KR101947942B1 - 배기 정화 시스템의 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, ECU나 파티큘레이트 필터의 교환 등에 기인하여 ECU에 의해 구해지는 PM 퇴적량과 실제의 PM 퇴적량이 괴리된 경우에, 파티큘레이트 필터의 과승온을 초래할 가능성이 있는 상태에서 필터 재생 처리가 실행되는 것을 억제하는 것을 과제로 한다. 이 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 내연 기관의 운전 이력으로부터 추정되는 추정 PM 퇴적량과 차압 센서의 측정값으로부터 연산되는 PM 퇴적량의 차가 소정의 역치 이상인 경우에, 상기 차압 센서의 측정값이 파티큘레이트 필터에 PM만이 퇴적되어 있는 상태의 값이라고 가정하고, 그 측정값이 소정의 상한값 이하이면, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거하는 처리인 제1 재생 처리를 실행하고, 또한 상기 측정값이 상기 소정의 상한값보다 크면, 상기 제1 재생 처리를 실행하지 않고 제2 재생 처리를 실행하도록 하였다.

Description

배기 정화 시스템의 제어 장치
본 발명은, 배기 정화 시스템의 제어 장치에 관한 것으로, 특히 내연 기관의 배기 통로에 배치되는 파티큘레이트 필터를 구비하는 배기 정화 시스템에 적용되는 제어 장치에 관한 것이다.
내연 기관의 배기 통로에 파티큘레이트 필터를 배치하는 배기 정화 시스템에 있어서, 내연 기관의 운전 이력 등으로부터 파티큘레이트 필터의 PM(Particulate Matter) 퇴적량이나 애시 퇴적량을 연산하고, 그 PM 퇴적량이 어느 역치에 도달하면, 파티큘레이트 필터에 포집되어 있는 PM을 산화 및 제거하기 위한 필터 재생 처리를 실행하는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조).
일본 특허 공개 제2008-057443호 공보 미국 특허 제6405528호 명세서
그런데, 상기한 배기 정화 시스템을 탑재한 차량의 사용 도중에 있어서, 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량이나 애시 퇴적량을 연산하기 위한 제어 장치(예를 들어, ECU(Electronic Control Unit))가 교환되거나, 파티큘레이트 필터가 교환되거나 할 가능성이 있다. 제어 장치가 교환되면, 교환 후의 제어 장치에 의해 연산되는 PM 퇴적량이나 애시 퇴적량이, 실제의 PM 퇴적량이나 애시 퇴적량으로부터 괴리될 가능성이 있다. 예를 들어, 제어 장치가 교환된 경우는, 교환 후의 제어 장치에 유지되는 애시 퇴적량 및 PM 퇴적량이 0으로 리셋된 상태가 된다. 그 때문에, 파티큘레이트 필터에 PM이나 애시가 퇴적된 상태에서 제어 장치가 교환된 경우는, 교환 후의 제어 장치에 의해 연산되는 PM 퇴적량과 파티큘레이트 필터의 실제의 PM 퇴적량이 괴리될 가능성이 있다.
또한, 파티큘레이트 필터가 교환된 경우도, 제어 장치에 의해 연산되는 PM 퇴적량이나 애시 퇴적량이, 교환 후의 파티큘레이트 필터의 실제의 PM 퇴적량이나 애시 퇴적량으로부터 괴리될 가능성이 있다. 예를 들어, 파티큘레이트 필터가 교환된 경우는, 제어 장치에 유지되어 있는 애시 퇴적량과 교환 후의 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 애시의 양이 상이할 가능성이 있다. 그 결과, 제어 장치에 유지되어 있는 애시 퇴적량에 기초하여 연산되는 PM 퇴적량은, 파티큘레이트 필터의 실제의 PM 퇴적량으로부터 괴리될 가능성이 있다.
상기한 바와 같이, 제어 장치에 의해 연산되는 PM 퇴적량이나 애시 퇴적량이, 실제의 PM 퇴적량이나 애시 퇴적량과 괴리되면, 실제의 PM 퇴적량이 지나치게 많은 상태에서 필터 재생 처리가 실행될 가능성이 있다. 그러한 경우는, 필터 재생 처리의 실행 중에 파티큘레이트 필터가 과승온할 우려가 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 실정에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은, 제어 장치나 파티큘레이트 필터의 교환 등에 기인하여, 제어 장치에 의해 연산되는 PM 퇴적량과 파티큘레이트 필터의 실제의 PM 퇴적량이 괴리된 경우에, 파티큘레이트 필터의 과승온을 초래할 가능성이 있는 상태에서 필터 재생 처리가 실행되는 것을 억제 가능한 기술의 제공에 있다.
본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해, 내연 기관의 운전 이력으로부터 추정되는 추정 PM 퇴적량과 차압 센서의 측정값으로부터 연산되는 PM 퇴적량 사이에, 소정의 역치 이상의 괴리가 발생한 경우에, 상기 차압 센서의 측정값이 파티큘레이트 필터에 PM만이 퇴적되어 있는 상태의 값이라고 가정하고, 그 측정값이 소정의 상한값 이하이면, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거하는 처리인 제1 재생 처리를 실행하고, 또한 상기 측정값이 상기 소정의 상한값보다 크면, 상기 제1 재생 처리를 실행하지 않고, 제2 재생 처리를 실행하도록 하였다.
상세하게는, 본 발명에 관한 배기 정화 시스템의 제어 장치는, 내연 기관의 배기 통로에 배치된 파티큘레이트 필터와, 상기 파티큘레이트 필터보다 상류의 배기 압력과 상기 파티큘레이트 필터보다 하류의 배기 압력의 차인 전후 차압을 측정하는 차압 센서를 구비한 배기 정화 시스템에 적용되는 제어 장치이다. 그리고, 제어 장치는, 상기 내연 기관의 운전 이력에 기초하여, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 애시의 양인 애시 퇴적량을 연산하는 제1 연산 수단과, 상기 차압 센서의 측정값과 상기 제1 연산 수단에 의해 연산된 애시 퇴적량에 기초하여, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM의 양인 PM 퇴적량을 연산하는 제2 연산 수단과, 상기 내연 기관의 운전 이력에 기초하여, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM양의 추정값인 추정 PM 퇴적량을 추정하는 추정 수단과, 상기 제2 연산 수단에 의해 연산된 PM 퇴적량과 상기 추정 수단에 의해 추정된 추정 PM 퇴적량의 차가 소정의 역치 이상인 경우에, 상기 차압 센서의 측정값이 소정의 상한값 이하이면, 상기 파티큘레이트 필터를 소정의 제1 재생 온도까지 승온시킴으로써, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거하는 처리인 제1 재생 처리를 실행하고, 상기 차압 센서의 측정값이 상기 소정의 상한값보다 크면, 상기 제1 재생 처리를 실행하지 않고, 상기 파티큘레이트 필터를 상기 소정의 제1 재생 온도보다 낮고, 또한 PM이 산화 가능한 온도인 제2 재생 온도까지 승온시키는 처리인 제2 재생 처리를 실행하는 제어 수단을 구비한다.
또한, 여기서 말하는 「소정의 역치」는, 제2 연산 수단에 의해 연산된 PM 퇴적량과 추정 수단에 의해 추정된 추정 PM 퇴적량의 차가 당해 소정의 역치 이상이 되면, 제2 연산 수단에 의해 연산되는 PM 퇴적량과 추정 수단에 의해 추정되는 PM 퇴적량 중 적어도 한쪽이 실제의 PM 퇴적량으로부터 괴리되어 있고, 또한 그 상태에서 제1 재생 처리가 실행되면 파티큘레이트 필터의 과승온을 초래할 가능성이 있다고 생각되는 값이다. 이 「소정의 역치」는, 미리 실험 등을 이용한 적합 작업에 의해 구해 두는 것으로 한다. 또한, 「소정의 상한값」은, PM만이 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있고, 또한 파티큘레이트 필터의 전후 차압이 당해 소정의 상한값 이하일 때에 제1 재생 처리가 실행되면, 파티큘레이트 필터가 과승온되지 않는다고 생각되는 전후 차압이다. 즉, 파티큘레이트 필터의 전후 차압이 소정의 상한값 이하이면, 가령 파티큘레이트 필터에 PM만이 퇴적되어 있는 상태라도, 파티큘레이트 필터의 과승온을 억제하면서, 제1 재생 처리를 행할 수 있는 최대의 전후 차압이다. 이 「소정의 상한값」은, 미리 실험적으로 구해 두는 것으로 한다. 또한, 파티큘레이트 필터의 전후 차압은, 당해 파티큘레이트 필터를 통과하는 배기의 유량에 따라서 변화된다. 그래서, 상기 소정의 상한값은, 차압 센서가 파티큘레이트 필터의 전후 차압을 측정한 시점의 배기 유량에 대응한 값이 되도록 변경되어도 된다. 또한, 상기 소정의 상한값을 변경하는 대신에, 차압 센서의 측정값이 보정되어도 된다.
제어 장치 또는 파티큘레이트 필터의 교환 등에 기인하여 제1 연산 수단에 의해 연산되는 애시 퇴적량과 실제의 애시 퇴적량 사이에 괴리가 발생한 경우는, 제2 연산 수단에 의해 연산되는 PM 퇴적량과 추정 수단에 의해 추정되는 PM 퇴적량 중 적어도 한쪽이 실제의 PM 퇴적량과 상이할 가능성이 있다. 그러한 상태에 있어서, 제2 연산 수단에 의해 연산되는 PM 퇴적량, 또는 추정 수단에 의해 추정되는 PM 퇴적량에 기초하여, 제1 재생 처리의 실행 가부가 판정되면, 실제의 PM 퇴적량이 지나치게 적은 상태에서 제1 재생 처리가 행해지거나, 또는 실제의 PM 퇴적량이 지나치게 많은 상태에서 제1 재생 처리가 실행되거나 할 가능성이 있다. 여기서, 실제의 PM 퇴적량이 지나치게 적은 상태에서 제1 재생 처리가 행해진 경우에는 파티큘레이트 필터를 과승온시킬 가능성이 낮지만, 실제의 PM 퇴적량이 지나치게 많은 상태에서 제1 재생 처리가 행해진 경우에는 파티큘레이트 필터를 과승온시킬 가능성이 높다. 따라서, 실제의 PM 퇴적량이 지나치게 많은 상태에서 제1 재생 처리가 실행되는 사태를 회피할 필요가 있다.
이에 비해, 본 발명의 배기 정화 시스템의 제어 장치는, 제2 연산 수단에 의해 연산된 PM 퇴적량과 추정 수단에 의해 추정된 추정 PM 퇴적량의 차가 소정의 역치 이상이 되면, 파티큘레이트 필터에 포집되어 있는 PM의 양이 가장 많은 상태를 상정하여, 제1 재생 처리의 실행 가부를 판정하도록 하였다. 상세하게는, 본 발명의 배기 정화 시스템의 제어 장치는, 제2 연산 수단에 의해 연산된 PM 퇴적량과 추정 수단에 의해 추정된 추정 PM 퇴적량의 차가 소정의 역치 이상으로 되는 경우에, 파티큘레이트 필터에 애시가 퇴적되어 있지 않고, 또한 PM만이 퇴적되어 있다고 가정한다. 이러한 가정하에서는, 차압 센서의 측정값은, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM의 양에 상관한다고 간주할 수 있다.
여기서, 차압 센서의 측정값이 파티큘레이트 필터에 PM만이 퇴적되어 있는 상태에 있어서의 전후 차압을 나타내고 있다고 간주한 경우에, 그 측정값에 상관하는 PM 퇴적량을 「최대 PM 퇴적량」이라고 정의하면, 당해 최대 PM 퇴적량은, 실제의 PM 퇴적량 이상의 넉넉히 어림된 양이 된다. 그리고, 파티큘레이트 필터에 PM만이 퇴적되어 있고, 또한 파티큘레이트 필터의 전후 차압이 상기 소정의 상한값과 동등하다고 가정한 경우에, 그 소정의 상한값에 상관하는 PM 퇴적량을 「한계 PM 퇴적량」이라고 정의하면, 차압 센서의 측정값이 상기 소정의 상한값 이하인 경우(최대 PM 퇴적량이 한계 PM 퇴적량 이하인 경우)의 실제의 PM 퇴적량은, 한계 PM 퇴적량 이하로 된다. 그때의 한계 PM 퇴적량(소정의 상한값)은, 전술한 바와 같이, 파티큘레이트 필터를 과승온시키지 않고 제1 재생 처리를 행할 수 있는 PM 퇴적량(전후 차압)의 최댓값이기 때문에, 실제의 PM 퇴적량이 한계 PM 퇴적량 이하일 때에 제1 재생 처리가 실행되면, 파티큘레이트 필터의 과승온을 억제하면서, 당해 파티큘레이트 필터에 포집되어 있는 PM을 산화 및 제거할 수 있다. 한편, 차압 센서의 측정값이 상기 소정의 상한값보다 큰 경우(최대 PM 퇴적량이 한계 PM 퇴적량보다 많은 경우)는, 실제의 PM 퇴적량이 한계 PM 퇴적량보다 많을 가능성이 있기 때문에, 그러한 상태에서 제1 재생 처리가 실행되면, 파티큘레이트 필터가 과승온될 가능성이 있다. 그러나, 본 발명의 배기 정화 시스템의 제어 장치는, 차압 센서의 측정값이 상기 소정의 상한값보다 큰 경우에는 제1 재생 처리를 실행하지 않으므로, 파티큘레이트 필터의 과승온을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 배기 정화 시스템의 제어 장치에 있어서, 상기 제어 수단은, 제2 연산 수단에 의해 연산된 PM 퇴적량과 추정 수단에 의해 추정된 추정 PM 퇴적량의 차가 소정의 역치 이상인 경우에, 차압 센서의 측정값으로부터 상기 최대 PM 퇴적량을 연산해도 된다. 그 경우, 상기 제어 수단은, 상기 최대 PM 퇴적량이 상기 한계 PM 퇴적량 이하이면 제1 재생 처리를 실행하고, 상기 최대 PM 퇴적량이 상기 한계 PM 퇴적량보다 크면 제1 재생 처리를 실행하지 않으면 된다. 이러한 구성에 의하면, 차압 센서의 측정값과 상기 소정의 상한값을 비교하는 방법과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
그런데, 제2 연산 수단에 의해 연산된 PM 퇴적량과 추정 수단에 의해 추정된 추정 PM 퇴적량의 차가 소정의 역치 이상이고, 또한 차압 센서의 측정값이 상기 소정의 상한값보다 큰 경우에 있어서, 제1 재생 처리가 실행되지 않는 상태가 계속되면, 파티큘레이트 필터의 압력 손실이 지나치게 커질 가능성이 있는 동시에, 파티큘레이트 필터의 정확한 PM 퇴적량을 파악할 수 없는 상태가 계속되게 된다. 그 때문에, 제2 연산 수단에 의해 연산된 PM 퇴적량과 추정 수단에 의해 추정된 추정 PM 퇴적량의 차가 소정의 역치 이상이고, 또한 차압 센서의 측정값이 상기 소정의 상한값보다 큰 경우는, 상기한 제1 재생 처리와는 상이한 방법에 의해, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거하는 것이 바람직하다.
그래서, 상기 제어 수단은, 상기 제2 연산 수단에 의해 연산된 PM 퇴적량과 상기 추정 수단에 의해 추정된 추정 PM 퇴적량의 차가 소정의 역치 이상이고, 또한 상기 차압 센서의 측정값이 소정의 상한값보다 큰 경우는, 상기 파티큘레이트 필터를 상기 소정의 제1 재생 온도보다 낮고, 또한 PM이 산화 가능한 온도인 제2 재생 온도까지 승온시키는 처리인 제2 재생 처리를 실행하도록 하였다. 이러한 제2 재생 처리가 실행된 경우는 제1 재생 처리가 실행된 경우에 비해, 파티큘레이트 필터에 있어서 단위 시간당 산화되는 PM의 양을 적게 억제할 수 있으므로, 파티큘레이트 필터의 과승온을 억제하면서, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거할 수 있다. 또한, 제2 재생 처리의 실행에 의해 차압 센서의 측정값이 상기 소정의 상한값 이하로 저하되었을 때에는, 제2 재생 처리로부터 제1 재생 처리로 전환하도록 해도 된다.
또한, 상기 제1 재생 처리로서, 내연 기관의 퓨얼 컷 운전 요구가 발생하였을 때, 퓨얼 컷 운전을 소정의 제1 재생 기간 실행함으로써, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거하는 처리가 행해지는 배기 정화 시스템에 있어서는, 상기 제어 수단은, 내연 기관의 퓨얼 컷 운전 요구가 발생하였을 때, 상기 제2 연산 수단에 의해 연산된 PM 퇴적량과 상기 추정 수단에 의해 추정된 추정 PM 퇴적량의 차가 소정의 역치 이상이고, 또한 상기 차압 센서의 측정값이 소정의 상한값보다 크면, 퓨얼 컷 운전을 상기 제1 재생 기간보다 짧은 제2 재생 기간 실행하는 방법에 의해 상기 제2 재생 처리를 실행하도록 해도 된다. 이러한 구성에 의하면, 제2 재생 처리가 실행된 경우는 제1 재생 처리가 실행된 경우에 비해, 퓨얼 컷 운전 기간이 짧아지기 때문에, 퓨얼 컷 운전 기간 중에 파티큘레이트 필터에 있어서 산화되는 PM의 양을 적게 억제할 수 있다. 그 결과, 파티큘레이트 필터의 과승온을 억제하면서, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거할 수 있다.
또한, 상기 제어 수단은, 상기 제1 재생 처리를 종료하였을 때의 차압 센서의 측정값으로부터 실제의 애시 퇴적량을 구하게 해도 된다. 그리고, 상기 제어 수단은, 실제의 애시 퇴적량에 기초하여, 제1 연산 수단에 의해 연산된 애시 퇴적량을 수정해도 된다. 이와 같이 애시 퇴적량이 갱신되면, 제어 장치 또는 파티큘레이트 필터의 교환에 기인하는, 애시 퇴적량의 연산값과 실제의 애시 퇴적량의 어긋남을 해소할 수 있다. 그 결과, 제2 연산 수단에 의해 연산되는 PM 퇴적량과 실제의 PM 퇴적량의 어긋남을 해소할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 제어 장치나 파티큘레이트 필터의 교환 등에 기인하여 제어 장치에 의해 연산되는 PM 퇴적량과 파티큘레이트 필터의 실제 PM 퇴적량이 괴리된 경우에, 파티큘레이트 필터의 과승온을 초래할 가능성이 있는 상태에서 제1 재생 처리가 실행되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용하는 내연 기관과 그 배기계의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 ECU가 교환된 경우에 있어서, 실제의 PM 퇴적량(ΣPM0)과, 차압 센서의 측정값으로부터 구해지는 PM 퇴적량(ΣPM1)과, 내연 기관의 운전 이력으로부터 추정되는 PM 퇴적량(ΣPM2)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 파티큘레이트 필터가 교환된 경우에 있어서, 실제의 PM 퇴적량(ΣPM0)과, 차압 센서의 측정값으로부터 구해지는 PM 퇴적량(ΣPM1)과, 내연 기관의 운전 이력으로부터 추정되는 PM 퇴적량(ΣPM2)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 소정의 상한값(ΔPlmt)의 설정 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 제2 재생 처리의 실행 방법을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 6은 파티큘레이트 필터에 포집되어 있는 PM을 산화 및 제거할 때에 ECU가 실행하는 처리 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 다른 실시 형태에 있어서, 파티큘레이트 필터에 포집되어 있는 PM을 산화 및 제거할 때에 ECU가 실행하는 처리 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 허가 플래그의 온과 오프를 전환할 때에 ECU에 의해 실행되는 처리 루틴을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 형태에 대해 도면에 기초하여 설명한다. 본 실시 형태에 기재되는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 상대 배치 등은, 특별히 기재가 없는 한, 발명의 기술적 범위를 그것들에만 한정하는 취지의 것은 아니다.
도 1은, 본 발명을 적용하는 내연 기관과 그 배기계의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 1에 도시한 내연 기관(1)은, 복수의 기통을 구비한 압축 착화식 내연 기관(디젤 엔진)이다. 내연 기관(1)은, 도시하지 않은 기통 내에 연료를 분사하는 연료 분사 밸브(2)를 구비하고 있다. 또한, 내연 기관(1)에는, 기통 내에서 연소된 가스(배기)가 유통하기 위한 통로를 갖는 배기관(3)이 접속되어 있다. 배기관(3)의 도중에는, 필터 케이싱(4)이 배치되어 있다. 필터 케이싱(4)은, 통 형상의 케이싱 내에 파티큘레이트 필터를 수용하고 있다. 파티큘레이트 필터는, 배기 중에 포함되는 PM을 포집하기 위한 필터이며, 더 구체적으로는, 상류 단부가 마개에 의해 폐색된 통로와 하류 단부가 마개에 의해 폐색된 통로를 교대로 배치한 월 플로형 필터이다. 이 파티큘레이트 필터에는, 산화 기능을 갖는 촉매(예를 들어, 3원 촉매, 흡장 환원형 촉매(NSR(NOX Storage Reduction) 촉매), 또는 산화 촉매이며, 이하에서는 「산화 촉매」라고 칭함)가 담지되어 있다. 또한, 산화 촉매는, 필터 케이싱(4)보다 상류의 배기관(3)에 배치되는 촉매 케이싱 내에 수용되어도 된다.
상기 필터 케이싱(4)에는, 파티큘레이트 필터보다 상류의 배기 압력과 파티큘레이트 필터보다 하류의 배기 압력의 차(전후 차압)를 측정하는 차압 센서(5)가 설치되어 있다. 또한, 차압 센서(5)는, 필터 케이싱(4)보다 상류의 배기관(3) 내의 압력과 필터 케이싱(4)보다 하류의 배기관(3) 내의 압력의 차를 측정하도록 구성되어도 된다. 또한, 파티큘레이트 필터보다 상류의 배기 압력을 측정하는 압력 센서와, 파티큘레이트 필터보다 하류의 배기 압력을 측정하는 압력 센서를 필터 케이싱(4) 또는 배기관(3)에 설치하고, 그들의 차를 후술하는 ECU(8)가 연산함으로써, 전후 차압을 구해도 된다.
상기 필터 케이싱(4)보다 하류의 배기관(3)에는, 필터 케이싱(4)으로부터 유출되는 배기의 온도를 측정하는 배기 온도 센서(6)가 설치되어 있다. 또한, 필터 케이싱(4)보다 상류의 배기관(3)에는, 당해 배기관(3) 내를 흐르는 배기에 연료를 첨가하기 위한 연료 첨가 밸브(7)가 설치되어 있다. 또한, 전술한 산화 촉매가 필터 케이싱(4)보다 상류의 배기관(3)에 배치되는 경우에는, 상기 연료 첨가 밸브(7)는 상기 산화 촉매보다 상류의 배기관(3)에 배치되는 것으로 한다.
이와 같이 구성된 내연 기관(1)에는, 본 발명에 관한 제어 장치로서의 ECU(8)가 병설되어 있다. ECU(8)는, CPU, ROM, RAM, 백업 RAM 등을 구비하는 전자 제어 유닛이다. ECU(8)는, 전술한 차압 센서(5)나 배기 온도 센서(6) 외에도, 액셀레이터 포지션 센서(10)나 크랭크 포지션 센서(11) 등의 각종 센서와 전기적으로 접속되어 있다. 액셀레이터 포지션 센서(10)는, 액셀러레이터 페달(9)의 조작량(액셀러레이터 개방도)을 측정하는 센서이다. 크랭크 포지션 센서(11)는, 크랭크 샤프트의 회전 위치를 측정하는 센서이다.
또한, ECU(8)는, 연료 분사 밸브(2)나 연료 첨가 밸브(7) 등의 각종 기기와 전기적으로 접속되어 있고, 전술한 각종 센서의 측정값에 기초하여 각종 기기를 제어한다. 예를 들어, ECU(8)는, 액셀레이터 포지션 센서(10)나 크랭크 포지션 센서(11) 등의 측정값을 파라미터로 하여, 1 사이클당 기통 내에 분사하는 연료량(목표 연료 분사량)을 연산하고, 그 목표 연료 분사량에 따라서 연료 분사 밸브(2)를 제어한다. 또한, ECU(8)는, 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량이 소정의 재생 역치를 초과하였을 때, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거하기 위한 제1 재생 처리를 실행한다. 여기서 말하는 「재생 역치」는, 파티큘레이트 필터에 실제로 퇴적되어 있는 PM의 양이 당해 소정의 재생 역치 이하이면, 파티큘레이트 필터의 과승온을 초래하는 일 없이, 제1 재생 처리를 실행할 수 있는 PM 퇴적량의 최댓값으로부터 마진을 뺀 양이다.
여기서, 제1 재생 처리의 실행 순서에 대해 설명한다. 우선, ECU(8)는, 차압 센서(5)의 측정값(전후 차압)에 기초하여, 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량을 연산한다. 파티큘레이트 필터의 압력 손실(전후 차압)과 PM 퇴적량 사이에는, 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량이 많아질수록 전후 차압이 커진다고 하는 상관이 있다. 따라서, 파티큘레이트 필터의 전후 차압과 PM 퇴적량의 상관을 미리 구해 두면, 차압 센서(5)의 측정값을 인수로 하여 PM 퇴적량을 구할 수 있다. 단, 파티큘레이트 필터의 전후 차압은, 당해 파티큘레이트 필터를 통과하는 배기 유량에 의해서도 변화된다. 따라서, 전후 차압과 배기 유량과 PM 퇴적량의 상관을 미리 구해 두고, 차압 센서(5)의 측정값과 배기 유량을 인수로 하여, PM 퇴적량을 구하는 것이 적합하다. 파티큘레이트 필터를 통과하는 배기 유량은, 내연 기관(1)의 흡입 공기량과 연료 분사량의 총합에 상관한다. 그 때문에, 에어플로 미터 등의 센서에 의해 측정되는 흡입 공기량과 연료 분사량을 가산함으로써, 파티큘레이트 필터를 통과하는 배기 유량을 구할 수 있다.
또한, 내연 기관(1)의 배기에는, 윤활 오일에 포함되는 첨가제의 성분 등에서 유래되는 불연성 물질인 애시가 포함될 가능성이 있다. 배기 중의 애시는, PM과 마찬가지로 파티큘레이트 필터에 포집되어 퇴적된다. 그 때문에, 파티큘레이트 필터의 전후 차압은, 전술한 PM 퇴적량 및 배기 유량 외에도, 애시 퇴적량에 의해서도 변화된다. 따라서, 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량을 고정밀도로 구하기 위해서는, 차압 센서(5)의 측정값과 배기 유량을 인수로 하여 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM과 애시의 총 퇴적량을 구하고, 그 총 퇴적량으로부터 애시 퇴적량을 감산할 필요가 있다.
파티큘레이트 필터의 애시 퇴적량은, 내연 기관(1)의 운전 이력(예를 들어, 내연 기관(1)의 누적 운전 시간, 내연 기관(1)을 탑재한 차량의 누적 주행 거리, 또는 연료 분사량의 적산값 등)에 상관한다. 그 때문에, 내연 기관(1)의 운전 이력에 기초하여, 파티큘레이트 필터의 애시 퇴적량을 구할 수 있다. 또한, 제1 재생 처리의 종료 직후는, 파티큘레이트 필터로부터 PM이 제거되어 있다고 간주할 수 있다. 그 때문에, 제1 재생 처리의 종료 직후에 있어서의 차압 센서(5)의 측정값과 배기 유량을 파라미터로 하여, 실제의 애시 퇴적량을 구할 수 있다. 그리고, 제1 재생 처리가 실행될 때마다 구해지는 실제의 애시 퇴적량에 기초하여, 내연 기관(1)의 운전 이력으로부터 구해진 애시 퇴적량을 수정함으로써, 파티큘레이트 필터의 애시 퇴적량을 고정밀도로 구할 수 있다. 또한, 상기한 방법에 의해 ECU(8)가 애시 퇴적량을 구함으로써, 본 발명에 관한 「제1 연산 수단」이 실현된다. 또한, ECU(8)가 전술한 총 퇴적량으로부터 애시 퇴적량을 감산하는 방법에 의해 PM 퇴적량을 구함으로써, 본 발명에 관한 「제2 연산 수단」이 실현된다.
상기한 방법에 의해 PM 퇴적량을 구하는 처리는, 내연 기관(1)의 운전 기간 중에 반복하여 실행된다. 그리고, PM 퇴적량이 소정의 재생 역치를 초과하면, ECU(8)는, 제1 재생 처리를 실행한다. 구체적으로는, ECU(8)는, 연료 첨가 밸브(7)로부터 배기 중에 연료를 첨가시킴으로써, 그 첨가 연료가 상기 산화 촉매에 의해 산화될 때에 발생하는 반응열을 이용하여, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM이 효율적으로 산화된다고 상정되는 목표 온도(본 발명에 있어서의 「제1 재생 온도」에 상당)까지 파티큘레이트 필터를 승온시킨다. 또한, ECU(8)는, 제1 재생 처리의 실행 중에 있어서, 배기 온도 센서(6)의 측정값으로부터 파티큘레이트 필터의 온도를 연산하고, 그 연산값이 상기 목표 온도에 수렴되도록 연료 첨가 밸브(7)로부터 첨가되는 연료량을 피드백 제어해도 된다. 이와 같이 연료 첨가 밸브(7)로부터 첨가되는 연료량이 피드백 제어되면, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 효율적으로 산화 및 제거할 수 있다.
또한, 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량은, 내연 기관(1)의 운전 이력에 기초하여 추정되어도 된다. 예를 들어, ECU(8)는, 연료 분사량, 흡입 공기량 및 기관 회전수 등을 파라미터로 하여, 단위 시간당 내연 기관(1)으로부터 배출되는 PM의 양(PM 배출량)을 연산한다. 그리고, ECU(8)는, 상기 PM 배출량을 적산하고, 그 적산값을 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량(추정 PM 퇴적량)으로 해도 된다. 또한, 내연 기관(1)으로부터 배출된 PM이 소정의 비율로 파티큘레이트 필터에 포집된다고 하는 관점에서 보면, 상기 소정의 비율에 상당하는 계수(이하, 「포집 계수」라고 함)를 PM 배출량에 승산하고, 그 계산 결과의 적산값을 추정 PM 퇴적량으로 해도 된다. 그 경우의 소정의 비율은, 고정값이어도 되지만, 배기의 유속에 따라서 변경되는 가변값(예를 들어, 배기의 유속이 빨라질수록 작아지는 값)이어도 된다. 이와 같이, ECU(8)가 내연 기관(1)의 운전 이력에 기초하여 PM 퇴적량을 구함으로써, 본 발명에 관한 「추정 수단」이 실현된다.
그런데, 내연 기관(1)을 탑재하는 차량의 사용 도중에 있어서, 필터 케이싱(4) 또는 ECU(8)가 교환될 가능성이 있다. 필터 케이싱(4) 또는 ECU(8)가 교환되면, 그 교환 후에 ECU(8)에 의해 구해지는 PM 퇴적량과 실제의 PM 퇴적량이 괴리될 가능성이 있다. 예를 들어, ECU(8)가 교환된 경우는, 교환 후의 ECU(8)에 유지되는 애시 퇴적량 및 PM 퇴적량이 0으로 리셋된 상태가 된다. 그 때문에, 파티큘레이트 필터에 PM 및 애시가 퇴적된 상태에서 ECU(8)가 교환된 경우는, 교환 후의 ECU(8)에 의해 구해지는 PM 퇴적량이 실제의 PM 퇴적량으로부터 괴리될 가능성이 있다.
여기서, 파티큘레이트 필터에 PM 및 애시가 퇴적된 상태에서 ECU(8)가 교환된 경우에 있어서의, 차압 센서(5)의 측정값(전후 차압)과, 교환 후의 ECU(8)에 의해 구해지는 PM 퇴적량의 관계를 도 2에 나타낸다. 도 2 중의 ΣPM0은, 파티큘레이트 필터의 실제의 PM 퇴적량을 나타낸다. 도 2 중의 ΣPM1은, 교환 후의 ECU(8)가 전후 차압과 애시 퇴적량(0)에 기초하여 구하는 PM 퇴적량(이하, 「제1 PM 퇴적량」이라고 칭함)을 나타낸다. 도 2 중의 ΣPM2는, 교환 후의 ECU(8)가 내연 기관(1)의 운전 이력에 기초하여 구하는 추정 PM 퇴적량(이하, 「제2 PM 퇴적량」이라고 칭함)을 나타낸다. 또한, 도 2 중의 실선은, 교환 후의 ECU(8)에 의해 인식되는, 전후 차압과 PM 퇴적량의 상관을 나타낸다. 한편, 도 2 중의 일점 쇄선은, 전후 차압과 실제의 PM 퇴적량의 상관을 나타낸다.
ECU(8)가 교환된 경우에 있어서, 교환 후의 ECU(8)에 의해 구해지는 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)은, 애시 퇴적량이 0이라고 상정하여 구해진다. 그 때문에, 교환 후의 ECU(8)에 의해 구해지는 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 실제의 PM 퇴적량(ΣPM0)보다 많아진다. 또한, 교환 후의 ECU(8)에 의해 구해지는 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)은, 실제의 PM 퇴적량(ΣPM0)보다 적은 0이 된다. 이와 같이, ECU(8)가 교환된 경우는, 교환 후의 ECU(8)에 의해 구해지는 제1 PM 퇴적량(ΣPM1) 및 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 양쪽이 실제의 PM 퇴적량(ΣPM0)과 상이한 값이 된다. 또한, 교환 후의 ECU(8)에 의해 구해지는 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 사이에도 괴리가 발생한다. 여기서, 도 2에 나타낸 예에 있어서, 교환 후의 ECU(8)가 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)에 기초하여, 제1 재생 처리의 실행 가부를 판정하면, 실제의 PM 퇴적량이 전술한 소정의 재생 역치보다 많은 상태에서 제1 재생 처리가 실행될 가능성이 있다. 그 결과, 제1 재생 처리의 실행 중에 파티큘레이트 필터가 과승온할 우려가 있다.
또한, 필터 케이싱(4)이 중고의 필터 케이싱(4)으로 교환된 경우는, ECU(8)에 유지되어 있는 애시 퇴적량과 교환 후의 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 애시의 양이 상위하다. 예를 들어, 교환 후의 파티큘레이트 필터의 애시 퇴적량이 교환 전의 파티큘레이트 필터의 애시 퇴적량보다 적고, 또한 교환 후의 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량이 교환 전의 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량보다 많은 경우는, ECU(8)에 의해 구해지는 제1 PM 퇴적량(ΣPM1) 및 제2 PM 퇴적량이 실제의 PM 퇴적량보다 적어질 가능성이 있다.
여기서, 교환 후의 파티큘레이트 필터의 애시 퇴적량이 교환 전의 파티큘레이트 필터의 애시 퇴적량보다 적고, 또한 교환 후의 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량이 교환 전의 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량보다 많아지는 조건하에서, 파티큘레이트 필터가 교환된 경우에 있어서의, 차압 센서(5)의 측정값(전후 차압)과, 파티큘레이트 필터의 교환 후에 ECU(8)에 의해 구해지는 PM 퇴적량의 관계를 도 3에 나타낸다. 도 3 중의 실선은, ECU(8)에 의해 인식되는, 전후 차압과 교환 후의 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량의 상관을 나타낸다. 한편, 도 2 중의 일점 쇄선은, 전후 차압과 교환 후의 파티큘레이트 필터의 실제의 PM 퇴적량의 상관을 나타낸다.
파티큘레이트 필터가 교환된 경우에 있어서, ECU(8)에 의해 구해지는 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)은, 교환 후의 파티큘레이트 필터의 애시 퇴적량이 교환 전의 파티큘레이트 필터의 애시 퇴적량과 동등하다고 상정하여 구해진다. 그 때문에, ECU(8)에 의해 구해지는 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)은, 교환 후의 파티큘레이트 필터의 실제의 PM 퇴적량(ΣPM0)보다 적어진다. 또한, 내연 기관(1)의 운전 이력으로부터 추정되는 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)은, 교환 전의 파티큘레이트 필터를 상정한 값이 된다. 그 때문에, ECU(8)에 의해 추정되는 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)도, 교환 후의 파티큘레이트 필터의 실제의 PM 퇴적량(ΣPM0)보다 적어진다. 또한, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 사이에도 괴리가 발생한다. 여기서, 도 3에 나타낸 예에 있어서, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1), 또는 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)에 기초하여, 제1 재생 처리의 실행 가부가 판정되면, 실제의 PM 퇴적량이 상기한 소정의 재생 역치보다 많은 상태에서 제1 재생 처리가 실행될 가능성이 있다. 그 결과, 제1 재생 처리의 실행 중에 파티큘레이트 필터가 과승온할 우려가 있다. 또한, 도 3은, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)이 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)보다 적어지는 예를 나타내고 있지만, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)이 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)보다 많아지는 경우도 있을 수 있다. 그러한 경우에 있어서도, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1) 및 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)이 실제의 PM 퇴적량(ΣPM0)보다 적으면, 도 3에 나타낸 예와 마찬가지의 문제가 발생한다.
전술한 도 2, 도 3에 나타낸 경향을 근거로 하면, ECU(8) 또는 파티큘레이트 필터의 교환 등에 기인하여, 상기 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 상기 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 중 적어도 한쪽이 실제의 PM 퇴적량으로부터 괴리된 경우에는, 상기 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 상기 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 사이에도 괴리가 발생한다고 생각된다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 사이에 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상의 괴리가 발생한 경우는, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 중 적어도 한쪽이 실제의 PM 퇴적량으로부터 괴리되어 있을 가능성이 있다고 판정한다. 그리고, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 중 적어도 한쪽이 실제의 PM 퇴적량으로부터 괴리되어 있을 가능성이 있다고 판정된 경우에, ECU(8)는, 그들 2개의 PM 퇴적량(ΣPM1, ΣPM2) 중 어느 한쪽과 상기 재생 역치를 비교하여, 제1 재생 처리를 실행할지 여부를 판정하는 처리를 행하지 않도록 하였다. 즉, 본 실시 형태에서는, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 사이에 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상의 괴리가 발생한 경우는, 차압 센서(5)의 측정값과 소정의 상한값(ΔPlmt)을 비교하여, 제1 재생 처리를 실행할지 여부를 판정하도록 하였다.
여기서 말하는 「소정의 역치(ΔΣPMthre)」는, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차(ΔΣPM)가 당해 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상이 되면, ECU(8) 또는 파티큘레이트 필터의 교환 등에 기인하여 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 중 적어도 한쪽이 실제의 PM 퇴적량으로부터 괴리되어 있다고 간주할 수 있는 값이며, 또한 그 상태에서 제1 재생 처리가 실행되면 파티큘레이트 필터의 과승온을 초래할 가능성이 있다고 생각되는 값이다. 이러한 소정의 역치는, 미리 실험 등을 이용한 적합 작업에 의해 구해진 값이다. 「소정의 상한값(ΔPlmt)」은, 파티큘레이트 필터의 전후 차압이 당해 소정의 상한값(ΔPlmt) 이하이면, 파티큘레이트 필터에 PM만이 퇴적되어 있는 상태라도, 파티큘레이트 필터의 과승온을 억제하면서, 제1 재생 처리를 행할 수 있는 전후 차압의 최댓값에 상당한다. 구체적으로는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 파티큘레이트 필터의 애시 퇴적량이 0이고, 또한 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량이 소정의 한계 PM 퇴적량(ΣPMlmt)과 동등한 경우에 있어서의 파티큘레이트 필터의 전후 차압을 상기 소정의 상한값(ΔPlmt)으로 설정해도 된다. 여기서 말하는 「한계 PM 퇴적량」은, 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량이 당해 한계 PM 퇴적량(ΣPMlmt) 이하이면, 파티큘레이트 필터의 과승온을 억제하면서, 제1 재생 처리를 행할 수 있는 PM 퇴적량의 최댓값이며, 예를 들어 상기한 재생 역치와 동등한 양이다. 그런데, 파티큘레이트 필터의 전후 차압은, 전술한 바와 같이 파티큘레이트 필터를 통과하는 배기 유량에 의해서도 변화되기 때문에, 파티큘레이트 필터를 통과하는 배기 유량에 의해 상기 소정의 상한값(ΔPlmt)이 변경되어도 되고, 또는 파티큘레이트 필터를 통과하는 배기 유량에 의해 차압 센서(5)의 측정값을 보정해도 된다.
여기서, 차압 센서(5)의 측정값이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt) 이하이면, PM만이 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있다는 가정하에서 차압 센서(5)의 측정값으로부터 구해지는 PM 퇴적량(최대 PM 퇴적량)은, 파티큘레이트 필터에 PM만이 퇴적되어 있고, 또한 파티큘레이트 필터의 전후 차압이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt)과 동등할 때의 PM 퇴적량(한계 PM 퇴적량) 이하로 된다. 여기서, 상기 최대 PM 퇴적량은, 실제의 PM 퇴적량과 동등 이상의 넉넉히 어림된 양이기 때문에, 당해 최대 PM 퇴적량이 상기 한계 PM 퇴적량 이하(차압 센서(5)의 측정값이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt) 이하)이면, 파티큘레이트 필터의 실제의 PM 퇴적량이 상기 최대 PM 퇴적량 이하가 된다. 그 때문에, 차압 센서(5)의 측정값이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt) 이하이면, 파티큘레이트 필터를 과승온시키는 일 없이, 제1 재생 처리를 행할 수 있다고 할 수 있다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 상기 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상인 경우에, 차압 센서(5)의 측정값이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt) 이하이면, 제1 재생 처리가 행해지도록 하였다.
한편, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 상기 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상인 경우에, 차압 센서(5)의 측정값이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt)보다 크면, 실제의 PM 퇴적량이 한계 PM 퇴적량보다 많을 가능성이 있다. 그러한 상태에서 제1 재생 처리가 실행되면, 파티큘레이트 필터의 과승온을 초래할 가능성이 있다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 상기 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상인 경우에, 차압 센서(5)의 측정값이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt)보다 크면, 제1 재생 처리가 행해지지 않도록 하였다.
상기한 바와 같이, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 상기 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상인 경우에, 차압 센서(5)의 측정값과 상기 소정의 상한값(ΔPlmt)을 비교하는 방법에 의해 제1 재생 처리의 실행 가부가 판정되면, 파티큘레이트 필터의 과승온을 초래할 가능성이 있는 상태에서 제1 재생 처리가 실행되는 것이 억제된다. 또한, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 상기 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상이고, 또한 차압 센서(5)의 측정값이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt)보다 큰 경우에, 제1 재생 처리가 실행되지 않는 상태가 계속되면, 파티큘레이트 필터의 압력 손실이 지나치게 커져, 내연 기관(1)의 배압을 증가시켜 버릴 가능성이 있다. 그래서, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 상기 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상이며, 또한 차압 센서(5)의 측정값이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt)보다 큰 경우는, 제1 재생 처리의 실행 시에 있어서의 목표 온도보다 낮은 온도이며, 또한 PM의 산화 가능한 온도(본 발명에 있어서의 「제2 재생 온도」에 상당)까지 파티큘레이트 필터를 승온시킴으로써, 단위 시간당 산화되는 PM의 양을 적게 억제하면서, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거하는 처리(제2 재생 처리)를 실행하도록 하였다. 이러한 제2 재생 처리는, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM 전부가 산화 및 제거될 때까지 실행되어도 되지만, 도 5에 나타낸 바와 같이, 차압 센서(5)의 측정값이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt) 이하로 저하할 때까지 실행하고, 그 후에는 파티큘레이트 필터의 온도를 상기 제1 재생 온도까지 상승시킴으로써, 제1 재생 처리를 실행해도 된다. 이와 같이 제2 재생 처리와 제1 재생 처리를 조합하여 실행하면, 파티큘레이트 필터의 과승온을 억제하면서, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM의 양을 더 빠르게 산화 및 제거할 수 있다.
또한, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 상기 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상인 경우에, 제1 재생 처리 또는 제2 재생 처리가 행해짐으로써, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM 전부가 산화 및 제거되면, ECU(8)는, 제1 재생 처리 또는 제2 재생 처리를 종료하고, 당해 ECU(8)에 유지되어 있는 애시 퇴적량을 갱신하는 것으로 한다. 즉, ECU(8)는, 제1 재생 처리의 종료 직후에 있어서의 차압 센서(5)의 측정값과 배기 유량을 파라미터로 하여 파티큘레이트 필터에 실제로 퇴적되어 있는 애시의 양을 구하고, 그 실제의 애시 퇴적량에 기초하여ECU(8)에 유지되어 있는 애시 퇴적량을 수정하는 것으로 한다. 이와 같이, ECU(8)에 유지되어 있는 애시 퇴적량이 갱신되면, 그 갱신 후에 ECU(8)에 의해 구해지는 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)이나 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)이 실제의 PM 퇴적량에 근사한 값이 되기 때문에, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 중 어느 한쪽과 상기 재생 역치를 비교함으로써, 제1 재생 처리의 실행 가부가 판정되어도, 파티큘레이트 필터의 과승온을 억제하면서 제1 재생 처리를 행하는 것이 가능해진다.
이하, 본 실시예에 있어서 파티큘레이트 필터에 포집되어 있는 PM을 산화 및 제거하는 순서에 대해 도 6을 따라 설명한다. 도 6은, 파티큘레이트 필터에 포집되어 있는 PM을 산화 및 제거할 때에 ECU(8)가 실행하는 처리 루틴을 나타내는 흐름도이다. 이 처리 루틴은, 미리 ECU(8)의 ROM에 기억되어 있고, 내연 기관(1)의 운전 기간 중에 ECU(8)에 의해 반복하여 실행되는 처리 루틴이다.
도 6의 처리 루틴에서는, ECU(8)는, 우선 S101의 처리에 있어서, 차압 센서(5)의 측정값과 ECU(8)에 유지되어 있는 애시 퇴적량으로부터 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)을 연산한다. 구체적으로는, ECU(8)는, 전술한 바와 같이, 차압 센서(5)의 측정값과 배기 유량(흡입 공기량과 연료 분사량의 총합)을 인수로 하여, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM과 애시의 총 퇴적량을 구하고, 그 총 퇴적량으로부터 애시 퇴적량을 감산함으로써, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)을 연산한다. 이 연산에 사용되는 애시 퇴적량은, 제1 재생 처리 또는 제2 재생 처리의 전회의 종료 직후에 있어서의 차압 센서(5)의 측정값과 배기 유량에 기초하여 갱신되어, ECU(8)에 유지되어 있는 값이다. 또한, ECU(8)는, S101의 처리에 있어서, 내연 기관(1)의 운전 이력으로부터 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)을 연산한다. 구체적으로는, ECU(8)는, 전술한 바와 같이, 연료 분사량, 흡입 공기량 및 기관 회전수 등을 파라미터로 하여 연산되는 PM 배출량을 적산함으로써, 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)을 연산한다. 또한, ECU(8)는, PM 배출량에 전술한 포집 계수를 승산하여, 그 계산 결과를 적산하는 방법에 의해, 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)을 연산해도 된다.
S102의 처리에서는, ECU(8)는, 상기 S101의 처리에서 연산된 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 차의 절댓값이 전술한 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상인지 여부를 판별한다. S102의 처리에서 긍정 판정된 경우는, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 중 적어도 한쪽이 실제의 PM 퇴적량으로부터 괴리되어 있을 가능성이 있다. 그러한 경우에는, ECU(8)는, S103의 처리로 진행한다.
S103의 처리에서는, ECU(8)는, 차압 센서(5)의 측정값(전후 차압)(ΔP)을 판독한다. 계속해서, ECU(8)는, S104의 처리로 진행하여, 상기 S103의 처리에서 판독된 전후 차압 ΔP가 전술한 소정의 상한값(ΔPlmt) 이하인지 여부를 판별한다. S104의 처리에 있어서 긍정 판정된 경우는, 파티큘레이트 필터에 실제로 퇴적되어 있는 PM의 양이 전술한 한계 PM 퇴적량(ΣPMlmt) 이하라고 간주할 수 있다. 그 때문에, 상기 전후 차압(ΔP)이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt) 이하이면 파티큘레이트 필터를 과승온시키는 일 없이, 제1 재생 처리를 실행할 수 있다고 간주할 수 있다. 그래서, ECU(8)는, S105의 처리로 진행하여, 제1 재생 처리를 실행한다. 구체적으로는, ECU(8)는, 연료 첨가 밸브(7)로부터 배기 중에 연료를 첨가시킨다. 연료 첨가 밸브(7)로부터 첨가된 연료는, 파티큘레이트 필터에 담지된 산화 촉매, 또는 필터 케이싱(4)보다 상류에 배치된 산화 촉매에 의해 산화되어 반응열을 발생시킨다. 그 결과, 첨가 연료의 반응열에 의해 파티큘레이트 필터가 가열된다. 그때, ECU(8)는, 배기 온도 센서(6)의 측정값으로부터 파티큘레이트 필터의 온도를 연산하여, 그 온도가 상기 제1 재생 온도로 되도록 연료 첨가 밸브(7)로부터 첨가되는 연료량을 피드백 제어한다. 이와 같이 하여 제1 재생 처리가 실행되면, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM이 산화 및 제거된다.
ECU(8)는, S105의 처리를 실행한 후에, S106의 처리로 진행한다. S106의 처리에서는, ECU(8)는, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있던 모든 PM이 산화되었는지 여부를 판별한다. 구체적으로는, ECU(8)는, 단위 시간당에 있어서의 차압 센서(5)의 측정값의 변화량이 소정의 판정값 이하로 되면, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있던 모든 PM이 산화 및 제거되었다고 판정한다. 또한, 다른 방법으로서, 제1 재생 처리의 실행 시간을 파라미터로 하여, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있던 모든 PM이 산화 및 제거되었는지 여부를 판별해도 된다. 즉, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 모든 PM이 산화 및 제거될 때까지 요하는 시간(소요 재생 시간)은 제1 재생 처리가 개시되는 시점에 있어서의 PM 퇴적량에 상관한다. 그 때문에, PM 퇴적량과 소요 재생 시간의 상관을 미리 구해 두면, 그들의 상관으로부터 최대 PM 퇴적량에 상응하는 소요 재생 시간을 구할 수 있다. 그리고, 제1 재생 처리의 실행 시간이 상기 소요 재생 시간에 도달하면, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM 전부가 산화 및 제거되었다고 판정하면 된다. S106의 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, ECU(8)는, S105의 처리로 되돌아가, 제1 재생 처리를 계속해서 실행한다. 한편, S106의 처리에 있어서 긍정 판정된 경우는, ECU(8)는, S107의 처리로 진행한다.
S107의 처리에서는, ECU(8)는, 연료 첨가 밸브(7)로부터 배기 중으로의 연료 첨가를 정지시킴으로써, 제1 재생 처리를 종료한다. 계속해서, ECU(8)는, S108의 처리로 진행하여, ECU(8)에 유지되어 있는 애시 퇴적량을 갱신한다. 구체적으로는, ECU(8)는, 제1 재생 처리가 종료된 직후에 있어서의 차압 센서(5)의 측정값을 판독함과 동시에, 그 시점에서 파티큘레이트 필터를 통과하는 배기 유량(흡입 공기량과 연료 분사량의 총합)을 연산한다. 그리고, ECU(8)는, 차압 센서(5)의 측정값과 배기 유량을 파라미터로 하여, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM과 애시의 총 퇴적량을 연산한다. 또한, 제1 재생 처리의 종료 직후는, 파티큘레이트 필터의 PM 퇴적량이 0이라고 간주할 수 있으므로, 상기 총 퇴적량이 실제의 애시 퇴적량과 동등하다고 간주할 수 있다. 따라서, ECU(8)는, 상기 총 퇴적량을 실제의 애시 퇴적량이라고 간주하여, 당해 ECU(8)에 유지되어 있는 애시 퇴적량의 값을 갱신한다. 이와 같이 하여, ECU(8)에 유지되어 있는 애시 퇴적량이 갱신되면, 그 이후에 ECU(8)에 의해 구해지는 제1 PM 퇴적량(ΣPM1) 및 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 상기 S104의 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, 파티큘레이트 필터에 실제로 퇴적되어 있는 PM의 양이 전술한 한계 PM 퇴적량(ΣPMlmt)보다 많을 가능성이 있다. 즉, 상기 S104의 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, 제1 재생 처리의 실행에 기인하여 파티큘레이트 필터를 과승온시킬 가능성이 있다. 그래서, ECU(8)는, S109의 처리로 진행하여, 제2 재생 처리를 실행한다. 구체적으로는, ECU(8)는, 파티큘레이트 필터의 온도가 상기 제1 재생 온도보다 낮은 제2 재생 온도까지 승온하도록, 연료 첨가 밸브(7)로부터 첨가되는 연료량을 제어한다. 이와 같이 하여 제2 재생 처리가 실행되면, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM이 산화 및 제거되게 되지만, 그때의 PM 산화 속도(단위 시간당 산화되는 PM의 양)는, 제1 재생 처리가 실행되는 경우보다 느려진다. 그 결과, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM이 서서히 산화되게 된다. 따라서, 파티큘레이트 필터의 과승온을 억제하면서, 당해 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거할 수 있다.
ECU(8)는, 상기 S109의 처리를 실행한 후에, S110의 처리로 진행한다. S110의 처리에서는, ECU(8)는, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있던 모든 PM이 산화되었는지 여부를 판별한다. 구체적으로는, ECU(8)는, 전술한 S106의 처리와 마찬가지의 방법을 사용함으로써, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있던 모든 PM이 산화되었는지 여부를 판별한다. S110의 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, ECU(8)는, S109의 처리로 되돌아가, 제2 재생 처리를 계속해서 실행한다. 한편, S110의 처리에 있어서 긍정 판정된 경우는, ECU(8)는, S111의 처리로 진행한다.
S111의 처리에서는, ECU(8)는, 연료 첨가 밸브(7)로부터 배기 중으로의 연료 첨가를 정지시킴으로써, 제2 재생 처리를 종료한다. 그리고, ECU(8)는, S108의 처리로 진행하여, 당해 ECU(8)에 유지되어 있는 애시 퇴적량을 갱신한다. 또한, ECU(8)는, 제2 재생 처리의 실행 중에 차압 센서(5)의 측정값(전후 차압)(ΔP)이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt) 이하로 저하되면, 그 시점에서 제2 재생 처리로부터 제1 재생 처리로 이행해도 된다.
또한, 상기 S102의 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1) 및 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)이 실제의 PM 퇴적량으로부터 괴리되어 있지 않다고 간주할 수 있으므로, ECU(8)는, 통상대로 재생 처리를 실행한다. 즉, ECU(8)는, 상기 S102 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, S112의 처리로 진행하여, 상기 S101의 처리에서 구해진 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)이 전술한 소정의 재생 역치(ΣPMreg)보다 큰지 여부를 판별한다. S112의 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, ECU(8)는, 본 처리 루틴의 실행을 종료한다. 한편, S112의 처리에 있어서 긍정 판정된 경우는, ECU(8)는, S105의 처리로 진행하여, 제1 재생 처리를 실행한다.
이상 설명한 바와 같이, ECU(8)가 도 6의 처리 루틴을 실행함으로써, 본 발명에 관한 「제어 수단」이 실현된다. 따라서, ECU(8) 또는 파티큘레이트 필터의 교환 등에 기인하여, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 중 적어도 한쪽이 실제의 PM 퇴적량으로부터 괴리된 경우에, 파티큘레이트 필터를 과승온시키는 일 없이, 당해 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거할 수 있다. 또한, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 모든 PM이 산화 및 제거되었을 때의 차압 센서(5)의 측정값에 기초하여 실제의 애시 퇴적량을 구함으로써, ECU(8)에 유지되어 있는 애시 퇴적량을 갱신할 수 있으므로, 그 이후에 ECU(8)에 의해 구해지는 제1 PM 퇴적량(ΣPM1) 및 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 정밀도를 높일 수 있다.
<다른 실시 형태>
전술한 실시 형태에서는, 본 발명을 압축 착화식 내연 기관(디젤 엔진)에 적용하는 예에 대해 설명하였지만, 본 발명을 불꽃 점화식 내연 기관(가솔린 엔진)에 적용할 수도 있다. 불꽃 점화식 내연 기관의 배기 온도는, 압축 착화식 내연 기관의 배기 온도보다 높기 때문에, 불꽃 점화식 내연 기관의 운전 기간 중에, 파티큘레이트 필터의 온도가 PM의 산화 가능한 온도까지 상승할 기회가 많다. 따라서, 불꽃 점화식 내연 기관에 있어서의 제1 재생 처리는, 파티큘레이트 필터의 온도가 PM의 산화 가능한 온도이며, 또한 감속 운전 시 등의 퓨얼 컷 운전 요구가 발생하였을 때, 퓨얼 컷 운전을 소정 기간 실행(연료 분사를 소정 기간 정지)하는 방법에 의해 행해진다. 이러한 방법에 의해 제1 재생 처리가 행해지면, 파티큘레이트 필터가 산화 분위기에 노출되기 때문에, 당해 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM이 산화 및 제거된다. 또한, 여기서 말하는 「소정 기간」은, 퓨얼 컷 운전의 실행 기간이 당해 소정 기간 이하이면, 파티큘레이트 필터를 과승온시키는 일 없이, 당해 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거할 수 있는 기간이며, 본 발명의 「제1 재생 기간」에 상당한다.
상기한 방법으로 제1 재생 처리가 행해지는 불꽃 점화식 내연 기관에 있어서, ECU(8) 또는 파티큘레이트 필터의 교환 등에 기인하여, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 중 적어도 한쪽이 실제의 PM 퇴적량으로부터 괴리되면, 전술한 압축 착화식 내연 기관의 경우와 마찬가지로, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2) 사이에도 괴리가 발생한다. 그래서, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상인 경우에, 차압 센서(5)의 측정값(전후 차압)(ΔP)이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt) 이하이면 상기한 방법에 의한 제1 재생 처리를 실행하고, 차압 센서(5)의 측정값(전후 차압)(ΔP)이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt)보다 크면, 상기한 방법에 의한 제1 재생 처리를 실행하지 않으면 된다. 그리고, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상이며, 또한 차압 센서(5)의 측정값(전후 차압)(ΔP)이 상기 소정의 상한값(ΔPlmt)보다 큰 경우에는, 상기 제1 재생 기간보다 짧은 제2 재생 기간의 퓨얼 컷 운전을 실행하는 방법으로 제2 재생 처리를 실행함으로써, 퓨얼 컷 운전 기간 중에 산화되는 PM의 양을 적게 억제하면 된다. 또한, 제2 재생 기간은, 차압 센서(5)의 측정값(전후 차압)(ΔP)이 커질수록, 또한 파티큘레이트 필터의 온도가 높아질수록, 짧은 기간으로 설정되어도 된다. 이와 같이 제2 재생 기간이 정해지면, 제2 재생 처리의 실행 중에 파티큘레이트 필터가 과승온하는 것을, 더 확실하게 억제할 수 있다.
여기서, 불꽃 점화식 내연 기관에 있어서, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거하는 순서에 대해 도 7에 기초하여 설명한다. 도 7은, 내연 기관(1)의 퓨얼 컷 운전이 개시된 것을 트리거로 하여, ECU(8)에 의해 실행되는 처리 루틴이다. 이 처리 루틴은, 미리 ECU(8)의 ROM 등에 기억되어 있는 것으로 한다.
도 7의 처리 루틴에서는, ECU(8)는, 우선 S201의 처리에 있어서, 배기 온도 센서(6)의 측정값으로부터 파티큘레이트 필터의 온도를 연산하여, 그 온도가 소정 온도 이상인지 여부를 판별한다. 여기서 말하는 소정 온도는, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM이 산화할 수 있는 최저의 온도이다. S201의 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, ECU(8)는, 본 처리 루틴의 실행을 종료한다. 한편, S201의 처리에 있어서 긍정 판정된 경우는, ECU(8)는, S202의 처리로 진행한다.
S202의 처리에서는, ECU(8)는, 허가 플래그가 온인지 여부를 판별한다. 여기서 말하는 허가 플래그는, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 소정의 역치(ΔΣPMthre) 미만인 경우, 및 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상이며, 또한 차압 센서(5)의 측정값(전후 차압)(ΔP)이 소정의 상한값(ΔPlmt) 이하인 경우에, 온으로 되는 플래그이다. 또한, 제1 PM 퇴적량(ΣPM1)과 제2 PM 퇴적량(ΣPM2)의 차가 소정의 역치(ΔΣPMthre) 이상이며, 또한 차압 센서(5)의 측정값(전후 차압)(ΔP)이 소정의 상한값(ΔPlmt)보다 큰 경우는, 허가 플래그가 오프로 되는 것으로 한다. 이 허가 플래그의 온과 오프의 전환 순서에 대해서는, 후술한다.
상기 S202의 처리에 있어서 긍정 판정된 경우는, 퓨얼 컷 운전이 상기 제1 재생 기간에 걸쳐 실행되어도, 파티큘레이트 필터가 과승온되지 않는다고 간주할 수 있다. 그래서, ECU(8)는, S203의 처리로 진행하여, 퓨얼 컷 운전이 개시되고 나서 상기 제1 재생 기간이 경과하였는지 여부를 판별한다. S203의 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, ECU(8)는, 당해 S203의 처리를 반복하여 실행한다. 한편, S203의 처리에 있어서 긍정 판정된 경우는, ECU(8)는, S205의 처리로 진행하여, 퓨얼 컷 운전을 종료시킨다.
또한, 상기 S202의 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, 퓨얼 컷 운전이 상기 제1 재생 기간에 걸쳐 실행되면, 파티큘레이트 필터가 과승온할 가능성이 있다고 간주할 수 있다. 그래서, ECU(8)는, S204의 처리로 진행하여, 퓨얼 컷 운전이 개시되고 나서 상기 제2 재생 기간이 경과하였는지 여부를 판별한다. S204의 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, ECU(8)는, 당해 S204의 처리를 반복하여 실행한다. 한편, S204의 처리에 있어서 긍정 판정된 경우는, ECU(8)는, S205의 처리로 진행하여, 퓨얼 컷 운전을 종료시킨다.
또한, 상기한 도 7의 처리 루틴의 실행 도중에 있어서, S205의 처리가 실행되기 전에, 내연 기관(1)의 퓨얼 컷 운전이 종료된 경우는, ECU(8)는, 본 처리 루틴의 실행을 종료하는 것으로 한다.
다음으로, 상기한 허가 플래그의 온과 오프를 전환하는 순서에 대해, 도 8을 따라 설명한다. 도 8은, 상기한 허가 플래그의 온과 오프를 전환할 때에 ECU(8)에 의해 실행되는 처리 루틴을 나타내는 흐름도이다. 이 처리 루틴은, 미리 ECU(8)의 ROM에 기억되어 있고, 내연 기관(1)의 운전 기간 중에 ECU(8)에 의해 반복 실행되는 처리 루틴이다. 또한, 도 8의 처리 루틴에 있어서, 전술한 도 6의 처리 루틴과 마찬가지의 처리에는, 동일한 부호를 붙이고 있다.
도 8의 처리 루틴에서는, 전술한 도 6의 처리 루틴의 S105 내지 S112의 처리 대신, S301 내지 S302의 처리가 실행된다. 또한, 전술한 도 6의 처리 루틴에서는, S102의 처리에 있어서 부정 판정된 경우에, S112의 처리가 실행되지만, 도 8의 처리 루틴에서는, S102의 처리에 있어서 부정 판정된 경우에, S301의 처리가 실행된다.
상세하게는, 도 8의 처리 루틴에 있어서, S102의 처리에서 부정 판정된 경우, 및 S104의 처리에서 긍정 판정된 경우에, ECU(8)는, S301의 처리로 진행하여, 상기한 허가 플래그를 온으로 한다. 한편, S104의 처리에 있어서 부정 판정된 경우는, ECU(8)는, S302의 처리로 진행하여, 상기한 허가 플래그를 오프로 한다.
이상 설명한 순서에 의하면, 불꽃 점화식 내연 기관에 있어서, ECU(8) 또는 파티큘레이트 필터가 교환된 경우에, 파티큘레이트 필터를 과승온시키는 일 없이, 당해 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거할 수 있다. 또한, 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 모든 PM이 산화 및 제거되었을 때의 차압 센서(5)의 측정값에 기초하여 실제의 애시 퇴적량을 구함으로써, ECU(8)에 유지되어 있는 애시 퇴적량을 갱신할 수도 있다.
1 : 내연 기관
2 : 연료 분사 밸브
3 : 배기관
4 : 필터 케이싱
5 : 차압 센서
6 : 배기 온도 센서
7 : 연료 첨가 밸브
8 : ECU

Claims (3)

  1. 내연 기관의 배기 통로에 배치된 파티큘레이트 필터와,
    상기 파티큘레이트 필터보다 상류의 배기 압력과 상기 파티큘레이트 필터보다 하류의 배기 압력의 차인 전후 차압을 측정하는 차압 센서
    를 구비한 배기 정화 시스템에 적용되는 제어 장치이며,
    상기 내연 기관의 운전 이력에 기초하여, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 애시의 양인 애시 퇴적량을 연산하는 제1 연산 수단과,
    상기 차압 센서의 측정값과 상기 제1 연산 수단에 의해 연산된 애시 퇴적량에 기초하여, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM의 양인 PM 퇴적량을 연산하는 제2 연산 수단과,
    상기 내연 기관의 운전 이력에 기초하여, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM양의 추정값인 추정 PM 퇴적량을 추정하는 추정 수단과,
    상기 제2 연산 수단에 의해 연산된 PM 퇴적량과 상기 추정 수단에 의해 추정된 추정 PM 퇴적량의 차가 소정의 역치 이상인 경우에, 상기 차압 센서의 측정값이 소정의 상한값 이하이면, 상기 파티큘레이트 필터를 소정의 제1 재생 온도까지 승온시킴으로써, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거하는 처리인 제1 재생 처리를 실행하고, 상기 차압 센서의 측정값이 상기 소정의 상한값보다 크면, 상기 제1 재생 처리를 실행하지 않고, 상기 파티큘레이트 필터를 상기 소정의 제1 재생 온도보다 낮고, 또한 PM이 산화 가능한 온도인 제2 재생 온도까지 승온시키는 처리인 제2 재생 처리를 실행하는 제어 수단
    을 구비하는, 배기 정화 시스템의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 재생 처리는, 상기 내연 기관의 퓨얼 컷 운전 요구가 발생하였을 때, 퓨얼 컷 운전을 소정의 제1 재생 기간 실행함으로써, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적되어 있는 PM을 산화 및 제거하는 처리이고,
    상기 제2 재생 처리는, 상기 제2 연산 수단에 의해 연산된 PM 퇴적량과 상기 추정 수단에 의해 추정된 추정 PM 퇴적량의 차가 상기 소정의 역치 이상인 경우에, 상기 차압 센서의 측정값이 상기 소정의 상한값보다 크면, 상기 내연 기관의 퓨얼 컷 운전 요구가 발생하였을 때, 퓨얼 컷 운전을 상기 제1 재생 기간보다 짧은 제2 재생 기간 실행하는 처리인, 배기 정화 시스템의 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 제1 재생 처리를 종료하였을 때의 상기 차압 센서의 측정값으로부터 상기 파티큘레이트 필터에 실제로 퇴적되어 있는 애시의 양을 연산하고, 그 애시의 양에 기초하여 상기 제1 연산 수단에 의해 연산된 애시 퇴적량을 수정하는, 배기 정화 시스템의 제어 장치.
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