JP6380029B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。

ディーゼルエンジンから排出される排気ガスには、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）及び粒子状物質（ＰＭ）等の汚染物質が含まれている。これ等汚染物質による大気汚染を防止するため、排気ガス環流装置（ＥＧＲ）、コモンレール式高圧燃料噴射装置、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）等を用いる技術が従来開発されている。

上述のＤＰＦは、エンジンの排気管の途中に設けられ排気ガス中の粒子状物質を直接捕集するものでありフィルタ状に形成されている。しかし、ＤＰＦは粒子状物質の捕集に伴って目詰まりが進行してこれにより排気ガス圧力が上昇するため、捕集し堆積した粒子状物質を定期的に除去する、いわゆる再生処理動作が必要である。従来の再生処理動作は、燃料噴射時期を遅らせることによるエンジン排気温度の昇温、あるいは燃料をポスト噴射することによりＤＯＣへの炭化水素供給に基づく発熱等により、ＤＰＦ温度を概ね６００℃以上に昇温させて粒子状物質を燃焼除去させている。このような従来技術の一例として、再生処理動作時における温度制御時のアンダーシュート量を制御してフィルタを再生可能な温度範囲に迅速かつ正確に制御すると共に、フィルタ昇温に要する燃料噴射量の低減を達成可能な技術が知られている（例えば「特許文献１」参照）。

特許第４３７１０４５号公報

上述したＤＰＦは排気管上流にＤＯＣ（ＯＳＣ材を担持）を有しているが、再生処理動作の期間が長い場合には再生処理動作中にＤＯＣの酸素放出量が減少してＤＰＦの燃焼温度が下がるため、燃料のポスト噴射量が増加すると共に噴射期間も長くなり燃費が悪化すると共に、燃料によるエンジンオイルの希釈現象（オイルダイリューション）が発生する虞があるという問題点がある。
本発明は上述の問題点を解決し、燃費向上を図ることができると共にエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することが可能な内燃機関の排気浄化装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、内燃機関の排気通路に配設され排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記粒子状物質を除去して前記フィルタを再生させる再生処理動作の要否を判断するフィルタ再生判断手段と、前記フィルタ再生判断手段によって前記再生処理動作が必要と判断された際に、燃焼ガスに対して燃料を噴射して前記フィルタを昇温させる昇温手段と、燃料を貯容する燃料容器とを備え、前記昇温手段は、単位時間当たりの噴射量を第１噴射量で噴射した後に前記第１噴射量よりも多い第２噴射量で噴射する第１噴射パターンを断続的に繰り返して行い、前記燃料容器に貯容される燃料残量が減少するに伴い前記第２噴射量を減少させることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、さらに前記昇温手段は、前記燃料残量が減少するに伴い前記第２噴射量で噴射する噴射時間を減少させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の内燃機関の排気浄化装置において、さらに前記昇温手段は、前記燃料残量が所定量以下となった場合に前記第１噴射量での噴射を断続させる第２噴射パターンに切り替えることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３までの何れか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置において、さらに前記フィルタまたは前記フィルタ近傍の温度を検出するフィルタ温度検出手段を有し、前記昇温手段による噴射時間は前記フィルタ温度検出手段によって検出された温度に基づいて決定されることを特徴とする。

本発明によれば、燃料残量が少なくなるに連れてポスト噴射によって消費される燃料を少なくすることができるので、燃費向上を図ることができると共に車両走行時において運転者の意図しない時期に燃料がなくなることを防止できる。さらに、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでポスト噴射による燃料噴射を低減することができ、エンジンオイル希釈現象の発生を防止することもできる。

本発明の第１の実施形態を適用可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置の概略図である。 本発明の第１の実施形態における燃料噴射を説明する図である。 本発明の第１の実施形態におけるポスト噴射処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における燃料噴射の態様を示す線図である。 本発明の第２の実施形態における燃料噴射の態様を示す線図である。 本発明の第６の実施形態におけるフィルタ温度と燃料噴射量との関係を示す線図である。

図１は、本発明の第１の実施形態を示すディーゼルエンジンの排気浄化装置の概略構成図である。同図において内燃機関である多気筒ディーゼルエンジン（以下エンジンという）１はシリンダヘッド２及びシリンダブロック３を有しており、シリンダブロック３のシリンダボア内にはピストン４が往復動自在に配設されている。シリンダボアの内壁面及びピストン４の頂面及びシリンダヘッド２の下面とで燃焼室５が形成されている。

シリンダヘッド２には吸気弁６で開閉される吸気ポート７が形成されており、吸気ポート７には吸気マニホールドを含む吸気通路８が接続されている。さらにシリンダヘッド２には排気弁９で開閉される排気ポート１０が形成されており、排気ポート１０には排気マニホールドを含む排気通路１１が接続されている。

吸気通路８と排気通路１１との間には可変容量式ターボチャージャ（ＶＧＴ）１２が設けられており、ＶＧＴ１２によって加圧された吸気がインタークーラ１３で冷却されて燃焼室５に供給されるように構成されている。また、インタークーラ１３よりも下流側の吸気通路８とＶＧＴ１２よりも上流側の排気通路１１とは、排気ガス環流通路（ＥＧＲ通路）１４で接続されている。ＥＧＲ通路１４にはＥＧＲバルブ１５が設けられており、ＥＧＲバルブ１５によってＥＧＲ通路１４に流れる排気ガス量が制御される。さらにＶＧＴ１２よりも下流側の排気通路１１には、排気ガス流れの上流側から順にディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）１６とディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）１７とが設けられている。ＤＰＦ１７は、触媒としてＯＳＣ材を担持している。

さらにシリンダヘッド２には、各気筒の燃焼室５内に燃料を直接噴射する電子制御式の昇温手段である燃料噴射弁１９が配設されており、燃料噴射弁１９にはコモンレール２０から所定の圧力に制御された高圧燃料が供給される。燃料は、エンジン１に連動して回転駆動される燃料供給ポンプ２１によって燃料容器である燃料タンク１８からコモンレール２０に供給される。燃料噴射弁１９は、アクセル開度を検出する図示しないアクセルセンサからの開度信号とエンジン回転数を検出する図示しない回転数検出センサからの回転数信号とが入力される制御手段（ＥＣＵ）３０によって開閉駆動制御され、開弁時間の長さに応じた噴射量で燃料を噴射する。ＥＣＵ３０は、入力された各信号に基づいて目標燃料噴射量及び目標噴射時期を検索し、目標燃料噴射量及び目標噴射時期となるように燃料噴射弁１９が有する電磁弁の開閉時期を制御する。燃料タンク１８内には、内部に貯容された燃料の量をリニアに検出するフロートセンサ２７が設けられている。フロートセンサ２７によって検出された燃料残量は、燃料残量情報としてＥＣＵ３０に入力される。

さらにＥＣＵ３０には、ＤＰＦ１７の温度を検出すべくＤＰＦ１７の入口に取り付けられたフィルタ温度検出手段としての温度センサ２２の検出信号が入力される。温度センサ２２としては、直接ＤＰＦ１７の温度を検出するものの他、運転状態やＤＰＦ１７近傍の温度からＤＰＦ１７の温度を推定するものであってもよい。また符号２５は、ＥＧＲバルブ１５とＶＧＴ１２と同様に、ＥＣＵ３０によってエンジン１の運転状態に応じて駆動制御される電子制御式のスロットルバルブを示している。

排気通路１１には、ＤＯＣ１６の直上流位置で分岐する第１の分岐通路２３と、ＤＰＦ１７の直下流位置で分岐する第２の分岐通路２４とが設けられており、各分岐通路２３，２４には各分岐通路２３，２４の差圧を検出する差圧センサ２６が配設されている。差圧センサ２６によって検出された検出値は、ＥＣＵ３０に入力される。

図２は燃料噴射弁１９による燃料の噴射状態を示す図であり、ピストン４のほぼ圧縮上死点で噴射を行うメイン噴射に先立ち、噴射率を理想的な状態に近付けるためにプレ噴射が行われる。そして、メイン噴射に引き続き膨張行程でアフタ噴射が行われると共に、膨張行程または排気行程においてポスト噴射が行われる。アフタ噴射は、ポスト噴射に先立ち予め高温の排気ガスをＤＰＦ１７に供給してＤＰＦ１７をある程度高温にするためになされる。本発明の特徴は、ＤＰＦ１７を再生させるために行うポスト噴射の燃料噴射制御である。

次に、図３を用いてＥＣＵ３０によるＤＰＦ１７の再生処理動作時における燃料噴射制御を説明する。先ず、イグニッションオンに伴いイニシャライズが行われる（ＳＴ０１）。ここでＥＣＵ３０の制御パラメータが初期状態に戻され、以下の制御に備えられる。

次にエンジン制御用のパラメータであるアクセル開度及びエンジン回転数が取得され（ＳＴ０２）、取得されたアクセル開度及びエンジン回転数に基づいてプレ噴射とメイン噴射とを合わせた全噴射量が演算される（ＳＴ０３）。そして、全噴射量とエンジン回転数とに基づいてプレ噴射量及びプレ噴射時期が演算され（ＳＴ０４）、さらに全噴射量とエンジン回転数とに基づいてメイン噴射量及びメイン噴射時期が演算される（ＳＴ０５）。

次に、差圧センサ２６の検出値に基づいてＤＰＦ１７の前後差圧が所定値Ａよりも大きいか否かを判定する（ＳＴ０６）。これは、ＥＣＵ３０がフィルタ再生判断手段として機能するものであり、所定値Ａは許容される前後差圧の上限値を考慮して設定され、前後差圧すなわち内燃機関の背圧があまり大きくならないように設定されている。前後差圧が所定値Ａよりも大きいと判断されると、ＤＰＦ１７に堆積した粒子状物質の量がＤＰＦ１７の再生必要レベルに達したものと判断され、以下に再生処理動作が行われる。

ステップＳＴ０６において前後差圧が所定値Ａよりも大きいと判断されると、再生処理動作待ちフラグがｆｗ＝１とセットされる（ＳＴ０７）。フラグがセットされると、ＤＰＦ１７が再生必要であることを示し、他の制御ルーチンで参照されたり車両内のＥＣＵに報知されたりすることとなる。次に、温度センサ２２により検出された検出温度と閾値である所定温度を比較し、検出温度が所定温度よりも高いか否かを判定する（ＳＴ０８）。ここで所定温度は、ＤＰＦ１７に捕集された粒子状物質の浄化が可能な温度の下限値を考慮して設定されている。

次に、再生処理動作を実行するフラグをセットし（ＳＴ０９）、続いて全噴射量及びエンジン回転数に基づいてポスト噴射量及びポスト噴射時期を演算し（ＳＴ１０）、さらに検出温度に基づいてポスト噴射量初期値を演算し（ＳＴ１１）、そして検出温度に基づいてポスト噴射量の単位時間当たりの増量値を演算する（ＳＴ１２）。ポスト噴射量初期値及びポスト噴射量の単位時間当たりの増量値は、共に検出温度が低いほど小さな値に設定される。これ等は、検出温度に対してポスト噴射量初期値及びポスト噴射量の単位時間当たりの増量値がそれぞれ対応するマップをＥＣＵ３０に記憶させ、このマップに基づいて設定する。次に、再生処理中のポスト噴射量をリセットし（ＳＴ１３）、これ等の再生処理動作の内容を規定するパラメータを設定した後に再生処理動作が実行される（ＳＴ１４）。

ステップＳＴ０６において前後差圧が所定値Ａよりも小さいと判断されると、この状態は再生処理動作中または再生処理動作の非実行状態で粒子状物質の堆積量が未だ再生必要レベルには達していないということである。この場合、先ず再生処理動作実行フラグがセットされているか否かが判定され（ＳＴ１５）、セットされている場合にはＤＰＦ１７の前後差圧が所定値Ｂ以下か否かを判定する（ＳＴ１６）。所定値ＢはＤＰＦ１７における粒子状物質の堆積量が十分に減少し、内燃機関の背圧が十分に低下したと判断される圧力値に設定されている。前後差圧が所定値Ｂ以下であると判定されると再生処理動作が完了したものであると判断され（ＳＴ１７）、前後差圧が所定値Ｂよりも大きいと判定されるとポスト噴射終了フラグがセットされているか否かが判定される（ＳＴ１８）。そして、ポスト噴射終了フラグがセットされていないと判定されるとステップＳＴ１４に進んでポスト噴射が行われる。

ここで、本発明の第１の実施形態における特徴部を説明する。本発明の第１の実施形態では、ＤＰＦ１７の再生処理動作時における燃料噴射弁１９によるポスト噴射を、図４に示すグラフに基づいて行っている。このポスト噴射は、初期の単位時間当たりの燃料噴射量を従来よりも抑制した第１噴射量とし、温度センサ２２により検出されたＤＰＦ１７の温度が所定温度Ａ以上となったところで単位時間当たりの燃料噴射量を第１噴射量よりも多い第２噴射量に増量する。ＤＰＦ１７はポスト噴射により温度が上昇して付着した粒子状物質が燃焼除去され、やがて担持したＯＳＣ材の酸素放出量が減少するためにポスト噴射を継続していても温度が低下し始める。そして、ＤＰＦ１７の温度が所定温度Ｂ以下となったところでポスト噴射を停止し、さらに温度が低下してＤＰＦ１７の温度が所定温度Ｃ以下となったところで第１噴射量のポスト噴射を再開させてＤＰＦ１７の温度を所定温度Ａまで上昇させる。このポスト噴射の一時停止により、ＯＳＣ材に酸素を吸蔵させて酸素放出量を回復させている。図４に示した一時停止を含む１回の動作サイクルが第１噴射パターンであり、以下はこの第１噴射パターンを繰り返し行う。

このとき、２回目以降の第１噴射パターンにおいて、フロートセンサ２７によって検出された燃料残量に基づき、第２噴射量での単位時間当たりでの燃料噴射量を減少させる。そして、差圧センサ２６による検出値が図３に示すステップＳＴ０６の所定値Ａ以下となると、ＤＰＦ１７に付着した粒子状物質が除去されたと判断されてＤＰＦ１７の再生処理動作が終了する。なお、１回目の第１噴射パターンは、ＤＰＦ１７の温度が立ち上がるのを待つために第１噴射量での噴射時間が２回目よりも長くなっている。第１噴射パターンにおける２回目以降の第１噴射量での噴射時間は、２回目と同様の噴射時間となる。

上述の構成によれば、燃料残量が少なくなるに連れてポスト噴射によって消費される燃料を少なくすることができるので、燃費向上を図ることができると共に車両走行時において運転者の意図しない時期に燃料がなくなることを防止しつつ、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。

第１の実施形態において、第１噴射パターンにおける第２噴射量での単位時間当たりの燃料噴射量を減少させる方法としては、コモンレール２０からの燃料供給圧力を減少させて燃料噴射弁１９からの燃料噴射量を減少させる方法、燃料噴射弁１９が有する電磁弁の開閉時間を短くして燃料噴射時間を短くする方法、両方を併用する方法が挙げられる。噴射量を減少させる方法によれば図４における第１噴射パターンの第２噴射量での高さが減少し、燃料噴射時間を短くする方法によれば図４における第１噴射パターンの第２噴射量での噴射時間が減少し、何れの方法においても第１噴射パターンの第２噴射量での総燃料噴射量（面積）が減少することとなる。

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、ＤＰＦ１７の再生処理動作時における燃料噴射弁１９によるポスト噴射を、上述した第１噴射パターンを断続的に繰り返して行う他、図５に示すグラフに基づいて行っている。図５に示すポスト噴射は、初期の単位時間当たりの燃料噴射量を上述した第１噴射量とし、温度センサ２２により検出されたＤＰＦ１７の温度が所定温度Ａ以上となったところでポスト噴射を停止し、その後ＤＰＦ１７の温度が所定温度Ｂ以下となったところでポスト噴射を再開させてＤＰＦ１７の温度を所定温度Ａまで上昇させる。この第１噴射量によるポスト噴射を断続させる方式が第２噴射パターンである。このポスト噴射の一時停止により、ＯＳＣ材に酸素を吸蔵させて酸素放出量を回復させている。

第２の実施形態では、上述した第１の実施形態で示した第１噴射パターンを断続的に繰り返して行うポスト噴射を行い、フロートセンサ２７によって検出された燃料残量が所定量（例えば１０リットル）以下となった場合に、第２噴射パターンに切り替えてポスト噴射を行う。そして、差圧センサ２６による検出値が図３に示すステップＳＴ０６の所定値Ａ以下となると、ＤＰＦ１７に付着した粒子状物質が除去されたと判断されてＤＰＦ１７の再生処理動作が終了する。なお、第２噴射パターンにおける１回目のポスト噴射は、ＤＰＦ１７の温度が立ち上がるのを待つために２回目よりも長くなっている。２回目以降のポスト噴射は、２回目と同様の噴射時間となる。

上述の構成によれば、燃料残量が少なくなるに連れてポスト噴射によって消費される燃料を少なくすることができ、燃料残量が所定量以下となった場合にはさらにポスト噴射によって消費される燃料を少なくすることができるので、燃費向上をより一層図ることができると共に車両走行時において運転者の意図しない時期に燃料がなくなることを確実に防止しつつ、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。

上述した第１及び第２の各実施形態では、ＤＰＦ１７の再生処理動作としてポスト噴射を行う例を示したが、本発明が適用可能な範囲はポスト噴射には限られず、排気管内に直接燃料噴射を行う排気管噴射においても本発明は適用可能である。

次に、本発明の第３の実施形態を説明する。この第３の実施形態では、所定の負荷で差圧センサ２６によって検出された検出値に基づいてＤＰＦ１７内に残存している粒子状物質の残量を推定し、この残量に基づいてＤＰＦ１７の再生処理動作時におけるポスト噴射の方式を変化させている。この第３の実施形態において差圧センサ２６は残量検出手段として機能し、ＥＣＵ３０は差圧センサ２６の検出値からＤＰＦ１７内に残存している粒子状物質の残量を推定する。差圧センサ２６の検出値と粒子状物質の残量との関係は、マップ化されてＥＣＵ３０内の記憶手段内に記憶されている。

第３の実施形態では、ＤＰＦ１７の再生処理動作時における燃料噴射弁１９によるポスト噴射を、ＤＰＦ１７内に残存している粒子状物質の残量が所定値Ｚ以上である場合には上述した第１噴射パターンを断続的に繰り返して行い、所定値Ｚ未満である場合には上述した第２噴射パターンで行う。そして、差圧センサ２６による検出値が図３に示すステップＳＴ０６の所定値Ａ以下となると、ＤＰＦ１７に付着した粒子状物質が除去されたと判断されてＤＰＦ１７の再生処理動作が終了する。

上述の構成によれば、粒子状物質の残量が多い場合には多くの燃料を噴射して短時間で粒子状物質の除去を行い、粒子状物質の残量が少ない場合には少ない燃料で粒子状物質の除去を行うので、燃費向上を図ることができると共に再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。

次に、本発明の第４の実施形態を説明する。この第４の実施形態では、第３の実施形態で示した制御に加え、フロートセンサ２７によって検出された燃料残量に基づき所定値Ｚを変化させ、燃料残量が減少するに連れて所定値Ｚを大きくさせる。この構成によれば、第３の実施形態で示した作用効果に加え、燃料残量が少なくなるに連れて燃料消費が少ない第２噴射パターンの選択範囲が広がるので、燃費向上を図ることができると共に車両走行時において運転者の意図しない時期に燃料がなくなることを防止することができる。

次に、本発明の第５の実施形態を説明する。この第５の実施形態では、第３または第４の実施形態で示した制御に加え、フロートセンサ２７によって検出された燃料残量が所定量（例えば１０リットル）以下となった場合に、第２噴射パターンに切り替えてポスト噴射を行う。この構成によれば、第３または第４の実施形態で示した作用効果に加え、燃料残量が所定量以下となった場合にはさらにポスト噴射によって消費される燃料を少なくすることができるので、燃費向上をより一層図ることができると共に車両走行時において運転者の意図しない時期に燃料がなくなることを確実に防止することができる。

上述した第３及び第４及び第５の各実施形態では、ＤＰＦ１７の再生処理動作としてポスト噴射を行う例を示したが、本発明が適用可能な範囲はポスト噴射には限られず、排気管内に直接燃料噴射を行う排気管噴射においても本発明は適用可能である。

次に、本発明の第６の実施形態を説明する。この第６の実施形態では、図１に示すように、エンジン１の停止時間を検出する停止時間検出手段としてのタイマ２８を有しており、タイマ２８の検出結果はＥＣＵ３０に入力される。この第６の実施形態は、ＤＰＦ１７の再生処理動作開始後にエンジン１が停止し、その後にエンジン１が再始動した後にＤＰＦ１７の再生処理動作が再度行われる場合に適用される。

第６の実施形態では、ＤＰＦ１７の再生処理動作時における燃料噴射弁１９によるポスト噴射を、図５に示すグラフに基づいて行っている。図５に示すポスト噴射は、初期の単位時間当たりの燃料噴射量を従来よりも燃料噴射量が少ない第１噴射量とし、温度センサ２２により検出されたＤＰＦ１７の温度が所定温度Ａ以上となったところでポスト噴射を停止し、その後ＤＰＦ１７の温度が所定温度Ｂ以下となったところでポスト噴射を再開させてＤＰＦ１７の温度を所定温度Ａまで上昇させる。以下、この動作を断続的に繰り返す噴射パターンである。このポスト噴射の一時停止により、ＯＳＣ材に酸素を吸蔵させて酸素放出量を回復させている。

第６の実施形態において、ＥＣＵ３０はタイマ２８の検出結果に基づき、エンジン１の停止後の再始動時でのＤＰＦ１７の再生処理動作再開時における燃料噴射弁１９からの単位時間当たりの燃料噴射量を、エンジン１の停止前におけるＤＰＦ１７の再生処理動作時における燃料噴射弁１９からの単位時間当たりの燃料噴射量に比して、図６に実線で示すように増量制御している。

図６において、破線はＤＰＦ１７の推定温度を示している。この実施形態では、エンジン１が停止しているために排気ガスの流れが生じず、温度センサ２２によってＤＰＦ１７の温度を測定することができない。このため、タイマ２８により計測されたエンジン１の停止時間に基づいてＤＰＦ１７の温度を推定しており、この推定された温度に基づいてＥＣＵ３０が燃料噴射量の増量制御を行っている。

図６に示すようにＤＰＦ１７の温度は、エンジン１の停止後しばらくは再生処理温度（本形態では約６５０℃）を維持し、所定時間Ｙを過ぎると急激に低下する。このため、タイマ２８によって計測されたエンジン１の停止時間が所定時間Ｙ以内の場合にはＤＰＦ１７の温度があまり低下していないことから、エンジン１の停止前に比して燃料噴射弁１９からの単位時間当たりの燃料噴射量の増量を行っていない。このようにエンジン１の停止時間からＤＰＦ１７の温度を推定し、ＤＰＦ１７の温度があまり低下していない領域ではエンジン１の停止前に比して燃料噴射弁１９からの単位時間当たりの燃料噴射量の増量を行わないので、燃費を向上することができる。

また、図６に示すようにエンジン１の停止時間が所定時間Ｙを超えた場合には、ＤＰＦ１７の温度が急激に低下することから停止時間が長くなるに従いエンジン１の停止前に比して燃料噴射弁１９からの単位時間当たりの燃料噴射量を比例的に増量させている。この構成により、排気ガス温度を上昇させることによってエンジン１の停止に伴うＤＰＦ１７の温度低下を補うことができ、ＤＰＦ１７の再生処理動作を適度な燃料で効率よく行うことにより燃費を向上することができる。また、再生処理動作中にポスト噴射を停止させてＯＳＣ材に酸素を吸蔵させているのでエンジンオイルの希釈現象の発生を防止することができる。

次に、本発明の第７の実施形態を説明する。第６の実施形態において、所定時間ＹはＤＰＦ１７の温度が急激に低下すると推定される時間を示している。第７の実施形態では外気温度を計測する図示しない温度センサを設け、外気温度が所定温度低下する毎に所定時間Ｙを短く設定する構成とする。この構成とすることにより、外気温度の低下に応じたＤＰＦ１７の温度低下を推定することができ、外気温度が変化した場合であっても、ＤＰＦ１７の温度があまり低下していない領域ではエンジン１の停止前に比して燃料噴射弁１９からの単位時間当たりの燃料噴射量の増量を行わないので燃費を向上することができると共に、ＤＰＦ１７の温度が急激に低下する領域では排気ガス温度を上昇させることによってエンジン１の停止に伴うＤＰＦ１７の温度低下を補うことができ、ＤＰＦ１７の再生処理動作を適度な燃料で効率よく行うことにより燃費を向上することができる。

次に、本発明の第８の実施形態を説明する。この第８の実施形態は、上述した第６または第７の実施形態で示した燃料噴射弁１９からのポスト噴射制御に加え、フロートセンサ２７によって検出された燃料残量に基づき所定時間Ｙを変化させ、燃料残量が減少するに連れて所定時間Ｙを長くする。この構成によれば、第６または第７の各実施形態で示した作用効果に加え、燃料残量が少なくなるに連れてＤＰＦ１７の再生処理動作へと移行しなくなるので、燃費向上を図ることができると共に車両走行時において運転者の意図しない時期に燃料がなくなることを防止することができる。

次に、本発明の第９の実施形態を説明する。第９の実施形態では、エンジン１を有する車両が、車両走行時において車両速度が所定速度（例えば時速１０ｋｍ）以下となった場合にエンジン１を停止させるコーストアイドルストップ機能を有している。コーストアイドルストップ機能発現時には、低温の排気ガスがＤＰＦ１７内に流入するためにＤＰＦ１７の温度低下が速くなる。そのため、コーストアイドルストップ機能の発現時には所定時間Ｙを短くする。この構成によれば、第６、第７、第８の各実施形態で示した作用効果に加え、ＤＰＦ１７の温度低下が速いコーストアイドルストップ機能の発現時にはＤＰＦ１７の温度があまり低下しない状態で燃料噴射弁１９からのポスト噴射を行うので、ＤＰＦ１７の再生処理動作を適度な燃料で効率よく行うことにより燃費を向上することができる。

上述した第６及び第７及び第８及び第９の各実施形態は、ＤＰＦ１７の再生処理動作開始後にエンジン１が停止し、その後にエンジン１が再始動した後にＤＰＦ１７の再生処理動作が再度行われる場合に適用され、エンジン１の停止前にＤＰＦ１７の再生処理動作フラグが立っていて再生処理動作が行われていない場合は含まれない。すなわち、ＤＰＦ１７の温度が再生処理動作可能温度まで上昇していることが前提条件となる。また、エンジン１が停止する場合としては、第９の実施形態で示したコーストアイドルストップ機能発現時の他、アイドルストップ機能発現時、さらには一度エンジン１を停止させてその後再びエンジン１を始動させた場合等が挙げられ、エンジン１が停止した後に始動した場合は全て含まれる。

上述した第６及び第７及び第８及び第９の各実施形態では、ＤＰＦ１７の再生処理動作時における燃料噴射弁１９によるポスト噴射を図５に示すグラフに基づいて行っているが、ポスト噴射の態様はこれには限られず、燃料を単位時間当たりの所定噴射量で断続噴射する態様であればどのようなポスト噴射を行ってもよい。また、第６及び第７及び第８及び第９の各実施形態では、ＤＰＦ１７の再生処理動作としてポスト噴射を行う例を示したが、本発明が適用可能な範囲はポスト噴射には限られず、排気管内に直接燃料噴射を行う排気管噴射においても本発明は適用可能である。

１ 内燃機関（エンジン）
１１ 排気通路
１７ フィルタ（ＤＰＦ）
１８ 燃料容器（燃料タンク）
１９ 昇温手段（燃料噴射弁）
２２ フィルタ温度検出手段（温度センサ）
３０ フィルタ再生判断手段（ＥＣＵ）

Claims (4)

1. 内燃機関の排気通路に配設され排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記粒子状物質を除去して前記フィルタを再生させる再生処理動作の要否を判断するフィルタ再生判断手段と、前記フィルタ再生判断手段によって前記再生処理動作が必要と判断された際に、燃焼ガスに対して燃料を噴射して前記フィルタを昇温させる昇温手段と、燃料を貯容する燃料容器とを備え、
   前記昇温手段は、単位時間当たりの噴射量を第１噴射量で噴射した後に前記第１噴射量よりも多い第２噴射量で噴射する第１噴射パターンを断続的に繰り返して行い、前記燃料容器に貯容される燃料残量が減少するに伴い前記第２噴射量を減少させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、
   前記昇温手段は、前記燃料残量が減少するに伴い前記第２噴射量で噴射する噴射時間を減少させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
3. 請求項１または２記載の内燃機関の排気浄化装置において、
   前記昇温手段は、前記燃料残量が所定量以下となった場合に前記第１噴射量での噴射を断続させる第２噴射パターンに切り替えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
4. 請求項１から３までの何れか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置において、
   前記フィルタまたは前記フィルタ近傍の温度を検出するフィルタ温度検出手段を有し、前記昇温手段による噴射時間は前記フィルタ温度検出手段によって検出された温度に基づいて決定されることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。

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