JP2020051376A - 排気浄化装置の制御装置、及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＭフィルタの強制再生に起因した燃費の悪化を抑制し得る制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】内燃機関１０の排気通路３０内に配設されたＰＭフィルタ４２を有する排気浄化装置の制御装置４５であって、ＰＭフィルタ４２に堆積するＰＭ堆積量を推定するＰＭ堆積量推定部４５ａと、ＰＭ堆積量が第１基準値に達した場合、ＰＭフィルタ４２の強制再生を実行し、当該強制再生の開始後にＰＭ堆積量が第２基準値まで減少した場合、強制再生を終了するフィルタ再生制御部４５ｂと、を備え、フィルタ再生制御部４５ｂは、内燃機関１０の運転状態に基づいて、第１基準値又は第２基準値を設定変更する。【選択図】図２

Description

本開示は、排気浄化装置の制御装置、及び車両に関する。

一般に、内燃機関（以下、「エンジン」とも称する）の排気通路には、排気ガスに含まれる微粒子状物質（Particulate Matter：以下、「ＰＭ」と称する）を捕集するＰＭフィルタ等の排気浄化装置が設けられている。

この種のＰＭフィルタは、捕集できるＰＭ量に上限があるため、ＰＭフィルタ中のＰＭを燃焼除去する再生が行われている（例えば、特許文献１を参照）。

ＰＭフィルタを再生する際には、一般に、内燃機関の運転状態を変更して、排気ガスを高温化し（例えば、約６００℃）、これにより、ＰＭフィルタを加熱し、当該ＰＭフィルタ中のＰＭを、排気ガス中のＯ_２を用いて燃焼除去する（以下、「強制再生」と称する）。排気ガスを高温化する手法としては、例えば、インジェクタから噴射する燃料たるＨＣの噴射量を増加させ、ＰＭフィルタの前段に配設され又はＰＭフィルタに担持された酸化触媒にて当該ＨＣを酸化し、酸化触媒で発生するＨＣ酸化熱を利用する方法等が用いられる。

特開２０１５−１７２３４１号公報

ところで、一般に、ＰＭフィルタの再生制御は、ＰＭフィルタに堆積するＰＭ堆積量を推定するＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって、実行される。かかるＰＭフィルタの再生制御においては、ＥＣＵは、ＰＭ堆積量が再生開始基準値以上になった場合、ＰＭフィルタの強制再生を実行し、当該強制再生の開始後にＰＭ堆積量が再生終了基準値以下まで減少した場合、当該強制再生を終了する。

しかしながら、内燃機関の運転状態は、常時、強制再生を実行するのに適した状態であるわけではなく、排気ガスの温度が低下していたり、排気ガス中の酸素濃度が低下している場合等も存在する。特に、強制再生を実行している際に、要求負荷が低下した場合には、排気ガスの温度が低下した状態となるため、強制再生の状態が無用に継続してしまうことになる。又、強制再生を実行している際に、キーオフされた場合には、強制再生が中断されることになり、再度、ＰＭフィルタを昇温し直す必要が生ずる。このような場合に、画一的に、上記のような再生制御を行うと、内燃機関にて無用に多量な燃料噴射を実行することになり、燃費の悪化につながってしまう。

本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、ＰＭフィルタの強制再生に起因した燃費の悪化を抑制し得る排気浄化装置の制御装置、及び車両を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、
内燃機関の排気通路内に配設されたフィルタを有する排気浄化装置の制御装置であって、
前記フィルタに堆積する微粒子状物質の堆積量を推定する微粒子状物質堆積量推定部と、
前記堆積量が第１基準値に達した場合、前記フィルタの強制再生を実行し、当該強制再生の開始後に前記堆積量が第２基準値まで減少した場合、前記強制再生を終了するフィルタ再生制御部と、
を備え、
前記フィルタ再生制御部は、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記第１基準値又は前記第２基準値を設定変更する
制御装置である。

又、他の局面では、
上記制御装置を備える車両である。

本開示に係る制御装置によれば、ＰＭフィルタの強制再生に起因した燃費の悪化を抑制することが可能である。

第１の実施形態に係る車両の構成を示す図 第１の実施形態に係るＰＭフィルタにおけるＰＭ堆積量の推移を簡易的に示す図 第１の実施形態に係るＥＣＵの動作を示すフローチャート 第１の実施形態に係るＥＣＵの動作を示すフローチャート 第２の実施形態に係るフィルタ再生制御部における再生開始基準値の変更制御について説明する図 第２の実施形態に係る強制再生の実行態様と、従来技術に係る強制再生の実行態様とを比較した図 第２の実施形態に係るＥＣＵの動作を示すフローチャート 第２の実施形態に係るＥＣＵの動作を示すフローチャート

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
［車両の構成］
以下、図１を参照して、一実施形態に係る排気浄化装置の構成について説明する。本実施形態では、本発明の排気浄化装置を、ディーゼルエンジン車両に適用した態様ついて説明する。

図１は、本実施形態に係る車両１の構成を示す図である。

本実施形態に係る車両１は、エンジン１０、吸気通路２０、排気通路３０、エアクリーナ２１、ターボチャージャ２２、吸気スロットルバルブ２３、ＥＧＲ装置３１、及び排気浄化装置４０等を含んで構成される。

エンジン１０は、燃焼室及びインジェクタ（図示せず）等を含んで構成される。エンジン１０は、燃焼室内で、空気の吸気行程、空気の圧縮行程、燃焼ガスの膨張行程、及び燃焼ガスの排気行程が繰り返し行われることよって、車両１の動力を生成する。

エンジン１０は、インジェクタにおける燃料噴射態様等を、燃費を優先した低燃費・低排ガス運転モード（以下、「通常運転時」とも称する）、又は、ＰＭフィルタ４２の強制再生を実行する強制再生運転モード等に切り替え可能に構成されている。

尚、本実施形態に係るエンジン１０は、４気筒エンジンであり、吸気通路２０から吸気マニホルドを介して四つの燃焼室に分岐し、当該四つの燃焼室から排気マニホルドを介して排気通路３０に合流する構成となっている。

吸気通路２０は、上流側の吸気口２０ａから新気（空気）を吸入し、エンジン１０に当該新気を供給する吸気管である。吸気通路２０には、上流側の吸気口２０ａから燃焼室にかけて、順に、エアクリ−ナ２１、ターボチャージャ２２のコンプレッサ、及び吸気スロットルバルブ２３等が設けられている。

排気通路３０は、エンジン１０から排出される燃焼後の排気ガスを、車両１の外部に排出する排気管である。排気通路３０には、エンジン１０から下流側に向かって、順に、ＥＧＲ装置３１、ターボチャージャ２２のタービン、及び排気浄化装置４０等が設けられている。

排気浄化装置４０は、酸化触媒４１、ＰＭフィルタ４２、温度センサ４３、酸素濃度センサ４４、及び、ＥＣＵ４５を含んで構成される。

酸化触媒４１は、排気ガス中に含まれる未燃焼燃料の炭化水素や一酸化窒炭素を酸化して除去する。酸化触媒４１は、白金や酸化セリウム等の公知の任意の酸化触媒であってよく、例えば、コージェライトや炭化ケイ素等の多孔質セラミックが用いられ、これらに触媒成分を担持して形成されている。

酸化触媒４１は、排気通路３０のＰＭフィルタ４２の上流側に隣接して配設されている。そして、酸化触媒４１は、ＰＭフィルタ４２の再生時には、エンジン１０側から排出される未燃焼燃料の炭化水素（ＨＣ）を酸化して、当該酸化熱により、排気ガスを高温化するようにも機能する。

ＰＭフィルタ４２（本発明の「フィルタ」に相当）は、排気ガス中に含まれるＰＭを捕捉する。ＰＭフィルタ４２としては、典型的には、コージェライトや炭化ケイ素の多孔質セラミックが素材として用いられる。ＰＭフィルタ４２は、例えば、当該多孔質セラミックで形成した捕集壁中を排気ガスが通過するように入口と出口を交互に目封じしたハニカム構造を呈している。

温度センサ４３は、排気通路３０の酸化触媒４１の上流側に配設され、排気ガスの温度を検出する。酸素濃度センサ４４は、排気通路３０の酸化触媒４１の上流側に配設され、排気ガスの酸素濃度を検出する。温度センサ４３、酸素濃度センサ４４は、検出により得られたセンサ情報を、逐次、ＥＣＵ４５に送信する（図１中の点線矢印）。尚、これらのセンサは、公知の任意のセンサで実現され得る。

ＥＣＵ４５は、ＰＭフィルタ４２の再生制御を行う電子制御ユニットを含む。ＥＣＵ４５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されている。尚、ＥＣＵ４５は、車両１の各部と通信することで、これらを制御したり、これらからデータを受信したりする。又、ＥＣＵ４５は、車両１に設けられた各種センサ（ここでは、温度センサ４３及び酸素濃度センサ４４等）からセンサ情報を取得して、排気浄化装置４０や車両１の各部の状態を検出している。図１中の点線矢印は、信号経路を示す。

［ＥＣＵの構成］
ここで、図１、図２を参照して、本実施形態に係る排気浄化装置４０のＥＣＵ４５（本発明の「制御装置」に相当する）の構成の一例について、説明する。

ＥＣＵ４５は、ＰＭ堆積量推定部４５ａ、及びフィルタ再生制御部４５ｂを備えている。

ＰＭ堆積量推定部４５ａ（本発明の「微粒子状物質堆積量推定部」に相当）は、エンジン１０の運転状態の推移に基づいて、ＰＭフィルタ４２に堆積するＰＭ堆積量を推定する。具体的には、ＰＭ堆積量推定部４５ａは、通常時（強制再生時以外の場合を表す）には、エンジン１０の運転状態（例えば、燃料噴射量、エンジン回転数、エンジン負荷、及び、ＥＧＲ率等）に基づいて、単位時間当たりにエンジン１０から排出されるＰＭ量を算出する。そして、ＰＭ堆積量推定部４５ａは、単位時間当たりにエンジン１０から排出されるＰＭ量を積算することにより、ＰＭフィルタ４２に堆積するＰＭ堆積量を算出する。

又、ＰＭ堆積量推定部４５ａは、強制再生時には、エンジン１０の運転状態に基づいて（例えば、排気ガスの温度、排気ガスの酸素濃度）、単位時間当たりにＰＭフィルタ４２から燃焼除去されるＰＭ量を算出する。そして、ＰＭ堆積量推定部４５ａは、強制再生開始時にＰＭフィルタ４２に堆積していたＰＭ堆積量から、単位時間当たりに燃焼除去されるＰＭ量を減算していくことにより、現時点におけるＰＭフィルタ４２に堆積するＰＭ堆積量を算出する。

ここで、単位時間当たりにエンジン１０から排出されるＰＭ量、及び、単位時間当たりにＰＭフィルタ４２から燃焼除去されるＰＭ量は、例えば、予め実験等により求められ、エンジン１０の運転状態等と関連付けて、ＥＣＵ４５の記憶部（例えば、ＲＯＭ）等に記憶されている。

尚、ＰＭ堆積量推定部４５ａがＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積量を推定する手法は、任意であり、例えば、ＰＭフィルタ４２の前後差圧を検出する差圧センサの検出値に基づいてＰＭ堆積量を推定する手法が用いられてもよい。

フィルタ再生制御部４５ｂは、ＰＭ堆積量推定部４５ａに算出されたＰＭフィルタ４２中のＰＭ堆積量を取得し、ＰＭ堆積量が再生開始基準値（本発明の「第１基準値」）に達した場合、ＰＭフィルタ４２の強制再生を実行する。

フィルタ再生制御部４５ｂは、ＰＭフィルタ４２の強制再生を実行する際には、例えば、エンジン１０に対して制御信号を出力して、エンジン１０を強制再生運転モードで運転させることによって、ＰＭフィルタ４２の強制再生を行う。

強制再生運転モードにおいては、例えば、エンジン１０は、インジェクタから噴射する燃料噴射量を増加したり、マルチ噴射を実行したりして、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）量を増加させる。これによって、酸化触媒４１で当該ＨＣを酸化させ、酸化触媒４１でのＨＣ酸化熱を利用して、排気ガスを６００℃程度まで昇温させる。これにより、ＰＭフィルタ４２を加熱し、当該ＰＭフィルタ４２中のＰＭを、排気ガス中のＯ_２を用いて燃焼除去する。

そして、フィルタ再生制御部４５ｂは、強制再生の開始後にＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積量が再生終了基準値（本発明の「第２基準値」）まで減少した場合、強制再生を終了する。

尚、フィルタ再生制御部４５ｂは、ＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積量が再生開始基準値に達した場合、再生指令フラグをＯＮ状態として、ＰＭ堆積量が再生終了基準値まで減少するまで再生指令フラグを維持する。そのため、強制再生中に、キーオフ（即ち、エンジン１０の運転停止）された場合には、ＰＭフィルタ４２の強制再生は、一旦、中断された後に、エンジン１０が再始動した際に、再度、再開することになる。

但し、フィルタ再生制御部４５ｂは、燃費向上、排ガス低減、及びオイル希釈低減の観点から、エンジン１０の運転状態に基づいて、再生開始基準値又は再生終了基準値を設定変更する（再生開始基準値を設定変更する態様については、後述する第２の実施形態を参照）。

以下、図２を参照して、フィルタ再生制御部４５ｂにおける再生終了基準値の変更制御について説明する。

図２は、本実施形態に係るＰＭフィルタ４２におけるＰＭ堆積量の推移を簡易的に示す図である。図２において、横軸は時間を表し、縦軸はＰＭ堆積量を表している。図２では、ＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積限界（１００％）に対するＰＭ堆積量［％］を基準として、ＰＭ堆積量１００％を再生開始基準値と設定し、ＰＭ堆積量０％を再生終了基準値と設定している。

図２において、Ｔ１のタイミングは、強制再生を開始したタイミングを表し、Ｔ２のタイミングは、強制再生中に、キーオフされたタイミングを表している。図２においては、Ｔ１−Ｔ２間の時間が、フィルタ再生制御部４５ｂによって再生終了基準値の変更がなされた場合の強制再生の時間を表す。又、Ｔ１−Ｔ２’間の時間が、仮にフィルタ再生制御部４５ｂによって再生終了基準値の変更がなされなかった場合の強制再生の時間を表す（点線がキーオン後の追加再生時間を表す）。

フィルタ再生制御部４５ｂは、ＰＭフィルタ４２の強制再生を実行している際に、エンジン１０の運転状態が強制再生に適さない状態となった場合には、再生終了基準値を上昇させる。つまり、フィルタ再生制御部４５ｂは、エンジン１０の運転状態が強制再生に適さない状態となったときには、再生終了基準値を上昇させて強制再生を終了させることによって、強制再生が長期化することや、強制再生の中断と再開が繰り返されることを防止する。

「強制再生に適さない状態」とは、典型的には、排気ガスの温度が第１閾値温度（エンジン１０が低負荷運転又は無負荷運転の状態を示す基準温度であり、例えば、１００℃）以下に低下した状態、又は、排気ガスの酸素濃度が閾値濃度（低酸素濃度を示す基準濃度であり、例えば、空燃比が１４．５程度）以下に低下した状態である。

フィルタ再生制御部４５ｂは、例えば、キーオフされた場合（即ち、エンジン１０の運転状態が停止された場合）、一定時間内に一定回数以上キーオフが繰り返された場合（例えば、コンビニ配送のように、エンジン１０の運転状態の停止が頻繁な場合）、又は、強制再生を実行している際の強制再生の継続時間が第１閾値時間（強制再生が長期化していることを示す時間であり、例えば、２０分程度）以上である場合等において、強制再生に適さない状態が発生したものとして識別する。但し、これらは、一例であって、他の条件が含まれていてもよい。

尚、フィルタ再生制御部４５ｂが強制再生に適さない状態が発生したことを検出する手法は、任意であって、その他、温度センサ４３の検出値や酸素濃度センサ４４の検出値を用いてもよいし、エンジン１０の出力トルクを基準としてもよい。

一般に、強制再生時には、ＰＭフィルタ４２を高温（例えば、６００℃）まで上昇させる必要がある。そのため、強制再生時には、準備段階として、ＰＭフィルタ４２を高温まで上昇させるために、多量の燃料が必要とされる。この点、例えば、強制再生を実行している際に、キーオフが行われた場合には、ＰＭフィルタ４２の温度が低下するため、強制再生を再開するためには、キーオン後に、再度、ＰＭフィルタ４２の温度を上昇させる必要が生じる。又、エンジン１０の運転状態に起因して（例えば、低負荷運転状態）、排気ガスの温度が低下している状態のときには、ＰＭフィルタ４２の温度がＰＭ燃焼温度まで達せず、強制再生が長期化することになる。

又、ＰＭフィルタ４２におけるＰＭの燃焼効率は、ＰＭフィルタ４２に堆積するＰＭ堆積量が少なくなるにつれて、指数関数的に低くなる（即ち、ＰＭの燃焼速度が遅くなる）。従って、仮に、エンジン１０の運転状態が強制再生に適さない状態のときに、ＰＭフィルタ４２に残留するＰＭ堆積量が比較的に少なくなっているにも関わらず、ＰＭフィルタ４２に残留する僅かなＰＭを再生終了基準値まで低下させようとすると、そのために多量の燃料が必要とされることになる（図２のＴ２―Ｔ２’参照）。

フィルタ再生制御部４５ｂは、かかる観点から、ＰＭフィルタ４２の強制再生を実行している際に、エンジン１０の運転状態が強制再生に適さない状態となった場合には、再生終了基準値を上昇させる。フィルタ再生制御部４５ｂは、例えば、図２のように、再生終了基準値をＰＭ堆積量０％からＰＭ堆積量５％まで上昇させる。これによって、図２のように、Ｔ２のタイミングでキーオフされたときには、フィルタ再生制御部４５ｂは、再生指令フラグを取り下げ、強制再生を終了させる。つまり、これにより、ＰＭフィルタ４２に残留する僅かなＰＭのために、その後、キーオンされた際に、再度、ＰＭフィルタ４２の温度を上昇させて、ＰＭフィルタ４２の強制再生が実行される状態を防止する。

フィルタ再生制御部４５ｂが再生終了基準値を上昇させる度合いは、ＰＭフィルタ４２に過剰にＰＭ堆積量が残留することを抑制できれば、任意の度合いであってよいが、例えば、ＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積限界（１００％）に対するＰＭ堆積量［％］を基準として、１％〜１０％程度に設定される。尚、フィルタ再生制御部４５ｂは、再生終了基準値を上昇させた後に、当該強制再生が終了した場合には、再生終了基準値を元の値（ここでは、ＰＭ堆積量０％）に戻す。

尚、上記したＥＣＵ４５の各機能は、例えば、ＣＰＵがＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、当該機能は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア回路によっても実現できることは勿論である。

［ＥＣＵの動作］
次に、図３、図４を参照して、本実施形態に係るＥＣＵ４５の動作の一例について説明する。尚、ここでは、ＰＭフィルタ４２を強制再生するためのＥＣＵ４５の動作についてのみ説明する。

図３、図４は、本実施形態に係るＥＣＵ４５の動作を示すフローチャートである。図３、図４に示すフローチャートは、例えば、ＥＣＵ４５がコンピュータプログラムに従って、所定間隔（例えば、１００ｍｓ毎）で実行するものである。

ステップＳ１において、ＥＣＵ４５は、ＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積量が再生開始基準値まで達したか否かを判定する。ここで、ＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積量が再生開始基準値まで達している場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４５は、ステップＳ２に処理を進める。一方、ＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積量が再生開始基準値未満の場合（Ｓ１：ＮＯ）、ＥＣＵ４５は、図３の一連のフローの処理を終了する。

ステップＳ２において、ＥＣＵ４５は、エンジン１０の強制再生運転モードでの運転を開始させる。

ステップＳ３において、ＥＣＵ４５は、図４のサブルーチン処理のように、強制再生の再生終了基準値を変更するか否かの判定を行う。

強制再生の再生終了基準値を変更するか否かの判定処理においては、まず、ＥＣＵ４５は、キーオフ操作無しの状態か否かを判定する（ステップＳ３ａ）。ここで、キーオフ操作がなされていない場合（Ｓ３ａ：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４５は、ステップＳ３ｂに処理を進める。一方、キーオフ操作がなされた場合（Ｓ３ａ：ＮＯ）、ＥＣＵ４５は、ステップＳ３ｃに処理を進める。

ステップＳ３ｂにおいて、ＥＣＵ４５は、強制再生の継続時間が第１閾値時間未満か否かを判定する。ここで、強制再生の継続時間が第１閾値時間未満の場合（Ｓ３ｂ：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４５は、図４のサブルーチン処理を終了して、ステップＳ４に処理を進める。一方、強制再生の継続時間が第１閾値時間を超えている場合（Ｓ３ｂ：ＮＯ）、ＥＣＵ４５は、ステップＳ３ｃに処理を進める。

ステップＳ３ｃにおいて、ＥＣＵ４５は、再生終了基準値を初期設定の基準値から所定量だけ上昇させる。ここでは、図２に示したように、ＥＣＵ４５は、再生終了基準値を、ＰＭ堆積量０％からＰＭ堆積量５％まで上昇させる。その後、ＥＣＵ４５は、図４のサブルーチン処理を終了して、ステップＳ４に処理を進める。

ステップＳ４において、ＥＣＵ４５は、ＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積量が再生終了基準値まで低下したか否かを判定する。ここで、ＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積量が再生終了基準値まで低下している場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４５は、ステップＳ５に処理を進める。一方、ＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積量が再生終了基準値よりも大きい場合（Ｓ４：ＮＯ）、ＥＣＵ４５は、ステップＳ３に戻って、ＰＭ堆積量が再生終了基準値まで低下するまでの間、ステップＳ３及びステップＳ４の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ５において、ＥＣＵ４５は、エンジン１０の運転状態を強制再生運転モードから通常運転モードに変更する。

本実施形態に係るＥＣＵ４５は、以上のような処理によって、ＰＭフィルタ４２の強制再生を完了する。

［効果］
以上のように、本実施形態に係るＥＣＵ４５は、ＰＭフィルタ４２に堆積するＰＭ堆積量を推定するＰＭ堆積量推定部４５ａと、ＰＭ堆積量が再生開始基準値に達した場合、ＰＭフィルタ４２の強制再生を実行し、当該強制再生の開始後にＰＭ堆積量が再生終了基準値まで減少した場合、強制再生を終了するフィルタ再生制御部４５ｂと、を備え、フィルタ再生制御部４５ｂは、エンジン１０の運転状態に基づいて、再生終了基準を設定変更する。

従って、本実施形態に係るＥＣＵ４５によれば、ＰＭフィルタ４２の強制再生を実行している際に、エンジン１０の運転状態が強制再生に適さない状態（典型的には、排気ガス温度が低い、又は、排気ガス中の酸素濃度が低い）となったときには、再生終了閾値を上昇させ、強制再生の長期化を抑制することができる。又、これにより、ＰＭフィルタ４２に堆積するＰＭ堆積量がある程度まで低減されているときには、エンジン１０の運転状態が強制再生に適した状態に戻った後に、強制再生を再開することを抑制することができる。

これによって、強制再生の長期化に伴う燃費の悪化や、強制再生の中断と再開を繰り返すことに伴う燃費の悪化を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、図５〜図８を参照して、第２の実施形態に係るＥＣＵ４５の構成について説明する。

本実施形態に係るＥＣＵ４５（フィルタ再生制御部４５ｂ）は、強制再生の実行開始を待ち受けているときに、エンジン１０の運転状態が強制再生に適した状態となった場合には、再生開始基準値を低下させる点で、第１の実施形態と相違する。尚、第１の実施形態と共通する構成については、説明を省略する。

図５、図６は、本実施形態に係るフィルタ再生制御部４５ｂにおける再生開始基準値の変更制御について説明する図である。

図５は、本実施形態に係るＰＭフィルタ４２におけるＰＭ堆積量の推移を簡易的に示す図である。図５において、Ｔ１−Ｔ２間の時間が、フィルタ再生制御部４５ｂによって再生開始基準値及び再生終了基準値の変更がなされた場合の強制再生の時間を表す。Ｔ３−Ｔ４間の時間は、仮に、フィルタ再生制御部４５ｂによって再生開始基準値及び再生終了基準値の変更がなされなかった場合の強制再生の時間を表す。

エンジン１０がこのような運転状態である場合、強制再生を開始する前から、ＰＭフィルタ４２の温度は上昇した状態となっている。加えて、エンジン１０がこのような運転状態である場合、現時点の走行状態が長距離走行中であると識別でき、即ち、車両１のキーオフ（エンジン停止）がなされない強制再生に好適なタイミングであると識別できる。従って、このような運転状態のときに、再生開始基準値を規定値よりも低下させて、強制再生を実行することによって、ＰＭフィルタ４２を高温まで昇温させるための燃料を抑制でき、且つ、中断されることなく強制再生を完了させることが可能である。

図６は、本実施形態に係る強制再生の実行態様と、従来技術に係る強制再生の実行態様とを比較した図である。図６は、本実施形態に係る強制再生においては、ＰＭフィルタ４２の温度が上昇した状態で強制再生が実行されるため、強制再生の時間が短縮化され、且つ、中断されることなく強制再生が完了することを示している。

フィルタ再生制御部４５ｂが再生開始基準値を低下させる度合いは、ＰＭフィルタ４２に過剰にＰＭ堆積量が残留することを抑制できれば、任意の度合いであってよいが、典型的には、ＰＭフィルタ４２のＰＭ堆積限界（１００％）に対するＰＭ堆積量［％］を基準として、１％〜１０％程度に設定される。尚、フィルタ再生制御部４５ｂは、再生終了基準値を上昇させた後に、当該強制再生が終了した場合には、再生終了基準値を元の値（ここでは、ＰＭ堆積量０％）に戻す。

図７、図８は、第２の実施形態に係るＥＣＵ４５の動作の一例を示すフローチャートである。

図７のフローチャートは、ステップＳ１の前に（即ち、強制開始を開始する前）、再生開始基準値を変更するか否かの判定を行うステップＳＴが追加されている点でのみ、図３のフローチャートと相違する。

ステップＳＴにおいては、図８に示すように、ＥＣＵ４５は、排気ガス温度が第２閾値温度（例えば、３００℃）以上の状態が、第２閾値時間（例えば、１０分）継続しているか否かを判定する（ステップＳＴａ）。そして、当該条件が充足される場合（ステップＳＴａ：ＹＥＳ）、ＥＣＵは、再生開始基準値を低下させる（ステップＳＴｂ）。一方、当該条件が充足されない場合（ステップＳＴａ：ＮＯ）、ＥＣＵ４５は、特に処理を行うことなく、図７のフローを終了する。

以上のように、本実施形態に係るＥＣＵ４５によれば、エンジン１０の運転状態が強制再生に適した状態のときに、ＰＭフィルタ４２の強制再生を開始することができる。これによって、ＰＭフィルタ４２を昇温するための燃料量を抑制することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

上記実施形態では、フィルタ再生制御部４５ｂの一例として、ＰＭ堆積量１００％が再生開始基準値と設定され、ＰＭ堆積量０％が再生終了基準値と設定された態様を示した。しかしながら、再生開始基準値及び再生終了基準値は、任意の値に設定されてよい。又、当該再生開始基準値又は再生終了基準値は、ＰＭフィルタ４２のＰＭ捕集率を基準として設定されてもよい。

又、上記実施形態では、ＥＣＵ４５の構成の一例として、ＰＭ堆積量推定部４５ａ及びフィルタ再生制御部４５ｂの機能が一のコンピュータによって実現されるものとして記載したが、複数のコンピュータによって実現されてもよいのは勿論である。例えば、ＰＭ堆積量推定部４５ａの機能とフィルタ再生制御部４５ｂの機能は、それぞれ別個のＥＣＵに搭載されてもよい。

又、上記実施形態では、排気浄化装置４０を適用する車両１の一例として、ディーゼルエンジン車両に適用した態様ついて説明した。但し、本発明に係る排気浄化装置４０は、ガソリンンジン車両にも適用し得る。

又、上記実施形態では、内燃機関の排気浄化装置４０の一例として、車両に適用する態様を示した。しかしながら、本発明に係る排気浄化装置４０は、車両に限らず、船舶や航空機等、その他の内燃機関を備える装置にも適用し得るのは勿論である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本開示に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、ＰＭフィルタの強制再生に起因した燃費の悪化を抑制することが可能である。

１ 車両
１０ エンジン
２０ 吸気通路
２１ エアクリーナ
２２ ターボチャージャ
２３ 吸気スロットルバルブ
３０ 排気通路
３１ ＥＧＲ装置
４０ 排気浄化装置
４１ 酸化触媒
４２ ＰＭフィルタ
４３ 温度センサ
４４ 酸素濃度センサ
４５ ＥＣＵ
４５ａ ＰＭ堆積量推定部
４５ｂ フィルタ再生制御部

Claims (9)

1. 内燃機関の排気通路内に配設されたフィルタを有する排気浄化装置の制御装置であって、
   前記フィルタに堆積する微粒子状物質の堆積量を推定する微粒子状物質堆積量推定部と、
   前記堆積量が第１基準値に達した場合、前記フィルタの強制再生を実行し、当該強制再生の開始後に前記堆積量が第２基準値まで減少した場合、前記強制再生を終了するフィルタ再生制御部と、
   を備え、
   前記フィルタ再生制御部は、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記第１基準値又は前記第２基準値を設定変更する
   制御装置。
2. 前記フィルタ再生制御部は、前記強制再生を実行している際に、前記内燃機関の運転状態が前記強制再生に適さない状態となった場合には、前記第２基準値を上昇させる、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記強制再生に適さない状態は、前記内燃機関の排気ガスの温度が第１閾値温度以下に低下した状態、及び前記排気ガスの酸素濃度が閾値濃度以下に低下した状態を含む、
   請求項２に記載の制御装置。
4. 前記フィルタ再生制御部は、前記内燃機関の運転が停止した場合、前記強制再生に適さない状態が発生したものとして識別する、
   請求項２又は３に記載の制御装置。
5. 前記フィルタ再生制御部は、前記強制再生の継続時間が第１閾値時間以上継続している場合、前記強制再生に適さない状態が発生したものとして識別する、
   請求項２乃至４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記フィルタ再生制御部は、前記強制再生を実行していないときに、前記内燃機関の運転状態が前記強制再生に適した状態となった場合には、前記第１基準値を低下させる、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記強制再生に適した状態は、前記内燃機関の排気ガスの温度が第２閾値温度以上である状態が、第２閾値時間継続している場合を含む、
   請求項６に記載の制御装置。
8. 前記微粒子状物質堆積量推定部は、前記内燃機関の運転状態に基づいて、単位時間当たりに前記フィルタに堆積するＰＭ量、及び、単位時間当たりに前記フィルタで燃焼するＰＭ量を算出し、これらの積算により、現時点での前記堆積量を推定する、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制御装置を備える車両。

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