JP4092913B2 - ディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼル機関（以下、ディーゼルエンジン、又は単にエンジンともいう）の排気通路に酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst） とディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter ）とを排気上流側からこの順に介装して、排気中のパティキュレート（排気微粒子，ＰＭ：Particulate Matter）を除去する技術が知られている。
【０００３】
このような技術では、ＤＰＦによりＰＭを捕集して、捕集されたＰＭの堆積量が増大すると、ＤＰＦ内のＰＭを除去してＤＰＦの再生を図っている。
このように、ＤＰＦ内に堆積されたＰＭを燃焼させる場合には、エンジンやエンジンに付随する吸気系や排気系などを特に操作することなく、ＤＰＦの温度を一定値以上に保つことで連続的にＤＰＦにおけるＰＭを再生（燃焼）させる「連続再生」を実行する場合と、エンジン、吸気系、排気系などの機器を積極的に動作させることによりＤＰＦの温度を積極的に上昇させてＰＭを再生（燃焼）させる「強制再生」を実行する場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この「強制再生」を実行する場合、ＤＰＦの温度を上昇させるための制御の例として、「インタクーラバイパス」，「排気再循環ガス（ＥＧＲガス）増量」，「新気（フレッシュ・エア）吸入量抑制（絞り）」，「排気ガス排出量抑制（絞り）」，「燃料主噴射の後の更なる燃料噴射（ポスト噴射）」，「メインタイミング遅角（主噴射遅角）」などを実行することが考えられる。
【０００５】
例えば、「インタクーラバイパス」を実行すれば、新気がインタクーラで冷却されることなくエンジンに供給されるので、インタクーラを介した場合よりも上昇し、エンジンでの燃焼温度も上昇する。したがってこの燃焼後に排出された排気ガスの温度も上昇して、最終的にＤＰＦの温度が上昇する。
また、例えば、「フレッシュ・エア絞り」と「ＥＧＲガス増量」を組み合わせて実行すれば、供給量が絞られたフレッシュ・エアに対応した量のＥＧＲガスがエンジンに供給され、ＥＧＲガスに含まれる熱によってエンジンでの燃焼温度が上昇し、この燃焼後に排出された排気ガスの温度も上昇するのでＤＰＦにおける温度が上昇する。
【０００６】
つまり、インタクーラバイパス，ＥＧＲ装置，吸気絞り（吸気スロットル）などの排気ガス温度を調節しうる機器（排気温度調節手段）を制御することによってＤＰＦにおける温度を制御することが出来るのである。
しかし、これらの排気温度調節手段をそれぞれ個別に制御すると、燃費を悪化させることになったり、適切にＤＰＦの温度を制御できなかったりするという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、パティキュレートフィルタ又はパティキュレートフィルタ近傍の温度を適切に制御すべく各種の機器を統合的に制御することが出来るようにしたディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置では、該ディーゼル機関の吸気通路に設けられた吸気インタークーラと、該吸気通路において該吸気インタークーラをバイパスする吸気バイパス通路と、該ディーゼル機関へ供給される新気流路を該吸気インタークーラ経由とするか又は該吸気バイパス通路経由とするかを切り換える吸気インタークーラバイパスバルブと、該排気通路と該吸気通路とを接続する排気再循環通路と、該排気再循環通路に設けられたＥＧＲクーラと、該排気再循環通路において該ＥＧＲクーラをバイパスするＥＧＲクーラバイパス通路と、該ディーゼル機関へ供給される排気ガス流路を該ＥＧＲクーラ経由とするか又は該ＥＧＲクーラバイパス通路経由とするかを切り換えるＥＧＲクーラバイパスバルブと、該ディーゼル機関のシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射装置と、該パティキュレートフィルタを再生すべく該パティキュレートフィルタ又は該パティキュレートフィルタ近傍の排気ガス温度を調節可能な複数の排気温度調節手段と、排気ガス又は排気系の目標温度を設定する目標温度設定手段と、該排気ガス又は排気系の実温度を推定又は検出する実温度取得手段と、該パティキュレートフィルタ再生時に、上記実温度が上記目標温度になるように、上記目標温度と上記実温度との差に基づいて該複数の排気温度調節手段を統合的に作動させる制御手段とをそなえ、該複数の排気温度調節手段として、該吸気インタークーラバイパスバルブと、該ＥＧＲクーラバイパスバルブと、該燃料噴射装置とが設定され、該制御手段は、該パティキュレートフィルタ再生時には、該吸気インタークーラバイパスバルブ，該ＥＧＲクーラバイパスバルブ，該燃料噴射装置という順の該優先順位に基づき、該複数の排気温度調節手段を作動させることを特徴としている。
【０００９】
これにより、効率的にＤＰＦにおける温度を制御することが可能となるとともに、燃料消費率を悪化させること無く、効率的に排気ガス温度を調整し、ＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる（請求項１）。
【００１０】
また、上記実温度が、該ディーゼル機関の運転状態又は走行状態に基づいて推定されるよう構成してもよい。
これにより、温度センサによるフィードバックでは間に合わない、いわゆるオート遅れを生じさせることなく、適切に排気または排気系の温度を推定又は検出することが可能となる（請求項２）。
また、請求項３記載の本発明のディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置では、請求項１に記載の内容において、該排気通路内に設けられ該排気通路内の排気ガス流量を調節する排気絞りを有し、該複数の排気温度調節手段として、該排気絞りがさらに設定され、該制御手段は、該パティキュレートフィルタ再生時には、該吸気インタークーラバイパスバルブ，該ＥＧＲクーラバイパスバルブ，該排気絞り，該燃料噴射装置という順の該優先順位に基づき、該複数の排気温度調節手段を作動させることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図６は本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置を示すもので、図１はその装置の模式的ブロック構成図、図２〜図４はその動作を説明するためのフローチャート、図５はその作用を説明するための図、図６はＤＰＦ上流温度を推定する際に用いられる補正係数を求めるためのフィードバック動作を説明するためのフローチャートである。
【００１３】
図１に示すように、ディーゼル機関（以下、ディーゼルエンジン、又は単にエンジンと記載することがある）４０には、吸気系１００、排気系２００、エンジン４０から排出された排気ガスをエンジン４０の吸気側に戻すための排気再循環（ＥＧＲ）装置３００が設けられている。さらに、このエンジン４０にはＥＧＲ装置３００等を統合的に制御する制御手段（ＥＣＵ：Electric Controlled Unit）５０が設けられている。
【００１４】
吸気系１００は、吸気通路６１，吸気通路６１上に設けられた吸気用インタクーラ（インタクーラ）６２，吸気スロットル６３，及びコンプレッサＣから構成されている。
つまり、吸気通路６１の空気取り入れ口（吸気口）６１ａから吸入された空気（新気；フレッシュ・エア）はコンプレッサＣで加圧された後、インタクーラ６２を経由して、吸気スロットル６３によって吸入量が可変的に制限された後にエンジン４０のシリンダ４１内へ供給される。また、この吸気通路６１にはインタクーラ６２をバイパスするバイパス通路６６が設けられており、バイパス通路６６と吸気口６１との接続部には、新気流路をバイパス通路６６側またはインタクーラ６２側へ切り換えるための新気流路切換弁（インタクーラバイパスバルブ）６４が設けられている。
【００１５】
また、排気系２００は、排気通路２７、および排気通路２７内に設けられたタービンＴ，酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）２４，パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）２５，上流側温度センサ（温度センサ）２３，上流側圧力センサ２１，下流側圧力センサ２２，排気絞り（排気スロットル）２６，下流側温度センサ（温度センサ）２８から構成されている。
【００１６】
このＤＯＣ２４とＤＰＦ２５は、排気ガスの流れの上流側から見て、ＤＯＣ２４、ＤＰＦ２５の順に配設され、また、温度センサ２３，２８はＤＰＦ２５の前段と後段とにそれぞれ配設されており、また、圧力センサ２１，２２もＤＰＦ２５の前段と後段とにそれぞれ配設されている。
このＤＯＣ２４は、一般的には排気ガス中の主成分であるＮＯをＮＯ2に酸化させ、ＤＰＦ２５内でこのＮＯ2とＰＭ（Ｃ：炭素）とを反応させてＰＭを燃焼させるようになっている。
【００１７】
つまり、このＤＯＣ２４へＮＯを主成分とした排気ガスが流れ込むと、酸化触媒２４では以下の反応式（１）のような反応が促進される。
２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2・・・（１）
これは、ＤＯＣ２４の下流側に配設されているＤＰＦ２５において捕集されたＰＭを酸化（燃焼）させるために行う事前準備であり、ＮＯ2はＮＯに比べて酸化剤としての機能が高く、低い活性化エネルギでＰＭを酸化させることができるのでこのような反応をさせるのである。
【００１８】
パティキュレートフィルタ２５は排気ガス中のＰＭを捕集するものであって、上述したＤＯＣ２４の作用によりＮＯ2を比較的多く含んだ排気ガスが、ＰＭを捕集したパティキュレートフィルタ２５に流れ込むと、このパティキュレートフィルタ２５内では以下の反応式（２）又は（３）のような酸化反応が連続的に行なわれるようになっている。
２ＮＯ2＋Ｃ→２ＮＯ＋ＣＯ2・・・（２）
ＮＯ2＋Ｃ→ＮＯ＋ＣＯ・・・（３）
つまり、（２）式および（３）式は、ＤＰＦ２５に堆積したＰＭをＮＯ2により酸化（燃焼）させることにより、連続的に、ＰＭをＣＯ又はＣＯ2にしてＤＰＦ２５から除去するとともに排気ガス中のＮＯ2をＮＯに還元していることを示している。
【００１９】
一方の圧力センサ（上流側圧力センサ）２１はＤＰＦ２５よりも上流側に配設され、他方の圧力センサ（下流側圧力センサ）２２はＤＰＦ２５よりも下流側に配設されている。これらの圧力センサ２１，２２のそれぞれは排気通路２７内の気圧を測定し、測定結果をＥＣＵ５０へ出力し、この検出結果に基づきＥＣＵ５０はＤＰＦ２５内に堆積したＰＭの量を推定するようになっている。
【００２０】
温度センサ２３，２８のそれぞれは排気通路２７内の温度を測定し、その測定結果をＥＣＵ５０へ伝達するものであって、一方の温度センサ（上流側温度センサ）２３はＤＰＦ２５の上流側に配設され、また、他方の温度センサ（下流側温度センサ）２８はＤＰＦ２５の下流側に配設されている。
排気絞り２６は排気通路２７内の最下流側に設けられ、排気ガス流量を可変的に制限するものであって、この開度を変化させることによって排気ガス流量が制御され、これにより、エンジン４０へ供給される空気流量（吸気流量）が制御される。
【００２１】
また、排気再循環装置（ＥＧＲ装置）３００はエンジン４０から排出された排気ガスを再循環利用してエンジン４０の吸気として還流させる装置であって、排気再循環通路（ＥＧＲ通路）１６，ＥＧＲクーラ１４，ＥＧＲクーラバイパス通路１５，ＥＧＲバルブ１３及び、ＥＧＲ流路切換弁１２などをそなえて構成されている。また、ＥＧＲクーラバイパス通路１５はこのＥＧＲクーラ１４をバイパスする通路である。
【００２２】
ＥＧＲ通路１６はエンジン４０の排気通路２７と吸気通路６１とを接続しており、また、ＥＧＲ通路１６には排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラ１４が介装されている。また、ＥＧＲクーラバイパス通路１５は、このＥＧＲクーラ１４をバイパスする場合に用いられる通路である。
また、ＥＧＲバルブ１３はＥＧＲ通路１６内に設けられており、排気ガスを吸気側に循環させる量を制御する弁として動作するようになっている。
【００２３】
ＥＧＲバルブ１３が制御されると、エンジン４０から排出された排気ガスがエンジン４０の吸気ガスとして利用されることとなり、ＥＧＲガスに含まれた熱がエンジン４０のシリンダ４１内に流れ込んで燃焼温度は上昇する。これにより排気通路２７へ排出される排気ガスの温度も上昇するのでＤＰＦ２５における温度も上昇させることが出来る。
【００２４】
また、ＥＧＲ流路切換弁（ＥＧＲクーラバイパスバルブ）１２が、ＥＧＲ通路１６内に設けられており、このＥＧＲ流路切換弁１２によりエンジン４０から排出された排気ガスをＥＧＲクーラ１４経由で吸気側に供給するか、ＥＲＧクーラバイパス通路１５経由で吸気側に供給するかの切り換えが行われるようになっている。
【００２５】
そして、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４経由でエンジン４０の吸気側に戻すか、ＥＧＲクーラ１４をバイパスしてエンジン４０の吸気側に戻すかによって、エンジン４０における燃焼温度を変更することが可能となる。これにより、排気ガスの温度も変更することが出来、ＤＰＦ２５における温度も変更することが出来るのである。
【００２６】
ところで、図１に示すように、エンジン４０は、一般的なディーゼルエンジンであって、主に、シリンダ４１，吸気弁４４，排気弁４５，ピストン４２，燃料噴射装置（インジェクタ）４３をそなえて構成されている。
燃料噴射装置４３は、シリンダ４１内に燃料を噴射するための装置であって、その噴射タイミングはＥＣＵ５０によって制御されている。
【００２７】
また、このエンジン４０の回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサ３１及びアクセルペダルの開度を検出するためのアクセル開度センサ３２とが設けられており、これらの各センサにより検出された情報はＥＣＵ５０に伝達されるようになっている。
これらのエンジン回転速度センサ３１及びアクセル開度センサ３２からの情報は、ＤＰＦ２５の上流側の排気ガス温度（推定ＤＰＦ上流温度）を補正する際に、エンジン４０が定常運転か否かを判断するための情報となる。この動作については後述する。
【００２８】
ＥＣＵ（制御手段）５０はＤＰＦ２５の温度を変化させるべく、エンジン４０から排出される排気ガスの温度を調整することが可能な複数の排気温度調節手段（後述する）を制御するものである。
このＥＣＵ５０は入出力装置（図示略），実温度取得手段５１，記憶手段５２，目標温度設定手段５３，エンジン状態判定手段５４及びＰＭ堆積量判定手段５５をそなえて構成されている。また、これらの実温度取得手段５１，目標温度設定手段５３，エンジン状態判定手段５４及びＰＭ堆積量判定手段５５のそれぞれはソフトウェアなどによって構成され、また、記憶手段５２は、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ハードディスクなどの記憶媒体によって構成されている。
【００２９】
実温度取得手段５１は、温度センサ２３，２８のそれぞれが測定した排気通路２７内の排気ガス温度を取得し、また、それぞれ測定された排気ガス温度が所定温度以上であるか否かという判断を行うものである。
記憶手段５２は、ＥＣＵ５０による制御で用いられる種々のマップや情報を記憶するためのものである。
【００３０】
エンジン状態判定手段５４は、アクセル開度センサ３２、エンジン回転速度センサ３１などの情報に基づき、エンジンの運転状態（例えば「定常運転であるか否か」等）を判定するものである。具体的には、アクセル開度やエンジン回転速度などに関するエンジン４０の運転状態のマップを記憶手段５２に保存しておき、このマップに基づいてエンジン４０の運転状態を判定するように構成する。
【００３１】
ＰＭ堆積量判定手段５５は、ＤＰＦ２５に堆積したＰＭ量を圧力センサ２１，２２によって検出された情報に基づき推定するものである。
つまり、ＤＰＦ２５内でＰＭが堆積して目詰まりが生じると、これに起因してＤＰＦ２５の上流側と下流側との間に気圧差が生じる。そこで、このそれぞれの気圧を上流側の圧力センサ（上流側圧力センサ）２１と、下流側の圧力センサ（下流側圧力センサ）２２とによって検出するとともに、差圧（圧力差）を算出する。そして、事前に記憶手段５２に記憶しておいた圧力差とＤＰＦ２５におけるＰＭ堆積量とに関するマップに基づいてＰＭ堆積量を算出するのである。
【００３２】
目標温度設定手段５３は、ＤＰＦ２５に供給される排気ガスの目標温度（ＤＰＦ上流ＤＰＦ温度）を設定するものである。具体的には、まず、この目標温度設定手段５３は実温度取得手段５１によって取得されたＤＰＦ２５の上流排気ガス温度と下流排気ガス温度とに基づいて制御モードを選択し、そして、事前に記憶手段５２に記憶された目標ＤＰＦ温度マップから目標ＤＰＦ上流温度を設定するのである。
【００３３】
この制御モードはＤＰＦ２５の上流および下流の温度に基づいて事前に設定され、記憶手段５２に記憶されている。
また、上述の目標ＤＰＦ温度マップは、目標温度設定手段５３によって選択された制御モードと、ＰＭ堆積量判定手段５５によって算出されたＤＰＦ堆積量とに基づいたマップとなっており、制御モードマップと同様に記憶手段５２に保存されている。
【００３４】
上述のようにＥＣＵ５０は構成され、ＤＰＦ２５における温度を変化させるべく、エンジン４０から排出される排気ガス温度を調整することができる複数の排気温度調節手段（後述する）を制御するものである。
この排気温度調節手段とは、エンジン４０から排出される排気ガスの温度を変化させることが出来る機器（デバイス）であって、例えば、吸気絞り６３，排気絞り２６，燃料噴射装置４３，新気流路切換弁６４，スワールコントロールバルブ（図示せず），グロープラグ（図示せず），ＥＧＲバルブ１３，ＥＧＲ流路切換弁１２などのデバイスである。
【００３５】
つまり、吸気絞り６３の開度を制限して新気（フレッシュ・エア）の吸気抑制を実行すれば、エンジンに取り込まれるフレッシュ・エア量が抑制される。そして、ＥＧＲバルブ１３がＯｎ状態に操作されると、抑制されたフレッシュ・エア量に対応した量の循環された排気ガス（ＥＧＲガス）がエンジン４０へ供給される。ＥＧＲガスは当然にフレッシュ・エアよりも高い温度であるので、これによりシリンダ４１内における燃焼温度が上昇することで排気ガス温度も上昇し、そして、ＤＰＦ２５における温度上昇に寄与することができる。
【００３６】
また、排気絞り２６の開度を絞って排気ガスの流量を制限すると、排気通路２７内に熱がこもるようになり、その結果ＤＰＦ２５における温度も上昇するのである。
また、燃料噴射装置４３を制御してＤＰＦ２５の温度を上昇させる場合は、主噴射時期を遅角させたり、主噴射後に燃料噴射（ポスト噴射）を実行させたりすればよい。これらの制御はエンジン４０における膨張行程における爆発を任意に発生させるものであるため、爆発が運動エネルギへ十分に変換されずに熱エネルギとして排出される。つまり、排気ガスに多量の熱エネルギが含まれた状態で排出されるので排気ガス温度が上昇し、ＤＰＦ２５における温度も上昇するのである。
【００３７】
また更に、燃料の未燃成分（ＨＣ）が排出されることによって、ＤＯＣ（酸化触媒）２４においてＨＣが酸化反応を起こし、この反応による熱によってＤＰＦ２５へ供給される排気ガスの温度が上昇し、ＤＰＦ２５における温度も上昇する。
新気流路切換弁６４を制御した場合は、エンジン４０へ供給されるフレッシュ・エアに対する冷却を行うか否かの制御が行われる。つまり、フレッシュ・エアをインタクーラ６２を介してエンジン４０へ供給するか、あるいは、フレッシュ・エアをインタクーラ６２を介さずにインタクーラーバイパス通路６６を通じてエンジン４０へ供給するかの切り換え制御が行われるのである。
【００３８】
インタクーラ６２を介してエンジン４０へフレッシュ・エアが供給された場合はシリンダ４１内での燃焼温度が低くなって排気ガス温度も低下するが、インタクーラ６２をバイパスしてエンジン４０へフレッシュ・エアが供給された場合にはシリンダ４１内での燃焼温度が高くなって排気ガス温度が上昇してＤＰＦ２５における温度も上昇させることが出来るのである。
【００３９】
スワールコントロールバルブを制御した場合は、エンジン４０の吸気においてスワールをさせて吸気流を乱す、いわゆるスワールコントロールを実行することによって、スワールコントロールを実行しない場合よりも主噴射時期を更に遅らせることが出来るようになり、また、ポスト噴射量を更に増大させることが出来るので、ＤＰＦ２５の温度も上昇させることができる。
【００４０】
また、ＥＧＲバルブ１３を制御した場合は、エンジン４０へ排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を供給する量の制御が行われる。つまり、多量のＥＧＲガスをエンジン４０へ供給すれば、熱が残留しているＥＧＲガスがシリンダ４１内で燃焼することで排気温度が上昇し、ＤＰＦ２５における温度も上昇する。
更に、ＥＧＲガスをエンジン４０に供給する場合においても、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４を介してエンジン４０へ供給するか、あるいは、ＥＧＲクーラ１４をバイパスしてエンジン４０へ供給するかによって排気温度を制御することが出来る。
【００４１】
つまり、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４をバイパスしてエンジン４０に供給した場合には、ＥＧＲガスが冷却されずにエンジン４０に供給されることになるのでシリンダ４１内における燃焼温度は上昇して、排気ガス温度も上昇し、これにより、ＤＰＦ温度２５も上昇するのである。逆に、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４経由でエンジン４０に供給した場合には、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲガスが冷却された後でエンジン４０に供給されるので、シリンダ４１内における燃焼温度が低下して排気ガス温度も低下し、これによりＤＰＦ２５における温度も低下するのである。
【００４２】
そして、本発明ではＤＰＦの再生時に上記排気温度調節手段として機能する各デバイスを統合的に制御するように構成したことに特徴がある。即ち、本実施形態では、このようなＤＰＦ再生時に各デバイスの作動に優先順位を付しており、この優先順位に基づいて順次各デバイスを作動させるようになっているのである。
【００４３】
本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置は上述のように構成されるので、たとえば図２〜図４に示すようなフローチャートに基づいて制御が実行される。
まず、ＤＰＦ２５におけるＰＭの強制再生が開始されたことが条件でこのフローがスタートする。
【００４４】
次に、ステップＡ２では、ＤＰＦ２５におけるＰＭの堆積量が検出される。これはＤＰＦ２５の前段と後段にそれぞれ配設された圧力センサ２１，２２によって計測された排気通路２７内の圧力差に基づき、制御部５０のＰＭ堆積量判定手段５５がＤＰＦ２５に堆積したＰＭの量を算出するのである。
次に、ステップＡ３へ進み、このステップＡ３では、ＤＰＦ２５の前段と後段にそれぞれ配設された温度センサ２３，２８によりＤＰＦ２５に供給される直前の排気ガス温度（ＤＰＦ上流温度）及び、ＤＰＦ２５より排出された直後の排気ガス温度（ＤＰＦ下流温度）を計測し、この結果をＥＣＵ５０の実温度取得手段５１が取得する。
【００４５】
そして、ステップＡ４へ進み、このステップＡ４では、ステップＡ３において測定されたＤＰＦ下流温度が７００℃以上であるか否かが実温度取得手段５１によって判定される。ここで、ＤＰＦ下流温度が７００℃以上であるのならばステップＡ８へ進み（Ｙｅｓルート参照）、ＤＰＦ下流温度が７００℃以下なのであればステップＡ５へ進む（Ｎｏルート参照）。
【００４６】
ステップＡ５では、ＤＰＦ上流温度が２５０℃以上であるか否かが実温度取得手段５１によって判定される。ここでＤＰＦ上流温度が２５０℃以上であるのならばステップＡ７へ進み（Ｙｅｓルート参照）、ＤＰＦ上流温度が２５０℃以下なのであればステップＡ６へ進む（Ｎｏルート参照）。
そして、上述のステップＡ４及びＡ５における判定によって、ＤＰＦ２５における温度に対する制御モードが決定される。
【００４７】
つまり、ステップＡ６に進んだ場合は、モード１と判定され、ここではＤＯＣ２４を活性化させるように排気ガス温度を上昇させてその結果ＤＰＦ２５における温度を上昇させることを目的とするモードが選択されたことになる。
また、ステップＡ７に進んだ場合は、モード２と判定され、ここではＤＰＦ２５におけるＰＭを積極的に再生するような温度上昇をさせることを目的とするモードが選択されたことになる。
【００４８】
そして、ステップＡ８に進んだ場合は、モード３と判定され、ここでは排気ガス温度が既に高すぎるため、これを抑制することを目的とするモードが選択されたことになる。
ステップＡ６からＡ８のいずれにおいても、モードが選択された後はステップＡ９へ進む。
【００４９】
そして、このステップＡ９においては目標ＤＰＦ上流温度が決定される。目標ＤＰＦ上流温度とはＤＰＦ２５に供給される排気ガスの目標温度であって、これはＤＰＦ２５において堆積しているＰＭの量と、上述のモード１〜３によって定まるマップ値である。なお、このマップは目標ＤＰＦ温度マップとしてＥＣＵ５０の記憶手段５２にあらかじめ登録しておく。そして、目標ＤＰＦ上流温度が決定すると、次にステップＡ１０へ進む。
【００５０】
ステップＡ１０においては、モードの判定が行われる。つまり、モード１もしくはモード２の場合はステップＡ１２へ進み（Ｙｅｓルート参照）、モード３の場合は、ステップＡ１１へ進む（Ｎｏルート参照）。
ステップＡ１１においては、排気温度調節手段（デバイス）を何も操作しない等、ＤＰＦ温度を低下させる操作を実行してリターンする。
【００５１】
一方、ステップＡ１２においては、排気温度調節手段（デバイス）の優先順位を決定する。なお、本実施形態ではエンジン４０における燃料消費率（燃費）に着目し、燃費に影響が少ない順にデバイスの動作優先順位を設定している。例えば、第１優先順位デバイスは新気流路切換弁６４、第２優先順位デバイスはＥＧＲ流路切換弁１２、第３優先順位デバイスは排気絞り２６、第４優先順位デバイスは燃料噴射装置４３と設定する。
【００５２】
次に、図３に示すステップＡ１３へ進み、このステップＡ１３において排気温度調節手段（デバイス）を何も操作しないで一定時間（例えばｔ秒）経過した場合のＤＰＦ２５の上流における温度を推定する。（このステップＡ１３で推定されたＤＰＦ２５の上流温度を以後、第１推定ＤＰＦ上流温度と記載する。）
なお、この推定ＤＰＦ上流温度は以下のように算出することが可能である。 まず、エネルギ保存の法則により、ベース状態（安定状態）時における式（４）と、環境変化時（気温、大気圧のそれぞれが変化した場合）式（５）とをたてる。
Ｑi＋Ｇe×Ｔb＝Ｇgas×Ｔgas＋Ｅ ・・・（４）
Ｑi＋Ｇe1×Ｔb1＝Ｇgas1×Ｔgas1＋Ｅ ・・・（５）
ここで、Ｑiハ燃料熱量、Ｇe，Ｇe1は吸気ガス熱量、Ｔb，Ｔb1はサージタンク（図示略）における温度、Ｇgas，Ｇgas1は排気ガス量、Ｔgas，Ｔgas1は排気ガス温度、Ｅは仕事分や冷却損失をそれぞれ表している。
【００５３】
次に、上述の（５）式から（４）式を除算することにより、推定ＤＰＦ上流温度（Ｔgas1）が以下のように導かれる。
Ｔgas1＝｛Ｇe1×Ｔb1＋（Ｇgas×Ｔgas―Ｇe×Ｔb）｝／Ｇgas1 ・・・（６）
Ｔgas1＝｛Ｇgas×Ｔgas＋マップ値｝／（Ｇe1＋Ｇfuel） ・・・（７）
ここで、Ｇfuelは燃料量、Ｇe1はＥＧＲ量＋吸入空気量をそれぞれ表している。また、上述の（Ｇgas×Ｔgas―Ｇe×Ｔb）はベース値であるのでマップで与えられる。
【００５４】
そして、ステップＡ１４へ進み、第１ＤＰＦ上流温度偏差を算出する。この第１ＤＰＦ上流温度偏差とはステップＡ９で決定された目標ＤＰＦ上流温度からステップＡ１３で推定された第１推定ＤＰＦ上流温度を減算して求められる偏差であって、ここで求められた温度偏差が、どの程度排気ガスの温度を上昇させる必要があるかを示している。
【００５５】
次にステップＡ１５へ進み、ステップＡ１４で算出された第１ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以下であるか否かが判定される。ここで、第１ＤＰＦ上流温度偏差が負の値であればステップＡ１６へ進み（Ｎｏルート参照）、正の値であればステップＡ１７へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
ここで、ステップＡ１６へ進んだということは、第１ＤＰＦ上流温度偏差が負の値であったということであり、これはつまり、第１優先順位デバイスの操作を行わなくてもＤＰＦ２５における温度は十分に高温になることを示しており、このステップＡ１６では、第１優先順位デバイスは何も操作されずにリターンする。
【００５６】
一方、ステップＡ１７へ進んだということは、ステップＡ１５で判定された第１ＤＰＦ上流温度偏差が正の値であったということであり、これはつまり、排気ガス温度を上昇させる必要があるということである。そこで、このステップＡ１７では排気ガス温度上昇のために、ステップＡ１４で算出された第１ＤＰＦ上流温度偏差に基づき、第１優先デバイスの目標操作量を決定する。
【００５７】
つまり、このステップＡ１７においては、新気流路切換弁６４（第１優先順位デバイス）を操作することによって、フレッシュ・エアがインタクーラ６２をバイパスしてエンジン４０へ供給される場合に、この第１優先順位デバイスをどの程度操作すればどの程度のＤＰＦ上流温度を上昇させることができるかというデバイスの操作量を算出するのである。なお、本実施形態においては第１優先順位デバイスが操作量が可変ではないデバイスである新気流路切換弁６４が選択されているので、この新気流路切換弁６４はＯｎ／Ｏｆｆ（全開／全閉）の二通りの操作量しかない。なお、ここでは新気がバイパス通路６６に流れる状態にすべく新気流路切換弁６４を全開にすることをＯｎ動作とし、逆に新気がインタクーラ６２に流れる状態にすべく新気流路切換弁６４を全閉にすることをＯｆｆ動作とする。このようなＯｎ／Ｏｆｆを切り換えるデバイスが第１優先順位デバイスとして選択された場合には、このステップにおける操作量の算出が実際にはスキップされるように構成しても良い。
【００５８】
そして、ステップＡ１８へ進み、第１優先順位デバイスの限界操作量が算出される。つまり、新気流路切換弁６４切り換えてバイパスＯｎとし、フレッシュ・エアがインタクーラ１２をバイパスされた場合に、ＤＰＦ上流温度がどの程度上昇するかの見込みを算出するのである。なお、第１優先順位デバイスがＯｆｆ／Ｏｎの切換スイッチであるため、限界操作量というのは新気流路切換弁６４を切り換えて、バイパスＯｎとする状態を指す。
【００５９】
次にステップＡ１９に進み、ステップＡ１７において算出された限界操作量は目標操作量以下か否かが判定される。つまり、新気流路切換弁６４を全開になるように操作して、フレッシュ・エアがインタクーラ１２をバイパスするように制御した場合、ＤＰＦ２５の上流における排気ガス温度が目標ＤＰＦ上流温度に達するように出来るか否かを判断しているのである。
【００６０】
ここで、目標操作量が限界操作量以下であると判断された場合はステップＡ２１へ進み（Ｙｅｓルート参照）、目標操作量が限界操作量以下であると判断された場合はステップＡ２０へ進む（Ｎｏルート参照）。
ステップＡ２１においては、第１優先デバイスが目標操作量まで操作される。つまり、ステップＡ１７で決定された操作量だけ第１優先順位デバイスを操作し、エンジン４０から排出される排気ガスの温度を上昇させるのである。
【００６１】
一方、ステップＡ２０に進んだ場合は、第１優先順位デバイスが限界操作量まで操作される。つまり、新気流路切換弁６４が全開となるように操作されるのである。
次に、ステップＡ２２へ進み、このステップＡ２２において、第1優先順位デバイスを限界操作量まで動作させて一定時間（例えばｔ秒）経過した場合のＤＰＦ上流温度を推定する。（このステップＡ２２において推定されたＤＰＦ２５の上流温度を以後、第２推定ＤＰＦ上流温度と記載する。）なお、第２推定ＤＰＦ上流温度の算出は、上述したステップＡ１３において使用した計算式を用いて求めることが出来る。
【００６２】
そして、ステップＡ２３へ進み、このステップＡ２３においては、第２ＤＰＦ上流温度偏差を算出する。この第２ＤＰＦ上流温度偏差とはステップＡ９で決定された目標ＤＰＦ上流温度からステップＡ２２で推定された第２推定ＤＰＦ上流温度を減算して求められる偏差であって、つまり、ここで求められた温度偏差が、目標とするＤＰＦ上流温度に達するまでに必要な温度を示しているのである。
【００６３】
次にステップＡ２４へ進み、ステップＡ２３で算出された第２ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以下かどうかを判定する。つまり、この偏差が負の値であればステップＡ２５へ進み（Ｎｏルート参照）、第２ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以上、つまり、正の値であればステップＡ２６へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
ここで、動作フローがステップＡ２５へ進んだということは第２ＤＰＦ上流温度偏差が負の値であった場合であり、これはつまり、第２優先順位デバイスの操作を行わなくてもＤＰＦ２５における温度は十分に高温になることを示しており、このステップＡ２５では、第２優先順位デバイスは何も操作されない。
【００６４】
一方、動作フローがステップＡ２６へ進んだということは第２ＤＰＦ上流温度偏差が正の値であった場合であり、これはつまり、目標ＤＰＦ上流温度にするためには排気ガス温度を更に上昇させる必要があるということを示してしている。従ってこのステップＡ２６においては、ステップＡ２４で算出された第２ＤＰＦ上流温度偏差に基づき、第２優先順位デバイスの目標操作量を決定する。
【００６５】
ところで、上述したステップＡ１２において、第２優先順位デバイスはＥＧＲ流路切換弁１２であると定義されている。したがって、このステップＡ２６においては、ＥＧＲ流路切換弁１２を操作することによって、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ１４をバイパスしてエンジン４０へ供給されるように操作したとき、ＥＧＲクーラ弁１２をどの程度操作すればどの程度ＤＰＦ上流温度を上昇させることができるか、というデバイスの操作量を算出するのである。
【００６６】
なお、ＥＧＲクーラ弁１２のそれぞれはＯｆｆ／Ｏｎの切換弁であるため、操作量が可変ではない。この様に第２優先順位デバイスの操作量が可変でない場合には第２優先順位デバイスをＯｎとするのかＯｆｆとするのかの二通りの操作量しかないので、ＯｎかＯｆｆかの選択をすることになる。
そして、ステップＡ２６へ進み、第２優先順位デバイスの限界操作量が算出される。つまり、ＥＧＲクーラ弁１２を切り換えて、ＥＧＲクーラバイパスＯｆｆとしたときにＥＧＲガスがＥＧＲクーラ１４をバイパスして、ＤＰＦ上流温度がどの程度の上昇するかの見込みを算出するのである。なお、これらの第２優先順位デバイス（ＥＧＲクーラ弁１２）はＯｎ／Ｏｆｆの切り換えスイッチであるため、限界操作量というのは、ＥＧＲクーラ弁１２をＯｆｆ（ＥＧＲクーラバイパスＯｆｆ）とした状態が限界操作量ということになる。
【００６７】
次にステップＡ２７に進み、ステップＡ２６において算出された限界操作量は目標操作量以下か否かが判定される。つまり、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ１４をバイパスするようにＥＧＲクーラ弁１２を制御した場合、ＤＰＦ２５に供給される排気ガスの温度が目標ＤＰＦ上流温度に達するように出来るか否かを判断しているのである。
【００６８】
ここで、目標操作量は限界操作量以下であると判断された場合はステップ２９へ進み（Ｙｅｓルート参照）、目標操作量は限界操作量以下、つまり、第２優先デバイス（ＥＧＲ流路切換弁１２）を限界まで操作したとしても、更に排気ガス温度の上昇を必要とする場合はステップＡ３０へ進む（Ｎｏルート参照）。
ステップＡ２９においては、第２優先デバイスが目標操作量まで操作される。つまり、ステップＡ２６で決定された操作量だけ第２優先順位デバイスが操作されて、エンジン４０から排出される排気ガスの温度が上昇するのである。
【００６９】
次に、ステップＡ３０においては、第２優先順位デバイスが限界操作量まで操作される。つまり、ＥＧＲクーラ弁１２をＯｆｆ（ＥＧＲクーラバイパス）としてＥＧＲガスが、ＥＧＲクーラ１４を通らないように制御するのである。
そして、次に、図４に示すステップＡ３１へ進み、このステップＡ３１において、第２優先順位デバイスが限界操作量まで操作され、その後所定時間（例えばｔ秒）経過した場合のＤＰＦ上流温度を推定する。（このステップＡ３１で推定されたＤＰＦ２５の上流温度を以後、第２推定ＤＰＦ上流温度と記載する。）なお、第２推定ＤＰＦ上流温度は上述したステップＡ１３における計算式を用いて求めることが出来る。
【００７０】
そして、ステップＡ３２へ進み、ＤＰＦ上流温度偏差を算出する。このＤＰＦ上流温度偏差とはステップＡ９で決定された第３目標ＤＰＦ上流温度からステップＡ３１で推定された第３推定ＤＰＦ上流温度を減算して求められる偏差であって、つまり、ここで求められた温度偏差が、目標とするＤＰＦ上流温度に達するまでに必要な温度を示しているのである。
【００７１】
次にステップＡ３３へ進み、ステップＡ３２で算出された第３ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以下であるか否かの判定がなされる。ここで、第３ＤＰＦ上流温度偏差が負の値であればステップＡ３４へ進み（Ｎｏルート参照）、正の値であればステップＡ３５へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
ここで動作がステップＡ３４へ進んだということはＤＰＦ上流温度偏差が負の値であった場合であり、これはつまり、第３優先順位デバイスの操作を行わなくてもＤＰＦ２５における温度は十分に高温になることを示しており、この場合、第３優先順位デバイスは何も操作されない。なお、第３優先順位デバイスとは排気絞り２６であることが上述のステップＡ１２において定義されている。
【００７２】
一方、ステップＡ３５へ進んだということは第３ＤＰＦ上流温度偏差が正の値であった場合であり、これはつまり、目標ＤＰＦ上流温度にするためには排気ガス温度を更に上昇させる必要があるということを示してしている。従ってこのステップＡ３５においては、ステップＡ３３で算出された第３ＤＰＦ上流温度偏差に基づき、第３優先順位デバイスの目標操作量が決定される。つまり、このステップＡ３５においては、排気絞り２６の開度をどの程度変化させれば、どの程度ＤＰＦ上流温度を上昇させることができるかというデバイスの操作量が算出されるのである。
【００７３】
そして、ステップＡ３６へ進み、第３優先順位デバイスの限界操作量が算出される。つまり、排気絞り２６の開度を所定の限界角度まで絞るように制御した場合に、ＤＰＦ上流温度がどの程度の上昇するかという見込み温度を算出するのである。
次にステップＡ３７に進み、ステップＡ３６において算出された限界操作量が目標操作量以下か否かが判定される。つまり、排気絞り２６が所定の限界角度まで絞られる制御が実行された場合にＤＰＦ２５に供給される排気ガスの温度が目標ＤＰＦ上流温度に達するか否かを判断しているのである。
【００７４】
ここで、目標操作量が限界操作量以下であると判断された場合はステップ３８へ進み（Ｙｅｓルート参照）、目標操作量が限界操作量以上である場合、つまり、第３優先デバイス（排気絞り２６）を限界まで絞る操作をしても、更に排気ガス温度の上昇を必要とする場合はステップＡ３９へ進む（Ｎｏルート参照）。
ステップＡ３８においては、第３優先デバイスが目標操作量まで操作される。つまり、ステップＡ３５で決定された操作量だけ第３優先順位デバイスを操作し、エンジン４０から排出される排気ガスの温度を上昇させるのである。
【００７５】
一方、ステップＡ３９においては、第３優先順位デバイスが限界操作量まで操作される。つまり、排気絞り２６の開度を所定の限界角度まで絞るように制御するのである。
そして、次に、ステップＡ４０へ進み、このステップＡ４０において、第３優先順位デバイスを限界操作量まで動作させて所定時間（例えばｔ秒）経過した場合のＤＰＦ上流温度を推定する。（このステップＡ４０で推定されたＤＰＦ２５の上流温度を以後、第４推定ＤＰＦ上流温度と記載する。）なお、第４推定ＤＰＦ上流温度は上述したステップＡ１３における計算式を用いて求めることが出来る。
【００７６】
そして、ステップＡ４１へ進み、このステップＡ４１においては、第４ＤＰＦ上流温度偏差を算出する。この第４ＤＰＦ上流温度偏差とはステップＡ９で決定された目標ＤＰＦ上流温度からステップＡ４０で推定された第４推定ＤＰＦ上流温度を減算して求められる偏差であって、つまり、ここで求められた温度偏差が目標とするＤＰＦ上流温度に達するまでに必要な温度を示しているのである。
【００７７】
次にステップＡ４２へ進み、ステップＡ４１で算出された第４ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以下であるか否かが判定される。つまり、この偏差が負の値であればステップＡ４３へ進み（Ｎｏルート参照）、第４ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以上、つまり、正の値であればステップＡ４４へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
動作フローがステップＡ４３へ進んだということはＤＰＦ上流温度偏差が負の値であった場合であり、これはつまり、第４優先順位デバイスの操作を行わなくてもＤＰＦ２５における温度は十分に高温になることを示しており、この場合、第４優先順位デバイスは何も操作されない。なお、第４優先順位デバイスとは燃料噴射装置４３であることが上述したステップＡ１２において定義されている。
【００７８】
一方、動作フローがステップＡ４４へ進んだということは第４ＤＰＦ上流温度偏差が正の値であった場合であり、これはつまり、目標ＤＰＦ上流温度にするためには排気ガス温度を更に上昇させる必要があるということを示してしている。従ってこのステップＡ４４においては、ステップＡ４２で算出されたＤＰＦ上流温度偏差に基づき、第４優先順位デバイスの目標操作量が決定される。
【００７９】
つまり、このステップＡ４４においては、燃料噴射装置４３による燃料の主噴射をどの程度遅角させれば、どの程度ＤＰＦ上流温度を上昇させることができるかというデバイスの操作量を算出するのである。
同様に、燃料噴射装置４３によるポスト噴射（主噴射後の燃料噴射）量をどの程度実行すれば、どの程度ＤＰＦ上流温度を上昇させることが出来るのかというポスト噴射による燃料噴射量を算出するのである。
【００８０】
そして、ステップＡ４５へ進み、このステップＡ４５においては、第４優先順位デバイスの限界操作量が算出される。つまり、燃料噴射装置４３による燃料の主噴射を所定の限界角度まで遅らせるための制御をした場合、もしくは、ポスト噴射によって噴射される燃料量を所定の限界量まで増量させる制御をした場合に、ＤＰＦ上流温度がどの程度の上昇するかどうかの見込みを算出するのである。
【００８１】
次にステップＡ４６に進み、ステップＡ４５において算出された第4優先順位デバイスの限界操作量は目標操作量以下か否かが判定される。つまり、燃料噴射装置４３による燃料の主噴射量を所定の限界角度まで遅らせるための制御をした場合、もしくは、ポスト噴射によって噴射される燃料量を所定の限界量まで増量させる制御を実施した場合にＤＰＦ２５へ供給される排気ガスの温度が目標ＤＰＦ上流温度に達するように出来るか否かを判断しているのである。
【００８２】
ここで、目標操作量が限界操作量以下であると判断された場合はステップＡ４７へ進み（Ｙｅｓルート参照）、目標操作量が限界操作量以上、つまり、第４優先デバイス（燃料噴射装置４３）による主噴射角度を所定の限界角度まで遅角させる操作、もしくは、ポスト噴射によって噴射される燃料量を所定の限界量まで増加させても、更に排気ガス温度の上昇を必要とする場合はステップＡ４８へ進む（Ｎｏルート参照）。
【００８３】
ステップＡ４７においては、第４優先デバイスを目標操作量まで操作する。つまり、ステップＡ４４で決定された操作量だけ第４優先順位デバイスを操作し、エンジン４０から排出される排気ガスの温度を上昇させるのである。
そして、ステップＡ４８においては、第４優先順位デバイスを限界操作量まで操作する。つまり、燃料噴射装置４３による主噴射角度を所定の限界角度まで遅角させる操作、もしくは、ポスト噴射によって噴射される燃料量を所定の限界量まで増加させるように制御するのである。
【００８４】
ところで、図５には、複数の排気温度調節手段に優先順位を付しこれらの手段の組み合わせによって排気ガス温度を推定ＤＰＦ上流温度から目標ＤＰＦ上流温度へ向けて上昇させる制御特性が示されている。
例えば、目標ＤＰＦ上流温度が約５５０℃に設定され、また、推定ＤＰＦ上流温度が[Ａ]で示される温度である場合は、第１優先順位デバイスａと、第２優先順位デバイスｂと、第３優先順位デバイスｃと、第４優先順位デバイスｄとを組み合わして制御することによって、ＤＰＦに供給される排気温度を目標ＤＰＦ上流温度以上に上昇させることが示されている。
【００８５】
なお、本実施形態においては、上述のように、第１優先順位デバイスは新気流路切換弁（インタクーラバイパスバルブ）６４、第２優先順位デバイスはＥＧＲ流路切換弁（ＥＧＲクーラバイパス弁）１２、第３優先順位デバイスは排気絞り（排気スロットル）２６、第４優先順位デバイスは燃料噴射装置４３と設定されており、第３および第４優先順位デバイスである排気絞り２６と燃料噴射装置４３以外は全てＯｎ／Ｏｆｆ制御となっていることから、細かい温度設定をしていない。
【００８６】
例えば、ＤＰＦ上流温度が[Ｅ]であったとき、第１優先順位デバイスのそれぞれを最大操作量（限界操作量）まで操作しても、まだ目標ＤＰＦ上流温度に達しないと算出されるため第２優先順位デバイス（本実施例ではＥＧＲクーラバイパス）による排気ガス温度調節が行われることになるが、この場合、Ｏｎ／Ｏｆｆ制御となるため、目標ＤＰＦ上流温度である５５０℃を若干上回ることになる。
【００８７】
一方、推定ＤＰＦ上流温度が[Ａ] ，[Ｂ] ，[Ｃ] ，[Ｄ]あるいは [Ｋ]である場合は、第１優先順位デバイスと、第２優先順位デバイスと、第３優先順位デバイスを組み合わせて排気ガス温度を目標ＤＰＦ上流温度に達するように制御することが示されている。つまり、第３優先順位デバイスである排気絞り２６が可変制御することのできるデバイスであるため、排気ガス温度をちょうど目標ＤＰＦ上流温度とする制御が可能であることが示されているのである。
【００８８】
上述したように、複数の排気温度調節手段を統合制御することにより、ＤＰＦにおける温度を適切に制御することが可能となる。
また、複数の排気温度調節手段に所定の優先順位を付すことにより、より効率的にＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる。
また、ディーゼル機関の運転状態に基づいて推定することにより、温度センサによるフィードバックでは間に合わない、いわゆるオート遅れを生じることなく、的確に排気または排気系の温度を推定又は検出することが可能となる。
【００８９】
更に、上記の排気温度調節手段の作動優先順位を燃料消費率が悪化しない順番とすれば、燃料消費率を低下させること無く、効率的に排気ガス温度を上昇させて、ＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる。
なお、本発明は上述した実施態様及びその変形例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、種々変形して実施することができる。
【００９０】
例えば、上述では、操作する排気温度調節手段（デバイス）を第１優先順位デバイスから第４優先順位デバイスまで、４つ設けたが、更にその数を増やせば排気ガス温度を更に上昇させることが可能となり、これによりＤＰＦの温度も更に上昇させることが可能となる。
また、上述では、デバイスごとにＤＰＦ上流温度偏差を算出して、その算出結果に応じてデバイスを順次制御しているが、排気ガスの温度を目標ＤＰＦ上流温度とするために制御すべきデバイスを優先順位に従って選択してから、それぞれのデバイスの操作量をあらかじめ算出し、その後一括してこれら複数のデバイスを操作するようにしてもよい。
【００９１】
また、上述した第１〜第４推定ＤＰＦ上流温度は上述の式（６）もしくは式（７）で算出することが出来、算出結果は記憶手段５２にマップとして記憶させてもよい。この場合、記憶した第１〜第４推定ＤＰＦ上流温度に対する補正機能（補正係数フィードバック機能）を追加することも可能であり、この機能についての動作フローを図６に示す。
【００９２】
図６に示すフローチャートにおいては、まず、ステップＢ１においてエンジン４０が定常運転であるかが判定される。エンジン４０の運転が定常運転では無い場合にはリターンし（Ｎｏルート参照）、定常運転である場合にはステップＢ２へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
ステップＢ２では所定時間後（例えばｔ秒後）のＤＰＦ２５に供給される排気ガス温度（推定ＤＰＦ上流温度）が推定（算出）される。この推定は上述の式（６）もしくは式（７）によって求められる。
【００９３】
次に、ステップＢ３ではエンジン４０が定常運転を所定時間以上続けたか否かが判定される。この条件に合致しない判定結果であればリターンし（Ｎｏルート参照）、この条件に合致した判定結果であればステップＢ４へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
ステップＢ４では、上流側温度センサ２３によってＤＰＦ２５の直前の排気ガス温度がＤＰＦ上流計測温度として実測され、ステップＢ４へ進む。
【００９４】
そして、ステップＢ５では、ステップＢ４で実測したＤＰＦ上流計測温度から、ステップＢ２で推定した推定ＤＰＦ上流温度を減算してＤＰＦ上流温度ズレ（偏差）を算出し、ステップＢ６へ進む。
次に、ステップＢ６では、ステップＢ５で算出したＤＰＦ上流温度ズレに基づいてズレ補正値を設定し、設定したズレ補正値をメモリしてステップＢ７へ進む。
【００９５】
そして、ステップＢ７では、ステップＢ６にて算出されたズレ補正値を、記憶手段５２にマップとして記憶された推定ＤＰＦ上流温度へ乗算して補正後の推定ＤＰＦ上流温度とする。
上述のように、推定ＤＰＦ上流温度が適切に補正されることになり、所定時間後にＤＰＦ２５へ流れ込む直前の排気ガス温度（推定ＤＰＦ上流温度）を確実に推定することが可能となる。
【００９６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置によれば、ＤＰＦにおける温度を適切に制御することが可能となる。
また、吸気インタークーラバイパスバルブ，ＥＧＲクーラバイパスバルブ，燃料噴射装置という順の優先順位が付され、パティキュレートフィルタ再生時には、この優先順位に基づき、複数の排気温度調節手段として、吸気インタークーラバイパスバルブ，ＥＧＲクーラバイパスバルブ，燃料噴射装置を作動させるので、効率的にＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる。
また、この優先順位は、燃費の悪化が少ない順として設定してあるので、燃料消費率を低下させること無く、効率的に排気ガス温度を上昇させて、ＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる（請求項１）。
【００９７】
また、排気ガス又は排気系の実温度が、ディーゼル機関の運転状態又は走行状態に基づいて推定されるよう構成すれば、温度センサによるフィードバックでは間に合わない、いわゆるオート遅れを生じさせることなく、適切に排気または排気系の温度を推定又は検出することが可能となる。（請求項２）。
また、吸気インタークーラバイパスバルブ，ＥＧＲクーラバイパスバルブ，排気絞り，燃料噴射装置という順の優先順位が付され、パティキュレートフィルタ再生時には、この優先順位に基づき、複数の排気温度調節手段として、吸気インタークーラバイパスバルブ，ＥＧＲクーラバイパスバルブ，排気絞り，燃料噴射装置を作動させるので、効率的にＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる。
また、この優先順位は、燃費の悪化が少ない順として設定してあるので、燃料消費率を低下させること無く、効率的に排気ガス温度を上昇させて、ＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる（請求項３）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置の動作フローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置の動作フローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置の動作フローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置の作用を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置において、ＤＰＦ上流温度を推定する際に用いられる補正係数を求めるためのフィードバック動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２ ＥＧＲ流路切換弁（ＥＧＲクーラバイパス弁）（排気温度調節手段）
１３ ＥＧＲバルブ（排気温度調節手段）
２５ パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
２６ 排気絞り（排気スロットル）（排気温度調節手段）
２７ 排気通路
４０ ディーゼル機関（ディーゼルエンジン）（エンジン）
４３ 燃料噴射装置（インジェクタ）（排気温度調節手段）
５０ 制御手段（ＥＣＵ）
５３ 目標温度設定手段
５４ 実温度取得手段
６３ 吸気絞り（吸気スロットル）（排気温度調節手段）
６４ 新気流路切換弁（インタクーラバイパスバルブ）（排気温度調節手段）
２００ 排気系
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼル機関（以下、ディーゼルエンジン、又は単にエンジンともいう）の排気通路に酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst） とディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter ）とを排気上流側からこの順に介装して、排気中のパティキュレート（排気微粒子，ＰＭ：Particulate Matter）を除去する技術が知られている。
【０００３】
このような技術では、ＤＰＦによりＰＭを捕集して、捕集されたＰＭの堆積量が増大すると、ＤＰＦ内のＰＭを除去してＤＰＦの再生を図っている。
このように、ＤＰＦ内に堆積されたＰＭを燃焼させる場合には、エンジンやエンジンに付随する吸気系や排気系などを特に操作することなく、ＤＰＦの温度を一定値以上に保つことで連続的にＤＰＦにおけるＰＭを再生（燃焼）させる「連続再生」を実行する場合と、エンジン、吸気系、排気系などの機器を積極的に動作させることによりＤＰＦの温度を積極的に上昇させてＰＭを再生（燃焼）させる「強制再生」を実行する場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この「強制再生」を実行する場合、ＤＰＦの温度を上昇させるための制御の例として、「インタクーラバイパス」，「排気再循環ガス（ＥＧＲガス）増量」，「新気（フレッシュ・エア）吸入量抑制（絞り）」，「排気ガス排出量抑制（絞り）」，「燃料主噴射の後の更なる燃料噴射（ポスト噴射）」，「メインタイミング遅角（主噴射遅角）」などを実行することが考えられる。
【０００５】
例えば、「インタクーラバイパス」を実行すれば、新気がインタクーラで冷却されることなくエンジンに供給されるので、インタクーラを介した場合よりも上昇し、エンジンでの燃焼温度も上昇する。したがってこの燃焼後に排出された排気ガスの温度も上昇して、最終的にＤＰＦの温度が上昇する。
また、例えば、「フレッシュ・エア絞り」と「ＥＧＲガス増量」を組み合わせて実行すれば、供給量が絞られたフレッシュ・エアに対応した量のＥＧＲガスがエンジンに供給され、ＥＧＲガスに含まれる熱によってエンジンでの燃焼温度が上昇し、この燃焼後に排出された排気ガスの温度も上昇するのでＤＰＦにおける温度が上昇する。
【０００６】
つまり、インタクーラバイパス，ＥＧＲ装置，吸気絞り（吸気スロットル）などの排気ガス温度を調節しうる機器（排気温度調節手段）を制御することによってＤＰＦにおける温度を制御することが出来るのである。
しかし、これらの排気温度調節手段をそれぞれ個別に制御すると、燃費を悪化させることになったり、適切にＤＰＦの温度を制御できなかったりするという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、パティキュレートフィルタ又はパティキュレートフィルタ近傍の温度を適切に制御すべく各種の機器を統合的に制御することが出来るようにしたディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置では、該ディーゼル機関の吸気通路に設けられた吸気インタークーラと、該吸気通路において該吸気インタークーラをバイパスする吸気バイパス通路と、該ディーゼル機関へ供給される新気流路を該吸気インタークーラ経由とするか又は該吸気バイパス通路経由とするかを切り換える吸気インタークーラバイパスバルブと、該排気通路と該吸気通路とを接続する排気再循環通路と、該排気再循環通路に設けられたＥＧＲクーラと、該排気再循環通路において該ＥＧＲクーラをバイパスするＥＧＲクーラバイパス通路と、該ディーゼル機関へ供給される排気ガス流路を該ＥＧＲクーラ経由とするか又は該ＥＧＲクーラバイパス通路経由とするかを切り換えるＥＧＲクーラバイパスバルブと、該ディーゼル機関のシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射装置と、該パティキュレートフィルタを再生すべく該パティキュレートフィルタ又は該パティキュレートフィルタ近傍の排気ガス温度を調節可能な複数の排気温度調節手段と、排気ガス又は排気系の目標温度を設定する目標温度設定手段と、該排気ガス又は排気系の実温度を推定又は検出する実温度取得手段と、該パティキュレートフィルタ再生時に、上記実温度が上記目標温度になるように、上記目標温度と上記実温度との差に基づいて該複数の排気温度調節手段を統合的に作動させる制御手段とをそなえ、該複数の排気温度調節手段として、該吸気インタークーラバイパスバルブと、該ＥＧＲクーラバイパスバルブと、該燃料噴射装置とが設定され、該制御手段は、該パティキュレートフィルタ再生時には、該吸気インタークーラバイパスバルブ，該ＥＧＲクーラバイパスバルブ，該燃料噴射装置という順の該優先順位に基づき、該複数の排気温度調節手段を作動させることを特徴としている。
【０００９】
これにより、効率的にＤＰＦにおける温度を制御することが可能となるとともに、燃料消費率を悪化させること無く、効率的に排気ガス温度を調整し、ＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる（請求項１）。
【００１０】
また、上記実温度が、該ディーゼル機関の運転状態又は走行状態に基づいて推定されるよう構成してもよい。
これにより、温度センサによるフィードバックでは間に合わない、いわゆるオート遅れを生じさせることなく、適切に排気または排気系の温度を推定又は検出することが可能となる（請求項２）。
また、請求項３記載の本発明のディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置では、請求項１に記載の内容において、該排気通路内に設けられ該排気通路内の排気ガス流量を調節する排気絞りを有し、該複数の排気温度調節手段として、該排気絞りがさらに設定され、該制御手段は、該パティキュレートフィルタ再生時には、該吸気インタークーラバイパスバルブ，該ＥＧＲクーラバイパスバルブ，該排気絞り，該燃料噴射装置という順の該優先順位に基づき、該複数の排気温度調節手段を作動させることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図６は本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置を示すもので、図１はその装置の模式的ブロック構成図、図２〜図４はその動作を説明するためのフローチャート、図５はその作用を説明するための図、図６はＤＰＦ上流温度を推定する際に用いられる補正係数を求めるためのフィードバック動作を説明するためのフローチャートである。
【００１３】
図１に示すように、ディーゼル機関（以下、ディーゼルエンジン、又は単にエンジンと記載することがある）４０には、吸気系１００、排気系２００、エンジン４０から排出された排気ガスをエンジン４０の吸気側に戻すための排気再循環（ＥＧＲ）装置３００が設けられている。さらに、このエンジン４０にはＥＧＲ装置３００等を統合的に制御する制御手段（ＥＣＵ：Electric Controlled Unit）５０が設けられている。
【００１４】
吸気系１００は、吸気通路６１，吸気通路６１上に設けられた吸気用インタクーラ（インタクーラ）６２，吸気スロットル６３，及びコンプレッサＣから構成されている。
つまり、吸気通路６１の空気取り入れ口（吸気口）６１ａから吸入された空気（新気；フレッシュ・エア）はコンプレッサＣで加圧された後、インタクーラ６２を経由して、吸気スロットル６３によって吸入量が可変的に制限された後にエンジン４０のシリンダ４１内へ供給される。また、この吸気通路６１にはインタクーラ６２をバイパスするバイパス通路６６が設けられており、バイパス通路６６と吸気口６１との接続部には、新気流路をバイパス通路６６側またはインタクーラ６２側へ切り換えるための新気流路切換弁（インタクーラバイパスバルブ）６４が設けられている。
【００１５】
また、排気系２００は、排気通路２７、および排気通路２７内に設けられたタービンＴ，酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）２４，パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）２５，上流側温度センサ（温度センサ）２３，上流側圧力センサ２１，下流側圧力センサ２２，排気絞り（排気スロットル）２６，下流側温度センサ（温度センサ）２８から構成されている。
【００１６】
このＤＯＣ２４とＤＰＦ２５は、排気ガスの流れの上流側から見て、ＤＯＣ２４、ＤＰＦ２５の順に配設され、また、温度センサ２３，２８はＤＰＦ２５の前段と後段とにそれぞれ配設されており、また、圧力センサ２１，２２もＤＰＦ２５の前段と後段とにそれぞれ配設されている。
このＤＯＣ２４は、一般的には排気ガス中の主成分であるＮＯをＮＯ2に酸化させ、ＤＰＦ２５内でこのＮＯ2とＰＭ（Ｃ：炭素）とを反応させてＰＭを燃焼させるようになっている。
【００１７】
つまり、このＤＯＣ２４へＮＯを主成分とした排気ガスが流れ込むと、酸化触媒２４では以下の反応式（１）のような反応が促進される。
２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2・・・（１）
これは、ＤＯＣ２４の下流側に配設されているＤＰＦ２５において捕集されたＰＭを酸化（燃焼）させるために行う事前準備であり、ＮＯ2はＮＯに比べて酸化剤としての機能が高く、低い活性化エネルギでＰＭを酸化させることができるのでこのような反応をさせるのである。
【００１８】
パティキュレートフィルタ２５は排気ガス中のＰＭを捕集するものであって、上述したＤＯＣ２４の作用によりＮＯ2を比較的多く含んだ排気ガスが、ＰＭを捕集したパティキュレートフィルタ２５に流れ込むと、このパティキュレートフィルタ２５内では以下の反応式（２）又は（３）のような酸化反応が連続的に行なわれるようになっている。
２ＮＯ2＋Ｃ→２ＮＯ＋ＣＯ2・・・（２）
ＮＯ2＋Ｃ→ＮＯ＋ＣＯ・・・（３）
つまり、（２）式および（３）式は、ＤＰＦ２５に堆積したＰＭをＮＯ2により酸化（燃焼）させることにより、連続的に、ＰＭをＣＯ又はＣＯ2にしてＤＰＦ２５から除去するとともに排気ガス中のＮＯ2をＮＯに還元していることを示している。
【００１９】
一方の圧力センサ（上流側圧力センサ）２１はＤＰＦ２５よりも上流側に配設され、他方の圧力センサ（下流側圧力センサ）２２はＤＰＦ２５よりも下流側に配設されている。これらの圧力センサ２１，２２のそれぞれは排気通路２７内の気圧を測定し、測定結果をＥＣＵ５０へ出力し、この検出結果に基づきＥＣＵ５０はＤＰＦ２５内に堆積したＰＭの量を推定するようになっている。
【００２０】
温度センサ２３，２８のそれぞれは排気通路２７内の温度を測定し、その測定結果をＥＣＵ５０へ伝達するものであって、一方の温度センサ（上流側温度センサ）２３はＤＰＦ２５の上流側に配設され、また、他方の温度センサ（下流側温度センサ）２８はＤＰＦ２５の下流側に配設されている。
排気絞り２６は排気通路２７内の最下流側に設けられ、排気ガス流量を可変的に制限するものであって、この開度を変化させることによって排気ガス流量が制御され、これにより、エンジン４０へ供給される空気流量（吸気流量）が制御される。
【００２１】
また、排気再循環装置（ＥＧＲ装置）３００はエンジン４０から排出された排気ガスを再循環利用してエンジン４０の吸気として還流させる装置であって、排気再循環通路（ＥＧＲ通路）１６，ＥＧＲクーラ１４，ＥＧＲクーラバイパス通路１５，ＥＧＲバルブ１３及び、ＥＧＲ流路切換弁１２などをそなえて構成されている。また、ＥＧＲクーラバイパス通路１５はこのＥＧＲクーラ１４をバイパスする通路である。
【００２２】
ＥＧＲ通路１６はエンジン４０の排気通路２７と吸気通路６１とを接続しており、また、ＥＧＲ通路１６には排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラ１４が介装されている。また、ＥＧＲクーラバイパス通路１５は、このＥＧＲクーラ１４をバイパスする場合に用いられる通路である。
また、ＥＧＲバルブ１３はＥＧＲ通路１６内に設けられており、排気ガスを吸気側に循環させる量を制御する弁として動作するようになっている。
【００２３】
ＥＧＲバルブ１３が制御されると、エンジン４０から排出された排気ガスがエンジン４０の吸気ガスとして利用されることとなり、ＥＧＲガスに含まれた熱がエンジン４０のシリンダ４１内に流れ込んで燃焼温度は上昇する。これにより排気通路２７へ排出される排気ガスの温度も上昇するのでＤＰＦ２５における温度も上昇させることが出来る。
【００２４】
また、ＥＧＲ流路切換弁（ＥＧＲクーラバイパスバルブ）１２が、ＥＧＲ通路１６内に設けられており、このＥＧＲ流路切換弁１２によりエンジン４０から排出された排気ガスをＥＧＲクーラ１４経由で吸気側に供給するか、ＥＲＧクーラバイパス通路１５経由で吸気側に供給するかの切り換えが行われるようになっている。
【００２５】
そして、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４経由でエンジン４０の吸気側に戻すか、ＥＧＲクーラ１４をバイパスしてエンジン４０の吸気側に戻すかによって、エンジン４０における燃焼温度を変更することが可能となる。これにより、排気ガスの温度も変更することが出来、ＤＰＦ２５における温度も変更することが出来るのである。
【００２６】
ところで、図１に示すように、エンジン４０は、一般的なディーゼルエンジンであって、主に、シリンダ４１，吸気弁４４，排気弁４５，ピストン４２，燃料噴射装置（インジェクタ）４３をそなえて構成されている。
燃料噴射装置４３は、シリンダ４１内に燃料を噴射するための装置であって、その噴射タイミングはＥＣＵ５０によって制御されている。
【００２７】
また、このエンジン４０の回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサ３１及びアクセルペダルの開度を検出するためのアクセル開度センサ３２とが設けられており、これらの各センサにより検出された情報はＥＣＵ５０に伝達されるようになっている。
これらのエンジン回転速度センサ３１及びアクセル開度センサ３２からの情報は、ＤＰＦ２５の上流側の排気ガス温度（推定ＤＰＦ上流温度）を補正する際に、エンジン４０が定常運転か否かを判断するための情報となる。この動作については後述する。
【００２８】
ＥＣＵ（制御手段）５０はＤＰＦ２５の温度を変化させるべく、エンジン４０から排出される排気ガスの温度を調整することが可能な複数の排気温度調節手段（後述する）を制御するものである。
このＥＣＵ５０は入出力装置（図示略），実温度取得手段５１，記憶手段５２，目標温度設定手段５３，エンジン状態判定手段５４及びＰＭ堆積量判定手段５５をそなえて構成されている。また、これらの実温度取得手段５１，目標温度設定手段５３，エンジン状態判定手段５４及びＰＭ堆積量判定手段５５のそれぞれはソフトウェアなどによって構成され、また、記憶手段５２は、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ハードディスクなどの記憶媒体によって構成されている。
【００２９】
実温度取得手段５１は、温度センサ２３，２８のそれぞれが測定した排気通路２７内の排気ガス温度を取得し、また、それぞれ測定された排気ガス温度が所定温度以上であるか否かという判断を行うものである。
記憶手段５２は、ＥＣＵ５０による制御で用いられる種々のマップや情報を記憶するためのものである。
【００３０】
エンジン状態判定手段５４は、アクセル開度センサ３２、エンジン回転速度センサ３１などの情報に基づき、エンジンの運転状態（例えば「定常運転であるか否か」等）を判定するものである。具体的には、アクセル開度やエンジン回転速度などに関するエンジン４０の運転状態のマップを記憶手段５２に保存しておき、このマップに基づいてエンジン４０の運転状態を判定するように構成する。
【００３１】
ＰＭ堆積量判定手段５５は、ＤＰＦ２５に堆積したＰＭ量を圧力センサ２１，２２によって検出された情報に基づき推定するものである。
つまり、ＤＰＦ２５内でＰＭが堆積して目詰まりが生じると、これに起因してＤＰＦ２５の上流側と下流側との間に気圧差が生じる。そこで、このそれぞれの気圧を上流側の圧力センサ（上流側圧力センサ）２１と、下流側の圧力センサ（下流側圧力センサ）２２とによって検出するとともに、差圧（圧力差）を算出する。そして、事前に記憶手段５２に記憶しておいた圧力差とＤＰＦ２５におけるＰＭ堆積量とに関するマップに基づいてＰＭ堆積量を算出するのである。
【００３２】
目標温度設定手段５３は、ＤＰＦ２５に供給される排気ガスの目標温度（ＤＰＦ上流ＤＰＦ温度）を設定するものである。具体的には、まず、この目標温度設定手段５３は実温度取得手段５１によって取得されたＤＰＦ２５の上流排気ガス温度と下流排気ガス温度とに基づいて制御モードを選択し、そして、事前に記憶手段５２に記憶された目標ＤＰＦ温度マップから目標ＤＰＦ上流温度を設定するのである。
【００３３】
この制御モードはＤＰＦ２５の上流および下流の温度に基づいて事前に設定され、記憶手段５２に記憶されている。
また、上述の目標ＤＰＦ温度マップは、目標温度設定手段５３によって選択された制御モードと、ＰＭ堆積量判定手段５５によって算出されたＤＰＦ堆積量とに基づいたマップとなっており、制御モードマップと同様に記憶手段５２に保存されている。
【００３４】
上述のようにＥＣＵ５０は構成され、ＤＰＦ２５における温度を変化させるべく、エンジン４０から排出される排気ガス温度を調整することができる複数の排気温度調節手段（後述する）を制御するものである。
この排気温度調節手段とは、エンジン４０から排出される排気ガスの温度を変化させることが出来る機器（デバイス）であって、例えば、吸気絞り６３，排気絞り２６，燃料噴射装置４３，新気流路切換弁６４，スワールコントロールバルブ（図示せず），グロープラグ（図示せず），ＥＧＲバルブ１３，ＥＧＲ流路切換弁１２などのデバイスである。
【００３５】
つまり、吸気絞り６３の開度を制限して新気（フレッシュ・エア）の吸気抑制を実行すれば、エンジンに取り込まれるフレッシュ・エア量が抑制される。そして、ＥＧＲバルブ１３がＯｎ状態に操作されると、抑制されたフレッシュ・エア量に対応した量の循環された排気ガス（ＥＧＲガス）がエンジン４０へ供給される。ＥＧＲガスは当然にフレッシュ・エアよりも高い温度であるので、これによりシリンダ４１内における燃焼温度が上昇することで排気ガス温度も上昇し、そして、ＤＰＦ２５における温度上昇に寄与することができる。
【００３６】
また、排気絞り２６の開度を絞って排気ガスの流量を制限すると、排気通路２７内に熱がこもるようになり、その結果ＤＰＦ２５における温度も上昇するのである。
また、燃料噴射装置４３を制御してＤＰＦ２５の温度を上昇させる場合は、主噴射時期を遅角させたり、主噴射後に燃料噴射（ポスト噴射）を実行させたりすればよい。これらの制御はエンジン４０における膨張行程における爆発を任意に発生させるものであるため、爆発が運動エネルギへ十分に変換されずに熱エネルギとして排出される。つまり、排気ガスに多量の熱エネルギが含まれた状態で排出されるので排気ガス温度が上昇し、ＤＰＦ２５における温度も上昇するのである。
【００３７】
また更に、燃料の未燃成分（ＨＣ）が排出されることによって、ＤＯＣ（酸化触媒）２４においてＨＣが酸化反応を起こし、この反応による熱によってＤＰＦ２５へ供給される排気ガスの温度が上昇し、ＤＰＦ２５における温度も上昇する。
新気流路切換弁６４を制御した場合は、エンジン４０へ供給されるフレッシュ・エアに対する冷却を行うか否かの制御が行われる。つまり、フレッシュ・エアをインタクーラ６２を介してエンジン４０へ供給するか、あるいは、フレッシュ・エアをインタクーラ６２を介さずにインタクーラーバイパス通路６６を通じてエンジン４０へ供給するかの切り換え制御が行われるのである。
【００３８】
インタクーラ６２を介してエンジン４０へフレッシュ・エアが供給された場合はシリンダ４１内での燃焼温度が低くなって排気ガス温度も低下するが、インタクーラ６２をバイパスしてエンジン４０へフレッシュ・エアが供給された場合にはシリンダ４１内での燃焼温度が高くなって排気ガス温度が上昇してＤＰＦ２５における温度も上昇させることが出来るのである。
【００３９】
スワールコントロールバルブを制御した場合は、エンジン４０の吸気においてスワールをさせて吸気流を乱す、いわゆるスワールコントロールを実行することによって、スワールコントロールを実行しない場合よりも主噴射時期を更に遅らせることが出来るようになり、また、ポスト噴射量を更に増大させることが出来るので、ＤＰＦ２５の温度も上昇させることができる。
【００４０】
また、ＥＧＲバルブ１３を制御した場合は、エンジン４０へ排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を供給する量の制御が行われる。つまり、多量のＥＧＲガスをエンジン４０へ供給すれば、熱が残留しているＥＧＲガスがシリンダ４１内で燃焼することで排気温度が上昇し、ＤＰＦ２５における温度も上昇する。
更に、ＥＧＲガスをエンジン４０に供給する場合においても、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４を介してエンジン４０へ供給するか、あるいは、ＥＧＲクーラ１４をバイパスしてエンジン４０へ供給するかによって排気温度を制御することが出来る。
【００４１】
つまり、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４をバイパスしてエンジン４０に供給した場合には、ＥＧＲガスが冷却されずにエンジン４０に供給されることになるのでシリンダ４１内における燃焼温度は上昇して、排気ガス温度も上昇し、これにより、ＤＰＦ温度２５も上昇するのである。逆に、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４経由でエンジン４０に供給した場合には、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲガスが冷却された後でエンジン４０に供給されるので、シリンダ４１内における燃焼温度が低下して排気ガス温度も低下し、これによりＤＰＦ２５における温度も低下するのである。
【００４２】
そして、本発明ではＤＰＦの再生時に上記排気温度調節手段として機能する各デバイスを統合的に制御するように構成したことに特徴がある。即ち、本実施形態では、このようなＤＰＦ再生時に各デバイスの作動に優先順位を付しており、この優先順位に基づいて順次各デバイスを作動させるようになっているのである。
【００４３】
本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置は上述のように構成されるので、たとえば図２〜図４に示すようなフローチャートに基づいて制御が実行される。
まず、ＤＰＦ２５におけるＰＭの強制再生が開始されたことが条件でこのフローがスタートする。
【００４４】
次に、ステップＡ２では、ＤＰＦ２５におけるＰＭの堆積量が検出される。これはＤＰＦ２５の前段と後段にそれぞれ配設された圧力センサ２１，２２によって計測された排気通路２７内の圧力差に基づき、制御部５０のＰＭ堆積量判定手段５５がＤＰＦ２５に堆積したＰＭの量を算出するのである。
次に、ステップＡ３へ進み、このステップＡ３では、ＤＰＦ２５の前段と後段にそれぞれ配設された温度センサ２３，２８によりＤＰＦ２５に供給される直前の排気ガス温度（ＤＰＦ上流温度）及び、ＤＰＦ２５より排出された直後の排気ガス温度（ＤＰＦ下流温度）を計測し、この結果をＥＣＵ５０の実温度取得手段５１が取得する。
【００４５】
そして、ステップＡ４へ進み、このステップＡ４では、ステップＡ３において測定されたＤＰＦ下流温度が７００℃以上であるか否かが実温度取得手段５１によって判定される。ここで、ＤＰＦ下流温度が７００℃以上であるのならばステップＡ８へ進み（Ｙｅｓルート参照）、ＤＰＦ下流温度が７００℃以下なのであればステップＡ５へ進む（Ｎｏルート参照）。
【００４６】
ステップＡ５では、ＤＰＦ上流温度が２５０℃以上であるか否かが実温度取得手段５１によって判定される。ここでＤＰＦ上流温度が２５０℃以上であるのならばステップＡ７へ進み（Ｙｅｓルート参照）、ＤＰＦ上流温度が２５０℃以下なのであればステップＡ６へ進む（Ｎｏルート参照）。
そして、上述のステップＡ４及びＡ５における判定によって、ＤＰＦ２５における温度に対する制御モードが決定される。
【００４７】
つまり、ステップＡ６に進んだ場合は、モード１と判定され、ここではＤＯＣ２４を活性化させるように排気ガス温度を上昇させてその結果ＤＰＦ２５における温度を上昇させることを目的とするモードが選択されたことになる。
また、ステップＡ７に進んだ場合は、モード２と判定され、ここではＤＰＦ２５におけるＰＭを積極的に再生するような温度上昇をさせることを目的とするモードが選択されたことになる。
【００４８】
そして、ステップＡ８に進んだ場合は、モード３と判定され、ここでは排気ガス温度が既に高すぎるため、これを抑制することを目的とするモードが選択されたことになる。
ステップＡ６からＡ８のいずれにおいても、モードが選択された後はステップＡ９へ進む。
【００４９】
そして、このステップＡ９においては目標ＤＰＦ上流温度が決定される。目標ＤＰＦ上流温度とはＤＰＦ２５に供給される排気ガスの目標温度であって、これはＤＰＦ２５において堆積しているＰＭの量と、上述のモード１〜３によって定まるマップ値である。なお、このマップは目標ＤＰＦ温度マップとしてＥＣＵ５０の記憶手段５２にあらかじめ登録しておく。そして、目標ＤＰＦ上流温度が決定すると、次にステップＡ１０へ進む。
【００５０】
ステップＡ１０においては、モードの判定が行われる。つまり、モード１もしくはモード２の場合はステップＡ１２へ進み（Ｙｅｓルート参照）、モード３の場合は、ステップＡ１１へ進む（Ｎｏルート参照）。
ステップＡ１１においては、排気温度調節手段（デバイス）を何も操作しない等、ＤＰＦ温度を低下させる操作を実行してリターンする。
【００５１】
一方、ステップＡ１２においては、排気温度調節手段（デバイス）の優先順位を決定する。なお、本実施形態ではエンジン４０における燃料消費率（燃費）に着目し、燃費に影響が少ない順にデバイスの動作優先順位を設定している。例えば、第１優先順位デバイスは新気流路切換弁６４、第２優先順位デバイスはＥＧＲ流路切換弁１２、第３優先順位デバイスは排気絞り２６、第４優先順位デバイスは燃料噴射装置４３と設定する。
【００５２】
次に、図３に示すステップＡ１３へ進み、このステップＡ１３において排気温度調節手段（デバイス）を何も操作しないで一定時間（例えばｔ秒）経過した場合のＤＰＦ２５の上流における温度を推定する。（このステップＡ１３で推定されたＤＰＦ２５の上流温度を以後、第１推定ＤＰＦ上流温度と記載する。）
なお、この推定ＤＰＦ上流温度は以下のように算出することが可能である。 まず、エネルギ保存の法則により、ベース状態（安定状態）時における式（４）と、環境変化時（気温、大気圧のそれぞれが変化した場合）式（５）とをたてる。
Ｑi＋Ｇe×Ｔb＝Ｇgas×Ｔgas＋Ｅ ・・・（４）
Ｑi＋Ｇe1×Ｔb1＝Ｇgas1×Ｔgas1＋Ｅ ・・・（５）
ここで、Ｑiハ燃料熱量、Ｇe，Ｇe1は吸気ガス熱量、Ｔb，Ｔb1はサージタンク（図示略）における温度、Ｇgas，Ｇgas1は排気ガス量、Ｔgas，Ｔgas1は排気ガス温度、Ｅは仕事分や冷却損失をそれぞれ表している。
【００５３】
次に、上述の（５）式から（４）式を除算することにより、推定ＤＰＦ上流温度（Ｔgas1）が以下のように導かれる。
Ｔgas1＝｛Ｇe1×Ｔb1＋（Ｇgas×Ｔgas―Ｇe×Ｔb）｝／Ｇgas1 ・・・（６）
Ｔgas1＝｛Ｇgas×Ｔgas＋マップ値｝／（Ｇe1＋Ｇfuel） ・・・（７）
ここで、Ｇfuelは燃料量、Ｇe1はＥＧＲ量＋吸入空気量をそれぞれ表している。また、上述の（Ｇgas×Ｔgas―Ｇe×Ｔb）はベース値であるのでマップで与えられる。
【００５４】
そして、ステップＡ１４へ進み、第１ＤＰＦ上流温度偏差を算出する。この第１ＤＰＦ上流温度偏差とはステップＡ９で決定された目標ＤＰＦ上流温度からステップＡ１３で推定された第１推定ＤＰＦ上流温度を減算して求められる偏差であって、ここで求められた温度偏差が、どの程度排気ガスの温度を上昇させる必要があるかを示している。
【００５５】
次にステップＡ１５へ進み、ステップＡ１４で算出された第１ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以下であるか否かが判定される。ここで、第１ＤＰＦ上流温度偏差が負の値であればステップＡ１６へ進み（Ｎｏルート参照）、正の値であればステップＡ１７へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
ここで、ステップＡ１６へ進んだということは、第１ＤＰＦ上流温度偏差が負の値であったということであり、これはつまり、第１優先順位デバイスの操作を行わなくてもＤＰＦ２５における温度は十分に高温になることを示しており、このステップＡ１６では、第１優先順位デバイスは何も操作されずにリターンする。
【００５６】
一方、ステップＡ１７へ進んだということは、ステップＡ１５で判定された第１ＤＰＦ上流温度偏差が正の値であったということであり、これはつまり、排気ガス温度を上昇させる必要があるということである。そこで、このステップＡ１７では排気ガス温度上昇のために、ステップＡ１４で算出された第１ＤＰＦ上流温度偏差に基づき、第１優先デバイスの目標操作量を決定する。
【００５７】
つまり、このステップＡ１７においては、新気流路切換弁６４（第１優先順位デバイス）を操作することによって、フレッシュ・エアがインタクーラ６２をバイパスしてエンジン４０へ供給される場合に、この第１優先順位デバイスをどの程度操作すればどの程度のＤＰＦ上流温度を上昇させることができるかというデバイスの操作量を算出するのである。なお、本実施形態においては第１優先順位デバイスが操作量が可変ではないデバイスである新気流路切換弁６４が選択されているので、この新気流路切換弁６４はＯｎ／Ｏｆｆ（全開／全閉）の二通りの操作量しかない。なお、ここでは新気がバイパス通路６６に流れる状態にすべく新気流路切換弁６４を全開にすることをＯｎ動作とし、逆に新気がインタクーラ６２に流れる状態にすべく新気流路切換弁６４を全閉にすることをＯｆｆ動作とする。このようなＯｎ／Ｏｆｆを切り換えるデバイスが第１優先順位デバイスとして選択された場合には、このステップにおける操作量の算出が実際にはスキップされるように構成しても良い。
【００５８】
そして、ステップＡ１８へ進み、第１優先順位デバイスの限界操作量が算出される。つまり、新気流路切換弁６４切り換えてバイパスＯｎとし、フレッシュ・エアがインタクーラ１２をバイパスされた場合に、ＤＰＦ上流温度がどの程度上昇するかの見込みを算出するのである。なお、第１優先順位デバイスがＯｆｆ／Ｏｎの切換スイッチであるため、限界操作量というのは新気流路切換弁６４を切り換えて、バイパスＯｎとする状態を指す。
【００５９】
次にステップＡ１９に進み、ステップＡ１７において算出された限界操作量は目標操作量以下か否かが判定される。つまり、新気流路切換弁６４を全開になるように操作して、フレッシュ・エアがインタクーラ１２をバイパスするように制御した場合、ＤＰＦ２５の上流における排気ガス温度が目標ＤＰＦ上流温度に達するように出来るか否かを判断しているのである。
【００６０】
ここで、目標操作量が限界操作量以下であると判断された場合はステップＡ２１へ進み（Ｙｅｓルート参照）、目標操作量が限界操作量以下であると判断された場合はステップＡ２０へ進む（Ｎｏルート参照）。
ステップＡ２１においては、第１優先デバイスが目標操作量まで操作される。つまり、ステップＡ１７で決定された操作量だけ第１優先順位デバイスを操作し、エンジン４０から排出される排気ガスの温度を上昇させるのである。
【００６１】
一方、ステップＡ２０に進んだ場合は、第１優先順位デバイスが限界操作量まで操作される。つまり、新気流路切換弁６４が全開となるように操作されるのである。
次に、ステップＡ２２へ進み、このステップＡ２２において、第1優先順位デバイスを限界操作量まで動作させて一定時間（例えばｔ秒）経過した場合のＤＰＦ上流温度を推定する。（このステップＡ２２において推定されたＤＰＦ２５の上流温度を以後、第２推定ＤＰＦ上流温度と記載する。）なお、第２推定ＤＰＦ上流温度の算出は、上述したステップＡ１３において使用した計算式を用いて求めることが出来る。
【００６２】
そして、ステップＡ２３へ進み、このステップＡ２３においては、第２ＤＰＦ上流温度偏差を算出する。この第２ＤＰＦ上流温度偏差とはステップＡ９で決定された目標ＤＰＦ上流温度からステップＡ２２で推定された第２推定ＤＰＦ上流温度を減算して求められる偏差であって、つまり、ここで求められた温度偏差が、目標とするＤＰＦ上流温度に達するまでに必要な温度を示しているのである。
【００６３】
次にステップＡ２４へ進み、ステップＡ２３で算出された第２ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以下かどうかを判定する。つまり、この偏差が負の値であればステップＡ２５へ進み（Ｎｏルート参照）、第２ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以上、つまり、正の値であればステップＡ２６へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
ここで、動作フローがステップＡ２５へ進んだということは第２ＤＰＦ上流温度偏差が負の値であった場合であり、これはつまり、第２優先順位デバイスの操作を行わなくてもＤＰＦ２５における温度は十分に高温になることを示しており、このステップＡ２５では、第２優先順位デバイスは何も操作されない。
【００６４】
一方、動作フローがステップＡ２６へ進んだということは第２ＤＰＦ上流温度偏差が正の値であった場合であり、これはつまり、目標ＤＰＦ上流温度にするためには排気ガス温度を更に上昇させる必要があるということを示してしている。従ってこのステップＡ２６においては、ステップＡ２４で算出された第２ＤＰＦ上流温度偏差に基づき、第２優先順位デバイスの目標操作量を決定する。
【００６５】
ところで、上述したステップＡ１２において、第２優先順位デバイスはＥＧＲ流路切換弁１２であると定義されている。したがって、このステップＡ２６においては、ＥＧＲ流路切換弁１２を操作することによって、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ１４をバイパスしてエンジン４０へ供給されるように操作したとき、ＥＧＲクーラ弁１２をどの程度操作すればどの程度ＤＰＦ上流温度を上昇させることができるか、というデバイスの操作量を算出するのである。
【００６６】
なお、ＥＧＲクーラ弁１２のそれぞれはＯｆｆ／Ｏｎの切換弁であるため、操作量が可変ではない。この様に第２優先順位デバイスの操作量が可変でない場合には第２優先順位デバイスをＯｎとするのかＯｆｆとするのかの二通りの操作量しかないので、ＯｎかＯｆｆかの選択をすることになる。
そして、ステップＡ２６へ進み、第２優先順位デバイスの限界操作量が算出される。つまり、ＥＧＲクーラ弁１２を切り換えて、ＥＧＲクーラバイパスＯｆｆとしたときにＥＧＲガスがＥＧＲクーラ１４をバイパスして、ＤＰＦ上流温度がどの程度の上昇するかの見込みを算出するのである。なお、これらの第２優先順位デバイス（ＥＧＲクーラ弁１２）はＯｎ／Ｏｆｆの切り換えスイッチであるため、限界操作量というのは、ＥＧＲクーラ弁１２をＯｆｆ（ＥＧＲクーラバイパスＯｆｆ）とした状態が限界操作量ということになる。
【００６７】
次にステップＡ２７に進み、ステップＡ２６において算出された限界操作量は目標操作量以下か否かが判定される。つまり、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ１４をバイパスするようにＥＧＲクーラ弁１２を制御した場合、ＤＰＦ２５に供給される排気ガスの温度が目標ＤＰＦ上流温度に達するように出来るか否かを判断しているのである。
【００６８】
ここで、目標操作量は限界操作量以下であると判断された場合はステップ２９へ進み（Ｙｅｓルート参照）、目標操作量は限界操作量以下、つまり、第２優先デバイス（ＥＧＲ流路切換弁１２）を限界まで操作したとしても、更に排気ガス温度の上昇を必要とする場合はステップＡ３０へ進む（Ｎｏルート参照）。
ステップＡ２９においては、第２優先デバイスが目標操作量まで操作される。つまり、ステップＡ２６で決定された操作量だけ第２優先順位デバイスが操作されて、エンジン４０から排出される排気ガスの温度が上昇するのである。
【００６９】
次に、ステップＡ３０においては、第２優先順位デバイスが限界操作量まで操作される。つまり、ＥＧＲクーラ弁１２をＯｆｆ（ＥＧＲクーラバイパス）としてＥＧＲガスが、ＥＧＲクーラ１４を通らないように制御するのである。
そして、次に、図４に示すステップＡ３１へ進み、このステップＡ３１において、第２優先順位デバイスが限界操作量まで操作され、その後所定時間（例えばｔ秒）経過した場合のＤＰＦ上流温度を推定する。（このステップＡ３１で推定されたＤＰＦ２５の上流温度を以後、第２推定ＤＰＦ上流温度と記載する。）なお、第２推定ＤＰＦ上流温度は上述したステップＡ１３における計算式を用いて求めることが出来る。
【００７０】
そして、ステップＡ３２へ進み、ＤＰＦ上流温度偏差を算出する。このＤＰＦ上流温度偏差とはステップＡ９で決定された第３目標ＤＰＦ上流温度からステップＡ３１で推定された第３推定ＤＰＦ上流温度を減算して求められる偏差であって、つまり、ここで求められた温度偏差が、目標とするＤＰＦ上流温度に達するまでに必要な温度を示しているのである。
【００７１】
次にステップＡ３３へ進み、ステップＡ３２で算出された第３ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以下であるか否かの判定がなされる。ここで、第３ＤＰＦ上流温度偏差が負の値であればステップＡ３４へ進み（Ｎｏルート参照）、正の値であればステップＡ３５へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
ここで動作がステップＡ３４へ進んだということはＤＰＦ上流温度偏差が負の値であった場合であり、これはつまり、第３優先順位デバイスの操作を行わなくてもＤＰＦ２５における温度は十分に高温になることを示しており、この場合、第３優先順位デバイスは何も操作されない。なお、第３優先順位デバイスとは排気絞り２６であることが上述のステップＡ１２において定義されている。
【００７２】
一方、ステップＡ３５へ進んだということは第３ＤＰＦ上流温度偏差が正の値であった場合であり、これはつまり、目標ＤＰＦ上流温度にするためには排気ガス温度を更に上昇させる必要があるということを示してしている。従ってこのステップＡ３５においては、ステップＡ３３で算出された第３ＤＰＦ上流温度偏差に基づき、第３優先順位デバイスの目標操作量が決定される。つまり、このステップＡ３５においては、排気絞り２６の開度をどの程度変化させれば、どの程度ＤＰＦ上流温度を上昇させることができるかというデバイスの操作量が算出されるのである。
【００７３】
そして、ステップＡ３６へ進み、第３優先順位デバイスの限界操作量が算出される。つまり、排気絞り２６の開度を所定の限界角度まで絞るように制御した場合に、ＤＰＦ上流温度がどの程度の上昇するかという見込み温度を算出するのである。
次にステップＡ３７に進み、ステップＡ３６において算出された限界操作量が目標操作量以下か否かが判定される。つまり、排気絞り２６が所定の限界角度まで絞られる制御が実行された場合にＤＰＦ２５に供給される排気ガスの温度が目標ＤＰＦ上流温度に達するか否かを判断しているのである。
【００７４】
ここで、目標操作量が限界操作量以下であると判断された場合はステップ３８へ進み（Ｙｅｓルート参照）、目標操作量が限界操作量以上である場合、つまり、第３優先デバイス（排気絞り２６）を限界まで絞る操作をしても、更に排気ガス温度の上昇を必要とする場合はステップＡ３９へ進む（Ｎｏルート参照）。
ステップＡ３８においては、第３優先デバイスが目標操作量まで操作される。つまり、ステップＡ３５で決定された操作量だけ第３優先順位デバイスを操作し、エンジン４０から排出される排気ガスの温度を上昇させるのである。
【００７５】
一方、ステップＡ３９においては、第３優先順位デバイスが限界操作量まで操作される。つまり、排気絞り２６の開度を所定の限界角度まで絞るように制御するのである。
そして、次に、ステップＡ４０へ進み、このステップＡ４０において、第３優先順位デバイスを限界操作量まで動作させて所定時間（例えばｔ秒）経過した場合のＤＰＦ上流温度を推定する。（このステップＡ４０で推定されたＤＰＦ２５の上流温度を以後、第４推定ＤＰＦ上流温度と記載する。）なお、第４推定ＤＰＦ上流温度は上述したステップＡ１３における計算式を用いて求めることが出来る。
【００７６】
そして、ステップＡ４１へ進み、このステップＡ４１においては、第４ＤＰＦ上流温度偏差を算出する。この第４ＤＰＦ上流温度偏差とはステップＡ９で決定された目標ＤＰＦ上流温度からステップＡ４０で推定された第４推定ＤＰＦ上流温度を減算して求められる偏差であって、つまり、ここで求められた温度偏差が目標とするＤＰＦ上流温度に達するまでに必要な温度を示しているのである。
【００７７】
次にステップＡ４２へ進み、ステップＡ４１で算出された第４ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以下であるか否かが判定される。つまり、この偏差が負の値であればステップＡ４３へ進み（Ｎｏルート参照）、第４ＤＰＦ上流温度偏差がゼロ以上、つまり、正の値であればステップＡ４４へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
動作フローがステップＡ４３へ進んだということはＤＰＦ上流温度偏差が負の値であった場合であり、これはつまり、第４優先順位デバイスの操作を行わなくてもＤＰＦ２５における温度は十分に高温になることを示しており、この場合、第４優先順位デバイスは何も操作されない。なお、第４優先順位デバイスとは燃料噴射装置４３であることが上述したステップＡ１２において定義されている。
【００７８】
一方、動作フローがステップＡ４４へ進んだということは第４ＤＰＦ上流温度偏差が正の値であった場合であり、これはつまり、目標ＤＰＦ上流温度にするためには排気ガス温度を更に上昇させる必要があるということを示してしている。従ってこのステップＡ４４においては、ステップＡ４２で算出されたＤＰＦ上流温度偏差に基づき、第４優先順位デバイスの目標操作量が決定される。
【００７９】
つまり、このステップＡ４４においては、燃料噴射装置４３による燃料の主噴射をどの程度遅角させれば、どの程度ＤＰＦ上流温度を上昇させることができるかというデバイスの操作量を算出するのである。
同様に、燃料噴射装置４３によるポスト噴射（主噴射後の燃料噴射）量をどの程度実行すれば、どの程度ＤＰＦ上流温度を上昇させることが出来るのかというポスト噴射による燃料噴射量を算出するのである。
【００８０】
そして、ステップＡ４５へ進み、このステップＡ４５においては、第４優先順位デバイスの限界操作量が算出される。つまり、燃料噴射装置４３による燃料の主噴射を所定の限界角度まで遅らせるための制御をした場合、もしくは、ポスト噴射によって噴射される燃料量を所定の限界量まで増量させる制御をした場合に、ＤＰＦ上流温度がどの程度の上昇するかどうかの見込みを算出するのである。
【００８１】
次にステップＡ４６に進み、ステップＡ４５において算出された第4優先順位デバイスの限界操作量は目標操作量以下か否かが判定される。つまり、燃料噴射装置４３による燃料の主噴射量を所定の限界角度まで遅らせるための制御をした場合、もしくは、ポスト噴射によって噴射される燃料量を所定の限界量まで増量させる制御を実施した場合にＤＰＦ２５へ供給される排気ガスの温度が目標ＤＰＦ上流温度に達するように出来るか否かを判断しているのである。
【００８２】
ここで、目標操作量が限界操作量以下であると判断された場合はステップＡ４７へ進み（Ｙｅｓルート参照）、目標操作量が限界操作量以上、つまり、第４優先デバイス（燃料噴射装置４３）による主噴射角度を所定の限界角度まで遅角させる操作、もしくは、ポスト噴射によって噴射される燃料量を所定の限界量まで増加させても、更に排気ガス温度の上昇を必要とする場合はステップＡ４８へ進む（Ｎｏルート参照）。
【００８３】
ステップＡ４７においては、第４優先デバイスを目標操作量まで操作する。つまり、ステップＡ４４で決定された操作量だけ第４優先順位デバイスを操作し、エンジン４０から排出される排気ガスの温度を上昇させるのである。
そして、ステップＡ４８においては、第４優先順位デバイスを限界操作量まで操作する。つまり、燃料噴射装置４３による主噴射角度を所定の限界角度まで遅角させる操作、もしくは、ポスト噴射によって噴射される燃料量を所定の限界量まで増加させるように制御するのである。
【００８４】
ところで、図５には、複数の排気温度調節手段に優先順位を付しこれらの手段の組み合わせによって排気ガス温度を推定ＤＰＦ上流温度から目標ＤＰＦ上流温度へ向けて上昇させる制御特性が示されている。
例えば、目標ＤＰＦ上流温度が約５５０℃に設定され、また、推定ＤＰＦ上流温度が[Ａ]で示される温度である場合は、第１優先順位デバイスａと、第２優先順位デバイスｂと、第３優先順位デバイスｃと、第４優先順位デバイスｄとを組み合わして制御することによって、ＤＰＦに供給される排気温度を目標ＤＰＦ上流温度以上に上昇させることが示されている。
【００８５】
なお、本実施形態においては、上述のように、第１優先順位デバイスは新気流路切換弁（インタクーラバイパスバルブ）６４、第２優先順位デバイスはＥＧＲ流路切換弁（ＥＧＲクーラバイパス弁）１２、第３優先順位デバイスは排気絞り（排気スロットル）２６、第４優先順位デバイスは燃料噴射装置４３と設定されており、第３および第４優先順位デバイスである排気絞り２６と燃料噴射装置４３以外は全てＯｎ／Ｏｆｆ制御となっていることから、細かい温度設定をしていない。
【００８６】
例えば、ＤＰＦ上流温度が[Ｅ]であったとき、第１優先順位デバイスのそれぞれを最大操作量（限界操作量）まで操作しても、まだ目標ＤＰＦ上流温度に達しないと算出されるため第２優先順位デバイス（本実施例ではＥＧＲクーラバイパス）による排気ガス温度調節が行われることになるが、この場合、Ｏｎ／Ｏｆｆ制御となるため、目標ＤＰＦ上流温度である５５０℃を若干上回ることになる。
【００８７】
一方、推定ＤＰＦ上流温度が[Ａ] ，[Ｂ] ，[Ｃ] ，[Ｄ]あるいは [Ｋ]である場合は、第１優先順位デバイスと、第２優先順位デバイスと、第３優先順位デバイスを組み合わせて排気ガス温度を目標ＤＰＦ上流温度に達するように制御することが示されている。つまり、第３優先順位デバイスである排気絞り２６が可変制御することのできるデバイスであるため、排気ガス温度をちょうど目標ＤＰＦ上流温度とする制御が可能であることが示されているのである。
【００８８】
上述したように、複数の排気温度調節手段を統合制御することにより、ＤＰＦにおける温度を適切に制御することが可能となる。
また、複数の排気温度調節手段に所定の優先順位を付すことにより、より効率的にＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる。
また、ディーゼル機関の運転状態に基づいて推定することにより、温度センサによるフィードバックでは間に合わない、いわゆるオート遅れを生じることなく、的確に排気または排気系の温度を推定又は検出することが可能となる。
【００８９】
更に、上記の排気温度調節手段の作動優先順位を燃料消費率が悪化しない順番とすれば、燃料消費率を低下させること無く、効率的に排気ガス温度を上昇させて、ＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる。
なお、本発明は上述した実施態様及びその変形例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、種々変形して実施することができる。
【００９０】
例えば、上述では、操作する排気温度調節手段（デバイス）を第１優先順位デバイスから第４優先順位デバイスまで、４つ設けたが、更にその数を増やせば排気ガス温度を更に上昇させることが可能となり、これによりＤＰＦの温度も更に上昇させることが可能となる。
また、上述では、デバイスごとにＤＰＦ上流温度偏差を算出して、その算出結果に応じてデバイスを順次制御しているが、排気ガスの温度を目標ＤＰＦ上流温度とするために制御すべきデバイスを優先順位に従って選択してから、それぞれのデバイスの操作量をあらかじめ算出し、その後一括してこれら複数のデバイスを操作するようにしてもよい。
【００９１】
また、上述した第１〜第４推定ＤＰＦ上流温度は上述の式（６）もしくは式（７）で算出することが出来、算出結果は記憶手段５２にマップとして記憶させてもよい。この場合、記憶した第１〜第４推定ＤＰＦ上流温度に対する補正機能（補正係数フィードバック機能）を追加することも可能であり、この機能についての動作フローを図６に示す。
【００９２】
図６に示すフローチャートにおいては、まず、ステップＢ１においてエンジン４０が定常運転であるかが判定される。エンジン４０の運転が定常運転では無い場合にはリターンし（Ｎｏルート参照）、定常運転である場合にはステップＢ２へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
ステップＢ２では所定時間後（例えばｔ秒後）のＤＰＦ２５に供給される排気ガス温度（推定ＤＰＦ上流温度）が推定（算出）される。この推定は上述の式（６）もしくは式（７）によって求められる。
【００９３】
次に、ステップＢ３ではエンジン４０が定常運転を所定時間以上続けたか否かが判定される。この条件に合致しない判定結果であればリターンし（Ｎｏルート参照）、この条件に合致した判定結果であればステップＢ４へ進む（Ｙｅｓルート参照）。
ステップＢ４では、上流側温度センサ２３によってＤＰＦ２５の直前の排気ガス温度がＤＰＦ上流計測温度として実測され、ステップＢ４へ進む。
【００９４】
そして、ステップＢ５では、ステップＢ４で実測したＤＰＦ上流計測温度から、ステップＢ２で推定した推定ＤＰＦ上流温度を減算してＤＰＦ上流温度ズレ（偏差）を算出し、ステップＢ６へ進む。
次に、ステップＢ６では、ステップＢ５で算出したＤＰＦ上流温度ズレに基づいてズレ補正値を設定し、設定したズレ補正値をメモリしてステップＢ７へ進む。
【００９５】
そして、ステップＢ７では、ステップＢ６にて算出されたズレ補正値を、記憶手段５２にマップとして記憶された推定ＤＰＦ上流温度へ乗算して補正後の推定ＤＰＦ上流温度とする。
上述のように、推定ＤＰＦ上流温度が適切に補正されることになり、所定時間後にＤＰＦ２５へ流れ込む直前の排気ガス温度（推定ＤＰＦ上流温度）を確実に推定することが可能となる。
【００９６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置によれば、ＤＰＦにおける温度を適切に制御することが可能となる。
また、吸気インタークーラバイパスバルブ，ＥＧＲクーラバイパスバルブ，燃料噴射装置という順の優先順位が付され、パティキュレートフィルタ再生時には、この優先順位に基づき、複数の排気温度調節手段として、吸気インタークーラバイパスバルブ，ＥＧＲクーラバイパスバルブ，燃料噴射装置を作動させるので、効率的にＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる。
また、この優先順位は、燃費の悪化が少ない順として設定してあるので、燃料消費率を低下させること無く、効率的に排気ガス温度を上昇させて、ＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる（請求項１）。
【００９７】
また、排気ガス又は排気系の実温度が、ディーゼル機関の運転状態又は走行状態に基づいて推定されるよう構成すれば、温度センサによるフィードバックでは間に合わない、いわゆるオート遅れを生じさせることなく、適切に排気または排気系の温度を推定又は検出することが可能となる。（請求項２）。
また、吸気インタークーラバイパスバルブ，ＥＧＲクーラバイパスバルブ，排気絞り，燃料噴射装置という順の優先順位が付され、パティキュレートフィルタ再生時には、この優先順位に基づき、複数の排気温度調節手段として、吸気インタークーラバイパスバルブ，ＥＧＲクーラバイパスバルブ，排気絞り，燃料噴射装置を作動させるので、効率的にＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる。
また、この優先順位は、燃費の悪化が少ない順として設定してあるので、燃料消費率を低下させること無く、効率的に排気ガス温度を上昇させて、ＤＰＦにおける温度を制御することが可能となる（請求項３）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置の動作フローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置の動作フローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置の動作フローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置の作用を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態としてのディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置において、ＤＰＦ上流温度を推定する際に用いられる補正係数を求めるためのフィードバック動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２ ＥＧＲ流路切換弁（ＥＧＲクーラバイパス弁）（排気温度調節手段）
１３ ＥＧＲバルブ（排気温度調節手段）
２５ パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
２６ 排気絞り（排気スロットル）（排気温度調節手段）
２７ 排気通路
４０ ディーゼル機関（ディーゼルエンジン）（エンジン）
４３ 燃料噴射装置（インジェクタ）（排気温度調節手段）
５０ 制御手段（ＥＣＵ）
５３ 目標温度設定手段
５４ 実温度取得手段
６３ 吸気絞り（吸気スロットル）（排気温度調節手段）
６４ 新気流路切換弁（インタクーラバイパスバルブ）（排気温度調節手段）
２００ 排気系
Claims (3)
- ディーゼル機関の排気通路に介装されたパティキュレートフィルタと、
該ディーゼル機関の吸気通路に設けられた吸気インタークーラと、
該吸気通路において該吸気インタークーラをバイパスする吸気バイパス通路と、
該ディーゼル機関へ供給される新気流路を該吸気インタークーラ経由とするか又は該吸気バイパス通路経由とするかを切り換える吸気インタークーラバイパスバルブと、
該排気通路と該吸気通路とを接続する排気再循環通路と、
該排気再循環通路に設けられたＥＧＲクーラと、
該排気再循環通路において該ＥＧＲクーラをバイパスするＥＧＲクーラバイパス通路と、
該ディーゼル機関へ供給される排気ガス流路を該ＥＧＲクーラ経由とするか又は該ＥＧＲクーラバイパス通路経由とするかを切り換えるＥＧＲクーラバイパスバルブと、
該ディーゼル機関のシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射装置と、
該パティキュレートフィルタを再生すべく該パティキュレートフィルタ又は該パティキュレートフィルタ近傍の排気ガス温度を調節可能な複数の排気温度調節手段と、
排気ガス又は排気系の目標温度を設定する目標温度設定手段と、
該排気ガス又は排気系の実温度を推定又は検出する実温度取得手段と、
該パティキュレートフィルタ再生時に、上記実温度が上記目標温度になるように、上記目標温度と上記実温度との差に基づいて該複数の排気温度調節手段を統合的に作動させる制御手段とをそなえ、
該複数の排気温度調節手段として、
該吸気インタークーラバイパスバルブと、該ＥＧＲクーラバイパスバルブと、該燃料噴射装置とが設定され、
該制御手段は、
該パティキュレートフィルタ再生時には、該吸気インタークーラバイパスバルブ，該ＥＧＲクーラバイパスバルブ，該燃料噴射装置という順の該優先順位に基づき、該複数の排気温度調節手段を作動させる
ことを特徴とする、ディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置。 - 上記実温度が、該ディーゼル機関の運転状態又は走行状態に基づいて推定される
ことを特徴とする、請求項１記載のディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置。 - 該排気通路内に設けられ該排気通路内の排気ガス流量を調節する排気絞りを有し、
該複数の排気温度調節手段として、該排気絞りがさらに設定され、
該制御手段は、
該パティキュレートフィルタ再生時には、該吸気インタークーラバイパスバルブ，該ＥＧＲクーラバイパスバルブ，該排気絞り，該燃料噴射装置という順の該優先順位に基づき、該複数の排気温度調節手段を作動させる
ことを特徴とする、請求項１記載のディーゼル機関の排気浄化装置用統合制御装置。
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