ＤＰＦ再生制御装置
【課題】ＤＰＦの再生処理において、不必要な再生運転を実施しないようにする。
【解決手段】エンジン１の運転状態からＤＰＦ９へのＰＭ堆積量を演算するＰＭ堆積量演算手段２１と、ＤＰＦ９の上流側と下流側との差圧を検出する差圧検出手段２２と、ＰＭ堆積量演算手段２１により演算されたＰＭ堆積量と、差圧検出手段２２により検出された差圧とに基づいて、再生の必要度合を判定し、その判定結果に基づいて再生要求を実施する再生要求手段２３と、をそなえ、ＰＭ堆積量に関し、再生が必要である再生必要領域が設定され、差圧に関し、再生が不要である再生不要領域が設定され、再生要求手段２３は、ＰＭ堆積量が再生必要領域にあるが、差圧が再生不要領域にあれば、再生要求を保留する待機処理を経た上で再生を要求する。
【解決手段】エンジン１の運転状態からＤＰＦ９へのＰＭ堆積量を演算するＰＭ堆積量演算手段２１と、ＤＰＦ９の上流側と下流側との差圧を検出する差圧検出手段２２と、ＰＭ堆積量演算手段２１により演算されたＰＭ堆積量と、差圧検出手段２２により検出された差圧とに基づいて、再生の必要度合を判定し、その判定結果に基づいて再生要求を実施する再生要求手段２３と、をそなえ、ＰＭ堆積量に関し、再生が必要である再生必要領域が設定され、差圧に関し、再生が不要である再生不要領域が設定され、再生要求手段２３は、ＰＭ堆積量が再生必要領域にあるが、差圧が再生不要領域にあれば、再生要求を保留する待機処理を経た上で再生を要求する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質を捕集して除去するフィルタ（ＤＰＦ）の再生を、最適なインターバルで実施するＤＰＦ再生制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン（単に、エンジンともいう）を搭載した車両では、通常、排出ガス中に煤等の粒子状物質（Particulate Matter、以下、ＰＭと略称する）が含まれており、これが直接大気中に放出されるのを防ぐために、ＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter、以下、ＤＰＦと略称する）と呼ばれるフィルタがエンジンの排気通路に備えられたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＤＰＦはＰＭ捕集量（ＰＭ堆積量）に限度があり、また、ＰＭ堆積量の増加に伴ってエンジンの排気圧力が増大し燃費の悪化を招くため、ＰＭ堆積量が基準値以上になったら、ＤＰＦに溜まったＰＭを除去するＤＰＦ再生処理を行う。このＤＰＦの再生処理方法としては、ＤＰＦの上流側に酸化触媒を配設し、その酸化触媒でＮＯからＮＯ2を生成し、その生成したＮＯ2の酸化還元反応を利用してＰＭを燃焼する連続再生と、排気管内に燃料を供給して、この燃料をＤＰＦの上流に配設した酸化触媒にて燃焼させ、この燃焼熱により強制的にＰＭを燃焼させる強制再生という方法が知られている。
【０００４】
この強制再生には、自動再生と呼ばれるものと手動再生と呼ばれるものの２種類の方法がある。自動再生とは、車両運行中に、燃料を供給し強制的にＰＭを燃焼し除去する方法であり、手動再生とは、車両の運行を中断し車両を停止させた状態で、燃料を供給し強制的にＰＭを燃焼して除去する方法である。
自動再生は、通常運行中にＰＭを燃焼して除去するため、様々なエンジン運転状態において強制運転を実施することになる。一方、手動再生は、車両を停止させた安定条件の下で再生を実施する。ドライバにとっては運行の中断が不要である自動再生が好適であるが、ＰＭを安定確実に燃焼させるためには手動再生が好適である。特に、ＰＭが過剰に堆積した状態においては、安定した燃焼が困難な自動再生では、過剰に堆積したＰＭが一気に燃焼しフィルタに損傷を引き起こす可能性があるため、安定した燃焼が可能な手動再生が好適である。ただし、さらに過剰堆積が進行した場合は、手動再生ですらＰＭ燃焼の安定性が確保できず、再生を実施することが困難となる。
【０００５】
ＤＰＦに堆積しているＰＭの量を推定する技術としては、特許文献２に記載されているように、エンジンの運転状態情報としてエンジン回転数とエンジン負荷との情報を得て、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じた単位時間当たりのＰＭ排出量（ｍｇ／ｓｅｃ）を、例えば予め用意されたマップによって求め、ＤＰＦの新品時または再生後からのエンジン運転時間の累計より、ＤＰＦに堆積しているＰＭ堆積量（エンジン運転対応ＤＰＦ堆積量）を推定する技術が知られている。また、特許文献３に記載されているように、ＤＰＦの上流側の圧力を圧力センサで検出し、下流側の圧力を推定して、上流側の圧力と下流側の圧力との差圧からＰＭ堆積量を推定する技術や、ＤＰＦの上流側及び下流側の圧力をともに圧力センサで検出して、これらの差圧（ＤＰＦ前後差圧）からＰＭ堆積量（差圧対応ＤＰＦ堆積量）を推定する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９２５４７２号公報
【特許文献２】特開２００７−２７０６９５号公報
【特許文献３】特開２００８−１４４７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＤＰＦのＰＭ堆積量に着目すると、図８に示すように、エンジンが通常の走行用の運転（単に、通常運転ともいう）を行われるとＰＭ堆積量が次第に増加し、ＰＭ堆積量が強制再生閾値に達すると、強制再生が開始されることによりＰＭ堆積量が次第に減少する。このようなＤＰＦのＰＭ堆積量の変化が交互に繰り返される。ＤＰＦの再生運転を実施するのはＰＭ堆積量が強制再生閾値に達した場合であるが、ＰＭ堆積量は上記のようにエンジン運転対応ＤＰＦ堆積量と差圧対応ＤＰＦ堆積量とのそれぞれのＰＭ堆積量を推定し、何れかのＰＭ堆積量が先に強制再生閾値に達したらこの時点で強制再生を実施し、これにより再生インターバルが決定する。
【０００８】
図８において、実線のグラフは上記の２つの技術で推定されたＰＭ堆積量（以下、推定ＰＭ堆積量という）のうち先に強制再生閾値に達した推定ＰＭ堆積量を、破線のグラフは実際にＤＰＦ内に堆積したＰＭ堆積量を示す。推定ＰＭ堆積量はあくまで推定値であり、実際のＰＭ堆積量を決める全ての要因を考慮しきれない場合が多く、図８のようなずれを生じる。
【０００９】
図８に示すように、１回目のサイクル（通常運転と再生運転を合わせたもの）と２回目のサイクルは、推定ＰＭ堆積量と実際のＰＭ堆積量にずれはあるものの、それほど大きなものではなく想定範囲内となっており、推定ＰＭ堆積量が強制再生閾値に達するとＤＰＦを再生するための運転が開始されている。
しかしながら、３回目のサイクルでは推定ＰＭ堆積量と実際のＰＭ堆積量とのずれが前の２回と比較して大きく、推定ＰＭ堆積量が強制再生閾値に達しているにもかかわらず実際はほとんどＰＭが堆積していない。これは、推定ＰＭ堆積量を求める際に考慮しきれない要因によって発生しうる現象であり、特にＮＯ2による酸化（連続再生）状態が原因となることが多い。
【００１０】
連続再生により燃焼されるＰＭの量を精度良く検知するのは非常に難しいため、３回目のサイクルのように、推定ＰＭ堆積量が実際のＰＭ堆積量と大きくずれることがあるが、この場合でも推定ＰＭ堆積量が強制再生閾値に達すればＤＰＦの再生は実施される。しかしながら、この再生運転は明らかに不要なものであり、不必要な再生運転を実施することは、燃費の悪化、すなわち無駄なエネルギの消費、不要な排気ガスの排出等につながる。また、手動再生を実施する場合は車両を停止させなければならず、ドライバにとっては大きな負担となる。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、ＤＰＦの再生処理において、不必要な再生運転を回避できるようにした、ＤＰＦ再生制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のＤＰＦ再生制御装置は、ディーゼルエンジンの排気に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタ（ＤＰＦ）の前記ＰＭを除去して再生するための制御を行うＤＰＦ再生制御装置であって、前記ディーゼルエンジンの運転状態から前記ＤＰＦへのＰＭ堆積量を演算するＰＭ堆積量演算手段と、前記ＤＰＦの上流側と下流側との差圧を直接若しくは間接的に検出する差圧検出手段と、前記ＰＭ堆積量演算手段により演算されたＰＭ堆積量と、前記差圧検出手段により検出された差圧とに基づいて、前記再生の必要度合を判定し、その判定結果に基づいて再生要求を実施する再生要求手段と、をそなえ、前記ＰＭ堆積量に関し、前記再生が必要である再生必要領域が設定され、前記差圧に関し、前記再生が不要である再生不要領域が設定され、前記再生要求手段は、前記ＰＭ堆積量が前記再生必要領域にあるが、前記差圧が前記再生不要領域にあれば、再生要求を保留する待機処理を経た上で再生を要求することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、前記ＰＭ堆積量に関し、前記再生必要領域が、前記ＰＭ堆積量が大レベルである手動再生必要領域（レベル３）と前記ＰＭ堆積量が中レベルである自動再生必要領域（レベル２）とに区分されると共に、これらに加えて、前記ＰＭ堆積量が小レベルである前記再生が不要である再生不要領域（レベル１）が設定され、前記再生要求手段は、前記ＰＭ堆積量が前記手動再生必要領域にあれば、前記差圧に関わらず手動再生を要求し、前記ＰＭ堆積量が前記自動再生必要領域にあれば、前記差圧が前記再生不要領域にない限りは、すぐに再生を要求し、前記差圧が前記再生不要領域にあれば、前記待機処理を経た上で再生を要求することが好ましい。
【００１４】
また、前記差圧に関し、前記差圧が低レベルである前記再生不要領域（レベル１）に加えて、前記差圧が高レベルであって前記再生として手動再生が必要である手動再生必要領域（レベル３）と、前記差圧が前記再生不要領域と前記手動再生必要領域との間にある中レベルであって再生必要度の判定を留保する不感帯領域（レベルなし）と、が設定され、前記再生要求手段は、前記差圧が前記手動再生必要領域にあれば、前記ＰＭ堆積量に関わらず手動再生を要求し、前記差圧が前記不感帯領域にある場合に、前記ＰＭ堆積量が前記手動再生必要領域にあれば手動再生を要求し、前記ＰＭ堆積量が前記自動再生必要領域にあれば自動再生を要求することが好ましい。
【００１５】
また、前記ＰＭ堆積量に関し、前記ＰＭ堆積量が前記大レベルよりも大きい過大レベルである再生不能領域（レベル４）が更に設定されると共に、前記差圧に関し、前記差圧が前記高レベルよりも高い過大レベルである再生不能領域（レベル４）が更に設定されると共に、前記再生要求手段は、前記ＰＭ堆積量及び前記差圧のいずれかが再生不能領域であれば、前記ディーゼルエンジンの出力制限を要求することが好ましい。
【００１６】
また、前記待機処理は、予め設定された所定の待機時間だけ再生要求と前記差圧が前記再生不要領域にあるか否かの判定とを保留する保留処理と、前記保留処理を経て、前記差圧が前記再生不要領域にあるか否かを判定する判定処理とからなる処理サイクルを予め設定された所定回数を限度として実施する処理であって、前記待機処理中に、前記差圧が前記再生不要領域から脱したと判定されたら前記待機処理を終了して前記差圧の領域に応じた処理を行い、前記差圧が前記再生不要領域から脱したと判定されることなく前記処理サイクルが前記所定回数に達したら、前記再生要求手段は再生要求を実施する
ことが好ましい。
【００１７】
また、前記ＰＭ堆積量演算手段では、前記待機処理中は、前記ＰＭ堆積量の演算を停止することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のＤＰＦ再生制御装置によれば、ＤＰＦに実際にＰＭが堆積していない状態での再生運転を保留するため、ＤＰＦの再生処理の低減により不必要な再生運転を実施することなく、無駄なエネルギの消費、不要な排ガスの排出、燃費の悪化等を抑制することができる。また、強制再生のための排気管への燃料供給を、エンジン燃焼室内への燃料噴射（ポスト噴射）にてまかなう場合に発生するオイルダイリューションも抑制することができ、オイル交換インターバルも延長することができる。
【００１９】
また、ＰＭ堆積量に合わせて領域を区分し、領域毎に再生必要度合を判定する場合、手動再生が必要と判定されればＰＭを除去し、ＰＭ堆積量が自動再生必要領域にある場合はすぐに再生を実行せず差圧からＰＭ堆積レベルを検出し、そのレベルに応じた要求を発するので、再生が必要ならば再生を実施し、不必要ならば再生を保留するため、確実にＤＰＦの不必要な再生運転を抑制することができる。
【００２０】
また、差圧に関してもＰＭ堆積レベルによって領域を区分し、領域毎に再生必要度合を判定する場合、差圧によるＰＭ堆積レベルが不感帯領域にあってもＰＭ堆積量に応じて適した再生を実施することができる。
また、再生不能領域をＰＭ堆積量及び差圧の何れにも設定し、ＰＭ堆積量及び差圧の何れかが再生不能領域である場合にエンジンの出力制限を要求することにより、これまでの過堆積防止機能を一層向上させることができる。
【００２１】
また、再生待機処理が予め設定された所定時間だけ保留する保留処理と差圧が再生不要領域にあるか否かを判定する判定処理とからなる処理サイクルであり、処理サイクルが予め設定された所定回数を限度として実施される場合、再生の保留が長期に亘って実施されることがなく、また、再生待機処理中にもＰＭ堆積レベルにより再生が必要であるか否かの判定を行っているため、再生が必要なときは速やかに再生を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御装置が適用される排気浄化装置を搭載した車両の内燃機関の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御による再生ステータス決定処理について示すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートにおける再生待機処理のサブルーチンである。
【図４】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御に用いる、ＤＰＦの上下流の差圧と排気流量とに基づいて得られるＤＰＦ再生の必要度合をレベル別に示した図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御に用いる、差圧によりＤＰＦ再生のレベルを決定するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御に用いる、ＰＭ堆積量により得られるＤＰＦ再生の必要度合をレベル別に示した図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御に用いる、ＰＭ堆積量演算処理について示すフローチャートである。
【図８】従来の課題を説明するためのＰＭ堆積量を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御装置について図１〜図７を用いて説明すると、図１は本ＤＰＦ再生制御装置が適用される排気浄化装置を搭載した車両の内燃機関の構成を示す模式図、図２はＤＰＦ再生制御による再生ステータス決定処理について示すフローチャート、図３は図２のフローチャートにおける再生待機処理のサブルーチン、図４はＤＰＦの上下流の差圧と排気流量とに基づいて得られるＤＰＦ再生の必要度合をレベル別に示した図、図５は差圧によりＤＰＦ再生のレベルを決定するフローチャート、図６はＰＭ堆積量により得られるＤＰＦ再生の必要度合をレベル別に示した図、図７はＰＭ堆積量演算処理について示すフローチャートである。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態にかかるディーゼルエンジン（単に、エンジンともいう）１は、各気筒２に形成される燃焼室３と、燃焼室３に吸入空気を送り込む吸気通路４と、燃焼室３での燃焼により生じた排気が排出される排気通路５とが備えられている。吸気通路４に吸入された空気は、燃焼室３に設けられた燃料噴射弁６により噴射された燃料と混合して混合気となり、燃焼室３で燃焼する。また、吸気通路４には、燃焼室３に吸入される空気量を検出するためのエアフローメータ７が設けられている。
【００２５】
排気通路５には、排気中に含まれる有害なＨＣ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）を酸化して浄化する酸化触媒コンバータ８とＰＭ（Particulate Matter、粒子状物質）を捕集して処理するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter、ディーゼルパティキュレートフィルタ）９とが排気流れ上流から順に配置され、燃焼室３での燃焼により生じた排気が送り込まれる。なお、本実施形態では、ＤＰＦ９にも排気中のＨＣやＣＯを酸化する酸化触媒が担持されている。
【００２６】
そして、燃料噴射弁６を用いて、燃焼室３内で燃焼しないタイミング（主に排気工程中）で燃料を噴射するポスト噴射等によってＤＰＦ９の上流の酸化触媒コンバータ８に燃料を供給し、この燃料を酸化触媒コンバータ８で酸化反応（燃焼）させることで排気温度を上昇させＤＰＦ９のＰＭを焼却除去することでＤＰＦ９の再生が実施されている。
また、排気通路５における酸化触媒コンバータ８とＤＰＦ９との間には、温度センサ１０と圧力センサ１１とが順に設けられている。温度センサ１０は排気通路５に流れる排気の温度を検出するものであり、圧力センサ１１は、ＤＰＦ９の上流の圧力を検出するためのものである。
【００２７】
なお、本実施形態においては、ＤＰＦ９の下流側は大気圧に対して一定の圧損分だけ高い一定圧と考えられるので、ＤＰＦ９の下流の圧力は検出せずにＤＰＦ９の上流の圧力のみを検出して、このＤＰＦ９の上流の圧力を上記の一定の圧力値で減算してＤＰＦ９の上流と下流との圧力差（ＤＰＦ前後差圧）として用いている。もちろん、ＤＰＦ９の上流と下流の両方の圧力を検出するよう圧力センサ１１をそれぞれ設けて、これらの圧力差を直に求めてもよい。
【００２８】
また、ＤＰＦ９の下流には、排気による騒音を低減させるためのマフラー１２が設けられており、その先は大気に直接通じている。
こうしたディーゼルエンジン１の各種制御は、エンジン制御装置（以下、エンジンＥＣＵという）２０により実施されている。エンジンＥＣＵ２０は、エンジン制御にかかる各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えて構成されている。
【００２９】
そして、エンジンＥＣＵ２０は、ＤＰＦ９内に堆積したＰＭの量（ＰＭ堆積量）をエンジン１の運転状態に基づいて演算するＰＭ堆積量演算手段２１としての機能要素と、ＤＰＦ９の前後差圧を検出する差圧検出手段２２としての機能要素と、ＤＰＦ９の再生必要度合を判定し、再生要求を実行する再生要求手段２３としての機能要素と、を有している。
【００３０】
ＰＭ堆積量演算手段２１には、種々の公知技術を適用することができる。例えば、エンジン１の運転状態情報としてエンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量等のエンジン負荷Ｌｅとの情報を得て、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ｌｅとに応じた単位時間当たりのＰＭ排出量（ｍｇ／ｓｅｃ）を、例えば予め用意されたマップによって求め、ＤＰＦ９の新品時または再生後からのエンジン運転時間の累計より、ＤＰＦ９に堆積しているＰＭ堆積量を推定する技術が知られているが、これに限定されるものではない。
【００３１】
差圧検出手段２２は、大気圧に対して一定の圧損分だけ高い圧力値をＤＰＦ９の下流側の圧力値とし、これを圧力センサ１１により検出したＤＰＦ９の上流側の圧力から減算して、ＤＰＦ９の上流と下流の圧力差（ＤＰＦ前後差圧）ΔＰとして用いる。ただし、ＤＰＦ９の下流側の圧力は圧力センサ１１を設けて検出し、直に圧力差を求めるようにしてもよい。
【００３２】
そして、ＰＭ堆積量演算手段２１により推定したＰＭ堆積量ＰＭAと差圧検出手段２２により検出した差圧ΔＰの情報は、エンジンＥＣＵ２０の機能要素の１つである再生要求手段２３に送られる。
再生要求手段２３は、ＰＭ堆積量演算手段２１及び差圧検出手段２２から送られたＰＭ堆積量ＰＭA及び差圧ΔＰの情報に基づき、ＤＰＦ９の再生が必要か否か（再生の必要度合）を判定する。この必要度合の判定処理については後述する。
【００３３】
さらに、再生要求手段２３は、上記判定結果において、ＤＰＦ９の再生が必要であると判定した場合は、図示しない再生実行手段に再生要求を発令し、それに応じたＤＰＦ９の再生が実行される。
本ＤＰＦ再生制御装置は、上記の何れもエンジンＥＣＵ２０の機能要素として備えられたＰＭ堆積量推定手段２１と差圧検出手段２２と再生要求手段２３とから構成される。
【００３４】
ここで、再生の必要度合について、図４及び図６を用いて説明する。
図４はＤＰＦ９の上下流の差圧と排気流量とに基づいて決定されるＰＭ堆積量のレベル（以下、ＰＭ堆積レベルという）を表した図であり、差圧検出手段２２で用いられる。図４に示すように、ＰＭ堆積レベルは以下の４つの段階に区分される。
レベル４は、ＤＰＦ９の再生を実施することができないほど非常に大量のＰＭが堆積している再生不能領域（過大レベル）であり、差圧検出手段２２によりこの領域が検出された場合は、再生要求手段２３により再生不可能と判定され、エンジン警告灯の表示、エンジン出力制限等のフェールセーフ処置がとられる。
【００３５】
レベル３は、レベル４ほどではないがＤＰＦ９に大量のＰＭが堆積している手動再生必要領域（高レベル）であり、差圧検出手段２２によりこの領域が検出された場合は、再生要求手段２３により手動再生が必要であると判定され、手動再生を実施するよう再生要求が発せられる。
レベル１は、ＤＰＦ９にほとんどＰＭが堆積していない再生不要領域（低レベル）であり、差圧検出手段２２によりこの領域が検出された場合は、再生要求手段２３により一時再生を保留する待機要求がなされる。
【００３６】
ここで、レベル１とレベル３との間の領域は、ＤＰＦ９にＰＭは堆積しているが、再生が必要か否かを判定するには困難な不感帯領域（中レベル）であり、差圧検出手段２２によりこの領域が検出された場合、この検出結果だけに基づいて再生の必要度合を決定するのは困難であるため、この場合は再生の必要度合を決定しない。
また、図６はＰＭ堆積量演算手段２１により得られるＰＭ堆積量ＰＭAに基づいて決定されるＰＭ堆積レベルを表した図である。図６に示すＰＭ堆積レベルも４段階となっており、レベル４、レベル３及びレベル１は、図４のものと同様、再生不能領域（過大レベル）、手動再生必要領域（大レベル）及び再生不要領域（小レベル）である。また、図６に示すレベル２は、自動再生で処理できる程度のＰＭがＤＰＦ９に堆積している自動再生必要領域（中レベル）である。
【００３７】
ＰＭ堆積レベルを、ＰＭ堆積量演算手段２１と差圧検出手段２２とによりそれぞれ求めるのは、ＰＭ堆積レベルの検出において、それぞれ得意としている部分が異なるからである。
差圧検出手段２２は、排気流量に対する差圧からＰＭ堆積レベルを検出するため、排気流量が少ない場合はほとんどレベルを検出することができない。また、排気流量がある程度多い場合でレベル３及びレベル４のようにＰＭが大量に堆積している場合は、確実にレベルを検出することができるが、自動再生が必要か否か程度のＰＭ堆積量はなかなか検出することができない。そのため、上述したような不感帯領域が存在する。しかし、排気流量がある程度多い場合で差圧がほとんどなければ、それはＰＭがＤＰＦ９に堆積していないこととなるため、上述したような再生不要領域の検出は可能である。
【００３８】
一方、ＰＭ堆積量演算手段２１は、エンジン１の運転状態から単位時間当たりのＰＭ排出量を検出し、それを累積してＰＭ堆積量ＰＭAを算出している。この予測演算の中で通常走行時に実施される連続再生については、影響を及ぼす要因の複雑さ、検出の困難さから、なかなか精度が上がらないのが現状である。しかし、ＰＭ堆積量演算手段２１は、連続再生が発生しない領域のＰＭ堆積量予測精度が良いことと、排気流量に関わらずＰＭ堆積レベルを検出可能であることを特徴としている。
【００３９】
ここで、特徴的な制御として、再生要求手段２３は、ＰＭ堆積量演算手段２１によりＰＭ堆積量ＰＭAが自動再生必要領域（レベル２）と算出された場合、すぐに自動再生が必要と判定するのではなく、本当に再生が必要なほどＤＰＦ９にＰＭが堆積しているかを確認するため、差圧検出手段２２により得られたＰＭ堆積レベルがどの程度なのかを確認する。差圧検出手段２２により得られたＰＭ堆積レベルが、上述した図４の不感帯領域である場合は、自動再生が必要な程度はＰＭが堆積しているものとされ、自動再生の必要があると判定される。
【００４０】
一方、差圧検出手段２２により得られたＰＭ堆積レベルが、上述した図４の再生不要領域（レベル１）である場合は、ＰＭ堆積量演算手段２１ではＰＭが自動再生必要領域（レベル２）程度堆積しているものと算出されたが、実際にはＰＭがほとんど堆積していないため、再生要求手段２３によりＤＰＦ９の再生を保留する再生待機処理を経た上で再生が必要であると判定される。
【００４１】
再生待機処理は、保留処理と判定処理とからなる処理サイクルを実施する処理である。保留処理は、予め設定された所定の待機時間（例えば、３０分）だけ、再生要求と差圧検出手段２２により検出された差圧が再生不要領域にあるか否かの判定とを保留し、ＰＭ堆積量演算手段２１によるＰＭ堆積量ＰＭAの演算を停止する。判定処理は、所定の待機時間保留処理が終わると、差圧が再生不要領域にあるか否かの判定を実施する。この２つの処理からなる処理サイクルが、予め設定された所定回数（例えば、３回）を限度として実施される。ただし、上記した待機時間及び所定回数はこれに限定されるものではない。
【００４２】
上記の待機時間については、これまでの車両の運転パターン、例えば平均速度や負荷頻度（アクセルの踏み方）等から平均化された再生インターバルを元に、例えばその値の１０分の１の時間にするなどして決定される。上記の例では、平均化された再生インターバルが５時間（３００分）であった場合であり、１０分の１は３０分となるため、予め設定する所定の待機時間を３０分としている。
【００４３】
この再生待機処理は、処理サイクル中に判定処理により差圧が再生不要領域から脱したと判定されると、再生待機処理を終了して差圧検出手段２２により検出された差圧に基づくＰＭ堆積レベルに応じた再生が必要であると判定される。一方、処理サイクルが予め設定された限界の所定回数を実施しても未だ差圧が再生不要領域にあると判定される場合があるが、この場合であっても再生要求手段２３により再生が必要であると判定される。これは、何らかの原因で差圧検出手段２２により差圧が検出されない場合等があるとＤＰＦ９が故障したり、エンジン１の出力制限がかかったりするため、安全率を考慮して、待機時間と処理サイクルの回数により待機期間を決定している。
【００４４】
本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御装置は上述のように構成されているので、本実施形態にかかるＤＰＦの再生制御は、図２、図３、図５及び図７に示すフローチャートに従って実施される。
【００４５】
図２はＤＰＦ再生制御に用いる再生ステータス決定処理について示すフローチャートである。図２に示すように、まず、差圧検出手段２２により検出したＤＰＦ９の上流と下流の差圧に基づいたＰＭ堆積レベルＰＭCを取得する（ステップＳ１）。ＰＭ堆積レベルＰＭCの取得は、図５のフローチャートに示すように、まずエアフローメータ７により排気流量を検出し（ステップＳ５０）、大気圧に対して一定の圧損分だけ高い圧力値をＤＰＦ９の下流側の圧力値とし、圧力センサ１１により検出したＤＰＦ９の上流側の圧力からこの下流側の圧力値を減算し、ＤＰＦ９の上流と下流との圧力差として差圧検出手段２２により検出する（ステップＳ５１）。そして、これらの情報に基づいて、差圧検出手段２２により図４に示すＰＭ堆積レベルＰＭCを検出し（ステップＳ５２）、ステップＳ５０にリターンする。
【００４６】
次に、図２に示すように、取得したＰＭCが再生不能領域であるレベル４か否かを判定し（ステップＳ２）、レベル４である場合はＤＰＦ９の再生は不可能であるため、エンジン警告灯の点灯やエンジン出力制限といったフェールセーフ処置を実施し（ステップＳ７）、終了する。一方、ＰＭCがレベル４でない場合は、手動再生必要領域であるレベル３か否かを判定し（ステップＳ３）、レベル３である場合はＤＰＦ９の手動再生が必要であるため、手動再生を実施し（ステップＳ９）、ステップＳ１にリターンする。一方、ＰＭCがレベル３でない場合は、再生待機処理が実行中であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００４７】
再生待機処理が実行中でない場合は、ＰＭ堆積量演算手段２１により求めたＰＭ堆積量ＰＭAを取得し（ステップＳ５）、ＰＭAのレベル判定を行う。
再生待機処理が実行中でない場合におけるＰＭ堆積量ＰＭAの取得は、図７のフローチャートに示すように、まず、エンジン１の運転状態情報としてエンジン回転数Ｎｅや燃料噴射量等のエンジン負荷Ｌｅ等の情報を検出する（ステップＳ６０）。次に、ＤＰＦ９の再生が実施中か否かを判定し（ステップＳ６１）、再生実施中である場合は、ＰＭが燃焼され除去されているので、エンジン運転状態に応じた値を減算してＰＭ堆積量を演算する（ステップＳ６２）。一方、ＤＰＦ９の再生が実施中でない場合は、ＰＭ堆積量を通常の積算、つまりエンジン運転状態に応じた値を積算してＰＭ堆積量を演算し（ステップＳ６３）ステップＳ６０にリターンする。ステップＳ６２及びＳ６３で検出されたＰＭ堆積量ＰＭAは、図２のステップＳ５において読み込まれる。
【００４８】
次に、図２に示すように、取得したＰＭAが再生不能領域であるレベル４か否かを判定し（ステップＳ６）、レベル４である場合はＤＰＦ９の再生は不可能であるため、エンジン警告灯の点灯やエンジン出力制限といったフェールセーフ処置を実施し（ステップＳ７）、終了する。一方、ＰＭAがレベル４でない場合は、手動再生必要領域であるレベル３か否かを判定し（ステップＳ８）、レベル３である場合はＤＰＦ９の手動再生が必要であるため、手動再生を実施し（ステップＳ９）、ステップＳ１にリターンする。
【００４９】
ステップＳ８において、ＰＭAがレベル３でない場合は、自動再生必要領域であるレベル２か否かを判定し（ステップＳ１０）、ＰＭAがレベル２でない場合は、再生不要領域であるレベル１であるため、ＤＰＦ９の再生も再生待機処理も実施せずステップＳ１にリターンする。一方、ＰＭAがレベル２である場合は、図３に示す再生待機処理を起動する（ステップＳ２０）。また、ステップＳ４において、再生待機処理が実行中である場合は、そのまま再生待機処理に移行する。
【００５０】
図３は、図２のフローチャートにおける再生待機処理を構成するサブルーチンである。再生待機処理は、図３に示すように、まず、タイマー（図示せず）が停止中か否かを判定する（ステップＳ２１）。再生待機処理を起動したときには、タイマーは停止中であるため、次に、ステップＳ１で取得したＰＭ堆積レベルＰＭCが再生不要領域であるレベル１か否かを判定し（ステップＳ２２）、レベル１である場合は、待機処理サイクルを実施した回数（以下、待機処理カウントともいう）ＢＣが、処理サイクル実施回数の限度である所定回数（例えば、３回）Ｂth以上か否かを判定する（ステップＳ３０）。ＢＣがＢthよりも少ない場合は、タイマーを０リセットしてから（ステップＳ３１）、タイマーを開始し（ステップＳ３２）、ＰＭ堆積量演算手段２１によるＰＭ堆積量ＰＭAの演算を停止し（ステップＳ３３）、ステップＳ１にリターンする。
【００５１】
次の制御サイクルにおいて、ステップＳ１で取得したＰＭCがレベル４でもレベル３でもない場合は、ステップＳ４において再生待機処理実行中と判定されるため、再び再生待機処理に移行する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２１において再びタイマーが停止中か判定されるが、前回の制御サイクルのステップＳ３２においてタイマーを開始しているため、今度はタイマー停止中ではないと判定し（ステップＳ２１）、タイマーが積算される（ステップＳ４０）。そして、そのタイマー積算値が予め設定された所定の待機時間（例えば、３０分）Ｔth以上であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。タイマー積算値がＴthよりも小さい場合は再びステップＳ１にリターンする。一方、タイマー積算値がＴth以上である場合は、タイマーを停止し（ステップＳ４２）、待機処理カウントＢＣを前回の待機処理カウントに１を足した値とする（ステップＳ４３）。待機処理カウントＢＣは最初０回であるため、この場合はＢＣ＝１となる。そして、ＰＭ堆積量演算手段２１によるＰＭ堆積量ＰＭAの演算を再開し（ステップＳ４４）、ステップＳ１にリターンする。
【００５２】
次の制御サイクルにおいて、ステップＳ１で取得したＰＭCがレベル４でもレベル３でもない場合は、ステップＳ４において再生待機処理実行中と判定されるため、再び再生待機処理に移行する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２１において再びタイマーが停止中か判定されるが、前回の制御サイクルのステップＳ４２においてタイマーを停止しているため、再び差圧検出手段２２により取得したＰＭ堆積レベルＰＭCがレベル１であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。そして、ＰＭCが未だレベル１である場合は、再びステップＳ３０において待機処理カウントＢＣがＢth以上か否かを判定する。一方、ステップＳ２２においてＰＭCがレベル１でないと判定された場合は、ＤＰＦ９の再生が必要であると判定され、ＰＭCのレベルに合わせた再生要求が発令され（ステップＳ２３）、待機処理カウントＢＣが０リセットされてから（ステップＳ２４）、再生待機処理が停止し（ステップＳ２５）、ステップＳ１にリターンする。
【００５３】
ステップＳ３０においてＢＣがＢth以上である場合は、上記のステップＳ２３からＳ２５までが同様に実施される。一方、ステップＳ３０において、ＢＣがＢthより小さい場合は、再びタイマーが０リセットされてから（ステップＳ３１）、タイマーを開始し（ステップＳ３２）、ＰＭ堆積量演算手段２１によるＰＭ堆積量ＰＭAの演算を停止して（ステップＳ３３）、ステップＳ１にリターンする。
【００５４】
上記した図２及び図３のフローチャートと、図５及び図７のフローチャートは並行して進行しており、上述のように図５のステップＳ５２で検出されたＰＭCを図２のステップＳ１で取得し、図７のステップＳ６２及びＳ６３で検出されたＰＭAを図２のステップＳ５でそれぞれ取得している。
【００５５】
このように、本ＤＰＦ再生制御装置によれば、ＰＭ堆積量ＰＭAが自動再生必要領域となった場合、すぐに再生を実施せず、差圧によるＰＭ堆積レベルＰＭCを確認し、未だＰＭが堆積していない場合にはＤＰＦ９の再生運転を保留する再生待機処理を実施するため、燃費の悪化、すなわち無駄なエネルギの消費、不要な排ガスの排出等を抑制することができる。また、強制再生のための排気管への燃料供給を、エンジン燃焼室内への燃料噴射（ポスト噴射）にてまかなう場合に発生するオイルダイリューションも抑制することができ、オイル交換インターバルも延長することができる。
【００５６】
また、ＰＭ堆積量ＰＭAと差圧によるＰＭ堆積レベルＰＭCとでＤＰＦ９にＰＭが堆積しているかチェックするため、より確実にＰＭの堆積を検出することができ、ＰＭ堆積量やＰＭ堆積レベルに応じた適切な再生を実施することができる。
また、再生不能領域（レベル４）をＰＭ堆積量及び差圧の何れにも設定し、ＰＭ堆積量及び差圧の何れかが再生不能領域である場合にエンジンの出力制限を要求することにより、これまでの過堆積防止機能を一層向上させることができる。
【００５７】
また、再生待機処理が予め設定された所定時間だけ保留する保留処理と差圧が再生不要領域にあるか否かを判定する判定処理とからなる処理サイクルであり、処理サイクルが予め設定された所定回数を限度として実施される場合、再生の保留が長期に亘って実施されることがなく、また、再生待機処理中にもＰＭ堆積レベルにより再生が必要であるか否かの判定を行っているため、再生が必要なときは速やかに再生を実施することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形させて実施することができる。
例えば、上記実施形態では再生を保留する期間を、予め設定したタイマー積算値の上限Ｔthと処理サイクル実施回数の限度Ｂthの２つを用いて決定したが、処理サイクル実施回数の限度Ｂthは設けず、その分タイマー積算値の上限Ｔthを長く設定してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ ディーゼルエンジン（エンジン）
２ 気筒
３ 燃焼室
４ 吸気通路
５ 排気通路
６ 燃料噴射弁
７ エアフローメータ
８ 酸化触媒コンバータ
９ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
１０ 温度センサ
１１ 圧力センサ
１２ マフラー
２０ エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）
２１ ＰＭ堆積量演算手段
２２ 差圧検出手段
２３ 再生要求手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質を捕集して除去するフィルタ（ＤＰＦ）の再生を、最適なインターバルで実施するＤＰＦ再生制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン（単に、エンジンともいう）を搭載した車両では、通常、排出ガス中に煤等の粒子状物質（Particulate Matter、以下、ＰＭと略称する）が含まれており、これが直接大気中に放出されるのを防ぐために、ＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter、以下、ＤＰＦと略称する）と呼ばれるフィルタがエンジンの排気通路に備えられたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＤＰＦはＰＭ捕集量（ＰＭ堆積量）に限度があり、また、ＰＭ堆積量の増加に伴ってエンジンの排気圧力が増大し燃費の悪化を招くため、ＰＭ堆積量が基準値以上になったら、ＤＰＦに溜まったＰＭを除去するＤＰＦ再生処理を行う。このＤＰＦの再生処理方法としては、ＤＰＦの上流側に酸化触媒を配設し、その酸化触媒でＮＯからＮＯ2を生成し、その生成したＮＯ2の酸化還元反応を利用してＰＭを燃焼する連続再生と、排気管内に燃料を供給して、この燃料をＤＰＦの上流に配設した酸化触媒にて燃焼させ、この燃焼熱により強制的にＰＭを燃焼させる強制再生という方法が知られている。
【０００４】
この強制再生には、自動再生と呼ばれるものと手動再生と呼ばれるものの２種類の方法がある。自動再生とは、車両運行中に、燃料を供給し強制的にＰＭを燃焼し除去する方法であり、手動再生とは、車両の運行を中断し車両を停止させた状態で、燃料を供給し強制的にＰＭを燃焼して除去する方法である。
自動再生は、通常運行中にＰＭを燃焼して除去するため、様々なエンジン運転状態において強制運転を実施することになる。一方、手動再生は、車両を停止させた安定条件の下で再生を実施する。ドライバにとっては運行の中断が不要である自動再生が好適であるが、ＰＭを安定確実に燃焼させるためには手動再生が好適である。特に、ＰＭが過剰に堆積した状態においては、安定した燃焼が困難な自動再生では、過剰に堆積したＰＭが一気に燃焼しフィルタに損傷を引き起こす可能性があるため、安定した燃焼が可能な手動再生が好適である。ただし、さらに過剰堆積が進行した場合は、手動再生ですらＰＭ燃焼の安定性が確保できず、再生を実施することが困難となる。
【０００５】
ＤＰＦに堆積しているＰＭの量を推定する技術としては、特許文献２に記載されているように、エンジンの運転状態情報としてエンジン回転数とエンジン負荷との情報を得て、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じた単位時間当たりのＰＭ排出量（ｍｇ／ｓｅｃ）を、例えば予め用意されたマップによって求め、ＤＰＦの新品時または再生後からのエンジン運転時間の累計より、ＤＰＦに堆積しているＰＭ堆積量（エンジン運転対応ＤＰＦ堆積量）を推定する技術が知られている。また、特許文献３に記載されているように、ＤＰＦの上流側の圧力を圧力センサで検出し、下流側の圧力を推定して、上流側の圧力と下流側の圧力との差圧からＰＭ堆積量を推定する技術や、ＤＰＦの上流側及び下流側の圧力をともに圧力センサで検出して、これらの差圧（ＤＰＦ前後差圧）からＰＭ堆積量（差圧対応ＤＰＦ堆積量）を推定する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９２５４７２号公報
【特許文献２】特開２００７−２７０６９５号公報
【特許文献３】特開２００８−１４４７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＤＰＦのＰＭ堆積量に着目すると、図８に示すように、エンジンが通常の走行用の運転（単に、通常運転ともいう）を行われるとＰＭ堆積量が次第に増加し、ＰＭ堆積量が強制再生閾値に達すると、強制再生が開始されることによりＰＭ堆積量が次第に減少する。このようなＤＰＦのＰＭ堆積量の変化が交互に繰り返される。ＤＰＦの再生運転を実施するのはＰＭ堆積量が強制再生閾値に達した場合であるが、ＰＭ堆積量は上記のようにエンジン運転対応ＤＰＦ堆積量と差圧対応ＤＰＦ堆積量とのそれぞれのＰＭ堆積量を推定し、何れかのＰＭ堆積量が先に強制再生閾値に達したらこの時点で強制再生を実施し、これにより再生インターバルが決定する。
【０００８】
図８において、実線のグラフは上記の２つの技術で推定されたＰＭ堆積量（以下、推定ＰＭ堆積量という）のうち先に強制再生閾値に達した推定ＰＭ堆積量を、破線のグラフは実際にＤＰＦ内に堆積したＰＭ堆積量を示す。推定ＰＭ堆積量はあくまで推定値であり、実際のＰＭ堆積量を決める全ての要因を考慮しきれない場合が多く、図８のようなずれを生じる。
【０００９】
図８に示すように、１回目のサイクル（通常運転と再生運転を合わせたもの）と２回目のサイクルは、推定ＰＭ堆積量と実際のＰＭ堆積量にずれはあるものの、それほど大きなものではなく想定範囲内となっており、推定ＰＭ堆積量が強制再生閾値に達するとＤＰＦを再生するための運転が開始されている。
しかしながら、３回目のサイクルでは推定ＰＭ堆積量と実際のＰＭ堆積量とのずれが前の２回と比較して大きく、推定ＰＭ堆積量が強制再生閾値に達しているにもかかわらず実際はほとんどＰＭが堆積していない。これは、推定ＰＭ堆積量を求める際に考慮しきれない要因によって発生しうる現象であり、特にＮＯ2による酸化（連続再生）状態が原因となることが多い。
【００１０】
連続再生により燃焼されるＰＭの量を精度良く検知するのは非常に難しいため、３回目のサイクルのように、推定ＰＭ堆積量が実際のＰＭ堆積量と大きくずれることがあるが、この場合でも推定ＰＭ堆積量が強制再生閾値に達すればＤＰＦの再生は実施される。しかしながら、この再生運転は明らかに不要なものであり、不必要な再生運転を実施することは、燃費の悪化、すなわち無駄なエネルギの消費、不要な排気ガスの排出等につながる。また、手動再生を実施する場合は車両を停止させなければならず、ドライバにとっては大きな負担となる。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、ＤＰＦの再生処理において、不必要な再生運転を回避できるようにした、ＤＰＦ再生制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のＤＰＦ再生制御装置は、ディーゼルエンジンの排気に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタ（ＤＰＦ）の前記ＰＭを除去して再生するための制御を行うＤＰＦ再生制御装置であって、前記ディーゼルエンジンの運転状態から前記ＤＰＦへのＰＭ堆積量を演算するＰＭ堆積量演算手段と、前記ＤＰＦの上流側と下流側との差圧を直接若しくは間接的に検出する差圧検出手段と、前記ＰＭ堆積量演算手段により演算されたＰＭ堆積量と、前記差圧検出手段により検出された差圧とに基づいて、前記再生の必要度合を判定し、その判定結果に基づいて再生要求を実施する再生要求手段と、をそなえ、前記ＰＭ堆積量に関し、前記再生が必要である再生必要領域が設定され、前記差圧に関し、前記再生が不要である再生不要領域が設定され、前記再生要求手段は、前記ＰＭ堆積量が前記再生必要領域にあるが、前記差圧が前記再生不要領域にあれば、再生要求を保留する待機処理を経た上で再生を要求することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、前記ＰＭ堆積量に関し、前記再生必要領域が、前記ＰＭ堆積量が大レベルである手動再生必要領域（レベル３）と前記ＰＭ堆積量が中レベルである自動再生必要領域（レベル２）とに区分されると共に、これらに加えて、前記ＰＭ堆積量が小レベルである前記再生が不要である再生不要領域（レベル１）が設定され、前記再生要求手段は、前記ＰＭ堆積量が前記手動再生必要領域にあれば、前記差圧に関わらず手動再生を要求し、前記ＰＭ堆積量が前記自動再生必要領域にあれば、前記差圧が前記再生不要領域にない限りは、すぐに再生を要求し、前記差圧が前記再生不要領域にあれば、前記待機処理を経た上で再生を要求することが好ましい。
【００１４】
また、前記差圧に関し、前記差圧が低レベルである前記再生不要領域（レベル１）に加えて、前記差圧が高レベルであって前記再生として手動再生が必要である手動再生必要領域（レベル３）と、前記差圧が前記再生不要領域と前記手動再生必要領域との間にある中レベルであって再生必要度の判定を留保する不感帯領域（レベルなし）と、が設定され、前記再生要求手段は、前記差圧が前記手動再生必要領域にあれば、前記ＰＭ堆積量に関わらず手動再生を要求し、前記差圧が前記不感帯領域にある場合に、前記ＰＭ堆積量が前記手動再生必要領域にあれば手動再生を要求し、前記ＰＭ堆積量が前記自動再生必要領域にあれば自動再生を要求することが好ましい。
【００１５】
また、前記ＰＭ堆積量に関し、前記ＰＭ堆積量が前記大レベルよりも大きい過大レベルである再生不能領域（レベル４）が更に設定されると共に、前記差圧に関し、前記差圧が前記高レベルよりも高い過大レベルである再生不能領域（レベル４）が更に設定されると共に、前記再生要求手段は、前記ＰＭ堆積量及び前記差圧のいずれかが再生不能領域であれば、前記ディーゼルエンジンの出力制限を要求することが好ましい。
【００１６】
また、前記待機処理は、予め設定された所定の待機時間だけ再生要求と前記差圧が前記再生不要領域にあるか否かの判定とを保留する保留処理と、前記保留処理を経て、前記差圧が前記再生不要領域にあるか否かを判定する判定処理とからなる処理サイクルを予め設定された所定回数を限度として実施する処理であって、前記待機処理中に、前記差圧が前記再生不要領域から脱したと判定されたら前記待機処理を終了して前記差圧の領域に応じた処理を行い、前記差圧が前記再生不要領域から脱したと判定されることなく前記処理サイクルが前記所定回数に達したら、前記再生要求手段は再生要求を実施する
ことが好ましい。
【００１７】
また、前記ＰＭ堆積量演算手段では、前記待機処理中は、前記ＰＭ堆積量の演算を停止することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のＤＰＦ再生制御装置によれば、ＤＰＦに実際にＰＭが堆積していない状態での再生運転を保留するため、ＤＰＦの再生処理の低減により不必要な再生運転を実施することなく、無駄なエネルギの消費、不要な排ガスの排出、燃費の悪化等を抑制することができる。また、強制再生のための排気管への燃料供給を、エンジン燃焼室内への燃料噴射（ポスト噴射）にてまかなう場合に発生するオイルダイリューションも抑制することができ、オイル交換インターバルも延長することができる。
【００１９】
また、ＰＭ堆積量に合わせて領域を区分し、領域毎に再生必要度合を判定する場合、手動再生が必要と判定されればＰＭを除去し、ＰＭ堆積量が自動再生必要領域にある場合はすぐに再生を実行せず差圧からＰＭ堆積レベルを検出し、そのレベルに応じた要求を発するので、再生が必要ならば再生を実施し、不必要ならば再生を保留するため、確実にＤＰＦの不必要な再生運転を抑制することができる。
【００２０】
また、差圧に関してもＰＭ堆積レベルによって領域を区分し、領域毎に再生必要度合を判定する場合、差圧によるＰＭ堆積レベルが不感帯領域にあってもＰＭ堆積量に応じて適した再生を実施することができる。
また、再生不能領域をＰＭ堆積量及び差圧の何れにも設定し、ＰＭ堆積量及び差圧の何れかが再生不能領域である場合にエンジンの出力制限を要求することにより、これまでの過堆積防止機能を一層向上させることができる。
【００２１】
また、再生待機処理が予め設定された所定時間だけ保留する保留処理と差圧が再生不要領域にあるか否かを判定する判定処理とからなる処理サイクルであり、処理サイクルが予め設定された所定回数を限度として実施される場合、再生の保留が長期に亘って実施されることがなく、また、再生待機処理中にもＰＭ堆積レベルにより再生が必要であるか否かの判定を行っているため、再生が必要なときは速やかに再生を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御装置が適用される排気浄化装置を搭載した車両の内燃機関の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御による再生ステータス決定処理について示すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートにおける再生待機処理のサブルーチンである。
【図４】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御に用いる、ＤＰＦの上下流の差圧と排気流量とに基づいて得られるＤＰＦ再生の必要度合をレベル別に示した図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御に用いる、差圧によりＤＰＦ再生のレベルを決定するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御に用いる、ＰＭ堆積量により得られるＤＰＦ再生の必要度合をレベル別に示した図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御に用いる、ＰＭ堆積量演算処理について示すフローチャートである。
【図８】従来の課題を説明するためのＰＭ堆積量を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御装置について図１〜図７を用いて説明すると、図１は本ＤＰＦ再生制御装置が適用される排気浄化装置を搭載した車両の内燃機関の構成を示す模式図、図２はＤＰＦ再生制御による再生ステータス決定処理について示すフローチャート、図３は図２のフローチャートにおける再生待機処理のサブルーチン、図４はＤＰＦの上下流の差圧と排気流量とに基づいて得られるＤＰＦ再生の必要度合をレベル別に示した図、図５は差圧によりＤＰＦ再生のレベルを決定するフローチャート、図６はＰＭ堆積量により得られるＤＰＦ再生の必要度合をレベル別に示した図、図７はＰＭ堆積量演算処理について示すフローチャートである。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態にかかるディーゼルエンジン（単に、エンジンともいう）１は、各気筒２に形成される燃焼室３と、燃焼室３に吸入空気を送り込む吸気通路４と、燃焼室３での燃焼により生じた排気が排出される排気通路５とが備えられている。吸気通路４に吸入された空気は、燃焼室３に設けられた燃料噴射弁６により噴射された燃料と混合して混合気となり、燃焼室３で燃焼する。また、吸気通路４には、燃焼室３に吸入される空気量を検出するためのエアフローメータ７が設けられている。
【００２５】
排気通路５には、排気中に含まれる有害なＨＣ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）を酸化して浄化する酸化触媒コンバータ８とＰＭ（Particulate Matter、粒子状物質）を捕集して処理するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter、ディーゼルパティキュレートフィルタ）９とが排気流れ上流から順に配置され、燃焼室３での燃焼により生じた排気が送り込まれる。なお、本実施形態では、ＤＰＦ９にも排気中のＨＣやＣＯを酸化する酸化触媒が担持されている。
【００２６】
そして、燃料噴射弁６を用いて、燃焼室３内で燃焼しないタイミング（主に排気工程中）で燃料を噴射するポスト噴射等によってＤＰＦ９の上流の酸化触媒コンバータ８に燃料を供給し、この燃料を酸化触媒コンバータ８で酸化反応（燃焼）させることで排気温度を上昇させＤＰＦ９のＰＭを焼却除去することでＤＰＦ９の再生が実施されている。
また、排気通路５における酸化触媒コンバータ８とＤＰＦ９との間には、温度センサ１０と圧力センサ１１とが順に設けられている。温度センサ１０は排気通路５に流れる排気の温度を検出するものであり、圧力センサ１１は、ＤＰＦ９の上流の圧力を検出するためのものである。
【００２７】
なお、本実施形態においては、ＤＰＦ９の下流側は大気圧に対して一定の圧損分だけ高い一定圧と考えられるので、ＤＰＦ９の下流の圧力は検出せずにＤＰＦ９の上流の圧力のみを検出して、このＤＰＦ９の上流の圧力を上記の一定の圧力値で減算してＤＰＦ９の上流と下流との圧力差（ＤＰＦ前後差圧）として用いている。もちろん、ＤＰＦ９の上流と下流の両方の圧力を検出するよう圧力センサ１１をそれぞれ設けて、これらの圧力差を直に求めてもよい。
【００２８】
また、ＤＰＦ９の下流には、排気による騒音を低減させるためのマフラー１２が設けられており、その先は大気に直接通じている。
こうしたディーゼルエンジン１の各種制御は、エンジン制御装置（以下、エンジンＥＣＵという）２０により実施されている。エンジンＥＣＵ２０は、エンジン制御にかかる各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えて構成されている。
【００２９】
そして、エンジンＥＣＵ２０は、ＤＰＦ９内に堆積したＰＭの量（ＰＭ堆積量）をエンジン１の運転状態に基づいて演算するＰＭ堆積量演算手段２１としての機能要素と、ＤＰＦ９の前後差圧を検出する差圧検出手段２２としての機能要素と、ＤＰＦ９の再生必要度合を判定し、再生要求を実行する再生要求手段２３としての機能要素と、を有している。
【００３０】
ＰＭ堆積量演算手段２１には、種々の公知技術を適用することができる。例えば、エンジン１の運転状態情報としてエンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量等のエンジン負荷Ｌｅとの情報を得て、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ｌｅとに応じた単位時間当たりのＰＭ排出量（ｍｇ／ｓｅｃ）を、例えば予め用意されたマップによって求め、ＤＰＦ９の新品時または再生後からのエンジン運転時間の累計より、ＤＰＦ９に堆積しているＰＭ堆積量を推定する技術が知られているが、これに限定されるものではない。
【００３１】
差圧検出手段２２は、大気圧に対して一定の圧損分だけ高い圧力値をＤＰＦ９の下流側の圧力値とし、これを圧力センサ１１により検出したＤＰＦ９の上流側の圧力から減算して、ＤＰＦ９の上流と下流の圧力差（ＤＰＦ前後差圧）ΔＰとして用いる。ただし、ＤＰＦ９の下流側の圧力は圧力センサ１１を設けて検出し、直に圧力差を求めるようにしてもよい。
【００３２】
そして、ＰＭ堆積量演算手段２１により推定したＰＭ堆積量ＰＭAと差圧検出手段２２により検出した差圧ΔＰの情報は、エンジンＥＣＵ２０の機能要素の１つである再生要求手段２３に送られる。
再生要求手段２３は、ＰＭ堆積量演算手段２１及び差圧検出手段２２から送られたＰＭ堆積量ＰＭA及び差圧ΔＰの情報に基づき、ＤＰＦ９の再生が必要か否か（再生の必要度合）を判定する。この必要度合の判定処理については後述する。
【００３３】
さらに、再生要求手段２３は、上記判定結果において、ＤＰＦ９の再生が必要であると判定した場合は、図示しない再生実行手段に再生要求を発令し、それに応じたＤＰＦ９の再生が実行される。
本ＤＰＦ再生制御装置は、上記の何れもエンジンＥＣＵ２０の機能要素として備えられたＰＭ堆積量推定手段２１と差圧検出手段２２と再生要求手段２３とから構成される。
【００３４】
ここで、再生の必要度合について、図４及び図６を用いて説明する。
図４はＤＰＦ９の上下流の差圧と排気流量とに基づいて決定されるＰＭ堆積量のレベル（以下、ＰＭ堆積レベルという）を表した図であり、差圧検出手段２２で用いられる。図４に示すように、ＰＭ堆積レベルは以下の４つの段階に区分される。
レベル４は、ＤＰＦ９の再生を実施することができないほど非常に大量のＰＭが堆積している再生不能領域（過大レベル）であり、差圧検出手段２２によりこの領域が検出された場合は、再生要求手段２３により再生不可能と判定され、エンジン警告灯の表示、エンジン出力制限等のフェールセーフ処置がとられる。
【００３５】
レベル３は、レベル４ほどではないがＤＰＦ９に大量のＰＭが堆積している手動再生必要領域（高レベル）であり、差圧検出手段２２によりこの領域が検出された場合は、再生要求手段２３により手動再生が必要であると判定され、手動再生を実施するよう再生要求が発せられる。
レベル１は、ＤＰＦ９にほとんどＰＭが堆積していない再生不要領域（低レベル）であり、差圧検出手段２２によりこの領域が検出された場合は、再生要求手段２３により一時再生を保留する待機要求がなされる。
【００３６】
ここで、レベル１とレベル３との間の領域は、ＤＰＦ９にＰＭは堆積しているが、再生が必要か否かを判定するには困難な不感帯領域（中レベル）であり、差圧検出手段２２によりこの領域が検出された場合、この検出結果だけに基づいて再生の必要度合を決定するのは困難であるため、この場合は再生の必要度合を決定しない。
また、図６はＰＭ堆積量演算手段２１により得られるＰＭ堆積量ＰＭAに基づいて決定されるＰＭ堆積レベルを表した図である。図６に示すＰＭ堆積レベルも４段階となっており、レベル４、レベル３及びレベル１は、図４のものと同様、再生不能領域（過大レベル）、手動再生必要領域（大レベル）及び再生不要領域（小レベル）である。また、図６に示すレベル２は、自動再生で処理できる程度のＰＭがＤＰＦ９に堆積している自動再生必要領域（中レベル）である。
【００３７】
ＰＭ堆積レベルを、ＰＭ堆積量演算手段２１と差圧検出手段２２とによりそれぞれ求めるのは、ＰＭ堆積レベルの検出において、それぞれ得意としている部分が異なるからである。
差圧検出手段２２は、排気流量に対する差圧からＰＭ堆積レベルを検出するため、排気流量が少ない場合はほとんどレベルを検出することができない。また、排気流量がある程度多い場合でレベル３及びレベル４のようにＰＭが大量に堆積している場合は、確実にレベルを検出することができるが、自動再生が必要か否か程度のＰＭ堆積量はなかなか検出することができない。そのため、上述したような不感帯領域が存在する。しかし、排気流量がある程度多い場合で差圧がほとんどなければ、それはＰＭがＤＰＦ９に堆積していないこととなるため、上述したような再生不要領域の検出は可能である。
【００３８】
一方、ＰＭ堆積量演算手段２１は、エンジン１の運転状態から単位時間当たりのＰＭ排出量を検出し、それを累積してＰＭ堆積量ＰＭAを算出している。この予測演算の中で通常走行時に実施される連続再生については、影響を及ぼす要因の複雑さ、検出の困難さから、なかなか精度が上がらないのが現状である。しかし、ＰＭ堆積量演算手段２１は、連続再生が発生しない領域のＰＭ堆積量予測精度が良いことと、排気流量に関わらずＰＭ堆積レベルを検出可能であることを特徴としている。
【００３９】
ここで、特徴的な制御として、再生要求手段２３は、ＰＭ堆積量演算手段２１によりＰＭ堆積量ＰＭAが自動再生必要領域（レベル２）と算出された場合、すぐに自動再生が必要と判定するのではなく、本当に再生が必要なほどＤＰＦ９にＰＭが堆積しているかを確認するため、差圧検出手段２２により得られたＰＭ堆積レベルがどの程度なのかを確認する。差圧検出手段２２により得られたＰＭ堆積レベルが、上述した図４の不感帯領域である場合は、自動再生が必要な程度はＰＭが堆積しているものとされ、自動再生の必要があると判定される。
【００４０】
一方、差圧検出手段２２により得られたＰＭ堆積レベルが、上述した図４の再生不要領域（レベル１）である場合は、ＰＭ堆積量演算手段２１ではＰＭが自動再生必要領域（レベル２）程度堆積しているものと算出されたが、実際にはＰＭがほとんど堆積していないため、再生要求手段２３によりＤＰＦ９の再生を保留する再生待機処理を経た上で再生が必要であると判定される。
【００４１】
再生待機処理は、保留処理と判定処理とからなる処理サイクルを実施する処理である。保留処理は、予め設定された所定の待機時間（例えば、３０分）だけ、再生要求と差圧検出手段２２により検出された差圧が再生不要領域にあるか否かの判定とを保留し、ＰＭ堆積量演算手段２１によるＰＭ堆積量ＰＭAの演算を停止する。判定処理は、所定の待機時間保留処理が終わると、差圧が再生不要領域にあるか否かの判定を実施する。この２つの処理からなる処理サイクルが、予め設定された所定回数（例えば、３回）を限度として実施される。ただし、上記した待機時間及び所定回数はこれに限定されるものではない。
【００４２】
上記の待機時間については、これまでの車両の運転パターン、例えば平均速度や負荷頻度（アクセルの踏み方）等から平均化された再生インターバルを元に、例えばその値の１０分の１の時間にするなどして決定される。上記の例では、平均化された再生インターバルが５時間（３００分）であった場合であり、１０分の１は３０分となるため、予め設定する所定の待機時間を３０分としている。
【００４３】
この再生待機処理は、処理サイクル中に判定処理により差圧が再生不要領域から脱したと判定されると、再生待機処理を終了して差圧検出手段２２により検出された差圧に基づくＰＭ堆積レベルに応じた再生が必要であると判定される。一方、処理サイクルが予め設定された限界の所定回数を実施しても未だ差圧が再生不要領域にあると判定される場合があるが、この場合であっても再生要求手段２３により再生が必要であると判定される。これは、何らかの原因で差圧検出手段２２により差圧が検出されない場合等があるとＤＰＦ９が故障したり、エンジン１の出力制限がかかったりするため、安全率を考慮して、待機時間と処理サイクルの回数により待機期間を決定している。
【００４４】
本発明の一実施形態にかかるＤＰＦ再生制御装置は上述のように構成されているので、本実施形態にかかるＤＰＦの再生制御は、図２、図３、図５及び図７に示すフローチャートに従って実施される。
【００４５】
図２はＤＰＦ再生制御に用いる再生ステータス決定処理について示すフローチャートである。図２に示すように、まず、差圧検出手段２２により検出したＤＰＦ９の上流と下流の差圧に基づいたＰＭ堆積レベルＰＭCを取得する（ステップＳ１）。ＰＭ堆積レベルＰＭCの取得は、図５のフローチャートに示すように、まずエアフローメータ７により排気流量を検出し（ステップＳ５０）、大気圧に対して一定の圧損分だけ高い圧力値をＤＰＦ９の下流側の圧力値とし、圧力センサ１１により検出したＤＰＦ９の上流側の圧力からこの下流側の圧力値を減算し、ＤＰＦ９の上流と下流との圧力差として差圧検出手段２２により検出する（ステップＳ５１）。そして、これらの情報に基づいて、差圧検出手段２２により図４に示すＰＭ堆積レベルＰＭCを検出し（ステップＳ５２）、ステップＳ５０にリターンする。
【００４６】
次に、図２に示すように、取得したＰＭCが再生不能領域であるレベル４か否かを判定し（ステップＳ２）、レベル４である場合はＤＰＦ９の再生は不可能であるため、エンジン警告灯の点灯やエンジン出力制限といったフェールセーフ処置を実施し（ステップＳ７）、終了する。一方、ＰＭCがレベル４でない場合は、手動再生必要領域であるレベル３か否かを判定し（ステップＳ３）、レベル３である場合はＤＰＦ９の手動再生が必要であるため、手動再生を実施し（ステップＳ９）、ステップＳ１にリターンする。一方、ＰＭCがレベル３でない場合は、再生待機処理が実行中であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００４７】
再生待機処理が実行中でない場合は、ＰＭ堆積量演算手段２１により求めたＰＭ堆積量ＰＭAを取得し（ステップＳ５）、ＰＭAのレベル判定を行う。
再生待機処理が実行中でない場合におけるＰＭ堆積量ＰＭAの取得は、図７のフローチャートに示すように、まず、エンジン１の運転状態情報としてエンジン回転数Ｎｅや燃料噴射量等のエンジン負荷Ｌｅ等の情報を検出する（ステップＳ６０）。次に、ＤＰＦ９の再生が実施中か否かを判定し（ステップＳ６１）、再生実施中である場合は、ＰＭが燃焼され除去されているので、エンジン運転状態に応じた値を減算してＰＭ堆積量を演算する（ステップＳ６２）。一方、ＤＰＦ９の再生が実施中でない場合は、ＰＭ堆積量を通常の積算、つまりエンジン運転状態に応じた値を積算してＰＭ堆積量を演算し（ステップＳ６３）ステップＳ６０にリターンする。ステップＳ６２及びＳ６３で検出されたＰＭ堆積量ＰＭAは、図２のステップＳ５において読み込まれる。
【００４８】
次に、図２に示すように、取得したＰＭAが再生不能領域であるレベル４か否かを判定し（ステップＳ６）、レベル４である場合はＤＰＦ９の再生は不可能であるため、エンジン警告灯の点灯やエンジン出力制限といったフェールセーフ処置を実施し（ステップＳ７）、終了する。一方、ＰＭAがレベル４でない場合は、手動再生必要領域であるレベル３か否かを判定し（ステップＳ８）、レベル３である場合はＤＰＦ９の手動再生が必要であるため、手動再生を実施し（ステップＳ９）、ステップＳ１にリターンする。
【００４９】
ステップＳ８において、ＰＭAがレベル３でない場合は、自動再生必要領域であるレベル２か否かを判定し（ステップＳ１０）、ＰＭAがレベル２でない場合は、再生不要領域であるレベル１であるため、ＤＰＦ９の再生も再生待機処理も実施せずステップＳ１にリターンする。一方、ＰＭAがレベル２である場合は、図３に示す再生待機処理を起動する（ステップＳ２０）。また、ステップＳ４において、再生待機処理が実行中である場合は、そのまま再生待機処理に移行する。
【００５０】
図３は、図２のフローチャートにおける再生待機処理を構成するサブルーチンである。再生待機処理は、図３に示すように、まず、タイマー（図示せず）が停止中か否かを判定する（ステップＳ２１）。再生待機処理を起動したときには、タイマーは停止中であるため、次に、ステップＳ１で取得したＰＭ堆積レベルＰＭCが再生不要領域であるレベル１か否かを判定し（ステップＳ２２）、レベル１である場合は、待機処理サイクルを実施した回数（以下、待機処理カウントともいう）ＢＣが、処理サイクル実施回数の限度である所定回数（例えば、３回）Ｂth以上か否かを判定する（ステップＳ３０）。ＢＣがＢthよりも少ない場合は、タイマーを０リセットしてから（ステップＳ３１）、タイマーを開始し（ステップＳ３２）、ＰＭ堆積量演算手段２１によるＰＭ堆積量ＰＭAの演算を停止し（ステップＳ３３）、ステップＳ１にリターンする。
【００５１】
次の制御サイクルにおいて、ステップＳ１で取得したＰＭCがレベル４でもレベル３でもない場合は、ステップＳ４において再生待機処理実行中と判定されるため、再び再生待機処理に移行する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２１において再びタイマーが停止中か判定されるが、前回の制御サイクルのステップＳ３２においてタイマーを開始しているため、今度はタイマー停止中ではないと判定し（ステップＳ２１）、タイマーが積算される（ステップＳ４０）。そして、そのタイマー積算値が予め設定された所定の待機時間（例えば、３０分）Ｔth以上であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。タイマー積算値がＴthよりも小さい場合は再びステップＳ１にリターンする。一方、タイマー積算値がＴth以上である場合は、タイマーを停止し（ステップＳ４２）、待機処理カウントＢＣを前回の待機処理カウントに１を足した値とする（ステップＳ４３）。待機処理カウントＢＣは最初０回であるため、この場合はＢＣ＝１となる。そして、ＰＭ堆積量演算手段２１によるＰＭ堆積量ＰＭAの演算を再開し（ステップＳ４４）、ステップＳ１にリターンする。
【００５２】
次の制御サイクルにおいて、ステップＳ１で取得したＰＭCがレベル４でもレベル３でもない場合は、ステップＳ４において再生待機処理実行中と判定されるため、再び再生待機処理に移行する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２１において再びタイマーが停止中か判定されるが、前回の制御サイクルのステップＳ４２においてタイマーを停止しているため、再び差圧検出手段２２により取得したＰＭ堆積レベルＰＭCがレベル１であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。そして、ＰＭCが未だレベル１である場合は、再びステップＳ３０において待機処理カウントＢＣがＢth以上か否かを判定する。一方、ステップＳ２２においてＰＭCがレベル１でないと判定された場合は、ＤＰＦ９の再生が必要であると判定され、ＰＭCのレベルに合わせた再生要求が発令され（ステップＳ２３）、待機処理カウントＢＣが０リセットされてから（ステップＳ２４）、再生待機処理が停止し（ステップＳ２５）、ステップＳ１にリターンする。
【００５３】
ステップＳ３０においてＢＣがＢth以上である場合は、上記のステップＳ２３からＳ２５までが同様に実施される。一方、ステップＳ３０において、ＢＣがＢthより小さい場合は、再びタイマーが０リセットされてから（ステップＳ３１）、タイマーを開始し（ステップＳ３２）、ＰＭ堆積量演算手段２１によるＰＭ堆積量ＰＭAの演算を停止して（ステップＳ３３）、ステップＳ１にリターンする。
【００５４】
上記した図２及び図３のフローチャートと、図５及び図７のフローチャートは並行して進行しており、上述のように図５のステップＳ５２で検出されたＰＭCを図２のステップＳ１で取得し、図７のステップＳ６２及びＳ６３で検出されたＰＭAを図２のステップＳ５でそれぞれ取得している。
【００５５】
このように、本ＤＰＦ再生制御装置によれば、ＰＭ堆積量ＰＭAが自動再生必要領域となった場合、すぐに再生を実施せず、差圧によるＰＭ堆積レベルＰＭCを確認し、未だＰＭが堆積していない場合にはＤＰＦ９の再生運転を保留する再生待機処理を実施するため、燃費の悪化、すなわち無駄なエネルギの消費、不要な排ガスの排出等を抑制することができる。また、強制再生のための排気管への燃料供給を、エンジン燃焼室内への燃料噴射（ポスト噴射）にてまかなう場合に発生するオイルダイリューションも抑制することができ、オイル交換インターバルも延長することができる。
【００５６】
また、ＰＭ堆積量ＰＭAと差圧によるＰＭ堆積レベルＰＭCとでＤＰＦ９にＰＭが堆積しているかチェックするため、より確実にＰＭの堆積を検出することができ、ＰＭ堆積量やＰＭ堆積レベルに応じた適切な再生を実施することができる。
また、再生不能領域（レベル４）をＰＭ堆積量及び差圧の何れにも設定し、ＰＭ堆積量及び差圧の何れかが再生不能領域である場合にエンジンの出力制限を要求することにより、これまでの過堆積防止機能を一層向上させることができる。
【００５７】
また、再生待機処理が予め設定された所定時間だけ保留する保留処理と差圧が再生不要領域にあるか否かを判定する判定処理とからなる処理サイクルであり、処理サイクルが予め設定された所定回数を限度として実施される場合、再生の保留が長期に亘って実施されることがなく、また、再生待機処理中にもＰＭ堆積レベルにより再生が必要であるか否かの判定を行っているため、再生が必要なときは速やかに再生を実施することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形させて実施することができる。
例えば、上記実施形態では再生を保留する期間を、予め設定したタイマー積算値の上限Ｔthと処理サイクル実施回数の限度Ｂthの２つを用いて決定したが、処理サイクル実施回数の限度Ｂthは設けず、その分タイマー積算値の上限Ｔthを長く設定してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ ディーゼルエンジン（エンジン）
２ 気筒
３ 燃焼室
４ 吸気通路
５ 排気通路
６ 燃料噴射弁
７ エアフローメータ
８ 酸化触媒コンバータ
９ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
１０ 温度センサ
１１ 圧力センサ
１２ マフラー
２０ エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）
２１ ＰＭ堆積量演算手段
２２ 差圧検出手段
２３ 再生要求手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタ（ＤＰＦ）の前記ＰＭを除去して再生するための制御を行うＤＰＦ再生制御装置であって、
前記ディーゼルエンジンの運転状態から前記ＤＰＦへのＰＭ堆積量を演算するＰＭ堆積量演算手段と、
前記ＤＰＦの上流側と下流側との差圧を直接若しくは間接的に検出する差圧検出手段と、
前記ＰＭ堆積量演算手段により演算されたＰＭ堆積量と、前記差圧検出手段により検出された差圧とに基づいて、前記再生の必要度合を判定し、その判定結果に基づいて再生要求を実施する再生要求手段と、をそなえ、
前記ＰＭ堆積量に関し、前記再生が必要である再生必要領域が設定され、
前記差圧に関し、前記再生が不要である再生不要領域が設定され、
前記再生要求手段は、前記ＰＭ堆積量が前記再生必要領域にあるが、前記差圧が前記再生不要領域にあれば、再生要求を保留する待機処理を経た上で再生を要求する
ことを特徴とする、ＤＰＦ再生制御装置。
【請求項２】
前記ＰＭ堆積量に関し、前記再生必要領域が、前記ＰＭ堆積量が大レベルである手動再生必要領域と前記ＰＭ堆積量が中レベルである自動再生必要領域とに区分されると共に、これらに加えて、前記ＰＭ堆積量が小レベルである前記再生が不要である再生不要領域が設定され、
前記再生要求手段は、
前記ＰＭ堆積量が前記手動再生必要領域にあれば、前記差圧に関わらず手動再生を要求し、
前記ＰＭ堆積量が前記自動再生必要領域にあれば、前記差圧が前記再生不要領域にない限りは、すぐに自動再生を要求し、前記差圧が前記再生不要領域にあれば、前記待機処理を経た上で自動再生を要求する
ことを特徴とする、請求項１記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項３】
前記差圧に関し、前記差圧が低レベルである前記再生不要領域に加えて、前記差圧が高レベルであって前記再生として手動再生が必要である手動再生必要領域と、前記差圧が前記再生不要領域と前記手動再生必要領域との間にある中レベルであって再生必要度の判定を留保する不感帯領域と、が設定され、
前記再生要求手段は、
前記差圧が前記手動再生必要領域にあれば、前記ＰＭ堆積量に関わらず手動再生を要求し、
前記差圧が前記不感帯領域にある場合に、前記ＰＭ堆積量が前記手動再生必要領域にあれば手動再生を要求し、前記ＰＭ堆積量が前記自動再生必要領域にあれば自動再生を要求する
ことを特徴とする、請求項２記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項４】
前記ＰＭ堆積量に関し、前記ＰＭ堆積量が前記大レベルよりも大きい過大レベルである再生不能領域が更に設定されると共に、前記差圧に関し、前記差圧が前記高レベルよりも高い過大レベルである再生不能領域が更に設定されると共に、
前記再生要求手段は、前記ＰＭ堆積量及び前記差圧の何れかが再生不能領域であれば、前記ディーゼルエンジンの出力制限を要求する
ことを特徴とする、請求項３記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項５】
前記待機処理は、予め設定された所定の待機時間だけ再生要求と前記差圧が前記再生不要領域にあるか否かの判定とを保留する保留処理と、前記保留処理を経て、前記差圧が前記再生不要領域にあるか否かを判定する判定処理とからなる処理サイクルを予め設定された所定回数を限度として実施する処理であって、
前記待機処理中に、前記差圧が前記再生不要領域から脱したと判定されたら前記待機処理を終了して前記差圧の領域に応じた再生を行い、前記差圧が前記再生不要領域から脱したと判定されることなく前記処理サイクルが前記所定回数に達したら、前記再生要求手段は再生要求を実施する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか1項に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項６】
前記ＰＭ堆積量演算手段では、前記待機処理中は、前記ＰＭ堆積量の演算を停止する
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか1項に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタ（ＤＰＦ）の前記ＰＭを除去して再生するための制御を行うＤＰＦ再生制御装置であって、
前記ディーゼルエンジンの運転状態から前記ＤＰＦへのＰＭ堆積量を演算するＰＭ堆積量演算手段と、
前記ＤＰＦの上流側と下流側との差圧を直接若しくは間接的に検出する差圧検出手段と、
前記ＰＭ堆積量演算手段により演算されたＰＭ堆積量と、前記差圧検出手段により検出された差圧とに基づいて、前記再生の必要度合を判定し、その判定結果に基づいて再生要求を実施する再生要求手段と、をそなえ、
前記ＰＭ堆積量に関し、前記再生が必要である再生必要領域が設定され、
前記差圧に関し、前記再生が不要である再生不要領域が設定され、
前記再生要求手段は、前記ＰＭ堆積量が前記再生必要領域にあるが、前記差圧が前記再生不要領域にあれば、再生要求を保留する待機処理を経た上で再生を要求する
ことを特徴とする、ＤＰＦ再生制御装置。
【請求項２】
前記ＰＭ堆積量に関し、前記再生必要領域が、前記ＰＭ堆積量が大レベルである手動再生必要領域と前記ＰＭ堆積量が中レベルである自動再生必要領域とに区分されると共に、これらに加えて、前記ＰＭ堆積量が小レベルである前記再生が不要である再生不要領域が設定され、
前記再生要求手段は、
前記ＰＭ堆積量が前記手動再生必要領域にあれば、前記差圧に関わらず手動再生を要求し、
前記ＰＭ堆積量が前記自動再生必要領域にあれば、前記差圧が前記再生不要領域にない限りは、すぐに自動再生を要求し、前記差圧が前記再生不要領域にあれば、前記待機処理を経た上で自動再生を要求する
ことを特徴とする、請求項１記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項３】
前記差圧に関し、前記差圧が低レベルである前記再生不要領域に加えて、前記差圧が高レベルであって前記再生として手動再生が必要である手動再生必要領域と、前記差圧が前記再生不要領域と前記手動再生必要領域との間にある中レベルであって再生必要度の判定を留保する不感帯領域と、が設定され、
前記再生要求手段は、
前記差圧が前記手動再生必要領域にあれば、前記ＰＭ堆積量に関わらず手動再生を要求し、
前記差圧が前記不感帯領域にある場合に、前記ＰＭ堆積量が前記手動再生必要領域にあれば手動再生を要求し、前記ＰＭ堆積量が前記自動再生必要領域にあれば自動再生を要求する
ことを特徴とする、請求項２記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項４】
前記ＰＭ堆積量に関し、前記ＰＭ堆積量が前記大レベルよりも大きい過大レベルである再生不能領域が更に設定されると共に、前記差圧に関し、前記差圧が前記高レベルよりも高い過大レベルである再生不能領域が更に設定されると共に、
前記再生要求手段は、前記ＰＭ堆積量及び前記差圧の何れかが再生不能領域であれば、前記ディーゼルエンジンの出力制限を要求する
ことを特徴とする、請求項３記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項５】
前記待機処理は、予め設定された所定の待機時間だけ再生要求と前記差圧が前記再生不要領域にあるか否かの判定とを保留する保留処理と、前記保留処理を経て、前記差圧が前記再生不要領域にあるか否かを判定する判定処理とからなる処理サイクルを予め設定された所定回数を限度として実施する処理であって、
前記待機処理中に、前記差圧が前記再生不要領域から脱したと判定されたら前記待機処理を終了して前記差圧の領域に応じた再生を行い、前記差圧が前記再生不要領域から脱したと判定されることなく前記処理サイクルが前記所定回数に達したら、前記再生要求手段は再生要求を実施する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか1項に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項６】
前記ＰＭ堆積量演算手段では、前記待機処理中は、前記ＰＭ堆積量の演算を停止する
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか1項に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−９９３７８（Ｐ２０１１−９９３７８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５４３０５（Ｐ２００９−２５４３０５）
【出願日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【出願人】（３０３００２１５８）三菱ふそうトラック・バス株式会社 (1,037)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【出願人】（３０３００２１５８）三菱ふそうトラック・バス株式会社 (1,037)
【Ｆターム（参考）】
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