WO2019207334A1

WO2019207334A1 - 内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関の制御装置

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Publication number: WO2019207334A1
Application number: PCT/IB2018/000628
Authority: WO
Inventors: 知弘坂田; 太吉村; 良彦岩渕
Original assignee: 日産自動車株式会社; ルノーエス、ア、エス
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2019-10-31
Also published as: EP3786423A4; CN112105804A; JPWO2019207334A1; CN112105804B; JP6939986B2; EP3786423A1; EP3786423B1; US11300065B2; US20210239058A1

Abstract

コントロールユニット（８）は、温度差（ΔＴｇ）を計算する。温度差（ΔＴｇ）は、目標ＧＰＦ温度（Ｔｇｔ）からＧＰＦ（２２）の温度（Ｔｇ）を引いたデである。コントロールユニット（８）は、温度差（ΔＴｇ）が０以下の場合、燃費重視の通常制御を実施する。コントロールユニット（８）は、温度差（ΔＴｇ）が０より大きい場合、フィルタ昇温制御を実施する。フィルタ昇温制御は、ＧＰＦ（２２）の温度（Ｔｇ）が目標ＧＰＦ温度（Ｔｇｔ）以上となるように排気を昇温させる。

Description

内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関の制御装置

　本発明は、内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関の制御装置に関する。

　内燃機関から排出された排気を浄化する排気浄化装置が、内燃機関に接続された排気通路に設ける構成が従来から知られている。

　例えば、特許文献１には、排気通路に配置された触媒コンバータに充填された三元触媒の温度に応じて、排気ガス温度を制御する技術が開示されている。

　特許文献１では、三元触媒の温度が目標温度未満の場合、三元触媒が活性化するように排気ガス温度を上昇させ、三元触媒の温度が目標温度以上になると、三元触媒が活性化されたものとして排気ガス温度を上昇させる制御を中止している。

　しかしながら、特許文献１においては、排気ガス温度を上昇させる制御を実施するか否かが触媒コンバータの三元触媒の温度によって決定されている。

　すなわち、特許文献１は、上記触媒コンバータの三元触媒の温度にのみ着目して、排気ガス温度を制御している。

　そのため、排気通路に三元触媒とは異なる機能を有する触媒が配置された場合については、十分な検討がなされておらず、排気ガス温度を制御する上で更なる改善の余地がある。

特開平８−３５４１８号公報

　本発明の内燃機関は、排気通路に排気中の排気微粒子を捕集するフィルタを有し、上記フィルタの温度が予め設定された第１所定温度以下の場合、排気を昇温する所定の排気昇温制御を実施する。

　本発明によれば、排気を昇温することよりフィルタが早期に活性化され、排気微粒子の排出量を低減できる。

本発明に係る内燃機関の制御装置の概略を示す説明図。ＧＰＦの温度とＧＰＦ捕集効率の関係を示した説明図。第１実施例における点火時期のリタード補正量とＧＰＦ温度との関係の一例を示す説明図。第１実施例における点火時期のリタード補正量とＧＰＦ温度との関係の一例を示す説明図。フィルタ昇温制御におけるＧＰＦの昇温特性を示す説明図。第１実施例における排気浄化装置の温度制御の流れを示すフローチャート。第２実施例における二次空気補正量とＧＰＦ温度との関係の一例を示す説明図。第２実施例における二次空気補正量とＧＰＦ温度との関係の一例を示す説明図。第３実施例におけるウェストゲート弁開度補正量とＧＰＦ温度との関係の一例を示す説明図。第３実施例におけるウェストゲート弁開度補正量とＧＰＦ温度との関係の一例を示す説明図。第４実施例における機関回転数補正量とＧＰＦ温度との関係の一例を示す説明図。第４実施例における機関回転数補正量とＧＰＦ温度との関係の一例を示す説明図。第５実施例における制御パラメータの制御量とＧＰＦ温度との関係の一例を示す説明図。第６実施例における点火時期リタード補正量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。第６実施例における点火時期リタード補正量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。排気昇温制御における三元触媒とＧＰＦの昇温特性を示す説明図。第６実施例における排気浄化装置の温度制御の流れを示すフローチャート。第７実施例における二次空気補正量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。第７実施例における二次空気補正量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。第８実施例におけるウェストゲート弁開度補正量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。第８実施例におけるウェストゲート弁開度補正量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。第９実施例における機関回転数補正量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。第９実施例における機関回転数補正量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。第１０実施例における制御パラメータの制御量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。第１１実施例における制御パラメータの制御量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。第１１実施例における排気浄化装置の温度制御の流れを示すフローチャート。第１２実施例における制御パラメータの制御量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。第１２実施例における排気浄化装置の温度制御の流れを示すフローチャート。第１３実施例における制御パラメータの制御量とＧＰＦ温度または三元触媒温度との関係の一例を示す説明図。第１３実施例における排気浄化装置の温度制御の流れを示すフローチャート。

　以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、内燃機関１の制御装置の概略を示す説明図である。

　内燃機関１は、例えば火花点火式ガソリン機関であって、駆動源として自動車等の車両に搭載され、吸気通路２と排気通路３を有している。吸気通路２は、吸気弁４を介して燃焼室６に接続されている。排気通路３は、排気弁５を介して燃焼室６に接続されている。

　この内燃機関１は、例えば筒内直噴型の構成であり、シリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁（図示せず）と点火プラグ７が気筒毎に設けられている。上記燃料噴射弁の噴射時期や噴射量、点火プラグ７の点火時期は制御部としてのコントロールユニット８からの制御信号によって制御されている。

　吸気通路２には、吸気中の異物を捕集するエアクリーナ１６と、吸入空気量を検出するエアフローメータ１７と、筒内の吸入空気量を制御可能な電動のスロットル弁１８と、が設けられている。

　エアフローメータ１７は、温度センサを内蔵したものであって、吸気導入口の吸気温度を検出（測定）可能となっている。エアフローメータ１７は、エアクリーナ１６の下流側に配置されている。

　スロットル弁１８は、電動モータ等のアクチュエータを具備したものであり、コントロールユニット８からの制御信号によって、その開度が制御されている。スロットル弁１８は、エアフローメータ１７の下流側に配置されている。

　スロットル弁１８の開度（スロットル開度）は、スロットル開度センサ１９によって検出される。スロットル開度センサ１９の検出信号は、コントロールユニット８に入力されている。

　排気通路３には、触媒としての三元触媒２１と、フィルタとしてのＧＰＦ（Ｇａｓｏｌｉｎｅ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）２２と、排気音を低減する消音用のマフラー２３と、が直列に設けられている。ＧＰＦ２２は、三元触媒２１の下流側に配置されている。マフラー２３は、ＧＰＦ２２の下流側に配置されている。三元触媒２１とＧＰＦ２２は、内燃機関１から排出された排気を浄化する排気浄化装置を構成するものである。

　三元触媒２１は、空気過剰率が略「１」のとき、すなわち排気空燃比が略理論空燃比となるときに、流入する排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの三成分を浄化するものである。

　ＧＰＦ２２は、排気中の排気微粒子（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒ）であるＰＭを捕集するものである。

　ＧＰＦ２２としては、例えば、コーディエライト等のフィルタ材料にハニカム状の多数の微細な通路を形成するととともに、その端部を交互に閉塞してなるウォールフローハニカム構造（いわゆる目封じ型）のフィルタが用いられている。なお、ＧＰＦ２２は、三元触媒２１と同種の触媒を担持するようにしてもよい。

　また、この内燃機関１は、吸気通路２に設けられたコンプレッサ２６と排気通路３に設けられたタービン２７とを同軸上に備えた過給機としてのターボ過給機２５を有している。コンプレッサ２６は、スロットル弁１８の上流側で、かつエアフローメータ１７よりも下流側に配置されている。タービン２７は、三元触媒２１よりも上流側に配置されている。

　吸気通路２には、吸気バイパス通路３０が接続されている。

　吸気バイパス通路３０は、コンプレッサ２６を迂回して、コンプレッサ２６の上流側と下流側とを連通するように形成されている。

　吸気バイパス通路３０には、電動のリサーキュレーション弁３１が設けられている。リサーキュレーション弁３１は、通常は閉じられているが、スロットル弁１８が閉じられてコンプレッサ２６の下流側が高圧になった場合等に開かれる。リサーキュレーション弁３１が開くことにより、吸気バイパス通路３０を介してコンプレッサ２６の下流側の高圧な吸気をコンプレッサ２６の上流側に戻せるようになっている。リサーキュレーション弁３１は、コントロールユニット８からの制御信号によって開閉制御されている。なお、リサーキュレーション弁３１としては、コントロールユニット８により開閉制御されるものではなく、コンプレッサ２６下流側の圧力が所定圧力以上となったときのみ開弁するようないわゆる逆止弁を用いることも可能である。

　さらに、吸気通路２には、スロットル弁１８の下流側に、コンプレッサ２６により圧縮（加圧）された吸気を冷却し、体積効率を良くするインタクーラ３２が設けられている。

　排気通路３には、タービン２７を迂回してタービン２７の上流側と下流側とを接続する排気バイパス通路３３が接続されている。排気バイパス通路３３の下流側端は、三元触媒２１よりも上流側の位置で排気通路３に接続されている。排気バイパス通路３３には、排気バイパス通路３３内の排気流量を制御する電動のウェストゲート弁３４が配置されている。

　排気通路３には、エアポンプ３６から送り出された二次空気を供給する二次空気導入通路３７が接続されている。二次空気導入通路３７は、三元触媒２１よりも上流側の位置で、排気通路３に接続されている。換言すれば、二次空気導入通路３７は、タービン２７よりも上流側の位置で、排気通路３に接続されている。なお、二次空気を排気通路３に供給するにあたっては、排気マニホールドの各排気ポートに供給してもよい。

　内燃機関１は、排気通路３から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路２へ導入（還流）する排気還流（ＥＧＲ）が実施可能なものであって、排気通路３から分岐して吸気通路２に接続されたＥＧＲ通路４１を有している。ＥＧＲ通路４１は、その一端が三元触媒２１とＧＰＦ２２との間の位置で排気通路３に接続され、その他端がエアフローメータ１７の下流側となりコンプレッサ２６の上流側となる位置で吸気通路２に接続されている。このＥＧＲ通路４１には、ＥＧＲ通路４１内のＥＧＲガスの流量を制御する電動のＥＧＲ弁４２と、ＥＧＲガスを冷却可能なＥＧＲクーラ４３と、が設けられている。ＥＧＲ弁４２の開閉動作は、コントロールユニット８によって制御される。

　コントロールユニット８には、上述したエアフローメータ１７、スロットル開度センサ１９の検出信号のほか、クランクシャフト１２のクランク角度と共に機関回転数を検出可能なクランク角センサ４５、アクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出するアクセル開度センサ４６、三元触媒２１の上流側（入口）の排気空燃比を検出する空燃比センサ４７、三元触媒２１の下流側（出口）の排気空燃比を検出する酸素センサ４８、三元触媒２１の上流側（入口）の排気温度を検出する三元触媒入口温度センサ（第３排気温度センサ）４９、三元触媒２１の下流側（出口）の排気温度を検出する三元触媒出口温度センサ（第４排気温度センサ）５０、ＧＰＦ２２の上流側（入口）の排気温度を検出するＧＰＦ入口温度センサ（第１排気温度センサ）５１、ＧＰＦ２２の下流側（出口）の排気温度を検出するＧＰＦ出口温度センサ（第２排気温度センサ）５２、等のセンサ類の検出信号が入力されている。

　空燃比センサ４７は、排気空燃比に応じたほぼリニアな出力特性を有するいわゆる広域型空燃比センサである。酸素センサ４８は、理論空燃比付近の狭い範囲で出力電圧がＯＮ／ＯＦＦ（リッチ、リーン）的に変化して、空燃比のリッチ、リーンのみを検知するセンサである。

　コントロールユニット８は、アクセル開度センサ４６の検出値を用いて、内燃機関１の要求負荷（エンジン負荷）を算出する。

　そして、コントロールユニット８は、これらの検出信号に基づいて、内燃機関１の点火時期、空燃比、機関回転数等の制御や、二次空気を供給するエアポンプ３６の制御、ＥＧＲ弁４２の開度を制御して排気通路３から吸気通路２に排気の一部を還流する排気還流制御（ＥＧＲ制御）等を実施する。また、コントロールユニット８は、スロットル弁１８及びウェストゲート弁３４の開度等も制御している。

　コントロールユニット８は、三元触媒入口温度センサ４９及び三元触媒出口温度センサ５０の検出値を用いて、三元触媒２１の温度Ｔｔである触媒温度（三元触媒２１のベッド温度）を算出している。三元触媒２１の温度Ｔｔは、排気浄化装置の第２の内部温度に相当するものである。なお、三元触媒２１の温度Ｔｔは、空燃比センサ４７や酸素センサ４８の検出値を用いて補正して算出するようにしてもよい。また、三元触媒２１の温度Ｔｔとしては、三元触媒２１のベッド温度を温度センサで直接検出したものを用いてもよい。

　また、コントロールユニット８は、ＧＰＦ入口温度センサ５１及びＧＰＦ出口温度センサ５２の検出値を用いて、ＧＰＦ２２の温度ＴｇであるＧＰＦ２２のフィルタ温度（ＧＰＦ２２のベッド温度）を算出している。ＧＰＦ２２の温度Ｔｇは、排気浄化装置の第１の内部温度に相当するものである。なお、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇは、空燃比センサ４７や酸素センサ４８の検出値を用いて補正して算出するようにしてもよい。また、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇとしては、ＧＰＦ２２のベッド温度を温度センサで直接検出したものを用いてもよい。

　ガソリンエンジンにおけるＧＰＦ２２の排気微粒子の捕集効率は、ブラウン運動が大きく影響する。ブラウン運動によるＧＰＦ捕集効率は、ＧＰＦ２２の温度、排気微粒子の粒径、ＧＰＦ２２を流れる排気の空間速度による依存性が高い。

　すなわち、ＧＰＦ捕集効率は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが高いほど高くなる。ＧＰＦ捕集効率は、排気微粒子の粒径が小さいほど高くなる。ＧＰＦ捕集効率は、ＧＰＦ２２を流れる排気の空間速度、換言すればガス流速が低いほど高くなる。

　図２は、ＧＰＦ２２の温度ＴｇとＧＰＦ捕集効率の関係を示した説明図である。

　ＧＰＦ捕集効率は、実験の結果、図２に示すように、第１所定温度としての目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔまでは低いことが確認されている。図２中に破線Ｒで示す目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔは、ＧＰＦ２２における排気微粒子の捕集効率が一定範囲内に収束する温度範囲の中で最低の温度であり、ＧＰＦ捕集効率が高い状態で安定するＧＰＦ温度の下限値である。つまり、目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔは、ＧＰＦ２２の排気微粒子の捕集効率に基づいて設定されている。なお、目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔは、ＧＰＦ２２に捕集された排気微粒子が燃焼除去される温度よりも低く設定されている。

　ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが低い場合、内燃機関１を通常制御していてもＧＰＦは徐々に昇温するが、ＧＰＦ２２が目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに達するまで排気性能が悪化することになる。

　そこで、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが低い場合には、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以上となるようにＧＰＦ２２の昇温を促すために排気昇温制御としてのフィルタ昇温制御を実施する。フィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以上となるように排気を昇温させる制御である。

　なお、本実施例における通常制御とは、例えば、燃費重視で各種制御パラメータの設定がなされた内燃機関の制御である。通常制御では、例えば、点火時期が最適な熱効率となるように設定され、吸入空気量が目標空気量となるように過給される。また、通常制御では、例えば、機関回転数が運転状態に応じて設定される目標機関回転数と一致するように制御される。

　第１実施例におけるフィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが低いとき内燃機関１の点火時期を通常制御よりもリタードさせる制御である。具体的には、図３に示すように、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、内燃機関１の点火時期リタード補正量を大きく設定して点火時期を大きくリタードさせる。すなわち、第１実施例におけるフィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、内燃機関１の点火時期を通常制御に比べてリタードさせる。

　なお、フィルタ昇温制御における点火時期リタード補正量は、図４に示すように設定してもよい。図４においては、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらずフィルタ昇温制御における点火時期リタード補正量が予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、フィルタ昇温制御における点火時期のリタード量を所定の一定値としてもよい。

　図５は、フィルタ昇温制御におけるＧＰＦ２２の昇温特性を示す説明図である。

　図５中に実線で示す特性線Ｃ１は、内燃機関１の始動直後からフィルタ昇温制御を実施した場合のＧＰＦ２２の温度特性を示している。図５中に破線で示す特性線Ｃ２は、内燃機関１の始動後にフィルタ昇温制御を実施しなかった場合のＧＰＦ２２の温度特性を示している。つまり特性線Ｃ２は、内燃機関１の始動後、通常制御のみを実施した場合のＧＰＦ２２の温度特性を示している。

　内燃機関１の始動直後からフィルタ昇温制御を実施した場合、時刻ｔ１でＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔとなっている。そのため、特性線Ｃ１は、時刻ｔ１以降は、フィルタ昇温制御から通常制御に切り替えられた結果を示している。

　図５に示すように、内燃機関１の始動後、通常制御のみを実施した場合、時刻ｔ１よりも時間が経過した時刻ｔ２なるまでＧＰＦ２２の温度が目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに達しない。

　そのため、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが低い場合には、内燃機関１の始動後、フィルタ昇温制御を実施することで、ＧＰＦ２２を早期に目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以上に昇温させることが可能となる。すなわち、フィルタ昇温制御を実施することで、ＧＰＦ２２を可及的速やかに活性化させることができ、排気微粒子の排出量であるＰＮ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｎｕｍｂｅｒ）の排出を低減することができる。

　図６は、上述した第１実施例における排気浄化装置の温度制御の流れを示すフローチャートである。

　ステップＳ１０では、目標ＧＰＦ温度ＴｇｔからＧＰＦ２２の現在の温度Ｔｇを減じて得られる温度差ΔＴｇを算出する。ステップＳ１１では、温度差ΔＴｇが０よりも大きいか否かを判定する。温度差ΔＴｇが０より大きい場合には、ステップＳ１２へ進む。温度差ΔＴｇが０以下の場合には、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１２では、上述したフィルタ昇温制御を実施する。ステップＳ１３では、上述した通常制御を実施する。

　なお、上述した第１実施例は、排気浄化装置であるＧＰＦ２２の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置に関するものである。

　以下、本発明の他の実施例について説明するが、上述した第１実施例と同一の構成要件に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　第２実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第２実施例は、上述した第１実施例と略同一構成となっているが、フィルタ昇温制御において、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期に替えてＧＰＦ２２の上流側に供給される二次空気となっている。

　第２実施例におけるフィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが低いとき通常制御よりも二次空気をＧＰＦ２２の上流側に供給する制御である。具体的には、図７に示すように、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、二次空気補正量を大きく設定して多くの二次空気を排気通路３に供給する。すなわち、第２実施例におけるフィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、排気通路３への二次空気の供給量を通常制御に比べて大きくする。

　なお、フィルタ昇温制御における二次空気補正量は、図８に示すように設定してもよい。図８においては、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらずフィルタ昇温制御における二次空気補正量が予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、フィルタ昇温制御における排気通路３への二次空気の供給量を所定の一定値としてもよい。

　このような第２実施例においても、上述した第１実施例と略同様の作用効果を奏することができる。

　第３実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第３実施例は、上述した第１実施例と略同一構成となっているが、フィルタ昇温制御において、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期に替えてウェストゲート弁３４の弁開度（ウェストゲート弁開度）となっている。

　第３実施例におけるフィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが低いとき通常制御よりもウェストゲート弁３４の弁開度を大きくする制御である。具体的には、図９に示すように、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、ウェストゲート弁開度補正量を大きく設定してウェストゲート弁３４の弁開度を大きくする。すなわち、第３実施例におけるフィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、ウェストゲート弁３４の弁開度を通常制御に比べて大きくする。

　なお、フィルタ昇温制御におけるウェストゲート弁開度補正量は、図１０に示すように設定してもよい。図１０においては、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらずフィルタ昇温制御におけるウェストゲート弁開度補正量が予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、フィルタ昇温制御におけるウェストゲート弁３４の弁開度を所定の一定値としてもよい。

　このような第３実施例においても、上述した第１実施例と略同様の作用効果を奏することができる。

　第４実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第４実施例は、上述した第１実施例と略同一構成となっているが、フィルタ昇温制御において、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期に替えて内燃機関１の機関回転数となっている。

　第４実施例におけるフィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが低いとき通常制御よりも内燃機関１の回転数を高くする制御である。具体的には、図１１に示すように、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、機関回転数補正量を大きく設定して内燃機関１の機関回転数を高くする。すなわち、第４実施例におけるフィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、内燃機関１の機関回転数を通常制御に比べて高くする。

　なお、フィルタ昇温制御における機関回転数補正量は、図１２に示すように設定してもよい。図１２においては、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらずフィルタ昇温制御における機関回転数補正量が予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、フィルタ昇温制御における内燃機関１の機関回転数を所定の一定値としてもよい。

　このような第４実施例においても、上述した第１実施例と略同様の作用効果を奏することができる。

　第５実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第５実施例は、上述した第１実施例と略同一構成となっているが、フィルタ昇温制御においてＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために複数の制御パラメータを制御している。すなわち、第５実施例においては、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期、ＧＰＦ２２の上流側に供給される二次空気、ウェストゲート弁３４の弁開度（ウェストゲート弁開度）及び内燃機関１の機関回転数となっている。

　第５実施例におけるフィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが低いとき、通常制御よりも内燃機関１の点火時期をリタードさせ、通常制御よりも二次空気をＧＰＦ２２の上流側に供給し、通常制御よりもウェストゲート弁３４の弁開度を大きくし、通常制御よりも内燃機関１の回転数を高くする制御である。具体的には、図１３に示すように、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらず、各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の補正量がそれぞれ予め設定された所定の一定値となる。すなわち、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、フィルタ昇温制御における各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の制御量を所定の一定値としている。

　なお、第５実施例において、フィルタ昇温制御における各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の補正量は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど大きくなるように設定してもよい。すなわち、第５実施例におけるフィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の制御量を通常制御に比べて大きくしてもよい。

　このような第５実施例においても、上述した第１実施例と略同様の作用効果を奏することができる。

　また、第５実施例において、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータは、点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数の中から適宜組み合わせて使用するようにしてもよい。

　なお、ＧＰＦ捕集効率は、上述したように、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇ、排気微粒子の粒径及びＧＰＦ２２を流れる排気の空間速度と相関がある。

　ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに着目すれば、点火時期のリタードにより排気を昇温させることが、ＧＰＦ捕集効率を向上させる上で最も有利である。

　排気微粒子の粒径に着目すれば、二次空気の供給による排気を昇温させることがＧＰＦ捕集効率を向上させる上で最も有利であり、次がウェストゲート弁開度、その次が機関回転数、機関回転数の次が点火時期のリタードとなる。

　ＧＰＦ２２を流れる排気の空間速度に着目すれば、ウェストゲート弁開度を大きくすることによる排気を昇温させることがＧＰＦ捕集効率を向上させる上で最も有利であり、次が機関回転数、その次が二次空気、二次空気の次が点火時期のリタードとなる。

　そこで、フィルタ昇温制御中のＧＰＦ捕集効率を考慮して、フィルタ昇温制御に用いる制御パラメータを決定してもよい。

　さらに言えば、第５実施例のフィルタ昇温制御においては、複数の制御パラメータを制御するにあたって、ＧＰＦ捕集効率を向上させる上で有利な制御パラメータを優先して選択するのが望ましい。

　次に第６実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第６実施例は、上述した第１実施例と略同一構成となっているが、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以上になるとともに、三元触媒２１の温度Ｔｔが第２所定温度としての目標三元触媒温度Ｔｔｔ以上となるように、三元触媒２１及びＧＰＦ２２の昇温を促すために排気昇温制御を実施している。目標三元触媒温度Ｔｔｔは、三元触媒２１の触媒が活性化する温度であり、予め設定されている。

　第６実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以上となり、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以上となるように排気を昇温させる制御である。

　第６実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度ＴｔとＧＰＦ２２の温度Ｔｇのいずれかが低いとき内燃機関１の点火時期を通常制御よりもリタードさせる制御である。具体的には、図１４に示すように、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、内燃機関１の点火時期リタード補正量を大きく設定して点火時期を大きくリタードさせる。すなわち、第６実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、内燃機関１の点火時期を通常制御に比べてリタードさせる。

　なお、排気昇温制御における点火時期リタード補正量は、図１５に示すように設定してもよい。図１５においては、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以下の場合、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらず排気昇温制御における点火時期リタード補正量が予め設定された所定の一定値となるっている。すなわち、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以下の場合、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、三元触媒２１の温度ＴｔやＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、フィルタ昇温制御における点火時期のリタード量を所定の一定値としてもよい。

　図１６は、排気昇温制御における三元触媒２１及びＧＰＦ２２の昇温特性を示す説明図である。

　図１６中に細実線で示す特性線Ｃ３は、内燃機関１の始動直後から排気昇温制御を実施した場合の三元触媒２１の温度特性を示している。図１６中に実線で示す特性線Ｃ４は、内燃機関１の始動直後から排気昇温制御を実施した場合のＧＰＦ２２の温度特性を示している。図１６中に破線で示す特性線Ｃ５は、内燃機関１の始動後にフィルタ昇温制御を実施しなかった場合のＧＰＦ２２の温度特性を示している。つまり特性線Ｃ５は、内燃機関１の始動後、通常制御のみを実施した場合のＧＰＦ２２の温度特性を示している。

　内燃機関１の始動直後から排気昇温制御を実施した場合、時刻ｔ１で三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔとなっている。ＧＰＦ２２の温度Ｔｇは、時刻ｔ１では目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔまで昇温していない。そのため、排気昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔとなる時刻ｔ２まで継続する。つまり、特性線Ｃ３及び特性線Ｃ４は、時刻ｔ２以降は、排気昇温制御から通常制御に切り替えられた結果を示している。

　図１６に示すように、内燃機関１の始動後、通常制御のみを実施した場合、時刻ｔ２よりも時間が経過した時刻ｔ３なるまでＧＰＦ２２の温度が目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに達しない。

　そのため、三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇが低い場合には、内燃機関１の始動後、排気昇温制御を実施することで、三元触媒２１及びＧＰＦ２２をそれぞれの目標温度まで速やかに昇温させることが可能となる。すなわち、排気昇温制御を実施することで、三元触媒２１及びＧＰＦ２２を可及的速やかに活性化させることができ、排気中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘを低減できるとともに、排気微粒子の排出量であるＰＮ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｎｕｍｂｅｒ）の排出を低減することができる。

　図１７は、上述した第６実施例における排気浄化装置の温度制御の流れを示すフローチャートである。

　ステップＳ２０では、目標三元触媒温度Ｔｔｔから三元触媒２１の現在の温度Ｔｔを減じて得られる温度差ΔＴｔと、目標ＧＰＦ温度ＴｇｔからＧＰＦ２２の現在の温度Ｔｇを減じて得られる温度差ΔＴｇを算出する。

　ステップＳ２１では、温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇが０よりも大きい否かを判定している。温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇのいずれか一方が０よりも大きい場合にはステップＳ２２へ進み、温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇの双方が０以下の場合にはステップＳ２３へ進む。ステップＳ２２では、上述したフィルタ昇温制御を実施する。ステップＳ２３では、上述した通常制御を実施する。

　第７実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第７実施例は、上述した第６実施例と略同一構成となっているが、排気昇温制御において、三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期に替えて三元触媒２１の上流側に供給される二次空気となっている。

　第７実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度ＴｔとＧＰＦ２２の温度Ｔｇのいずれかが低いとき通常制御よりも三元触媒２１の上流側に二次空気を供給する制御である。具体的には、図１８に示すように、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、二次空気補正量を大きく設定して多くの二次空気を排気通路３に供給する。すなわち、第７実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、排気通路３への二次空気の供給量を通常制御に比べて大きくする。

　なお、排気昇温制御における二次空気補正量は、図１９に示すように設定してもよい。図１９においては、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以下の場合、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらず排気昇温制御における二次空気補正量が予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以下の場合、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、三元触媒２１の温度ＴｔやＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、排気昇温制御における排気通路３への二次空気の供給量を所定の一定値としてもよい。

　このような第７実施例においても、上述した第６実施例と略同様の作用効果を奏することができる。

　第８実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第８実施例は、上述した第６実施例と略同一構成となっているが、排気昇温制御において、三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期に替えてウェストゲート弁３４の弁開度（ウェストゲート弁開度）となっている。

　第８実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度ＴｔとＧＰＦ２２の温度Ｔｇのいずれかが低いとき通常制御よりもウェストゲート弁３４の弁開度を大きくする制御である。具体的には、図２０に示すように、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、ウェストゲート弁開度補正量を大きく設定してウェストゲート弁３４の弁開度を大きくする。すなわち、第８実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、ウェストゲート弁３４の弁開度を通常制御に比べて大きくする。

　なお、排気昇温制御におけるウェストゲート弁開度補正量は、図２１に示すように設定してもよい。図２１においては、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以下の場合、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらず排気昇温制御におけるウェストゲート弁開度補正量が予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以下の場合、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、三元触媒２１の温度ＴｔやＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、排気昇温制御におけるウェストゲート弁３４の弁開度を所定の一定値としてもよい。

　このような第８実施例においても、上述した第６実施例と略同様の作用効果を奏することができる。

　第９実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第９実施例は、上述した第６実施例と略同一構成となっているが、排気昇温制御において、三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期に替えて内燃機関１の機関回転数となっている。

　第９実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度ＴｔとＧＰＦ２２の温度Ｔｇのいずれかが低いとき通常制御よりも内燃機関１の回転数を高くする制御である。具体的には、図２２に示すように、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、機関回転数補正量を大きく設定して内燃機関１の機関回転数を高くする。すなわち、第９実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、内燃機関１の機関回転数の通常制御に比べて高くする。

　なお、排気昇温制御における機関回転数補正量は、図２３に示すように設定してもよい。図２３においては、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以下の場合、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらず排気昇温制御における機関回転数補正量が予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以下の場合、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、三元触媒２１の温度ＴｔやＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、排気昇温制御における内燃機関１の機関回転数を所定の一定値としてもよい。

　このような第９実施例においても、上述した第６実施例と略同様の作用効果を奏することができる。

　第１０実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第１０実施例は、上述した第６実施例と略同一構成となっているが、排気昇温制御において三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために複数の制御パラメータを制御している。すなわち、第１０実施例においては、三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期、三元触媒２１の上流側に供給される二次空気、ウェストゲート弁３４の弁開度（ウェストゲート弁開度）及び内燃機関１の機関回転数となっている。

　第１０実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度ＴｔまたはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが低いとき、通常制御よりも内燃機関１の点火時期をリタードさせ、通常制御よりも二次空気をＧＰＦ２２の上流側に供給し、通常制御よりもウェストゲート弁３４の弁開度を大きくし、通常制御よりも内燃機関１の回転数を高くする制御である。具体的には、図２４に示すように、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以下の場合、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、三元触媒２１の温度ＴｔやＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらず、各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の補正量がそれぞれ予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、三元触媒２１の温度ＴｔやＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、排気昇温制御における各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の制御量を所定の一定値としている。

　なお、第１０実施例において、排気昇温制御における各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の補正量は、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、大きくなるように設定してもよい。すなわち、第１０実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の制御量を通常制御に比べて大きくしてもよい。

　このような第１０実施例においても、上述した第６実施例と略同様の作用効果を奏することができる。

　なお、ＧＰＦ捕集効率は、上述したように、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇ、排気微粒子の粒径及びＧＰＦ２２を流れる排気の空間速度と相関がある。そこで、排気昇温制御中のＧＰＦ捕集効率を考慮して、排気昇温制御に用いる制御パラメータを決定してもよい。

　つまり、第１０実施例のフィルタ昇温制御においては、複数の制御パラメータを制御するにあたって、ＧＰＦ捕集効率を向上させる上で有利な制御パラメータを優先して選択してもよい。

　また、第１０実施例の触媒昇温制御においては、複数の制御パラメータを制御するにあたって、三元触媒２１の温度Ｔｔの上昇に最も寄与する点火時期を制御パラメータの１つにすることが望ましい。

　第１１実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第１１実施例は、上述した第６実施例と略同一構成となっているが、排気昇温制御において三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために複数の制御パラメータを制御している。すなわち、第１１実施例においては、三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期、三元触媒２１の上流側に供給される二次空気、ウェストゲート弁３４の弁開度（ウェストゲート弁開度）及び内燃機関１の機関回転数となっている。

　さらに、排気昇温制御が触媒昇温制御とフィルタ昇温制御とからなっている。

　触媒昇温制御は、三元触媒２１の温度Ｔｔが低いとき、三元触媒２１の温度Ｔｔが第２所定温度としての目標三元触媒温度Ｔｔｔ以上となるように排気を昇温する制御である。

　触媒昇温制御は、三元触媒２１の温度Ｔｔを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期、三元触媒２１の上流側に供給される二次空気、ウェストゲート弁３４の弁開度（ウェストゲート弁開度）及び内燃機関１の機関回転数となっている。

　触媒昇温制御は、通常制御よりも内燃機関１の点火時期をリタードさせ、通常制御よりも二次空気をＧＰＦ２２の上流側に供給し、通常制御よりもウェストゲート弁３４の弁開度を大きくし、通常制御よりも内燃機関１の回転数を高くする制御である。

　フィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが低いとき、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが第１所定温度としての目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以上となるように排気を昇温させる制御である。

　フィルタ昇温制御は、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期、三元触媒２１の上流側に供給される二次空気、ウェストゲート弁３４の弁開度（ウェストゲート弁開度）及び内燃機関１の機関回転数となっている。

　フィルタ昇温制御は、通常制御よりも内燃機関１の点火時期をリタードさせ、通常制御よりも二次空気をＧＰＦ２２の上流側に供給し、通常制御よりもウェストゲート弁３４の弁開度を大きくし、通常制御よりも内燃機関１の回転数を高くする制御である。

　そして、排気昇温制御を実施するにあたっては、フィルタ昇温制御が触媒昇温制御の後に実施されるようになっている。従って、例えば、触媒昇温制御の終了時にＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以上となっていれば、排気昇温制御は、フィルタ昇温制御を実施することなく終了する。

　触媒昇温制御における各制御パラメータの補正量は、図２５に示すように、フィルタ昇温制御における各制御パラメータの補正量よりも大きくなるよう設定されている。

　また、触媒昇温制御においては、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以下の場合、三元触媒２１の温度Ｔｔに関わらず、各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の補正量がそれぞれ予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、排気昇温制御における各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の制御量を所定の一定値としている。

　フィルタ昇温制御においては、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらず、各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の補正量がそれぞれ予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、排気昇温制御における各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の制御量を所定の一定値としている。

　なお、第１１実施例において、触媒昇温制御及びフィルタ昇温制御における各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の補正量は、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、大きくなるように設定してもよい。すなわち、第１１実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の制御量を通常制御に比べて大きくしてもよい。

　図２６は、上述した第１１実施例における排気浄化装置の温度制御の流れを示すフローチャートである。

　ステップＳ３０では、目標三元触媒温度Ｔｔｔから三元触媒２１の現在の温度Ｔｔを減じて得られる温度差ΔＴｔと、目標ＧＰＦ温度ＴｇｔからＧＰＦ２２の現在の温度Ｔｇを減じて得られる温度差ΔＴｇを算出する。

　ステップＳ３１では、温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇが０よりも大きい否かを判定している。温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇのいずれか一方が０よりも大きい場合にはステップＳ３２へ進み、温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇの双方が０以下の場合にはステップＳ３５へ進む。

　ステップＳ３２では、温度差ΔＴｔが０よりも大きいか否かを判定する。温度差ΔＴｔが０より大きい場合には、ステップＳ３３へ進む。温度差ΔＴｔが０以下の場合には、ステップＳ３４へ進む。

　ステップＳ３３では、第１１実施例における触媒昇温制御を実施する。ステップＳ３４では、第１１実施例におけるフィルタ昇温制御を実施する。ステップＳ３５では、上述した通常制御を実施する。

　このような第１１実施例においても、上述した第６実施例と略同様の作用効果を奏することができる。

　なお、ＧＰＦ捕集効率は、上述したように、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇ、排気微粒子の粒径及びＧＰＦ２２を流れる排気の空間速度と相関がある。そこで、フィルタ昇温制御中のＧＰＦ捕集効率を考慮して、フィルタ昇温制御に用いる制御パラメータを決定してもよい。

　つまり、第１１実施例のフィルタ昇温制御においては、複数の制御パラメータを制御するにあたって、ＧＰＦ捕集効率を向上させる上で有利な制御パラメータを優先して選択してもよい。

　また、第１１実施例の触媒昇温制御においては、複数の制御パラメータを制御するにあたって、三元触媒２１の温度Ｔｔの上昇に最も寄与する点火時期を制御パラメータの１つにすることが望ましい。

　第１２実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第１２実施例は、上述した第６実施例と略同一構成となっているが、排気昇温制御において三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために複数の制御パラメータを制御している。すなわち、第１２実施例においては、三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期、三元触媒２１の上流側に供給される二次空気、ウェストゲート弁３４の弁開度（ウェストゲート弁開度）及び内燃機関１の機関回転数となっている。

　そして、第１２実施例では、排気昇温制御を実施するにあたって、第２判定値としてのフィルタ昇温補正量Ｐ２と、第１判定値としての触媒昇温補正量Ｐ１と、を比較する。

　フィルタ昇温補正量Ｐ２は、目標ＧＰＦ温度ＴｇｔからＧＰＦ２２の現在の温度Ｔｇを減じて得られる温度差ΔＴｇに応じて決まる制御パラメータの補正量である。フィルタ昇温補正量Ｐ２は、温度差ΔＴｇが大きくなるほど大きい値となる。

　触媒昇温補正量Ｐ１は、目標三元触媒温度Ｔｔｔから三元触媒２１の現在の温度Ｔｔを減じて得られる温度差ΔＴｔに応じて決まる制御パラメータの補正量である。触媒昇温補正量Ｐ１は、温度差ΔＴｔが大きくなるほど大きい値となる。

　また、フィルタ昇温補正量Ｐ２の温度差ΔＴｇによる変化量は、触媒昇温補正量Ｐ１の温度差ΔＴｔによる変化量よりも小さくなるよう設定される。

　そして、排気昇温制御を実施するにあたって触媒昇温補正量Ｐ１からフィルタ昇温補正量Ｐ２を減じた値が０よりも大きい場合には、触媒昇温制御を実施する。換言すれば、排気昇温制御を実施するにあたって触媒昇温補正量Ｐ１からフィルタ昇温補正量Ｐ２を減じた値が０よりも大きい場合には、触媒昇温補正量Ｐ１を用いて排気昇温制御を実施する。

　排気昇温制御を実施するにあたって触媒昇温補正量Ｐ１からフィルタ昇温補正量Ｐ２を減じた値が０以下の場合には、フィルタ昇温制御を実施する。換言すれば、排気昇温制御を実施するにあたって触媒昇温補正量Ｐ１からフィルタ昇温補正量Ｐ２を減じた値が０よりも大きい場合には、フィルタ昇温補正量Ｐ２を用いて排気昇温制御を実施する。

　つまり、第１２実施例において排気昇温制御を実施する場合、触媒昇温補正量Ｐ１とフィルタ昇温補正量Ｐ２を比較し、大きい方の補正量を利用して排気を昇温している。

　図２７は、触媒温度制御の実施後に、フィルタ昇温制御を実施される例を示している。図２７においては、破線は触媒昇温補正量Ｐ１を示し、一点鎖線はフィルタ昇温補正量Ｐ２を示し、実線は触媒昇温補正量Ｐ１とフィルタ昇温補正量Ｐ２のうちの大きい方の補正量を示している。第１２実施例においては、図２７の実線により規定される補正量を用いて排気昇温制御を実施する。

　なお、図２７に示す例では、フィルタ昇温制御を開始した時点で三元触媒２１の温度Ｔｔは、目標三元触媒温度Ｔｔｔにはなっていない。

　図２８は、上述した第１２実施例における排気浄化装置の温度制御の流れを示すフローチャートである。

　ステップＳ４０では、目標三元触媒温度Ｔｔｔから三元触媒２１の現在の温度Ｔｔを減じて得られる温度差ΔＴｔと、目標ＧＰＦ温度ＴｇｔからＧＰＦ２２の現在の温度Ｔｇを減じて得られる温度差ΔＴｇを算出する。

　ステップＳ４１では、温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇが０よりも大きい否かを判定している。温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇのいずれか一方が０よりも大きい場合にはステップＳ４２へ進み、温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇの双方が０以下の場合にはステップＳ４７へ進む。

　ステップＳ４２では、触媒昇温補正量Ｐ１を算出する。

　ステップＳ４３では、フィルタ昇温補正量Ｐ２を算出する。

　ステップＳ４４では、触媒昇温補正量Ｐ１からフィルタ昇温補正量Ｐ２を減じた値が０よりも大きいか否かを判定している。触媒昇温補正量Ｐ１からフィルタ昇温補正量Ｐ２を減じた値が０よりも大きい場合にはステップＳ４５へ進み、触媒昇温補正量Ｐ１からフィルタ昇温補正量Ｐ２を減じた値が０以下の場合には、ステップＳ４６へ進む。

　ステップＳ４５では、触媒昇温補正量Ｐ１を用いて排気昇温制御を実施する。ステップＳ４６では、フィルタ昇温補正量Ｐ２を用いて排気昇温制御を実施する。ステップＳ４７では、上述した通常制御を実施する。

　このような第１２実施例においても、上述した第６実施例と略同様の作用効果を奏することができる。

　つまり、第１２実施例のフィルタ昇温制御においては、複数の制御パラメータを制御するにあたって、ＧＰＦ捕集効率を向上させる上で有利な制御パラメータを優先して選択してもよい。

　また、第１２実施例の触媒昇温制御においては、複数の制御パラメータを制御するにあたって、三元触媒２１の温度Ｔｔの上昇に最も寄与する点火時期を制御パラメータの１つにすることが望ましい。

　第１３実施例における排気浄化装置の温度制御方法及び内燃機関１の制御装置について説明する。

　第１３実施例は、上述した第６実施例と略同一構成となっているが、排気昇温制御において三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために複数の制御パラメータを制御している。すなわち、第１３実施例においては、三元触媒２１の温度Ｔｔ及びＧＰＦ２２の温度Ｔｇを上昇させるために制御する制御パラメータが、点火時期、三元触媒２１の上流側に供給される二次空気、ウェストゲート弁３４の弁開度（ウェストゲート弁開度）及び内燃機関１の機関回転数となっている。

　触媒昇温制御における各制御パラメータの補正量は、図２９に示すように、フィルタ昇温制御における各制御パラメータの補正量よりも大きくなるよう設定されている。

　そして、この第１３実施例においては、触媒昇温制御における制御パラメータの数が、フィルタ昇温制御におけるパラメータ数よりも多くなるよう設定されている。例えば、触媒昇温制御における制御パラメータが点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数の４つであれば、フィルタ昇温制御におけるパラメータは、点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度の３つとなっている。

　また、触媒昇温制御においては、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔ以下の場合、三元触媒２１の温度Ｔｔに関わらず、各制御パラメータ（例えば、点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の補正量がそれぞれ予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、排気昇温制御における各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の制御量を所定の一定値としている。

　フィルタ昇温制御においては、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇに関わらず、各制御パラメータ（例えば、点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の補正量がそれぞれ予め設定された所定の一定値となっている。すなわち、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔ以下の場合、ＧＰＦ２２の温度Ｔｇによらず、排気昇温制御における各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の制御量を所定の一定値としている。

　なお、第１３実施例において、触媒昇温制御及びフィルタ昇温制御における各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の補正量は、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、大きくなるように設定してもよい。すなわち、第１３実施例における排気昇温制御は、三元触媒２１の温度Ｔｔが目標三元触媒温度Ｔｔｔに対して低くなるほど、またはＧＰＦ２２の温度Ｔｇが目標ＧＰＦ温度Ｔｇｔに対して低くなるほど、各制御パラメータ（点火時期、二次空気、ウェストゲート弁開度及び機関回転数）の制御量を通常制御に比べて大きくしてもよい。

　図３０は、上述した第１３実施例における排気浄化装置の温度制御の流れを示すフローチャートである。

　ステップＳ５０では、目標三元触媒温度Ｔｔｔから三元触媒２１の現在の温度Ｔｔを減じて得られる温度差ΔＴｔと、目標ＧＰＦ温度ＴｇｔからＧＰＦ２２の現在の温度Ｔｇを減じて得られる温度差ΔＴｇを算出する。

　ステップＳ５１では、温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇが０よりも大きい否かを判定している。温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇのいずれか一方が０よりも大きい場合にはステップＳ５２へ進み、温度差ΔＴｔ及び温度差ΔＴｇの双方が０以下の場合にはステップＳ５５へ進む。

　ステップＳ５２では、温度差ΔＴｔが０よりも大きいか否かを判定する。温度差ΔＴｔが０より大きい場合には、ステップＳ５３へ進む。温度差ΔＴｔが０以下の場合には、ステップＳ５４へ進む。

　ステップＳ５３では、第１３実施例における触媒昇温制御を実施する。ステップＳ５４では、第１３実施例におけるフィルタ昇温制御を実施する。ステップＳ５５では、上述した通常制御を実施する。

　このような第１３実施例においても、上述した第６実施例と略同様の作用効果を奏することができる。

　つまり、第１３実施例のフィルタ昇温制御においては、複数の制御パラメータを制御するにあたって、ＧＰＦ捕集効率を向上させる上で有利な制御パラメータを優先して選択してもよい。

　また、第１３実施例の触媒昇温制御においては、複数の制御パラメータを制御するにあたって、三元触媒２１の温度Ｔｔの上昇に最も寄与する点火時期を制御パラメータの１つにすることが望ましい。

　なお、上述した各実施例のうち触媒昇温制御及びフィルタ昇温制御で複数の制御パラメータを制御するものにおいては、フィルタ昇温制御で制御する制御パラメータが触媒昇温制御で制御する制御パラメータと異なるものであってもよい。すなわち、例えば、触媒昇温制御で点火時期と二次空気を制御し、フィルタ昇温制御でウェストゲート弁と機関回転数を制御するようにしてもよい。

Claims

　内燃機関に接続された排気通路に設けられ、上記内燃機関から排出された排気を浄化する内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法において、
　上記排気浄化装置は、排気中の排気微粒子を捕集するフィルタを有し、
　上記フィルタの温度が予め設定された第１所定温度以下の場合には、排気を昇温する所定の排気昇温制御を実施する内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記第１所定温度は、上記フィルタに捕集された排気微粒子が燃焼除去される温度よりも低く設定されている請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記第１所定温度は、上記フィルタの排気微粒子の捕集効率に基づいて設定されている請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記第１所定温度は、上記フィルタの排気微粒子の捕集効率が一定範囲内に収束する温度範囲の中で最低の温度に設定されている請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記排気浄化装置は、上記フィルタの上流側に位置して排気を浄化する触媒を有し、
　上記触媒の温度が予め設定された第２所定温度以下の場合には、上記排気昇温制御を実施する請求項１~４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記排気昇温制御は、上記フィルタが上記第１所定温度以上となるように排気を昇温するフィルタ昇温制御と、上記触媒が上記第２所定温度以上となるように排気を昇温する触媒昇温制御と、からなり、
　上記フィルタ昇温制御は、上記触媒昇温制御の後に実施する請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記排気昇温制御は、上記フィルタが上記第１所定温度以上となるように排気を昇温するフィルタ昇温制御と、上記触媒が上記第２所定温度以上となるように排気を昇温する触媒昇温制御と、からなり、
　上記第１所定温度から上記フィルタの温度を減じて得られた値に応じて決まる第１判定値と、上記第２所定温度から上記触媒の温度を減じて得られた値に応じて決まる第２判定値と、を比較し、上記第１判定値の方が大きい場合には、上記フィルタ昇温制御を実施し、上記第２判定値の方が大きい場合には、上記触媒昇温制御を実施する請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記フィルタ昇温制御と上記触媒昇温制御とでは、上記排気浄化装置の温度を上昇させるために制御する制御パラメータの制御量が異なる請求項６~７のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記フィルタ昇温制御と上記触媒昇温制御とでは、上記排気浄化装置の温度を上昇させるために制御する制御パラメータの数が異なる請求項６~８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記排気浄化装置の温度が低いとき、上記排気浄化装置の温度を上昇させるために制御する制御パラメータである上記内燃機関の点火時期をリタードして上記排気浄化装置の温度を上昇させる請求項１~９のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記排気通路は、上記排気浄化装置の上流側に二次空気を供給可能なものであり、
　上記排気浄化装置の温度が低いとき、上記排気浄化装置の温度を上昇させるために制御する制御パラメータである二次空気を供給して上記排気浄化装置の温度を上昇させる請求項１~１０のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記排気通路は、上記排気浄化装置の上流側に過給機のタービンが配置されているとともに、上記タービンを迂回する排気バイパス通路が接続され、
　上記排気バイパス通路には、当該排気バイパス通路を開閉するウェストゲート弁が配置され、
　上記排気浄化装置の温度が低いとき、上記排気浄化装置の温度を上昇させるために制御する制御パラメータであるウェストゲート弁開度を大きくして上記排気浄化装置の温度を上昇させる請求項１~１１のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　上記排気浄化装置の温度が低いとき、上記排気浄化装置の温度を上昇させるために制御する制御パラメータである上記内燃機関の機関回転数を高くして上記排気浄化装置の温度を上昇させる請求項１~１２のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置の温度制御方法。
　内燃機関に接続された排気通路内の排気を浄化する排気浄化装置と、
　上記排気浄化装置の温度を制御する制御部と、を有し、
　上記排気浄化装置は、排気通路内の排気微粒子を捕集するフィルタを有し、
　上記制御部は、上記フィルタの温度が予め設定された第１所定温度以下の場合には、排気を昇温する所定の排気昇温制御を実施する内燃機関の制御装置。