WO2017006511A1 - 排気浄化装置 - Google Patents

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exhaust
honeycomb structure
amount
sensor unit
accumulation
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PCT/JP2016/002677
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裕斗 天野
須沢　匠
真吾 中田
藤井　宏明
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株式会社デンソー
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours

Definitions

  • This disclosure relates to an exhaust gas purification apparatus that collects PM (Particulate Matter) contained in exhaust gas with a honeycomb structure.
  • Patent Document 1 an exhaust purification apparatus capable of collecting PM.
  • the exhaust emission control device described in Patent Document 1 includes a honeycomb base material for collecting PM.
  • the honeycomb substrate is composed of a porous member having a plurality of cells partitioned by partition walls. Some of the cells of the honeycomb structure are inlet plugged cells that are substantially plugged by plugged portions at the end of the honeycomb substrate on the inflow end face side. The remaining cells of the honeycomb structure are penetrating cells that penetrate substantially from the inflow end face side to the outflow end face side of the honeycomb substrate. When the exhaust gas flows into the through cell, the pressure in the through cell increases.
  • the pressure in the inlet plugged cell adjacent to the through cell becomes relatively lower than the pressure in the through cell, so that a part of the exhaust passes through the partition wall from the through cell and the inlet plugged cell. Flow into. At this time, PM contained in the exhaust gas can be collected in the partition wall.
  • incombustible components are contained in the exhaust gas of internal combustion engines.
  • the incombustible component is, for example, an ash component (ASH) remaining after combustion of PM.
  • Incombustible components adhere to and accumulate on the surfaces of the partition walls of the honeycomb substrate.
  • the exhaust permeability in the partition walls deteriorates, so that the exhaust gas containing PM easily flows to the downstream side of the honeycomb substrate. This is a factor that lowers the PM collection rate of the honeycomb substrate.
  • This disclosure is intended to provide an exhaust purification device capable of maintaining the PM collection rate of a honeycomb structure.
  • the exhaust purification device collects PM contained in the exhaust by the honeycomb structure.
  • the honeycomb structure has a plurality of cells partitioned by partition walls.
  • the exhaust emission control device includes a sensor unit that detects a physical quantity having a correlation with the accumulation amount of the non-combustible component in the honeycomb structure, and a control unit that executes a regeneration process for regenerating the PM collecting function in the honeycomb structure.
  • the honeycomb structure has inlet plugged cells and through cells.
  • the inlet plugged cell has an end on the upstream side of the exhaust flow sealed and an end on the downstream side of the exhaust flow opened.
  • the through cell is disposed adjacent to the inlet plugged cell and penetrates in the exhaust flow direction.
  • the control unit determines an estimated value of the accumulation amount of the incombustible component in the honeycomb structure based on the physical quantity, and increases the execution frequency of the regeneration process based on the increase in the estimated amount of accumulation of the incombustible component.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a vehicle engine system.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a peripheral structure of the honeycomb structure according to an embodiment of the exhaust purification device.
  • FIG. 3A is a diagram schematically illustrating a non-combustible component deposition mode of the honeycomb structure according to the vehicle travel distance.
  • FIG. 3B is a diagram schematically illustrating a non-combustible component deposition mode of the honeycomb structure according to the vehicle travel distance.
  • FIG. 3C is a diagram schematically illustrating a non-combustible component deposition mode of the honeycomb structure according to the vehicle travel distance.
  • FIG. 3A is a diagram schematically illustrating a non-combustible component deposition mode of the honeycomb structure according to the vehicle travel distance.
  • FIG. 3B is a diagram schematically illustrating a non-combustible component deposition mode of the honeycomb structure according to the vehicle travel distance.
  • FIG. 3C is a diagram schematically
  • FIG. 4 is a graph showing, as a reference example, the transition of the ratio of the PM collection allowable amount C with respect to the initial stage of the honeycomb structure to the vehicle travel distance X and the accumulation amount Y of the incombustible component of the honeycomb structure.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of processing executed by the exhaust purification device of the embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing, as a reference example, the transition of the integrated collection rate R of the honeycomb structure per mode travel with respect to the vehicle travel distance X and the accumulation amount Y of the incombustible component of the honeycomb structure.
  • FIG. 7 is a graph showing the transition of the integrated collection rate R of the honeycomb structure per mode travel with respect to the vehicle travel distance X and the accumulation amount Y of the incombustible component of the honeycomb structure in the exhaust emission control device of the present embodiment.
  • FIG. 8 shows the transition of the ratio of the PM collection allowable amount C relative to the initial stage of the honeycomb structure to the vehicle travel distance X and the accumulation amount Y of the incombustible component of the honeycomb structure, and the ratio of the differential pressure ⁇ P before and after the filter portion to the initial stage. It is a graph which shows transition of this as a reference example.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an outline of an engine system of another vehicle.
  • the engine system 1 of the present embodiment includes an engine 10, an exhaust purification device 20, and an engine ECU (Engine Control Unit) 30.
  • the engine ECU 30 corresponds to a control unit.
  • Engine 10 is a gasoline engine.
  • the engine 10 includes a cylinder 11, a piston 12, a fuel injection valve 13, a spark plug 14, an intake valve 15, and an exhaust valve 16.
  • a cylinder 11 In FIG. 1, only one of the plurality of cylinders 11 of the engine 10 is shown for convenience.
  • the piston 12 is accommodated in the cylinder 11 so as to be able to reciprocate.
  • a combustion chamber 17 is defined by a space surrounded by the cylinder 11 and the piston 12.
  • the fuel injection valve 13 is disposed so as to protrude into the combustion chamber 17. High pressure fuel is supplied to the fuel injection valve 13 via a common rail, a fuel pump, etc. (not shown). The fuel injection valve 13 injects fuel into the combustion chamber 17.
  • An intake passage 41 is connected to the combustion chamber 17 via an intake port 40 formed in the cylinder 11.
  • An exhaust passage 51 is connected to the combustion chamber 17 via an exhaust port 50 formed in the cylinder 11.
  • the spark plug 14 is disposed so as to protrude into the combustion chamber 17.
  • the spark plug 14 ignites in the combustion chamber 17 based on the supply of electric power.
  • an air-fuel mixture is generated by the intake air introduced through the intake passage 41 and the intake port 40 and the fuel injected from the fuel injection valve 13.
  • the air-fuel mixture generated in the combustion chamber 17 burns based on the ignition of the spark plug 14.
  • the piston 12 reciprocates linearly in the cylinder 11 as the air-fuel mixture burns.
  • the reciprocating linear motion of the piston 12 is converted into a rotational motion of a crankshaft (not shown) via the connecting rod 18 and power as the engine 10 is obtained.
  • Exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture is exhausted through the exhaust port 50 and the exhaust passage 51.
  • the intake valve 15 is disposed in the intake port 40.
  • the intake valve 15 opens and closes the intake port 40.
  • the exhaust valve 16 is disposed in the exhaust port 50.
  • the exhaust valve 16 opens and closes the exhaust port 50.
  • the exhaust purification device 20 includes a three-way catalyst 21 and a filter unit 22.
  • the three-way catalyst 21 and the filter unit 22 are disposed in the exhaust passage 51.
  • the three-way catalyst 21 is disposed upstream of the filter unit 22 in the exhaust flow.
  • the three-way catalyst 21 purifies harmful substances such as hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides contained in the exhaust gas by an oxidation reaction and a reduction reaction.
  • the filter unit 22 is disposed downstream of the three-way catalyst 21 in the exhaust flow.
  • the filter unit 22 collects PM contained in the exhaust.
  • the engine system 1 includes an engine rotation sensor 60, an intake air amount sensor 61, a throttle opening sensor 62, an accelerator opening sensor 63, a water temperature sensor 64, and a travel distance sensor 65.
  • the engine rotation sensor 60 detects an engine rotation speed NE that is the rotation speed of the crankshaft.
  • the intake air amount sensor 61 is disposed in the intake passage 41 and detects the intake air amount GA introduced into the combustion chamber 17.
  • the throttle opening sensor 62 detects the throttle opening TA, which is the opening of the throttle valve.
  • the throttle valve adjusts the amount of intake air introduced into the combustion chamber 17 by changing the cross-sectional area of the intake passage 41 based on the opening.
  • the accelerator opening sensor 63 detects an accelerator operation amount AP that is a depression amount of the accelerator pedal of the vehicle.
  • the water temperature sensor 64 detects a cooling water temperature TW that is the temperature of the cooling water of the engine 10.
  • the travel distance sensor 65 detects the cumulative travel distance X of the vehicle. In the present embodiment, the travel distance sensor 65 corresponds to a sensor unit.
  • the engine ECU 30 determines the fuel injection valve 13 and the spark plug 14 based on the engine rotational speed NE, the intake air amount GA, the throttle opening TA, the accelerator operation amount AP, and the cooling water temperature TW detected by the output signals of the sensors 60 to 64.
  • the drive of a throttle valve or the like (not shown) is controlled. That is, the engine ECU 30 performs fuel injection timing control, fuel injection amount control, ignition timing control, throttle opening control, and the like of the engine 10.
  • the engine ECU 30 executes a regeneration process of the filter unit 22.
  • the regeneration process is a process for regenerating the PM collecting function of the honeycomb structure of the filter unit 22.
  • engine ECU 30 determines, based on vehicle travel distance X detected by travel distance sensor 65, whether the vehicle has traveled by distance determination value Xa after the previous regeneration process. If the engine ECU 30 determines that the vehicle has traveled the distance determination value Xa after the previous regeneration process, the engine ECU 30 performs a regeneration process on the filter unit 22. For example, the engine ECU 30 performs a so-called fuel cut that reduces the amount of fuel injected from the fuel injection valve 13 as a regeneration process. As a result, the oxygen concentration in the exhaust gas becomes temporarily high, so that PM easily burns in the filter unit 22. Therefore, since the amount of PM accumulated in the filter unit 22 is reduced, the PM collection function of the filter unit 22 can be regenerated.
  • the filter unit 22 includes a honeycomb structure 220, a case 221, a stopper 222, and a mat member 223.
  • the honeycomb structure 220 is formed of a porous body such as cordierite.
  • the honeycomb structure 220 includes a plurality of cells 220a partitioned by partition walls 220d.
  • the cell 220a linearly extends from the end 220f on the exhaust flow upstream side of the honeycomb structure 220 toward the end 220g on the exhaust flow downstream side.
  • Some of the cells 220b among the plurality of cells 220a are sealed at the upstream end of the exhaust flow by the sealing member 220e, and open at the downstream end of the exhaust flow.
  • the sealing member 220e is formed of the same material as the partition 220d.
  • the remaining cells 220c among the plurality of cells 220a are penetrated in the exhaust flow direction A.
  • the cell 220b is referred to as an “inlet plugged cell”, and the cell 220c is referred to as a “penetrating cell”.
  • the inlet plugged cell 220b and the through cell 220c are arranged adjacent to each other.
  • the case 221 is made of a cylindrical metal member.
  • a honeycomb structure 220 is accommodated in the case 221.
  • a mat member 223 as a cushioning material is disposed between the inner peripheral surface of the case 221 and the outer peripheral surface of the honeycomb structure 220.
  • the stopper 222 is disposed so as to contact the end portions 220f and 220g of the honeycomb structure 220, respectively.
  • the stopper 222 is fixed to the inner wall surface of the case 221.
  • the stopper 222 prevents the honeycomb structure 220 from being displaced in a direction parallel to the exhaust flow direction A.
  • the exhaust gas of the engine 10 includes non-combustible components such as ASH in addition to PM.
  • This incombustible component adheres to and accumulates on the surface of the partition wall 220d of the honeycomb structure 220.
  • FIG. 4 shows the relationship between the vehicle travel distance X and the ratio of the PM collection allowable amount C of the honeycomb structure 220 to the initial stage.
  • the PM collection allowable amount C of the honeycomb structure 220 is sufficient, and the PM to the downstream side of the honeycomb structure 220 is reduced. Almost no blow-through occurs.
  • the PM collection allowable amount C of the honeycomb structure 220 decreases due to the accumulation of non-combustible components.
  • the non-combustible component covers the surface of the partition wall 220d, so that the PM collection allowable amount C of the honeycomb structure 220 is further reduced, and PM blow-through occurs. To do.
  • the engine ECU 30 of the present embodiment estimates the amount of non-combustible component accumulation in the honeycomb structure 220 based on the vehicle travel distance X and maintains the estimated value in order to maintain the PM collection rate of the honeycomb structure 220. Based on this, the execution frequency of the regeneration process of the honeycomb structure 220 is increased.
  • the engine ECU 30 has a low-frequency reproduction mode, a medium-frequency reproduction mode, and a high-frequency reproduction mode as modes (states) in which the reproduction process is executed at different frequencies.
  • the low frequency playback mode is the mode in which the playback frequency is the lowest of the three playback modes. Specifically, the execution frequency of the reproduction process is set to the lowest by setting the distance determination value Xa to the largest value among the three reproduction modes.
  • the medium frequency reproduction mode is a mode in which the reproduction frequency is set to an intermediate frequency among the three reproduction modes. Specifically, the execution frequency of the reproduction process is set to an intermediate frequency by setting the distance determination value Xa to an intermediate value among the three reproduction modes.
  • the high-frequency playback mode is the mode in which the playback process is executed most frequently among the three playback modes. Specifically, the execution frequency of the reproduction process is set to be the largest by setting the distance determination value Xa to the smallest value among the three reproduction modes.
  • the engine ECU 30 increases the execution frequency of the reproduction process by switching the execution mode of the reproduction process in the order of the low frequency reproduction mode, the medium frequency reproduction mode, and the high frequency reproduction mode.
  • FIG. 5 shows a procedure for changing the execution frequency of the regeneration process executed by the engine ECU 30.
  • Engine ECU 30 repeatedly executes the process shown in FIG. 5 at a predetermined cycle.
  • the engine ECU 30 determines whether or not the accumulation amount estimated value YE is larger than the first accumulation amount threshold value Yth1 (step S1). Specifically, the engine ECU 30 determines whether or not the vehicle travel distance X detected by the travel distance sensor 65 is greater than the first distance X1, so that the accumulation amount estimated value YE is the first accumulation amount threshold value Yth1. It is judged whether it is larger than. That is, the engine ECU 30 uses the vehicle travel distance X as a physical quantity that has a correlation with the accumulation amount of the noncombustible component.
  • step S5 When the vehicle travel distance X is equal to or less than the first distance X1, the engine ECU 30 determines that the accumulation amount estimated value YE is equal to or less than the first accumulation amount threshold Yth1 (step S1: NO), and in the low frequency regeneration mode. A reproduction process is executed (step S5).
  • the engine ECU 30 determines that the accumulation amount estimated value YE is larger than the first accumulation amount threshold Yth1 when the vehicle travel distance X is longer than the first distance X1 (step S1: YES). In this case, the engine ECU 30 determines whether or not the accumulation amount estimated value YE is larger than the second accumulation amount threshold value Yth2 (step S2). Specifically, the engine ECU 30 determines whether or not the vehicle travel distance X detected by the travel distance sensor 65 is greater than the second distance X2, so that the accumulation amount estimated value YE becomes the second accumulation amount threshold value Yth2. It is judged whether it is larger than.
  • step S4 the engine ECU 30 determines that the accumulation amount estimated value YE is less than or equal to the second accumulation amount threshold value Yth2 (step S2: NO), and in the medium frequency regeneration mode. A reproduction process is executed (step S4).
  • step S3 the engine ECU 30 determines that the accumulation amount estimated value YE is larger than the second accumulation amount threshold Yth2 (step S2: YES), and in the high-frequency regeneration mode. A reproduction process is executed (step S3).
  • the honeycomb structure 220 can collect a specified amount of PM.
  • the PM collection rate R of the honeycomb structure 220 gradually decreases from the predetermined value R1.
  • the PM collection allowable amount C of the honeycomb structure 220 gradually decreases. Then, in the region S3 where the accumulation amount Y of the incombustible component of the honeycomb structure 220 is “Yth2 ⁇ Y”, the PM collection rate R of the honeycomb structure 220 is greatly reduced from the predetermined value R1. In this region S3, the PM collection allowable amount C of the honeycomb structure 220 is less than the specified amount. That is, PM blow-through occurs.
  • the engine ECU 30 of the present embodiment executes the regeneration process in the medium frequency regeneration mode in the region S2 where the accumulation amount Y of the incombustible component of the honeycomb structure 220 is “Yth1 ⁇ Y ⁇ Yth2”. Further, the engine ECU 30 executes the regeneration process in the high-frequency regeneration mode in the region S3 where the accumulation amount Y of the non-combustible component of the honeycomb structure 220 is “Yth2 ⁇ Y”. That is, when the accumulation amount of the non-combustible component in the honeycomb structure 220 increases, the frequency of regeneration processing increases, so that the PM trapping function of the honeycomb structure 220 is regenerated earlier. As a result, the regeneration process is performed before the PM blow-through occurs. Therefore, as shown in FIG. 7, the substantial PM collection rate R of the honeycomb structure 220 is set to a predetermined value R1 in all the regions S1 to S3. Can be maintained.
  • the PM collection rate R of the honeycomb structure 220 can be maintained even when the PM collection allowable amount C of the honeycomb structure 220 is reduced by depositing non-combustible components on the honeycomb structure 220.
  • the engine ECU 30 changes the execution frequency of the regeneration process step by step with respect to the change in the estimated amount YE of the incombustible component.
  • the engine ECU 30 determines a non-combustible component accumulation amount estimated value YE. Therefore, since the existing mileage sensor 65 mounted in the vehicle can be used, the structure of the exhaust emission control device 20 can be simplified.
  • the engine ECU 30 may continuously change the execution frequency of the regeneration process in response to the change in the estimated amount YE of the incombustible component. Thereby, it is possible to more appropriately maintain the PM collection rate R of the honeycomb structure 220 with respect to a change in the estimated amount YE of the incombustible component.
  • the engine ECU 30 may execute the regeneration process based on a vehicle state quantity different from the vehicle travel distance X, for example, a change in exhaust pressure in the exhaust passage 51.
  • FIG. 8 further shows the transition of the ratio of the front-rear differential pressure ⁇ P with respect to the initial stage of the filter portion 22 with respect to the vehicle travel distance X and the accumulation amount Y of the incombustible component of the honeycomb structure with a broken line. Is. As shown in FIG. 8, there is a correlation between the ratio of the differential pressure ⁇ P before and after the filter portion 22 and the accumulation amount Y of the incombustible component in the honeycomb structure 220. That is, as the amount Y of the incombustible component accumulated in the honeycomb structure 220 increases, the differential pressure ⁇ P across the filter portion 22 increases.
  • the estimated non-combustible component accumulation amount YE in the honeycomb structure 220 may be determined based on the differential pressure ⁇ P across the filter portion 22.
  • an exhaust pressure sensor 70 as a sensor unit is provided on the exhaust passage 51 upstream of the filter unit 22 in the exhaust passage 51.
  • an exhaust pressure sensor 71 as a sensor unit is provided on the exhaust passage 51 downstream of the filter unit 22 in the exhaust flow.
  • the engine ECU 30 calculates a differential pressure ⁇ P before and after the filter unit 22 by obtaining a difference value between the exhaust pressure P1 detected by the exhaust pressure sensor 70 and the exhaust pressure P2 detected by the exhaust pressure sensor 71.
  • the engine ECU 30 determines the estimated non-combustible component accumulation amount YE based on the calculated differential pressure ⁇ P across the filter 22. That is, the engine ECU 30 uses the exhaust pressure P1 on the upstream side of the exhaust flow of the honeycomb structure 220 and the exhaust pressure P2 on the downstream side of the exhaust flow of the honeycomb structure 220 as physical quantities correlated with the accumulation amount Y of the incombustible component.
  • a differential pressure ⁇ P may be used. According to such a configuration, it is possible to accurately determine the deposition amount estimated value YE, and as a result, it is possible to maintain the PM collection rate R of the honeycomb structure 220 with high accuracy.
  • the exhaust pressure in the exhaust passage 51 increases as the accumulation amount Y of the incombustible component in the honeycomb structure 220 increases.
  • the estimated amount YE of the incombustible component accumulation in the honeycomb structure 220 may be determined based on the exhaust pressure in the exhaust passage 51.
  • an exhaust pressure sensor 80 as a sensor unit is provided in the exhaust passage 51.
  • the engine ECU 30 determines a non-combustible component accumulation amount estimated value YE based on the exhaust pressure P3 in the exhaust passage 51 detected by the exhaust pressure sensor 80. That is, the engine ECU 30 may use the exhaust pressure P3 in the exhaust passage 51 as a physical quantity having a correlation with the accumulation amount Y of the incombustible component. According to such a configuration, it is possible to accurately determine the deposition amount estimated value YE, and as a result, it is possible to maintain the PM collection rate R of the honeycomb structure 220 with high accuracy.
  • the PM amount contained in the exhaust gas that has passed through the honeycomb structure 220 increases as the accumulation amount of the non-combustible component in the honeycomb structure 220 increases.
  • the estimated non-combustible component accumulation amount YE in the honeycomb structure 220 may be determined based on the PM amount contained in the exhaust gas that has passed through the honeycomb structure 220.
  • a PM sensor 91 as a sensor unit is provided downstream of the filter unit 22 in the exhaust passage 51 in the exhaust flow.
  • the engine ECU 30 determines the estimated non-combustible component accumulation amount YE in the honeycomb structure 220 based on the PM amount A2 in the exhaust gas detected by the PM sensor 91.
  • the engine ECU 30 may use the amount of PM contained in the exhaust gas that has passed through the honeycomb structure 220 as a physical quantity having a correlation with the accumulation amount Y of the incombustible component.
  • a PM sensor 90 as a sensor unit is further provided upstream of the filter unit 22 in the exhaust passage 51.
  • the engine ECU 30 estimates the accumulation amount of the non-combustible component in the honeycomb structure 220 based on the difference value between the PM amount A1 in the exhaust detected by the PM sensor 90 and the PM amount A2 in the exhaust detected by the PM sensor 91.
  • the value YE is determined.
  • the engine ECU 30 determines the PM amount contained in the exhaust gas before passing through the honeycomb structure 220 and the PM amount contained in the exhaust gas that passed through the honeycomb structure 220 as physical quantities having a correlation with the accumulation amount Y of the incombustible component.
  • the estimated deposition amount YE can be determined with higher accuracy, and as a result, the PM collection rate R of the honeycomb structure 220 can be maintained with higher accuracy. .
  • the engine ECU 30 has a honeycomb structure based on a plurality of combinations of the vehicle travel distance X, the differential pressure across the filter 22, the exhaust pressure in the exhaust passage 51, and the amount of PM contained in the exhaust gas that has passed through the honeycomb structure 220.
  • the accumulation amount estimated value YE of the incombustible component in the body 220 may be determined.
  • the configuration of the exhaust purification device 20 of the above embodiment is not limited to the exhaust purification device of a gasoline engine, but can be applied to an exhaust purification device of a diesel engine.
  • the honeycomb structure 220 may carry a catalyst for facilitating PM combustion.

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Abstract

排気浄化装置（２０）は、排気に含まれるＰＭをハニカム構造体（２２０）により捕集する。ハニカム構造体（２２０）は複数のセル（２２０ａ）を有している。排気浄化装置（２０）は、センサ部と、エンジンＥＣＵとを備える。ハニカム構造体（２２０）は、入口目封止セル（２２０ｂ）と、貫通セル（２２０ｃ）とを有する。入口目封止セル（２２０ｂ）は、排気流れ上流側の端部が封止され、排気流れ下流側の端部が開放されている。貫通セル（２２０ｃ）は、入口目封止セル（２２０ｂ）に隣接して配置され、排気流れ方向において貫通されている。エンジンＥＣＵは、センサ部により検出される物理量に基づいてハニカム構造体における不燃成分の堆積量推定値を判定し、当該不燃成分の堆積量推定値が増加することに基づいて、再生処理の実行頻度を増加させる。

Description

排気浄化装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１５年７月８日に出願された日本特許出願番号２０１５－１３６７６２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、排気に含まれるＰＭ（Particulate Matter）をハニカム構造体により捕集する排気浄化装置に関する。
　近年、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関から排出されるＰＭを捕集することが求められている。従来、ＰＭを捕集することの可能な排気浄化装置としては、特許文献１に記載の装置がある。
　特許文献１に記載の排気浄化装置は、ＰＭを捕集するためのハニカム基材を備えている。ハニカム基材は、隔壁により区画された複数のセルを有する多孔質の部材からなる。ハニカム構造体のセルの一部は、ハニカム基材の流入端面側の端部において目封止部により実質的に塞がれた入口目封止セルとなっている。ハニカム構造体の残りのセルは、ハニカム基材の流入端面側から流出端面側まで実質的に貫通した貫通セルとなっている。貫通セルに排気が流入すると、当該貫通セル内の圧力が上昇する。これにより、貫通セルに隣接する入口目封止セル内の圧力が貫通セル内の圧力に対して相対的に低くなるため、排気の一部が貫通セルから隔壁を透過して入口目封止セルに流入する。この際、排気に含まれるＰＭを隔壁において捕集することができる。
　内燃機関の排気には、ＰＭの他、不燃成分が含まれている。不燃成分は、例えばＰＭの燃焼後に残留する灰成分（ＡＳＨ）である。不燃成分は、ハニカム基材の隔壁の表面に付着し、堆積していく。不燃成分が隔壁に堆積すると、隔壁における排気の透過性が悪化するため、ＰＭを含んだ排気がハニカム基材の下流側に流れ易くなる。これが、ハニカム基材のＰＭ捕集率を低下させる要因となっている。
国際公開第２０１２／０４６４８４号
　本開示は、ハニカム構造体のＰＭ捕集率を維持することの可能な排気浄化装置を提供することを目的とする。
　排気浄化装置は、排気に含まれるＰＭをハニカム構造体により捕集する。ハニカム構造体は、隔壁により区画された複数のセルを有している。排気浄化装置は、ハニカム構造体における不燃成分の堆積量と相関関係のある物理量を検出するセンサ部と、ハニカム構造体におけるＰＭの捕集機能を再生する再生処理を実行する制御部とを備える。ハニカム構造体は、入口目封止セルと、貫通セルとを有する。入口目封止セルは、排気流れ上流側の端部が封止され、排気流れ下流側の端部が開放されている。貫通セルは、入口目封止セルに隣接して配置され、排気流れ方向において貫通されている。制御部は、物理量に基づいてハニカム構造体における不燃成分の堆積量の推定値を判定し、当該不燃成分の堆積量推定値が増加することに基づいて、再生処理の実行頻度を増加させる。
　この構成によれば、ハニカム構造体における不燃成分の堆積量が増加すると、再生処理の実行頻度が増加するため、より早期にハニカム構造体のＰＭ捕集機能が再生される。これにより、ハニカム構造体に不燃成分が堆積することによりハニカム構造体のＰＭ捕集許容量が減少した場合でも、ハニカム構造体のＰＭ捕集率を維持することができる。
図１は、車両のエンジンシステムの概要を示すブロック図である。 図２は、排気浄化装置の一実施形態についてそのハニカム構造体の周辺構造を示す断面図である。 図３Ａは、車両走行距離に応じたハニカム構造体の不燃成分の堆積態様を模式的に示す図である。 図３Ｂは、車両走行距離に応じたハニカム構造体の不燃成分の堆積態様を模式的に示す図である。 図３Ｃは、車両走行距離に応じたハニカム構造体の不燃成分の堆積態様を模式的に示す図である。 図４は、車両走行距離Ｘ及びハニカム構造体の不燃成分の堆積量Ｙに対する、ハニカム構造体の初期に対するＰＭ捕集許容量Ｃの比率の推移を参考例として示すグラフである。 図５は、実施形態の排気浄化装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図６は、車両走行距離Ｘ及びハニカム構造体の不燃成分の堆積量Ｙに対する、モード走行当たりのハニカム構造体の積算捕集率Ｒの推移を参考例として示すグラフである。 図７は、本実施形態の排気浄化装置における車両走行距離Ｘ及びハニカム構造体の不燃成分の堆積量Ｙに対する、モード走行当たりのハニカム構造体の積算捕集率Ｒの推移を示すグラフである。 図８は、車両走行距離Ｘ及びハニカム構造体の不燃成分の堆積量Ｙに対する、ハニカム構造体の初期に対するＰＭ捕集許容量Ｃの比率の推移、並びに初期に対するフィルタ部の前後差圧ΔＰの比率の推移を参考例として示すグラフである。 図９は、他の車両のエンジンシステムの概要を示すブロック図である。
　以下、排気浄化装置の一実施形態について説明する。はじめに、本実施形態の排気浄化装置が用いられるエンジンシステムの概要について説明する。
　図１に示されるように、本実施形態のエンジンシステム１は、エンジン１０と、排気浄化装置２０と、エンジンＥＣＵ（Engine Control Unit）３０とを備えている。本実施形態では、エンジンＥＣＵ３０が制御部に相当する。
　エンジン１０はガソリンエンジンである。エンジン１０は、気筒１１と、ピストン１２と、燃料噴射弁１３と、点火プラグ１４と、吸気バルブ１５と、排気バルブ１６とを備えている。図１では、便宜上、エンジン１０の複数の気筒１１のうちの一つのみが図示されている。
　ピストン１２は気筒１１内に往復動可能に収容されている。気筒１１及びピストン１２により囲まれる空間により燃焼室１７が区画形成されている。
　燃料噴射弁１３は、燃焼室１７内に突出するように配置されている。燃料噴射弁１３には、図示しないコモンレールや燃料ポンプ等を介して高圧の燃料が供給されている。燃料噴射弁１３は、燃焼室１７に燃料を噴射する。燃焼室１７には、気筒１１に形成された吸気ポート４０を介して吸気通路４１が接続されている。また、燃焼室１７には、気筒１１に形成された排気ポート５０を介して排気通路５１が接続されている。
　点火プラグ１４は、燃焼室１７内に突出するように配置されている。点火プラグ１４は、電力の供給に基づいて燃焼室１７内で着火する。
　燃焼室１７では、吸気通路４１及び吸気ポート４０を通じて導入される吸入空気と、燃料噴射弁１３から噴射される燃料とにより混合気が生成される。燃焼室１７内で生成された混合気は、点火プラグ１４の着火に基づき燃焼する。混合気の燃焼に伴いピストン１２が気筒１１内を往復直線運動する。ピストン１２の往復直線運動は、コンロッド１８を介して、図示しないクランクシャフトの回転運動に変換され、エンジン１０としての動力が得られる。混合気の燃焼により生成される排気は、排気ポート５０及び排気通路５１を通じて排出される。
　吸気バルブ１５は吸気ポート４０に配置されている。吸気バルブ１５は、吸気ポート４０を開閉させる。排気バルブ１６は排気ポート５０に配置されている。排気バルブ１６は、排気ポート５０を開閉させる。
　排気浄化装置２０は、三元触媒２１と、フィルタ部２２とを備えている。三元触媒２１及びフィルタ部２２は排気通路５１内に配置されている。
　三元触媒２１は、フィルタ部２２よりも排気流れ上流側に配置されている。三元触媒２１は、排気に含まれる炭化水素や一酸化炭素、窒素酸化物等の有害物質を酸化反応及び還元反応により浄化する。
　フィルタ部２２は、三元触媒２１よりも排気流れ下流側に配置されている。フィルタ部２２は、排気に含まれるＰＭを捕集する。
　エンジンシステム１は、エンジン回転センサ６０と、吸入空気量センサ６１と、スロットル開度センサ６２と、アクセル開度センサ６３と、水温センサ６４と、走行距離センサ６５とを備えている。
　エンジン回転センサ６０は、クランクシャフトの回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを検出する。吸入空気量センサ６１は、吸気通路４１に配置されており、燃焼室１７に導入される吸入空気量ＧＡを検出する。スロットル開度センサ６２は、スロットルバルブの開度であるスロットル開度ＴＡを検出する。スロットルバルブは、その開度に基づいて吸気通路４１の流路断面積を変更することにより、燃焼室１７に導入される吸入空気量を調整する。アクセル開度センサ６３は、車両のアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル操作量ＡＰを検出する。水温センサ６４は、エンジン１０の冷却水の温度である冷却水温ＴＷを検出する。走行距離センサ６５は、車両の累計走行距離Ｘを検出する。本実施形態では、走行距離センサ６５がセンサ部に相当する。
　エンジンＥＣＵ３０は、センサ６０～６４の出力信号により検出されるエンジン回転速度ＮＥ、吸入空気量ＧＡ、スロットル開度ＴＡ、アクセル操作量ＡＰ、及び冷却水温ＴＷに基づいて燃料噴射弁１３や点火プラグ１４、図示しないスロットルバルブ等の駆動を制御する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン１０の燃料噴射時期制御や燃料噴射量制御、点火時期制御、スロットル開度制御等を実行する。
　エンジンＥＣＵ３０はフィルタ部２２の再生処理を実行する。再生処理は、フィルタ部２２のハニカム構造体のＰＭ捕集機能を再生させる処理である。具体的には、エンジンＥＣＵ３０は、走行距離センサ６５により検出される車両走行距離Ｘに基づいて、前回の再生処理の実行後に車両が距離判定値Ｘａだけ走行したか否かを判定する。エンジンＥＣＵ３０は、前回の再生処理の実行後に車両が距離判定値Ｘａだけ走行したと判定した場合には、フィルタ部２２の再生処理を行う。エンジンＥＣＵ３０は、再生処理として、例えば燃料噴射弁１３から噴射される燃料量を減少させる、いわゆるフューエルカットを行う。これにより、排気の酸素濃度が一時的に高くなるため、フィルタ部２２でＰＭが燃焼し易くなる。よって、フィルタ部２２におけるＰＭの堆積量が減少するため、フィルタ部２２のＰＭの捕集機能を再生することができる。
　次に、フィルタ部２２の構造について詳しく説明する。
　図２に示されるように、フィルタ部２２は、ハニカム構造体２２０と、ケース２２１と、ストッパ２２２と、マット材２２３とを備えている。
　ハニカム構造体２２０は、コーディエライト等の多孔質体により形成されている。ハニカム構造体２２０は、隔壁２２０ｄにより区画された複数のセル２２０ａを有している。セル２２０ａは、ハニカム構造体２２０の排気流れ上流側の端部２２０ｆから排気流れ下流側の端部２２０ｇに向かって直線状に延びている。複数のセル２２０ａのうちの一部のセル２２０ｂは、排気流れ上流側の端部が封止部材２２０ｅにより封止され、排気流れ下流側の端部が開放されている。封止部材２２０ｅは、隔壁２２０ｄと同一の材料により形成されている。複数のセル２２０ａのうちの残りのセル２２０ｃは、排気流れ方向Ａにおいて貫通されている。以下、セル２２０ｂを「入口目封止セル」と称し、セル２２０ｃを「貫通セル」と称する。入口目封止セル２２０ｂ及び貫通セル２２０ｃは互いに隣接して配置されている。
　ケース２２１は筒状の金属部材からなる。ケース２２１の内部には、ハニカム構造体２２０が収容されている。ケース２２１の内周面とハニカム構造体２２０の外周面との間には、緩衝材としてのマット材２２３が配置されている。
　ストッパ２２２は、ハニカム構造体２２０の端部２２０ｆ，２２０ｇにそれぞれ接触するように配置されている。ストッパ２２２はケース２２１の内壁面に固定されている。ストッパ２２２は、排気流れ方向Ａに平行な方向におけるハニカム構造体２２０の位置ずれを防止している。
　フィルタ部２２では、貫通セル２２０ｃに排気が流入すると、当該貫通セル２２０ｃ内の圧力が上昇する。これにより、貫通セル２２０ｃに隣接する入口目封止セル２２０ｂ内の圧力が貫通セル２２０ｃ内の圧力に対して相対的に低くなる。そのため、図３（Ａ）に示されるように、貫通セル２２０ｃ内を流れる排気の一部が隔壁２２０ｄを透過して入口目封止セル２２０ｂに流入する。これにより、排気に含まれるＰＭが隔壁２２０ｄにおいて捕集される。
　ところで、エンジン１０の排気には、ＰＭの他、ＡＳＨ等の不燃成分が含まれている。この不燃成分は、ハニカム構造体２２０の隔壁２２０ｄの表面に付着し、堆積していく。
　具体的には、車両走行距離Ｘが第１距離Ｘ１に達すると、図３（Ｂ）に示されるように、隔壁２２０ｄの排気流れ上流側の表面に不燃成分が堆積する。不燃成分が隔壁２２０ｄに堆積すると、隔壁２２０ｄにおける排気の透過性が悪化するため、隔壁２２０ｄの排気流れ上流側の部分でＰＭが捕集され難くなる。この場合、隔壁２２０ｄの中央から排気流れ下流側までの部分でＰＭの捕集を継続するが、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量が低下する。
　車両走行距離Ｘが、第１距離Ｘ１よりも長い第２距離Ｘ２に達すると、図３（Ｃ）に示されるように、不燃成分の堆積が隔壁２２０ｄの排気流れ下流側の部分まで進行する。この状態になると、ハニカム構造体２２０は、モード走行当たりにエンジン１０から排出されるＰＭを、図３（Ａ）に示される状態よりも捕集することができなくなる。すなわち、規定量を超えるＰＭを含んだ排気がハニカム構造体２２０の下流に流れる、いわゆるＰＭの吹き抜けが発生するおそれがある。
　図４は、車両走行距離Ｘと、初期に対するハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃの比率との関係を示したものである。図４に示されるように、車両走行距離Ｘが「Ｘ≦Ｘ１」である領域Ｓ１では、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃが十分にあり、ハニカム構造体２２０の下流側へのＰＭの吹き抜けがほとんど生じない。しかしながら、車両走行距離Ｘが「Ｘ１＜Ｘ≦Ｘ２」である領域Ｓ２では、不燃成分の堆積によりハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃが低下する。また、車両走行距離Ｘが「Ｘ２＜Ｘ」である領域Ｓ３では、不燃成分が隔壁２２０ｄの表面を覆うことによりハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃがさらに低下し、ＰＭの吹き抜けが発生する。
　なお、車両走行距離Ｘと、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量Ｙとの間には相関関係がある。したがって、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量Ｙと、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃの比率との間にも図４に示されるような関係が同様に存在する。図４の「Ｙｔｈ１」は、第１距離Ｘ１に対応する第１堆積量閾値を示し、「Ｙｔｈ２」は、第２距離Ｘ２に対応する第２堆積量閾値を示している。
　本実施形態のエンジンＥＣＵ３０は、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率を維持させるべく、車両走行距離Ｘに基づいてハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量を推定するとともに、当該推定値が増加することに基づいて、ハニカム構造体２２０の再生処理の実行頻度を増加させる。
　具体的には、エンジンＥＣＵ３０は、再生処理を実行する頻度の異なるモード（状態）として、低頻度再生モードと、中頻度再生モードと、高頻度再生モードとを有している。
　低頻度再生モードは、再生処理の実行頻度が３つの再生モードの中で最も小さいモードである。具体的には、距離判定値Ｘａが３つの再生モードの中で最も大きい値に設定されることにより、再生処理の実行頻度が最も少なく設定されている。
　中頻度再生モードは、再生処理の実行頻度が３つの再生モードの中で中間の頻度に設定されたモードである。具体的には、距離判定値Ｘａが３つの再生モードの中で中間の値に設定されることにより、再生処理の実行頻度が中間の頻度に設定されている。
　高頻度再生モードは、再生処理の実行頻度が３つの再生モードの中で最も大きいモードである。具体的には、距離判定値Ｘａが３つの再生モードの中で最も小さい値に設定されることにより、再生処理の実行頻度が最も大きく設定されている。
　エンジンＥＣＵ３０は、再生処理の実行モードを低頻度再生モード、中頻度再生モード、高頻度再生モードの順で切り替えることにより再生処理の実行頻度を増加させる。
　図５は、エンジンＥＣＵ３０により実行される再生処理の実行頻度の変更処理の手順を示したものである。なお、エンジンＥＣＵ３０は、図５に示される処理を所定の周期で繰り返し実行する。
　図５に示されるように、エンジンＥＣＵ３０は、まず、堆積量推定値ＹＥが第１堆積量閾値Ｙｔｈ１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、エンジンＥＣＵ３０は、走行距離センサ６５により検出される車両走行距離Ｘが第１距離Ｘ１よりも大きいか否かを判定することにより、堆積量推定値ＹＥが第１堆積量閾値Ｙｔｈ１よりも大きいか否かを判定する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量と相関関係のある物理量として車両走行距離Ｘを用いる。エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘが第１距離Ｘ１以下である場合には、堆積量推定値ＹＥが第１堆積量閾値Ｙｔｈ１以下であると判定し（ステップＳ１：ＮＯ）、低頻度再生モードで再生処理を実行する（ステップＳ５）。
　エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘが第１距離Ｘ１よりも長い場合には、堆積量推定値ＹＥが第１堆積量閾値Ｙｔｈ１よりも大きいと判定する（ステップＳ１：ＹＥＳ）。この場合、エンジンＥＣＵ３０は、堆積量推定値ＹＥが第２堆積量閾値Ｙｔｈ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。具体的には、エンジンＥＣＵ３０は、走行距離センサ６５により検出される車両走行距離Ｘが第２距離Ｘ２よりも大きいか否かを判定することにより、堆積量推定値ＹＥが第２堆積量閾値Ｙｔｈ２よりも大きいか否かを判定する。エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘが第２距離Ｘ２以下である場合には、堆積量推定値ＹＥが第２堆積量閾値Ｙｔｈ２以下であると判定し（ステップＳ２：ＮＯ）、中頻度再生モードで再生処理を実行する（ステップＳ４）。
　エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘが第２距離Ｘ２よりも長い場合には、堆積量推定値ＹＥが第２堆積量閾値Ｙｔｈ２よりも大きいと判定し（ステップＳ２：ＹＥＳ）、高頻度再生モードで再生処理を実行する（ステップＳ３）。
　次に、本実施形態の排気浄化装置２０の動作例について説明する。
　例えばエンジンＥＣＵ３０が低頻度再生モードで再生処理を実行し続けた場合、図６に示されるように、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量Ｙが「Ｙ≦Ｙｔｈ１」となる領域Ｓ１では、ハニカム構造体２２０におけるモード走行当たりのＰＭの積算捕集率Ｒを所定値Ｒ１に維持することができる。すなわち、ハニカム構造体２２０は規定量のＰＭを捕集することができる。しかしながら、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量Ｙが「Ｙｔｈ１＜Ｙ≦Ｙｔｈ２」となる領域Ｓ２では、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒが所定値Ｒ１から徐々に減少していく。この領域Ｓ２では、ＰＭの吹き抜けはないが、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃが徐々に減少していく。そして、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量Ｙが「Ｙｔｈ２＜Ｙ」となる領域Ｓ３では、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒが所定値Ｒ１よりも大きく減少する。この領域Ｓ３では、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃが規定量を下回る。すなわち、ＰＭの吹き抜けが発生する。
　本実施形態のエンジンＥＣＵ３０は、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量Ｙが「Ｙｔｈ１＜Ｙ≦Ｙｔｈ２」となる領域Ｓ２で中頻度再生モードで再生処理を実行する。また、エンジンＥＣＵ３０は、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量Ｙが「Ｙｔｈ２＜Ｙ」となる領域Ｓ３で高頻度再生モードで再生処理を実行する。すなわち、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量が増加すると、再生処理の実行頻度が増加するため、より早期にハニカム構造体２２０のＰＭ捕集機能が再生される。これにより、ＰＭの吹き抜けが発生する前に再生処理が行われるため、図７に示されるように、領域Ｓ１～Ｓ３の全てでハニカム構造体２２０の実質的なＰＭ捕集率Ｒを所定値Ｒ１に維持することができる。
　以上説明した本実施形態の排気浄化装置２０によれば、以下の（１）～（３）に示される作用及び効果を得ることができる。
　（１）ハニカム構造体２２０に不燃成分が堆積することによりハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃが減少した場合でも、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒを維持することができる。
　（２）エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量推定値ＹＥの変化に対して再生処理の実行頻度を段階的に変化させる。これにより、再生処理の実行頻度を連続的に変化させる場合と比較すると、再生処理の実行頻度を変化させる処理を簡素化することができるため、エンジンＥＣＵ３０の演算負担を軽減することができる。
　（３）エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘに基づいて不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定する。これにより、車両に搭載されている既存の走行距離センサ６５を用いることができるため、排気浄化装置２０の構造を簡素化することができる。
　なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
　エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量推定値ＹＥの変化に対して再生処理の実行頻度を連続的に変化させてもよい。これにより、不燃成分の堆積量推定値ＹＥの変化に対して、より適切にハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒを維持することが可能となる。
　エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘとは別の車両状態量、例えば排気通路５１内の排気圧の変化に基づいて再生処理を実行してもよい。
　図８は、図４の実線のグラフに加え、車両走行距離Ｘ及びハニカム構造体の不燃成分の堆積量Ｙに対する、フィルタ部２２の初期に対する前後差圧ΔＰの比率の推移を破線で更に示したものである。図８に示されるように、フィルタ部２２の前後差圧ΔＰの比率と、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量Ｙとの間には相関関係がある。すなわち、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量Ｙが増加するほど、フィルタ部２２の前後差圧ΔＰが上昇する。この関係を利用し、フィルタ部２２の前後差圧ΔＰに基づいて、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定してもよい。具体的には、図９に示されるように、排気通路５１におけるフィルタ部２２の排気流れ上流側に、センサ部としての排気圧センサ７０を設ける。また、排気通路５１におけるフィルタ部２２の排気流れ下流側に、センサ部としての排気圧センサ７１を設ける。エンジンＥＣＵ３０は、排気圧センサ７０により検出される排気圧Ｐ１と、排気圧センサ７１により検出される排気圧Ｐ２との差分値を求めることにより、フィルタ部２２の前後差圧ΔＰを演算する。そして、エンジンＥＣＵ３０は、演算されたフィルタ部２２の前後差圧ΔＰに基づいて不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量Ｙと相関関係のある物理量として、ハニカム構造体２２０の排気流れ上流側の排気圧Ｐ１と、ハニカム構造体２２０の排気流れ下流側の排気圧Ｐ２との差圧ΔＰを用いてもよい。このような構成によれば、精度良く堆積量推定値ＹＥを判定することができるため、結果的にハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒを高い精度で維持することが可能となる。
　ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量Ｙが増加するほど、排気通路５１内の排気圧が増加する。これを利用し、排気通路５１内の排気圧に基づいて、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定してもよい。具体的には、図９に示されるように、排気通路５１に、センサ部としての排気圧センサ８０を設ける。エンジンＥＣＵ３０は、排気圧センサ８０により検出される排気通路５１内の排気圧Ｐ３に基づいて不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量Ｙと相関関係のある物理量として排気通路５１内の排気圧Ｐ３を用いてもよい。このような構成によれば、精度良く堆積量推定値ＹＥを判定することができるため、結果的にハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒを高い精度で維持することが可能となる。
　ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量が増加するほど、ハニカム構造体２２０を通過した排気に含まれるＰＭ量が増加する。これを利用し、ハニカム構造体２２０を通過した排気に含まれるＰＭ量に基づいて、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定してもよい。具体的には、図９に示されるように、排気通路５１におけるフィルタ部２２の排気流れ下流側に、センサ部としてのＰＭセンサ９１を設ける。エンジンＥＣＵ３０は、ＰＭセンサ９１により検出される排気中のＰＭ量Ａ２に基づいてハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量Ｙと相関関係のある物理量として、ハニカム構造体２２０を通過した排気に含まれるＰＭ量を用いてもよい。あるいは、排気通路５１におけるフィルタ部２２の排気流れ上流側に、センサ部としてのＰＭセンサ９０を更に設ける。エンジンＥＣＵ３０は、ＰＭセンサ９０により検出される排気中のＰＭ量Ａ１と、ＰＭセンサ９１により検出される排気中のＰＭ量Ａ２との差分値に基づいてハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量Ｙと相関関係のある物理量として、ハニカム構造体２２０を通過する前の排気に含まれるＰＭ量と、ハニカム構造体２２０を通過した排気に含まれるＰＭ量との差分値を用いてもよい。このような構成によれば、より精度良く堆積量推定値ＹＥを判定することができるため、結果的にハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒを、より高い精度で維持することが可能となる。
　エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘ、フィルタ部２２の前後差圧、排気通路５１内の排気圧、及びハニカム構造体２２０を通過した排気に含まれるＰＭ量のうちの複数の組み合わせに基づいてハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定してもよい。
　上記実施形態の排気浄化装置２０の構成は、ガソリンエンジンの排気浄化装置に限らず、ディーゼルエンジンの排気浄化装置にも適用することが可能である。
　ハニカム構造体２２０には、ＰＭの燃焼を生じ易くさせるための触媒が担持されていてもよい。
　本開示は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本開示の特徴を含む限り本開示の範囲に包含される。

Claims (7)

  1. 　隔壁（２２０ｄ）により区画された複数のセル（２２０ａ）を有するハニカム構造体（２２０）により、排気に含まれるＰＭを捕集する排気浄化装置（２０）であって、
    　前記ハニカム構造体における不燃成分の堆積量と相関関係のある物理量を検出するセンサ部（６５，７０，７１，８０，９０，９１）と、
    　前記ハニカム構造体におけるＰＭの捕集機能を再生する再生処理を実行する制御部（３０）と、を備え、
    　前記ハニカム構造体は、
    　排気流れ上流側の端部が封止され、排気流れ下流側の端部が開放された入口目封止セル（２２０ｂ）と、
    　前記入口目封止セルに隣接して配置され、前記排気流れ方向において貫通された貫通セル（２２０ｃ）と、を有し、
    　前記制御部は、前記物理量に基づいて前記ハニカム構造体における前記不燃成分の堆積量の推定値を判定し、当該不燃成分の堆積量推定値が増加することに基づいて、前記再生処理の実行頻度を増加させることを特徴とする排気浄化装置。
  2. 　前記制御部は、前記不燃成分の堆積量推定値の変化に対して前記再生処理の実行頻度を段階的に変化させる請求項１に記載の排気浄化装置。
  3. 　前記制御部は、前記不燃成分の堆積量推定値の変化に対して前記再生処理の実行頻度を連続的に変化させる請求項１に記載の排気浄化装置。
  4. 　前記センサ部は、前記物理量として、車両の走行距離を検出する請求項１～３のいずれか一項に記載の排気浄化装置。
  5. 　前記センサ部は、前記物理量として、前記ハニカム構造体の排気流れ上流側の排気圧と前記ハニカム構造体の排気流れ下流側の排気圧との差圧を検出する請求項１～３のいずれか一項に記載の排気浄化装置。
  6. 　前記センサ部は、前記物理量として、排気通路内の排気圧を検出する請求項１～３のいずれか一項に記載の排気浄化装置。
  7. 　前記センサ部は、前記物理量として、前記ハニカム構造体を通過した排気に含まれるＰＭ量を検出する請求項１～３のいずれか一項に記載の排気浄化装置。

     
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