき禁止温度ＴＨｓが設定されると、現在の機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いか否かが判定され（Ｓ１２０）、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓ以上のときは（Ｓ１２０：ＮＯ）、アイドリングストップの実行が許可されて（Ｓ１４０）、本処理は一旦終了される。
【００４８】
一方、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときは（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、アイドリングストップの実行が禁止されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。
次に、本実施形態における特有の作用を説明する。
【００４９】
まず、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えた後の上記禁止温度ＴＨｓ（＝第３判定温度ＴＨｓ３）は、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超える前の禁止温度ＴＨｓ（第１判定温度ＴＨｓ１）よりも高くされる。そのため、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えた後ではアイドリングストップが禁止されやすくなり、同アイドリングストップの実行頻度が低くなる。
【００５０】
ここで、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えるとＤＰＦランプ１００が点灯されるため、禁止温度ＴＨｓが変更されたことによりアイドリングストップの実行頻度が低くなっているときには、ＤＰＦランプ１００による警告が発せられることになる。従って、当該排気浄化装置を備える車両の運転者等に、現在、アイドリングストップの実行頻度が低くなっている理由がフィルタ３２の再生処理を優先させているためであることを知らせることができる。そのため、アイドリングストップが行われるエンジン１でアイドリングストップの実行頻度が低下すると、運転者等に対して違和感を与えるおそれがあるが、本実施形態ではそのようなときにＤＰＦランプ１００が点灯しているため、運転者等が感じる違和感を低減させることも可能になる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、上記（１）に準ずる効果に加えて、さらに次の効果を得ることができる。
（２）ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えたときには、フィルタ３２の再生を促すために警報を発するＤＰＦランプ１００を備えるようにしている。そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えた後の禁止温度ＴＨｓは、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超える前の禁止温度ＴＨｓよりも高くなるようにしている。従って、禁止温度ＴＨｓが変更されたことにより自動停止の実行頻度が低くなっているときには、当該排気浄化装置を備える車両の運転者等に、現在、自動停止の実行頻度が低くなっている理由がフィルタ３２の再生処理を優先させているためであることを知らせることができるようになる。
【００５２】
なお、上記各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。
・上述した第１判定温度ＴＨｓ１、第２判定温度ＴＨｓ２、及び第３判定温度ＴＨｓ３の具体的な温度は一例であり、適宜変更することができる。
【００５３】
・第１実施形態において、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えたとき、あるいはＰＭ堆積量ＰＭｓが第１判定値ＰＭｓ１を超えたときに、ＤＰＦランプ１００を点灯させるようにしてもよい。
【００５４】
・第２実施形態では、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えたとき、ＤＰＦランプ１００を点灯させることにより、フィルタ３２の再生を促すための警報を発するようにした。この他、音や振動等によって警報を発するようにしてもよい。
【００５５】
・第１実施形態では禁止温度ＴＨｓが３段階に変更されるようにし、第２実施形態では２段階に変更されるようにしたが、より多くの段数に変更されるようにしてもよい。また、階段状ではなく、ＰＭ堆積量ＰＭｓに応じて連続的に禁止温度ＴＨｓが変更されるようにしてもよい。
【００５６】
・機関の自動停止制御として、車速が「０」のときに実行されるアイドリングストップ制御を行うようにした。この他、例えば内燃機関と電動機とを備えるハイブリット車両のように、車速が「０」以外のときでも機関を自動停止させるものにも本発明は同様に適用することができる。
【００５７】
・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。
【００５８】
・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。
・触媒装置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のみを備えているものでも本発明は同様に適用することができる。
【００５９】
・酸化触媒３１の代わりにＮＯｘ浄化触媒を備えるようにしてもよい。
・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。
【符号の説明】
【００６０】
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…噴射ノズル、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ド、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…スロットル弁、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…スロットル開度センサ、２１…空燃比センサ、２２…ＥＧＲ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…排気通路、２７…燃料供給管、３０…触媒装置、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、３３…第１温度センサ、３４…第２温度センサ、４０…水温センサ、１００…ＤＰＦランプ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動停止が行われる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】
所定の停止条件が成立したときに自動停止を行い、所定の始動条件が成立したときに自動始動を行う内燃機関が知られている。例えば特許文献１に記載の内燃機関では、車両の停止中に自動停止を行い、車両の発進時に自動始動を行う、いわゆるアイドリングストップ制御を行うようにしている。この特許文献１に記載の装置では、機関水温が所定温度以下のとき、アイドリングストップの実行を禁止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７６６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
他方、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ＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集するフィルタを備える装置が知られている。この排気浄化装置では、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、フィルタに堆積したＰＭの量が予め設定された量に達すると、フィルタの温度を高め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。
【０００５】
この再生処理では、排気系への燃料添加等によって排気の温度が高められることによりフィルタの温度が昇温される。ここで、機関の暖機が完了する前は排気の温度が低いため、再生処理によるフィルタの昇温が進みにくい。そこで、機関の暖機が完了するとフィルタの再生処理の実行が許可される。
【０００６】
ところで、上述したような機関の自動停止が行われると燃費は向上するが、機関の暖機は進みにくくなるため、再生処理の実行が許可されるタイミングが遅くなり、同再生処理の開始遅れが生じやすくなる。
【０００７】
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、機関の自動停止による燃費向上と同自動停止による再生処理の開始遅れの抑制とを好適に行う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】
【０００８】
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、自動停止が行われる内燃機関に適用されて、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備え、機関の暖機が完了すると前記フィルタの再生処理の実行が許可される内燃機関の排気浄化装置であって、機関水温が所定の判定温度以下のときには前記自動停止の実行を禁止するとともに、前記判定温度を前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量に応じて可変設定することを要旨とする。
【０００９】
同構成では、機関水温が所定の判定温度以下のときには機関の自動停止の実行を禁止するようにしている。従って、機関水温が比較的低い機関の暖機途中では、上記判定温度が高いほど自動停止は禁止されやすくなり、機関の暖機が促進される。一方、同判定温度が低いほど自動停止は実行されやすくなり、燃費の向上が図られる。このように判定温度を変更することで燃費を優先させたり、暖機を優先させる、つまり再生処理の開始遅れの抑制を優先させたりすることができる。
【００１０】
ここで、同構成では、再生処理の優先度と密接に関係するＰＭの堆積量に応じて判定温度を可変設定するようにしている。そのため、再生処理の開始遅れの抑制を優先させるという再生処理の優先度が高いとき、つまり暖機の優先度が高いときには、自動停止が禁止されやすいように判定温度を比較的高い温度に設定することが可能になる。一方、再生処理の優先度が低いとき、つまり暖機の優先度が低いときには自動停止が実行されやすいように判定温度を比較的低い温度に設定して燃費を優先させることが可能になる。従って、同構成によれば、機関の自動停止による燃費向上と同自動停止による再生処理の開始遅れの抑制とを好適に行うことができるようになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記堆積量が多いほど前記判定温度は高くされることを要旨とする。
同構成によれば、機関の暖機途中において、ＰＭの堆積量が多く再生処理の優先度が高いときほど自動停止は禁止されやすくなるため、上記作用効果を好適に得ることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記堆積量が所定の量を超えたときには、前記フィルタの再生を促すために警報を発する警告器を備え、前記堆積量が前記所定の量を超えた後の前記判定温度は、前記堆積量が前記所定の量を超える前の前記判定温度よりも高くされることを要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、ＰＭの堆積量が所定の量を超えた後の上記判定温度は、ＰＭの堆積量が同所定の量を超える前の上記判定温度よりも高くされるため、ＰＭの堆積量が所定の量を超えた後では自動停止が禁止されやすくなり、同自動停止の実行頻度が低くなる。
【００１４】
ここで同構成では、判定温度が変更されたことにより自動停止の実行頻度が低くなっているときには、上記警告器による警告が発せられる。従って、当該排気浄化装置を備える車両の運転者等に、現在、自動停止の実行頻度が低くなっている理由がフィルタの再生処理を優先させているためであることを知らせることができる。
【００１５】
なお、同構成での警報としては、光や音、あるいは振動等による警報を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の第１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】同実施形態におけるアイドリングストップの禁止処理の手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態におけるＰＭ堆積量と禁止温度との関係を示すグラフ。
【図４】第２実施形態におけるアイドリングストップの禁止処理の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態におけるＰＭ堆積量と禁止温度との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンの排気浄化装置に具体化した第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１８】
図１に示すように、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、外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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気成分を浄化する触媒装置３０が設けられている。この触媒装置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。
【００２２】
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。
【００２３】
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に燃料添加弁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の配設位置は、排気系にあって触媒装置３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。
【００２４】
この他、エンジン１には排気還流機構（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、吸入空気に排気の一部を導入することで気筒内の燃焼温度を低下させてＮＯｘの発生量を低減させる装置である。この装置は吸気通路３と排気通路２６とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、ＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５はその開度を調整することにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気の還流量、すなわちＥＧＲ量ＥＫを調整する。ＥＧＲクーラ１４はＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度を低下させる。またＥＧＲ弁１５にはＥＧＲ弁開度センサ２２が配設されており、このＥＧＲ弁開度センサ２２によりＥＧＲ弁１５の開度、すなわちＥＧＲ弁開度ＥＡが検出される。ＥＧＲ弁１５の開度は、機関運転状態に基づいて設定されるＥＧＲ率に対応した開度となるように制御される。なお、ＥＧＲ率が高いほどＥＧＲ弁１５の開度は大きくされ、これによりＥＧＲ量ＥＫは増大される。ちなみに、ＥＧＲ率とは、「気筒内に流入するＥＧＲ量／（気筒内に流入する新気量＋気筒内に流入するＥＧＲ量）」で求められる値である。
【００２５】
また、エンジン１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を備えている。吸気側タービンと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３には、このターボチャージャ１１の過給により温度が上昇する吸入空気の温度を低下させるため、インタークーラ１８が備えられている。
【００２６】
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を検出する。絞り弁センサ２０は吸気絞り弁１６の開度である絞り弁開度ＴＡを検出する。酸化触媒３１の排気下流側に設けられた第１温度センサ３３は、酸化触媒３１を通過した直後の排気の温度である第１排気温度Ｔｈｉを測定する。酸化触媒３１の排気下流側に設けられたフィルタ３２の排気下流側に設けられた第２温度センサ３４は、フィルタ３２を通過した直後の排気の温度である第２排気温度Ｔｈｏ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。水温センサ４０は、エンジン１の冷却水の温度である機関水温ＴＨＷを検出する。空燃比センサ２１は排気の空燃比λを検出する。
【００２７】
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。そして、この制御装置２５により、例えば、燃料噴射弁４ａ〜４ｄの燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御、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、燃料添加弁５の噴射制御等、エンジン１の各種制御が行われる。また、制御装置２５は、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を行う。そして、制御装置２５には、所定の条件が成立したときに点灯されるＤＰＦランプ１００が接続されている。
【００２８】
フィルタ３２の再生処理は周知であるため、以下では、その概要を説明する。この再生処理では、機関運転状態等に基づいてフィルタ３２のＰＭ堆積量ＰＭｓが推定される。そして推定されたＰＭ堆積量ＰＭｓが所定の第１判定値ＰＭｓ１を超えると、ＰＭ再生の要求が行われる。こうしたＰＭ再生要求があると、燃料添加弁５から添加剤として燃料が噴射される。この噴射された燃料は酸化触媒３１で酸化され、この酸化熱によって排気が昇温される。酸化触媒３１にて昇温された排気がフィルタ３２に流れ込むと、同フィルタ３２の温度上昇が促進されてＰＭの再生可能温度に達し、これによりフィルタ３２に捕集されたＰＭは、酸化されたり燃焼されたりして減少していく。こうした昇温処理を通じてフィルタ３２に捕集されたＰＭが減少していき、ＰＭ堆積量ＰＭｓが所定の値にまで低下すると、燃料添加弁５からの燃料添加が終了されて、フィルタ３２の再生処理は終了する。なお、機関の暖機が完了する前は排気の温度が低いため、上記再生処理によるフィルタ３２の昇温が進みにくい。そこで、上記再生処理の実行は、機関の暖機が完了してから許可される。
【００２９】
また、制御装置２５は、エンジン１の自動停止及び自動始動制御を行う。この自動停止及び自動始動制御も周知であるため、以下では、その概要を説明する。自動停止制御では、車速が「０」であって、アクセルペダルが踏み込まれていないときに、エンジン１が自動的に停止される。また、自動始動制御では、自動停止の実行中において機関水温ＴＨＷが第１判定温度ＴＨｓ１以上であって、かつアクセルペダルが踏み込まれると、エンジン１が自動的に再始動される。なお、再始動時の機関水温が低すぎると、機関始動に時間がかかり車両の速やかな発進等が妨げられるおそれがある。そこで、上記第１判定温度ＴＨｓ１としては、機関の暖気完了を判定できる第３判定温度ＴＨｓ３（例えば７０°Ｃ程度）よりも低い温度であって、再始動を速やかに行うことが可能な温度（例えば１５°Ｃ程度）の値が設定されている。
【００３０】
このように本実施形態のエンジン１では、いわゆるアイドリングストップ制御が行われるのであるが、特定の条件が成立するときには、機関の自動停止であるアイドリングストップの実行を禁止するようにしている。
【００３１】
以下、図２及び図３を参照して、アイドリングストップの禁止処理についてその手順を説明する。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、上述したようなＰＭ再生要求があるか否かが判定され（Ｓ１００）、ＰＭ再生要求がないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、アイドリングストップの実行が許可されて（Ｓ１４０）、本処理は一旦終了される。
【００３２】
一方、ＰＭ再生要求があるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓに基づいて禁止温度ＴＨｓが設定される（Ｓ１１０）。この禁止温度ＴＨｓは、アイドリングストップを禁止するか否かを判定する閾値であり、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときには、アイドリングストップの実行が禁止される。そして、図３に示すように、禁止温度ＴＨｓは、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多いほど高くなるように可変設定される。
【００３３】
より詳細には、ＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第１判定値ＰＭｓ１に達するまでは、禁止温度ＴＨｓとして上記第１判定温度ＴＨｓ１に設定される。また、ＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第１判定値ＰＭｓ１よりも多い第２判定値ＰＭｓ２に達した以降は、禁止温度ＴＨｓとして上記第３判定温度ＴＨｓ３が設定される。そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第１判定値ＰＭｓ１と第２判定値ＰＭｓ２との間にあるときは、禁止温度ＴＨｓとして上記第１判定温度ＴＨｓ１と上記第３判定温度ＴＨｓ３との間の温度である第２判定温度ＴＨｓ２（例えば４０°Ｃ程度）が設定される。
【００３４】
こうしてＰＭ堆積量ＰＭｓに基づき禁止温度ＴＨｓが設定されると、現在の機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いか否かが判定され（Ｓ１２０）、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓ以上のときは（Ｓ１２０：ＮＯ）、アイドリングストップの実行が許可されて（Ｓ１４０）、本処理は一旦終了される。
【００３５】
一方、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときは（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、アイドリングストップの実行が禁止されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３６】
上述したアイドリングストップが行われると燃費は向上するが、機関の暖機は進みにくくなる。ここで、フィルタ３２の再生処理は、機関の暖機が完了していることを１つの条件としているため、アイドリングストップが行われると再生処理の実行が許可されるタイミングが遅くなり、同再生処理の開始遅れが生じやすくなる。
【００３７】
そこで本実施形態では、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときにはアイドリングストップの実行を禁止するようにしている。従って、機関水温ＴＨＷが比較的低い機関の暖機途中では、禁止温度ＴＨｓが高いほど自動停止は禁止されやすくなり、機関の暖機が促進される。一方、禁止温度ＴＨｓが低いほど自動停止は実行されやすくなり、燃費の向上が図られる。このように禁止温度ＴＨｓを変更することで燃費を優先させたり、暖機を優先させる、つまり再生処理の開始遅れの抑制を優先させたりすることができる。
【００３８】
ここで、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多くなるにつれてフィルタ３２の再生処理の優先度は高くなる。そして、上記禁止温度ＴＨｓは、再生処理の優先度と密接に関係するＰＭ堆積量ＰＭｓに応じて可変設定される。より詳細には、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多いほど禁止温度ＴＨｓは高くされることにより、エンジン１の暖機途中において、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多く再生処理の優先度が高いときほど自動停止は禁止されやすくなる。
【００３９】
このように再生処理の開始遅れの抑制を優先させるという再生処理の優先度が高いとき、つまり暖機の優先度が高いときには、自動停止が禁止されやすいように禁止温度ＴＨｓが比較的高い温度に設定される。
【００４０】
一方、再生処理の優先度が低いとき、つまり暖機の優先度が低いときには自動停止が実行されやすいように禁止温度ＴＨｓが比較的低い温度に設定されて燃費が優先される。従って、アイドリングストップによる燃費向上とアイドリングストップによる再生処理の開始遅れの抑制とが、再生処理の優先度合に応じて適切に行われる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
（１）機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときにはアイドリングストップの実行を禁止するようにしており、その禁止温度ＴＨｓをＰＭ堆積量ＰＭｓに応じて可変設定するようにしている。より詳細には、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多いほど禁止温度ＴＨｓは高くなるように可変設定するようにしている。従って、アイドリングストップによる燃費向上とアイドリングストップによる再生処理の開始遅れの抑制とを、再生処理の優先度合に応じて好適に行うことができるようになる。
（第２実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンの排気浄化装置に具体化した第２実施形態について、図４及び図５を参照して説明する。
【００４２】
第１実施形態では、禁止温度ＴＨｓとして第１〜第３判定温度という３段階の判定温度を設定するようにしたが、本実施形態ではより簡易的に２段階の判定温度を設定している。また、図２に示した第１実施形態での禁止処理に新たな処理ステップを追加するようにしている。以下、こうした第１実施形態との相異点を中心に、本実施形態を説明する。
【００４３】
図４に、本実施形態でのアイドリングストップの禁止処理についてその手順を示す。なお、本処理も、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、上述したようなＰＭ再生要求があるか否かが判定され（Ｓ１００）、ＰＭ再生要求がないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、アイドリングストップの実行が許可されて（Ｓ１４０）、本処理は一旦終了される。
【００４４】
一方、ＰＭ再生要求があるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第２判定値ＰＭｓ２を超えているか否かが判定される（Ｓ２００）。
そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓが同第２判定値ＰＭｓ２を超えているときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓが、ＰＭ再生要求がなされる第１判定値ＰＭｓ１よりも多くなっており、再生処理を優先して行う必要があると判断される。なお、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超える状況とは、例えばＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第１判定値ＰＭｓ１に達した段階で種々の条件が整わなかったことにより再生処理が行われなかった場合などが挙げられる。そして、ステップＳ２００にて肯定判定されるときには、フィルタ３２の再生を促すために警報を発する警告器が作動される。より具体的には上記ＤＰＦランプが点灯される（Ｓ２１０）。
【００４５】
こうしてＤＰＦランプが点灯されたり、あるいはステップＳ２００で否定判定されると、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓに基づいて禁止温度ＴＨｓが設定される（Ｓ１１０）。この禁止温度ＴＨｓも、アイドリングストップを禁止するか否かを判定する閾値であり、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときには、アイドリングストップの実行が禁止される。そして、図５に示すように、禁止温度ＴＨｓは、ＰＭ堆積量ＰＭｓが多いときにはそうでないときに比較して高くなるように可変設定される。
【００４６】
より詳細には、ＰＭ堆積量ＰＭｓが上記第２判定値ＰＭｓ２に達するまでは、禁止温度ＴＨｓとして上記第１判定温度ＴＨｓ１に設定される。そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓが同第２判定値ＰＭｓ２に達した以降は、禁止温度ＴＨｓとして、第１判定温度ＴＨｓ１よりも高い上記第３判定温度ＴＨｓ３が設定される。
【００４７】
こうしてＰＭ堆積量ＰＭｓに基づき禁止温度ＴＨｓが設定されると、現在の機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いか否かが判定され（Ｓ１２０）、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓ以上のときは（Ｓ１２０：ＮＯ）、アイドリングストップの実行が許可されて（Ｓ１４０）、本処理は一旦終了される。
【００４８】
一方、機関水温ＴＨＷが禁止温度ＴＨｓよりも低いときは（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、アイドリングストップの実行が禁止されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。
次に、本実施形態における特有の作用を説明する。
【００４９】
まず、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えた後の上記禁止温度ＴＨｓ（＝第３判定温度ＴＨｓ３）は、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超える前の禁止温度ＴＨｓ（第１判定温度ＴＨｓ１）よりも高くされる。そのため、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えた後ではアイドリングストップが禁止されやすくなり、同アイドリングストップの実行頻度が低くなる。
【００５０】
ここで、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えるとＤＰＦランプ１００が点灯されるため、禁止温度ＴＨｓが変更されたことによりアイドリングストップの実行頻度が低くなっているときには、ＤＰＦランプ１００による警告が発せられることになる。従って、当該排気浄化装置を備える車両の運転者等に、現在、アイドリングストップの実行頻度が低くなっている理由がフィルタ３２の再生処理を優先させているためであることを知らせることができる。そのため、アイドリングストップが行われるエンジン１でアイドリングストップの実行頻度が低下すると、運転者等に対して違和感を与えるおそれがあるが、本実施形態ではそのようなときにＤＰＦランプ１００が点灯しているため、運転者等が感じる違和感を低減させることも可能になる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、上記（１）に準ずる効果に加えて、さらに次の効果を得ることができる。
（２）ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えたときには、フィルタ３２の再生を促すために警報を発するＤＰＦランプ１００を備えるようにしている。そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えた後の禁止温度ＴＨｓは、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超える前の禁止温度ＴＨｓよりも高くなるようにしている。従って、禁止温度ＴＨｓが変更されたことにより自動停止の実行頻度が低くなっているときには、当該排気浄化装置を備える車両の運転者等に、現在、自動停止の実行頻度が低くなっている理由がフィルタ３２の再生処理を優先させているためであることを知らせることができるようになる。
【００５２】
なお、上記各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。
・上述した第１判定温度ＴＨｓ１、第２判定温度ＴＨｓ２、及び第３判定温度ＴＨｓ３の具体的な温度は一例であり、適宜変更することができる。
【００５３】
・第１実施形態において、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えたとき、あるいはＰＭ堆積量ＰＭｓが第１判定値ＰＭｓ１を超えたときに、ＤＰＦランプ１００を点灯させるようにしてもよい。
【００５４】
・第２実施形態では、ＰＭ堆積量ＰＭｓが第２判定値ＰＭｓ２を超えたとき、ＤＰＦランプ１００を点灯させることにより、フィルタ３２の再生を促すための警報を発するようにした。この他、音や振動等によって警報を発するようにしてもよい。
【００５５】
・第１実施形態では禁止温度ＴＨｓが３段階に変更されるようにし、第２実施形態では２段階に変更されるようにしたが、より多くの段数に変更されるようにしてもよい。また、階段状ではなく、ＰＭ堆積量ＰＭｓに応じて連続的に禁止温度ＴＨｓが変更されるようにしてもよい。
【００５６】
・機関の自動停止制御として、車速が「０」のときに実行されるアイドリングストップ制御を行うようにした。この他、例えば内燃機関と電動機とを備えるハイブリット車両のように、車速が「０」以外のときでも機関を自動停止させるものにも本発明は同様に適用することができる。
【００５７】
・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。
【００５８】
・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。
・触媒装置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のみを備えているものでも本発明は同様に適用することができる。
【００５９】
・酸化触媒３１の代わりにＮＯｘ浄化触媒を備えるようにしてもよい。
・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。
【符号の説明】
【００６０】
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…噴射ノズル、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ド、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…スロットル弁、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…スロットル開度センサ、２１…空燃比センサ、２２…ＥＧＲ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…排気通路、２７…燃料供給管、３０…触媒装置、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、３３…第１温度センサ、３４…第２温度センサ、４０…水温センサ、１００…ＤＰＦランプ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動停止が行われる内燃機関に適用されて、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備え、機関の暖機が完了すると前記フィルタの再生処理の実行が許可される内燃機関の排気浄化装置であって、
機関水温が所定の判定温度以下のときには前記自動停止の実行を禁止するとともに、前記判定温度を前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量に応じて可変設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記堆積量が多いほど前記判定温度は高くされる
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記堆積量が所定の量を超えたときには、前記フィルタの再生を促すために警報を発する警告器を備え、
前記堆積量が前記所定の量を超えた後の前記判定温度は、前記堆積量が前記所定の量を超える前の前記判定温度よりも高くされる
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１】
自動停止が行われる内燃機関に適用されて、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備え、機関の暖機が完了すると前記フィルタの再生処理の実行が許可される内燃機関の排気浄化装置であって、
機関水温が所定の判定温度以下のときには前記自動停止の実行を禁止するとともに、前記判定温度を前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量に応じて可変設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記堆積量が多いほど前記判定温度は高くされる
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記堆積量が所定の量を超えたときには、前記フィルタの再生を促すために警報を発する警告器を備え、
前記堆積量が前記所定の量を超えた後の前記判定温度は、前記堆積量が前記所定の量を超える前の前記判定温度よりも高くされる
請求項２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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６０８３４（Ｐ２０１３−６０８３４Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８５６６（Ｐ２０１１−１９８５６６）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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