JP4867846B2 - 触媒床温制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気系に設けられ、排気中からパティキュレートを捕集する触媒再生型フィルタにおける再生時の触媒床温を制御する装置に関する。

ディーゼルエンジンの排気通路にフィルタを配置して、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集すると共に、フィルタを加熱処理することにより捕集したＰＭを燃焼除去するシステムが知られている（例えば特許文献１〜５参照）。

特許文献１ではフィルタ再生処理時に燃料添加を段階的に実行することで円滑な酸化反応を生じさせることによりフィルタの目詰まりや白煙の防止を図っている。
特許文献２ではフィルタ再生処理時に目標温度を切り替えることによりポスト噴射量などの制御量を徐々に設定値まで変化させてフィルタ温度の過上昇や運転状態の急変を防止している。

特許文献３ではＰＭ堆積量に応じて目標温度を徐変させることで、フィルタの急激な温度上昇を防止している。
特許文献４では完全なフィルタ再生を実行するために目標温度を二段階に分けて加熱再生処理を実行している。

特許文献５では目標床温を段階的に上昇させることでフィルタの溶損を防止している。
特開２００４−１３２３１６号公報（第６頁、図４） 特開２００５−９０３９０号公報（第５頁、図２−４） 特開２００５−１２０９８１号公報（第４−６頁、図２−９） 特開２００４−１８３５２５号公報（第７−９頁、図５） 特開２００２−２５０２１８号公報（第５−８頁、図２）

上述した特許文献２〜５では、加熱調節量であるポスト噴射量や燃料添加量を決定する燃料噴射弁や燃料添加弁におけるばらつきについては考慮されていない。このため燃料噴射弁や燃料添加弁のばらつきにより、弁制御量に対して過剰な燃料量を噴射あるいは添加する場合がある。

特にフィルタの再生初期にはフィードバック制御上のオーバーシュートによりフィルタが目標床温よりも高温となりやすい。このような再生初期に、燃料噴射弁や燃料添加弁として弁制御量に対して過剰な燃料量を噴射あるいは添加するものが用いられていると、フィルタの限界を越えた過熱状態となりフィルタに溶損などの損傷を生じさせることになる。

燃料噴射弁や燃料添加弁のばらつきにより弁制御量に対して燃料噴射量あるいは添加量が過少となる場合がある。このような場合、特許文献２〜５ではフィードバック制御としては比例制御により目標温度と実温度との差に比例した弁制御量としているため、再生制御の初期において燃料噴射量や添加量が不足して再生に時間が掛かる場合が生じる。

このような制御誤差上の問題を解決するために、特許文献１では触媒床温が十分に目標温度に近づいてから、比例制御量と積分制御量とによるフィードバック制御を実行している。

しかしフィードバック制御の初期は目標温度までの過渡状態であり、積分制御量を高精度に得るのは困難でありフィルタが目標温度に到達した時点では積分制御量には誤差が蓄積している可能性がある。このため積分制御量により制御誤差を招くという全く逆の事態となる。この場合にも積分制御量が過多となっている場合には、過剰な燃料噴射量あるいは燃料添加量によりフィルタが過熱されるおそれがある。

本発明は、触媒再生型フィルタの再生時における触媒床温の制御誤差を抑制して過熱によるフィルタの損傷を防止することを目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の触媒床温制御装置は、内燃機関の排気系に設けられ、排気中からパティキュレートを捕集する触媒再生型フィルタにおける再生時の触媒床温を制御する装置であって、触媒再生型フィルタの再生開始時に、再生時目標触媒床温よりも低い初期目標触媒床温を目標触媒床温として設定する初期目標触媒床温設定期間を設け、該初期目標触媒床温設定期間後に再生時目標触媒床温を目標触媒床温として設定する目標触媒床温設定手段と、前記初期目標触媒床温設定期間内にて加熱調節量と実加熱量との差に対応する加熱調節量補正値を学習する初期目標触媒床温設定期間学習手段と、触媒再生型フィルタの実触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、前記目標触媒床温設定手段にて設定される目標触媒床温と前記触媒床温検出手段にて検出される実触媒床温との差に基づいて加熱調節量を制御すると共に、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段にて前記加熱調節量補正値が学習された後は、目標触媒床温と実触媒床温との差と共に前記加熱調節量補正値を用いて加熱調節量を制御する加熱調節量制御手段と、前記加熱調節量の上限値を設定することで前記加熱調節量を制限する上限設定手段と、前記上限設定手段にて設定された前記上限値を前記加熱調節量補正値の大きさに応じて補正する上限変更手段とを備えたことを特徴とする。

初期目標触媒床温設定期間内にて初期目標触媒床温設定期間学習手段は加熱調節量と実加熱量との差に対応する加熱調節量補正値を学習している。このように燃料噴射弁や燃料添加弁などの制御誤差を反映する加熱調節量補正値の学習は、再生時目標触媒床温よりも低い初期目標触媒床温を目標触媒床温とした状態にて実行されている。

このため再生制御を開始しても、再生時目標触媒床温に昇温する前に、一旦、より低い初期目標触媒床温にて触媒床温を収束させる制御が行われる。このため初期目標触媒床温設定期間の初期では加熱調節量補正値には誤差が蓄積する可能性があったとしても、初期目標触媒床温設定期間内では目標触媒床温が初期目標触媒床温として安定しているので、この間に加熱調節量補正値における誤差は学習により十分に低下できる。

したがって初期目標触媒床温設定期間後に、目標触媒床温設定手段が再生時目標触媒床温を目標触媒床温として設定することで、過渡時となっても、既に加熱調節量補正値における誤差は十分に低下した状態で高精度に求められている。

このため加熱調節量制御手段が、以後、再生時目標触媒床温と実触媒床温との差と共に、燃料噴射弁や燃料添加弁などにおけるばらつきが高精度に学習された加熱調節量補正値を用いて加熱調節量を制御できることから、制御誤差の抑制された高精度な触媒床温制御が可能となる。

したがって再生時目標触媒床温に到達した際も、オーバーシュートに対して、大きい誤差を含む加熱調節量補正値分の加熱が加わることが無いので、過熱によるフィルタの損傷を防止することができる。
また、加熱調節可能範囲の限界から加熱調節量の上限値が設定されている場合には、加熱調節量の制御ずれが加熱調節量補正値に反映されているので、上限値を加熱調節量補正値の大きさに応じて補正することにより、適切な上限値が設定可能となる。
請求項２に記載の触媒床温制御装置では、請求項１において、前記上限変更手段は、前記上限設定手段にて設定された前記上限値に対して前記加熱調節量補正値を加える加算補正を行うことを特徴とする。
上限値の変更は、加熱調節量補正値の加算補正にて適切な上限値に変更することが可能である。

請求項３に記載の触媒床温制御装置は、内燃機関の排気系に設けられ、排気中からパティキュレートを捕集する触媒再生型フィルタにおける再生時の触媒床温を制御する装置であって、触媒再生型フィルタの再生開始時に、再生時目標触媒床温よりも低い初期目標触媒床温を目標触媒床温として設定する初期目標触媒床温設定期間を設け、該初期目標触媒床温設定期間後に再生時目標触媒床温を目標触媒床温として設定する目標触媒床温設定手段と、前記初期目標触媒床温設定期間内にて加熱調節量と実加熱量との差に対応する加熱調節量補正値を学習する初期目標触媒床温設定期間学習手段と、触媒再生型フィルタの実触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、前記目標触媒床温設定手段にて設定される目標触媒床温と前記触媒床温検出手段にて検出される実触媒床温との差に基づいて加熱調節量を制御すると共に、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段にて前記加熱調節量補正値が学習された後は、目標触媒床温と実触媒床温との差と共に前記加熱調節量補正値を用いて加熱調節量を制御する加熱調節量制御手段とを備え、前記目標触媒床温設定手段は、前記初期目標触媒床温設定期間を、前記加熱調節量制御手段による制御開始時から前記初期目標触媒床温設定期間学習手段により学習される前記加熱調節量補正値の変動が基準変動幅よりも小さくなった時までとしていることを特徴とする。
初期目標触媒床温設定期間内にて初期目標触媒床温設定期間学習手段は加熱調節量と実加熱量との差に対応する加熱調節量補正値を学習している。このように燃料噴射弁や燃料添加弁などの制御誤差を反映する加熱調節量補正値の学習は、再生時目標触媒床温よりも低い初期目標触媒床温を目標触媒床温とした状態にて実行されている。
このため再生制御を開始しても、再生時目標触媒床温に昇温する前に、一旦、より低い初期目標触媒床温にて触媒床温を収束させる制御が行われる。このため初期目標触媒床温設定期間の初期では加熱調節量補正値には誤差が蓄積する可能性があったとしても、初期目標触媒床温設定期間内では目標触媒床温が初期目標触媒床温として安定しているので、この間に加熱調節量補正値における誤差は学習により十分に低下できる。
したがって初期目標触媒床温設定期間後に、目標触媒床温設定手段が再生時目標触媒床温を目標触媒床温として設定することで、過渡時となっても、既に加熱調節量補正値における誤差は十分に低下した状態で高精度に求められている。
このため加熱調節量制御手段が、以後、再生時目標触媒床温と実触媒床温との差と共に、燃料噴射弁や燃料添加弁などにおけるばらつきが高精度に学習された加熱調節量補正値を用いて加熱調節量を制御できることから、制御誤差の抑制された高精度な触媒床温制御が可能となる。
したがって再生時目標触媒床温に到達した際も、オーバーシュートに対して、大きい誤差を含む加熱調節量補正値分の加熱が加わることが無いので、過熱によるフィルタの損傷を防止することができる。
また、このように初期目標触媒床温設定期間を、加熱調節量補正値の変動が基準変動幅よりも小さくなった時までとすることで、初期目標触媒床温設定期間内での触媒床温制御において高精度な加熱調節量補正値を学習するさせることができる。
請求項４に記載の触媒床温制御装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記初期目標触媒床温設定期間の初期に目標触媒床温と実触媒床温との差に基づいて加熱調節量を制御する比例制御手段を備え、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段は前記比例制御手段による制御完了後に前記加熱調節量補正値を学習することを特徴とする。

初期目標触媒床温設定期間の初期において、比例制御手段が目標触媒床温と実触媒床温との差に基づいて加熱調節量を制御している。このため実際に初期目標触媒床温設定期間学習手段が加熱調節量補正値を学習する前に比例制御により触媒床温は十分に安定した状態となっている。したがって初期目標触媒床温設定期間学習手段は目標触媒床温と実際の触媒床温とが共に安定した状態から学習を開始しているので、加熱調節量補正値を、ほぼ誤差無く学習できる。

このことにより、更に高精度な触媒床温制御が可能となる。
請求項５に記載の触媒床温制御装置では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記加熱調節量は排気中に加えられる燃料の調節量であり、前記実加熱量は実際に排気中に加えられた燃料量であることを特徴とする。

このようにしている場合には、燃料噴射弁や燃料添加弁におけるばらつきが高精度に学習された加熱調節量補正値を算出でき、これを用いて加熱調節量を制御することで、制御誤差の抑制された高精度な触媒床温制御が可能となる。

請求項６に記載の触媒床温制御装置では、請求項５において、内燃機関の燃焼室内にて行われるポスト噴射量の調節にて、排気中に加えられる燃料量の調節がなされることを特徴とする。

このように燃焼室内にて行われるポスト噴射量の調節にてフィルタの再生制御を実行しても良い。
請求項７に記載の触媒床温制御装置では、請求項５において、排気経路に設けられた燃料添加弁にて行われる燃料添加量の調節にて、排気中に加えられる燃料量の調節がなされることを特徴とする。

このように排気経路に設けられた燃料添加弁にて行われる燃料添加量の調節にてフィルタの再生制御を実行しても良い。
請求項８に記載の触媒床温制御装置では、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記目標触媒床温設定手段は、前記初期目標触媒床温設定期間後に、目標触媒床温を、初期目標触媒床温から再生時目標触媒床温へ徐々に移行させることを特徴とする。

このように初期目標触媒床温設定期間後においても、目標触媒床温を初期目標触媒床温から再生時目標触媒床温へ徐々に移行させることにより、急速なフィルタの昇温を招かないことから、フィルタにおける温度分布を大きく偏らせることがないので、フィルタの損傷を防止することができる。

請求項９に記載の触媒床温制御装置では、請求項１〜８のいずれかにおいて、前記加熱調節量制御手段は、前記初期目標触媒床温設定期間後にて、前記加熱調節量補正値の学習を継続した状態で前記加熱調節量を制御することを特徴とする。

このように加熱調節量制御手段は、初期目標触媒床温設定期間後にても加熱調節量補正値の学習を継続しても良い。この場合も継続する学習の基本となるのは初期目標触媒床温設定期間にて学習された加熱調節量補正値である。このため、以後の触媒床温制御においても、制御誤差の抑制された高精度な制御が可能となる。したがって再生時目標触媒床温に到達した際も、オーバーシュートに対して、大きい誤差を含む加熱調節量補正値分の加熱が加わることが無く、過熱によるフィルタの損傷を防止することができる。

請求項１０に記載の触媒床温制御装置では、請求項１〜８のいずれかにおいて、前記加熱調節量制御手段は、前記初期目標触媒床温設定期間後にて、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段にて学習された前記加熱調節量補正値を固定した状態で前記加熱調節量を制御することを特徴とする。

このように加熱調節量制御手段は、初期目標触媒床温設定期間後には加熱調節量補正値を固定した値として用いても良い。既に初期目標触媒床温設定期間内にて高精度に加熱調節量補正値が学習されていることから、以後の触媒床温制御においても、制御誤差の抑制された高精度な制御が可能となる。したがって再生時目標触媒床温に到達した際も、オーバーシュートに対して、大きい誤差を含む加熱調節量補正値分の加熱が加わることが無く、過熱によるフィルタの損傷を防止することができる。

請求項１１に記載の触媒床温制御装置では、請求項１〜１０のいずれかにおいて、学習により求められる前記加熱調節量補正値は、触媒床温フィードバック制御上の積分制御量であることを特徴とする。

このように加熱調節量補正値として触媒床温フィードバック制御上の積分制御量を求めることにより、燃料噴射弁や燃料添加弁などのばらつきを学習できる。この積分制御量を用いることで、制御誤差の抑制された高精度な触媒床温制御が可能となる。

請求項１２に記載の触媒床温制御装置では、請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記目標触媒床温設定手段は、前記初期目標触媒床温設定期間を、前記加熱調節量制御手段による制御開始時からの経過時間により設定していることを特徴とする。

このように経過時間により初期目標触媒床温設定期間を設定することで、触媒床温制御において高精度な加熱調節量補正値を学習する余裕を与えることができる。

請求項１３に記載の触媒床温制御装置では、請求項１〜１２のいずれかにおいて、内燃機関の安定運転状態を検出する安定運転状態検出手段を備え、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段は、前記安定運転状態検出手段にて内燃機関が安定運転状態にあると判定された場合に限定して、前記加熱調節量補正値の学習を実行することを特徴とする。

このように内燃機関が安定運転状態にあると判定された場合に限定して、初期目標触媒床温設定期間学習手段を機能させても良い。安定した内燃機関運転状態であれば、早期に高精度な加熱調節量補正値を得ることができる。

請求項１４に記載の触媒床温制御装置では、請求項１〜１２のいずれかにおいて、内燃機関の安定運転状態時に内燃機関のドライバからの再生要求操作を検出する再生要求操作検出手段を備え、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段は、前記再生要求操作検出手段にて再生要求操作が検出された場合に限定して、前記加熱調節量補正値の学習を実行することを特徴とする。

このように内燃機関の安定運転状態時にドライバからの再生要求操作があった場合に初期目標触媒床温設定期間学習手段を機能させても良い。ドライバはフィルタの再生を意識して実行することができ、この時、同時に内燃機関を安定した状態に意識して維持させることが可能であるので、早期に高精度な加熱調節量補正値を確実に得ることができる。

請求項１５に記載の触媒床温制御装置では、請求項１４において、前記内燃機関の安定運転状態時は、アイドル運転状態時であることを特徴とする。
アイドル時であれば内燃機関運転の安定度が高いことから、早期に高精度な加熱調節量補正値を確実に得ることができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明が適用された内燃機関としてのディーゼルエンジン（以下、エンジンと略す）２、及びその制御系の概略構成を示している。エンジン２は車両駆動用の内燃機関であり、その出力により車両を走行駆動させるものである。このエンジン２の各気筒４には、吸気弁６、排気弁８及び燃焼室へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁１０が配置されている。

燃料噴射弁１０は燃料を所定圧まで蓄圧するコモンレール１２と連通し、コモンレール１２は燃料供給管１４を介してエンジン２により回転駆動される燃料ポンプ１６に連通している。コモンレール１２から各気筒４の燃料噴射弁１０へ分配される加圧燃料は、燃料噴射弁１０に所定の駆動電流が印加されることで燃料噴射弁１０が開弁し、その結果、燃料噴射弁１０から気筒４内へ燃料が噴射される。

エンジン２にはインテークマニホールド１８が接続されており、インテークマニホールド１８の各枝管は、各気筒４の燃焼室に対して吸気ポートを介して連通している。インテークマニホールド１８は吸気管２０に接続され、吸気管２０は上流側でエアクリーナ２２に接続されている。吸気管２０の途中には、ターボチャージャ２４のコンプレッサ２４ａが配置されている。このコンプレッサ２４ａはタービン２４ｂ側の回転により吸気を圧縮する。

コンプレッサ２４ａより下流の吸気管２０には、コンプレッサ２４ａにて圧縮されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ２６が配置されている。インタークーラ２６より下流の吸気管２０には、吸気量を絞る吸気絞り弁２８が取り付けられ、この吸気絞り弁２８は電動アクチュエータ３０により開度調節がなされる。

エンジン２にはエキゾーストマニホールド３２が接続され、エキゾーストマニホールド３２の各枝管は排気ポートを介して各気筒４の燃焼室に連通している。エキゾーストマニホールド３２はターボチャージャ２４のタービン２４ｂを介して排気管３４に接続されている。タービン２４ｂは内部のタービンホイールが排気の圧力を受けて回転し、コンプレッサ２４ａ側に回転駆動力を伝達している。

排気管３４の途中には排気浄化装置３６が配置されている。排気浄化装置３６内には、上流側に酸化触媒（ＤＯＣ）３６ａ、下流側にパティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）３６ｂが配置されている。ＤＯＣ３６ａとＤＰＦ３６ｂとの間には触媒床温センサ３８（触媒床温検出手段に相当）が配置されており、ＤＯＣ３６ａからＤＰＦ３６ｂに流れ込む排気の温度を検出している。尚、排気浄化装置３６の上流側にも排気温センサ４０が配置されて、排気浄化装置３６に流れ込む排気の温度を検出している。更に排気浄化装置３６の上流側と下流側との排気圧力を導入する排気差圧センサ４１が設けられて上流側と下流側との排気圧力差ΔＰｅｘを検出している。

排気浄化装置３６より下流の排気管３４には、排気流量を調節する排気絞り弁４２が設けられている。この排気絞り弁４２の開閉動作はアクチュエータ４４により行われる。
インテークマニホールド１８は、エキゾーストマニホールド３２内を流れる排気の一部を、排気再循環通路（ＥＧＲ通路）４６を介して導入している。このＥＧＲ通路４６の途中には、ＥＧＲ通路４６内を流れるＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲ弁４８が設けられている。ＥＧＲ弁４８より上流の部位にはＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ５０が設けられている。

このようなエンジン２に対してエンジン運転状態を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）５２が設けられている。このＥＣＵ５２は、エンジン運転状態やドライバの要求に応じてエンジン運転状態を制御する制御回路であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びバックアップＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータを中心として構成されている。

ＥＣＵ５２には、前述した触媒床温センサ３８、排気温センサ４０及び排気差圧センサ４１が接続されている。更にエンジン２のクランクシャフト回転を検出するクランクポジションセンサ５４、エンジン冷却水温度を検出する冷却水温センサ５６、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ５８が接続されている。更にコモンレール１２の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ６０、吸入空気量ＧＡを検出する吸気量センサ６２、その他のセンサ・スイッチ類が接続されている。このことにより各種センサ・スイッチ類の出力信号がＥＣＵ５２に入力される。

ＥＣＵ５２は、燃料噴射弁１０、ＥＧＲ弁４８、吸気絞り弁２８用のアクチュエータ３０、排気絞り弁４２用のアクチュエータ４４が電気的に接続されることで、ＥＣＵ５２はその出力信号にて各機構の駆動制御を実行している。

次にＥＣＵ５２にて実行されるＤＰＦ触媒床温制御処理について説明する。このＤＰＦ触媒床温制御処理は、ＤＰＦ３６ｂ内にＰＭが基準量以上堆積した場合、あるいは排気圧力差ΔＰｅｘが基準差圧よりも大きくなった場合に、実行される処理である。

図２にＤＰＦ触媒床温制御処理のフローチャートを示す。この処理は時間周期で割り込み実行される。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。

本処理が開始されると、まずＰＭの再生要求時か否かが判定される（Ｓ１０２）。例えば、エンジン運転履歴によりＰＭ堆積量が再生のための基準堆積量に達している場合や、排気差圧センサ４１から検出される排気圧力差ΔＰｅｘが基準差圧を越えている場合にＰＭ再生要求時とされる。

ここでＰＭ再生要求時ではない場合には（Ｓ１０２でno）、再生初期判定カウンタＣｉｎｔをクリアして（Ｓ１０４）、本処理を出る。したがってＰＭ再生要求時でない場合には、制御周期毎に再生初期判定カウンタＣｉｎｔのクリア（Ｓ１０４）が継続されるのみで、実質的な処理は行われない。

ＰＭ再生要求がなされた場合には（Ｓ１０２でyes）、次に初期昇温が完了しているか否かが判定される（Ｓ１０６）。最初は未だ初期昇温はなされていないので（Ｓ１０６でno）、初期昇温が実行される（Ｓ１０８）。初期昇温は触媒床温フィードバック制御前に、ＤＰＦ３６ｂを予備昇温させるための処理である。具体的には、実際にＰＭ再生が行われる目標触媒床温に制御する際に用いられるポスト噴射量マップＭＡＰｐｓｔにより求められるポスト噴射量Ｑｐｓｔ（mm3/st:エンジン１回転当たりの噴射燃料体積）が、ポスト噴射のタイミングで燃料噴射弁１０から噴射される。このポスト噴射量マップＭＡＰｐｓｔは図５に示すごとくであり、別途実行されているメイン燃料噴射量制御にて計算されているメイン燃料噴射量Ｑｆとクランクポジションセンサ５４にて検出されるエンジン回転数ＮＥとによりポスト噴射量Ｑｐｓｔを求めるマップである。

この初期昇温は予め定められた初期昇温期間（例えば８０秒間）継続される。この初期昇温期間が経過しない間は（Ｓ１０６でno）、上述したポスト噴射量Ｑｐｓｔによる初期昇温の実行（Ｓ１０８）が継続する。

初期昇温期間が経過すると初期昇温完了であるので（Ｓ１０６でyes）、次にインクリメントによる再生初期判定カウンタＣｉｎｔのカウントアップが行われる（Ｓ１１０）。そしてオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御完了か否かが判定される（Ｓ１１２）。この判定は初期昇温完了後に行われる触媒床温フィードバック制御の経過時間が、例えば１５０秒経過したか否かによりなされる。最初はオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御は未実施の状態であることからnoと判定されて、オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御が実行される（Ｓ１１４）。このオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理の詳細を図３のフローチャートに示す。

図３の制御ではまず式１によりオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔを算出する（Ｓ１３２）。
［式１］ Ｔｏｆｓｔ ←
ＭＡＰｂａｓｅ（Ｍｐｍ）＋ＭＡＰｇａ（ＧＡ）＋ＭＡＰｏｆｓ（Ｃｉｎｔ）
ここでベース目標触媒床温マップＭＡＰｂａｓｅは図６に示すごとくであり、ＤＰＦ３６ｂにおけるＰＭ堆積量Ｍｐｍ（ｇ）からベース目標触媒床温（℃）を求めるマップである。吸入空気量ＧＡオフセットマップＭＡＰｇａは図７に示すごとくであり、吸気量センサ６２にて検出される吸入空気量ＧＡが大きいほど、これに対応して排気流量も大きくなる。このため吸入空気量ＧＡが大きくなるとオフセットの程度を大きくして、ＤＰＦ３６ｂ内でのＰＭ燃焼の熱暴走を防止するためのマップである。

ＰＭ再生初期時目標触媒床温オフセットマップＭＡＰｏｆｓは図８に示すごとく、再生初期判定カウンタＣｉｎｔが表す経過時間に基づき、ＰＭ再生の初期において目標触媒床温をオフセットするためのマップである。ここでは再生初期判定カウンタＣｉｎｔのカウント開始から１５０秒に相当する再生初期判定カウンタＣｉｎｔの値までは、−１００℃のオフセットが行われる。したがってベース目標触媒床温マップＭＡＰｂａｓｅと吸入空気量ＧＡオフセットマップＭＡＰｇａとから求められるレベルよりも、オフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔは、１００℃低く設定されることになる。１５０秒経過から２５０秒経過までは、目標触媒床温オフセットは徐々に低下して、２５０秒目でオフセットは消滅する。すなわちオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔは実際には通常の目標触媒床温のレベルに到達することになる。

前記ステップＳ１３２にてオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔが算出されると、次に式２に示すごとく、触媒床温センサ３８にて検出されている実触媒床温Ｔｃａｔとの温度差ｄＴが算出される（Ｓ１３４）。

［式２］ ｄＴ ← Ｔｏｆｓｔ − Ｔｃａｔ
そしてこの温度差ｄＴに基づいて図９に示す比例制御量マップＭＡＰｐから、ポスト噴射量における比例制御量ＱＰを算出する（Ｓ１３６）。

次にステップＳ１１０（図２）で計時を開始している再生初期判定カウンタＣｉｎｔの値がＰＩ制御開始基準値Ｃｐｉ以上となったか否かが判定される（Ｓ１３８）。ここではＰＩ制御開始基準値Ｃｐｉとしては、前記ステップＳ１１２によるオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御完了までの判定時間（ここでは１５０秒）よりも短い時間が設定されている。ここでは５０秒に相当する値が設定されている。

したがって初期昇温が完了してから（図２：Ｓ１０６でyes）、５０秒経過していなければ、Ｃｉｎｔ＜Ｃｐｉであるので（Ｓ１３８でno）、式３により積分制御量を用いない比例制御量ＱＰによるフィードバック制御が実行されてポスト噴射量Ｑｐｓｔが算出される（Ｓ１４０）。

［式３］ Ｑｐｓｔ ← Ｑｏｆｓｂａｓｅ ＋ Ｑｈ ＋ ＱＰ
ここでオフセット基本ポスト噴射量Ｑｏｆｓｂａｓｅは、オフセットポスト噴射量マップＭＡＰｏｆｓｐｓｔから算出される。このオフセットポスト噴射量マップＭＡＰｏｆｓｐｓｔは図１０に示すごとくであり、別途計算されているメイン燃料噴射量Ｑｆとクランクポジションセンサ５４にて検出されるエンジン回転数ＮＥとによりオフセット基本ポスト噴射量Ｑｏｆｓｂａｓｅを求めるマップである。前記図５に示したポスト噴射量マップＭＡＰｐｓｔと異なるのは、目標触媒床温がオフセット目標触媒床温として−１００℃のオフセットがなされている分、ステップＳ１０８にて用いられるポスト噴射量よりも全体に低噴射量とされている。尚、過渡補正量Ｑｈは排気流量などの過渡時に過熱を防止するためにエンジン回転数ＮＥや吸入空気量ＧＡ変化に基づいて設定される補正量である。

こうしてステップＳ１１４では、オフセット目標触媒床温に対して積分制御量を用いない比例制御量によるフィードバック制御（Ｓ１４０）が実行され、ＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）を一旦出る。

次の制御周期においてもステップＳ１０２にてyes、ステップＳ１０６にてyesとされ、再生初期判定カウンタＣｉｎｔのカウントアップ（Ｓ１１０）が実行されると、その後もＣｉｎｔ＜Ｃｐｉ（＜１５０秒）であれば、再度、ステップＳ１１２でnoと判定される。そしてオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）に入ってからもステップＳ１３８にてnoと判定される。このためＣｉｎｔ＜Ｃｐｉである期間は、前記式３に示した積分制御量を用いずに比例制御量によるポスト噴射量Ｑｐｓｔのフィードバック制御がなされる（Ｓ１４０）。

以後、Ｃｉｎｔ＜Ｃｐｉである間は、実触媒床温Ｔｃａｔがオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔに収束するように、積分制御量を用いずに比例制御量によるポスト噴射量Ｑｐｓｔのフィードバック制御が継続される。

そして再生初期判定カウンタＣｉｎｔがＰＩ制御開始基準値Ｃｐｉに到達すると、すなわち積分制御量を用いない比例制御量によるポスト噴射量Ｑｐｓｔのフィードバック制御状態が５０秒経過すると、ステップＳ１３８ではyesと判定されるようになる。このことにより次に温度差ｄＴに基づいて式４により積分制御量ＱＩを算出する（Ｓ１４２）。

［式４］ ＱＩ ← ＱＩ ＋ ＭＡＰｉ（ｄＴ）
ここで右辺の積分制御量ＱＩは前回の制御周期にて設定されている積分制御量を表し、初期値としては、ＥＣＵ５２の起動時に０（mm3/st）に設定されている。尚、ＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）にてＰＭ再生要求時でない時には（Ｓ１０２でno）、ステップＳ１０４において、再生初期判定カウンタＣｉｎｔと共に積分制御量ＱＩをクリアしても良い。

積分値ＭＡＰｉ（ｄＴ）は、図１１に示す積分値マップＭＡＰｉから、ステップＳ１３４にて得られた温度差ｄＴに基づいて算出した値（mm3/st）である。
このようにして積分制御量ＱＩが算出されると、ステップＳ１３６にて算出した比例制御量ＱＰと共に、式５により比例制御量と積分制御量とに基づくフィードバック制御が実行されてポスト噴射量Ｑｐｓｔが算出される（Ｓ１４４）。

［式５］ Ｑｐｓｔ ← Ｑｏｆｓｂａｓｅ ＋ Ｑｈ ＋ ＱＰ ＋ ＱＩ
ここでオフセット基本ポスト噴射量Ｑｏｆｓｂａｓｅ、過渡補正量Ｑｈ及び比例制御量ＱＰについては前記式３において説明したごとくである。

こうしてステップＳ１１４では、オフセット目標触媒床温に対する比例制御量と積分制御量とによるフィードバック制御（Ｓ１４４）が実行され、ＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）を一旦出る。

以後、再生初期判定カウンタＣｉｎｔのカウント値が、オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御完了までの時間に到達しない間は、実触媒床温Ｔｃａｔがオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔに収束するように、比例制御量と積分制御量とによるポスト噴射量Ｑｐｓｔのフィードバック制御が継続される。

そして再生初期判定カウンタＣｉｎｔによりオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御完了となったことが判明すると、ここでは初期昇温完了から１５０秒経過すると、ステップＳ１１２ではyesと判定されるようになる。このため次に目標触媒床温によるフィードバック制御、すなわちオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔからオフセットされていない通常の目標触媒床温Ｔｔに変更しつつ、触媒床温のフィードバック制御が行われる（Ｓ１１６）。

この目標触媒床温によるフィードバック制御処理（Ｓ１１６）の詳細を図４のフローチャートに示す。
図４の制御では、まず式６により目標触媒床温Ｔｔを算出する（Ｓ１５２）。

［式６］ Ｔｔ ←
ＭＡＰｂａｓｅ（Ｍｐｍ）＋ＭＡＰｇａ（ＧＡ）＋ＭＡＰｏｆｓ（Ｃｉｎｔ）
この式６の右辺は前記式１と同じである。ただし図８に示したごとく時間経過と共に目標触媒床温オフセットＭＡＰｏｆｓ（Ｃｉｎｔ）は絶対値が小さくなり、最終的には再生初期判定カウンタＣｉｎｔがオフセット終了期限値Ｃｅｎｄ（ここでは２５０秒）に達すると目標触媒床温オフセットＭＡＰｏｆｓ（Ｃｉｎｔ）は０（℃）に収束する。したがってＣｉｎｔ＝Ｃｅｎｄとなって以降にて継続状態にあるＰＭ再生制御においては、目標触媒床温オフセットＭＡＰｏｆｓ（Ｃｉｎｔ）による目標触媒床温のオフセットはなされなくなる。

このようにステップＳ１５２にて目標触媒床温Ｔｔが算出されると、次に式７に示すごとく、触媒床温センサ３８にて検出されている実触媒床温Ｔｃａｔとの温度差ｄＴが算出される（Ｓ１５４）。

［式７］ ｄＴ ← Ｔｔ − Ｔｃａｔ
そしてこの温度差ｄＴに基づいて前述した図９に示す比例制御量マップＭＡＰｐから比例制御量ＱＰを算出する（Ｓ１５６）。更に温度差ｄＴに基づいて前記式４により積分制御量ＱＩを算出する（Ｓ１５８）。

次に再生初期判定カウンタＣｉｎｔがオフセット終了期限値Ｃｅｎｄ以上か否かが判定される（Ｓ１６０）。ここでオフセット終了期限値Ｃｅｎｄとしては２５０秒に相当する値が設定されている。

最初はＣｉｎｔ＜Ｃｅｎｄであるので（Ｓ１６０でno）、ポスト噴射量Ｑｐｓｔの算出に用いる基本ポスト噴射量Ｑｂを、オフセット基本ポスト噴射量Ｑｏｆｓｂａｓｅから通常時の基本ポスト噴射量Ｑｂａｓｅへ徐々に移行させて設定する処理を実行する（Ｓ１６２）。ここでオフセット基本ポスト噴射量Ｑｏｆｓｂａｓｅは、図１０のオフセットポスト噴射量マップＭＡＰｏｆｓｐｓｔから算出した値であり、通常時の基本ポスト噴射量Ｑｂａｓｅは、図５のポスト噴射量マップＭＡＰｐｓｔから算出した値である。

例えば、基本ポスト噴射量Ｑｂは式８により算出される。
［式８］ Ｑｂ ← ｛（ｎ−ｍ）・Ｑｏｆｓｂａｓｅ＋ｍ・Ｑｂａｓｅ｝／ｎ
ここで変数ｎは１００秒に相当する固定カウント値が設定され、変数ｍとして再生初期判定カウンタＣｉｎｔ＝１５０秒相当値からオフセット終了期限値Ｃｅｎｄ（ここでは２５０秒相当値）までの経過時間に相当するカウント値が設定される。

当初は、ｍ＝０秒相当値、ｎ＝１００秒相当値であるので、前記式８から、基本ポスト噴射量Ｑｂにはオフセット基本ポスト噴射量Ｑｏｆｓｂａｓｅの値そのままが設定される。

そしてこの基本ポスト噴射量Ｑｂを用いて、式９にてポスト噴射量Ｑｐｓｔが算出される（Ｓ１６６）。
［式９］ Ｑｐｓｔ ← Ｑｂ ＋ Ｑｈ ＋ ＱＰ ＋ ＱＩ
ここで過渡補正量Ｑｈ、比例制御量ＱＰ及び積分制御量ＱＩについては、前記式３，５にて述べたごとくである。

こうしてＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）を一旦出る。
次の制御周期以降は、ステップＳ１６２により基本ポスト噴射量Ｑｂの値は次第にオフセット基本ポスト噴射量Ｑｏｆｓｂａｓｅから通常時の基本ポスト噴射量Ｑｂａｓｅに移行する。この基本ポスト噴射量Ｑｂの移行により、フィードバック制御により求められるポスト噴射量Ｑｐｓｔ（Ｓ１６６：前記式９）についてもオフセット状態から通常のＰＭ再生状態に対応する量に移行してゆく。

そして再生初期判定カウンタＣｉｎｔがオフセット終了期限値Ｃｅｎｄに到達すると、Ｃｉｎｔ≧Ｃｅｎｄとなるので（Ｓ１６０でyes）、基本ポスト噴射量Ｑｂには通常時の基本ポスト噴射量Ｑｂａｓｅ（図５）がそのまま設定される（Ｓ１６４）。そして前記式９によりポスト噴射量Ｑｐｓｔが算出される（Ｓ１６６）。

以後、ＰＭ再生制御が終了するまで、ステップＳ１６０ではyesと判定されるので、基本ポスト噴射量Ｑｂａｓｅにてポスト噴射量Ｑｐｓｔが算出される処理（Ｓ１６４，Ｓ１６６）が継続する。

ＰＭ再生処理が終了すれば、ＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）のステップＳ１０２にてnoと判定されるので、再生初期判定カウンタＣｉｎｔはクリアされ（Ｓ１０４）、このまま処理を出る。したがってＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）における実質的な処理は終了することになる。

図１２のタイミングチャートに本実施の形態における制御の一例を示す。尚、図１２の例では、燃料噴射弁１０としては標準の燃料噴射弁に対して大きい側に燃料噴射量がずれているものを用いている。ＰＭ再生要求時（ｔ０）となると、初期昇温（図２：Ｓ１０８）が実行される（ｔ０〜ｔ１）。その後にオフセット目標触媒床温にて積分制御量を用いない比例制御量によるフィードバック制御が行われる（ｔ１〜ｔ２、図３：Ｓ１３２，Ｓ１４０）。引き続きオフセット目標触媒床温にて比例制御量と積分制御量とによるフィードバック制御が行われる（ｔ２〜ｔ３、図３：Ｓ１３２，Ｓ１４４）。このようにオフセット目標触媒床温にてフィードバック制御が実行されるので実触媒床温Ｔｃａｔのオーバーシュートは抑制されて限界温度（ＯＴ）を越えていない。そしてオフセット目標触媒床温に安定的に制御されている間に高精度に積分制御量ＱＩが求められる。そしてオフセット目標触媒床温から通常の目標触媒床温へ徐々に上昇させ（ｔ３〜ｔ４、図４：Ｓ１５２，Ｓ１６２，Ｓ１６６）、その後、完全に通常の目標触媒床温の制御に移行している（ｔ４〜ｔ５、図４：Ｓ１５２，Ｓ１６４，Ｓ１６６）。このことにより、通常の目標触媒床温において高精度な触媒床温制御が可能となる。

比較例として示す図１３のタイミングチャートでは、初期昇温（ｔ１０〜ｔ１１）、積分制御量を用いない比例制御量によるフィードバック制御（ｔ１１〜ｔ１２）、比例制御量と積分制御量とのフィードバック制御（ｔ１２〜ｔ１７）を実行している。ただしフィードバック制御（ｔ１１〜ｔ１７）においては最初からオフセットされない通常の目標触媒床温を用いている。したがって本比較例のごとく、燃料噴射弁１０の燃料噴射量が制御量に比較して大きい方にばらついていると、限界温度（ＯＴ）を越えてしまう（ｔ１３〜ｔ１４、ｔ１５〜ｔ１６）。

上述した構成にて請求項との関係はＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）のステップＳ１０２〜Ｓ１１２、オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）のステップＳ１３２及び目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図４）のステップＳ１５２が目標触媒床温設定手段としての処理に相当する。ＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）のステップＳ１１２とオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）のステップＳ１４２とが初期目標触媒床温設定期間学習手段としての処理に相当する。オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）及び目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図４）が加熱調節量制御手段としての処理に相当する。オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）のステップＳ１３６，Ｓ１４０が比例制御手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．初期目標触媒床温設定期間（ｔ２〜ｔ３）にオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔと実触媒床温Ｔｃａｔとの温度差ｄＴに基づきポスト噴射量Ｑｐｓｔ（加熱調節量に相当）と実際のポスト噴射量（実加熱量に相当）との差に対応する積分制御量ＱＩ（加熱調節量補正値に相当）を学習している（Ｓ１４２）。このように燃料噴射弁１０のばらつきによる制御誤差を反映する積分制御量ＱＩの学習は、目標触媒床温オフセットＭＡＰｏｆｓ（Ｃｉｎｔ）分、通常の目標触媒床温よりも低いオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔ（初期目標触媒床温に相当）を目標触媒床温とした状態にて実行されている。

このためＤＰＦ３６ｂを通常の目標触媒床温に昇温する前に、一旦、より低いオフセット目標触媒床温ＴｏｆｓｔにてＤＰＦ３６ｂの触媒床温を収束させる制御が行われる。このため初期目標触媒床温設定期間の初期では、積分制御量ＱＩには誤差が蓄積している可能性があるが、初期目標触媒床温設定期間内では目標触媒床温がオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔとして安定しているので、この間に積分制御量ＱＩにおける誤差は十分に低下できる。

したがって初期目標触媒床温設定期間後に、通常の再生時の目標触媒床温Ｔｔを目標触媒床温として設定することで、過渡時（ｔ３〜ｔ４）となっても、既に積分制御量ＱＩにおける誤差は十分に低下した状態で高精度に求められている。

このため以後、目標触媒床温Ｔｔと実触媒床温Ｔｃａｔとの差ｄＴと共に、前述のごとく燃料噴射弁１０におけるばらつきが高精度に学習された積分制御量ＱＩを用いてポスト噴射量Ｑｐｓｔを制御できることから、制御誤差の抑制された高精度な触媒床温制御が可能となる。

このため目標触媒床温Ｔｔに到達した際も、オーバーシュートに対して、大きい誤差を含む積分制御量ＱＩ分の加熱が加わることが無いので、過熱によるＤＰＦ３６ｂの損傷を防止することができる。

（ロ）．初期目標触媒床温設定期間の初期において、積分制御量を用いない比例制御量による触媒床温フィードバック制御にてポスト噴射量Ｑｐｓｔを制御している（図３：Ｓ１３６，Ｓ１４０）。このため実際に積分制御量ＱＩを学習する前に比例制御によりＤＰＦ３６ｂの触媒床温は十分に安定した状態となっている。したがって積分制御量ＱＩはオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔと実触媒床温Ｔｃａｔとが共に安定した状態から学習を開始している（Ｓ１４２）ので、積分制御量ＱＩをほぼ誤差無く学習できる。このことにより更に高精度な触媒床温制御が可能となる。

（ハ）．初期目標触媒床温設定期間（ｔ１〜ｔ３）後において、目標触媒床温Ｔｔをオフセット状態から通常の目標触媒床温へ徐々に移行させている（Ｓ１６２）。このことにより、急速なＤＰＦ３６ｂの昇温を招かないことから、ＤＰＦ３６ｂ内における温度分布を大きく偏らせることがない。このためＤＰＦ３６ｂの損傷を防止することができる。

（ニ）．通常の目標触媒床温（ｔ３〜）へ移行した後も、オフセットがなされている期間での積分制御量ＱＩを引き継いで更に積分制御量ＱＩの学習を継続している。このため、以後の触媒床温制御（ｔ３〜ｔ５）においても、制御誤差の抑制された高精度な制御が可能となる。目標触媒床温Ｔｔに到達した際も、オーバーシュートに対して、大きい誤差を含む積分制御量ＱＩ分の加熱が加わることが無く、過熱によるＤＰＦ３６ｂの損傷を防止することができる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図４）の代わりに図１４に示す目標触媒床温によるフィードバック制御が実行される。他の構成は前記実施の形態１と同じである。

目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図１４）においてはステップＳ２５２は図４におけるステップＳ１５２〜Ｓ１６４と同じ処理である。したがってステップＳ１６２又はステップＳ１６４において基本ポスト噴射量Ｑｂが求められた後に、式１０によりポスト噴射量上限値Ｑｐｓｔｌｍｔが算出される（Ｓ２５４）。

［式１０］ Ｑｐｓｔｌｍｔ
← ＭＩＮ（Ｑｐｓｔｌｍｔｂ，Ｑｐｓｔｌｍｔｇｎ，Ｑｐｓｔｍｘ）＋ＱＩ
ここで触媒床温用上限値Ｑｐｓｔｌｍｔｂは、実触媒床温Ｔｃａｔに基づいて設定されるポスト噴射量上限値である。空燃比用上限値Ｑｐｓｔｌｍｔｇｎは、吸入空気量ＧＡとメイン噴射量及びポスト噴射量の合計噴射量との比である空燃比Ａ／Ｆに基づいて設定されるポスト噴射量上限値である。高温防止用上限値Ｑｐｓｔｍｘは、排気浄化装置３６の過熱を防止するために設定されるポスト噴射量上限値である。ＭＩＮ（）は括弧内の３つの数値（Ｑｐｓｔｌｍｔｂ，Ｑｐｓｔｌｍｔｇｎ，Ｑｐｓｔｍｘ）の内の最小値を抽出する演算子である。更に上記式１０ではＭＩＮ（）により抽出された最小値に対して積分制御量ＱＩ分の加算補正を実行している。

このようにポスト噴射量上限値Ｑｐｓｔｌｍｔを燃料噴射弁１０のばらつきを反映している積分制御量ＱＩにより補正していることで、燃料噴射弁１０のばらつきを相殺したポスト噴射量上限値Ｑｐｓｔｌｍｔとしている。

上記構成にてＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）のステップＳ１０２〜Ｓ１１２、オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）のステップＳ１３２及び目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図１４）にてステップＳ１５２に相当する処理が目標触媒床温設定手段としての処理に相当する。ＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）のステップＳ１１２とオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）のステップＳ１４２とが初期目標触媒床温設定期間学習手段としての処理に相当する。オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）及び目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図１４）が加熱調節量制御手段としての処理に相当する。オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）のステップＳ１３６，Ｓ１４０が比例制御手段としての処理に相当する。目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図１４）のステップＳ２５４における「ＭＩＮ（Ｑｐｓｔｌｍｔｂ，Ｑｐｓｔｌｍｔｇｎ，Ｑｐｓｔｍｘ）」の項が上限設定手段としての処理に、「＋ＱＩ」の項が上限変更手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の効果を生じる。
（ロ）．前記式１０のごとく、ポスト噴射量Ｑｐｓｔの上限値（ポスト噴射量上限値Ｑｐｓｔｌｍｔ）が設定される場合には積分制御量ＱＩが加算補正されることにより、燃料噴射弁１０のばらつきが相殺されて適切なポスト噴射量上限値Ｑｐｓｔｌｍｔが設定可能となる。

このため燃料噴射弁１０が過多噴射側にばらついていた場合にはＤＰＦ３６ｂの過熱を防止し、過少噴射側にばらついていた場合にはＤＰＦ３６ｂの再生不足を防止することができる。

［実施の形態３］
本実施の形態では、ＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）の代わりに図１５のＤＰＦ触媒床温制御処理が実行され、目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図４）の代わりに図１６に示す目標触媒床温によるフィードバック制御が実行される。更に車両のダッシュボードには、アイドル時においてドライバにより指示が可能なＰＭ再生スイッチ（再生要求操作検出手段に相当）が設けられている。ＥＣＵ５２は、アイドル時にてＰＭ再生スイッチのオン操作によりドライバがＰＭ再生要求を指示していることが判れば、手動再生としてＰＭ再生を実行する。他の構成は前記実施の形態１と同じである。

ＤＰＦ触媒床温制御処理（図１５）のステップＳ３０４〜Ｓ３０８，Ｓ３１４〜Ｓ３１８は図２におけるステップＳ１０４〜Ｓ１０８，Ｓ１１０〜Ｓ１１４と同じ処理である。本制御の最初に実行されるＰＭ再生要求時か否かの判断（Ｓ３０２）では、前記ＰＭ再生スイッチによるドライバからのＰＭ再生要求も判断される。

ＤＰＦ触媒床温制御処理（図１５）では、初期昇温完了後に（Ｓ３０６でyes）、手動再生時か否かの判定（Ｓ３１０）がなされる。すなわちＰＭ再生スイッチによるドライバからのＰＭ再生要求か否かの判定がなされて、手動再生時であると判定されれば（Ｓ３１０でyes）、再生初期判定カウンタＣｉｎｔのカウントアップが実行され（Ｓ３１４）、以下、前記実施の形態１にて説明したごとくの処理が実行される。すなわちアイドル時にて手動再生時であると判断されれば（Ｓ３１０でyes）、実質的には前記実施の形態１にて説明したごとくの処理がなされてオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔによるフィードバック制御の下での積分制御量ＱＩの算出が可能となる。

手動再生時ではない場合、すなわちＰＭ堆積量や、排気浄化装置３６の上下流での排気圧力差ΔＰｅｘに基づく自動再生時では（Ｓ３１０でno）、再生初期判定カウンタＣｉｎｔにはオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔでのフィードバック制御を回避するために「２５０」が設定される（Ｓ３１２）。尚、２５０以上であれば更に大きい値を再生初期判定カウンタＣｉｎｔに設定しても良い。そして直ちに通常の目標触媒床温Ｔｔによるフィードバック制御が実行される（Ｓ３２０）。図１６のフローチャートは、この目標触媒床温Ｔｔによるフィードバック制御を表したものである。

図１６のステップＳ３５２〜Ｓ３５６，Ｓ３６０〜Ｓ３６８は、図４のＳ１５２〜Ｓ１６６と同じである。図４と異なる点は、比例制御量ＱＰの算出（Ｓ３５６）後、積分制御量ＱＩ算出（Ｓ３６０）前に、手動再生時か否かを判定している（Ｓ３５８）。手動再生時であれば（Ｓ３５８でyes）、積分制御量ＱＩ算出（Ｓ３６０）に移行する。したがって手動再生時では、前記実施の形態１と同一の処理となる。

手動再生時ではない場合（Ｓ３５８でno）、すなわち自動再生時である場合には、直ちに基本ポスト噴射量Ｑｂに、目標触媒床温にオフセットがなされていない時の基本ポスト噴射量Ｑｂａｓｅを設定する処理を実行する（Ｓ３６６）。そして前記式９にてポスト噴射量Ｑｐｓｔを算出する（Ｓ３６８）。尚、前記式９では積分制御量ＱＩが含まれているが、手動再生時で無い場合には、実際には積分制御量ＱＩの学習（Ｓ１４２，Ｓ３６０）は実行していないので、積分制御量ＱＩ＝０である。尚、過去に手動再生時でない期間に学習された積分制御量ＱＩの値をＥＣＵ５２が保持している場合には、手動再生時にても、この積分制御量ＱＩの値を用いても良い。この場合、積分制御量ＱＩは学習されないので一定に維持されている。

ここでＤＰＦ触媒床温制御処理（図１５）のステップＳ３０２〜Ｓ３０８，Ｓ３１４，Ｓ３１６、オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）のステップＳ１３２及び目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図１６）のステップＳ３５２が目標触媒床温設定手段としての処理に相当する。オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）のステップＳ１４２及びＤＰＦ触媒床温制御処理（図１５）のステップＳ３１０，Ｓ３１６が初期目標触媒床温設定期間学習手段としての処理に相当する。オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）及び目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図１６）が加熱調節量制御手段としての処理に相当する。オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）のステップＳ１３６，Ｓ１４０が比例制御手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．エンジン２の安定運転状態時であるアイドル時にドライバからのＰＭ再生要求操作があった場合に、オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御を実行している。このことにより前記実施の形態１の効果を生じる。

更に、ドライバはＤＰＦ３６ｂの再生を意識して実行することができるので、この時、ドライバは同時にエンジン２を安定した状態に維持させることが可能である。特にアイドル時であることから、早期に高精度な積分制御量ＱＩを確実に得ることができる。

［実施の形態４］
本実施の形態では、ＤＰＦ触媒床温制御処理（図２）の代わりに図１７のＤＰＦ触媒床温制御処理が実行され、オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図３）の代わりに図１８に示すオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御が実行される。更にＰＭ再生初期時目標触媒床温オフセットマップＭＡＰｏｆｓ（図８）の代わりに図１９に示した徐減用のオフセットマップＭＡＰｏｆｓが用いられる。他の構成は前記実施の形態１と同じである。

ＤＰＦ触媒床温制御処理（図１７）のステップＳ４０２〜Ｓ４０８，Ｓ４１６は図２におけるステップＳ１０２〜Ｓ１０８，Ｓ１１６と同じ処理である。ＤＰＦ触媒床温制御処理（図１７）においては初期昇温が完了すると（Ｓ４０６でyes）、オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御（Ｓ４１４）での積分制御量ＱＩは安定化したか否かが判定される（Ｓ４１０）。初期昇温が完了した直後では、未だオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御（Ｓ４１４）は実行されておらず、積分制御量ＱＩ自体が未積算であることから（Ｓ４１０でno）、まずオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御（Ｓ４１４）が実行されることになる。

オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御（Ｓ４１４）の詳細は、図１８に示すごとくである。図１８においてステップＳ４３４，Ｓ４３６，Ｓ４４０〜Ｓ４４４は図３のステップＳ１３４，Ｓ１３６，Ｓ１４０〜Ｓ１４４と同じ処理である。ステップＳ４３２においては前記式１においてＭＡＰｏｆｓ（Ｃｉｎｔ）の代わりに固定値の「−１００（℃）」を用いている。ステップＳ４３８においてはフィードバック制御開始から５０秒経過したか否かを判定している。この判定により積分制御量ＱＩを用いない比例制御量ＱＰによるフィードバック制御計算（Ｓ４４０）から、比例制御量ＱＰと積分制御量ＱＩとによるフィードバック制御計算（Ｓ４４４）への切り替えタイミングを判定している。

そして図１８のステップＳ４４２にて求められる積分制御量ＱＩの値が安定化、例えば積分制御量ＱＩの単位時間当たりの変動幅が、安定化を示す基準変動幅に収まると（Ｓ４１０でyes）、まず再生初期判定カウンタＣｉｎｔのカウントアップが開始される（Ｓ４１２）。そしてこの再生初期判定カウンタＣｉｎｔに応じた図１９のオフセットマップＭＡＰｏｆｓの値の設定に従って前記実施の形態１にて説明した目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図４）が実行される。このことにより基本ポスト噴射量Ｑｂの値が次第にオフセット基本ポスト噴射量Ｑｏｆｓｂａｓｅから基本ポスト噴射量Ｑｂａｓｅに移行する（Ｓ１６２）。そして、再生初期判定カウンタＣｉｎｔがオフセット終了期限値Ｃｅｎｄ、ここでは１００秒に到達したタイミングで（Ｓ１６０でyes）、基本ポスト噴射量Ｑｂには通常時の基本ポスト噴射量Ｑｂａｓｅがそのまま設定されるようになる（Ｓ１６４）。図４の他の処理については前記実施の形態１にて説明したごとくである。

ここで、ＤＰＦ触媒床温制御処理（図１７）のステップＳ４０２〜Ｓ４１０、オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図１８）のステップＳ４３２及び目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図４）におけるステップＳ１５２が目標触媒床温設定手段としての処理に相当する。ＤＰＦ触媒床温制御処理（図１７）のステップＳ４１０とオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図１８）のステップＳ４４２が初期目標触媒床温設定期間学習手段としての処理に相当する。オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図１８）及び目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図４）が加熱調節量制御手段としての処理に相当する。オフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理（図１８）のステップＳ４３６，Ｓ４４０が比例制御手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．本実施の形態では、初期目標触媒床温設定期間を、積分制御量ＱＩの変動が基準変動幅よりも小さくなった時までとしている。このことによっても高精度な積分制御量ＱＩが得られ、前記実施の形態１の効果を生じる。

［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態３において、図１５のステップＳ３０２では、エンジン運転履歴によりＰＭ堆積量が基準堆積量に達している場合や、排気差圧センサ４１から検出される排気圧力差ΔＰｅｘが基準差圧を越えている場合に加えて、ドライバからのＰＭ再生要求の存在も含まれていた。このドライバからのＰＭ再生要求の存在の代わりに、安定運転状態検出手段として、エンジン２の安定運転状態を検出する手段、例えば車両が定速走行を実行している場合に或程度のＰＭ堆積量や或程度の排気浄化装置３６の上下流差圧が生じている場合に、ステップＳ３０２でyesと判定するようにしても良い。そしてステップＳ３１０及び図１６のステップＳ３５８では、安定運転状態検出手段にて安定運転状態時にある場合にyesと判定させるようにしても良い。

このことにより高精度な積分制御量ＱＩの学習チャンスを増加させて、適切なＰＭ再生制御を実行させることができ、このＰＭ再生制御において過熱によるＤＰＦ３６ｂの損傷を防止することができる。

（ｂ）．前記各実施の形態では、オフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔによるフィードバック制御完了後も、積分制御量ＱＩの学習を実行していた。この代わりにオフセット目標触媒床温Ｔｏｆｓｔによるフィードバック制御時に学習された積分制御量ＱＩを、その直後の目標触媒床温Ｔｔによるフィードバック制御では学習させず、学習された積分制御量ＱＩを固定した状態で、比例制御量ＱＰのみの調節によるフィードバック制御を実行しても良い。

（ｃ）．前記各実施の形態では燃焼室内に燃料噴射する燃料噴射弁１０のポスト噴射によりＤＰＦ３６ｂを加熱してＰＭ再生を実行した。この代わりに、エキゾーストマニホールド３２や排気管３４に燃料添加弁を配置して、燃料添加弁から排気中に燃料を添加することにより、排気浄化装置３６に加熱調節量としての添加燃料を供給しても良い。

実施の形態１のディーゼルエンジン及びその制御系の概略構成説明図。 実施の形態１のＥＣＵが実行するＤＰＦ触媒床温制御処理のフローチャート。 同じくオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理のフローチャート。 同じく目標触媒床温によるフィードバック制御処理のフローチャート。 実施の形態１の制御にて用いるポスト噴射量マップＭＡＰｐｓｔの構成説明図。 実施の形態１の制御にて用いるベース目標触媒床温マップＭＡＰｂａｓｅの構成説明図。 実施の形態１の制御にて用いる吸入空気量ＧＡオフセットマップＭＡＰｇａの構成説明図。 実施の形態１の制御にて用いるＰＭ再生初期時目標触媒床温オフセットマップＭＡＰｏｆｓの構成説明図。 実施の形態１の制御にて用いる比例制御量マップＭＡＰｐの構成説明図。 実施の形態１の制御にて用いるオフセットポスト噴射量マップＭＡＰｏｆｓｐｓｔの構成説明図。 実施の形態１の制御にて用いる積分値マップＭＡＰｉの構成説明図。 実施の形態１の制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態１に対する比較例としての制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態２の目標触媒床温によるフィードバック制御処理のフローチャート。 実施の形態３のＤＰＦ触媒床温制御処理のフローチャート。 実施の形態３の目標触媒床温によるフィードバック制御処理のフローチャート。 実施の形態４のＤＰＦ触媒床温制御処理のフローチャート。 実施の形態４のオフセット目標触媒床温によるフィードバック制御処理のフローチャート。 実施の形態４のオフセットマップＭＡＰｏｆｓの構成説明図。

符号の説明

２…エンジン、４…気筒、６…吸気弁、８…排気弁、１０…燃料噴射弁、１２…コモンレール、１４…燃料供給管、１６…燃料ポンプ、１８…インテークマニホールド、２０…吸気管、２２…エアクリーナ、２４…ターボチャージャ、２４ａ…コンプレッサ、２４ｂ…タービン、２６…インタークーラ、２８…吸気絞り弁、３０…電動アクチュエータ、３２…エキゾーストマニホールド、３４…排気管、３６…排気浄化装置、３６ａ…酸化触媒（ＤＯＣ）、３６ｂ…パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）、３８…触媒床温センサ、４０…排気温センサ、４１…排気差圧センサ、４２…排気絞り弁、４４…アクチュエータ、４６…ＥＧＲ通路、４８…ＥＧＲ弁、５０…ＥＧＲクーラ、５２…ＥＣＵ、５４…クランクポジションセンサ、５６…冷却水温センサ、５８…アクセル開度センサ、６０…燃料圧力センサ、６２…吸気量センサ。

Claims (15)

1. 内燃機関の排気系に設けられ、排気中からパティキュレートを捕集する触媒再生型フィルタにおける再生時の触媒床温を制御する装置であって、
   触媒再生型フィルタの再生開始時に、再生時目標触媒床温よりも低い初期目標触媒床温を目標触媒床温として設定する初期目標触媒床温設定期間を設け、該初期目標触媒床温設定期間後に再生時目標触媒床温を目標触媒床温として設定する目標触媒床温設定手段と、
   前記初期目標触媒床温設定期間内にて加熱調節量と実加熱量との差に対応する加熱調節量補正値を学習する初期目標触媒床温設定期間学習手段と、
   触媒再生型フィルタの実触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、
   前記目標触媒床温設定手段にて設定される目標触媒床温と前記触媒床温検出手段にて検出される実触媒床温との差に基づいて加熱調節量を制御すると共に、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段にて前記加熱調節量補正値が学習された後は、目標触媒床温と実触媒床温との差と共に前記加熱調節量補正値を用いて加熱調節量を制御する加熱調節量制御手段と、
   前記加熱調節量の上限値を設定することで前記加熱調節量を制限する上限設定手段と、
   前記上限設定手段にて設定された前記上限値を前記加熱調節量補正値の大きさに応じて補正する上限変更手段と、
   を備えたことを特徴とする触媒床温制御装置。
2. 請求項１において、前記上限変更手段は、前記上限設定手段にて設定された前記上限値に対して前記加熱調節量補正値を加える加算補正を行うことを特徴とする触媒床温制御装置。
3. 内燃機関の排気系に設けられ、排気中からパティキュレートを捕集する触媒再生型フィルタにおける再生時の触媒床温を制御する装置であって、
   触媒再生型フィルタの再生開始時に、再生時目標触媒床温よりも低い初期目標触媒床温を目標触媒床温として設定する初期目標触媒床温設定期間を設け、該初期目標触媒床温設定期間後に再生時目標触媒床温を目標触媒床温として設定する目標触媒床温設定手段と、
   前記初期目標触媒床温設定期間内にて加熱調節量と実加熱量との差に対応する加熱調節量補正値を学習する初期目標触媒床温設定期間学習手段と、
   触媒再生型フィルタの実触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、
   前記目標触媒床温設定手段にて設定される目標触媒床温と前記触媒床温検出手段にて検出される実触媒床温との差に基づいて加熱調節量を制御すると共に、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段にて前記加熱調節量補正値が学習された後は、目標触媒床温と実触媒床温との差と共に前記加熱調節量補正値を用いて加熱調節量を制御する加熱調節量制御手段とを備え、
   前記目標触媒床温設定手段は、前記初期目標触媒床温設定期間を、前記加熱調節量制御手段による制御開始時から前記初期目標触媒床温設定期間学習手段により学習される前記加熱調節量補正値の変動が基準変動幅よりも小さくなった時までとしている
   ことを特徴とする触媒床温制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記初期目標触媒床温設定期間の初期に目標触媒床温と実触媒床温との差に基づいて加熱調節量を制御する比例制御手段を備え、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段は前記比例制御手段による制御完了後に前記加熱調節量補正値を学習することを特徴とする触媒床温制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記加熱調節量は排気中に加えられる燃料の調節量であり、前記実加熱量は実際に排気中に加えられた燃料量であることを特徴とする触媒床温制御装置。
6. 請求項５において、内燃機関の燃焼室内にて行われるポスト噴射量の調節にて、排気中に加えられる燃料量の調節がなされることを特徴とする触媒床温制御装置。
7. 請求項５において、排気経路に設けられた燃料添加弁にて行われる燃料添加量の調節にて、排気中に加えられる燃料量の調節がなされることを特徴とする触媒床温制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記目標触媒床温設定手段は、前記初期目標触媒床温設定期間後に、目標触媒床温を、初期目標触媒床温から再生時目標触媒床温へ徐々に移行させることを特徴とする触媒床温制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、前記加熱調節量制御手段は、前記初期目標触媒床温設定期間後にて、前記加熱調節量補正値の学習を継続した状態で前記加熱調節量を制御することを特徴とする触媒床温制御装置。
10. 請求項１〜８のいずれかにおいて、前記加熱調節量制御手段は、前記初期目標触媒床温設定期間後にて、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段にて学習された前記加熱調節量補正値を固定した状態で前記加熱調節量を制御することを特徴とする触媒床温制御装置。
11. 請求項１〜１０のいずれかにおいて、学習により求められる前記加熱調節量補正値は、触媒床温フィードバック制御上の積分制御量であることを特徴とする触媒床温制御装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記目標触媒床温設定手段は、前記初期目標触媒床温設定期間を、前記加熱調節量制御手段による制御開始時からの経過時間により設定していることを特徴とする触媒床温制御装置。
13. 請求項１〜１２のいずれかにおいて、内燃機関の安定運転状態を検出する安定運転状態検出手段を備え、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段は、前記安定運転状態検出手段にて内燃機関が安定運転状態にあると判定された場合に限定して、前記加熱調節量補正値の学習を実行することを特徴とする触媒床温制御装置。
14. 請求項１〜１２のいずれかにおいて、内燃機関の安定運転状態時に内燃機関のドライバからの再生要求操作を検出する再生要求操作検出手段を備え、前記初期目標触媒床温設定期間学習手段は、前記再生要求操作検出手段にて再生要求操作が検出された場合に限定して、前記加熱調節量補正値の学習を実行することを特徴とする触媒床温制御装置。
15. 請求項１４において、前記内燃機関の安定運転状態時は、アイドル運転状態時であることを特徴とする触媒床温制御装置。

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