WO2010106613A1

WO2010106613A1 - 排気浄化システム

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Publication number: WO2010106613A1
Application number: PCT/JP2009/055006
Authority: WO
Inventors: 太長根　嘉紀; 琢也平井; 宏行芳賀
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2010-09-23
Also published as: US20120124978A1; EP2410141A1; JPWO2010106613A1; JP5223966B2; CN102356218A

Abstract

　排気浄化システムは、ＰＭを捕集するための排気浄化装置１９と、排気浄化装置１９に対する再生制御処理を行う制御系であって、内燃機関１０の停止に伴い再生制御処理を中断した場合、内燃機関１０の停止中（又は始動時）に、排気浄化装置１９の温度（触媒床温）とＰＭ堆積量とに基づき、排気浄化装置１９の状態が、再生制御処理が効率的に行なえない状態であるか否かを判断し、排気浄化装置１９の状態が、再生制御処理が効率的に行なえない状態であった場合には、内燃機関１０の始動時に再生制御処理を再開しない制御系を備える。

Description

排気浄化システム

　本発明は、ＰＭを除去することにより内燃機関の排気を浄化する排気浄化システムに関する。

　内燃機関の排気中のＰＭ（Paticulate Matter：粒子状物質）を捕集するための排気浄化装置の中には、燃料を排気中に添加する再生制御処理により再生されるもの（触媒を担持させたフィルタからなる排気浄化装置、フィルタの前段に酸化触媒を設けた排気浄化装置等）が存在している。

　そして、そのような排気浄化装置を備えた排気浄化システムとして、再生制御処理の実行中に内燃機関が停止された場合、内燃機関の再始動時に再生制御処理を再開するものが開発されているのであるが、その種の現存する排気浄化システムは、触媒の温度が活性温度を超えていれば、再生制御処理を再開してしまうもの（例えば、特許文献４参照）となっている。

先行技術文献

特開平０４－２６５４１２号公報特開２００４－１３２２０２号公報特開２００４－１７６６０２号公報特開２００６－２９１８５０号公報特開平０５－１９５７５１号公報

　本発明は、上記現状を鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、ＰＭを捕集するための排気浄化装置を備えた排気浄化システムであって、燃料の消費量がより少ない形で当該排気浄化装置を再生できる排気浄化システムを提供することにある。

　上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の排気浄化システムは、内燃機関の排気中のＰＭを捕集するための排気浄化装置と、前記排気浄化装置の温度と前記排気浄化装置内に残っているＰＭ量とを含む状況情報に基づき、前記排気浄化装置の状態が、燃料を排気中へ添加することにより前記排気浄化装置の温度を上昇させて前記排気浄化装置を再生する再生制御処理を効率的に行なえない再生実施不適当状態であるか否かを判定する判定手段と、所定条件が満たされたときに、燃料を排気中へ添加することにより前記排気浄化装置の温度を上昇させて前記排気浄化装置を再生する再生制御処理を開始し、再生制御処理の実行中に前記内燃機関が停止された場合に、再生制御処理を中断する制御手段であって、再生制御処理を中断した後の前記内燃機関の始動時に、前記判定手段により前記排気浄化装置の状態が前記再生実施不適当状態であると判定されていない場合には、再生制御処理を再開し、前記判定手段により前記排気浄化装置の状態が前記再生実施不適当状態であると判定されている場合には、その後、前記所定条件が満たされたときに、再生制御処理を開始する制御手段とを、備える。

　すなわち、触媒の温度が活性温度を超えたときに再生制御処理を再開するように排気浄化システムを構成しておいた場合、触媒の温度（≒排気浄化装置の温度）がかなり低い状態や、ＰＭ堆積量（排気浄化装置内のＰＭ量）が比較的に少ない状態で、再生制御処理が再開されてしまうことがあることになる。そして、触媒の温度がかなり低い状態で再生制御処理が再開された場合には、排気浄化装置の温度をＰＭが酸化される温度まで上昇させるのに、比較的に多量の燃料が必要とされることになる。また、ＰＭ堆積量が少ないと、ＰＭの酸化効率が悪くなる（ＰＭの酸化速度が遅くなる）。従って、ＰＭ量が比較的に少ない状態で再生制御処理が再開された場合には、ＰＭの酸化効率が悪いが故に、比較的に多量の燃料が必要とされることになる。

　このように、触媒の温度が活性温度を超えたときに再生制御処理を再開する排気浄化システムでは、排気浄化装置の状態が、ＰＭの酸化除去に通常よりも多量の燃料が必要とされる状態にあるときに、再生制御処理が再開される場合があることになるが、本発明の第１の態様の排気浄化システムは、排気浄化装置の状態が、そのような状態（“再生実施不適当状態”）にあるか否かを判定できる状況情報（“前記排気浄化装置の温度と前記排気浄化装置内に残っているＰＭ量とを含む状況情報”）に基づき、再生制御処理を再開すべきか否かが判定され、再生制御処理を再開すべきでないと判定された場合には、再生制御処理を再開しない（その後、所定条件が満たされたときに、再生制御処理を開始する）構成を有している。

　従って、この第１の態様の排気浄化システムは、触媒の温度が活性温度を超えたときに再生制御処理を再開するシステムよりも、燃料の消費量が少ない形で排気浄化装置を再生できるシステムとなっていると言うことが出来る。

　また、本発明の第２の態様の排気浄化システムは、内燃機関の排気中のＰＭを捕集するための排気浄化装置と、前記内燃機関の停止時間と前記排気浄化装置内に残っているＰＭ量とを含む状況情報に基づき、前記排気浄化装置の状態が、燃料を排気中へ添加することにより前記排気浄化装置の温度を上昇させて前記排気浄化装置を再生する再生制御処理を効率的に行なえない再生実施不適当状態であるか否かを判定する判定手段と、所定条件が満たされたときに、燃料を排気中へ添加することにより前記排気浄化装置の温度を上昇させて前記排気浄化装置を再生する再生制御処理を開始し、再生制御処理の実行中に前記内燃機関が停止された場合に、再生制御処理を中断する制御手段であって、再生制御処理を中断した後の前記内燃機関の始動時に、前記判定手段により前記排気浄化装置の状態が前記再生実施不適当状態であると判定されていない場合には、再生制御処理を再開し、前記判定手段により前記排気浄化装置の状態が前記再生実施不適当状態であると判定されている場合には、その後、前記所定条件が満たされたときに、再生制御処理を開始する制御手段とを、備えている。

　そして、内燃機関の停止時間は、内燃機関の始動時における排気浄化装置の温度と強く相関する情報である。従って、本発明の第２の態様の排気浄化システムも、上記した本発明の第１の態様の排気浄化システムと同様に、触媒の温度が活性温度を超えたときに再生制御処理を再開するシステムよりも、燃料の消費量が少ない形で排気浄化装置を再生できるシステムとなっていることになる。

　本発明の排気浄化システム（本発明の各態様の排気浄化システム）は、停止・始動が頻繁に繰り返される内燃機関、すなわち、アイドルストップ車、ハイブリッド車等に搭載された自動停止される内燃機関用のものとして実現しておくことが特に好ましいものである。ただし、本発明の排気浄化システムを、自動停止されない内燃機関（ドライバーが、イグニッションキー操作でアイドルストップを行う内燃機関）用のものとして実現することも出来る。

　また、本発明の排気浄化システムを実現するに際しては、判定手段として、内燃機関の始動時にのみ機能する手段を採用することも、内燃機関の停止中に繰り返し機能する手段を採用することも出来る。

　本発明の排気浄化システムの制御手段として、排気浄化装置の温度を実測する手段を採用することも、排気浄化装置の温度を実測しない手段（排気浄化装置の温度を他の情報から推定する手段）を採用することも出来る。

　また、排気浄化装置内に残っているＰＭ量を実測することは極めて困難（実際上、不可能）である。そのため、制御手段としては、実際上、排気浄化装置内に残っているＰＭ量を内燃機関の運転状態等から推定する手段を採用せざるを得ないが、再生制御処理が完了することなく、再生制御処理が何度も中断された場合、ＰＭ量の推定値（状況情報の要素として使用する“排気浄化装置内に残っているＰＭ量”）と排気浄化装置内に実際に残っているＰＭ量との差が大きくなることが考えられる。そして、ＰＭ量の推定値と排気浄化装置内に実際に残っているＰＭ量との差が大きくなった場合、再生制御処理を即座に再開すべき量のＰＭが排気浄化装置内に残っているにも拘わらず、再生制御処理が再開されないといったことが生じ得る。従って、そのような状態の発生を防止するために、制御手段としては、『連続的に、再生制御処理を再開すべきではないと判定した回数を、キャンセル回数として管理する手段であると共に、前記状況情報に基づく判定では、再生制御処理を再開すべきではないと判定される場合であっても、前記キャンセル回数が所定数以上となっている場合には、再生制御処理を再開する手段』を採用しておくことが望ましい。

　本発明によれば、ＰＭを捕集するための排気浄化装置を備えた排気浄化システムであって、燃料の消費量がより少ない形で当該排気浄化装置を再生できる排気浄化システムを提供することが出来る。

本発明の第１実施形態に係る排気浄化システムを適用した内燃機関システムの構成図である。第１実施形態に係る排気浄化システムのＥＣＵが実行する第１状況監視処理の流れ図である。第１実施形態に係る排気浄化システムによる排気浄化装置の再生手順を説明するための図である。第２実施形態に係る排気浄化システムのＥＣＵが実行する第２状況監視処理の流れ図である。第３実施形態に係る排気浄化システムのＥＣＵが実行する第３状況監視処理の流れ図である。第４実施形態に係る排気浄化システムのＥＣＵが実行する第４状況監視処理の流れ図である。

発明を実施するための形態

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

　《第１実施形態》
　図１に、本発明の第１実施形態に係る排気浄化システムを適用した車両用内燃機関システムの構成を示す。なお、この車両用内燃機関システムにおける、排気浄化装置１９、温度センサ２６及びＥＣＵ３０（後述する再生制御処理や状況監視処理を行う部分）からなる部分が、第１実施形態に係る排気浄化システムに相当するものである。

　この車両用内燃機関システムが備える内燃機関（内燃機関本体）１０は、４つの気筒１１を有するディーゼルエンジンである。内燃機関１０には、気筒１１内に燃料を噴射するための燃料噴射弁１２や、図示せぬ吸気弁及び排気弁が取り付けられている。また、内燃機関１０には、機関回転数を検出するためのクランクポジションセンサ２４や、冷却水の温度を検出するための水温センサ２５も取り付けられている。

　内燃機関１０には、各気筒１１の燃焼室と吸気ポート（図示略）を介して連通する吸気マニホールド１３、及び、各気筒１１の燃焼室と排気ポートを介して連通する排気マニホールド１７が、接続されている。

　吸気マニホールド１３には、空気を吸気マニホールド１３に導入するための吸気通路１４が接続されている。吸気通路１４の上流側の部分には、塵や埃を空気（吸気）から除去するためのエアクリーナ１５が設けられている。また、吸気通路１４のエアクリーナ１５よりも下流側の部分には、ターボチャージャ２０のコンプレッサハウジング２０ａと、コンプレッサハウジング２０ａ通過後の空気を冷却するためのインタークーラ１６とが設けられている。

　吸気通路１４の、エアクリーナ１５、コンプレッサハウジング２０ａ間の部分には、吸気の流量を測定するためのエアフローメータ２１が設けられている。また、吸気通路１４のインタークーラ１６よりも下流側の部分には、吸気通路１４内を流通する吸気の温度を測定するための温度センサ２２、及び、吸気通路１４内を流通する吸気の流量を調節可能な吸気絞り弁２３が設けられている。

　排気マニホールド１７には、ターボチャージャ２０のタービンハウジング２０ｂを介して排気通路１８が接続されている。排気通路１８の途中には、触媒１９ａ（本実施形態では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒）の後段にＰＭを捕集するためのフィルタ１９ｂ（本実施形態では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を担持させたもの）を設けた排気浄化装置１９が、配置されている。この排気浄化装置１９には、触媒１９ａの温度（以下、床温と表記する）を実測するための温度センサ２６が取り付けられている。

　車両用内燃機関システムは、上記した各種センサや、アクセルポジションセンサ２９の出力に基づき、システムの各部（燃料噴射弁１２、吸気弁、排気弁等）を統合的に制御するユニットであるＥＣＵ（electronic control unit）３０も備えている。

　このＥＣＵ３０は、自車両の停止時に、内燃機関１０の動作を停止させる機能を有している。ＥＣＵ３０は、フィルタ１９ｂ内に堆積しているＰＭ量（以下、ＰＭ堆積量と表記する）を内燃機関１０の運転状態から算出（推定）して管理する機能も有している。また、ＥＣＵ３０は、ＰＭ堆積量が規定量α以上となるのを監視し、ＰＭ堆積量が規定量α以上となったときに、ＰＭ再生要求フラグ（ＥＣＵ３０内のメモリ上の変数）の値を“ＯＮ”に変更する機能も有している。

　ＥＣＵ３０は、再生開始条件が成立しているか否かを定期的にチェックし、再生開始条件が成立したときに、再生制御処理を開始する機能も有している。

　なお、再生開始条件とは、再生制御処理の開始条件として予め定められている条件のことである。詳細説明は省略するが、この再生開始条件は、ＰＭ再生要求フラグの値がＯＮであり、かつ、内燃機関１０を運転している（内燃機関１０の各気筒１１内で燃料を燃焼させている）という条件が、他の条件（排気浄化装置１９周辺の温度に関する条件）と共に成立する場合に成立する条件となっている。
　また、再生制御処理とは、ＰＭ堆積量を更新しながら（ＰＭ堆積量を、再生制御処理により酸化除去されたＰＭ量分、減少させながら）、規定量の燃料のポスト噴射を各燃料噴射弁１２に行わせる処理のことである。この再生制御処理は、その完了時に、フィルタ１９ｂ内に実際に堆積しているＰＭ量が、ほぼ“０”となる処理であると共に、その完了時に、ＰＭ堆積量（フィルタ１９ｂ内に堆積しているＰＭ量の推定値としてＥＣＵ３０が管理している値）が“０”となる処理となっている。

　ＥＣＵ３０は、再生制御処理の完了時に、ＰＭ再生要求フラグの値を“ＯＦＦ”に変更する機能や、再生制御処理の実行中（完了前）に内燃機関１０の動作を停止させる際に、ＰＭ再生要求フラグの値を変更することなく再生制御処理を中断する機能も有している。

　さらに、ＥＣＵ３０は、車両の停止に因り内燃機関１０の動作を停止させており、かつ、ＰＭ再生要求フラグの値がＯＮとなっている場合に、図２に示した手順の第１状況監視処理を周期的に実行する機能も有している。

　換言すれば、車両の停止に因り内燃機関１０の動作を停止させたＥＣＵ３０は、ＰＭ再生要求フラグの値がＯＮとなっている場合には、この第１状況監視処理を周期的に実行する状態となる。

　そして、ＥＣＵ３０は、第１状況監視処理を開始した場合には、まず、触媒床温（触媒１９ａの温度、温度センサ２６の出力）を測定する処理（ステップＳ１０１）を行う。次いで、ＥＣＵ３０は、測定した触媒床温が、触媒１９ａが失活する温度として予め設定されている触媒非活性温度δ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

　そして、ＥＣＵ３０は、触媒床温が触媒非活性温度δ未満であった場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）には、ＰＭ再生要求フラグの値をＯＦＦに変更（ステップＳ１０５）してから、この第１状況監視処理を終了する。すなわち、この場合、ＥＣＵ３０は、触媒１９ａが既に失活している（排気浄化装置１９の状態が効率良く再生することが出来ない状態になった）と判断して、再始動時に他処理により再生制御処理が実行（再開）されないようにするために、ＰＭ再生要求フラグの値をＯＦＦに変更する。

　一方、触媒床温が触媒非活性温度δ以上であった場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、触媒床温が、“通常の触媒床温よりも低く、触媒非活性温度δよりも高い温度”として予め設定されている床温閾値γ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。なお、通常の触媒床温とは、排気浄化装置１９の各部の温度が安定している状況における触媒床温（内燃機関１０の始動後、数分が経過したときの触媒床温）のことである。

　触媒床温が床温閾値γ以下であった場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、その時点におけるＰＭ堆積量が堆積量閾値β以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ここで、堆積量閾値βとは、『ＰＭの酸化速度が過度に低下せず、内燃機関１０の再始動後、短時間で、排気浄化装置１９（触媒１９ａ及びフィルタ１９ｂ）の性能が悪化することがないＰＭ堆積量』として予め設定されている値（ＰＭ堆積量）のことである。

　そして、ＥＣＵ３０は、ＰＭ堆積量が堆積量閾値β以下であった場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）には、ＰＭ再生要求フラグの値をＯＦＦに変更（ステップＳ１０５）してから、第１状況監視処理を終了する。すなわち、ＥＣＵ３０は、触媒床温が、床温閾値δ～床温閾値γの範囲内にあり、かつ、ＰＭ堆積量が堆積量閾値β以下であった場合、ＥＣＵ３０は、排気浄化装置１９の状態が効率良く再生することが出来ない状態（ＰＭの酸化除去に通常よりも多量の燃料が必要とされる状態）になったと判断して、再始動後に他処理により再生制御処理が実行されないようにするために、ＰＭ再生要求フラグの値をＯＦＦに変更する。

　また、ＥＣＵ３０は、触媒床温が床温閾値γ以下でなかった場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）と、ＰＭ堆積量が堆積量閾値β以下でなかった場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）とには、ＰＭ再生要求フラグの値を変更することなく、第１状況監視処理を終了する。すなわち、これらの場合、ＥＣＵ３０は、排気浄化装置１９の状態が、効率良く再生することが出来ない状態にはなっていないと判断して、ＰＭ再生要求フラグの値を変更することなく、第１状況監視処理を終了する。そして、ＥＣＵ３０は、所定時間の経過後に、再び、第１状況監視処理を実行する。

　以上の説明から明らかなように、ＥＣＵ３０は、図３に示したような形で、排気浄化装置１９の再生を行うユニットとなっている。

　ＰＭ堆積量≧規定量α等が成立した結果として、再生開始条件が時間Ｔ１に成立した場合、ＥＣＵ３０は、再生制御処理（図では、再生制御）を開始する。そして、再生制御処理が完了する前に、内燃機関１０の動作を停止する必要が生じた場合、ＥＣＵ３０は、内燃機関１０の動作を停止させると共に、再生制御処理を中断する。なお、図３では、機関回転数が０となる時間Ｔ２に、再生制御処理が中断されることになっているが、本実施形態に係るＥＣＵ３０が実際に再生制御処理を中断するのは、気筒１１内で燃焼させるための燃料の供給停止時（つまり、機関回転数が０になる前の時点）である。

　その後、ＥＣＵ３０は、第１状況監視処理（図２）を繰り返す（周期的に実行する）状態となる。そして、ＥＣＵ３０は、時間Ｔ３に、触媒床温が床温閾値γ以下となったことを検出した場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）には、ＰＭ堆積量が堆積量閾値β以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。図３に示したケースでは、ＰＭ堆積量が堆積量閾値β以下となっている。そのため、ＥＣＵ３０は、ＰＭ再生要求フラグの値をＯＦＦに変更する（ステップＳ１０５）。

　その後、ＥＣＵ３０は、アクセルペダルが操作されるのを待機している状態となり、時間Ｔ４に、アクセルペダルが操作された場合には、内燃機関１０の運転を開始する。また、ＥＣＵ３０は、再生開始条件が成立しているか否かのチェックも行うが、ＰＭ再生要求フラグの値がＯＦＦとなっているため、再生開始条件が成立しない。そのため、ＥＣＵ３０は、再生制御処理を開始しない。

　そして、ＥＣＵ３０は、内燃機関１０の運転に伴いＰＭ堆積量が増え、その結果として再生開始条件が成立したとき（図における時間Ｔ５）に、再生制御処理を開始する。

　このように、ＥＣＵ３０は、内燃機関１０の運転停止に伴う再生制御処理の中断後に、第１状況監視処理のステップＳ１０５の処理を行っていた場合（ＰＭ再生要求フラグの値をＯＦＦに書き換えていた場合）、内燃機関１０の再始動時には、再生制御処理を再開せずに、その後に再生開始条件が成立したときに、再生制御処理を開始する。そして、第１状況監視処理は、触媒床温及びＰＭ堆積量に基づき、排気浄化装置１９の状態が、ＰＭの酸化除去に通常よりも多量の燃料が必要とされる状態（再生制御処理が効率的に行えない状態）であるか否かを判定し、排気浄化装置１９の状態が、ＰＭの酸化除去に通常よりも多量の燃料が必要とされる状態となっている場合に、ステップＳ１０５の処理が行われるものとなっている。

　従って、本実施形態に係る排気浄化システムは、内燃機関の運転停止に伴い中断した再生制御処理を、触媒の温度が活性温度を超えたときに再開してしまうシステムよりも、燃料の消費量が少ない形で排気浄化装置１９を再生できるシステムとなっていることになる。

　《第２実施形態》
　以下、第１実施形態に係る排気浄化システムの説明時に用いたものと同じ符号を用いて、当該排気浄化システムと異なる部分を中心に、本発明の第２実施形態に係る排気浄化システムの構成及び機能を説明する。

　本実施形態に係る排気浄化システムも、第１実施形態に係る排気浄化システムと同様に、排気浄化装置１９とＥＣＵ３０（ＥＣＵ３０の再生制御処理等を行う部分）とを主要構成要素としたシステムである。ただし、第２実施形態に係る排気浄化システムの排気浄化装置１９は、温度センサ２６相当のセンサを備えないもの（触媒１９ａの温度を実測できないもの）となっている。また、第２実施形態に係る排気浄化システムのＥＣＵ３０は、上記した第１状況監視処理の代わりに、図４に示した手順の第２状況監視処理を行うように構成（プログラミング）されている。

　すなわち、第２実施形態に係る排気浄化システムのＥＣＵ３０は、車両停止により内燃機関１０の動作を停止させており、かつ、ＰＭ再生要求フラグの値がＯＮとなっている場合に、この第２状況監視処理を周期的に実行する。

　そして、第２状況監視処理を開始したＥＣＵ３０は、まず、現時点までの停止時間（内燃機関１０の運転停止後、現時点までの経過時間）が、失活判定時間μ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。ここで、失活判定時間μとは、“内燃機関１０の運転を停止した後にその時間が経過すると、通常、触媒１９ａが失活することになる時間”として予め設定されている時間のことである。

　ＥＣＵ３０は、停止時間が失活判定時間μ以下でなかった場合（ステップＳ２０１；ＮＯ）には、ＰＭ再生要求フラグの値をＯＦＦに変更（ステップＳ２０４）してから、この第２状況監視処理を終了する。

　一方、停止時間が失活判定時間μ以下であった場合（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、停止時間が、失活判定時間μ未満の値（触媒床温が過度に下がらない時間）として予め設定されている停止時間閾値λ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。

　停止時間が停止時間閾値λ以下であった場合（ステップＳ２０２；ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、その時点におけるＰＭ堆積量が堆積量閾値β以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。そして、ＥＣＵ３０は、ＰＭ堆積量が堆積量閾値β以下であった場合（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）には、ＰＭ再生要求フラグの値をＯＦＦに変更（ステップＳ２０４）してから、第２状況監視処理を終了する。

　また、ＥＣＵ３０は、停止時間が失活判定時間λ以下でなかった場合（ステップＳ２０２；ＮＯ）と、ＰＭ堆積量が堆積量閾値β以下でなかった場合（ステップＳ２０３；ＮＯ）とには、ＰＭ再生要求フラグの値を変更することなく、第２状況監視処理を終了する。そして、ＥＣＵ３０は、所定時間の経過後に、再び、第２状況監視処理を実行する。

　要するに、上記した第１実施形態に係る排気浄化システムは、排気浄化装置１９の状態判定（排気浄化装置１９の状態が、効率良く再生することが出来ない状態となっているか否かの判定）を触媒床温（触媒１９ａの温度）に基づき行うシステムであったが、この第２実施形態に係る排気浄化システムは、排気浄化装置１９の状態判定を、内燃機関１０の停止時間に基づき行うシステムとなっている。

　そして、内燃機関１０の停止時間は、内燃機関１０の停止後の触媒床温と強く相関する情報なのであるから、本実施形態に係る排気浄化システムも、燃料の消費量がより少ない形で排気浄化装置１９を再生できるシステムとなっていることになる。

　《第３実施形態》
　本発明の第３実施形態に係る排気浄化システム（図１参照。）も、上記した第２実施形態に係る排気浄化システムと同様に、触媒１９ａの温度を実測できない排気浄化装置１９とＥＣＵ３０（ＥＣＵ３０の再生制御処理等を行う部分）とを主要構成要素としたシステムである。

　ただし、第３実施形態に係る排気浄化システムのＥＣＵ３０には、車両のエンジンルーム内の温度（以下、環境温度と表記する）を測定するための温度センサが接続されている。また、ＥＣＵ３０内には、各種温度について、『環境温度がその温度である状況下、内燃機関１０の運転を停止した場合に、触媒床温が、或る温度（上記した床温閾値γ相当の温度）まで下がるのに要する時間』を記憶したマップ（テーブル）が設定されている。さらに、ＥＣＵ３０は、上記した第２状況監視処理の代わりに、図５に示した手順の第３状況監視処理を行うように構成（プログラミング）されたユニットとなっている。

　すなわち、第３実施形態に係る排気浄化システムのＥＣＵ３０が実行する第３状況監視処理は、基本的には、第２状況監視処理（図４）と同内容の処理（ステップＳ３０１、Ｓ３０３、Ｓ３０４にて、それぞれ、ステップＳ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２０４と同じ処理が行われる処理）となっている。ただし、第３状況監視処理は、ステップＳ３０２にて、上記マップから、その時点における環境温度に対応づけられている時間（以下、λ（環境温度）と表記する）が読み出された上で、その時点までの停止時間が当該λ（環境温度）以下であるか否かが判断される処理となっている。

　以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る排気浄化システムは、排気浄化装置１９の状態判定を、内燃機関１０の停止時間と環境温度とに基づき行うように、第２実施形態に係る排気浄化システムを改良したものとなっている。従って、本実施形態に係る排気浄化システムは、第２実施形態に係る排気浄化システムよりも、燃料の消費量が少ない形で排気浄化装置１９を再生できるシステムとなっていることになる。

　より具体的には、内燃機関１０の運転停止後の排気浄化装置１９の状態（触媒１９ａの温度）は、環境温度が低いほど、効率良く再生することが出来ない状態（ＰＭの酸化除去に通常よりも多量の燃料が必要とされる状態）に早く移行する。従って、停止時間のみに基づき、排気浄化装置１９の状態が効率良く再生することが出来ない状態になったか否かを判定する第２実施形態に係る排気浄化システムでは、環境温度が通常の温度と大きく異なっていた場合、排気浄化装置１９の状態が既に効率良く再生することが出来ない状態になっているにも拘わらず、内燃機関１０の再始動時に再生制御処理が再開されてしまうといった現象が生じ得ることになる。

　一方、本実施形態に係る排気浄化システムは、排気浄化装置１９の状態判定を、内燃機関１０の停止時間と環境温度とに基づき行うシステム、すなわち、環境温度が通常の温度と大きく異なっていても、排気浄化装置１９の状態が効率良く再生することが出来ない状態になっているか否かを正確に判定できるシステムとなっている。従って、本実施形態に係る排気浄化システムは、上記のような現象が生じない分、第２実施形態に係る排気浄化システムよりも、燃料の消費量が少ない形で排気浄化装置１９を再生できるシステムとなっていることになる。

　《第４実施形態》
　以下、本発明の第４実施形態に係る排気浄化システムの構成及び機能を、第１実施形態に係る排気浄化システム（図１）と異なる部分を中心に、説明する。

　本発明の第４実施形態に係る排気浄化システムは、第１状況監視処理（図２）の代わりに図６に示した手順の第４状況監視処理を行うように、かつ、再生制御処理の完了時に変数pmcnclの値を“０”に初期化するように、第１実施形態に係る排気浄化システム（図１）のＥＣＵ３０をプログラミングし直したものである。

　すなわち、第４実施形態に係る排気浄化システムのＥＣＵ３０が実行する第４状況監視処理は、基本的には、第１状況監視処理と同内容の処理（ステップＳ４０１～Ｓ４０４、Ｓ４０７にて、それぞれ、ステップＳ１０１～Ｓ１０４、Ｓ１０５と同じ処理が行われる処理）となっている。

　ただし、第４状況監視処理は、ＰＭ堆積量が堆積量閾値β以下であった場合（ステップＳ４０４；ＹＥＳ）、変数pmcnclに“１”が加算されてから、変数pmcnclの値が規定値ε以下であるか否かが判断され（ステップＳ４０５、Ｓ４０６）、変数pmcnclの値が規定値ε以下であった場合（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）に限り、ＰＭ再生要求フラグの値がＯＦＦに書き換えられる処理となっている。

　以下、第４実施形態に係る排気浄化システムを、上記のような処理をＥＣＵ３０が行うシステムとして構成している理由を説明する。

　ＥＣＵ３０が管理するＰＭ堆積量は、排気浄化装置１９内に残っているＰＭ量の実測値ではなく、内燃機関１０の運転状態や再生制御処理の実行状況に基づき更新される値である。そのため、再生制御処理が完了することなく何度も中断された場合、誤差が累積することにより、ＰＭ堆積量が、排気浄化装置１９内に実際に残っているＰＭ量と大きく異なってしまうことが考えられる。そして、ＰＭ堆積量が、排気浄化装置１９内に実際に残っているＰＭ量と大きく異なっていると、『再生制御処理を即座に再開すべき量のＰＭが排気浄化装置１９内に残っているにも拘わらず、内燃機関１０の再始動時に再生制御処理が再開されない』、『再生制御処理が適切なタイミングで開始されない』といったような現象が生じ得る。

　従って、そのような現象が生じないようにするために、ＰＭ堆積量と排気浄化装置１９内に実際に残っているＰＭ量との間の差が過度に大きくなる前に、再生制御処理が最後まで実行されるようにしておくことが望ましいことになる。そして、再生制御処理が完了する確率（蓋然性）は、再生開始条件が再度成立したときに再生制御処理を開始させた場合よりも、内燃機関１０の再始動時に再生制御処理を再開させた場合の方が高いので、第４実施形態に係る排気浄化システムを、上記のような処理をＥＣＵ３０が行うシステムとして構成しているのである。

　《第５実施形態》
　本発明の第５実施形態に係る排気浄化システムは、上記した第４実施形態に係る排気浄化システムに、以下の変形を施したシステムである。

　第４実施形態に係る排気浄化システムは、ＥＣＵ３０が第４状況監視処理（図６）を実行するシステムであったが、第５実施形態に係る排気浄化システムは、ＥＣＵ３０が、第４状況監視処理からステップＳ４０６の処理を取り除いた処理である第５状況監視処理を実行するように構成されている。

　また、第４実施形態に係る排気浄化システムのＥＣＵ３０は、車両の停止時に内燃機関１０の動作を停止させるものであったが、第５実施形態に係る排気浄化システムのＥＣＵ３０は、再生制御処理の実行中に車両が停止した場合、変数pmcnclの値が所定値以上であるか否かを判断し、変数pmcnclの値が所定値未満であった場合には、内燃機関１０の動作を停止させるが、変数pmcnclの値が所定値以上であった場合には、内燃機関１０の動作を停止させることなく、再生制御処理を続行するものとなっている。

　従って、この第５実施形態に係る排気浄化システムは、燃料の消費量がより少ない形で排気浄化装置１９を再生できるシステムであると共に、ＰＭ堆積量の誤差に起因した不具合が発生することを、上記した第４実施形態に係る排気浄化システムよりも確実に（早期に）防止できるシステムとなっていることになる。

　《変形形態》
　上記した各実施形態に係る排気浄化システムは、様々な変形を行うとが出来る。例えば、第１～第４実施形態に係る排気浄化システムを、内燃機関１０の再始動時に、第１～第４状況監視処理が行われる（再生制御処理を再開するか否かが決定される）システムに変形することが出来る。また、各実施形態に係る排気浄化システムを、ハイブリッド車用のシステムや、通常の車両用内燃機関システム（アイドルストップがイグニッションキー操作で行われるシステム）用のシステムに変形することも出来る。

　さらに、各実施形態に係る排気浄化システムを、具体的な構成／処理手順が上記したものとは異なるシステム（例えば、フィルタ１９ｂのみからなる排気浄化装置１９を備えたシステム、触媒１９ａの下流部分の温度が触媒床温として使用されるシステム、内燃機関１０の運転停止時にも内燃機関１０のクランクシャフトが回転している間は再生制御処理が続行されるシステム、再生制御処理として、専用の燃料噴射弁から燃料噴射を行わせる処理を行うシステム）に変形しても良いことは、当然のことである。

　本発明は、ＰＭを除去することにより内燃機関の排気を浄化する排気浄化システムに係り、さまざまな内燃機関の排気からのＰＭの除去に利用可能である。

符号の説明

　１０・・・内燃機関
　１１・・・気筒
　１２・・・燃料噴射弁
　１３・・・吸気マニホールド
　１４・・・吸気通路
　１５・・・エアクリーナ
　１６・・・インタークーラ
　１７・・・排気マニホールド
　１８・・・排気通路
　１９・・・排気浄化装置
　１９ａ・・・触媒
　１９ｂ・・・フィルタ
　２０・・・ターボチャージャ
　２０ａ・・・コンプレッサハウジング
　２０ｂ・・・タービンハウジング
　２１・・・エアフローメータ
　２２、２６・・・温度センサ
　２３・・・吸気絞り弁
　２４・・・クランクポジションセンサ
　２５・・・水温センサ
　２９・・・アクセルポジションセンサ
　３０・・・ＥＣＵ

Claims

　内燃機関の排気中のＰＭを捕集するための排気浄化装置と、
　前記排気浄化装置の温度と前記排気浄化装置内に残っているＰＭ量とを含む状況情報に基づき、前記排気浄化装置の状態が、燃料を排気中へ添加することにより前記排気浄化装置の温度を上昇させて前記排気浄化装置を再生する再生制御処理を効率的に行なえない再生実施不適当状態であるか否かを判定する判定手段と、
　所定条件が満たされたときに、燃料を排気中へ添加することにより前記排気浄化装置の温度を上昇させて前記排気浄化装置を再生する再生制御処理を開始し、再生制御処理の実行中に前記内燃機関が停止された場合に、再生制御処理を中断する制御手段であって、再生制御処理を中断した後の前記内燃機関の始動時に、前記判定手段により前記排気浄化装置の状態が前記再生実施不適当状態であると判定されていない場合には、再生制御処理を再開し、前記判定手段により前記排気浄化装置の状態が前記再生実施不適当状態であると判定されている場合には、その後、前記所定条件が満たされたときに、再生制御処理を開始する制御手段と
　を備えることを特徴とする排気浄化システム。
　内燃機関の排気中のＰＭを捕集するための排気浄化装置と、
　前記内燃機関の停止時間と前記排気浄化装置内に残っているＰＭ量とを含む状況情報に基づき、前記排気浄化装置の状態が、燃料を排気中へ添加することにより前記排気浄化装置の温度を上昇させて前記排気浄化装置を再生する再生制御処理を効率的に行なえない再生実施不適当状態であるか否かを判定する判定手段と、
　所定条件が満たされたときに、燃料を排気中へ添加することにより前記排気浄化装置の温度を上昇させて前記排気浄化装置を再生する再生制御処理を開始し、再生制御処理の実行中に前記内燃機関が停止された場合に、再生制御処理を中断する制御手段であって、再生制御処理を中断した後の前記内燃機関の始動時に、前記判定手段により前記排気浄化装置の状態が前記再生実施不適当状態であると判定されていない場合には、再生制御処理を再開し、前記判定手段により前記排気浄化装置の状態が前記再生実施不適当状態であると判定されている場合には、その後、前記所定条件が満たされたときに、再生制御処理を開始する制御手段と
　を備えることを特徴とする排気浄化システム。
　前記制御手段が、
　連続的に、再生制御処理を再開すべきではないと判定した回数を、キャンセル回数として管理する手段であると共に、
　前記判定手段により前記排気浄化装置の状態が前記再生実施不適当状態であると判定されている場合であっても、前記キャンセル回数が所定数以上となっている場合には、再生制御処理を再開する手段である
　ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排気浄化システム。
　前記内燃機関が、車両に搭載された、当該車両の停止時に自動的に停止される内燃機関である
　ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の排気浄化システム。