JP4125255B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、排気通路に設けられた排気浄化部材に燃料を添加する内燃機関の排気浄化装置に関するものである。

近年、排気通路に設けられたフィルタによって排気中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集して浄化する排気浄化機構が、車載用ディーゼル機関等の内燃機関に採用されている。こうした排気浄化機構では、捕集されたＰＭの堆積によるフィルタの目詰まりが発生する前に、堆積したＰＭを除去してフィルタを再生させる必要がある。

従来、そうしたフィルタのＰＭ再生を行う排気浄化装置として特許文献１のものが知られている。この排気浄化装置では、ＰＭの酸化を促進する触媒を上記フィルタに担持させており、フィルタに流入する排気中に燃料を添加するようにしている。この燃料添加によってフィルタに捕集されたＰＭは酸化（燃焼を含む）されて、上記フィルタは再生される。
特開２００３−２０９３０号公報

ところで、上述したような燃料添加時にあって、排気浄化機構に燃料を添加しつづける場合には、同機構の上流側の部位で燃料の燃焼が継続して行われ、同機構の下流側の部位に向けて高温の排気が連続的に送り込まれる。そのため、排気浄化機構の温度はその排気下流側に向かうほど高くなる傾向にあり、同機構の上流側の部位に粒子状物質が残留しやすくなる。すなわち部分的な粒子状物質の燃え残りが生じやすくなる。

一方、燃料を間欠的に添加する場合には、高温の排気が排気浄化機構の下流側の部位に向けて連続的に送り込まれるといった状態が抑制され、排気浄化機構における温度分布の偏りを抑えることができる。そのため、排気浄化機構にあって部分的に残留する粒子状物質の量を減少させることができる。

ここでこのような間欠添加では、粒子状物質の部分的な残留を抑えることができるものの、上述したような連続添加を行う場合と比較して粒子状物質の酸化等が促進される。そのため、間欠添加の実行を適切に行わなければ、排気浄化機構が過度に昇温される等といった不具合が生じるおそれがある。

この発明はこうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、間欠添加を適切に実施することにより、排気浄化機構に残留する粒子状物質の量を減少させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、燃機関の排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する排気浄化機構と、同排気浄化機構に燃料を添加する添加手段とを備える内燃機関の排気浄化装置において、前記排気浄化機構の排気上流側と排気下流側との圧力差を検出する検出手段と、前記添加手段による燃料添加の実行中にあって、予め設定されたタイミングでの前記圧力差と同タイミングに対応した差圧基準値との比較を行う比較手段と、同比較手段によって前記圧力差が前記差圧基準値を超えている旨判定される場合には、前記添加手段による燃料の添加態様を間欠添加に切り替える切替手段とを備えることをその要旨とする。

排気浄化機構に捕集された粒子状物質の量が燃料添加によって減少していくほど、排気浄化機構の排気上流側と排気下流側との圧力差は小さくなっていくため、この圧力差に基づいて粒子状物質の残留状態を把握することができる。そこで上記構成では、燃料添加の実行中にあって、予め設定されたタイミングでの圧力差が、そのタイミングに対応した圧力差の基準値である上記差圧基準値を超えているときに、燃料の添加態様を間欠添加に切り替えるようにしている。すなわち、間欠添加とは異なる態様で燃料添加が行われているときに粒子状物質の減少が十分に行われていない場合には、燃料の添加態様を間欠添加に切り替えるようにしている。従って、間欠添加を適切に実施することができ、もって排気浄化機構に残留する粒子状物質の量を減少させることができるようになる。

なお、排気浄化機構に粒子状物質が残留していると、この残留した粒子状物質が燃料添加時に急激燃焼されるおそれがある。この点、上記構成では排気浄化機構に残留する粒子状物質の量を減少させることができるため、このような急激燃焼も抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記比較手段は、前記間欠添加への切り替え後にも前記タイミングとは異なる別のタイミングで前記圧力差を比較することをその要旨とする。

同構成によれば、間欠添加への切り替え後にも圧力差の比較が行われる。そのため、間欠添加によって粒子状物質の残留量が減少されているか否かを判断することができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記間欠添加への切り替え後の前記圧力差が前記間欠添加への切り替え前の前記差圧基準値とは異なる別の差圧基準値以下となったときに前記間欠添加を終了することをその要旨とする。

同構成によれば、粒子状物質の残留量が間欠添加によって確実に減少していることを判断することができ、過度な間欠添加の継続を抑えることができるようになる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記比較手段による圧力差の比較は、前記粒子状物質の推定堆積量が予め設定された閾値以下となったタイミングで行われることをその要旨とする。

同構成によれば、圧力差の比較タイミングが粒子状物質の推定堆積量に基づいて設定されることになる。従って、上記閾値を好適な値に設定し、例えば粒子状物質の堆積量がある程度減少したときに圧力差の比較が行われるようにすれば、大量の粒子状物質が間欠添加によって急激に酸化される等といった、排気浄化機構の過昇温を招くおそれのある状態を回避することができる。

ちなみに粒子状物質の推定堆積量は、燃料噴射量や機関回転速度等といった機関運転状態に基づいて算出することができる。
請求項５に記載の発明は、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において、前記排気浄化機構における非可燃性物質の量を前記間欠添加が終了したときの圧力差に基づいて推定する非可燃性物質推定手段と、同非可燃性物質推定手段によって推定される非可燃性物質の量に基づいて前記圧力差を補正する補正手段とをさらに備えることをその要旨とする。

また、請求項６に記載の発明は、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において、前記排気浄化機構における非可燃性物質の量を前記間欠添加が終了したときの圧力差に基づいて推定する非可燃性物質推定手段と、同非可燃性物質推定手段によって推定される非可燃性物質の量に基づいて前記差圧基準値を補正する補正手段とをさらに備えることをその要旨とする。

燃料添加によって粒子状物質が酸化されると、その一部はアッシュなどの非可燃性物質になる。この非可燃性物質が排気浄化機構に残留すると、その残留量は上記圧力差に影響を与え、上述したような圧力差の比較判定における判定精度が低下するおそれがある。この点上記請求項５に記載の構成では、非可燃性物質の量が推定され、その値に基づいて上記圧力差が補正される。また、上記請求項６に記載の構成では、非可燃性物質の量が推定され、その値に基づいて上記差圧基準値が補正される。従ってこれら各構成によれば、排気浄化機構に非可燃性物質が残留する場合であっても、上記圧力差の比較判定における判定精度を好適に確保することができ、ひいては間欠添加の切り替えも好適に行うことができるようになる。

他方、内燃機関の吸入空気量が少なくなるほど、すなわち排気の流量が低下するほど、上記検出手段によって検出される圧力差は大きくばらつく傾向にある。そしてこのように圧力差が大きくばらつくときには、上記圧力差の比較判定における判定結果もばらつくようになるため、その信頼性も低下するようになる。そこで、請求項７に記載の発明によるように、前記比較手段は、吸入空気量が所定量以上のときに前記圧力差を比較する、といった構成や、請求項８に記載の発明によるように、前記検出手段は、吸入空気量が所定量以上のときの前記圧力差を検出する、といった構成を採用することにより、上述したような判定結果の信頼性低下を抑制することができるようになる。

また、請求項９に記載の発明によるように、前記差圧基準値は吸入空気量が減少するほどより大きい値に設定される、といった構成を採用することにより、吸入空気量が少なくなるほど間欠添加は実施されにくくなる。そのため、上記圧力差の比較時における誤判定に起因した間欠添加の切り替えを好適に抑制することができるようになる。

請求項１０に記載の発明は、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において、前記比較手段は、前記タイミングから所定期間経過するまでの間に検出された圧力差の平均値と前記差圧基準値とを比較することをその要旨とする。

また、請求項１１に記載の発明は、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において、前記比較手段は、前記タイミングから所定期間経過するまでの間に検出された圧力差の徐変値と前記差圧基準値とを比較することをその要旨とする。

上記請求項１０または請求項１１に記載の構成によれば、圧力差の変動が上記圧力差の比較判定に与える影響を抑制することができるようになる。
請求項１２に記載の発明は、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において、前記排気浄化機構は、排気中の粒子状物質が通過する排気浄化触媒と、同排気浄化触媒よりも排気下流側に設けられて前記粒子状物質を捕集する排気浄化部材とから構成され、前記検出手段は、前記排気浄化部材の排気上流側と排気下流側との圧力差を検出することをその要旨とする。

同構成によれば、排気浄化機構が上記排気浄化触媒と上記排気浄化部材とから構成される場合であっても、請求項１〜１１のいずれかに記載の発明による効果を得ることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を具体化した第１の実施形態を、図１〜図３を併せ参照して説明する。

図１は、本実施形態の適用される内燃機関１０の構成を示している。この内燃機関１０は、コモンレール方式の燃料噴射装置、及びターボチャージャ１１を備えるディーゼル機関となっており、大きくは吸気通路１２、燃焼室１３、及び排気通路１４等を備えて構成されている。

内燃機関１０の吸気系を構成する吸気通路１２には、その最上流部に配設されたエアクリーナ１５から下流側に向けて順に、エアフロメータ１６、上記ターボチャージャ１１のコンプレッサ１７、インタークーラ１８、及び吸気絞り弁１９が配設されている。また吸気通路１２は、吸気絞り弁１９の下流側に設けられた吸気マニホールド２０において分岐され、吸気ポート２１を介して内燃機関１０の各気筒の燃焼室１３に接続されている。

一方、内燃機関１０の排気系を構成する排気通路１４では、各気筒の燃焼室１３にそれぞれ接続された排気ポート２２が排気マニホールド２３を介して上記ターボチャージャ１１の排気タービン２４に接続されている。また排気通路１４の排気タービン２４下流には排気浄化機構が設けられており、上流側から順に、ＮＯｘ触媒コンバータ２５、ＤＰＮＲコンバータ２６、酸化触媒コンバータ２７が配設されている。

ＮＯｘ触媒コンバータ２５には、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されている。このＮＯｘ触媒は、排気の酸素濃度が高いときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、排気の酸素濃度が低いときにその吸蔵したＮＯｘを放出する。またＮＯｘ触媒は、上記ＮＯｘ放出時に、還元剤となる未燃燃料成分がその周囲に十分存在していれば、その放出されたＮＯｘを還元して浄化する。なお、このＮＯｘ触媒コンバータ２５は排気中のＰＭが通過する上記排気浄化触媒を構成する。

ＤＰＮＲコンバータ２６は、多孔質材料によって形成されており、排気中のＰＭが捕集されるようになっている。このＤＰＮＲコンバータ２６にも、上記ＮＯｘ触媒コンバータ２５と同様に、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されており、排気中のＮＯｘの浄化が行われる。またそのＮＯｘ触媒によって触発される反応により、捕集されたＰＭが酸化され、除去されるようにもなっている。このＤＰＮＲコンバータ２６は上記排気浄化部材を構成する。

酸化触媒コンバータ２７には、酸化触媒が担持されており、排気中のＨＣやＣＯが酸化されて浄化されるようになっている。
なお排気通路１４の上記ＤＰＮＲコンバータ２６の上流側及び下流側には、ＤＰＮＲコンバータ２６に流入する排気の温度である入ガス温度ｔｈｃｉを検出する第１排気温センサ２８、及びＤＰＮＲコンバータ２６通過後の排気の温度である出ガス温度ｔｈｃｏを検出する第２排気温センサ２９がそれぞれ配設されている。また排気通路１４には、上記ＤＰＮＲコンバータ２６の排気上流側と排気下流側との圧力差ΔＰを検出する検出手段を構成する差圧センサ３０が配設されている。更に排気通路１４にあってＤＰＮＲコンバータ２６と上記酸化触媒コンバータ２７との間には、排気の空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ３２が配設されている。

また内燃機関１０には、排気の一部を吸気通路１２内の空気に再循環させる排気再循環（以下、ＥＧＲと記載する）装置が設けられている。ＥＧＲ装置は、排気通路１４と吸気通路１２とを連通するＥＧＲ通路３３を備えて構成されている。ＥＧＲ通路３３の最上流部は、排気通路１４の上記排気タービン２４の排気上流側に接続されている。ＥＧＲ通路３３には、その上流側から、再循環される排気を改質するＥＧＲ触媒３４、その排気を冷却するＥＧＲクーラ３５、その排気の流量を調整するＥＧＲ弁３６が配設されている。そしてＥＧＲ通路３３の最下流部は、吸気通路１２の上記吸気絞り弁１９の下流側に接続されている。

一方、内燃機関１０の各気筒の燃焼室１３には、同燃焼室１３内での燃焼に供される燃料を噴射する燃料噴射弁４０がそれぞれ配設されている。各気筒の燃料噴射弁４０は、高圧燃料供給管４１を介してコモンレール４２に接続されている。コモンレール４２には、燃料ポンプ４３を通じて高圧燃料が供給される。コモンレール４２内の高圧燃料の圧力は、同コモンレール４２に取り付けられたレール圧センサ４４によって検出されるようになっている。

更に燃料ポンプ４３からは、低圧燃料供給管４５を通じて、低圧燃料が添加弁４６に供給されるようになっている。添加弁４６は、特定の気筒の排気ポート２２に配設されており、排気タービン２４側に向けて燃料を噴射して、排気中に燃料を添加する。

こうした内燃機関１０の各種制御を司る電子制御装置５０は、内燃機関１０の制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。電子制御装置５０の入力ポートには、上述した各センサに加え、機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度センサ５１やアクセル操作量を検出するアクセルセンサ５２、吸気絞り弁１９の開度を検出する絞り弁センサ５３等が接続されている。また電子制御装置５０の出力ポートには、上記吸気絞り弁１９や燃料噴射弁４０、燃料ポンプ４３、添加弁４６、ＥＧＲ弁３６等の駆動回路が接続されている。

電子制御装置５０は、上記各センサから入力される検出信号より把握される機関運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各機器類の駆動回路に指令信号を出力する。こうして上記燃料噴射弁４０による燃料噴射時期や燃料噴射量の制御、上記吸気絞り弁１９の開度制御、上記ＥＧＲ弁３６の開度制御に基づくＥＧＲ制御等の各種制御が電子制御装置５０により実施されている。

また電子制御装置５０は、そうした制御の一環として、上記添加弁４６による排気に対する燃料添加を実施する。この添加弁４６による排気への燃料添加は、下記の各制御、すなわちＰＭ再生制御、ＮＯｘ還元制御、及びＳ被毒回復制御に際して実施される。

ＰＭ再生制御は、上記ＤＰＮＲコンバータ２６に捕集されたＰＭを燃焼させて二酸化炭素（ＣＯ₂）と水（Ｈ₂Ｏ）として排出することで、同ＤＰＮＲコンバータ２６の目詰まりを解消するために行われる。ＰＭ再生制御時には、添加弁４６から排気への燃料添加を継続的に繰り返すことで、排気中や触媒上で添加された燃料を酸化させて、その酸化反応に伴う発熱で触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）することで、上記ＰＭの燃焼を図るようにしている。

ＮＯｘ還元制御は、上記ＮＯｘ触媒コンバータ２５及びＤＰＮＲコンバータ２６のＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを、窒素（Ｎ₂）、二酸化炭素（ＣＯ₂）及び水（Ｈ₂Ｏ）に還元して放出するために行われる。ＮＯｘ還元制御時には、上記添加弁４６から排気へと一定の時間をおいて間欠的に燃料添加をすることで、ＮＯｘ触媒周囲の排気を一時的に酸素濃度が低く、未燃燃料成分が多い状態とする、いわゆるリッチスパイクを間欠的に行うようにしている。これにより、ＮＯｘ触媒からのＮＯｘの放出及びその還元を促進して、上記ＮＯｘの還元浄化を図るようにしている。

Ｓ被毒回復制御は、ＮＯｘ触媒に硫黄酸化物（ＳＯｘ）が吸蔵されることによって低下したＮＯｘ吸蔵能力を回復するために行われる。Ｓ被毒回復制御が開始されると、まず上記ＰＭ再生制御と同様に、添加弁４６から排気へと継続的に燃料を添加することで、触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）する昇温制御が行われる。その後、ＮＯｘ還元制御時と同様に、上記添加弁４６からの間欠的な燃料添加を行い、間欠的にリッチスパイクを行うことで、ＮＯｘ触媒からのＳＯｘの放出及びその還元を促進して、上記ＮＯｘ吸蔵能力の回復を図るようにしている。

ちなみに、この内燃機関１０にあって、上記ＰＭ再生制御中や、上記Ｓ被毒回復制御における触媒床温の高温化中に、上記燃料噴射弁４０によるアフター噴射を実施するようにしてもよい。このアフター噴射は、メイン噴射のような燃焼室１３での燃焼に供される燃料噴射の後に行われる噴射であって、こうしたアフター噴射において噴射される燃料の多くは、燃焼室１３内で燃焼されることなく排気通路に排出される。そのため、こうしたアフター噴射によっても排気中の未燃燃料成分を増量して触媒床温の高温化等を促進することができる。なお、上記添加弁４６やアフター噴射等は上記添加手段を構成する。

以上のように本実施形態では、排気通路に設けられた添加弁４６から排気への燃料添加を行ったり、場合によっては燃料噴射弁４０からのアフター噴射を実施したりして、内燃機関１０の排気浄化性能の維持を図るようにしている。

ところで、上述したようなＰＭ再生制御の実行によってＮＯｘ触媒コンバータ２５やＤＰＮＲコンバータ２６に燃料を添加しつづける場合には、各コンバータの上流側の部位で燃料の燃焼が継続して行われ、各コンバータの下流側の部位に向けて高温の排気が連続的に送り込まれる。そのため、ＮＯｘ触媒コンバータ２５やＤＰＮＲコンバータ２６の温度はその排気下流側に向かうほど高くなる傾向にあり、ＤＰＮＲコンバータ２６の上流側の部位にＰＭが残留しやすくなる。すなわち部分的な粒子状物質の燃え残りが生じやすくなる。また、こうした連続添加ではＤＰＮＲコンバータ２６の上流側に配設されるＮＯｘ触媒コンバータ２５の温度が上がりにくいため、その前端部にはＰＭ等が付着しやすく、詰まりが生じるおそれもある。

そこで本実施形態では、上記添加弁４６による排気への燃料添加にかかる制御として、さらにバーンアップ制御を追加するようにしている。このバーンアップ制御では添加弁４６から排気への燃料添加が間欠的に行われ、これにより次のような効果が得られる。

すなわち、燃料を間欠的に添加する場合には、高温の排気がＮＯｘ触媒コンバータ２５やＤＰＮＲコンバータ２６の下流側の部位に向けて連続的に送り込まれるといった状態が抑制され、各コンバータにおける温度分布の偏りを抑えることができる。そのため、ＤＰＮＲコンバータ２６にあって部分的に残留するＰＭの量を減少させることができ、また、ＮＯｘ触媒コンバータ２５の前端部に付着したＰＭ等の量を減少させることもできる。

なお、ＤＰＮＲコンバータ２６にＰＭが残留していると、この残留したＰＭが次回のＰＭ再生制御実行時に急激燃焼されるおそれがある。この点上記バーンアップ制御を実施しておけばＤＰＮＲコンバータ２６に残留するＰＭの量を減少させることができるため、このような急激燃焼も抑制することができる。

ところでこのような間欠添加では、ＤＰＮＲコンバータ２６におけるＰＭの部分的な残留を抑えたり、ＮＯｘ触媒コンバータ２５の前端部におけるＰＭ等の付着量を減少させたりすることができるものの、ＰＭ再生制御の実行による連続添加を行う場合と比較してＰＭの酸化等が促進される。そのため、この間欠添加の実行を適切に行わなければ、ＤＰＮＲコンバータ２６が過度に昇温されてしまうおそれがある。

ここで、ＤＰＮＲコンバータ２６に捕集されたＰＭの量がＰＭ再生制御による燃料添加によって減少していくほど、ＤＰＮＲコンバータ２６の排気上流側と排気下流側との圧力差は小さくなっていくため、この圧力差に基づいてＰＭ残留量を推定することができる。

そこで本実施形態では、ＰＭ再生制御による燃料添加の実行中にあって、予め設定されたタイミングでの圧力差と、同タイミングに対応した圧力差の基準値である差圧基準値とを比較する比較手段を備えるようにしている。そして同比較手段によって、予め設定されたタイミングでの圧力差が上記差圧基準値を超えているときには、燃料の添加態様を間欠添加に切り替える、換言すればバーンアップ制御を実行する切替手段を備えるようにもしている。すなわち、間欠添加とは異なる態様で燃料添加が行われているときにＰＭの減少が十分に行われていない場合には、燃料の添加態様を間欠添加に切り替えるようにしている。

以下、図２及び図３を併せ参照して、本実施形態におけるバーンアップ制御の実行態様を説明する。
図２に示す一連の処理はバーンアップ制御の処理手順を示しており、電子制御装置５０によって所定時間毎に繰り返し実行される。

本処理が開始されるとまず、ＰＭ再生制御が実行されているか否かが判断される（Ｓ１１０）。このＰＭ再生制御は、別途行われる処理によって推定されたＤＰＮＲコンバータ２６のＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭ再生基準値ＰＭｓｔａｒｔに達したときに実行される。なお、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍは次式（１）に基づいて算出される。

ＰＭｓｍ←Ｍａｘ［ＰＭｓｍ＋ＰＭｅ−ＰＭｃ、０］ …（１）
ＰＭｓｍ：ＰＭ堆積量
ＰＭｅ：ＰＭ排出量
ＰＭｃ：ＰＭの酸化量

ＰＭ排出量ＰＭｅは、内燃機関１０の全燃焼室から排出されるＰＭの量であり、予めの実験等を通じて設定されたマップ、すなわち機関回転速度ＮＥと機関負荷（ここでは燃料噴射弁４０からの燃料噴射量）とをパラメータとするＰＭ排出量算出マップを参照して求められる。

酸化量ＰＭｃは、ＤＰＮＲコンバータ２６に捕集されたＰＭが酸化により浄化される量である。この酸化量ＰＭｃは、予めの実験等を通じて設定されたマップ、すなわちＤＰＮＲコンバータ２６の床温（ここでは第２排気温センサ２９にて検出される出ガス温度ｔｈｃｏ）とエアフロメータ１６によって検出される吸入空気量Ｇａとをパラメータとする酸化量算出マップを参照して求められる。

ここで、式（１）の右辺のＰＭ堆積量ＰＭｓｍは、前回の処理で算出されたＰＭ堆積量ＰＭｓｍである。Ｍａｘは［］内の数値のうちで大きい方の数値を抽出する演算子である。従って、「ＰＭｓｍ＋ＰＭｅ−ＰＭｃ」が正の値ならば、「ＰＭｓｍ＋ＰＭｅ−ＰＭｃ」の値が現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍに設定されるが、負の値になるとＰＭ堆積量ＰＭｓｍには「０」が設定される。そして、内燃機関１０の運転状態により、「ＰＭ排出量ＰＭｅ＞酸化量ＰＭｃ」の状態が継続すると、推定されるＰＭ堆積量ＰＭｓｍは次第に大きくなる。一方、燃料添加が行われるときには「ＰＭ排出量ＰＭｅ＜酸化量ＰＭｃ」となり、推定されるＰＭ堆積量ＰＭｓｍは次第に小さくなる。

上記ステップＳ１１０の処理において、ＰＭ再生制御が実行されていない旨判定されるときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、ステップＳ１１０の処理において、ＰＭ再生制御が実行されている旨判定されるときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａ以下であるか否かが判定される（Ｓ１２０）。この閾値Ａは、バーンアップ制御による間欠添加を行っても、ＤＰＮＲコンバータ２６内のＰＭが急激に酸化・燃焼されることがなく、同ＤＰＮＲコンバータ２６に熱劣化を生じさせない程度に現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが小さいか否かを判定することのできる値として設定されている。なお、閾値Ａは上記ＰＭ再生基準値ＰＭｓｔａｒｔよりも小さい値であって、予めの実験等を通じてその値は最適化されている。

そして、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａよりも大きい旨判定されるときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、ＤＰＮＲコンバータ２６内にＰＭがまだ多く残っており、間欠添加を行うと同ＤＰＮＲコンバータ２６内で急激な燃焼が起きる可能性があるとして、バーンアップ制御を実行することなく本処理は一旦終了される。なお、このときにはＰＭ再生制御による連続添加が継続して実行される。

一方、ＰＭ再生制御の継続によってＤＰＮＲコンバータ２６内のＰＭの量が減少し、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａ以下である旨判定されるときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、間欠添加を行ってもＤＰＮＲコンバータ２６内では急激な燃焼が生じないと推定することができる。そこで、圧力差ΔＰと吸入空気量Ｇａとの比である「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値Ｄｐよりも大きいか否かが判定される（Ｓ１３０）。この差圧基準値Ｄｐは、ＰＭの実際の堆積量が上記閾値Ａであるときの圧力差ΔＰに基づいて設定された値であり、予めの実験等を通じてその値は最適化されている。

なお、ＰＭ残留量の推定に際しては、「ΔＰ／排気の流量」の値を用いるようにした方がより推定精度を向上させることができるものの、吸入空気量Ｇａは排気の流量と正比例関係にあるので、「ΔＰ／Ｇａ」の値を用いても精度に問題はない。尚、このような「ΔＰ／Ｇａ」とＤｐとの比較ではなく、圧力差ΔＰを排気の圧力差として、排気の流量（あるいは吸入空気量Ｇａ）に応じて大きく設定される値（例えばＤｐ×Ｇａ）とを比較してもよい。また、より簡易的には、圧力差ΔＰと予め設定された基準値とを比較するようにしてもよい。

そして、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値Ｄｐ以下である旨判定されるときには（Ｓ１３０：ＮＯ）、ＰＭ再生制御の実行によってＰＭは確実に燃焼されつつあると判断することができるため、バーンアップ制御を実行することなく本処理は一旦終了される。なお、このときにはＰＭ再生制御による連続添加が継続して実行される。

一方、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値Ｄｐよりも大きい旨判定されるときには（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ＰＭが十分に燃焼されておらず、残留してしまうおそれがあると判断することができるため、バーンアップ制御が実行される（Ｓ１４０）。すなわち燃料の添加態様がＰＭ再生制御による連続添加から間欠添加に切り替えられ、本処理は一旦終了される。なお、このバーンアップ制御は、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが「０」になったとき、ＰＭの残留量が十分に少なくなったと判断できる程度に圧力差ΔＰが小さくなったとき、あるいは間欠添加における燃料添加が予め設定された回数だけ行われたとき等に終了させるとよい。

図３は、上記バーンアップ制御処理が行われるときの圧力差の比較タイミングを示している。なお同図３は、時刻ｔ０以前においてＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭ再生基準値ＰＭｓｔａｒｔに達しており、すでにＰＭ再生制御が実施されている途中の状態を示している。

この図３に示されるように、ＰＭ再生制御による連続添加によってＤＰＮＲコンバータ２６のＰＭ量は減少し、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍは徐々に小さくなっていく。このとき、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａよりも大きい間（時刻ｔ０〜時刻ｔ１の間）は、燃料添加態様として連続添加が設定される。そして時刻ｔ１において、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａ以下になると、そのタイミングで「ΔＰ／Ｇａ」の値と差圧基準値Ｄｐとの比較が行われ、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値Ｄｐよりも大きい場合には、燃料の添加態様が間欠添加に切り替えられる（時刻ｔ１）。この時刻ｔ１以降においては、間欠添加が実施されることによってＤＰＮＲコンバータ２６に残留したＰＭの酸化が促され、ＮＯｘ触媒コンバータ２５の前端部に付着したＰＭ等の量も減少される。

以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
（１）ＰＭ再生制御による燃料添加の実行中にあって、予め設定されたタイミングでの圧力差が、そのタイミングに対応した圧力差の基準値である差圧基準値Ｄｐを超えているときに、燃料の添加態様を間欠添加に切り替えるようにしている。すなわち、間欠添加とは異なる態様で燃料添加が行われているときにＰＭの減少が十分に行われていない場合には、燃料の添加態様を間欠添加に切り替えるようにしている。従って、間欠添加を適切に実施することができ、もってＤＰＮＲコンバータ２６に残留するＰＭの量を減少させることができるようになる。

なお、ＤＰＮＲコンバータ２６にＰＭが残留していると、この残留したＰＭが次回の燃料添加時に急激燃焼されるおそれがある。この点、本実施形態によればＤＰＮＲコンバータ２６に残留するＰＭの量を減少させることができるため、このような急激燃焼も抑制することができる。

（２）圧力差と差圧基準値Ｄｐとの比較は、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが予め設定された閾値Ａ以下となったタイミングで行うようにしている。すなわち、圧力差の比較タイミングをＰＭ堆積量ＰＭｓｍに基づいて設定するようにしている。従って、ＰＭの堆積量がある程度減少したときに圧力差の比較が行われるようになり、大量のＰＭが間欠添加によって急激に酸化される等といった、ＤＰＮＲコンバータ２６の過昇温を招くおそれのある状態を回避することができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を具体化した第２の実施形態を、図４及び図５を併せ参照して説明する。

上記第１の実施形態では、ＰＭ再生制御の実行中にあってＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａ以下となったタイミングで、圧力差の比較を行うようにした。一方、本実施形態では比較タイミングに加え、バーンアップ制御による間欠添加に切り替えられた後にも圧力差の比較を行うようにしているおり、この点のみが第１の実施形態とは異なっている。そこで以下ではこの相違点を中心にして本実施形態を説明する。

図４に示す一連の処理は、圧力差の比較を行うか否かを判定するための判定処理についてその手順を示している。なお、この処理も電子制御装置５０によって所定時間毎に繰り返し実行される。

本処理が開始されると、まず、ＰＭ再生制御が実行されているか否かが判断される（ステップＳ２１０）。このステップＳ２１０での処理は先の図２に示したステップＳ１１０での処理と同一である。

そして、ステップＳ２１０の処理にて、ＰＭ再生制御が実行されている旨判定される場合には（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａ以下であるか否かが判定される（Ｓ２２０）。このステップＳ２２０での処理は先の図２に示したステップＳ１２０での処理と同一である。そして、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａよりも大きい旨判定される場合には（Ｓ２２０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。

一方、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａ以下である旨判定される場合には（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、先の図２に示したステップＳ１３０での処理と同様に圧力差の比較が行われ（Ｓ２３０）、本処理は一旦終了される。

他方、ステップＳ２１０の処理にて、ＰＭ再生制御が実行されていない旨判定される場合には（Ｓ２１０：ＮＯ）、バーンアップ制御を実行中か否かが判断される（Ｓ２４０）。そして、バーンアップ制御が実行されていない旨判定される場合には、本処理は一旦終了される。

一方、バーンアップ制御を実行中である旨判定される場合には（Ｓ２４０ＹＥＳ）、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ｂ以下であるか否かが判定される（Ｓ２５０）。この閾値Ｂは上記閾値Ａよりも小さい値が設定されている。そして、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ｂよりも大きい旨判定される場合には（Ｓ２５０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。

一方、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ｂ以下である旨判定される場合には（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、圧力差の比較が行われ（Ｓ２３０）、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値Ｄｐ以下である旨判定されると、ここではバーンアップ制御の実行によってＰＭの残留量が減少していると判断されて本処理は一旦終了される。

図５は、上記判定処理が行われるときの圧力差の比較タイミングを示している。なお同図５は、時刻ｔ０以前においてＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭ再生基準値ＰＭｓｔａｒｔに達しており、すでにＰＭ再生制御が実施されている途中の状態を示している。

この図５に示されるように、ＰＭ再生制御による連続添加によってＤＰＮＲコンバータ２６のＰＭ量は減少し、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍは徐々に小さくなっていく。このとき、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａよりも大きい間（時刻ｔ０〜時刻ｔ１の間）は、燃料添加態様として連続添加が設定される。そして時刻ｔ１において、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａ以下になったタイミングで「ΔＰ／Ｇａ」の値と差圧基準値Ｄｐとの比較が行われ、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値Ｄｐよりも大きい場合には、燃料の添加態様が間欠添加に切り替えられる（時刻ｔ１）。その後バーンアップ制御による間欠添加によってＤＰＮＲコンバータ２６に残留したＰＭ量は減少し、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍは徐々に小さくなっていく。そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ｂ以下となったタイミングで、再び「ΔＰ／Ｇａ」の値と差圧基準値Ｄｐとの比較がなされ、ＰＭの残留量が減少しているか否かの判断がなされる。

このように本実施形態によれば、間欠添加への切り替え後にも圧力差の比較が行われる。そのため、間欠添加によってＰＭの残留量が減少されているか否かを判断することができるようになる。
（第３の実施形態）
次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を具体化した第３の実施形態を、図６及び図７を併せ参照して説明する。

上記第１の実施形態では、バーンアップ制御に切り替える前において、「ΔＰ／Ｇａ」の値と差圧基準値Ｄｐとの比較を行うようにした。一方、本実施形態ではこのような比較に加え、バーンアップ制御に切り替えられた後にも、「ΔＰ／Ｇａ」の値と差圧基準値Ｄｐとの比較を行うようにしているおり、この点のみが第１の実施形態とは異なっている。そこで以下ではこの相違点を中心にして本実施形態を説明する。

図６に示す一連の処理は、圧力差の比較処理についてその手順を示している。なお、この処理も電子制御装置５０によって所定時間毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されると、まず、ＰＭ再生制御が実行されているか否かが判断される（ステップＳ３１０）。このステップＳ３１０での処理は先の図２に示したステップＳ１１０での処理と同一である。

そして、ステップＳ３１０の処理にて、ＰＭ再生制御が実行されている旨判定される場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値ＤｐＡよりも大きいか否かが判定される（Ｓ３２０）。このステップＳ３２０での処理は先の図２に示したステップＳ１３０での処理と同一であり、差圧基準値ＤｐＡは上記差圧基準値Ｄｐと同一の値が設定されている。そして、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値ＤｐＡ以下である旨判定される場合には（Ｓ３２０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。

一方、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値ＤｐＡよりも大きい旨判定される場合には（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、先の図２に示したステップＳ１４０での処理と同様に、燃料の添加態様がバーンアップ制御による間欠添加に切り替えられ（Ｓ２３０）、本処理は一旦終了される。

他方、ステップＳ３１０の処理にて、ＰＭ再生制御が実行されていない旨判定される場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、バーンアップ制御を実行中か否かが判断される（Ｓ３４０）。そして、バーンアップ制御が実行されていない旨判定される場合には、本処理は一旦終了される。

一方、バーンアップ制御を実行中である旨判定される場合には（Ｓ３４０ＹＥＳ）、現在検出されている圧力差ΔＰを用いた「ΔＰ／Ｇａ」の値が、差圧基準値ＤｐＢよりも大きいか否かが判定される（Ｓ３５０）。この差圧基準値ＤｐＢは上記差圧基準値ＤｐＡよりも小さい値が設定されており、より好適にはＰＭの残留量が十分に減少していることを判定することのできる値が設定されている。そして、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値ＤｐＢよりも大きい旨判定される場合には（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、ＰＭの残留量がまだ十分に減少されていないとして、バーンアップ制御の実行が継続され（Ｓ３３０）、本処理は一旦終了される。

一方、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値ＤｐＢ以下である旨判定される場合には（Ｓ３５０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。このステップＳ３５０の処理において、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値ＤｐＢ以下である旨判定される場合には、間欠添加によってＰＭの残留量が確実に減少していると判断することができ、バーンアップ制御は終了される。

図７は、上記比較処理が行われるときの圧力差の比較タイミングを示している。なお同図７は、時刻ｔ０以前においてＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭ再生基準値ＰＭｓｔａｒｔに達しており、すでにＰＭ再生制御が実施されている途中の状態を示している。

この図７に示されるように、ＰＭ再生制御による連続添加によってＤＰＮＲコンバータ２６のＰＭ量は減少し、「ΔＰ／Ｇａ」の値は徐々に小さくなっていく。このとき、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａよりも大きい間（時刻ｔ０〜時刻ｔ１の間）は、燃料添加態様として連続添加が設定される。そして時刻ｔ１において、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａ以下になると、そのタイミングで「ΔＰ／Ｇａ」の値と差圧基準値ＤｐＡとの比較が行われ、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値ＤｐＡよりも大きい場合には、燃料の添加態様が間欠添加に切り替えられる（時刻ｔ１）。その後もバーンアップ制御による間欠添加によってＤＰＮＲコンバータ２６に残留したＰＭ量は減少し、「ΔＰ／Ｇａ」の値は徐々に小さくなっていく。そして、「ΔＰ／Ｇａ」の値が差圧基準値ＤｐＢ以下になると（時刻ｔ３）、間欠添加によってＰＭの残留量が確実に減少していると判断され、バーンアップ制御は終了される。

このように本実施形態によれば、ＰＭの残留量が間欠添加によって確実に減少していることを判断することができ、過度な間欠添加の継続を抑えることができるようになる。
なお、上記第２の実施形態で説明したステップＳ２５０の処理において、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ｂ以下である旨判定される場合に、本実施形態におけるステップＳ３５０の処理、すなわち「ΔＰ／Ｇａ」の値と差圧基準値ＤｐＢとの比較を行うようにしてもよい。
（第４の実施形態）
次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を具体化した第４の実施形態を、図８及び図９を併せ参照して説明する。

燃料添加によってＰＭが酸化・燃焼されると、その一部はアッシュなどの非可燃性物質になる。この非可燃性物質がＤＰＮＲコンバータ２６に残留すると、その残留量は上記圧力差ΔＰに影響を与え、上述したような圧力差の比較判定における判定精度が低下するおそれがある。そこで本実施形態では、このようなアッシュの残留量を推定し、この推定値に基づいて上記第３の実施形態における差圧基準値ＤｐＡ、ＤｐＢをそれぞれ補正するようにしている。

図８に示す一連の処理は、アッシュの残留量に相当するアッシュ学習値ｇＤの算出処理についてその手順を示している。なお、この処理は電子制御装置５０によって所定時間毎に繰り返し実行される。また、この一連の処理は上記非可燃性物質推定手段を構成する。

本処理が開始されると、まず、バーンアップ制御の終了直後であるか否かが判断される（Ｓ４１０）。そして、バーンアップ制御の終了直後ではない旨判定される場合には（Ｓ４１０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。

一方、バーンアップ制御の終了直後である旨判定される場合には（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、現在の圧力差ΔＰが読み込まれ（Ｓ４２０）、前回のバーンアップ制御終了直後に読み込まれた圧力差ΔＰと今回のバーンアップ制御終了直後に読み込まれた圧力差ΔＰとの差がアッシュ学習値ｇＤとして算出される（Ｓ４３０）。そして本処理は一旦終了される。

図９に示す一連の処理は、本実施形態において算出されるアッシュ学習値ｇＤを利用して第３の実施形態で説明した圧力差の比較処理を行う場合の処理手順を示している。なお、図９に示す処理手順において、先の図６に示した処理手順と同一の処理については同じ符号を付している。

この図９に示されるように、ステップＳ５２０では、差圧基準値ＤｐＡにアッシュ学習値ｇＤが加算された値、すなわちアッシュの残留によって増大する圧力差の分だけ、かさ上げされた差圧基準値と「ΔＰ／Ｇａ」の値とが比較される。また、ステップＳ５３０でも同様に、差圧基準値ＤｐＢにアッシュ学習値ｇＤが加算された値と「ΔＰ／Ｇａ」の値とが比較される。このように本実施形態では、アッシュ学習値ｇＤに基づいて各差圧基準値を補正するようにしているため、ＤＰＮＲコンバータ２６に非可燃性物質が残留する場合であっても、上述した圧力差の比較判定における判定精度を好適に確保することができ、ひいては間欠添加の切り替えも好適に行うことができるようになる。ちなみに、ステップＳ５２０やステップＳ５３０の処理における差圧基準値の補正処理は上記補正手段を構成する。

なお、アッシュ学習値ｇＤによる差圧基準値の補正に代えて、アッシュ学習値ｇＤによる圧力差ΔＰの補正を行っても同様な効果を得ることができる。例えば、ステップＳ５２０では、圧力差ΔＰからアッシュ学習値ｇＤが減算された値、すなわちアッシュの残留に起因する圧力差の増大分が補正された圧力差を用いて「ΔＰ／Ｇａ」の値を算出する。また、ステップＳ５３０でも同様に、圧力差ΔＰからアッシュ学習値ｇＤが減算された値を用いて「ΔＰ／Ｇａ」の値を算出するようにしてもよい。

ちなみに、このようなアッシュ学習値ｇＤによる差圧基準値や圧力差の補正は、第１の実施形態や第２の実施形態にも同様に適用することができる。
（第５の実施形態）
次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を具体化した第５の実施形態を、図１０を併せ参照して説明する。

内燃機関の吸入空気量が少なくなるほど、すなわち排気の流量が低下するほど、上記圧力差ΔＰは大きくばらつく傾向にある。そしてこのように圧力差ΔＰが大きくばらつくときには、上述したような圧力差の比較判定における判定結果もばらつくようになり、その結果における信頼性も低下するようになる。そこで本実施形態では、上記第１の実施形態において、吸入空気量Ｇａが所定量Ｇａｍｉｎ以上のときに「ΔＰ／Ｇａ」の値と差圧基準値Ｄｐとの比較を行うようにしている。

すなわち、図１０に示す一連の処理のように、第１の実施形態で説明したステップＳ１３０の処理の前に、吸入空気量Ｇａが所定量Ｇａｍｉｎ以上であるか否かを判断する処理（Ｓ６１０）を追加するようにしている。従って、吸入空気量Ｇａが所定量Ｇａｍｉｎに満たない場合には（Ｓ６１０：ＮＯ）、「ΔＰ／Ｇａ」の値と差圧基準値Ｄｐとの比較が行われることなく、バーンアップ制御処理は一旦終了される。

一方、吸入空気量Ｇａが所定量Ｇａｍｉｎ以上である場合には（Ｓ６１０：ＹＥＳ）、「ΔＰ／Ｇａ」の値と差圧基準値Ｄｐとの比較が行われる。
このように本実施形態では、吸入空気量Ｇａが所定量Ｇａｍｉｎ以上のときに圧力差の比較が行われるため、上述したような判定結果の信頼性低下を抑制することができるようになる。

なお、吸入空気量Ｇａが所定量Ｇａｍｉｎ以上のときの圧力差ΔＰを検出するようにしても同様な効果を得ることができる。
ちなみに、このような吸入空気量Ｇａと所定量Ｇａｍｉｎとの比較は、第２〜第４の実にもそれぞれ同様に適用することができる。
（第６の実施形態）
次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を具体化した第６の実施形態を、図１１を併せ参照して説明する。

本実施形態では、上述したような圧力差の比較タイミングから所定期間経過するまでの間に検出された圧力差の平均値を算出するようにしており、上記第１〜第５の実施形態における圧力差ΔＰとしてこの算出された平均値を利用するようにしている。

図１１に示す一連の処理は、本実施形態において圧力差ΔＰの平均値を算出するための処理手順を示しており、この処理も電子制御装置５０によって所定時間毎に繰り返し実行される。

本処理が開始されると、まず、ＰＭ再生制御を実行中か否かが判断される（Ｓ７１０）。ここでの処理は先の図２に示したステップＳ１１０の処理と同一である。そして、ＰＭ再生制御が実行されていない旨判定される場合には（Ｓ７１０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。

一方、ＰＭ再生制御が実行中である旨判定される場合には（Ｓ７１０：ＹＥＳ）、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍが前述した閾値Ａ以下であるか否かが判断される（Ｓ７２０）。そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａよりも大きい旨判定される場合には（Ｓ７２０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。

一方、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍは閾値Ａ以下である旨判定される場合には（Ｓ７２０：ＹＥＳ）、すなわち上述したような圧力差の比較が行われるタイミングであるときには、前回読み込まれた圧力差ΔＰと今回読み込まれた圧力差ΔＰとの平均値が算出され、この平均値が仮の圧力差ΔＰとされる（Ｓ７３０）。

次に、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍは判定値Ｄ以下であるか否かが判断される（Ｓ７４０）。この判定値Ｄは上記閾値Ａよりも小さい値が設定されている。そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ｄよりも大きい旨判定される場合には、本処理は一旦終了され、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ｄ以下になるまで同処理が繰り返し実行されることにより、圧力差ΔＰの平均値についてその更新が行われる。

一方、ステップＳ７４０の処理において、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ｄ以下である旨判定される場合には（Ｓ７４０：ＹＥＳ）、現在算出されている平均値が圧力差ΔＰとして確定され（Ｓ７５０）、本処理は一旦終了される。

このように本実施形態では、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが閾値Ａ以下である旨判定されたときから、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ｄ以下である旨判定されるときまで、すなわち圧力差の比較を行うタイミングから所定期間が経過するまでの間に検出される圧力差について、その平均値が算出される。そのため、圧力差の変動が前述したような圧力差の比較判定に与える影響を抑制することができるようになる。

ちなみに、本実施形態ではＰＭ堆積量ＰＭｓｍが判定値Ｄ以下になるまで圧力差の平均値を更新するようにしているが、圧力差の比較を行うタイミングから所定の時間が経過するまでの間、圧力差の平均値を更新するようにしてもよい。

また、ステップＳ７３０の処理における平均値の算出に代えて、検出される圧力差をなまし処理するなどして、同圧力差の徐変値を算出するようにしても同様な効果を得ることができる。
（第７の実施形態）
次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を具体化した第７の実施形態を、図１２を併せ参照して説明する。

本実施形態では、第１の実施形態におけるＮＯｘ触媒コンバータ２５及びＤＰＮＲコンバータ２６といった２つのコンバータに代えて、図１２に示すような１つのＤＰＮＲコンバータ１２６を備えるようにしている点のみが異なる。そして、第１の実施形態と同様に、第１排気温センサ２８によってＤＰＮＲコンバータ１２６に流入する排気の温度である入ガス温度ｔｈｃｉが検出され、第２排気温センサ２９によってＤＰＮＲコンバータ１２６通過直後の排気の温度である出ガス温度ｔｈｃｏが検出される。また、差圧センサ３０によってＤＰＮＲコンバータ１２６の排気上流側と排気下流側との圧力差ΔＰが検出される。

このような構成にあって、ＤＰＮＲコンバータ１２６に燃料を添加しつづける場合には、ＤＰＮＲコンバータ１２６の上流側の部位で燃料の燃焼が継続して行われ、同ＤＰＮＲコンバータ１２６の下流側の部位に向けて高温の排気が連続的に送り込まれる。そのため、ＤＰＮＲコンバータ１２６の温度はその排気下流側に向かうほど高くなる傾向にあり、同ＤＰＮＲコンバータ１２６の上流側の部位にＰＭが残留しやすくなる。また、こうした連続添加ではＤＰＮＲコンバータ１２６の上流側の部位の温度が上がりにくいため、その前端部にはＰＭ等が付着しやすく、詰まりが生じるおそれもある。

一方、燃料を間欠的に添加する場合には、高温の排気がＤＰＮＲコンバータ１２６の下流側の部位に向けて連続的に送り込まれるといった状態が抑制され、ＤＰＮＲコンバータ１２６における温度分布の偏りを抑えることができる。そのため、ＤＰＮＲコンバータ１２６にあって部分的に残留するＰＭの量を減少させることができ、またＤＰＮＲコンバータ１２６の前端部におけるＰＭ等の付着量も好適に減少させることができる。

そこで本実施形態でも、第１の実施形態で説明したようなバーンアップ制御処理を実行するようにしており、これにより本実施形態においても第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。

また、本実施形態のような排気浄化装置であっても、上記第２〜第６の各実施形態は同様に実施することができ、各実施形態に対応した効果を得ることができる。
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。

・前述したように、内燃機関の吸入空気量が少なくなるほど、上記各実施形態における圧力差の比較判定での判定結果もばらつくようになり、その結果における信頼性も低下するようになる。そこで、上記各実施形態における差圧基準値について、図１３に示すように、吸入空気量が減少するほどより大きい値に設定されるようにしてもよい。この場合には、吸入空気量が少なくなるほど間欠添加は実施されにくくなる。そのため、圧力差の比較時における誤判定に起因した間欠添加の切り替えを好適に抑制することができるようになる。

・エアフロメータ１６にて吸入空気量Ｇａを検出する代わりに、内燃機関１０の運転状態、例えば機関回転速度ＮＥと燃料噴射量とから排気の流量を算出し、これを吸入空気量Ｇａの代用値として用いるようにしてもよい。

・上記ＮＯｘ触媒コンバータ２５が他の触媒コンバータであったり、上記ＤＰＮＲコンバータ２６、１２６がＰＭを捕集する機能のみを有するフィルタであったりしても、本発明は同様に適用することができる。

本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の第１の実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。 同実施形態におけるバーンアップ制御の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態における圧力差の比較タイミングを示すタイムチャート。 第２の実施形態における判定処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態における圧力差の比較タイミングを示すタイムチャート。 第３の実施形態における圧力差の比較処理についてその手順を示すフローチャート。 同実施形態における圧力差の比較タイミングを示すタイムチャート。 第４の実施形態におけるアッシュ学習値の算出処理についてその手順を示すフローチャート。 同実施形態における圧力差の比較処理についてその手順を示すフローチャート。 第５の実施形態におけるバーンアップ制御の処理手順を示すフローチャート。 第６の実施形態において圧力差の平均値を算出するための処理手順を示すフローチャート。 第７の実施形態における排気浄化装置の構成を示す概略図。 上記各実施形態の変形例において、差圧基準値と吸入空気量との対応関係を示す説明図。

符号の説明

１０…内燃機関、１１…ターボチャージャ、１２…吸気通路、１３…燃焼室、１４…排気通路、１５…エアクリーナ、１６…エアフロメータ、１７…コンプレッサ、１８…インタークーラ、１９…吸気絞り弁、２０…吸気マニホールド、２１…吸気ポート、２２…排気ポート、２３…排気マニホールド、２４…排気タービン、２５…ＮＯｘ触媒コンバータ、２６、１２６…ＤＰＮＲコンバータ、２７…酸化触媒コンバータ、２８…第１排気温センサ、２９…第２排気温センサ、３０…差圧センサ、３２…Ａ／Ｆセンサ（空燃比センサ）、３３…ＥＧＲ通路、３４…ＥＧＲ触媒、３５…ＥＧＲクーラ、３６…ＥＧＲ弁、４０…燃料噴射弁、４１…高圧燃料供給管、４２…コモンレール、４３…燃料ポンプ、４４…レール圧センサ、４５…低圧燃料供給管、４６…添加弁、５０…電子制御装置、５１…機関回転速度センサ、５２…アクセルセンサ、５３…絞り弁センサ。

Claims (12)

1. 内燃機関の排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する排気浄化機構と、同排気浄化機構に燃料を添加する添加手段とを備える内燃機関の排気浄化装置において、
   前記排気浄化機構の排気上流側と排気下流側との圧力差を検出する検出手段と、
   前記添加手段による燃料添加の実行中にあって、予め設定されたタイミングでの前記圧力差と同タイミングに対応した差圧基準値との比較を行う比較手段と、
   同比較手段によって前記圧力差が前記差圧基準値を超えている旨判定される場合には、前記添加手段による燃料の添加態様を間欠添加に切り替える切替手段とを備える
   ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記比較手段は、前記間欠添加への切り替え後にも前記タイミングとは異なる別のタイミングで前記圧力差を比較する
   請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記間欠添加への切り替え後の前記圧力差が前記間欠添加への切り替え前の前記差圧基準値とは異なる別の差圧基準値以下となったときに前記間欠添加を終了する
   請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記比較手段による圧力差の比較は、前記粒子状物質の推定堆積量が予め設定された閾値以下となったタイミングで行われる
   請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 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において、
   前記排気浄化機構における非可燃性物質の量を前記間欠添加が終了したときの圧力差に基づいて推定する非可燃性物質推定手段と、
   同非可燃性物質推定手段によって推定される非可燃性物質の量に基づいて前記圧力差を補正する補正手段とをさらに備える
   ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
6. 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において、
   前記排気浄化機構における非可燃性物質の量を前記間欠添加が終了したときの圧力差に基づいて推定する非可燃性物質推定手段と、
   同非可燃性物質推定手段によって推定される非可燃性物質の量に基づいて前記差圧基準値を補正する補正手段とをさらに備える
   ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
7. 前記比較手段は、吸入空気量が所定量以上のときに前記圧力差を比較する
   請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
8. 前記検出手段は、吸入空気量が所定量以上のときの前記圧力差を検出する
   請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
9. 前記差圧基準値は吸入空気量が減少するほどより大きい値に設定される
   請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
10. 前記比較手段は、前記タイミングから所定期間経過するまでの間に検出された圧力差の平均値と前記差圧基準値とを比較する
    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。
11. 前記比較手段は、前記タイミングから所定期間経過するまでの間に検出された圧力差の徐変値と前記差圧基準値とを比較する
    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。
12. 前記排気浄化機構は、排気中の粒子状物質が通過する排気浄化触媒と、同排気浄化触媒よりも排気下流側に設けられて前記粒子状物質を捕集する排気浄化部材とから構成され、
    前記検出手段は、前記排気浄化部材の排気上流側と排気下流側との圧力差を検出する
    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。

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