JP4642546B2

JP4642546B2 - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP4642546B2
Application number: JP2005140568A
Authority: JP
Inventors: 勲千葉; 龍司松門
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2025-05-13
Also published as: EP1722087A2; JP2006316710A; EP1722087A3; EP1722087B1; US7611567B2; US20060254262A1

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、特に内燃機関の排気中のパティキュレート（粒子状物質）を捕集するパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）を有するものに関する。

ディーゼル内燃機関の排気系に排気中のパティキュレートを捕集するＤＰＦを設け、パティキュレートの排出量を低減する技術は広く用いられている。ＤＰＦが捕集しうるパティキュレート量には限界があるため、ＤＰＦに堆積したパティキュレートは燃焼させる再生処理が適時実行される。この再生処理は、例えば排気行程中での燃料噴射（以下「ポスト噴射」という）を実行して、ＤＰＦの上流側に設けられる触媒コンバータに未燃燃料を供給し、触媒コンバータで燃料を燃焼させて排気温を上昇させることにより行われる。

ポスト噴射を実行すると、気筒内の潤滑油が徐々に希釈化されることが確認されている。この潤滑油希釈化が進行すると、内燃機関の正常な運転ができなくなるため、潤滑油希釈化が過度に進行しないようにする必要がある。
特許文献１には、ガソリン内燃機関において、気筒内に燃料噴射を行う場合において、潤滑油希釈化を抑制する技術が示されている。

特開２００３−３２２０４４号公報

上記特許文献１に示された手法によれば、潤滑油希釈化が進行し易い機関の冷間始動時において、希釈カウンタがカウントアップされ、希釈カウンタの値が所定値以上となると、燃料噴射時期が進角側に変更される。

しかしながら、ディーゼル内燃機関に装着されるＤＰＦの再生処理において、ポスト噴射の実行時期を著しく進角させると、ポスト噴射された燃料が気筒内で燃焼して、運転者が意図しない出力トルクの増加を招く。また、進角量が小さい場合には、潤滑油希釈化を抑制するための有効な手段とはなり得ない。

本発明はこの点に着目してなされたものであり、ＤＰＦの再生処理におけるポスト噴射を適切に実行し、潤滑油希釈化を抑制することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（１）の排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ（１２）を備える内燃機関の排気浄化装置において、前記パティキュレートフィルタ（１２）に捕集されたパティキュレートを、燃料のポスト噴射を行うことにより燃焼させる再生処理を実行する再生手段と、前記ポスト噴射で噴射される燃料量（ＱＰＯＳＴ）に応じて、前記再生手段による再生処理を抑制する制御手段と、前記機関により駆動される車両の走行距離（ＤＩＳＴ）を算出する走行距離算出手段とを備え、前記制御手段は、前記再生処理の抑制を開始した時点からの前記走行距離（ＤＩＳＴ）に応じて、前記再生処理の再開時期を判定し、該判定した再開時期に前記再生処理を再開することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、内燃機関（１）の排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ（１２）を備える内燃機関の排気浄化装置において、前記パティキュレートフィルタ（１２）に捕集されたパティキュレートを、燃料のポスト噴射を行うことにより燃焼させる再生処理を実行する再生手段と、前記ポスト噴射で噴射される燃料量（ＱＰＯＳＴ）に応じて、前記再生手段による再生処理を抑制する制御手段と、前記機関により駆動される車両の走行距離（ＤＩＳＴ）を算出する走行距離算出手段とを備え、前記制御手段は、前記ポスト噴射される燃料量の積算値（ＩＱＰＯＳＴ）を算出し、該積算値（ＩＱＰＯＳＴ）が上限閾値（ＩＱＰＬＨ）以上となったとき、前記再生処理を抑制し、前記再生処理が完了した時点からの前記走行距離（ＤＩＳＴ）に応じて、前記上限閾値（ＩＱＰＬＨ）を設定することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記制御手段は、前記再生処理の完了時点より前記再生手段による再生処理を抑制し、前記上限閾値（ＩＱＰＬＨ）が第１再開判定閾値（ＩＱＲＳＴ１）以上となったとき、前記再生処理を許可することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記制御手段は、前記再生処理が完了したとき、前記積算値（ＩＱＰＯＳＴ）及び前記上限閾値（ＩＱＰＬＨ）をリセットすることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、内燃機関（１）の排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ（１２）を備える内燃機関の排気浄化装置において、前記パティキュレートフィルタ（１２）に捕集されたパティキュレートを、燃料のポスト噴射を行うことにより燃焼させる再生処理を実行する再生手段と、前記ポスト噴射で噴射される燃料量（ＱＰＯＳＴ）に応じて、前記再生手段による再生処理を抑制する制御手段と、前記機関により駆動される車両の走行距離（ＤＩＳＴ）を算出する走行距離算出手段とを備え、前記制御手段は、前記再生処理の完了時点からの前記走行距離（ＤＩＳＴ）に応じて、上限閾値（ＩＱＰＬＨ）を設定し、前記再生処理の完了時点より前記再生手段による再生処理を抑制し、前記上限閾値（ＩＱＰＬＨ）が第１再開判定閾値（ＩＱＲＳＴ１）以上となったとき、前記再生処理を許可し、前記再生処理中において前記ポスト噴射燃料量の積算値（ＩＱＰＯＳＴ）が前記上限閾値（ＩＱＰＬＨ）に達したとき、前記再生処理を抑制し、前記積算値（ＩＱＰＯＳＴ）と前記上限閾値（ＩＱＰＬＨ）との差が、第２再開判定閾値（ＩＱＲＳＴ２）に達したとき、前記再生処理を再開し、前記第２再開判定閾値（ＩＱＲＳＴ２）は、前記第１再開判定閾値（ＩＱＲＳＴ１）より小さな値に設定されることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、内燃機関（１）の排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ（１２）を備える内燃機関の排気浄化装置において、前記パティキュレートフィルタ（１２）に捕集されたパティキュレートを、燃料のポスト噴射を行うことにより燃焼させる再生処理を実行する再生手段と、前記ポスト噴射で噴射される燃料量（ＱＰＯＳＴ）に応じて、前記再生手段による再生処理を抑制する制御手段と、前記パティキュレートフィルタ（１２）に捕集されたパティキュレート量（ＧＰＭ）を算出するパティキュレート量算出手段と、前記パティキュレート量（ＧＰＭ）が所定量（ＧＰＭＬ２）以上であるとき、警告灯を点滅させる警告灯点滅手段とを備え、該警告灯点滅手段は、前記パティキュレート量（ＧＰＭ）が前記所定量（ＧＰＭＬ２）以上であっても、前記制御手段により前記再生処理が抑制されているときは、前記警告灯を点滅させないことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートを燃料のポスト噴射を行うことにより燃焼させる再生処理が、ポスト噴射で噴射される燃料量に応じて抑制される。したがって、ポスト噴射された燃料量が大きくなったとき、再生処理、すなわちポスト噴射の実行を抑制することにより、ポスト噴射された燃料による潤滑油希釈化を抑制することができる。また、再生処理の抑制を開始した時点からの車両走行距離に応じて、再生処理の再開時期が判定され、該判定された再開時期に再生処理が再開される。車両が走行することにより、希釈化に寄与する燃料量は減少していくので、走行距離に応じて再生処理の再開時期を判定することにより、適切な時期に再生処理を再開し、パティキュレートの堆積量が増大するのを抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ポスト噴射された燃料量の積算値が算出され、該積算値が上限閾値以上となったとき、再生処理が抑制される。ポスト噴射された燃料量の積算値により、潤滑油希釈化の度合が把握できるので、この積算値が上限閾値以上となったとき再生処理を抑制することにより、過度の希釈化を防止することができる。また、再生処理が完了した時点からの車両走行距離に応じて、上限閾値が設定される。車両の走行距離が長くなるほど、ポスト噴射され、気筒内に滞留している燃料量が減少するので、走行距離に応じて上限閾値を設定することにより、潤滑油希釈化の抑制と、パティキュレートの燃焼とを適切に行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、再生処理の完了時点より再生処理が抑制され、前記上限閾値が第１再開判定閾値以上となったとき、再生処理が許可される。再生処理が完了したときは、ポスト噴射された燃料により潤滑油の希釈率が高くなっているので、車両の走行により、ある程度燃料が蒸発し気筒から排出された後に、次の再生処理を許可することにより、潤滑油の過度の希釈化を確実に防止することがきる。

請求項４に記載の発明によれば、再生処理が完了したとき、ポスト噴射燃料量の積算値及び上限閾値がリセットされる。再生処理が完了したときは、パティキュレートフィルタのパティキュレート堆積量はゼロとなり、ほぼ初期状態に復帰したと考えられるので、ポスト噴射燃料量の積算値及び上限閾値をリセットしても、再生処理を抑制する時期の判定を誤ることはない。そこで、これらのパラメータの値をリセットすることにより、パラメータ値が過大となって演算装置の負担が大きくなることを防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、再生処理の完了時点からの車両走行距離に応じて、上限閾値が設定され、再生処理の完了時点より再生処理が抑制され、上限閾値が第１再開判定閾値以上となったとき、再生処理が許可される。再生処理が完了したときは、ポスト噴射された燃料により潤滑油の希釈率が高くなっているので、車両の走行により、ある程度燃料が蒸発し気筒から排出された後に、次の再生処理を許可することにより、潤滑油の過度の希釈化を確実に防止することがきる。さらに、再生処理中においてポスト噴射燃料量の積算値が上限閾値に達したとき、再生処理が抑制され、ポスト噴射燃料量の積算値と上限閾値との差が、第２再開判定閾値に達したとき、再生処理が再開される。ポスト噴射燃料量の積算値と、走行距離に応じて算出される上限閾値との差が、第２再開時期判定閾値に達したときは、車両走行により燃料が排出されているので、潤滑油の過度の希釈化を招くことなくポスト噴射を実行可能な状態となったと判定することができる。よってそのタイミングで再生処理を再開することにより、パティキュレートフィルタのパティキュレート堆積量が過大となることを防止できる。さらに、第２再開判定閾値を、第１再開判定閾値より小さな値に設定することにより、再生処理の再開時期を早めて、パティキュレート堆積量を適切に低減させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、ポスト噴射された燃料量に応じて、再生処理、すなわちポスト噴射の実行を抑制することにより、ポスト噴射された燃料による潤滑油希釈化を抑制することができる。さらにパティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレート量が算出され、そのパティキュレート量が所定量以上であるとき、警告灯が点滅される。この警告灯の点滅は、運転者にＤＰＦの再生を促進させるような運転を促すものであるが、再生処理が抑制されているときは、どのような機関運転状態であっても再生処理は実行されないので、警告灯の点滅を行わないことにより、運転者が無駄な対応措置をとることを防止することができる。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる排気浄化装置を備えた内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、シリンダ内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンであり、各気筒に燃料噴射弁１６が設けられている。燃料噴射弁１６は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０に電気的に接続されており、燃料噴射弁１６の開弁時間及び開弁時期は、ＥＣＵ２０により制御される。

エンジン１は、吸気管２、排気管４、及び過給機８を備えている。過給機８は、排気の運動エネルギにより駆動されるタービン１０と、タービン１０により回転駆動され、吸気の圧縮を行うコンプレッサ９とを備えている。
タービン１０は、複数の可変ベーン（図示せず）を備えており、可変ベーンの開度を変化させることにより、タービン回転数（回転速度）を変更できるように構成されている。タービン１０のベーン開度は、ＥＣＵ２０により電磁的に制御される。

吸気管２内の、コンプレッサ９の下流には加圧された空気を冷却するためのインタークーラ５及び吸入空気量を制御するインテークシャッタ（スロットル弁）３が設けられている。インテークシャッタ３は、図示しないアクチュエータを介してＥＣＵ２０により、開閉制御される。

排気管４のタービン１０の上流側と、吸気管２のインテークシャッタ５の下流側との間には、排気を吸気管２に還流する排気還流通路６が設けられている。排気還流通路６には、排気還流量を制御するための排気還流制御弁（以下「ＥＧＲ弁」という）７が設けられている。ＥＧＲ弁７は、ソレノイドを有する電磁弁であり、その弁開度はＥＣＵ２０により制御される。

排気管４の、タービン１０の下流側には、排気を浄化する触媒コンバータ１１と、ＤＰＦ１２とが上流側からこの順序で設けられている。
触媒コンバータ１１は、排気中に含まれる炭化水素及び一酸化炭素の酸化を促進するための酸化触媒を内蔵する。なお、触媒コンバータ１１は、ＮＯｘを吸着するＮＯｘ吸着剤及びＮＯｘの還元作用が付加されたものであってもよい。

ＤＰＦ１２は、排気がフィルタ壁の微細な孔を通過する際、排気中の炭素（Ｃ）を主成分とするパティキュレートであるスート（ｓｏｏｔ）を、フィルタ壁の表面及びフィルタ壁中の孔に堆積させることによって捕集する。フィルタ壁の構成材料としては、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミックスや金属多孔体が使用される。

ＤＰＦ１２のスート捕集能力の限界、すなわち堆積限界までスートを捕集すると、排気圧力の上昇を引き起こすので、適時スートを燃焼させる再生処理を行う必要がある。この再生処理では、排気の温度をスートの燃焼温度まで上昇させるために、ポスト噴射が実行される。ポスト噴射は、燃料噴射弁１６により、排気行程において行われる燃料噴射である。ポスト噴射により噴射された燃料は、主として触媒コンバータ１１で燃焼し、ＤＰＦ１２に流入する排気の温度を上昇させる。

さらにエンジン１のクランク軸の回転角度を検出するクランク角度位置センサ２２、エンジン１の吸入空気流量ＧＡを検出する吸入空気流量センサ２１、エンジン１の冷却水温を検出する冷却水温センサ（図示せず）、エンジン１により駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量ＡＰを検出するアクセルセンサなどが設けられており、これらのセンサの検出信号が、ＥＣＵ２０に供給される。エンジン１の回転数ＮＥは、クランク角度位置センサの出力から算出される。

ＥＣＵ２０は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁１６、ＥＧＲ弁７などに制御信号を供給する出力回路から構成される。

図２は、ＤＰＦ再生処理のためにポスト噴射を行うことによる、エンジン１の潤滑油の希釈化を説明するための図である。図２の横軸は、走行距離ＤＲであり、縦軸は潤滑油の希釈率ＲＤＩＬを示す。図２に示す例では、走行距離ＤＲが距離ＤＲ１に達するまで通常走行が行われ、距離ＤＲ１に達したときからＤＰＦ再生処理が比較的短時間（距離ＤＲ２まで）実行される。このとき、ポスト噴射が実行されるため、希釈率ＲＤＩＬが増加する。走行距離ＤＲが距離ＤＲ２に達したときにＤＰＦ再生処理が終了し、通常走行に移行する。通常走行中は、潤滑油と混合した燃料が徐々に蒸発して燃焼し（または燃焼せずにそのまま）、排出される。したがって、希釈率ＲＤＩＬは、徐々に減少する。走行距離ＤＲが距離ＤＲ３に達すると、希釈率ＲＤＩＬはほぼゼロとなり、ＤＰＦ再生処理が開始される。ＤＰＦ再生処理は、走行距離ＤＲが距離ＤＲ４となるまで実行され、その間希釈率ＲＤＩＬは徐々に増加する。走行距離ＤＲが距離ＤＲ４を超えると、通常走行が行われる。走行距離ＤＲが距離ＤＲ５に達したとき、希釈率ＲＤＩＬはゼロとなっていないが、ＤＰＦ１２のパティキュレート堆積量が大きくなっているため、ＤＰＦ再生処理が開始される。そのため、希釈率ＲＤＩＬはまた徐々に増加していく。このように、ポスト噴射をパティキュレート堆積量に応じて何の制限もなく実行していくと、希釈率ＲＤＩＬが長期間の間に徐々に高くなっていき、エンジン１に悪影響を与える。

そこで本実施形態では、以下に説明するようにポスト噴射の実行を制限し、潤滑油希釈の抑制と、ＤＰＦ１２に堆積したパティキュレートの燃焼とを適切に行うようにしている。

図３は、ＤＰＦ再生処理の実行を制御する再生制御処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ２０のＣＰＵで所定時間Ｔ１毎に実行される。
ステップＳ１１では、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量ＱＩＮＪに応じて、所定時間Ｔ１当たりのパティキュレート堆積量（以下「パティキュレート変化量」という）ＧＰＭＵＴを算出し、パティキュレート変化量ＧＰＭＵＴを積算することにより、ＤＰＦ１２のパティキュレート堆積量ＧＰＭを算出する。なお、ＤＰＦ再生処理が実行されるときは、パティキュレート変化量ＧＰＭＵＴは、負の所定値に設定されるので、パティキュレート堆積量ＧＰＭは、時間経過に伴って減少する。ただし、最小値が「０」となるように（負の値とならないように）リミット処理される。燃料噴射量ＱＩＮＪは、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン１の要求トルクを示すアクセルペダル踏み込み量ＡＰに応じて算出される。

ステップＳ１２では、再生完了フラグＦＲＧＥＮＤが「１」であるか否かを判別する。再生完了フラグＦＲＧＥＮＤは、再生処理が完了したときステップＳ１６で「１」に設定される。最初はステップＳ１２の答は否定（ＮＯ）であるので、ステップＳ１３に進み、パティキュレート堆積量ＧＰＭが「０」であるか否かを判別する。ＤＰＦ再生処理の完了時以外は、この答は否定（ＮＯ）となるので、ステップＳ１７に進み、再生実行フラグＦＲＧが「１」であるか否かを判別する。最初はこの答は否定（ＮＯ）であるので、パティキュレート堆積量ＧＰＭが第１閾値ＧＰＭＬ１以上であるか否かを判別する（ステップＳ１８）。

最初はステップＳ１８の答は否定（ＮＯ）となるので、ステップＳ２０に進み、再生実行フラグＦＲＧを「０」に設定する。次いでパティキュレート堆積量ＧＰＭが第１閾値ＧＰＭＬ１より大きい第２閾値ＧＰＭＬ２以上であるか否かを判別する（ステップＳ２５）。ステップＳ１８の答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ２５の答も当然否定（ＮＯ）となり、直ちに本処理を終了する。

パティキュレート堆積量ＧＰＭが徐々に増加していき、ステップＳ１８でＧＰＭ≧ＧＰＭＬ１となると、ステップＳ１９に進んで、エンジン１の運転状態が再生処理を実行可能な所定運転状態であるか否かを判別する。所定運転状態は、例えば図５に示すように、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量ＱＩＮＪが、ハッチングを付して示す領域（所定低負荷運転領域）にある状態に設定される。図５に示す所定回転数ＮＥ１及びＮＥ２は、それぞれ例えば１０００ｒｐｍ及び４０００ｒｐｍであり、ＱＩＮＪ１は、例えば全負荷運転時の燃料噴射量の７０％程度の値に設定される。

エンジン運転状態が所定運転状態でないときは、前記ステップＳ２０に進む。この場合には、ステップＳ２５の答が肯定（ＹＥＳ）となることがあり、そのときは、再生中断フラグＦＲＧＳＴＰが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ２６）。再生中断フラグＦＲＧＳＴＰは、後述する図４の処理において、再生処理を中断すべきと判定されたとき「１」に設定される。

ステップＳ２６の答が否定（ＮＯ）であって、再生中断フラグＦＲＧＳＴＰが「０」であるときは、警告灯（図示せず）を点滅させる。この警告灯の点滅は、運転者にＤＰＦ１２のパティキュレート堆積量が大きくなっていることを警告し、例えばパティキュレートの再生処理が可能となるように、郊外での車両走行を促すことを意図したものである。

ステップＳ２６でＦＲＧＳＴＰ＝１であって再生処理の中断中であるときは、直ちに本処理を終了する。車両を郊外で走行させたとしても再生処理は実行されないので、警告灯点滅を行う意味がないからである。これにより、運転者が無駄な対応措置をとることを防止することができる。

ステップＳ１９の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ステップＳ２１に進み、再生中断フラグＦＲＧＳＴＰが「１」であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、再生処理（ポスト噴射）を実行し（ステップＳ２２）、再生実行フラグＦＲＧを「１」に設定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３実行後は、前記ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２３を実行すると、ステップＳ１７の答が肯定（ＹＥＳ）となるので、以後はエンジン運転状態が所定運転状態である限り、ステップＳ１９を経由してステップＳ２１に進む。再生中断フラグＦＲＧＳＴＰが「０」であれば、再生処理が継続される（ステップＳ２２）。そして、パティキュレート堆積量ＧＰＭが「０」となると、ステップＳ１３からステップＳ１４に進み、再生実行フラグＦＲＧを「０」に戻す。次いで、後述する図４の処理で算出されるポスト噴射量積算値ＩＱＰＯＳＴ及び走行距離パラメータＤＩＳＴをともに「０」にリセットする（ステップＳ１５）。さらに再生完了フラグＦＲＧＥＮＤを「１」に設定し（ステップＳ１６）、前記ステップＳ２５に進む。

一方、再生中断フラグＦＲＧＳＴＰが「１」に設定されると、ステップＳ２１からステップＳ２４に進み、再生処理を中断する。その後、再生中断フラグＦＲＧＳＴＰが「０」に戻されると、ステップＳ２１からステップＳ２２に進み、再生処理を実行する。

図４は、図３の処理で参照される再生中断フラグＦＲＧＳＴＰの設定を行う処理のフローチャートである。この処理は、図３の処理と同様に、ＥＣＵ２０のＣＰＵで所定時間Ｔ１毎に実行される。
ステップＳ３１では、距離パラメータＤＩＳＴを算出する。距離パラメータＤＩＳＴは、ＤＰＦ再生処理完了後の車両走行距離を示すパラメータであり、走行距離計（オドメータ）により計測される走行距離ＤＲに基づいて算出される。ステップＳ３２では、下記式（１）に距離パラメータＤＩＳＴを適用し、上限閾値ＩＱＰＬＨを算出する。上限閾値ＩＱＰＬＨは、ステップＳ３４，Ｓ４０及びＳ４２で参照される。
ＩＱＰＬＨ＝Ｋ１×ＤＩＳＴ（１）
ここで、Ｋ１は所定係数である。

ステップＳ３３では、再生完了フラグＦＲＧＥＮＤが「１」であるか否かを判別する。再生処理が完了した直後は、ＦＲＧＥＮＤ＝１であるので、ステップＳ３４に進み、ステップＳ３２で算出した上限閾値ＩＱＰＬＨが第１再開判定閾値ＩＱＲＳＴ１以上であるか否かを判別する。再生処理の完了直後はこの答は否定（ＮＯ）となるので、ステップＳ３６に進む。当該車両が走行すると、距離パラメータＤＩＳＴが増加し、上限閾値ＩＱＰＬＨが第１再開判定閾値ＩＱＲＳＴ１以上となると、ステップＳ３４からステップＳ３５に進んで、再生完了フラグＦＲＧＥＮＤを「０」に戻す。これにより、図３のステップＳ１２の答が否定（ＮＯ）となって、次の再生処理の実行が許可される。また、ステップＳ３３の答が否定（ＮＯ）となるので、直ちにステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６では、再生実行フラグＦＲＧが「１」であるか否かを判別する。ステップＳ３６の答が否定（ＮＯ）であるときは、再生中断フラグＦＲＧＳＴＰを「０」に設定し（ステップＳ３７）、本処理を終了する。

図３の処理で再生実行フラグＦＲＧが「１」に設定されると、ステップＳ３６からステップＳ３８に進み、再生中断フラグＦＲＧＳＴＰが「１」であるか否かを判別する。最初はこの答は否定（ＮＯ）であるので、下記式（２）により、ポスト噴射燃料量ＱＰＯＳＴを積算し、積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴを算出する（ステップＳ３９）。
ＩＱＰＯＳＴ＝ＩＱＰＯＳＴ＋ＱＰＯＳＴ（２）

続くステップＳ４０では、積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴが、ステップＳ３２で算出した上限閾値ＩＱＰＬＨ以上であるか否かを判別し、この答が否定（ＮＯ）であるときは直ちに本処理を終了する。
ステップＳ４０で積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴが上限閾値ＩＱＰＬＨ以上であるときは、再生中断フラグＦＲＧＳＴＰを「１」に設定し（ステップＳ４１）、本処理を終了する。

再生中断フラグＦＲＧＳＴＰが「１」に設定されると、以後はステップＳ３８の答が肯定（ＹＥＳ）となるので、ステップＳ４２に進み、ステップＳ３２で算出した上限閾値ＩＱＰＬＨと、積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴとの差（ＩＱＰＬＨ−ＩＱＰＯＳＴ）が、第２再開判定閾値ＩＱＲＳＴ２より大きいか否かを判別する（ステップＳ４２）。この答が否定（ＮＯ）であるときは、直ちに本処理を終了し、再生処理の中断を継続する。ステップＳ４２の答が肯定（ＹＥＳ）となったときは、再生処理の中断（通常走行）により、潤滑油の希釈率が減少し、過剰な希釈化を招くことなく再生処理を実行できると判定し、再生中断フラグＦＲＧＳＴＰを「０」に戻す（ステップＳ４３）。再生中断フラグＦＲＧＳＴＰが「０」に戻されると、再生処理が再開される。

ここで第２再開判定閾値ＩＱＲＳＴ２は、第１再開判定閾値ＩＱＲＳＴ１より小さい値に設定される。これにより、再生処理の中断後は、再生完了後より早く再生処理の再開が許可されるので、パティキュレート堆積量を適切に低減させることができる。

図６は、図３及び図４の処理を説明するための図である。図６（ａ）は、車両走行距離ＤＲに対するパティキュレート堆積量ＧＰＭの変化を示し、図６（ｂ）は、車両走行距離ＤＲに対する積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴを変化を示す。
車両走行距離ＤＲが初期値ＤＲ０であるとき、ＤＰＦ１２の再生処理が完了し、パティキュレート堆積量ＧＰＭ及び積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴは、いずれも「０」に設定される。最初は通常走行が行われ、車両走行距離ＤＲが増加するのに伴って、パティキュレート堆積量ＧＰＭは実線Ｌ１で示すように徐々に増加するが、積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴは「０」に留まる（実線Ｌ３）。ここで、図６（ｂ）に示す破線Ｌ４は、距離パラメータＤＩＳＴに所定係数Ｋ１を乗算することにより算出される上限閾値ＩＱＰＬＨの推移を示し、この上限閾値ＩＱＰＬＨが、第１再開判定閾値ＩＱＲＳＴ１に達するまでは、再生処理は禁止される（図３，ステップＳ１２，図４，ステップＳ３３〜Ｓ３５参照）。これにより、再生処理完了後直ぐに次の再生処理が実行されることが防止され、前回の再生処理により気筒内に滞留した燃料を蒸発させて、潤滑油の希釈率を確実に低下させることできる。

車両走行距離ＤＲが距離ＤＲ１１となったとき、パティキュレート堆積量ＧＰＭが第１閾値ＧＰＭＬ１に達し、再生処理が開始される。したがって、積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴは増加し、パティキュレート堆積量ＧＰＭは減少する。車両走行距離ＤＲが距離ＤＲ１２となったとき、積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴが上限閾値ＩＱＰＬＨと等しくなる。したがって、再生処理が中断される。

再生処理が中断されると、パティキュレート堆積量ＧＰＭは徐々に増加する一方、積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴは中断した時点の値が維持される。車両走行距離ＤＲが距離ＤＲ１３となったとき、（ＩＱＰＬＨ−ＩＱＰＯＳＴ）が、第２再開判定閾値ＩＱＲＳＴ２と等しくなるので、再生処理が再開される。その結果、パティキュレート堆積量ＧＰＭが減少し、パティキュレート堆積量ＧＰＭが「０」となったとき（ＤＲ＝ＤＲ１４）、積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴが「０」にリセットされ、また距離パラメータＤＩＳＴが「０」にリセットされる（図３，ステップＳ１５）ので、上限閾値ＩＱＰＬＨも「０」にリセットされる。

図６（ａ）に示す破線Ｌ２は、再生処理中断中のパティキュレート発生量が大きく、パティキュレート堆積量ＧＰＭが第２閾値ＧＰＭＬ２を超えた例を示している。この場合には、図３の処理において、ステップＳ２４が実行され、ステップＳ２７が実行されないので、警告灯の点滅は行われない。

以上のように本実施形態では、ポスト噴射燃料量ＱＰＯＳＴを積算することにより算出される積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴが上限閾値ＩＱＰＬＨ以上となったとき、再生処理を中断（抑制）するようにしたので、ポスト噴射された燃料による潤滑油希釈化を抑制することができる。

また上限閾値ＩＱＰＬＨと、積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴと差が、第２再開判定閾値ＩＱＲＳＴ２以上となったとき、再生処理を再開するようにしたので、適切な時期に再生処理を再開し、パティキュレートの堆積量が増大するのを抑制することができる。

また再生処理が完了したとき、積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴ及び上限閾値ＩＱＰＬＨをリセットするようにしたので、これらのパラメータ値が過大となってＥＣＵ２０のＣＰＵの負担が大きくなることを防止することができる。

本実施形態では、ＥＣＵ２０が、再生手段、制御手段、走行距離算出手段、パティキュレート量算出手段、及び警告灯点滅手段を構成する。より具体的には、ポスト噴射を実行させる燃料噴射制御処理（図示せず）が再生手段に相当し、図３のステップＳ１１がパティキュレート量算出手段に相当し、ステップＳ２５〜Ｓ２７が警告灯点滅手段に相当し、図４のステップＳ３１が走行距離算出手段に相当し、図３のステップＳ１２〜Ｓ２４、及び図４のステップＳ３２〜Ｓ４３が制御手段に相当する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、積算ポスト噴射量ＩＱＰＯＳＴが上限閾値ＩＱＰＬＨに達すると、再生処理を中断するようにしたが、ポスト噴射量ＱＰＯＳＴを、通常より減量して、再生処理を継続するようにしてもよい。すなわち、その場合には、ポスト噴射量ＱＰＯＳＴの減量により、再生処理の抑制が行われる。

またパティキュレート堆積量ＧＰＭは、ＤＰＦ１２の上流側圧力と下流側圧力との差圧ΔＰを検出し、検出した差圧ΔＰに基づいて算出するようにしてもよい。
また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの排気浄化装置にも適用が可能である。

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。燃料のポスト噴射による潤滑油の希釈化を説明するための図である。ＤＰＦの再生処理の実行を制御する処理のフローチャートである。図３の処理で参照されるフラグの設定を行う処理のフローチャートである。再生処理の実行を許可する所定運転状態を説明するための図である。図３及び図４に示す処理を説明するための図である。

符号の説明

１内燃機関
４排気管
１２ディーゼルパティキュレートフィルタ
１６燃料噴射弁
２０電子制御ユニット（再生手段、制御手段、走行距離算出手段、パティキュレート量算出手段、警告灯点滅手段）

Claims

内燃機関の排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートを、燃料のポスト噴射を行うことにより燃焼させる再生処理を実行する再生手段と、
前記ポスト噴射で噴射される燃料量に応じて、前記再生手段による再生処理を抑制する制御手段と、
前記機関により駆動される車両の走行距離を算出する走行距離算出手段とを備え、
前記制御手段は、前記再生処理の抑制を開始した時点からの前記走行距離に応じて、前記再生処理の再開時期を判定し、該判定した再開時期に前記再生処理を再開することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
内燃機関の排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートを、燃料のポスト噴射を行うことにより燃焼させる再生処理を実行する再生手段と、
前記ポスト噴射で噴射される燃料量に応じて、前記再生手段による再生処理を抑制する制御手段と、
前記機関により駆動される車両の走行距離を算出する走行距離算出手段とを備え、
前記制御手段は、前記ポスト噴射される燃料量の積算値を算出し、該積算値が上限閾値以上となったとき、前記再生処理を抑制し、前記再生処理が完了した時点からの前記走行距離に応じて、前記上限閾値を設定することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
前記制御手段は、前記再生処理の完了時点より前記再生手段による再生処理を抑制し、前記上限閾値が第１再開判定閾値以上となったとき、前記再生処理を許可することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記制御手段は、前記再生処理が完了したとき、前記積算値及び前記上限閾値をリセットすることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
内燃機関の排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートを、燃料のポスト噴射を行うことにより燃焼させる再生処理を実行する再生手段と、
前記ポスト噴射で噴射される燃料量に応じて、前記再生手段による再生処理を抑制する制御手段と、
前記機関により駆動される車両の走行距離を算出する走行距離算出手段とを備え、
前記制御手段は、前記再生処理の完了時点からの前記走行距離に応じて、上限閾値を設定し、前記再生処理の完了時点より前記再生手段による再生処理を抑制し、前記上限閾値が第１再開判定閾値以上となったとき、前記再生処理を許可し、前記再生処理中において前記ポスト噴射燃料量の積算値が前記上限閾値に達したとき、前記再生処理を抑制し、前記積算値と前記上限閾値との差が、第２再開判定閾値に達したとき、前記再生処理を再開し、前記第２再開判定閾値は、前記第１再開判定閾値より小さな値に設定されることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
内燃機関の排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタを備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートを、燃料のポスト噴射を行うことにより燃焼させる再生処理を実行する再生手段と、
前記ポスト噴射で噴射される燃料量に応じて、前記再生手段による再生処理を抑制する制御手段と、
前記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレート量を算出するパティキュレート量算出手段と、
前記パティキュレート量が所定量以上であるとき、警告灯を点滅させる警告灯点滅手段とを備え、
該警告灯点滅手段は、前記パティキュレート量が前記所定量以上であっても、前記制御手段により前記再生処理が抑制されているときは、前記警告灯を点滅させないことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。