JP2019031928A - 排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルターの再生処理において、必要とされる排気ガスの昇温量に応じて燃料添加量を制御することのできる排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気浄化装置３０は、フィルター４２と、排気ガスに燃料を添加する添加部３２と、排気ガス中の燃料を酸化させる酸化触媒４１と、フィルター４２の温度を示す第１温度を検出する第１温度センサー５４と、酸化触媒４１に流入する排気ガスの温度を示す第２温度を検出する第２温度センサー５５と、添加部３２による燃料添加量を制御するＥＣＵ６０とを備える。ＥＣＵ６０は、第１温度および第２温度を取得し、フィルター４２の目標温度と第１温度との偏差に基づくフィードバック制御により燃料添加量の基本添加量を演算する。ＥＣＵ６０は、第２温度の上昇に対して単調減少する値が補正係数として規定された補正係数データから補正係数を演算し、基本添加量を補正係数で補正することにより燃料添加量を演算する。【選択図】図１

Description

本は、排気ガスに含まれている粒子状物質を捕捉するフィルターを有する排気浄化装置に関する。

例えば特許文献１のように、軽油を燃料とするディーゼルエンジンを搭載した車両には、排気ガスに含まれるＮＯｘや粒子状物質を浄化する排気浄化装置が搭載されている。排気浄化装置は、例えば還元剤とＮＯｘとを反応させてＮＯｘを還元する触媒や粒子状物質を捕捉するフィルターを備えている。このフィルターにおいては、捕捉した粒子状物質が焼却される再生処理が行われることによりフィルター機能が再生する。再生処理では、フィルターが目標温度まで昇温するように、排気ガスに添加した燃料を酸化させることによりフィルターに流入する排気ガスの温度を昇温させている。

特開２０１５−１０５６３３号公報

ところで、フィルターの再生処理において必要とされる燃料添加量は、直前までのエンジンの運転状態に応じて異なる。例えば、冷間始動直後の再生処理においては、エキゾーストマニホールドや排気通路などといった排気ガスが接触する排気系部材の温度が低く、エンジンからフィルターまでの経路における排気ガスの熱損失が大きい。そのため、同再生処理においては、全負荷走行直後の再生処理に比べて、必要とされる排気ガスの昇温量が大きくなり、より多くの燃料が必要となる。燃料添加量は、フィルターの目標温度とフィルターの温度との偏差に基づくフィードバック制御により制御されるが、冷間始動直後での再生処理を基準としてフィードバック制御のゲインが設定されると全負荷走行直後での再生処理においてフィルターの過熱を引き起こしてしまう。反対に、全負荷走行直後での再生処理を基準としてゲインが設定されると冷間始動直後での再生処理において再生時間が長くなってしまう。

本発明は、フィルターの再生処理において、必要とされる排気ガスの昇温量に応じて燃料添加量を制御することのできる排気浄化装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する排気浄化装置は、エンジンの排気ガスが流れる排気通路に位置するフィルターと、前記フィルターの上流で排気ガスに燃料を添加する添加部と、前記添加部が添加した燃料を酸化させることにより排気ガスを昇温させる昇温部と、前記フィルターの温度を示す第１温度を検出する第１温度検出部と、前記昇温部に流入する排気ガスの温度を示す第２温度を検出する第２温度検出部と、前記添加部を制御して前記フィルターの再生処理を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１温度および前記第２温度を取得する取得部と、前記フィルターの目標温度と前記第１温度との偏差に基づくフィードバック制御により前記添加部が添加する燃料添加量の基本添加量を演算する基本添加量演算部と、前記第２温度の上昇に対して単調減少する値が補正係数として規定された補正係数データを保持し、前記第２温度に応じた前記補正係数を演算する補正係数演算部と、前記基本添加量を前記補正係数で補正することにより前記燃料添加量を演算する添加量演算部と、を有する。

上記構成によれば、フィードバック制御に基づく基本添加量が同じであっても、必要とされる排気ガスの昇温量が大きいときには燃料添加量が多くすることができ、また、必要とされる排気ガスの昇温量が小さいときには燃料添加量が少なくすることができる。

上記構成の排気浄化装置において、前記第２温度検出部は、前記昇温部に流入する直前の排気ガスの温度を検出することが好ましい。
上記構成によれば、必要とされる排気ガスの昇温量がより高い精度のもとで把握されることから、排気ガスの昇温量に応じた燃料添加量をより高い精度のもとで制御できる。

上記構成の排気浄化装置において、前記第２温度は、前記エンジンの運転状態が軽負荷状態であると判断される軽負荷温度と、前記エンジンの運転状態が全負荷状態であると判断される全負荷温度と、を有し、前記補正係数データには、前記第２温度が前記軽負荷温度以下の範囲に前記補正係数の最大値が規定され、前記第２温度が前記軽負荷温度よりも高く、かつ、前記全負荷温度以下の範囲に前記第２温度が高いほど小さい値が規定されていることが好ましい。

補正係数データには、第２温度の上昇に対して単調減少する補正係数として上記構成のような値を設定することが可能である。
上記構成の排気浄化装置において、前記フィードバック制御におけるゲインに前記エンジンの冷間始動直後に前記再生処理が実行された場合の最適値が設定されることが好ましい。

上記構成によれば、冷間始動直後の再生処理における再生時間の短縮を最優先してゲインの設定が可能であるから、同再生処理の再生時間をより確実に短縮することができる。

排気浄化装置の一実施形態を搭載したエンジンシステムの概略構成図。 排気浄化装置における電気的構成の一例を示す機能ブロック図。 補正係数データの一例を模式的に示すグラフ。 上限値の演算結果の一例を模式的に示すグラフ。 冷間始動直後の再生処理の再生時間を比較した結果の一例を示すグラフ。

図１〜図５を参照して、排気浄化装置の一実施形態について説明する。まず、図１を参照して、排気浄化装置が搭載されるエンジンシステムの概略構成について説明する。
図１に示すように、エンジンシステムは、ディーゼルエンジン１０（以下、エンジン１０という。）を備える。シリンダーブロック１１に形成された複数のシリンダー１２には、コモンレールから所定圧力の燃料が供給されるインジェクター１３から燃料が噴射される。シリンダーブロック１１には、インテークマニホールド１４とエキゾーストマニホールド１５とが接続されている。

インテークマニホールド１４に接続される吸気通路１６には、上流側から順に、エアクリーナー１６Ａ、ターボチャージャー１７を構成するコンプレッサー１８、インタークーラー１９が設けられている。エキゾーストマニホールド１５に接続される排気通路２０には、ターボチャージャー１７を構成するタービン２２が設けられている。

エキゾーストマニホールド１５と吸気通路１６とを接続するＥＧＲ通路２５には、ＥＧＲクーラー２６とＥＧＲ弁２７とが設けられている。ＥＧＲ弁２７が開状態にあるとき、シリンダー１２には、ＥＧＲガスと吸入空気との混合気体が作動ガスとして供給される。

シリンダー１２では、作動ガスとインジェクター１３が噴射した燃料との混合気が燃焼する。シリンダー１２からの排気ガスは、エキゾーストマニホールド１５を通じて排気通路２０へと流入し、タービン２２を通過した後、排気浄化装置３０に流入する。

排気浄化装置３０は、添加部３２、昇温部として機能する酸化触媒４１、および、フィルターであるＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）４２を備える。酸化触媒４１およびＤＰＦ４２は、排気通路２０を構成する拡径部２０Ａに収容されている。

添加部３２は、拡径部２０Ａに流入する排気ガスに対して燃料を添加する。添加部３２は、燃料を貯留する燃料タンク３４に接続された燃料通路３５を備える。この燃料タンク３４は、インジェクター１３が噴射する燃料を貯留する燃料タンクでもよいし、該燃料タンクとは別個に設けられる燃料タンクでもよい。燃料通路３５には、ポンプ３６が配設されている。ポンプ３６は、燃料タンク３４内の燃料を所定圧力で添加弁３８に圧送する。添加弁３８は、弁機構を内蔵した電子制御式の噴射弁であり、弁機構が開状態にあるときに排気ガスに燃料を添加する。

酸化触媒４１は、排気ガス中の未燃燃料や一酸化炭素を酸化して水や二酸化炭素に変換する。また、酸化触媒４１は、添加部３２が添加した燃料を酸化することでＤＰＦ４２に流入する排気ガスを昇温する。酸化触媒４１は、例えば耐熱性に優れたステンレスやセラミックからなるフロースルー型のモノリス担体と、このモノリス担体にコーティングされた触媒層とを有する。触媒層は、例えばゼオライトやアルミナからなる粒子状の触媒担体と触媒担体に担持された触媒金属とを有する。触媒金属は、例えば白金、パラジウム、およびロジウム等の白金系元素のうちの少なくとも１種である。

ＤＰＦ４２は、排気ガス中の粒子状物質を捕捉する。ＤＰＦ４２は、例えば耐熱性に優れたセラミックやステンレスを素材としたウォールフロー型のフィルターであり、再生温度まで昇温すると粒子状物質が焼却されてフィルター機能が再生する。なお、このＤＰＦ４２は、その表層にＮＯｘを還元する触媒層を有する触媒化ＤＰＦであってもよい。

エンジンシステムは、エンジン回転数センサー５２、差圧センサー５３、第１温度センサー５４、および、第２温度センサー５５を備えている。
エンジン回転数センサー５２は、エンジン１０によって駆動されるクランクシャフト１０ａの回転数であるエンジン回転数Ｎｅを検出する。差圧センサー５３は、ＤＰＦ４２の上流側の圧力と下流側の圧力との圧力差である差圧ΔＰを検出する。第１温度センサー５４は、フィルターの温度である第１温度Ｔ１を検出する第１温度検出部として機能する。第１温度センサー５４は、例えば、酸化触媒４１とＤＰＦ４２との間を流れる排気ガスの温度であってＤＰＦ４２に流入する直前の排気ガスの温度を第１温度Ｔ１として検出する。第２温度センサー５５は、昇温部に流入する排気ガスの温度である第２温度Ｔ２を検出する第２温度検出部として機能する。例えば、第２温度センサー５５は、タービン２２を通過して酸化触媒４１に流入する直前の排気ガスの温度を第２温度Ｔ２として検出する。これらの各種センサー５２〜５５は、制御部として機能するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６０に検出値を示す信号を出力する。

図２〜図４を参照して、ＥＣＵ６０について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ６０は、プロセッサ、メモリー、入力インターフェース、および、出力インターフェース等がバスを介して互いに接続されたマイクロコンピューターを中心に構成される。ＥＣＵ６０は、入力インターフェースを介して取得した各種情報、ならびに、メモリーに格納された各種制御プログラムおよび各種データに基づいて各種処理を実行する。ＥＣＵ６０は、各種処理に基づく制御信号を出力インターフェースを介して各種制御対象に出力する。例えば、ＥＣＵ６０は、ＤＰＦ４２を再生する再生処理において、添加弁３８から排気ガスに添加される燃料添加量Ｑｉｎｊを演算し、その演算した燃料添加量Ｑｉｎｊの燃料が排気ガスに添加されるように添加弁３８を制御する。

ＥＣＵ６０は、再生処理に関する各種の機能部として、取得部６１、基本添加量演算部６２、補正係数演算部６４、上限演算部６６、および、添加量演算部６８を備えている。
取得部６１は、上述した各種センサー５２〜５５が検出したエンジン回転数Ｎｅ、差圧ΔＰ、第１温度Ｔ１、および、第２温度Ｔ２を取得する。また取得部６１は、ドライバーが操作可能な再生ボタン５６の操作信号を取得する。ＥＣＵ６０は、取得部６１が再生ボタン５６の操作信号を取得するとＤＰＦ４２の再生処理を開始し、再生処理の実行中に第１温度Ｔ１に基づく粒子状物質の燃焼量が所定の閾値に到達すると再生処理を終了する。

基本添加量演算部６２は、ＤＰＦ４２の目標温度Ｔｔａｒと取得部６１が取得した第１温度Ｔ１との偏差ΔＴ（＝Ｔｔａｒ−Ｔ１）に基づくフィードバック制御により、燃料添加量Ｑｉｎｊの基本添加量Ｑｂｓｅを演算する。目標温度Ｔｔａｒは、再生温度よりも高い温度であり、フィルターの再生が継続して行われる温度である。基本添加量演算部６２は、例えば、偏差ΔＴに対して比例ゲインＫｐを乗算した比例項（＝Ｋｐ×ΔＴ）と偏差ΔＴの積分に対して積分ゲインＫｉを乗算した積分項（＝Ｋｉ×∫ΔＴ）との加算値を基本添加量Ｑｂｓｅとして演算する。

また、基本添加量演算部６２は、偏差ΔＴとエンジン回転数Ｎｅとに対して比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉの各々が関連付けられたゲインデータ６３をメモリーの所定領域に保持している。基本添加量演算部６２は、基本添加量Ｑｂｓｅを演算する際に、偏差ΔＴとエンジン回転数Ｎｅとに対応する比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉをゲインデータ６３から選択し、その選択した比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉを用いて基本添加量Ｑｂｓｅを演算する。

補正係数演算部６４は、基本添加量演算部６２が演算した基本添加量Ｑｂｓｅを補正する補正係数Ｋを演算する。補正係数演算部６４は、第２温度Ｔ２の上昇に対して広義単調減少する補正係数Ｋが第２温度Ｔ２ごとに規定された補正係数データ６５をメモリーの所定領域に保持している。補正係数演算部６４は、第２温度Ｔ２に応じた補正係数Ｋを補正係数データ６５から選択することにより補正係数Ｋを演算する。

図３に示すように、第２温度Ｔ２は、エンジン１０の運転状態が軽負荷状態、すなわち停車中のアイドリング状態にあると判断可能な軽負荷温度Ｔ２１と、エンジン１０の運転状態が全負荷状態にあると判断可能な全負荷温度Ｔ２２とを有している。

補正係数データ６５において、軽負荷温度Ｔ２１以下の第２温度Ｔ２には、補正係数Ｋの最大値である最大係数Ｋ１が補正係数Ｋとして規定されている。軽負荷温度Ｔ２１よりも高く、かつ、全負荷温度Ｔ２２以下の第１減少領域の第２温度Ｔ２には、全負荷温度Ｔ２２に対応する全負荷係数Ｋ２に向かって第２温度Ｔ２が高くなるほど小さくなる値が補正係数Ｋとして規定されている。全負荷温度Ｔ２２よりも高く、かつ、最小値割当温度Ｔ２３以下の第２減少領域の第２温度Ｔ２には、第２温度Ｔ２が高くなるほど小さくなる値が補正係数Ｋとして規定されている。最小値割当温度Ｔ２３よりも高い第２温度Ｔ２には、補正係数Ｋの最小値が規定されている。

上限演算部６６は、燃料添加量Ｑｉｎｊの上限値Ｑｌｉｍを演算する。
図４に示すように、上限演算部６６は、酸化触媒４１が活性状態にあると判断可能な温度である添加下限温度Ｔ１１よりも第１温度Ｔ１が低い場合には、上限値Ｑｌｉｍとして０を演算する。上限演算部６６は、第１温度Ｔ１が添加下限温度Ｔ１１よりも高く、かつ、上限値Ｑｌｉｍが最大上限値Ｑｍａｘに到達する低温側上限温度Ｔ１２以下の場合には、第１温度Ｔ１が高くなるほど大きくなる値を上限値Ｑｌｉｍとして演算する。この添加下限温度Ｔ１１と低温側上限温度Ｔ１２との間には、高温側における上限値Ｑｌｉｍの変化率が大きくなる変化率切替温度Ｔｃが設定されている。こうした構成によれば、酸化触媒４１の活性状態に応じて燃料添加量Ｑｉｎｊが制限されることで燃料のスリップ量が低減されるとともに、ＤＰＦ４２の急激な温度上昇やＤＰＦ４２における温度分布のばらつきが抑えられる。

また、上限演算部６６は、第１温度Ｔ１が低温側上限温度Ｔ１２よりも高く、かつ、高温側上限温度Ｔ１３以下である場合には、上限値Ｑｌｉｍとして最大上限値Ｑｍａｘを演算する。上限演算部６６は、第１温度Ｔ１が高温側上限温度Ｔ１３よりも高く、かつ、禁止温度Ｔ１４未満である場合には、禁止温度Ｔ１４で０に到達するように第１温度Ｔ１が高くなるほど小さくなる値を上限値Ｑｌｉｍとして演算する。禁止温度Ｔ１４よりも高い第１温度Ｔ１には、上限値Ｑｌｉｍとして０が規定されている。禁止温度Ｔ１４は、ＤＰＦ４２の過熱を抑えるべく、第１温度Ｔ１の観点から燃料の添加を禁止すべきと判断される温度である。

添加量演算部６８は、上限値Ｑｌｉｍを上限として基本添加量Ｑｂｓｅおよび補正係数Ｋに基づき燃料添加量Ｑｉｎｊを演算し、その演算した燃料添加量Ｑｉｎｊを示す制御信号を添加弁３８に出力する。添加量演算部６８は、例えば、基本添加量Ｑｂｓｅと補正係数Ｋとの乗算値、および、上限値Ｑｌｉｍのうちの小さい方を燃料添加量Ｑｉｎｊ（＝ｍｉｎ（Ｑｌｉｍ、Ｋ×Ｑｂｓｅ））として演算する。

図５を参照して上述した排気浄化装置３０の作用について説明する。
上述した排気浄化装置３０においては、第２温度Ｔ２に応じて選択される補正係数Ｋによって基本添加量Ｑｂｓｅが補正され、その補正後の燃料量が燃料添加量Ｑｉｎｊに設定される。これにより、基本添加量Ｑｂｓｅが同じであっても、必要とされる排気ガスの昇温量が小さいほど、換言すれば排気系部材の温度が高いほど、燃料添加量Ｑｉｎｊを少なくすることができる。また、必要とされる排気ガスの昇温量が大きいほど、換言すれば排気系部材の温度が低いほど、燃料添加量Ｑｉｎｊを多くすることができる。その結果、全負荷走行直後の再生処理におけるＤＰＦ４２の過熱の抑制と、冷間始動直後の再生処理における再生時間の短縮とを両立させることができる。

例えば、ゲインデータ６３の比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉが冷間始動直後の再生処理における再生時間の短縮についての最適値である場合、補正係数Ｋの最大係数Ｋ１に１が設定され、全負荷温度Ｔ２２における補正係数Ｋである全負荷係数Ｋ２に１未満の値が設定される。すなわち、第２温度Ｔ２が軽負荷温度Ｔ２１以下である場合には、上限値Ｑｌｉｍ以下という条件のもと、基本添加量Ｑｂｓｅがそのまま燃料添加量Ｑｉｎｊに設定される。また、第２温度Ｔ２が軽負荷温度Ｔ２１よりも高く、かつ、全負荷温度Ｔ２２以下である場合には、上限値Ｑｌｉｍ以下という条件のもと、基本添加量Ｑｂｓｅよりも少ない燃料量が燃料添加量Ｑｉｎｊに設定される。こうした比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉの設定条件のもとでは、再生時間が長くなる冷間始動直後の再生処理における再生時間をより効果的に短縮することができる。

また例えば、ゲインデータ６３の比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉが全負荷走行直後の再生処理におけるＤＰＦ４２の過熱の抑制についての最適値である場合、最大係数Ｋ１に１よりも大きい値が設定され、全負荷係数Ｋ２に１が設定される。すなわち、第２温度Ｔ２が全負荷温度Ｔ２２未満である場合には、上限値Ｑｌｉｍ以下という条件のもと、基本添加量Ｑｂｓｅよりも大きい燃料量が燃料添加量Ｑｉｎｊに設定される。こうした比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉの設定条件のもとでは、ＤＰＦ４２が過熱しやすい全負荷走行直後の再生処理においてＤＰＦ４２の過熱をより効果的に抑えることができる。

図５は、冷間始動直後の再生処理における再生時間を比較した結果の一例を示すグラフである。比較例は、冷間始動直後の再生処理における最適値と全負荷走行直後の再生処理における最適値との間の中間的な値が比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉに設定され、かつ、基本添加量Ｑｂｓｅが燃料添加量Ｑｉｎｊに設定される排気浄化装置の再生時間を示している。一方、実施例は、上述した排気浄化装置３０であって、比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉに冷間始動直後の再生処理における最適値が設定される排気浄化装置の再生時間を示している。図５に示すように、実施例の再生時間は、比較例の再生時間に比べて約２０％削減されることが認められた。

上記実施形態の排気浄化装置３０によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）排気浄化装置３０においては、フィードバック制御に基づく基本添加量Ｑｂｓｅが同じであっても第２温度Ｔ２が低いほど燃料添加量Ｑｉｎｊが多くなる。そのため、必要とされる排気ガスの昇温量が大きいほど燃料添加量Ｑｉｎｊを多くすることができ、また、必要とされる排気ガスの昇温量が小さいほど燃料添加量Ｑｉｎｊを少なくすることができる。その結果、その時々の排気系部材の温度状態に応じた燃料添加量ＱｉｎｊでＤＰＦ４２の再生処理を行うことができる。

（２）排気浄化装置３０において、第２温度センサー５５は、酸化触媒４１に流入する直前の排気ガスの温度を検出している。これにより、必要とされる排気ガスの昇温量がより高い精度のもとで把握される。その結果、燃料添加量Ｑｉｎｊをより高い精度のもとで制御することができる。こうした効果は、一般的な乗用車に比べてスケールが大きく熱容量の大きい排気系部材が使用されるとともに車両バリエーションが多く排気系部材の形状（例えば配管長さ）や種類が多様な貨物自動車等の大型自動車においてより顕著である。

（３）排気浄化装置３０においては、比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉを冷間始動直後に再生処理が行われた場合の最適値に設定可能である。この場合、補正係数Ｋの最大係数Ｋ１に１が設定される。この設定条件によれば、再生時間が最も長くなる冷間始動直後のアイドリング状態における再生処理での再生時間を効果的に短くすることができる。

（４）排気浄化装置３０においては、比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉを全負荷走行直後に再生処理が行われた場合の最適値に設定可能である。この場合、補正係数Ｋの全負荷係数Ｋ２に１が設定される。この設定条件によれば、ＤＰＦ４２が過熱しやすい全負荷走行直後の再生処理でのＤＰＦ４２の過熱を効果的に抑えることができる。

（５）排気浄化装置３０においては、基本添加量Ｑｂｓｅを演算する際、偏差ΔＴとエンジン回転数Ｎｅとに応じた比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉがゲインデータ６３から選択される。こうした構成によれば、その時々の排気ガスの流量に応じて比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉが設定可能であることから、車両の走行中にＤＰＦ４２の再生処理が行われたとしても、その時々の排気ガスの昇温量に応じた熱量の基本添加量Ｑｂｓｅを演算することができる。

（６）第２温度Ｔ２が全負荷温度Ｔ２２よりも高い場合には、例えば第２温度センサー５５など、排気浄化装置３０の構成要素に異常が生じている可能性がある。こうした状況において、全負荷走行直後の再生処理と同等の燃料添加量Ｑｉｎｊを添加するとなれば、ＤＰＦ４２の過熱を招いてしまうおそれがある。この点、上記構成によれば、補正係数データ６５には、全負荷温度Ｔ２２よりも高い第２温度Ｔ２に対して全負荷係数Ｋ２よりも小さい値が補正係数Ｋとして規定されている。そのため、排気浄化装置３０に異常が生じたとしてもＤＰＦ４２の過熱を抑えることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉは、冷間始動直後の再生処理の最適値や全負荷走行直後の再生処理の最適値に限らず、他の状態での再生処理における最適値であってもよい。こうした場合、高い頻度のもとで再生処理が行われる状態における最適値が比例ゲインＫｐおよび積分ゲインＫｉに設定され、また、軽負荷温度Ｔ２１よりも高くかつ全負荷温度Ｔ２２よりも低い第２温度Ｔ２に対応する補正係数Ｋに１が設定される。こうした構成によれば、頻度の高い再生処理の再生時間を効果的に短縮することができる。

・再生処理における排気ガスの昇温は、酸化触媒４１における燃料の酸化に限らず、例えば、ＤＰＦ４２の上流に配設されたバーナーが生成する燃焼ガスとの混合によって行われてもよい。こうしたバーナーは、排気ガスに燃料を添加する添加部や排気ガスに添加した燃料を着火する着火部、燃料の燃焼空間を形成する燃焼空間形成部材などを備えている。そして、その燃焼ガスと排気ガスとが混合する混合空間を形成する混合空間形成部材によって昇温部が構成される。

・添加部は、排気ガスに燃料を添加できるものであればよい。そのため、添加部は、例えば、ポスト噴射により燃料を添加するインジェクター１３であってもよい。
・第１温度検出部は、ＤＰＦ４２の温度を示す第１温度Ｔ１を検出するものであればよく、ＤＰＦ４２に流入する排気ガスの温度を検出する第１温度センサー５４に限られない。例えば、第１温度検出部は、ＤＰＦ４２に流入する排気ガスの温度である上流側温度を検出する上流側温度センサーと、ＤＰＦ４２から流出した排気ガスの温度である下流側温度を検出する下流側温度センサーと、上流側温度と下流側温度とに基づく温度勾配からＤＰＦ４２の温度を演算する温度演算部とによって構成されてもよい。

・第２温度検出部は、昇温部に流入する排気ガスの温度を示す第２温度Ｔ２を検出するものであればよく、昇温部に流入する直前の排気ガスの温度を検出する第２温度センサー５５に限られない。例えば、第２温度検出部は、ターボチャージャー１７を備えたエンジンシステムにおいては、タービン２２から流出した直後の排気ガスの温度である流出温度を第２温度Ｔ２として検出してもよい。また、第２温度検出部は、その時々の運転状態や外気温などに基づいて流出温度を補正した温度を第２温度Ｔ２として検出してもよい。なお、第２温度検出部は、実際の温度との誤差が小さくなるように、昇温部に連なる区間であって排気通路との管摩擦により圧力損失が生じる区間を流れる排気ガスの温度に基づいて第２温度Ｔ２を検出することが好ましい。

・ＥＣＵ６０においては、基本添加量Ｑｂｓｅに対して補正係数Ｋを乗算することにより燃料添加量Ｑｉｎｊが演算されている。これに限らず、ＥＣＵ６０は、例えば、補正係数データ６５として、比例ゲインＫｐに対応する補正係数が規定されたデータと積分ゲインＫｉに対応する補正係数が規定されたデータとが保持されることにより、各ゲインの補正係数が各別に演算されてもよい。こうした構成によれば、燃料添加量Ｑｉｎｊについての自由度がさらに向上することから、その時々の状態に応じた燃料添加量Ｑｉｎｊをさらに高い精度のもとで演算することができる。

・基本添加量演算部６２は、ＤＰＦ４２の目標温度Ｔｔａｒと第１温度Ｔ１との偏差ΔＴに基づくフィードバック制御により基本添加量Ｑｂｓｅを演算すればよく、比例制御および積分制御に微分制御を加えて基本添加量Ｑｂｓｅを演算してもよい。

・ＥＣＵ６０は、再生ボタン５６の操作信号に限らず、例えば、差圧センサー５３の検出した差圧ΔＰが再生差圧ΔＰ２（＞閾値ΔＰ１）を超えるなど、ＤＰＦ４２における粒子状物質の堆積量が所定量を超えたことを契機に再生処理を実行してもよい。

１０…ディーゼルエンジン、１０ａ…クランクシャフト、１１…シリンダーブロック、１２…シリンダー、１３…インジェクター、１４…インテークマニホールド、１５…エキゾーストマニホールド、１６…吸気通路、１７…ターボチャージャー、１８…コンプレッサー、１９…インタークーラー、２０…排気通路、２０Ａ…拡径部、２２…タービン、２５…ＥＧＲ通路、２６…ＥＧＲクーラー、２７…ＥＧＲ弁、３０…排気浄化装置、３２…添加部、３４…燃料タンク、３５…燃料通路、３６…ポンプ、３８…添加弁、４１…酸化触媒、４２…ＤＰＦ、５２…エンジン回転数センサー、５３…差圧センサー、５４…第１温度センサー、５５…第２温度センサー、５６…再生ボタン、６０…ＥＣＵ、６１…取得部、６２…基本添加量演算部、６３…ゲインデータ、６４…補正係数演算部、６５…補正係数データ、６６…上限演算部、６７…上限データ、６８…添加量演算部。

Claims (4)

1. エンジンの排気ガスが流れる排気通路に位置するフィルターと、
   前記フィルターの上流で排気ガスに燃料を添加する添加部と、
   前記添加部が添加した燃料を酸化させることにより排気ガスを昇温させる昇温部と、
   前記フィルターの温度を示す第１温度を検出する第１温度検出部と、
   前記昇温部に流入する排気ガスの温度を示す第２温度を検出する第２温度検出部と、
   前記添加部を制御して前記フィルターの再生処理を実行する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１温度および前記第２温度を取得する取得部と、
   前記フィルターの目標温度と前記第１温度との偏差に基づくフィードバック制御により前記添加部が添加する燃料添加量の基本添加量を演算する基本添加量演算部と、
   前記第２温度の上昇に対して単調減少する値が補正係数として規定された補正係数データを保持し、前記第２温度に応じた前記補正係数を演算する補正係数演算部と、
   前記基本添加量を前記補正係数で補正することにより前記燃料添加量を演算する添加量演算部と、を有する
   排気浄化装置。
2. 前記第２温度検出部は、前記昇温部に流入する直前の排気ガスの温度を検出する
   請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 前記第２温度は、前記エンジンの運転状態が軽負荷状態であると判断される軽負荷温度と、前記エンジンの運転状態が全負荷状態であると判断される全負荷温度と、を有し、
   前記補正係数データには、前記第２温度が前記軽負荷温度以下の範囲に前記補正係数の最大値が規定され、前記第２温度が前記軽負荷温度よりも高く、かつ、前記全負荷温度以下の範囲に前記第２温度が高いほど小さい値が規定されている
   請求項１または２に記載の排気浄化装置。
4. 前記フィードバック制御におけるゲインに前記エンジンの冷間始動直後に前記再生処理が実行された場合の最適値が設定される
   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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