JP2010203280A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＰＦの局所的な熱暴走を予測および防止可能な内燃機関の排気浄化装置を提供すること。
【解決手段】排気ガス流量、ＤＰＦ差圧、ＤＰＦ前後中心温度、ＤＰＦ内Ａ／Ｆ、ＤＰＦ内Ｓｏｏｔ分布、排気ガス発熱量、昇温用燃料発熱量およびＤＰＦ放熱量からＤＰＦ７６内の温度分布が推定され、この推定されたＤＰＦ４６内の温度分布に基づいて、ＤＰＦ７６内の温度勾配（ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ））が算出される。ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が算出されると、この算出されたＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が危険値αを超えているか否かが判別される。この判別の結果、ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が危険値αを超えている場合には、ＰＭ再生時における目標温度を下げ、この目標温度に基づいてＰＭ再生が継続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車用ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排気ガス中に含まれるＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を捕集するフィルタを備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。

近年、自動車などに搭載される内燃機関では、排気エミッションの低減が要求されており、特に、軽油を燃料とする圧縮着火式のディーゼルエンジンでは、ＣＯ、ＨＣおよびＮＯxに加え、排気ガス中の煤（Ｓｏｏｔ）やＳＯＦ（Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ）などの排気微粒子を除去することが必要になる。このため、排気通路にパティキュレートフィルタを配置し、ここで、排気ガス中の排気微粒子を捕集している。

パティキュレートフィルタは、流入した排気ガスに多孔質の隔壁を透過させ、その際に、隔壁の表面や細孔で排気ガス中の排気微粒子を捕集する。捕集されて堆積する量が過剰に増えると、パティキュレートフィルタにおける流通抵抗の増大で内燃機関の背圧が上昇し、出力の低下などをもたらす。このため、パティキュレートフィルタの堆積した排気微粒子をパティキュレートフィルタから適宜除去してパティキュレートフィルタを再生し、パティキュレートフィルタの排気ガス流下能力を回復させる必要がある。このようにパティキュレートフィルタを再生することを、一般に「ＰＭ再生」と称されている。

ＰＭ再生を内燃機関の運転中に可能としたものとして、パティキュレートフィルタに白金などの酸化触媒を設けて、排気行程において燃料を噴射するポスト噴射により燃料をパティキュレートフィルタに供給し、その燃焼熱を利用して、噴射燃料に比して酸化しにくい堆積排気微粒子を酸化し除去する。

ＰＭ再生は頻繁に行なうと燃費が悪化し、一方、次にＰＭ再生するまでの間があきすぎると、排気微粒子の堆積量が過剰で、ＰＭ再生処理において堆積排気微粒子が急激に燃焼し、パティキュレートフィルタが異常な高温となり、破損するおそれがある。このため、排気微粒子の堆積状態を判断し、ＰＭ再生時期を決定するのが望ましい。

特許文献１および２などには、パティキュレートフィルタへの排気微粒子の堆積量の増大による上記流通抵抗の増大で、パティキュレートフィルタの入口と出口との差圧が増大することを利用して、この差圧を検出し、検出差圧が所定値を超えると、ＰＭ再生すべき時期と判断する技術が開示されている。

この差圧に基づいて排気微粒子の堆積状態を判断する技術は、排気微粒子の堆積状態に応じてパティキュレートフィルタ内の排気ガスの流通状態が変化することを利用するものであるから、同じ堆積状態であっても、パティキュレートフィルタにおける排気ガスの流通状態が異なれば知られる堆積状態にもばらつきを生じる。このため、パティキュレートフィルタの再生時期が遅れたり、ＰＭ再生頻度が増えたりするおそれがある。

そこで、特許文献３では、パティキュレートフィルタにおける排気ガスの流通状態を考慮して、排気微粒子の堆積状態を正確に判断することのできる、内燃機関の排気浄化装置が提案されている。

この特許文献３に記載の技術では、差圧センサにより検出されたＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）の差圧に基づいて、ＰＭの堆積状態を判断する排気浄化装置において、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）は、ＤＰＦ内の温度分布の均一性が低いときには、上記差圧に基づくＰＭの堆積状態の判断を禁止するようにしている。ＤＰＦの温度分布の均一性は、ＤＰＦの直上流に設けた排気温センサにより検出された入口の温度に基づいて、この入口から排気ガス流通方向に離れた位置でＤＰＦ内の温度を推定し、複数部位の温度幅により判断する。

特開２００３−２７９１９号公報 特開２００３−８３０３５号公報 特開２００５−２２６６３３号公報

現状では、ＤＰＦの中心温度を、モデルを用いてその入りガス熱量、ＰＭ酸化熱量、添加燃料の反応熱量および排気ガスの反応熱量で推定している。

このようにＤＰＦ内の中心温度のみを推定しているために、ＤＰＦ内の中心部以外の温度が分からず、走行条件によって、温度分布が変わることを考慮して、各温度のＳＭＬ（Ｓｏｏｔ Ｍａｓｓ Ｌｉｍｉｔ）から余裕度を持ってＰＭ再生時における目標温度の設定を行なう必要があり、その分、ＰＭ再生までのインターバルが長くなる。その結果、ＰＭ再生による排気熱および燃費の悪化がひどくなるおそれがある。これは、ＤＰＦ内の温度分布を推定していないからである。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、パティキュレートフィルタの局所的な熱暴走を予測および防止しうる、内燃機関の排気浄化装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、排気通路にＤＰＦを備えた内燃機関の排気浄化装置であって、前記パティキュレートフィルタ内の状態から当該パティキュレートフィルタ内の温度分布を推定するための推定手段と、推定手段により推定された前記パティキュレートフィルタ内の温度分布に基づいて、前記パティキュレートフィルタ内の温度勾配を算出するための算出手段と、算出手段により算出された前記パティキュレートフィルタ内の温度勾配が設定値以上であるか否かを判別するための判別手段と、判別手段により前記パティキュレートフィルタ内の温度分布が設定値を超えていると判別された場合に、ＰＭ再生時における目標温度を下げ、この目標温度に基づいてＰＭ再生制御を継続するためのＰＭ継続手段とを含む。

上記構成によれば、パティキュレートフィルタ内の状態から当該パティキュレートフィルタ内の温度分布が推定され、この推定されたパティキュレートフィルタ内の温度分布に基づいて、パティキュレートフィルタ内の温度勾配が算出される。パティキュレートフィルタ内の温度勾配が算出されると、当該算出されたパティキュレートフィルタ内の温度勾配が設定値を越えているか否かが判別される。この判別の結果、パティキュレートフィルタ内の温度分布が設定値を超えている場合には、ＰＭ再生時における目標温度を下げ、この目標温度に基づいてＰＭ再生が継続される。このように、パティキュレートフィルタ内の局所温度分布を考慮することで、パティキュレートフィルタの局所的な熱暴走を予測および防止することができる。そのため、ＳＭＬが向上する。このＳＭＬが向上することで、ＰＭ再生までのインターバルを長くし、ＰＭ再生により排気ガスおよび燃費の悪化を防止できる。

ここに、上記「パティキュレートフィルタ内の状態」としては、排気ガス流量、パティキュレートフィルタ差圧、パティキュレートフィルタ前後中心温度、パティキュレートフィルタ内Ａ／Ｆ（空燃比）、パティキュレートフィルタ内Ｓｏｏｔ分布、排気ガス発熱量、昇温用燃料発熱量およびパティキュレートフィルタ放熱量などを例示できる。

本発明によれば、パティキュレートフィルタの局所的な熱暴走を予測および防止可能な内燃機関の排気浄化装置の提供が可能となる。

本発明の実施の形態にかかる内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。 内燃機関の排気浄化装置の制御の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

＜構成＞
図１は本発明の実施の形態にかかる内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。

この図１に示すように、内燃機関（以下、「エンジン」という。）１は、燃料供給系２、燃焼室３、吸気系６および排気系７などを主要部として構成される、直列４気筒のディーゼルエンジンシステムである。

燃料供給系２は、サプライポンプ２１、コモンレール２２、燃料噴射弁２３、遮断弁２４、燃料添加ノズル２６、機関燃料通路２７および添加燃料通路２８などを備えて構成されている。

サプライポンプ２１は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした後、機関燃料通路２７を介してコモンレール２２に供給する。

コモンレール２２は、サプライポンプ２１から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁２３に分配する。

燃料噴射弁２３は、その内部に電磁ソレノイドを備え、適宜開弁して燃焼室３内に燃料を噴射供給する。

また、上記サプライポンプ２１は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を、添加燃料通路２８を介して燃料添加ノズル２６に供給する。

添加燃料通路２８には、緊急時において添加燃料通路２８を遮断して燃料添加を停止するための上記遮断弁２４が備えられている。

燃料添加ノズル２６は、後述するＥＣＵ４による添加制御動作によって排気系への燃料添加量が目標添加量（排気Ａ／Ｆが目標Ａ／Ｆとなるような添加量）となるように、また、燃料添加タイミングが所定タイミングとなるように開弁時期が制御される電子制御式の開閉弁により構成されている。つまり、この燃料添加ノズル２６から所望の燃料が適宜のタイミングで排気系７（排気ポート７１から排気マニホールド７２）に噴射供給される構成となっている。

吸気系６は、シリンダヘッドに形成された吸気ポートに接続される吸気マニホールド６３を備え、この吸気マニホールド６３に、吸気通路を構成する吸気管６４が接続されている。また、この吸気通路には、上流側から順にエアクリーナ６５、エアフローメータ４３およびスロットル弁６２が配設されている。

エアフローメータ４３は、エアクリーナ６５を介して吸気通路に流入される空気量に応じた電気信号を出力するようになっている。

排気系７は、シリンダヘッドに形成された排気ポート７１に接続される排気マニホールド７２を備え、この排気マニホールド７２に排気通路を構成する排気管７３，７４が接続されている。また、この排気通路には、ＮＯｘ吸蔵触媒（以下、「ＮＳＲ（ＮＯｘ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒」という。）７５およびＤＰＦ７６を備えたマニバータ７７が配設されている。なお、ＮＳＲ触媒７５は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒であって、従来公知の構造を有している。また、ＤＰＦ７６は、ＰＭ捕集装置として機能するフィルタであって、従来公知の構造を有している。

さらに、このエンジン１には、ターボチャージャ５が設けられている。このターボチャージャ５は、タービンシャフト５Ａを介して連結されたタービンホイール５Ｂおよびコンプレッサホイール５Ｃを備えている。コンプレッサホイール５Ｃは、吸気管６４内部に臨んで配置され、タービンホイール５Ｂは、排気管７３内部に臨んで配置されている。このため、ターボチャージャ５は、タービンホイール５Ｂが受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサホイール５Ｃを回転させ、吸気圧を高めるといった、いわゆる過給動作を行なうようになっている。

吸気系６の吸気管６４には、ターボチャージャ５での過給によって昇温した吸入空気を強制冷却するためのインタークーラ６１が設けられている。このインタークーラ６１よりもさらに下流側に設けられた上記スロットル弁６２は、その開度を無段階に調整することができる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、この吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有している。

また、エンジン１には、吸気系６と排気系７とを接続する排気還流通路（ＥＧＲ通路）８が設けられている。このＥＧＲ通路８は、排気の一部を適宜吸気系６に還流させて燃焼室３へ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ発生量を低減させるものである。また、このＥＧＲ通路８には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在に調整することができるＥＧＲ弁８１と、ＥＧＲ通路８を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ８２とが設けられている。

上記エンジン１の各部位には、各種センサが取り付けられており、それぞれの部位の環境条件や、エンジン１の運転状態に関する信号を出力する。たとえば、レール圧センサ４１は、コモンレール２２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ４２は、添加燃料通路２８内を流通する燃料の圧力（燃圧）に応じた検出信号を出力する。エアフローメータ４３は、吸気系６内のスロットル弁６２上流において吸入空気の流量（吸気量）に応じた検出信号を出力する。Ａ／Ｆセンサ４４は、排気系７の触媒ケーシングの下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ４５は、同じく排気系７の触媒ケーシング下流において排気の温度に応じた検出信号を出力する。また、アクセル開度センサ４６は、アクセルペダルに取り付けられ、同ペダルへの踏み込み量に応じた検出信号を出力する。クランク角センサ４７は、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力する。吸気圧センサ４８は、吸気マニホールド６３に備えられ、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ４９は、吸気マニホールド６３に備えられ、吸入空気温度に応じた検出信号を出力する。これら各センサ４１〜４９は、ＥＣＵ４と電気的に接続されている。

ＥＣＵ４は、特に図示していないが、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、バックアップＲＡＭ、タイマおよびカウンタなどを備え、これらと、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器を含む外部入力回路および外部出力回路とが双方向性バスにより接続されて構成される。

このように構成されたＥＣＵ４は、外部入力回路を介して上記各種センサの検出信号を入力し、これら信号に基づいてエンジン１の燃料噴射等についての基本制御を行なう他、燃料添加ノズル２６からの燃料添加にかかる添加タイミングや添加量の決定などに関する燃料添加制御など、エンジン１の運転状態に関する各種制御を実行する。

また、ＥＣＵ４においては、ＰＭがＤＰＦ７６に捕集されている状態をこのＤＰＦ７６の前後差圧（ＤＰＦ差圧）を取得するようにしている。詳細には、排出ガスのＰＭを取り除くためのＤＰＦ７６の上流側（エンジン１側）の空隙にＤＰＦ前圧力検出用配管７６ａを設け、ＤＰＦ７６の下流側にＤＰＦ後圧力検出用配管７６ｂを設けて、それらのＤＰＦ前圧力検出用配管７６ａとＤＰＦ後圧力検出用配管７６ｂとを、それらの差圧（ＤＰＦ差津）を検出する差圧トランスデューサ７８に接続している。この差圧トランスデューサ７８により検出されたＤＰＦ差圧は、ＥＣＵ４に入力される。

さらに、ＥＣＵ４においては、上記ＤＰＦ７６の前後中心温度を取得するようにしている。詳細には、ＤＰＦ７６の前後（上流側および下流側）にＤＰＦ温度センサ１０１，１０２が設けられている。ＤＰＦの前側（上流側）に設けられた第１のＤＰＦ温度センサ１０１は、ＤＰＦ７６の前側の中心温度を検出し、この検出したＤＰＦ７６の前側中心温度がＥＣＵ４に入力される。一方、ＤＰＦの後側（下流側）に設けられた第２のＤＰＦ温度センサ１０２は、ＤＰＦ７６の後側の中心温度を検出し、この検出したＤＰＦ７６の後側中心温度がＥＣＵ４に入力される。

さらにまた、ＥＣＵ４においては、外気温を取得するようにしている。それゆえ、外気温センサ１０３により検出された外気温は、ＥＣＵ４に入力される。

＜制御の流れ＞
図２は内燃機関の排気浄化装置の制御の流れを示すフローチャートである。

図２を参照して、ＰＭ再生が開始されると、ＥＣＵ４は、ＤＰＦ７６内の温度勾配が危険値αを超えている（ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＞危険値α）か否かを判別する（ステップＳ１）。

このステップＳ１において、ＤＰＦ７６内の温度勾配（ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ））を算出するにあたり、まず、ＥＣＵ４は、下記（１）式に基づいて、ＤＰＦ７６内の温度分布（ＤＰＦ温度（Ｘ，Ｙ，Ｚ））を推定する。

ＤＰＦ温度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝ｆｕｎｃ．（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ）…（１）
ただし、Ａ：排気ガス流量、Ｂ：ＤＰＦ差圧、Ｃ：ＤＰＦ前後中心温度、Ｄ：ＤＰＦ内Ｓｏｏｔ分布、Ｅ：排気ガス熱量、Ｆ：昇温用燃料発熱量、Ｇ：ＤＰＦ放熱量
上記ｆｕｎｃ．（Ａ）の排気ガス量、ｆｕｎｃ．（Ｂ）のＤＰＦ差圧、ｆｕｎｃ．（Ｃ）のＤＰＦ前後中心温度、ｆｕｎｃ．（Ｄ）のＤＰＦ内Ｓｏｏｔ分布、ｆｕｎｃ．（Ｅ）の排気ガス熱量、ｆｕｎｃ．（Ｆ）の昇温用燃料発熱量およびｆｕｎｃ．（Ｇ）のＤＰＦ放熱量は、たとえば、以下のようにして得られる。

ｆｕｎｃ．（Ａ）の排気ガス量は、ＥＣＵ４に入力されたエアフローメータ４３の検出信号から得られる。ｆｕｎｃ．（Ｂ）のＤＰＦ差圧は、ＥＣＵ４に入力された差圧トランスデューサ７８の検出信号から得られる。ｆｕｎｃ．（Ｃ）のＤＰＦ前後中心温度は、ＥＣＵ４に入力されたＤＰＦ温度センサ１０１，１０２の検出信号から得られる。ｆｕｎｃ．（Ｅ）の排気ガス熱量は、ＥＣＵ４により排気ガス濃度およびＤＰＦ内各部温度で推定されることによって得られる。ｆｕｎｃ．（Ｆ）の昇温用燃料発熱量は、ＥＣＵ４により昇温用燃料量およびＤＰＦ内各部温度で推定されることによって得られる。ｆｕｎｃ．（Ｇ）のＤＰＦ放熱量は、ＥＣＵ４によりＤＰＦ内各部温度および外気温（外気温センサ１０３の検出信号）で推定されることによって得られる。

ここに、「ＤＰＦ内各部温度」とは、ＥＣＵ４に履歴として記憶されている前回のＤＰＦ温度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使って求められたものである。

また、ｆｕｎｃ．（Ｄ）のＤＰＦ内Ｓｏｏｔ分布は、下記（２）式に基づいて得られる。
Ｓｏｏｔ堆積量（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝Ｈ＋ｆｕｎｃ．（Ａ，Ｂ，Ｉ，Ｊ，Ｋ）−Ｌ…（２）
ただし、Ｈ：前回のＳｏｏｔ堆積量（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、Ｉ：ＤＰＦ温度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、Ｊ：ＤＰＦ内Ａ／Ｆ、Ｋ：エンジン排出Ｓｏｏｔ量）、Ｌ：Ｓｏｏｔ酸化速度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
上記ｆｕｎｃ．（Ｉ）のＤＰＦ温度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、ｆｕｎｃ．（Ｊ）のＤＰＦＡ／Ｆ、ｆｕｎｃ．（Ｋ）のエンジン排出Ｓｏｏｔ量、およびｆｕｎｃ．（Ｌ）は、たとえば、以下のようにして得られる。

ｆｕｎｃ．（Ｉ）のＤＰＦ温度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、ＥＣＵ４に履歴として記憶されている前回のＤＰＦ温度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使って求められる。ｆｕｎｃ．（Ｊ）のＤＰＦ内Ａ／Ｆは、ＥＣＵ４に入力されるＡ／Ｆセンサ４４の検出信号から得られる。ｆｕｎｃ．（Ｋ）のエンジン排出Ｓｏｏｔ量は、ＥＣＵ４でのマップおよび補正量を使った計算により得られる。

また、ｆｕｎｃ．（Ｌ）のＳｏｏｔ酸化速度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、下記（３）式に基づいて得られる。

Ｓｏｏｔ酸化速度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝ｆｕｎｃ．（Ａ，Ｂ，Ｉ，Ｊ，Ｈ）…（３）
なお、上記ｆｕｎｃ．（Ａ）〜（Ｌ）の各関数因子は、ＥＣＵ４内部でのマップ計算で求めるようにしてもよい。

上記のようにしてＤＰＦ７６内の温度分布（ＤＰＦ温度（Ｘ，Ｙ，Ｚ））が推定されると、ＥＣＵ４は、下記（４）式に基づいて、ＤＰＦ７６内の温度勾配（ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ））を算出する。
（ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝
ＤＰＦ温度（Ｘ―ｎ，Ｙ―ｍ，Ｚ―ｌ）−ＤＰＦ温度（Ｘ，Ｙ，Ｚ）…（４） 上記のようにしてＤＰＦ７６内の温度勾配（ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ））が算出されると、ＥＣＵ４は、この算出されたＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と上記危険値αとを比較する。この比較の結果、ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が危険値αを超えている場合には、ＥＣＵ４は、ＰＭ再生制御時における目標温度を下げ（ステップＳ２）、この目標温度に基づいてＰＭ再生を継続する（ステップＳ３）。一方、ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が危険値α以下である場合には、ＥＣＵ４は、制御をステップＳ３にジャンプさせ、目標温度を下げることなくＰＭ再生を継続する。

これら一連の制御は、エンジン１が停止されるまで繰り返し実行される。

＜作用・効果＞
排気ガス流量、ＤＰＦ差圧、ＤＰＦ前後中心温度、ＤＰＦ内Ａ／Ｆ、ＤＰＦ内Ｓｏｏｔ分布、排気ガス発熱量、昇温用燃料発熱量およびＤＰＦ放熱量からＤＰＦ７６内の温度分布が推定され、この推定されたＤＰＦ４６内の温度分布に基づいて、ＤＰＦ７６内の温度勾配（ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ））が算出される。ＤＰＦ７６内の温度勾配（ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ））が算出されると、この算出されたＤＰＦ７６内の温度勾配（ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ））が危険値αを超えているか否かが判別される。この判別の結果、ＤＰＦ７６内の温度分布（ＤＰＦ温度勾配（Ｘ，Ｙ，Ｚ））が危険値αを超えている場合には、ＰＭ再生時における目標温度を下げ、この目標温度に基づいてＰＭ再生が継続される。

このように、ＤＰＦ７６内の局所温度分布を考慮することで、ＤＰＦ７６の局所的な熱暴走を予測および防止することができる。そのため、ＳＭＬが向上する。このＳＭＬが向上することで、ＰＭ再生までのインターバルを長くし、ＰＭ再生により排気ガスおよび燃費の悪化を防止できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

たとえば、上記実施の形態においては、パティキュレートフィルタとしてＤＰＦを使用した例について記載した。しかし、本発明はそのような構成には限定されない。パティキュレートフィルタとしてＤＰＮＲ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｔｉｃｕｌａｔｅ−ＮＯｘ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を使用した場合に適用しても、本発明の目的は十分に達成できる。

その他、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加えうることは勿論である。

１ エンジン（内燃機関）
４３ エアフローメータ
４４ Ａ／Ｆセンサ
７６ ＤＰＦ
７８ 差圧トランスデューサ
１０１，１０２ ＤＰＦ温度センサ
１０３ 外気温センサ

Claims (1)

1. 排気通路にパティキュレートフィルタを備えた内燃機関の排気浄化装置であって、
   前記パティキュレートフィルタ内の状態に基づいて、当該パティキュレートフィルタ内の温度分布を推定するための推定手段と、
   推定手段により推定された前記パティキュレートフィルタ内の温度分布に基づいて、前記パティキュレートフィルタ内の温度勾配を算出するための算出手段と、
   算出手段により算出された前記パティキュレートフィルタ内の温度勾配が設定値以上であるか否かを判別するための判別手段と、
   判別手段により前記パティキュレートフィルタ内の温度分布が設定値を超えていると判別された場合に、ＰＭ再生時における目標温度を下げ、この目標温度に基づいてＰＭ再生を継続するためのＰＭ再生継続手段とを含むことを特徴とする、内燃機関の排気浄化装置。

Images