JP6054823B2

JP6054823B2 - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP6054823B2
Application number: JP2013151550A
Authority: JP
Inventors: 高宏清藤; 辰久横井; 朝士阿知波
Original assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2033-07-22
Also published as: JP2015021455A; EP3025033A1; EP3025033B1; WO2015011541A1; AU2014294742B2; BR112016001303A2; AU2014294742A1; BR112016001303B1; BR112016001303B8

Description

本発明は、内燃機関から排出される排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタを備える内燃機関の排気浄化装置に関する。

内燃機関（主に、ディーゼルエンジン）から排出される排気ガスには、カーボンを主成分とする粒子状物質（ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ：以下「ＰＭ」という。）が含まれる。排気ガス中のＰＭを、排気通路に設けたＤＰＦ（ＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＦｉｌｔｅｒ）等のフィルタによって捕集することで、排気ガスの浄化が図られている。また、フィルタ（ＤＰＦ）に捕集されたＰＭの捕集量（ＰＭ堆積量）が所定の判定値（閾値）に到達したとき、フィルタ上のＰＭを燃焼・除去するＰＭ燃焼制御（フィルタ再生制御）を行うことで、フィルタの詰りが抑制される。

従来では、フィルタの上流側圧力と下流側圧力との差圧（フィルタ前後の差圧）に基づいてフィルタのＰＭ堆積量を推定する第１推定手段と、内燃機関のＰＭ排出量に基づいてフィルタのＰＭ堆積量を推定する第２推定手段とを備え、第１推定手段または第２推定手段を選択して使用することによってＰＭ堆積量を推定する排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１３２４６８号公報

上記特許文献１に記載の排気浄化装置では、ＰＭ燃焼制御へ移行する閾値（移行用閾値）として、第１、第２推定手段に同一の閾値が用いられていたので、次のような問題があった。すなわち、第１、第２推定手段のうち推定誤差の大きいほうを考慮して、上記閾値を低めの値に設定する必要があった。このため、各推定手段による推定ＰＭ堆積量に基づくＰＭ燃焼制御への移行判定の精度が悪化し、これに起因してＰＭ燃焼制御の頻度が多くなって、燃費が悪化するという問題があった。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、フィルタに堆積したＰＭを除去するＰＭ燃焼制御の頻度を抑え、燃費悪化を抑制することが可能な排気浄化装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、内燃機関の排気通路に配設され、内燃機関から排出される排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタと、前記フィルタの前後差圧を検出する差圧センサとを備え、前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量（ＰＭ堆積量）を推定し、その粒子状物質の推定堆積量（推定ＰＭ堆積量）が予め設定された閾値に達した場合には、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼する燃焼制御（ＰＭ燃焼制御）を行う内燃機関の排気浄化装置であって、前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を推定する推定手段として、内燃機関の排出した粒子状物質の量から前記堆積量を推定する第１の推定手段と、前記フィルタの前後差圧から前記堆積量を推定する第２の推定手段とを備え、前記閾値として、前記第１の推定手段用の第１の閾値と、前記第２の推定手段用の第２の閾値とがそれぞれ設けられ、前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きい値に設定されており、前記第２の推定手段による前記堆積量の推定は、前記フィルタの前後差圧の活用条件が成立した累積時間が予め設定された閾値以上のとき許可され、前記累積時間は、平均車速が所定値未満であるという条件、１トリップでの走行距離が所定値未満であるという条件、および前記差圧センサによる差圧検出頻度が所定値未満であるという条件のうち、少なくとも１つの条件が満たされている場合にはクリアされることを特徴としている。

上記構成によれば、第１の推定手段用の第１の閾値と、この第１の閾値よりも大きい第２の推定手段用の第２の閾値とをそれぞれ設定しているので、各推定手段による推定ＰＭ堆積量に基づくＰＭ燃焼制御への移行判定を精度よく行うことが可能になり、これにより、ＰＭ燃焼制御の頻度を低減して、燃費の悪化を抑制することが可能になる。また、フィルタの前後差圧とＰＭ堆積量との相関が悪化する可能性がある場合（平均車速が所定値未満である場合、１トリップでの走行距離が所定値未満である場合、差圧センサによる差圧検出頻度が所定値未満である場合）、累積時間をクリアすることによって、実ＰＭ堆積量と、推定ＰＭ堆積量ＰＭｄとの乖離を小さくすることが可能になり、ＰＭ燃焼制御の頻度を低減して、燃費の悪化を抑制することが可能になる。

本発明において、前記第２の推定手段による前記堆積量の推定は、前記堆積量が予め設定された閾値以上のとき許可されることが好ましい。

上記構成によれば、実ＰＭ堆積量と、第２の推定手段による推定ＰＭ堆積量との乖離を小さくすることが可能になり、ＰＭ燃焼制御の頻度を低減して、燃費の悪化を抑制することが可能になる。つまり、フィルタのＰＭ堆積量が少ない場合、フィルタのＰＭ堆積量に対し、フィルタ前後差圧の差圧センサによる検出値が急激に変化する可能性があり、第２の推定手段による推定ＰＭ堆積量の推定精度が確保できない可能性がある。しかし、上記構成では、第２の推定手段によるＰＭ堆積量の推定が、フィルタのＰＭ堆積量が閾値以上のときに限定して行われるので、実ＰＭ堆積量と、第２の推定手段による推定ＰＭ堆積量との乖離を小さくすることが可能になり、ＰＭ燃焼制御の頻度を低減して、燃費の悪化を抑制することが可能になる。

本発明によれば、第１の推定手段用の第１の閾値と、この第１の閾値よりも大きい第２の推定手段用の第２の閾値とをそれぞれ設定しているので、各推定手段による推定ＰＭ堆積量に基づくＰＭ燃焼制御への移行判定を精度よく行うことが可能になり、これにより、ＰＭ燃焼制御の頻度を低減して、燃費の悪化を抑制することが可能になる。

本発明を適用するディーゼルエンジンの一例を示す概略構成図である。ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。ＰＭ排出量を求める際に参照されるマップの一例を示す図である。ＤＰＦの差圧活用条件が成立した累積時間と、ＤＰＦのフィルタ前後差圧との関係を示す図である。ＤＰＦのＰＭ堆積量と、ＤＰＦのフィルタ前後差圧との関係を示す図である。ＥＣＵが実行するＤＰＦ差圧の参照許可フラグの算出制御の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵが実行する第１、第２の推定処理の切替制御の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵが実行するＤＰＦ差圧の参照許可フラグの算出制御の変形例を示すフローチャートである。

本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。以下では、自動車に搭載されたコモンレール式筒内直噴型多気筒ディーゼルエンジン（圧縮自着火式内燃機関）に本発明を適用した場合について説明する。

−エンジン−
本発明を適用するディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）の概略構成について、図１を参照して説明する。図１に示すように、エンジン１は、直列型の４気筒エンジンであって、エンジン１の各気筒の燃焼室１ａには、燃焼室１ａ内での燃焼に供される燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）２がそれぞれ配置されている。各気筒のインジェクタ２は、コモンレール１１に接続されている。コモンレール１１には、サプライポンプ１０が接続されている。

サプライポンプ１０は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、汲み上げられた燃料を高圧にした後に燃料通路１０ａを介してコモンレール１１に供給する。コモンレール１１は、サプライポンプ１０から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各インジェクタ２に分配する。インジェクタ２は、所定電圧が印加されたときに開弁して、燃焼室１ａ内に燃料を噴射供給する電磁駆動式の開閉弁である。インジェクタ２の開閉（燃料噴射量および燃料噴射時期）は、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１００によってデューティ制御される。

エンジン１には、吸気通路３および排気通路４が接続されている。吸気通路３には、吸入空気の流れの上流側から下流側に向けて順に、エアクリーナ９、エアフローメータ３３、ターボチャージャ６のコンプレッサインペラ６３、インタークーラ８、および、スロットルバルブ５が配設されている。スロットルバルブ５は、吸入空気量を調整するバルブであって、スロットルモータ５１によってスロットルバルブ５の開度であるスロットル開度が調整される。スロットルバルブ５のスロットル開度は、スロットル開度センサ４１によって検出される。なお、吸気通路３は、スロットルバルブ５の下流側に配設された吸気マニホールド３ａにおいて各気筒に対応して分岐されている。

排気通路４は、エンジン１の各気筒の燃焼室１ａと繋がる排気マニホールド４ａによって各気筒毎に分岐した状態から１つに集合するように構成されており、排気通路４には、燃焼室１ａにおける燃料の燃焼によって生じた排気ガスが送り込まれる。排気通路４には、排気ガスの流れの上流側から下流側に向けて順に、排気ガス中に含まれるＨＣ（炭化水素）およびＣＯ（一酸化炭素）を酸化して浄化するＣＣＯ２１（酸化触媒コンバータ）と、ＰＭを捕集するＤＰＦ２２（フィルタ）とが配設されている。ＤＰＦ２２は、例えば多孔質セラミック構造体で成り、排気ガスが多孔質の壁を通過する際に、この排気ガス中に含まれるＰＭを捕集するようになっている。このＤＰＦ２２には、ＰＭ燃焼制御時に、捕集したＰＭを燃焼除去するための触媒（例えば白金等の貴金属を主成分とする酸化触媒）が担持されている。

ＣＣＯ２１の上流側（排気ガス流れの上流側）であって、後述するターボチャージャ６のタービンホイール６２よりも下流側の排気通路４には、燃料添加弁２３が配設されている。燃料添加弁２３には、サプライポンプ１０から添加燃料通路２４を介して燃料が供給されるようになっている。燃料添加弁２３は、電子制御式の開閉弁により構成されており、燃料添加弁２３の開閉をＥＣＵ１００によって制御することで、排気通路４への燃料添加量および添加タイミングが制御される。燃料添加弁２３から排気通路４へ噴射された未燃燃料は、ＣＣＯ２１において酸化反応を起こし、その反応熱により排気ガス温度を昇温させる。さらに、燃料添加弁２３から噴射された未燃燃料は、ＤＰＦ２２においても酸化反応を起こし、その反応熱により排気ガス温度を昇温させてＤＰＦ２２に捕集されているＰＭを燃焼除去する。なお、燃料添加弁２３を排気マニホールド４ａに設ける構成としてもよい。

また、ＣＣＯ２１の上流側（排気ガス流れの上流側）の排気通路４には、Ａ／Ｆセンサ３６および第１排気温センサ３７が配設されている。Ａ／Ｆセンサ３６は、ＣＣＯ２１に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を検出するセンサであり、第１排気温センサ３７は、ＣＣＯ２１に流入する排気ガスの温度を検出するセンサである。ＣＣＯ２１とＤＰＦ２２との間の排気通路４には、第２排気温センサ３８が配設されている。第２排気温センサ３８は、ＤＰＦ２２に流入する排気ガスの温度（フィルタ温度）を検出するセンサである。また、ＤＰＦ２２の上流側圧力と下流側圧力との差圧（フィルタ前後差圧）ΔＰを検出する差圧センサ３９が配設されている。Ａ／Ｆセンサ３６、第１排気温センサ３７、第２排気温センサ３８、および差圧センサ３９の各出力信号はＥＣＵ１００に入力される。

エンジン１には、ターボチャージャ６が配設されている。ターボチャージャ６は、ロータシャフト６１を介して連結されたタービンホイール６２とコンプレッサインペラ６３とを備えている。コンプレッサインペラ６３は、吸気通路３内部に臨んで配置され、タービンホイール６２は、排気通路４内部に臨んで配置されている。ターボチャージャ６は、タービンホイール６２が受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサインペラ６３を回転させることによって吸入空気を過給する。ターボチャージャ６は、例えば、可変ノズル式ターボチャージャであって、タービンホイール６２側に可変ノズルベーン機構６４が設けられており、この可変ノズルベーン機構６４の開度を調整することによって、エンジン１の過給圧を調整することができる。なお、ターボチャージャ６での過給によって昇温した吸入空気は、吸気通路３に配置したインタークーラ８によって強制冷却される。

また、エンジン１には、ＥＧＲ装置７が配設されている。ＥＧＲ装置７は、排気通路４を流れる排気ガスの一部を吸気通路３に還流させて、各気筒の燃焼室１ａへ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ発生量を低減させる装置である。ＥＧＲ装置７は、吸気マニホールド３ａと排気マニホールド４ａとを接続するＥＧＲ通路７１を備えている。ＥＧＲ通路７１には、ＥＧＲガスの流れの上流側から下流側に向けて順に、ＥＧＲ通路７１を通過（還流）するＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ７３、および、ＥＧＲバルブ７２が配設されている。ＥＧＲバルブ７２の開度を調整することによって、排気通路４（排気マニホールド４ａ）から吸気通路３（吸気マニホールド３ａ）に導入されるＥＧＲガス量（排気還流量）を調整することができる。

−ＥＣＵ−
上述のように構成されたエンジン１の各種動作は、ＥＣＵ１００により制御される。ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４などを備えている。ＲＯＭ１０２には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や、各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、エンジン１の停止時、あるいはイグニッションオフ時に、保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、および、バックアップＲＡＭ１０４は、双方向性バス１０７を介して相互に接続されるとともに、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６と接続されている。

入力インターフェース１０５は、各センサからの検出信号に対してＡ／Ｄ変換等の処理を行い、ＣＰＵ１０１が処理可能な検出情報に変換するものである。入力インターフェース１０５には、エンジン回転数センサ３１、水温センサ３２、エアフローメータ３３、吸気温センサ３４、吸気圧センサ３５、Ａ／Ｆセンサ３６、第１排気温センサ３７、第２排気温センサ３８、差圧センサ３９、レール圧センサ４０、スロットル開度センサ４１、アクセル開度センサ４２、車速センサ４３等が通信可能に接続されている。

エンジン回転数センサ３１は、エンジン１の出力軸であるクランクシャフトの回転数を検出するセンサである。水温センサ３２は、エンジン水温（冷却水温）を検出するセンサである。エアフローメータ３３は、吸入空気量を検出するセンサである。吸気温センサ３４は、吸気マニホールド３ａに配置され、吸入空気の温度を検出するセンサである。吸気圧センサ３５は、吸気マニホールド３ａに配置され、吸入空気の圧力を検出するセンサである。レール圧センサ４０は、コモンレール１１内の高圧燃料の圧力を検出するセンサである。アクセル開度センサ４２は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を検出するセンサである。車速センサ４３は、車両の速度を検出するセンサである。

出力インターフェース１０６は、ＣＰＵ１０１が出力する指示情報等の情報に対してＤ／Ａ変換等の処理を行い、各装置（または機器）が受け付け可能な指示信号等に変換するものである。出力インターフェース１０６には、インジェクタ２、サプライポンプ１０、燃料添加弁２３、スロットルモータ５１、可変ノズルベーン機構６４、ＥＧＲバルブ７２等が通信可能に接続され、これらがエンジン１の運転状態等に応じて制御されるようになっている。すなわち、上記各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットルバルブ５の開度制御、インジェクタ２の開閉制御（燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御）を含むエンジン１の各種制御が実行される。また、以下に述べるようなＰＭ燃焼制御（フィルタ再生制御）が実行される。

−ＰＭ燃焼制御−
ＥＣＵ１００は、ＤＰＦ２２に堆積しているＰＭの堆積量を推定し、その推定量が所定の閾値（ＤＰＦ２２においてＰＭ燃焼処理が必要となる値）に到達した場合、ＰＭ燃焼フラグをオン状態にし、ＰＭ燃焼モードに移行する。ＰＭ燃焼モードにおいては、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭを除去すべくＰＭ燃焼制御が実行される。このＰＭ燃焼制御においては、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭを燃焼除去させるために、燃料添加弁２３から排気通路４内に燃料が噴射される。この燃料添加弁２３からの燃料噴射（燃料添加）によってＤＰＦ２２の触媒床温が上昇し、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭが燃焼除去される。なお、ＤＰＦ２２に堆積していると推定されるＰＭの量が所定の閾値未満の場合、ＰＭ燃焼フラグがオフ状態となり、ＰＭ燃焼モードへの移行は行われない。

燃料添加弁２３から排気通路４への燃料添加は、燃料添加弁２３の開度を制御することによって行われる。詳細には、エンジン回転数センサ３１の出力信号から得られるエンジン回転数ＮＥに基づいて、予め実験・計算等により作成されたマップを参照して要求添加量および添加タイミングを算出し、その算出結果に応じて燃料添加弁２３の開度を制御する。

＜ＰＭ堆積量推定＞
上述したようなＰＭ燃焼制御への移行の要否を判定する際、ＥＣＵ１００は、ＤＰＦ２２に堆積しているＰＭの堆積量を、エンジン１の運転状態に基づいて推定する。この実施形態では、ＥＣＵ１００は、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量の推定処理として、２通りの推定処理を行うようにしている。

（１）ＰＭ排出量に基づくＰＭ堆積量の推定処理
まず、第１の推定処理（第１の推定手段）として、エンジン１からのＰＭ排出量ｐｍｅに基づいてＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｅを算出する。ＰＭ排出量ｐｍｅは、単位時間当たり（例えば推定処理の１制御周期の間）にエンジン１の全燃焼室から排出されるＰＭの量である。ＰＭ排出量ｐｍｅは、例えば、エンジン回転数センサ３１の出力信号から得られるエンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｖ（指令値）に基づいて算出することが可能である。例えば、図３に示すようなマップを参照して、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｖに基づいて、ＰＭ排出量ｐｍｅを求めることが可能である。図３のマップは、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｖをパラメータとし、ＰＭ排出量ｐｍｅを実験・計算等によって求めた値をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。なお、図３のマップにおいて、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｖがマップ上の各ポイント間の値になるときには、補間処理にてＰＭ発生量ｐｍｅが算出される。そして、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量Ｑｖに基づいて算出されたＰＭ排出量ｐｍｅを積算することによって、ＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｅが算出される。なお、ＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｅは、ＤＰＦ２２のＰＭ燃焼制御が正常に完了した場合には、初期値（例えば０）にリセットされる。

（２）フィルタ前後差圧に基づくＰＭ堆積量の推定処理
次に、第２の推定処理（第２の推定手段）として、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰに基づいてＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄを算出する。ここで、ＤＰＦ２２へのＰＭの堆積が進行するにしたがって、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭが排気ガスの流れの妨げとなり、排気ガスの流通抵抗が増加する。そして、フィルタ前後差圧ΔＰは、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭ堆積量が増大するにしたがって大きくなる。一方、フィルタ前後差圧ΔＰは、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭの燃焼除去が進行して、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭ堆積量が減少するにしたがって小さくなる。このようにＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰとＤＰＦ２２に堆積したＰＭ堆積量との間に相関があるので、フィルタ前後差圧ΔＰからＤＰＦ２２のＰＭ堆積量を推定することができる。

このような点を利用し、排気通路４に設けた差圧センサ３９の出力信号から得られるフィルタ前後差圧ΔＰに基づいてマップを参照して、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭ堆積量（推定ＰＭ堆積量ＰＭｄ）を推定する。なお、推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの算出に用いるマップは、上述したフィルタ前後差圧ΔＰとＰＭ堆積量との相関関係を考慮して、実験・計算等によって適合した値をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。

＜ＰＭ燃焼制御＞
この実施形態では、上述のような２通りの推定処理によってＤＰＦ２２のＰＭ堆積量を推定しているが、各推定処理ごとにＰＭ燃焼制御への移行の要否を判定するための閾値（移行用閾値）が設定されている。つまり、第１の推定処理（ＰＭ排出量に基づくＰＭ堆積量の推定処理）用の第１の閾値Ｔｈ１と、第２の推定処理（フィルタ前後差圧に基づくＰＭ堆積量の推定処理）用の第２の閾値Ｔｈ２とが、それぞれ異なる値として設定されている。そして、第１の推定処理用の第１の閾値Ｔｈ１よりも、第２の推定処理用の第２の閾値Ｔｈ２のほうが大きい値に設定されている（Ｔｈ１＜Ｔｈ２）。

ところで、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出値と、実差圧とのバラつきが大きくなるような状況では、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が悪化する可能性がある。この実施形態では、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が確保できるような状況では、第２の推定処理を許可して、この第２の推定処理による推定ＰＭ堆積量ＰＭｄに基づいてＰＭ燃焼制御への移行の要否を判定している。一方、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が確保できないような状況では、第２の推定処理を禁止して、第１の推定処理による推定ＰＭ堆積量ＰＭｅに基づいてＰＭ燃焼制御への移行の要否を判定している。また、このような第１、第２の推定処理の切り替えにともなって、移行用閾値として用いる閾値の切り替え、つまり、第１、第２の閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２の切り替えも併せて行うようにしている。以下、この実施形態のＰＭ燃焼制御について、図４〜図７を参照して説明する。

まず、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が悪化するような状況、言い換えれば、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰのバラつきが大きくなるような状況としては、次のような場合がある。例えば、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍ（図４参照）が所定時間Ｔａ未満の場合や、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１（図５参照）が所定値ＰＭａ未満の場合などがある。以下、それぞれの場合について説明する。

ＤＰＦ２２の差圧活用条件は、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度を確保するための前提条件であり、この前提条件（ＤＰＦ２２の差圧活用条件）が成立していない場合には、差圧センサ３９によるＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰのバラつきが大きくなり、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が悪化する可能性が高くなる。また、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立したとしても、差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間未満の場合には、差圧センサ３９によるＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰのバラつきが大きくなり、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が悪化する可能性が高くなる。

ＤＰＦ２２の差圧活用条件は、例えば次の［ａ１］〜［ａ７］のような条件であり、［ａ１］〜［ａ７］の条件が全て満たされている場合、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立していると判断される。一方、［ａ１］〜［ａ７］の条件のうち少なくとも１つが満たされていない場合、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立していないと判断される。なお、［ａ１］〜［ａ７］の条件は一例であって、［ａ１］〜［ａ７］の条件のうち一部だけをＤＰＦ２２の差圧活用条件として採用してもよい。また、ＤＰＦ２２の差圧活用条件として、［ａ１］〜［ａ７］の条件以外のその他の条件を採用してもよい。

［ａ１］排気ガス流量検出手段によって検出される排気ガス流量が所定値以上であるという条件。［ａ２］差圧センサ３９によるＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの変化量（単位時間当たり）が所定値以下であるという条件。［ａ３］第２排気温センサ３８によって検出されるＤＰＦ２２に流入する排気ガスの温度が所定値以上であるという条件。［ａ４］ＤＰＦ２２内への水入りに起因するフィルタ前後差圧ΔＰの上昇の影響がないという条件。［ａ５］ＤＰＦ２２およびその関連部品（燃料添加弁２３、エアフローメータ３３、第２排気温センサ３８、差圧センサ３９など）に異常が発生していないという条件。［ａ６］燃料添加弁２３による燃料添加制御を現在行っていないという条件。［ａ７］差圧センサ３９のゼロ点学習が現在完了しているという条件。

そして、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立していると判断された場合（例えば、上記の［ａ１］〜［ａ７］の条件が全て満たされている場合）、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍがカウントされる。なお、累積時間Ｔｓｕｍは、ＤＰＦ２２のＰＭ燃焼制御が正常に完了した場合には、初期値（例えば０［ｓ］）にリセットされる。

ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍと、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰとの間には、図４に示すような関係がある。図４では、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの実差圧と、差圧センサ３９によるフィルタ前後差圧ΔＰの検出値との比を破線で示している。図４に示すように、上記累積時間Ｔｓｕｍと、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰとの間には、累積時間Ｔｓｕｍが長くなるほど、上記比の値が１（図４では実線で示す）に近づいていき、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出値が、実差圧に近づいていく（収束していく）ような関係がある。例えば、累積時間Ｔｓｕｍが、０［ｓ］のとき、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出値は、実差圧の１／３程度の値しかなく、フィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出値は、実差圧と大きく乖離している。しかし、累積時間Ｔｓｕｍが長くなるにしたがって、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出値が、実差圧に徐々に近づいていくような特性を示す。そして、累積時間Ｔｓｕｍが、１２００［ｓ］以上のとき、上記比の値が略１となり、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出値は、実差圧と略一致する値となる。

そして、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間Ｔａ（例えば、１２００［ｓ］）未満の場合には、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が悪化するような状況であると判断される。一方、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間Ｔａ以上の場合には、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が確保できるような状況であると判断される。

次に、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１と、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出値との間には、図５に示すような関係がある。この場合、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１として、第２の推定処理による推定ＰＭ堆積量ＰＭｄを用いることが可能である。図５に示すように、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１（第２の推定処理による推定ＰＭ堆積量ＰＭｄ）が、２［ｇ／ｕｎｉｔ］未満のとき、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１に対し、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出値が急激に変化している。しかし、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１が、２［ｇ／ｕｎｉｔ］以上のとき、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出値は、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１に対し略リニアに変化するような特性を示す。

このため、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１が所定値ＰＭａ（例えば、２［ｇ／ｕｎｉｔ］）未満の場合には、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が悪化するような状況であると判断される。一方、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１が所定値ＰＭａ以上の場合には、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が確保できるような状況であると判断される。

このように、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間Ｔａ未満の場合、もしくは、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１が所定値ＰＭａ未満の場合には、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が悪化するような状況であると判断される。この場合、第２の推定処理が禁止され、第１の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｅに基づいてＰＭ燃焼制御への移行の要否が判定される。この際、ＰＭ燃焼制御への移行の要否を判定するための移行用閾値は、第１の閾値Ｔｈ１に設定される。そして、第１の推定処理によって推定されたＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｅが、第１の閾値Ｔｈ１以上の場合、ＰＭ燃焼フラグがオン状態となり、ＰＭ燃焼モードに移行して、ＰＭ燃焼制御が実行される。

一方、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間Ｔａ以上の場合、かつ、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１が所定値ＰＭａ以上の場合には、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が確保できるような状況であると判断される。この場合、第２の推定処理が許可され、この第２の推定処理による推定ＰＭ堆積量ＰＭｄに基づいてＰＭ燃焼制御への移行の要否が判定される。この際、ＰＭ燃焼制御への移行の要否を判定するための移行用閾値は、第２の閾値Ｔｈ２に設定される。そして、第２の推定処理によって推定されたＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄが、第２の閾値Ｔｈ２以上の場合、ＰＭ燃焼フラグがオン状態となり、ＰＭ燃焼モードに移行して、ＰＭ燃焼制御が実行される。

次に、この実施形態のＰＭ燃焼制御の一例について、図６、図７のフローチャートを参照して説明する。図６は、ＥＣＵ１００が実行するＤＰＦ差圧の参照許可フラグの算出制御の一例を示すフローチャートである。図７は、ＥＣＵ１００が実行する第１、第２の推定処理の切替制御の一例を示すフローチャートである。なお、図６、図７のフローチャートの処理を、単一のフローチャートにまとめて行うようにしてもよい。

まず、図６に示すＤＰＦ差圧の参照許可フラグの算出制御について説明する。図６の処理ルーチンは、ＥＣＵ１００において所定の制御周期（例えば数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度）ごとに繰り返し実行される。

ステップＳＴ１１において、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立したか否かが判定される。そして、ステップＳＴ１１の判定結果が肯定判定である場合には、ステップＳＴ１２へ進み、否定判定である場合には、リターンする。ＤＰＦ２２の差圧活用条件は、上述した［ａ１］〜［ａ７］のような条件であり、［ａ１］〜［ａ７］の条件が全て満たされている場合には、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立していると判定される。一方、［ａ１］〜［ａ７］の条件のうち少なくとも１つが満たされていない場合には、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立していないと判定される。

ステップＳＴ１２において、ＤＰＦ差圧の参照許可累積カウンタをカウントアップする。ＤＰＦ差圧の参照許可累積カウンタは、上述したＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍをカウントするもので、次の式（１）に示すように、今回のカウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ）は、前回のカウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ−１）に１制御周期（例えば数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度）を加算することによって算出される。つまり、式（１）によって算出されたカウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ）が、累積時間Ｔｓｕｍに相当する値となっている。

ｄｐｓｕｍ（ｉ）←ｄｐｓｕｍ（ｉ−１）＋１制御周期・・・（１）
次に、ステップＳＴ１３において、ＰＭ燃焼制御が正常に終了したか否かが判定され、その判定結果が否定判定である場合には、ステップＳＴ１５へ進む。一方、ステップＳＴ１３の判定結果が肯定判定である場合には、ステップＳＴ１４を経由した後、ステップＳＴ１５へ進む。ステップＳＴ１４においては、ＤＰＦ差圧の参照許可累積カウンタのカウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ）がクリアされる（ｄｐｓｕｍ（ｉ）←０）。このように、ＰＭ燃焼制御が正常に完了するたびにカウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ）をクリアすることによって、カウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ）が無制限に増加することが防止でき、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出精度を向上できる。

ステップＳＴ１５において、ＤＰＦ差圧の参照許可累積カウンタのカウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ）が所定値ｄｐａ（閾値）以上である否かが判定される。このステップＳＴ１５の判定は、上述した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間Ｔａ以上か否かの判定と同様の判定であり、ステップＳＴ１５の所定値ｄｐａは、上述した所定時間Ｔａ（例えば、１２００［ｓ］）に対応する値に設定されている。

そして、ステップＳＴ１５の判定結果が肯定判定である場合には（ｄｐｓｕｍ（ｉ）≧ｄｐａ）、ステップＳＴ１６へ進み、否定判定である場合には（ｄｐｓｕｍ（ｉ）＜ｄｐａ）、ステップＳＴ１７へ進む。

ステップＳＴ１６においては、ＤＰＦ差圧の参照許可フラグｄｐｆｌｇがオン状態とされる（ｄｐｆｌｇ←１）。一方、ステップＳＴ１７においては、ＤＰＦ差圧の参照許可フラグｄｐｆｌｇがオフ状態とされる（ｄｐｆｌｇ←０）。

次に、図７に示す第１、第２の推定処理の切替制御（第１、第２の閾値の切替制御）について説明する。図７の処理ルーチンは、ＥＣＵ１００において所定の制御周期（例えば数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度）ごとに繰り返し実行される。

ステップＳＴ２１において、ＤＰＦ差圧の参照許可フラグｄｐｆｌｇがオン状態であるか否かが判定される。つまり、図６のＤＰＦ差圧の参照許可フラグの算出制御によって求められたＤＰＦ差圧の参照許可フラグｄｐｆｌｇが、オン状態であるか否かが判定される。そして、ステップＳＴ２１の判定結果が肯定判定である場合には（ｄｐｆｌｇ＝１）、ステップＳＴ２２へ進み、否定判定である場合には（ｄｐｆｌｇ＝０）、ステップＳＴ２３へ進む。

ステップＳＴ２２において、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ｇｐｍが所定値（閾値）ｇａ以上であるか否かが判定される。このステップＳＴ２２の判定は、上述したＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１が所定値ＰＭａ以上であるか否かの判定と同様の判定であり、ステップＳＴ２２の所定値ｇａは、上述した所定値ＰＭａ（例えば、２［ｇ／ｕｎｉｔ］）に対応する値に設定されている。また、この判定では、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１として、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄが用いられる。

そして、ステップＳＴ２２の判定結果が肯定判定である場合には（ｇｐｍ≧ｇａ）、ステップＳＴ２４へ進み、否定判定である場合には（ｇｐｍ＜ｇａ）、ステップＳＴ２３へ進む。

ステップＳＴ２３において、ＰＭ燃焼制御への移行の要否を判定するためのＤＰＦ２２のＰＭ堆積量の推定処理を第１の推定処理に切り替えるとともに、移行用閾値ｐｍｌｍｔを第１の閾値Ｔｈ１に切り替える（ｐｍｌｍｔ←Ｔｈ１）。このように、ＤＰＦ差圧の参照許可フラグｄｐｆｌｇがオフ状態のとき、もしくは、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ｇｐｍが所定値ｇａ未満のとき、第２の推定処理が禁止される。そして、第１の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｅに基づいてＰＭ燃焼制御への移行の要否が判定される。

ここで、第１の閾値Ｔｈ１は、例えば次の［ｂ１］〜［ｂ３］ような要因を考慮して設定された値となっている。［ｂ１］エンジン１のＰＭ排出量のバラつき。［ｂ２］ＤＰＦ２２のＰＭ燃え残り量のバラつき。［ｂ３］排気系部品へのＰＭ付着によるバラつき。

ステップＳＴ２４において、ＰＭ燃焼制御への移行の要否を判定するためのＤＰＦ２２のＰＭ堆積量の推定処理を第２の推定処理に切り替えるとともに、移行用閾値ｐｍｌｍｔを第２の閾値Ｔｈ２に切り替える（ｐｍｌｍｔ←Ｔｈ２）。このように、ＤＰＦ差圧の参照許可フラグｄｐｆｌｇがオン状態のとき、かつ、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ｇｐｍが所定値ｇａ以上のとき、第２の推定処理が許可される。そして、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄに基づいてＰＭ燃焼制御への移行の要否が判定される。なお、第１の推定処理は、第２の推定処理の実行中にも行うことが可能である。

ここで、第２の閾値Ｔｈ２は、例えば次の［ｃ１］〜［ｃ９］ような要因を考慮して設定された値となっており、上記第１の閾値Ｔｈ１よりも大きい値に設定されている（Ｔｈ１＜Ｔｈ２）。［ｃ１］排気ガスの差圧脈動による差圧センサ３９の検出バラつき。［ｃ２］差圧センサ３９自体の検出バラつき（温度特性、劣化など）。［ｃ３］差圧センサ３９のゼロ点のバラつき。［ｃ４］第２排気温センサ３８の検出バラつき（差圧の温度補正を行う場合）。［ｃ５］排気ガスの流量バラつき。［ｃ６］ＤＰＦ２２の公差（壁厚、細孔径など）による差圧バラつき。［ｃ７］ＤＰＦ２２のＰＭ堆積状態のバラつき（ＰＭの燃え残り、堆積部位のバラつき）。［ｃ８］ＤＰＦ２２におけるアッシュの堆積量および堆積部位のバラつき。［ｃ９］排気系部品へのＰＭ付着によるバラつき。

以上のように、この実施形態では、第１の推定処理用の第１の閾値Ｔｈ１と、この第１の閾値Ｔｈ１よりも大きい第２の推定処理用の第２の閾値Ｔｈ２とを、第１、第２の閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２のバラつきを考慮して設定しているので、第１、第２の推定処理による推定ＰＭ堆積量ＰＭｅ、ＰＭｄに基づくＰＭ燃焼制御への移行判定を精度よく行うことが可能になり、これにより、ＰＭ燃焼制御の頻度を低減して、燃費の悪化を抑制することが可能になる。

そして、第２の推定処理は、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間Ｔａ以上のとき（ＤＰＦ差圧の参照許可フラグｄｐｆｌｇがオン状態のとき）許可されるので、実ＰＭ堆積量と、推定ＰＭ堆積量ＰＭｄとの乖離を小さくすることが可能になり、ＰＭ燃焼制御の頻度を低減して、燃費の悪化を抑制することが可能になる。具体的には、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間Ｔａ未満のとき（ＤＰＦ差圧の参照許可フラグｄｐｆｌｇがオフ状態のとき）、図４に示すように、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出値と、実差圧との乖離が大きくなるため、このような状況では、第２の推定処理を禁止している。そして、第２の推定処理を、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間Ｔａ以上のときに限定して行うので、実ＰＭ堆積量と、推定ＰＭ堆積量ＰＭｄとの乖離を小さくすることが可能になり、ＰＭ燃焼制御の頻度を低減して、燃費の悪化を抑制することが可能になる。

また、第２の推定処理は、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１が所定値ＰＭａ以上のとき許可されるので、実ＰＭ堆積量と、推定ＰＭ堆積量ＰＭｄとの乖離を小さくすることが可能になり、ＰＭ燃焼制御の頻度を低減して、燃費の悪化を抑制することが可能になる。具体的には、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１が所定値ＰＭａ未満のとき、図５に示すように、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１に対し、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰの差圧センサ３９による検出値が急激に変化するため、このような状況では、第２の推定処理を禁止している。そして、第２の推定処理を、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１が所定値ＰＭａ以上のときに限定して行うので、実ＰＭ堆積量と、推定ＰＭ堆積量ＰＭｄとの乖離を小さくすることが可能になり、ＰＭ燃焼制御の頻度を低減して、燃費の悪化を抑制することが可能になる。

−他の実施形態−
図８のフローチャートを参照して、ＥＣＵ１００が実行するＤＰＦ差圧の参照許可フラグの算出制御の変形例について説明する。図８のフローチャートでは、ステップＳＴ３３の処理が、図６のステップＳＴ１３の処理と異なっているが、それ以外のステップＳＴ３１、ＳＴ３２、ＳＴ３４〜ＳＴ３７の各処理は、図６のステップＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ１４〜ＳＴ１７の各処理と同様となっている。

具体的に、図６のステップＳＴ１３では、ステップＳＴ１４のＤＰＦ差圧の参照許可累積カウンタのカウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ）をクリアするための判定として、ＰＭ燃焼制御が正常に終了したか否かを判定した。この変形例では、ステップＳＴ３４のＤＰＦ差圧の参照許可累積カウンタのカウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ）をクリアするための判定として、ステップＳＴ３３の判定を行うようにしている。すなわち、ステップＳＴ３３では、ＤＰＦ差圧−ＰＭ堆積量の相関異常フラグがオン状態であるか否かが判定され、その判定結果が否定判定である場合には、ステップＳＴ３５へ進む。一方、ステップＳＴ３３の判定結果が肯定判定である場合には、ステップＳＴ３４を経由した後、ステップＳＴ３５へ進む。

ステップＳＴ３３のＤＰＦ差圧−ＰＭ堆積量の相関異常フラグは、次のようなものである。上述したように、ＤＰＦ２２のフィルタ前後差圧ΔＰとＤＰＦ２２に堆積したＰＭ堆積量との間に相関がある。しかし、両者の相関は、例えば次の［ｄ１］〜［ｄ３］のような条件が満たされている場合に悪化する可能性がある。

［ｄ１］都市部の渋滞時等における低速走行が繰り返し行われる場合（言い換えれば、平均車速が、所定値未満であるという条件）。［ｄ２］短距離送迎や宅配等のショートトリップが繰り返し行われる場合（言い換えれば、１トリップでの走行距離が、所定値未満であるという条件）。［ｄ３］アイドル状態での放置や差圧検出が困難な状況での走行が継続して行われる場合（言い換えれば、差圧センサ３９による差圧検出頻度が、所定値未満であるという条件）。

上記［ｄ１］〜［ｄ３］の条件のうち少なくとも１つの条件が満たされている場合、ＤＰＦ差圧の参照許可累積カウンタのカウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ）が所定値ｄｐａ以上であっても（ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間Ｔａ以上であっても）、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が悪化する可能性がある。そこで、この変形例では、上記［ｄ１］〜［ｄ３］の条件のうち少なくとも１つの条件が満たされている場合には、ＤＰＦ差圧−ＰＭ堆積量の相関異常フラグがオン状態となり、上記［ｄ１］〜［ｄ３］の条件の全てが満たされていない場合には、ＤＰＦ差圧−ＰＭ堆積量の相関異常フラグがオフ状態となるようにする。

そして、ステップＳＴ３３において、ＤＰＦ差圧−ＰＭ堆積量の相関異常フラグがオン状態であるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合には、ステップＳＴ３４において、ＤＰＦ差圧の参照許可累積カウンタのカウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ）をクリアするようにしている。このように、ＤＰＦ差圧の参照許可累積カウンタのカウンタ値ｄｐｓｕｍ（ｉ）をクリアする条件として、ＤＰＦ差圧−ＰＭ堆積量の相関が悪化する可能性がある条件（走行パターン）を採用することで、実ＰＭ堆積量と、推定ＰＭ堆積量ＰＭｄとの乖離を小さくすることが可能になり、ＰＭ燃焼制御の頻度を低減して、燃費の悪化を抑制することが可能になる。

上記実施形態では、排気ガスに含まれるＰＭを捕集するフィルタとしてＤＰＦ２２を用いたが、これに限らず、排気ガスに含まれるＰＭを捕集するフィルタとして、その他のフィルタ（例えばＤＰＮＲ触媒など）を用いる構成としてもよい。

上記実施形態では、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間Ｔａ以上の場合、および、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１が所定値ＰＭａ以上の場合の両方が満たされている場合に、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が確保できるような状況であると判断した。しかし、これに限らず、ＤＰＦ２２の差圧活用条件が成立した累積時間Ｔｓｕｍが所定時間Ｔａ以上の場合、および、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭ１が所定値ＰＭａ以上の場合のうちいずれか一方が満たされる場合に、第２の推定処理によるＤＰＦ２２の推定ＰＭ堆積量ＰＭｄの推定精度が確保できるような状況であると判断してもよい。

上記実施形態では、ＤＰＦ２２の上流側に燃料添加弁２３を設け、この燃料添加弁２３による燃料添加によってＰＭ燃焼制御を行ったが、これに限らず、エンジン運転のための燃料噴射（インジェクタ２から燃焼室１ａへの燃料噴射）である主燃料噴射（メイン噴射）を行った後に、インジェクタ２から燃焼室１ａへの燃料噴射（ポスト噴射）を行うことによってＰＭ燃焼制御を行ってもよい。また、燃料添加弁２３による燃料添加と、インジェクタ２によるポスト噴射とを組み合わせてＰＭ燃焼制御を行うようにしてもよい。

以上では、本発明の排気浄化装置を筒内直噴４気筒ディーゼルエンジンに適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば筒内直噴６気筒ディーゼルエンジンなど他の任意の気筒数のディーゼルエンジンにも適用できる。さらに、本発明の排気浄化装置は、高い空燃比（リーン雰囲気）の混合気を燃焼に供して機関運転を行う運転領域が、全運転領域の大部分を占める希薄燃焼式ガソリンエンジンにも適用可能である。

本発明は、内燃機関（主に、ディーゼルエンジン）から排出される排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタを備える内燃機関の排気浄化装置に利用することが可能である。

１ディーゼルエンジン（内燃機関）
４排気通路
２２ＤＰＦ（フィルタ）
２３燃料添加弁
３９差圧センサ
１００ＥＣＵ

Claims

内燃機関の排気通路に配設され、内燃機関から排出される排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの前後差圧を検出する差圧センサとを備え、
前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を推定し、その粒子状物質の推定堆積量が予め設定された閾値に達した場合には、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼する燃焼制御を行う内燃機関の排気浄化装置において、
前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を推定する推定手段として、内燃機関の排出した粒子状物質の量から前記堆積量を推定する第１の推定手段と、前記フィルタの前後差圧から前記堆積量を推定する第２の推定手段とを備え、
前記閾値として、前記第１の推定手段用の第１の閾値と、前記第２の推定手段用の第２の閾値とがそれぞれ設けられ、前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きい値に設定されており、
前記第２の推定手段による前記堆積量の推定は、前記フィルタの前後差圧の活用条件が成立した累積時間が予め設定された閾値以上のとき許可され、
前記累積時間は、平均車速が所定値未満であるという条件、１トリップでの走行距離が所定値未満であるという条件、および前記差圧センサによる差圧検出頻度が所定値未満であるという条件のうち、少なくとも１つの条件が満たされている場合にはクリアされることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記第２の推定手段による前記堆積量の推定は、前記堆積量が予め設定された閾値以上のとき許可されることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。