JP2009191726A - 排気浄化装置及び排気浄化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタの再生処理に際してオイル希釈割合を悪化させることなくフィルタ温度をパティキュレートの自着火温度にまで上昇させ得る装置を提供する。
【解決手段】フィルタ再生処理の開始当初にポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路（１０）に出て触媒（１４）にまで到達する燃料分が多くなるようにポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程まで遅らせた第１のポスト噴射を行う第１ポスト噴射実行手段（２１）と、この第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後に、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路（１０）に出て触媒（１４）にまで到達する燃料分が少なくなるようにポスト噴射時期を膨張行程前半まで進ませた第２のポスト噴射を行う第２ポスト噴射実行手段（２１）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気浄化装置及び排気浄化方法、特にディーゼルエンジンの排気中のパティキュレートを捕集するフィルタの再生処理に関する。

排気通路に触媒付きフィルタを備え、このフィルタに堆積したパティキュレート量が所定値を超えたとき、燃料噴射弁によるメイン噴射直後の膨張行程前半（例えばＡＴＤＣ４０〜９０ｄｅｇ）にポスト噴射を実行し、これによって触媒付きフィルタの再生処理を行わせるものがある（特許文献１参照）。
特許第３６７１４５５号公報

ところで、上記特許文献１の技術においてメイン噴射直後の膨張行程前半にポスト噴射を実行するのは、ポスト噴射の燃料をまだ温度が高い燃焼室内で燃焼させることにより排気温度を上昇させ、この高温の排気をフィルタに流すことによってフィルタのパティキュレートを燃焼させようとする趣旨である。

しかしながら、発明者の実験によると、特許文献１の技術によれば、必ずしも最適にフィルタの再生処理を行われているわけでないことが判明している。

これについて図２を参照して説明すると、ポスト噴射時期が例えば膨張行程前半にある（進角側の）所定値Ｂであるとき、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃焼する分が多くなり、このため触媒上流の排気温度が図２上段のように高くなるものの、燃焼室内で燃焼することなく排気通路に出て触媒にまで到達する燃料分が少なくなるため、触媒温度は図２中段のように低いままである。これは、触媒は未燃燃料を酸化することによって温度上昇するので、触媒にまで到達する燃料分が少ないと昇温しようがないためである。この逆に、ポスト噴射時期が例えば膨張行程後半または排気行程にある（遅角側の）所定値Ａであるとき、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃焼する分が少なくこれを受けて触媒上流の排気温度が図２上段のように低いままであるのに対して、燃焼室内で燃焼することなく排気通路に出て触媒にまで到達する燃料分が多くなり、この燃料分を触媒が酸化（燃焼）させることによって触媒温度が図２中段のように上昇し、パティキュレートの自着火温度（７００℃程度）にまで到達している。

このようなポスト噴射時期に対する触媒上流の排気温度と触媒温度の各特性に鑑みたとき、フィルタ内のパティキュレートの燃焼に資する温度は触媒上流の排気温度ではなくてむしろ触媒温度である。従って、特許文献１の技術のようにポスト噴射の燃料を膨張行程前半で噴射して燃焼室内で燃焼させることにより排気温度を上昇させたのでは、燃焼室内で燃焼することなく排気通路に出て触媒にまで到達する燃料分が少なくなり、触媒温度は低いままとなり、フィルタ温度がパティキュレートの自着火温度にまで上昇せずフィルタ内のパティキュレートが燃焼を開始しないことが考えられる。

そこで、図２においてポスト噴射時期を例えば膨張行程後半または排気行程にある所定値Ａへと遅角することにより、燃焼室内で燃焼することなく排気通路に出て触媒にまで到達する燃料分を多くしてやれば、触媒温度が上昇し、フィルタ温度がパティキュレートの自着火温度にまで上昇するものと思われる。

しかしながら、フィルタの再生処理中ずっとポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程にある所定値Ａに維持したのでは、オイル希釈割合が図２下段のように所定値Ｃへと大きくなってしまう。

このように、フィルタの再生処理をポスト噴射で行わせる場合に、ポスト噴射時期を膨張行程前半にある（進角側の）所定値Ｂにフィルタの再生処理中ずっと維持する特許文献１の方法ではフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度にまで上昇せずフィルタ内のパティキュレートが燃焼を開始しない可能性があり、またポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程にある（遅角側の）所定値Ａにフィルタの再生処理中ずっと維持する方法ではオイル希釈割合が悪化してしまうのである。

そこで本発明は、フィルタの再生処理に際してオイル希釈割合を悪化させることなくフィルタ温度をパティキュレートの自着火温度にまで上昇させ得る装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（９）と、排気通路に設けられ排気中のパティキュレートを捕集するフィルタ（１３）と、このフィルタ（１３）の上流にフィルタ（１３）と別体で設けられるかまたはフィルタ（１３）内に担持され排気中の未燃成分または一酸化炭素を燃焼させる触媒（１４）とを備え、前記フィルタ（１３）の再生時期になった場合に前記燃料噴射弁（９）を用いたメイン噴射直後の膨張行程または排気行程で前記燃料噴射弁を用いたポスト噴射を行って前記フィルタ（１３）の再生処理を行わせるようにした排気浄化装置及び排気浄化方法において、前記フィルタ再生処理の開始当初にポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路（１０）に出て前記触媒（１４）にまで到達する燃料分が多くなるようにポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程まで遅らせた第１のポスト噴射を行い、この第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後に、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路（１０）に出て前記触媒（１４）にまで到達する燃料分が少なくなるようにポスト噴射時期を膨張行程前半まで進ませた第２のポスト噴射を行うように構成する。

ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路に出て触媒にまで到達する燃料分が多くなるようにすれば、触媒に到達した燃料分を触媒が酸化することで触媒温度が上昇し、この触媒温度の上昇を受けてフィルタ温度が昇温するため確実にフィルタ温度をパティキュレートの自着火温度にまで上昇させて、フィルタ内のパティキュレートに種火を形成することができる。そして、フィルタ内のパティキュレートに種火が一旦形成された後には、この種火から周囲のパティキュレートに燃焼が伝播する過程を進む特性がある。すなわちフィルタ内のパティキュレートに種火を形成した後には、種火を形成したときの温度よりフィルタ温度を低下させても、フィルタ内のパティキュレートの燃焼が継続することが分かっている。本発明は、こうした実験結果を受けて創作されたものである。すなわち、本発明によれば、フィルタ再生処理の開始当初にポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路に出て触媒にまで到達する燃料分が多くなるようにポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程まで遅らせた第１のポスト噴射を行うので、確実にフィルタ温度をパティキュレートの自着火温度にまで上昇させて、フィルタ内のパティキュレートに種火を形成することができる。

次に、第１の発明によれば、第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後に、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路に出て触媒にまで到達する燃料分が少なくなるようにポスト噴射時期を膨張行程前半まで進ませた第２のポスト噴射を行うので、フィルタの再生処理中ずっと第１のポスト噴射を継続して実行する場合に比べてオイル希釈割合を小さいレベルに保つことができる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態を示す概略構成図である。図１において、ディーゼルエンジン１の吸気通路２には可変ノズル型のターボチャージャ３の吸気コンプレッサが備えられ、吸入空気は吸気コンプレッサによって過給され、インタークーラ４で冷却され、吸気絞り弁５を通過した後、コレクタ６を経て、各気筒の燃焼室内へ流入する。燃料は、コモンレール式燃料噴射装置により、すなわち、高圧燃料ポンプ７により高圧化されてコモンレール８に送られ、各気筒の燃料噴射弁９から燃焼室内へ直接噴射される。燃焼室内に流入した空気と燃料噴射弁９から噴射された燃料はここで圧縮着火により燃焼し、排気は排気通路１０へ流出する。

排気通路１０へ流出した排気の一部は、ＥＧＲガスとして、ＥＧＲ通路１１によりＥＧＲ弁１２を介して吸気側に還流される。排気の残りは、可変ノズル型のターボチャージャ３の排気タービンを通り、排気タービンを駆動する。

エンジンコントロールユニット２１には、アクセルセンサ２２からのアクセル開度（アクセルペダルの踏込量のこと）、クランク角センサ２３からのエンジン回転速度の各信号が入力されている。そしてコントロールユニット２１では、エンジン負荷（アクセル開度など）及びエンジン回転速度に基づいて、メイン噴射の燃料噴射時期及び燃料噴射量を算出し、これらに対応する開弁指令信号を燃料噴射弁９に出力する。また、エンジンコントロールユニット２１では、目標ＥＧＲ率と目標吸入空気量とが得られるようにＥＧＲ制御と過給圧制御を協調して行う。なお、エンジンコントロールユニット２１は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成されている。

排気通路１０の排気タービン下流には、排気中のパティキュレートを捕集するフィルタ（ＤＰＦ）１３を配置してある。フィルタ１３のパティキュレート堆積量が所定値（閾値）に達すると、エンジンコントロールユニット２１ではメイン噴射直後の膨張行程あるいは排気行程でポスト噴射を行うことにより、フィルタ１３の再生処理を行い、フィルタ１３に堆積しているパティキュレートを燃焼除去し、フィルタ１３を再生する。すなわち、目標となる再生温度が得られるようにエンジンの負荷と回転速度と（運転条件）に応じてポスト噴射量とポスト噴射時期とを予め定めており、そのときのエンジンの負荷と回転速度とに応じたポスト噴射量とポスト噴射時期とが得られるようにポスト噴射を行う。

フィルタ１３に堆積しているパティキュレートの全てが燃焼除去される完全再生を行わせるには再生処理時にフィルタ１３の許容温度を超えない範囲で少しでもパティキュレートの燃焼温度を高めてやることが必要となる。このため本実施形態ではフィルタ１３の上流に酸化触媒（貴金属）１４を配置してある。この触媒１４によりフィルタ１３の再生処理のためのポスト噴射によって流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を燃焼させてフィルタ１３の温度を高めフィルタ１３内のパティキュレートの燃焼を促進させる。なお、触媒１４をフィルタ１３の手前に別体で設けるのでなくフィルタ１３を構成する担体に酸化触媒をコーティングしてもよい。このときには、パティキュレートが燃焼する際の酸化反応を促進してその分フィルタ４１の温度を実質的に上昇させ、フィルタ１３内のパティキュレートの燃焼を促進させることとなる。

なお、触媒１４は酸化触媒に限られない。酸化機能を備える触媒（例えば三元触媒）であれば、酸化触媒に代えることができる。

さて、ポスト噴射によってフィルタ１３の再生処理を行わせる場合に、ポスト噴射の燃料をまだ温度が高い燃焼室内で燃焼させるためメイン噴射直後の膨張行程前半（例えばＡＴＤＣ４０〜９０ｄｅｇ）にポスト噴射を実行することにより排気温度を上昇させ、この高温の排気をフィルタ１３に流すことによってフィルタ１３内のパティキュレートを燃焼させようとする従来装置がある。

しかしながら、発明者の実験によると、従来装置によれば、必ずしも最適にフィルタ１３の再生処理を行われているわけでないことが判明している。これについて説明すると、図２はポスト噴射時期を相違させたときに触媒上流の排気温度と触媒温度とがどのように変化するのかをまとめた本発明者の実験結果で、図２に示したようにポスト噴射時期に対する触媒上流の排気温度と触媒温度の各特性が相反するような特性となっている。つまり、ポスト噴射時期が例えば膨張行程前半にある（進角側の）所定値Ｂのとき、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃焼する分が多くなり、このため触媒上流の排気温度が図２上段のように高くなるものの、燃焼室内で燃焼することなく排気通路１０に出て触媒１４にまで到達する燃料分が少なくなり、触媒温度は図２中段のように低いままである。これは、触媒１４は未燃燃料を酸化することによって温度上昇するので、触媒１４にまで到達する燃料分が少ないと昇温しようがないためである。この逆に、ポスト噴射時期が例えば膨張行程後半または排気行程にある（遅角側の）所定値Ａのとき、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃焼する分が少なくこれを受けて触媒上流の排気温度が図２上段のように低いままであるのに対して、燃焼室内で燃焼することなく排気通路１０に出て触媒１４まで到達する燃料分が多くなり、この燃料分を触媒１４が酸化（燃焼）させることによって触媒温度が図２中段のように上昇し、パティキュレートの自着火温度（７００℃程度）にまで到達している。

このようなポスト噴射時期に対する触媒上流の排気温度と触媒温度の各特性に鑑みたとき、フィルタ１３に堆積しているパティキュレートの燃焼に資する温度は触媒上流の排気温度ではなくてむしろ触媒温度である。従って、特許文献１の技術のようにポスト噴射の燃料を膨張行程前半で噴射して燃焼室内で燃焼させることにより触媒上流の排気温度を上昇させたのでは、燃焼室内で燃焼することなく排気通路１０に出て触媒に１４まで到達する燃料分が少なくなり、触媒温度は低いままとなり、フィルタ温度（＝触媒温度）がパティキュレートの自着火温度にまで上昇せずフィルタ１３内のパティキュレートが燃焼を開始しないことが考えられるのである。

この場合、図２においてポスト噴射時期を例えば膨張行程後半または排気行程にある所定値Ａへと遅角することにより、燃焼室内で燃焼することなく排気通路１０に出て触媒１４にまで到達する燃料分を多くしてやれば、触媒温度が上昇し、フィルタ温度がパティキュレートの自着火温度にまで上昇するものと思われる。

しかしながら、オイル希釈割合は図２下段に示すようにポスト噴射時期を遅角させるほど悪化する特性であるため、フィルタ１３の再生処理中ずっとポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程にある所定値Ａに維持したのでは、オイル希釈割合が図２下段のように所定値Ｃへと大きいままとなってしまう。

ここで、「オイル希釈」とは、ポスト噴射により燃料噴射弁９から噴かれた燃料がシリンダ壁に衝突して壁流となり、シリンダ壁に形成された壁流燃料がピストンリングとシリンダ壁の間をすり抜けてクランク室内に入り、クランク室内のオイルに混入していく現象のことである。図２の下段に示したようにポスト噴射時期が進角側にあるほどオイル希釈割合が小さくなるのは、ポスト噴射時期が進角側にあるほどピストン位置が上死点位置に近づいて燃料噴射弁９から噴かれた燃料が衝突するシリンダ壁面積が小さくなるためである。この逆に、ポスト噴射時期が遅角側にあるほどピストン位置が上死点位置より遠ざかり、燃料噴射弁９から噴かれた燃料が衝突するシリンダ壁面積が大きくなるため、オイル希釈割合が大きくなる。オイル希釈割合が大きくなるほど燃費が悪くなる。

このように、フィルタ１３の再生処理をポスト噴射で行わせる場合に、ポスト噴射時期を膨張行程前半にある（進角側の）所定値Ｂにフィルタの再生処理中ずっと維持する従来装置の方法ではフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度にまで上昇せずフィルタ１３内のパティキュレートが燃焼を開始しない可能性があり、またポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程にある（遅角側の）所定値Ａにフィルタの再生処理中ずっと維持する方法ではオイル希釈割合が悪化してしまうのである。

そこで本発明は、フィルタ再生処理の開始当初にポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路１０に出て触媒１４にまで到達する燃料分が多くなるようにポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程まで遅らせた第１のポスト噴射を行い、この第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後に、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路１０に出て触媒１４にまで到達する燃料分が少なくなるようにポスト噴射時期を膨張行程前半まで進ませた第２のポスト噴射を行うことで、オイル希釈割合を悪化させることなくフィルタ温度をパティキュレートの自着火温度にまで上昇させてフィルタ１３の再生処理を最適に行わせることとする。多気筒エンジンではこうしたフィルタの再生処理を各気筒毎に行わせる。

以下、第１のポスト噴射、第２のポスト噴射の順に図２を参照して具体的に説明する。

まず第１のポスト噴射については、目標ポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程中にある所定値Ａとしてフィルタ１３内のパティキュレートに火種を形成することである。ここで、火種を形成するためのポスト噴射時期とポスト噴射量とはエンジンの負荷と回転速度（つまり運転条件）により相違するので、火種を形成するためのポスト噴射時期とポスト噴射量とをマップ値で与える（図６、図７参照）。

ただし、燃料噴射弁９の流量特性のバラツキや経時劣化により実際にはフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達せず、フィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成されないことが考えられるので、実際の排気温度に基づいて目標ポスト噴射時期のフィードバック制御を行う。すなわち、フィルタ温度（＝触媒温度）が７００℃程度でフィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成され（つまり７００℃程度がパティキュレートの自着火温度である）、７００℃を超えるとその火種から燃焼の伝播が生じるのであるが、その際のパティキュレート燃焼速度は非常に速いことが実験により分かっている（図８参照）。この場合に、フィルタ温度（＝触媒温度）がパティキュレートの自着火温度となるときの触媒上流の排気温度は図２上段に示したように６００℃程度である。従って、フィルタ１３内のパティキュレートに火種を形成するには、６００℃程度を第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１として設定し、フィルタ１３の再生処理の開始当初に実際の触媒上流の排気温度が第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１を超えていれば燃料噴射弁９の流量特性のバラツキや経時劣化が生じていると判断し、実際の触媒上流の排気温度が第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１以下となるまで目標ポスト噴射時期を遅角側に補正してやればよい。

第２のポスト噴射については目標ポスト噴射時期を膨張行程前半にある所定値Ｂとして火種からの燃焼伝播を継続させることである。この場合に、オイル希釈割合が第２のポスト噴射実行時における目標値（この目標値を例えば所定値Ｄとする。）となるときの触媒上流の排気温度が６５０℃程度であったとすると、オイル希釈割合が所定値Ｄとなるようにするには、６５０℃程度を第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２として設定し、第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後に、触媒上流の排気温度がこの第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２未満であれば触媒上流の排気温度がこの第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２以上となるまで目標ポスト噴射時期を進角側に補正してやればよい。

第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達したか否か（第２のポスト噴射を開始するか否か）は、フィルタ１３の再生処理の開始からの経過時間に基づいて判定する。すなわち、フィルタ１３の再生処理の開始からの経過時間と所定値（Ｔｉｍｅ１）とを比較し、フィルタ１３の再生処理の開始からの経過時間が所定値（Ｔｉｍｅ１）以上となった場合に第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達したと判定する。

第２のポスト噴射の終了タイミング（フィルタ再生処理の終了タイミング）は、第１のポスト噴射の終了からの経過時間あるいは第２のポスト噴射の開始からの経過時間に基づいて判定する。すなわち、第１のポスト噴射の終了からの経過時間あるいは第２のポスト噴射の開始からの経過時間と所定値（Ｔｉｍｅ２）とを比較し、第１のポスト噴射の終了からの経過時間あるいは第２のポスト噴射の開始からの経過時間が所定値（Ｔｉｍｅ２）以上となった場合に第２のポスト噴射の終了タイミング（フィルタ再生処理の終了タイミング）になったと判定する。

エンジンコントロールユニット２１で行われるこのフィルタ１３の再生処理をフローチャートに基づいて説明する。

図３、図４、図５のフローチャートはフィルタ１３の再生処理を行うためのもので、一定周期で繰り返し実行する。具体的には、実行するタイミングは各気筒毎に圧縮上死点位置になったタイミングである。ただし、ポスト噴射を実行するタイミングはこのタイミングではなく、算出した目標ポスト噴射時期となったときである。フローを正確に書こうとすると複雑になるのでそうすることはせず、タイミングの相違する操作が混在することになっている。

ステップ１では、エンジンの負荷、回転速度、温度センサ２４により検出される触媒１４上流の排気温度（触媒１４上流の排気温度を以下単に「排気温度」という。）Ｔｅｘｈ、差圧センサ２６により検出されるフィルタ１３の圧力損失ΔＰ、温度センサ２７により検出されるフィルタ温度（フィルタ温度）Ｔｆｉｌを読み込む。ここで、フィルタ温度としては、フィルタ１３の再生処理中においてフィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成されている状態やその火種より燃焼伝播が生じている状態での温度を扱うので、温度センサ２７はフィルタ１３の出口またはフィルタ１３の中央位置に設けることが必要である。

ステップ２では、フィルタ１３のパティキュレート堆積量（ＰＭ堆積量）を算出（予測）する。ここで、パティキュレート堆積量は、差圧センサ２６により検出されるフィルタ１３の圧力損失ΔＰと排気流量とから予測するようにしても良いし、エンジンの運転状態に応じた単位時間当たりのパティキュレートの堆積量を算出すると共に、このパティキュレートの堆積量を積算することにより予測しても良い。ここに挙げたパティキュレート堆積量を予測する方法は特開２００４−１９７７２２号公報に記載されているので、ここではその説明を省略する。

ステップ３、４では、火種形成フラグ、伝播維持フラグをみる。ここではエンジン始動時に火種形成フラグ＝０、伝播維持フラグ＝０に初期設定されているものとすると、このときステップ５に進み、パティキュレート堆積量と所定値ＰＭ１を比較する。パティキュレート堆積量が所定値ＰＭ１以下であるときはフィルタ１３の再生時期になっていないので、そのまま処理を終了する。

パティキュレート堆積量が所定値ＰＭ１を超えると、フィルタ１３の再生時期になったと判断し、フィルタ１３の再生処理を行わせるためステップ６に進んで火種形成フラグ＝１とする。

この火種形成フラグ＝１により、次回には図３のステップ３より図４のステップ７以降に進む。

図４は第１のポスト噴射を行う部分である。第１のポスト噴射を行うとは、フィルタ再生処理開始当初にポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路１０に出て触媒１４にまで到達する燃料分が多くなるようにポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程まで遅らせたポスト噴射を行うことである。

図４においてステップ７では前回の火種形成フラグの値をみる。図３のステップ３で今回に火種形成フラグ＝１でありかつ図４のステップ７で前回に火種形成フラグ＝０であった、つまり火種形成フラグがゼロから１に切換わったときにはフィルタ１３の再生処理を開始するタイミングであると判断し、ステップ８、９、１０に進む。

ステップ８ではエンジンの負荷と回転速度から図６を内容とするマップを検索することにより基本ポスト噴射時期ＩＴＰｂａｓｅ［ｄｅｇＡＴＤＣ］を、図７を内容とするマップを検索することにより基本ポスト噴射量ＱＰｂａｓｅをそれぞれ求め、これら求めた基本ポスト噴射時期ＩＴＰｂａｓｅ、基本ポスト噴射量ＱＰｂａｓｅを目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍ、目標ポスト噴射量ＱＰｍに移し、これら目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍと目標ポスト噴射量ＱＰｍとを用いステップ９でポスト噴射を行う。

ここで、基本ポスト噴射時期ＩＴＰｂａｓｅはフィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成されるように定めたポスト噴射時期である。図２でいうとポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃焼することなく排気通路１０に出て触媒１４にまで到達する燃料分が多くなり、この燃料分を触媒１４が酸化（燃焼）させることによって触媒温度が、フィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成される温度に上昇するような膨張行程後半または排気行程中の所定値Ａを狙うものである。

図２は所定のエンジン負荷と回転速度とから定まる１つの運転条件での特性であるため、運転条件つまりエンジン負荷と回転速度とが異なれば、図２の特性も多少相違したものとなる。そこで、運転条件を相違させた図２の各特性を求めることで各運転条件毎にフィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成される温度に上昇するような最適な所定値Ａをそれぞれ決定することができる。図６はこの所定値Ａのデータを集めて作成したものである。図６に示したようにエンジン回転速度一定の条件で基本ポスト噴射時期ＩＴＰｂａｓｅを低負荷ほど進角している理由は、燃焼室内温度が低下する低負荷で進角させて燃焼室内での着火性を高めるためである。なお、フィルタ再生処理のためのポスト噴射は膨張行程あるいは排気行程で行うので、基本ポスト噴射時期ＩＴＰｂａｓｅの単位は圧縮上死点を起点として遅角側に計測したクランク角［ｄｅｇＡＴＤＣ］としている。

上記の基本ポスト噴射量ＱＰｂａｓｅは基本ポスト噴射時期でポスト噴射を行う場合、つまり触媒温度（＝フィルタ温度）が高くなった状態でフィルタ１３内のパティキュレートに火種を作るための燃料である。この燃料が多すぎると火種からの燃焼伝播が生じフィルタ温度が過度に上昇してフィルタ１３の耐久性が悪くなるので、種火が作られるだけの値を定めている。図７に示したように基本ポスト噴射量ＱＰｂａｓｅをエンジンの負荷と回転速度に応じた可変値としているのは、負荷と回転速度が相違してもフィルタ１３内のパティキュレートに火種が作られるようにかつ火種からの燃焼伝播が生じてフィルタ温度が過度に上昇しないようにするためである。エンジン回転速度一定の条件で低負荷ほど基本ポスト噴射量ＱＰｂａｓｅを多くしているのは、低負荷で火種を作るためにはポスト噴射量を多く必要とするためである。

ステップ１０では第１タイマを起動する（ｔ１＝０）。このタイマは、火種形成フラグがゼロから１に切換わってからの経過時間（フィルタ再生処理を開始してからの経過時間）を計測するためのものである。

図３のステップ３で今回に火種形成フラグ＝１でありかつ図４のステップ７で前回に火種形成フラグ＝１であった、つまり火種形成フラグが１を継続するときには図４のステップ７より図４のステップ１１以降に進む。

ステップ１１〜１４は燃料噴射弁９の流量特性のバラツキや経時劣化により実際には触媒温度（＝フィルタ温度）がパティキュレートの自着火温度に到達せず、フィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成されないことが考え得るため、実際の排気温度に基づいて目標ポスト噴射時期のフィードバック制御を行う部分である。

まずステップ１１では温度センサ２４により検出される排気温度Ｔｅｘｈと第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１とを比較する。ここで、燃料噴射弁９の流量特性のバラツキや経時劣化により排気温度Ｔｅｘｈが高すぎることになっているとフィルタ１３内のパティキュレートに火種は形成されない。これは、排気温度Ｔｅｘｈが高いということは、ポスト噴射量のうち燃焼室内で燃焼してしまう燃料分が多くなり、燃焼室内で燃焼することなく触媒１４に供給される燃料分が少なくなっていることを意味し、燃焼室内で燃焼することなく触媒１４に供給される燃料分が少なっていると触媒温度（＝フィルタ温度）が上昇せず、フィルタ１３内のパテキュレートに火種が形成されないためである。

上記の第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１はフィルタ１３内のパテキューレートに火種が形成され得る排気温度の上限値で、例えば６００℃程度である。ステップ１１で排気温度Ｔｅｘｈが第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１より高いときには、燃料噴射弁９の流量特性のバラツキや経時劣化により排気温度が高すぎるために触媒温度がパティキュレートの自着火温度に到達しておらずフィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成されないと判断し、火種が形成される温度にまで排気温度を下げるためステップ１２に進み、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを遅角補正する。例えば、ポスト噴射時期の遅角補正量をΔＩＴＰ１とすれば、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍにこの遅角補正量ΔＩＴＰ１を加算した値を改めて目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍとする。ステップ１３では図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射量ＱＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射量ＱＰｍをそのまま維持する。ステップ１４では遅角補正された目標ポスト噴射時期ＩＴＰとこの維持される目標ポスト噴射量ＱＰｍとを用いて、ポスト噴射を実行する。

目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを遅角補正すると、ポスト噴射量のうち燃焼室内で燃焼することなく排気通路１０に排出される燃料分が目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを遅角補正する前より増えるため、そのぶん実際の排気温度が低下する。その一方で、ポスト噴射量のうち燃焼室内で燃焼するこことなく触媒１４に供給される燃料分が目標ポスト噴射時期を遅角補正する前より増えるため、そのぶん実際の触媒温度（＝フィルタ温度）が上昇する。そして、次回にステップ１１で再び排気温度Ｔｅｘｈと第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１とを比較する。排気温度Ｔｅｘｈが第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１を超えていれば、ステップ１２〜１４の操作を繰り返す。この繰り返し、つまり目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを遅角側にずらしてゆくことで、排気温度Ｔｅｘｈが第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１以下に収まると、触媒温度が上昇し、この触媒温度とほぼ同じ温度であるフィルタ温度も上昇し、パティキュレートの自着火温度に到達してフィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成されることとなる。

排気温度Ｔｅｘｈが第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１以下に収まったときには、ステップ１１よりステップ１５〜２０に進む。ステップ１５〜２０は触媒１４の酸化特性のバラツキや経時劣化に対応する部分である。すなわち、触媒１４の酸化特性が正常な状態にあれば、基本ポスト噴射量ＱＰｂａｓｅと基本ポスト噴射時期ＩＴＰｂａｓｅとを用いたポスト噴射で触媒温度（フィルタ温度）がフィルタ１３内のパティキュレートに火種を形成するのに最適な温度範囲（例えば７００℃±２０℃）に収まるはずである。しかしながら、触媒１４の酸化特性にバラツキがあったり経時劣化が生じると、基本ポスト噴射量ＱＰｂａｓｅと基本ポスト噴射時期ＩＴＰｂａｓｅとを用いたポスト噴射を行っても、触媒温度（フィルタ温度）がフィルタ１３内のパティキュレートに火種を形成するのに最適な温度範囲から外れてしまう事態が生じ得る。例えば、フィルタ温度が最適な温度範囲から外れて低いとフィルタ内のパティキュレートに火種が形成されない。この逆に、フィルタ温度が最適な温度範囲から高いと火種からの燃焼伝播が盛んに行われてしまう。そこで、フィルタ温度が最適な温度範囲にあるか否かを判定し、フィルタ温度が最適な温度範囲から外れている場合にポスト噴射量を補正することにより、触媒１４の酸化特性にバラツキがあったり経時劣化が生じていてもフィルタ温度がフィルタ１３内のパティキュレートに火種を形成するのに最適な温度範囲に収まるようにする。具体的に説明すると、ステップ１５、１６で温度センサ２７により検出されるフィルタ温度Ｔｆｉｌと第１上限温度Ｔｒｅｇ1-1、第１下限温度Ｔｒｅｇ1-2を比較する。

ここで、第１下限温度Ｔｒｅｇ1-2は、フィルタ１３内のパティキュレートに形成した火種を維持するのに好都合なフィルタ温度の下限値（例えば６８０℃程度）である。フィルタ温度Ｔｆｉｌが下限温度Ｔｒｅｇ1-2以下であるときには触媒１４のバラツキや経時劣化によりフィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成されないと判断し、ステップ１５、１６よりステップ１７に進んで目標ポスト噴射量ＱＰｍを増量補正する。例えば、ポスト噴射量の増量補正量をΔＱＰ１とすれば、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射量ＱＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射量ＱＰｍにこの増量補正量ΔＱＰ１を加算した値を改めて目標ポスト噴射量ＱＰｍとする。ステップ１８では図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍをそのまま維持する。ステップ１９では増量補正された目標ポスト噴射量とこの維持される目標ポスト噴射時期とを用いて、ポスト噴射を実行する。

目標ポスト噴射量ＱＰｍを増量補正すると、触媒１４による熱の発生量が増し、フィルタ温度Ｔｆｉｌが上昇してゆく。そして、次回にステップ１６で再びフィルタ温度Ｔｆｉｌと第１下限温度Ｔｒｅｇ1-2とを比較する。フィルタ温度Ｔｆｉｌが第１下限温度Ｔｒｅｇ1-2以下であればステップ１７〜１９の操作を繰り返す。この繰り返し、つまり目標ポスト噴射量ＱＰｍを増量補正してゆくことで、やがてはフィルタ温度Ｔｆｉｌが第１下限温度Ｔｒｅｇ1-2を超える。このときには、フィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成されると判断しステップ２１に進む。

上記の第１上限温度Ｔｒｅｇ1-1は、フィルタ１３内のパティキュレートに形成した火種を維持するのに好都合なフィルタ温度の上限値（例えば７２０℃程度）である。フィルタ温度Ｔｆｉｌが第１上限温度Ｔｒｅｇ1-1以上であれば触媒１４のバラツキや経時劣化によりフィルタ１３内のパティキュレートに形成された火種からの燃焼伝播が行われてしまうと判断し、ステップ１５よりステップ２０に進んで目標ポスト噴射量ＱＰｍを減量補正する。例えば、ポスト噴射量の減量補正量をΔＱＰ２とすれば、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射量ＱＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射量ＱＰｍからこの減量補正量ΔＱＰ２だけ差し引いた値を改めて目標ポスト噴射量ＱＰｍとする。ステップ１８では図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍをそのまま維持する。ステップ１９では減量補正された目標ポスト噴射量とこの維持される目標ポスト噴射時期とを用いて、ポスト噴射を実行する。

目標ポスト噴射量ＱＰｍを減量補正すると、触媒１４による熱の発生量が減り、フィルタ温度Ｔｆｉｌが下降してゆく。そして、次回にステップ１５で再びフィルタ温度Ｔｆｉｌと第１上限温度Ｔｒｅｇ1-1とを比較する。フィルタ温度Ｔｆｉｌが第１上限温度Ｔｒｅｇ1-1以上であればステップ２０、１８、１９の操作を繰り返す。この繰り返し、つまり目標ポスト噴射量ＱＰｍを減量補正してゆくことで、やがてはフィルタ温度Ｔｆｉｌが第１上限温度Ｔｒｅｇ1-1を下回る。このときには、火種からの燃焼伝播がやむと判断してステップ２１に進む。

なお、第１上限温度Ｔｒｅｇ1-1は、フィルタ１３の耐久性を保証する温度でもある。すなわち、フィルタ温度Ｔｆｉｌが第１上限温度Ｔｒｅｇ1-1以上であればフィルタ１３内のパティキュレートに形成された火種からの燃焼伝播が行われ、フィルタ温度が急激に上昇してしまうことにもなるが、フィルタ温度Ｔｆｉｌが第１上限温度Ｔｒｅｇ1-1未満に収まるように目標ポスト噴射量を減量補正することでフィルタ１３の耐久性が損なわれることがないようにしている。

ステップ２１は第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達したか否かを判定する部分である。すなわち、ステップ２１で第１タイマ値ｔ１と所定値Ｔｉｍｅ１を比較する。所定値Ｔｉｍｅ１は火種が安定するのを待つための時間で、最終的には適合によって定める。第１タイマ値ｔ１が所定値Ｔｉｍｅ１未満であるときにはまだ第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達していない（従って火種が安定していない）と判断してステップ２２に進み、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍと、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射量ＱＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射量ＱＰｍとをそのまま維持する。ステップ２３ではその維持される目標ポスト噴射時期と目標ポスト噴射量とを用いてポスト噴射を行う。

第１タイマ値ｔ１が所定値Ｔｉｍｅ１以上となる前はステップ２２、２３の操作を繰り返し、やがて第１タイマ値ｔ１が所定値Ｔｉｍｅ１以上になると、第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した、従って火種が安定したと判断し、第１のポスト噴射を終了して第２のポスト噴射を実行するためステップ２１よりステップ２４、２５に進み、火種形成フラグ＝０かつ伝播維持フラグ＝１とした後、ステップ２２、２３の操作を実行する。

ステップ２６では第２タイマを起動する（ｔ２＝０）。このタイマは、伝播維持フラグがゼロから１に切換わってからの経過時間（第１のポスト噴射を終了してからの経過時間）を計測するためのものである。

火種形成フラグ＝０かつ伝播維持フラグ＝１より次回には図３のステップ３、４より図５のステップ２７以降に進む。

図５は第２のポスト噴射を行う部分である。第２のポスト噴射を行うとは、第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後に、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路１０に出て触媒１４にまで到達する燃料分が少なくなるようにポスト噴射時期を膨張行程前半まで進ませたポスト噴射を行うことである。

図５においてまずステップ２７で排気温度Ｔｅｘｈと第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２とを比較する。ここで、第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２は図２で前述したようにオイル希釈割合が所定値Ｄ（第２のポスト噴射実行時における目標値）となるポスト噴射時期で得られる排気温度で、例えば６５０℃程度である。フィルタ１３内のパティキュレートに火種を形成するためには、目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを膨張行程後半または排気行程にある所定値Ａまで遅角して排気温度を下げ、触媒温度（＝フィルタ温度）をパティキュレートの自着火温度（７００℃程度）まで上昇させる必要があるものの、目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを膨張行程後半または排気行程にある所定値Ａに維持したままではオイル希釈割合が所定値Ｃへと大きくなる。また、火種が形成された後には、ポスト噴射時期ＩＴＰｍを膨張行程前半まで進角し、触媒温度を低下させてもフィルタ１３内のパティキュレートに形成した火種からの燃焼伝播を行わせることが可能であり、目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを膨張行程前半まで進角することで、オイル希釈割合を所定値Ｃより所定値Ｄへと小さくすることができる。

第１のポスト噴射を終了したタイミングでは、排気温度Ｔｅｘｈが第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２より低くなっている。従って、ステップ２７で排気温度Ｔｅｘｈが第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２より低いときには、まだ第１のポスト噴射の終了直後にあり、オイル希釈割合が所定値Ｄよりも大きいと判断し、ステップ２８に進んで、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを進角補正する。例えば、ポスト噴射時期の進角補正量をΔＩＴＰ２とすれば、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍからこの進角補正量ΔＩＴＰ２だけ差し引いた値を改めて目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍとする。ステップ２９では図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射量ＱＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射量ＱＰｍをそのまま維持する。ステップ３０では進角補正された目標ポスト噴射時期ＩＴＰとこの維持される目標ポスト噴射量とを用いて、ポスト噴射を実行する。

目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを進角補正すると、ポスト噴射量のうち燃焼室内で燃焼して排気通路１０に排出される燃料分が目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを進角補正する前より増えるため、そのぶん排気温度が上昇する。そして、次回にステップ２７で再び排気温度Ｔｅｘｈと第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２とを比較する。排気温度Ｔｅｘｈが第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２未満であれば、ステップ２８〜３０の操作を繰り返す。この繰り返し、つまり目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを進角側にずらしてゆくことで、排気温度Ｔｅｘｈが第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２以上となり、オイル希釈割合が所定値Ｄへと小さくされることとなる。

ステップ２８での目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍの進角補正によりポスト噴射量のうち燃焼室内で燃焼することなく触媒１４に供給される燃料分が目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを進角補正する前より減るため、そのぶん触媒温度（フィルタ温度）が低下するものの、第２のポスト噴射時になると、フィルタ１３内のパティキュレートに形成された火種からの燃焼が周りのパティキュレートへと伝播していく。

実施形態では、ステップ２７で排気温度Ｔｅｘｈと第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２との比較により、排気温度Ｔｅｘｈが第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２未満である場合に、排気温度Ｔｅｘｈが第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２以上となるまで目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを進角補正することで目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを膨張行程前半まで進ませるようにしているが、これに限られるものでない。例えば、図２に示したように、第３規定触媒温度Ｔｒｅｇ３を図示の位置に採り、第１のポスト噴射の終了タイミングで温度センサにより検出される実際の触媒温度Ｔｃａｔとこの第３規定触媒温度Ｔｒｅｇ３とを比較し、実触媒温度Ｔｃａｔが第３規定触媒温度Ｔｒｅｇ３以上である場合に、実触媒温度Ｔｃａｔを第３規定触媒温度Ｔｒｅｇ３未満となるまで目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを進角補正して所定値Ｂ’へと進めることで目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを膨張行程前半まで進ませるようにしてもかまわない。このときには、オイル希釈割合が所定値Ｄよりもさらに小さな所定値Ｄ’となり、一段とオイル希釈割合を小さなものとすることができる。

排気温度Ｔｅｘｈが第２規定排気温度Ｔｒｅｇ２以上となったときには、ステップ２７よりステップ３１〜３６に進む。ステップ３１〜３６は第２のポスト噴射における実際のフィルタ温度Ｔｆｉｌをパティキュレートの自着火温度（７００℃程度）より所定値だけ低下させた目標温度（例えば６５０℃程度）の付近に維持する部分である。すなわち、図８に示したように７００℃程度でフィルタ１３内のパティキュレートに火種が形成されるが、この火種から燃焼の伝播が生じる７００℃を少し超える付近の温度域ではパティキュレートの燃焼速度は非常に速い。従って、フィルタ１３内のパティキュレートに火種を形成するためには７００℃程度のフィルタ温度が必要であっても、種火からの燃焼伝播を行わせる段階においては実際のフィルタ温度を７００℃付近に維持することは非常に困難である。というのも、実際のフィルタ温度が７００℃を超えて少しでも高くなると、燃焼速度が急激に大きくなってフィルタ温度が急上昇しフィルタ１３の耐熱温度を超えかねないのである。この場合に、種火からの燃焼伝播を行わせる段階においては実際のフィルタ温度を７００℃より低下させても種火からの燃焼伝播は維持されるし、実際のフィルタ温度を７００℃より所定値だけ低下させることで、フィルタ１３内のパティキュレートの燃焼が緩慢となってパティキュレートの燃焼速度が速過ぎないようにすることができ好都合である。そこで、種火からの燃焼伝播を行わせる段階においてはパティキュレートの自着火温度（７００℃程度）より所定値だけ低下させた温度を目標温度（例えば６５０℃程度）としてこの目標温度の付近にフィルタ温度Ｔｆｉｌを維持する。すなわち、実際のフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度（７００℃程度）より所定値だけ低下させた目標温度範囲（６５０℃±２０℃）にあるか否かを判定し、フィルタ温度がこの目標温度範囲から外れている場合にポスト噴射量を減量側あるいは増量側に補正することにより、フィルタ１３内のパティキュレートを大き過ぎない適度の燃焼速度で燃焼させるようにする。

具体的に説明すると、ステップ３１、３２で温度センサ２７により検出されるフィルタ温度Ｔｆｉｌと第２上限温度Ｔｒｅｇ2-1、第２下限温度Ｔｒｅｇ2-2をそれぞれ比較する。ここで、第２上限温度Ｔｒｅｇ2-1、第２下限温度Ｔｒｅｇ2-2は、目標温度（例えば６５０℃程度）に対して許容幅（例えば±２０℃）を持たせた場合の上限側温度（６５０℃＋２０℃＝６７０℃程度）、下限側温度（６５０℃−２０℃＝６３０℃程度）である。ここで、上記の目標温度はこれを低くするほど燃焼速度が小さくなり、フィルタ１３の再生終了までの時間が長引くことになるので、最終的には適合により設定する。

フィルタ温度Ｔｆｉｌが第２下限温度Ｔｒｅｇ2-2以下であるときにはステップ３１、３２よりステップ３３に進んで目標ポスト噴射量ＱＰｍを増量補正する。例えば、ポスト噴射量の増量補正量をΔＱＰ３とすれば、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射量ＱＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射量ＱＰｍにこの増量補正量ΔＱＰ３を加算した値を改めて目標ポスト噴射量ＱＰｍとする。ステップ３４では図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍをそのまま維持する。ステップ３５では増量補正された目標ポスト噴射量とこの維持される目標ポスト噴射時期とを用いて、ポスト噴射を実行する。

目標ポスト噴射量ＱＰｍを増量補正すると燃焼の伝播状態がよくなり、実際のフィルタ温度Ｔｆｉｌが上昇する。そして、次回にステップ３２で再びフィルタ温度Ｔｆｉｌと第２下限温度Ｔｒｅｇ2-2とを比較する。フィルタ温度Ｔｆｉｌが第２下限温度Ｔｒｅｇ2-2以下であればステップ３３〜３５の操作を繰り返す。この繰り返し、つまり目標ポスト噴射量ＱＰｍを増量補正してゆくことで、やがてフィルタ温度Ｔｆｉｌが第２下限温度Ｔｒｅｇ2-2を超える。このときには、フィルタ温度Ｔｆｉｌが目標温度の許容幅内に収まったと判断してステップ３７に進む。

一方、フィルタ温度Ｔｆｉｌが第２上限温度Ｔｒｅｇ2-1以上であれば、ステップ３１よりステップ３６に進んで目標ポスト噴射量ＱＰｍを減量補正する。例えば、ポスト噴射量の減量補正量をΔＱＰ４とすれば、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射量ＱＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射量ＱＰｍからこの減量補正量ΔＱＰ４だけ差し引いた値を改めて目標ポスト噴射量ＱＰｍとする。ステップ３４では図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍをそのまま維持する。ステップ３５では減量補正された目標ポスト噴射量とこの維持される目標ポスト噴射時期とを用いて、ポスト噴射を実行する。

目標ポスト噴射量を減量補正すると、燃焼の伝播状態が悪くなり、実際のフィルタ温度Ｔｆｉｌが下降する。そして、次回にステップ３１で再びフィルタ温度Ｔｆｉｌと第２上限温度Ｔｒｅｇ2-1とを比較する。フィルタ温度Ｔｆｉｌが第２上限温度Ｔｒｅｇ2-1以上であればステップ３６、３４、３５の操作を繰り返す。この繰り返し、つまり目標ポスト噴射量ＱＰｍを減量補正してゆくことで、やがてフィルタ温度Ｔｆｉｌが第２上限温度Ｔｒｅｇ２-1を下回る。このときには、フィルタ温度Ｔｆｉｌが目標温度の許容幅内に収まったと判断してステップ３７に進む。

ステップ３７は第２のポスト噴射を終了する（つまりフィルタ１３の再生処理を終了する）か否かを判定する部分である。すなわち、ステップ３７では第２タイマ値ｔ２と所定値Ｔｉｍｅ２を比較する。所定値Ｔｉｍｅ２はフィルタ１３内のパティキュレートが全て燃焼し燃え残りがないようにするための時間で、最終的には適合によって定める。第２タイマ値ｔ２が所定値Ｔｉｍｅ２未満であるときにはまだフィルタ１３内のパティキュレートの全てが燃焼し終わってないと判断してステップ３８に進み、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍと、図４ステップ８で算出済みの目標ポスト噴射量ＱＰｍあるいは前回の目標ポスト噴射量ＱＰｍとをそのまま維持する。ステップ３９ではその維持される目標ポスト噴射時期と目標ポスト噴射量とを用いてポスト噴射を行う。

第２タイマ値ｔ２が所定値Ｔｉｍｅ２以上となる前はステップ３８、３９の操作を繰り返し、やがて第２タイマ値ｔ２が所定値Ｔｉｍｅ２以上になると、フィルタ１３内のパティキュレートの全てが燃焼し終わったと判断し第２のポスト噴射（従ってフィルタ１３の再生処理）を終了するためステップ３７よりステップ４０に進んでポスト噴射を中止し、フィルタ１３の次回の再生処理に備えるためステップ４１で伝播維持フラグ＝０とする。

上記の伝播維持フラグ＝０により次回には図３においてステップ１、２、３、４、５と流れ、ステップ５で再びパティキュレート堆積量と所定値ＰＭ１とを比較することになる。

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態（請求項１、９に記載の発明）によれば、フィルタ再生処理の開始当初にポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路１０に出て触媒１４にまで到達する燃料分が多くなるようにポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程まで遅らせた第１のポスト噴射を行うので（図３のステップ３、図４のステップ７〜１０参照）、確実にフィルタ温度をパティキュレートの自着火温度にまで上昇させて、フィルタ１３内のパティキュレートに種火を形成することができる。

次に、本実施形態（請求項１、９に記載の発明）によれば、第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後には、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路１０に出て触媒１４にまで到達する燃料分が少なくなるようにポスト噴射時期を膨張行程前半まで進ませた第２のポスト噴射を行うので（図３のステップ３、４、図５のステップ２７〜３０参照）、フィルタ１３の再生処理中ずっと第１のポスト噴射を継続して実行する場合に比べてオイル希釈割合を小さいレベルに保つことができる。

本実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、第１ポスト噴射実行手段は、フィルタ再生処理開始当初に温度センサ２４（排気温度検出手段）により検出される排気温度Ｔｅｘｈ（触媒上流の排気温度）が第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１を超えている場合に排気温度Ｔｅｘｈが第１規定排気温度Ｔｒｅｇ１以下に収まるまで目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを遅角補正するので（図４のステップ１１、１２参照）、燃料噴射弁９の噴射特性にバラツキや経時劣化が生じていても、フィルタ温度をパティキュレートの自着火温度に到達させ、フィルタ１３内のパティキュレートに火種を形成することができる。

本実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、第１のポスト噴射の実行中かつ温度センサ２７（フィルタ温度検出手段）により検出されるフィルタ温度Ｔｆｉｌが第１下限温度Ｔｒｅｇ1-2（６８０℃程度）以下である場合にフィルタ温度Ｔｆｉｌが第１下限温度Ｔｒｅｇ1-2を超えるまで目標ポスト噴射量ＱＰｍを増量補正するので（図４のステップ１６、１７参照）、触媒１４の酸化特性にバラツキや経時劣化が生じていても、フィルタ温度Ｔｆｉｌを最適な温度範囲内（７００℃±２０℃程度）に収めて、フィルタ１３内のパティキュレートに火種を形成することができる。

本実施形態（請求項５に記載の発明）によれば、第１のポスト噴射の実行中かつ温度センサ２７（フィルタ温度検出手段）により検出されるフィルタ温度Ｔｆｉｌが第１上限温度Ｔｒｅｇ1-1（７２０℃程度）以上である場合にフィルタ温度Ｔｆｉｌが第１上限温度Ｔｒｅｇ1-1未満となるまで目標ポスト噴射量ＱＰｍを減量補正するので（図４のステップ１５、２０参照）、触媒１４の酸化特性にバラツキや経時劣化が生じていても、フィルタ温度Ｔｆｉｌを最適な温度範囲（７００℃±２０℃程度）に収めて、第１のポスト噴射の段階で既に火種からの燃焼伝播が盛んに行われてしまうことを防止できる。

本実施形態（請求項６に記載の発明）によれば、第２のポスト噴射の実行中かつ温度センサ２７（フィルタ温度検出手段）により検出されるフィルタ温度Ｔｆｉｌがパティキュレートの自着火温度（７００℃程度）より所定値だけ低下させた目標値（６５０℃程度）の付近に維持されるように目標ポスト噴射量ＱＰｍを補正するので（図５のステップ３２、３３、３１、３６参照）、種火からの燃焼伝播を行わせる段階においてフィルタ１３内のパティキュレートを大き過ぎない適度の燃焼速度で燃焼させることが可能となり、フィルタの耐久性を維持できる。

実施形態では、第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後にはポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路に出て触媒にまで到達する燃料分が少なくなるようにポスト噴射時期を膨張行程前半まで進ませた第２のポスト噴射を行うことで、火種からの燃焼伝播を維持させるようにしているが、第２のポスト噴射に代えて実行する次のような他の実施形態が考えられる。

第２実施形態：第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後には、第１のポスト噴射での目標ポスト噴射時期ＩＴＰｍを維持したまま（つまり目標ポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程に維持したまま）、第１のポスト噴射での目標ポスト噴射量ＱＰｍを低減したポスト噴射を行う。

この第２実施形態（請求項７に記載の発明）によれば、目標ポスト噴射量ＱＰｍを減量すると排気中の空気過剰率が大きくなり、触媒温度は低下するものの、フィルタ１３内パティキュレートの燃焼を維持できる。

第３実施形態：第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後には、第２のポスト噴射を中止し、代わって吸気絞り弁９（吸気絞り装置）の開度を所定値だけ小さくする（吸気を絞る）。

この第３実施形態（請求項８に記載の発明）によれば次の効果が生じる。すなわち、第２のポスト噴射を中止するだけだとフィルタ１３を通過する作動ガスによりフィルタ１３から熱が奪われてしまいフィルタ温度の低下を招き、フィルタ１３内パティキュレートの燃焼を維持できなくなるのであるが、吸気絞りによりフィルタ１３を通過する作動ガスを低減することでフィルタ１３から熱が奪われないようにすることが可能となりフィル温度が維持されフィルタ１３内パティキュレートの燃焼を維持できる。すなわち、第３実施形態においても、第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後には、第２のポスト噴射を中止し、代わって吸気絞り弁９（吸気絞り装置）の開度を所定値だけ小さくすることで、オイル希釈割合を悪化させることなくフィルタ温度をパティキュレートの自着火温度にまで上昇させてフィルタ１３の再生処理を最適に行わせることができる。

請求項１の第１ポスト噴射実行手段の機能は図３のステップ３、図４のステップ７〜１０により、第２ポスト噴射実行手段の機能は図３のステップ３、４、図５のステップ２７〜３０によりそれぞれ果たされている。

請求項９の第１ポスト噴射実行処理手順は図３のステップ３、図４のステップ７〜１０により、第２ポスト噴射実行処理手順は図３のステップ３、４、図５のステップ２７〜３０によりそれぞれ果たされている。

本発明の一実施形態を示す概略構成図。 ポスト噴射時期に対する排気温度、触媒温度、オイル希釈割合の特性図。 フィルタの再生処理を説明するためのフローチャート。 フィルタの再生処理を説明するためのフローチャート。 フィルタの再生処理を説明するためのフローチャート。 基本ポスト噴射時期の特性図。 基本ポスト噴射量の特性図。 フィルタ温度に対するパティキュレート燃焼速度の特性図。

符号の説明

１ エンジン
５ 吸気絞り弁（吸気絞り装置）
９ 燃料噴射弁
１３ フィルタ
１４ 酸化触媒（触媒）
２１ エンジンコントロールユニット
２４ 温度センサ（排気温度検出手段）
２７ 温度センサ（フィルタ温度検出手段）

Claims (9)

1. 燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
   排気通路に設けられ排気中のパティキュレートを捕集するフィルタと、
   このフィルタの上流にフィルタと別体で設けられるかまたはフィルタ内に担持され排気中の未燃成分または一酸化炭素を燃焼させる触媒と
   を備え、
   前記フィルタの再生時期になった場合に前記燃料噴射弁を用いたメイン噴射直後の膨張行程または排気行程で前記燃料噴射弁を用いたポスト噴射を行って前記フィルタの再生処理を行わせるようにした排気浄化装置において、
   前記フィルタ再生処理の開始当初にポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路に出て前記触媒にまで到達する燃料分が多くなるようにポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程まで遅らせた第１のポスト噴射を行う第１ポスト噴射実行手段と、
   この第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後に、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路に出て前記触媒にまで到達する燃料分が少なくなるようにポスト噴射時期を膨張行程前半まで進ませた第２のポスト噴射を行う第２ポスト噴射実行手段と
   を備えることを特徴とする排気浄化装置。
2. 前記触媒上流の排気温度を検出する排気温度検出手段を備え、
   前記第１ポスト噴射実行手段は、前記フィルタ再生処理開始当初にこの排気温度検出手段により検出される触媒上流の排気温度が第１規定排気温度を超えている場合に触媒上流の排気温度が第１規定排気温度以下に収まるまでポスト噴射時期を遅角補正することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 前記触媒上流の排気温度を検出する排気温度検出手段を備え、
   前記第２ポスト噴射実行手段は、前記第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後に、この排気温度検出手段により検出される触媒上流の排気温度が第２規定排気温度未満である場合に触媒上流の排気温度が第２規定排気温度以上となるまでポスト噴射時期を進角補正することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
4. フィルタ温度を検出するフィルタ温度検出手段を備え、
   前記第１のポスト噴射の実行中かつこのフィルタ温度検出手段により検出されるフィルタ温度が第１下限温度以下である場合にフィルタ温度が第１下限温度を超えるまでポスト噴射量を増量補正することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
5. フィルタ温度を検出するフィルタ温度検出手段を備え、
   前記第１のポスト噴射の実行中かつこのフィルタ温度検出手段により検出されるフィルタ温度が第１上限温度以上である場合にフィルタ温度が第１上限温度未満となるまでポスト噴射量を減量補正することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
6. フィルタ温度を検出するフィルタ温度検出手段を備え、
   前記第２のポスト噴射の実行中かつこのフィルタ温度検出手段により検出されるフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度より所定値だけ低下させた目標値の付近に維持されるようにポスト噴射量を補正することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
7. 前記第２のポスト噴射に代えて、前記第１のポスト噴射でのポスト噴射時期を維持したまま前記第１のポスト噴射でのポスト噴射量を減量したポスト噴射を行うことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
8. 吸気絞り装置を備え、
   前記第２のポスト噴射を中止し、代わってこの吸気絞り装置を用いて吸気を絞ることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
9. 燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
   排気通路に設けられ排気中のパティキュレートを捕集するフィルタと、
   このフィルタの上流にフィルタと別体で設けられるかまたはフィルタ内に担持され排気中の未燃成分または一酸化炭素を燃焼させる触媒と
   を備え、
   前記フィルタの再生時期になった場合に前記燃料噴射弁を用いたメイン噴射直後の膨張行程または排気行程で前記燃料噴射弁を用いたポスト噴射を行って前記フィルタの再生処理を行わせるようにした排気浄化方法において、
   前記フィルタ再生処理の開始当初にポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路に出て前記触媒にまで到達する燃料分が多くなるようにポスト噴射時期を膨張行程後半または排気行程まで遅らせた第１のポスト噴射を行う第１ポスト噴射実行処理手順と、
   この第１のポスト噴射によりフィルタ温度がパティキュレートの自着火温度に到達した後に、ポスト噴射の燃料のうち燃焼室内で燃えることなく排気通路に出て前記触媒にまで到達する燃料分が少なくなるようにポスト噴射時期を膨張行程前半まで進ませた第２のポスト噴射を行う第２ポスト噴射実行処理手順と
   を含むことを特徴とする排気浄化方法。

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