特許 6233492 排気浄化装置の再生制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6233492

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】排気浄化装置の再生制御装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/025 20060101AFI20171113BHJP

   F01N 3/023 20060101ALI20171113BHJP

   F01N 3/033 20060101ALI20171113BHJP

   F02D 41/38 20060101ALI20171113BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20171113BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20171113BHJP

   F02D 23/00 20060101ALI20171113BHJP

   F02B 37/00 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/025 101

   F01N3/023 A

   F01N3/033 K

   F02D41/38 B

   F02D41/04 385Z

   F02D41/04 380Z

   F02D43/00 301H

   F02D43/00 301J

   F02D43/00 301R

   F02D43/00 301T

   F02D43/00 301W

   F02D23/00 N

   F02B37/00 302G

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-221701(P2016-221701)

(22)【出願日】2016年11月14日

【審査請求日】2017年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100176304

【弁理士】

【氏名又は名称】福成 勉

(72)【発明者】

【氏名】三村 勇樹

(72)【発明者】

【氏名】氏原 健幸

(72)【発明者】

【氏名】森永 真一

【審査官】 首藤 崇聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１８４９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−３６７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０６７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２６３５７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／０２５

Ｆ０１Ｎ ３／０２３

Ｆ０１Ｎ ３／０３３

Ｆ０２Ｂ ３７／００

Ｆ０２Ｄ ２３／００

Ｆ０２Ｄ ４１／０４

Ｆ０２Ｄ ４１／３８

Ｆ０２Ｄ ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを具備した排気浄化装置を有するターボ過給機付きエンジンの前記排気浄化装置の再生制御装置であって、
前記フィルタに捕集された粒子状物質を燃焼除去する再生制御を実行する再生制御部と、
前記再生制御の際に、前記ターボ過給機の過給圧が定常運転時よりも高い過給圧となるように、燃料のメイン噴射に続いて行われる燃料のポスト噴射の時期を進角させる制御を実行するポスト噴射制御部と、を含むことを特徴とする排気浄化装置の再生制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の排気浄化装置の再生制御装置において、
前記エンジンの吸気の過給圧を検出する過給圧検出部をさらに含み、
前記ポスト噴射制御部は、前記過給圧検出部による検出過給圧が予め設定された目標過給圧になるようにポスト噴射の時期を進角させる、ことを特徴とする排気浄化装置の再生制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の排気浄化装置の再生制御装置において、
前記ポスト噴射は、先行ポスト噴射とその後に行われる一乃至複数の後続ポスト噴射と含む複数段階のポスト噴射であり、
前記ポスト噴射制御部は、少なくとも先行ポスト噴射の時期を特定の時期に進角させ、そのときの前記検出過給圧が前記目標過給圧に達していない場合には、前記後続ポスト噴射のタイミングをさらに進角させる、ことを特徴とする排気浄化装置の再生制御装置。

【請求項4】

請求項２に記載の排気浄化装置の再生制御装置において、
前記ポスト噴射制御部は、前記ポスト噴射の時期を予め設定された上限値まで進角させたときの前記検出過給圧が前記目標過給圧に達していない場合には、前記ポスト噴射の噴射量を増加させる、ことを特徴とする排気浄化装置の再生制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載の排気浄化装置の再生制御装置において、
前記ポスト噴射は、先行ポスト噴射とその後に行われる一乃至複数の後続ポスト噴射と含む複数段階のポスト噴射であり、
前記ポスト噴射制御部は、後続ポスト噴射の噴射量のみを増加させる、ことを特徴とする排気浄化装置の再生制御装置。

【請求項6】

請求項１乃至５の何れか一項に記載の排気浄化装置の再生制御装置において、
前記再生制御において前記フィルタが過昇温する可能性の有無を判定する過昇温判定部をさらに備え、
前記ポスト噴射制御部は、前記過昇温判定部により前記フィルタが過昇温する可能性があると判定された場合にのみポスト噴射の時期を進角させる制御を実行する、ことを特徴とする排気浄化装置の再生制御装置。

【請求項7】

請求項６に記載の排気浄化装置の再生制御装置において、
排気ガスの温度を検出する排気温度検出部および排気ガスの流量を検出する排気流量検出部をさらに含み、
前記過昇温判定部は、前記排気温度検出部による検出排気温度に基づき前記フィルタ内の温度上昇率を予測し、当該温度上昇率の予測値が閾値以上で、かつ、前記排気流量検出部による検出排気ガス流量が閾値以下である場合に前記フィルタが過昇温する可能性があると判定する、ことを特徴とする排気浄化装置の再生制御装置。

【請求項8】

請求項６又は７に記載の排気浄化装置の再生制御装置において、
前記排気浄化装置は、排気の流れ方向における前記フィルタの上流側に酸化触媒をさらに備え、
前記ポスト噴射は、前記メイン噴射後のエンジン出力に直接寄与しない時期に前記再生制御として行われる燃料噴射である、ことを特徴とする排気浄化装置の再生制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気浄化装置を備えたターボ過給機付きエンジンを備える車両等における前記排気浄化装置の再生制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ディーゼルエンジンを備える車両等では、排気通路に再生可能なＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｅｒ）が備えられ、排気ガスに含まれる煤（粒子状物質）がこのＤＰＦ内のフィルタによって捕集される。そして、一定期間毎に（ＤＰＦに一定量以上の煤が捕集されると）、補足された煤を燃焼させる再生処理（強制再生）が実行され、これにより、ＤＰＦによる継続的な煤の捕集が可能となる。

【0003】

ところが、ＤＰＦに捕集された多くの煤が一度に燃焼してＤＰＦの温度が急激に上昇すると、ＤＰＦの破損の原因となる虞がある。このような状況は、例えば再生処理が開始された直後に車両（エンジン）が急減速された場合などに発生し易い。つまり、減速によってＤＰＦを通過する排気ガス流量が低下することでＤＰＦの冷却効果が損なわれ、急激な温度上昇をもたらすのである。

【0004】

このような問題を解決すべく、例えば特許文献１には、ターボ過給機付きエンジンに関して、ＤＰＦの再生処理中にエンジンが所定の減速スピードに達した場合に、過給圧コントロール手段により意図的に吸気量を増加させ、これにより排気ガスの流量の低下を抑制する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−２６３５７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、ＤＰＦによる煤の捕集量を高めて再生処理の回数を減らすことで、効率的にＤＰＦを運用することに加え、車両の停止中など、アイドリング運転中のようなターボ過給機による過給圧がほとんど発生せず、排気ガス流量の極めて少ない運転状況下でＤＰＦの再生処理を実行することが求められている。そのため、特許文献１のようなＤＰＦの温度上昇を抑制可能な技術が益々必要となる。

【0007】

しかし、特許文献１の技術は、車両（エンジン）の減速中に吸気量を増加させるものである。しかも、特許文献１には、過給圧コントロール手段により吸気量を増加させる点について、過給圧制御定数を補正する旨の記載があるだけで具現化されたものとは言い難い。そのため、アイドリング運転中など、ターボ過給機による過給圧がほとんど発生せず、排気ガスの流量が極めて低い運転状況でＤＰＦの再生処理が実行された場合に、当該ＤＰＦの急激な温度上昇を抑制し得るものとは言えない。

【0008】

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、アイドリング運転中などに排気浄化装置のフィルタ再生が行われる場合でも、フィルタの過昇温を効果的に抑制することができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを具備した排気浄化装置を有するターボ過給機付きエンジンの前記排気浄化装置の再生制御装置であって、前記フィルタに捕集された粒子状物質を燃焼除去する再生制御を実行する再生制御部と、前記再生制御の際に、前記ターボ過給機の過給圧が定常運転時よりも高い過給圧となるように、燃料のメイン噴射に続いて行われる燃料のポスト噴射の時期を進角させる制御を実行するポスト噴射制御部と、を含むものである。

【0010】

この構成によれば、フィルタの再生制御の際には、ポスト噴射の時期が進角されることにより、当該ポスト噴射による燃料の一部が燃焼してエンジンの排気エネルギーが増加し、ターボ過給機の過給圧（吸気圧）が定常運転時に比して高くなる。そのため、当該フィルタを通過する排気ガスの流量が増加し、フィルタの過昇温（温度上昇）が効果的に抑制される。

【0011】

上記再生制御装置においては、前記エンジンの吸気の過給圧を検出する過給圧検出部をさらに含み、前記ポスト噴射制御部は、前記過給圧検出部による検出過給圧が予め設定された目標過給圧になるようにポスト噴射の時期を進角させるものであってもよい。

【0012】

この構成によれば、実際の過給圧（検出過給圧）に基づきポスト噴射の時期が進角されるので、吸気の過給圧をより確実に目標過給圧まで高めることが可能となる。

【0013】

この場合、前記ポスト噴射が、先行ポスト噴射とその後に行われる一乃至複数の後続ポスト噴射と含む複数段階のポスト噴射であってもよい。この場合には、前記ポスト噴射制御部は、少なくとも先行ポスト噴射の時期を特定の時期に進角させ、そのときの前記検出過給圧が前記目標過給圧に達していない場合には、前記後続ポスト噴射のタイミングをさらに進角させるものであるのが好適である。

【0014】

この構成によれば、ポスト噴射による燃料がシリンダ壁を経由してエンジンオイルへ混入することによるオイルの希釈を抑制でき、また、エンジン出力に影響を与えることなく、エンジンの排気エネルギーを効果的に増加させることが可能となる。

【0015】

なお、上記再生制御装置において、前記ポスト噴射制御部は、前記ポスト噴射の時期を予め設定された上限値まで進角させたときの前記検出過給圧が前記目標過給圧に達していない場合には、前記ポスト噴射の噴射量を増加させるものであるのが好適である。

【0016】

この構成によれば、ポスト噴射の時期の進角とポスト噴射の噴射量の増加との相乗的な効果により、排気エネルギーをより効果的に増加させることが可能となる。

【0017】

この場合、前記ポスト噴射は、先行ポスト噴射とその後に行われる一乃至複数の後続ポスト噴射と含む複数段階のポスト噴射であり、前記ポスト噴射制御部は、後続ポスト噴射の噴射量のみを増加させるものであるのが好適である。

【0018】

この構成によれば、エンジン出力に影響を与えない範囲で燃料の噴射量を増量させてエンジンの排気エネルギーを増加させることが可能となる。

【0019】

なお、上記再生制御装置においては、前記再生制御において前記フィルタが過昇温する可能性の有無を判定する過昇温判定部をさらに備え、前記ポスト噴射制御部は、前記過昇温判定部により前記フィルタが過昇温する可能性があると判定された場合にのみポスト噴射の時期を進角させる制御を実行するものであるのが好適である。

【0020】

この構成によれば、フィルタが過昇温する可能性があると判定された場合にのみ、燃料のポスト噴射の時期が進角されるので、エンジン出力に寄与しない燃料の消費、及びエンジンオイルへの燃料の混入によるオイルの希釈を抑制することが可能となる。

【0021】

より具体的には、排気ガスの温度を検出する排気温度検出部および排気ガスの流量を検出する排気流量検出部をさらに含み、前記過昇温判定部は、前記排気温度検出部による検出排気温度に基づき前記フィルタ内の温度上昇率を予測し、当該温度上昇率の予測値が閾値以上で、かつ、前記排気流量検出部による検出排気ガス流量が閾値以下である場合に前記フィルタが過昇温する可能性があると判定する。

【0022】

この構成によれば、フィルタが過昇温する可能性が有るか否かを精度よく判定することが可能となる。

【0023】

なお、上記再生制御装置において、前記排気浄化装置は、排気の流れ方向における前記フィルタの上流側に酸化触媒をさらに備え、前記ポスト噴射は、前記メイン噴射後のエンジン出力に直接寄与しない時期に前記再生制御として行われる燃料噴射である。

【0024】

この構成によれば、ポスト噴射による未燃焼の燃料が酸化触媒で燃焼することで排気ガスの温度が上昇し、その結果、フィルタに捕集された粒子状物質が燃焼除去される。すなわちフィルタが再生される。そして、この再生時にフィルタが過昇温する可能性がると前記過昇温判定部により判定された場合にのみ、ポスト噴射の時期が進角され、エンジンの排気エネルギーが増加される。そのため、フィルタ再生のためのポスト噴射自体の時期を進角させる合理的な構成で、フィルタの過昇温を抑制することが可能となる。

【発明の効果】

【0025】

以上説明したように、本発明の排気浄化装置によれば、アイドリング運転中などに排気浄化装置のフィルタ再生が行われる場合でも、フィルタの過昇温を効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態にかかる、排気浄化装置の再生制御装置が適用されたターボ過給機付きディーゼルエンジンの全体構成を示す図である。

【図2】上記エンジンの制御系を示すブロック図である。

【図3】上記ターボ過給機の制御に用いられる制御マップの一例を示す図である。

【図4】燃料の噴射パターンの一例を示すタイミングチャートである。

【図5】燃料の噴射パターンを示すタイミングチャートであり、（ａ）は、通常再生処理における噴射パターンを示すタイミングチャートであり、（ｂ）〜（ｄ）は、高過給再生処理における噴射パターンを示すタイミングチャートである。

【図6】上記エンジンのＤＰＦ再生処理の制御内容を示すフローチャートである。

【図7】上記エンジンのＤＰＦ再生処理の制御内容を示すフローチャートである。

【図8】上記ターボ過給機の過給圧、排気流量、及びＤＰＦ内温度の経時変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

【0028】

［１］エンジンの全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる排気浄化装置の再生制御装置が適用されたターボ過給機付きディーゼルエンジンの全体構成を示す図である。

【0029】

図１に示されるディーゼルエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルのディーゼルエンジンである。このディーゼルエンジン（以下、エンジンと略す）のエンジン本体１は、直列多気筒型のものであり、複数の気筒１１ａ（図１では１つのみ図示）を有するシリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯溜されたオイルパン１３とを有している。

【0030】

上記エンジン本体１の各気筒１１ａには、ピストン１４が往復動可能に嵌挿されており、このピストン１４の頂面には、燃焼室１４ａを区画するキャビティが形成されている。

【0031】

上記ピストン１４は、コンロッド１４ｂを介してクランクシャフト１５と連結されており、ピストン１４の往復運動に応じて上記クランクシャフト１５が中心軸回りに回転する。

【0032】

上記シリンダヘッド１２には、各気筒１１ａの燃焼室１４ａに開口する吸気ポート１６および排気ポート１７が形成されているとともに、これら吸気ポート１６および排気ポート１７を開閉するための吸気弁２１および排気弁２２が設けられている。

【0033】

上記シリンダヘッド１２には、軽油を主成分とする燃料を噴射するインジェクタ１８が、各気筒１１ａにつき１つずつ設けられている。インジェクタ１８は、その先端に備わる噴口（燃料の噴射口）がピストン１４頂面のキャビティに臨むように配置されており、圧縮上死点（圧縮行程の終了時）の前後にかけた所定のタイミングで燃焼室１４ａに向けて燃料を噴射する。

【0034】

上記エンジン本体１の一側面には、各気筒１１ａの吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続され、上記エンジン本体１の他側面には、各気筒１１ａの排気ポート１７に連通するように排気通路４０が接続されている。すなわち、外部からの吸入空気が上記吸気通路３０および吸気ポート１６を通じて燃焼室１４ａに導入されるとともに、燃焼室１４ａで生成された排気ガス（燃焼ガス）が上記排気ポート１７および排気通路４０を通じて外部に排出されるようになっている。

【0035】

上記吸気通路３０および排気通路４０には、第１ターボ過給機６１およびそれよりも小型の第２ターボ過給機６２が設けられている。

【0036】

上記第１ターボ過給機６１は、吸気通路３０に配設されたコンプレッサ６１ａと、このコンプレッサ６１ａと同軸に連結され、かつ排気通路４０に配設されたタービン６１ｂとを有している。同様に、上記第２ターボ過給機６２は、吸気通路３０に配設されたコンプレッサ６２ａと、このコンプレッサ６２ａと同軸に連結され、かつ排気通路４０に配設されたタービン６２ｂとを有している。上記第１ターボ過給機６１のコンプレッサ６１ａおよびタービン６１ｂは、上記第２ターボ過給機６２のコンプレッサ６２ａおよびタービン６２ｂよりも大きいサイズに形成されている。

【0037】

上記第１、第２ターボ過給機６１，６２は、排気エネルギーにより駆動されて吸入空気を圧縮する。すなわち、エンジンの運転中、排気通路４０を高温・高速の排気ガスが通過すると、その排気ガスのエネルギーを受けて各ターボ過給機６１，６２のタービン６１ｂ，６２ｂが回転するとともに、これと連結されたコンプレッサ６１ａ，６２ａも同時に回転する。これにより、吸気通路３０を通過する空気（吸入空気）が圧縮されて高圧化され、エンジン本体１の各気筒１１ａへと圧送される。

【0038】

上記第１ターボ過給機６１のコンプレッサ６１ａは、第２ターボ過給機６２のコンプレッサ６２ａよりも吸気通路３０の上流側に配設されており、上記第１ターボ過給機６１のタービン６１ｂは、第２ターボ過給機６２のタービン６２ｂよりも排気通路４０の下流側に配設されている。

【0039】

上記吸気通路３０には、第２ターボ過給機６２のコンプレッサ６２ａをバイパスするための吸気バイパス通路６３が設けられており、この第１吸気バイパス通路６３には、開閉可能な第１吸気バイパスバルブ６３ａが設けられている。なお、吸気通路３０のうち第２吸気バイパス通路６４の上流端が接続される部分と第１ターボ過給機６１のコンプレッサ６１ａとの間の通路には絞り弁６４ａが設けられている。

【0040】

上記排気通路４０には、第２ターボ過給機６２のタービン６２ｂをバイパスするための第１排気バイパス通路６５と、第１ターボ過給機６１のタービン６１ｂをバイパスするための第２排気バイパス通路６６とが設けられている。これら第１排気バイパス通路６５および第２排気バイパス通路６６には、開閉可能なレギュレートバルブ６５ａおよびウエストゲートバルブ６６ａがそれぞれ設けられている。

【0041】

上記吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するためのエアクリーナ３１が設けられており、吸気通路３０の下流端付近（エンジン本体１の近傍）には、サージタンク３３が設けられている。サージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、気筒１１ａごとに分岐した独立通路とされ、各独立通路の下流端が各気筒１１ａの吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。

【0042】

上記吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３３との間には、上流側から順に、第１ターボ過給機６１および第２ターボ過給機６２の各コンプレッサ６１ａ，６２ａと、各コンプレッサ６１ａ，６２ａにより圧縮された空気を冷却するためのインタークーラ３５と、吸気通路３０の通路断面積を調節するための開閉可能なスロットルバルブ３６とが設けられている。なお、スロットルバルブ３６は、エンジンの運転中は基本的に全開もしくはこれに近い高開度に維持されており、エンジンの停止時等の必要時にのみ閉弁されて吸気通路３０を遮断する。

【0043】

上記排気通路４０のうち、エンジン本体１に隣接する上流側部分は、各気筒１１ａの排気ポート１７に連通するように分岐した独立通路と各独立通路が集合する集合部とを含む排気マニホールドとされている。

【0044】

上記排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、上流側から順に、第２ターボ過給機６２および第１ターボ過給機６１の各タービン６２ｂ，６１ｂと、排気ガス中の有害成分を浄化するための排気浄化装置４１と、排気音を低減するための図外のサイレンサとが設けられている。

【0045】

上記排気浄化装置４１には、上流側から順にＤＯＣ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ）４１ａとＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）４１ｂとが含まれている。

【0046】

上記ＤＯＣ４１ａ（本発明の酸化触媒に相当する）は、エンジン本体１から排出される排気ガス中のＣＯおよびＨＣを酸化することにより無害化するものである。すなわち、排気ガス中のＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ（炭化水素）は、このＤＯＣ４１ａを通過するときに酸化され、ＣＯ２（二酸化炭素）やＨ２Ｏ（水）に浄化される。なお、ＤＯＣ４１ａはその内部で起きるこのような排気ガスの酸化反応によって排気ガスの温度を上昇させ、下流のＤＰＦ３２に高温の排気ガスを流入させる役割も担う。

【0047】

上記ＤＰＦ４１ｂ（本発明のフィルタに相当する）は、エンジン本体１から排出される排気ガス中に含まれる煤等の粒子状物質（以下、煤という）を捕集するものである。ＤＰＦ４１ｂは、例えばＳｉＣ（炭化ケイ素）等のセラミックス製のウォールスルータイプのフィルタである。排気ガス中の煤はＤＰＦ４１ｂのセル壁を流入側から流出側に向かって通過するときにセル壁に捕集される。なお、煤の捕集が継続に行われるとＤＰＦ４１ｂが目詰まりし、ＤＰＦ４１ｂの機能が低下する。そのため、このエンジンでは、ＤＰＦ４１ｂを強制的に高温化し、堆積した煤を燃焼させてＤＰＦ４１ｂを再生する、いわゆる強制再生が所定のタイミングで実施される。ＤＰＦ４１ｂの強制再生の手法は種々知られているが、このエンジンでは、圧縮行程の上死点付近（ＴＤＣ）で燃料を噴射するメイン噴射の後に膨張行程で燃料を噴射するポスト噴射が実行される。つまり、このポスト噴射により未燃燃料（ＨＣ）をＤＰＦ４１ｂに送り込み、ここで未燃燃料を酸化（燃焼）させて排気ガスの温度を上昇させることによりＤＰＦ４１ｂを高温化し、堆積した煤を燃焼除去するのである。なお、このようなＤＰＦ４１ｂの再生制御（排気浄化装置の再生制御）については、後に詳述する。

【0048】

上記吸気通路３０と排気通路４０との間には、排気ガスの一部を吸気通路３０に還流するためのＥＧＲ通路５１が設けられている。すなわち、サージタンク３３とスロットルバルブ３６との間の吸気通路３０と、排気マニホールドと第２ターボ過給機６２のタービン６２ｂとの間の排気通路４０とが、上記ＥＧＲ通路５１を介して互いに接続されている。このＥＧＲ通路５１には、吸気通路３０への排気ガスの還流量を調整するための開閉可能なＥＧＲバルブ５１ａと、エンジンの冷却水によって排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ５２とが設けられている。

【0049】

［２］制御系
以上のように構成されたエンジンは、車両に搭載されたパワートレイン・コントロール・モジュール（以下、ＰＣＭという）１０によって制御される。ＰＣＭ１０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ類およびＩ／Ｆ等を有するマイクロプロセッサである。

【0050】

ＰＣＭ１０は、図２に示される各種センサから種々の情報が入力される。すなわち、エンジンもしくは車両には、エンジン本体１の冷却水の温度（エンジン水温）を検出する水温センサＳＷ１と、吸気通路３０を通過する吸入空気の流量（吸入空気量）を検出するエアフローセンサＳＷ２（本発明の排気流量検出部に相当する）と、サージタンク３３内の吸入空気の圧力（吸気圧力）を検出するための吸気圧センサＳＷ３（本発明の過給圧検出部に相当する）と、吸入空気の温度（吸気温度）を検出するための吸気温センサＳＷ４と、エンジン本体１のクランクシャフト１５の回転速度（エンジン回転速度）を検出するエンジン回転速度センサＳＷ５と、車両のアクセルペダル（図示省略）の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＷ６と、排気浄化装置４１内の排気ガスの温度（排気温度）、詳しくはＤＯＣ４１ａの通過後、ＤＰＦ４１ｂへの導入前の排気ガスの温度を検出する排気温度センサＳＷ７（本発明の排気温度検出部に相当する）が設けられており、これら各センサＳＷ１〜ＳＷ７がＰＣＭ１０と電気的に接続されている。ＰＣＭ１０は、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ７からの入力信号に基づいて、エンジン水温、吸気流量、吸気圧力、吸気温度、エンジン回転速度、アクセル開度および排気温度といった種々の情報を取得する。

【0051】

また、ＰＣＭ１０は、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ７からの入力信号に基づいて種々の演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。すなわち、ＰＣＭ１０は、インジェクタ１８および上述した各バルブ３６、５１ａ、６３ａ、６４ａ、６５ａ、６６ａと電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器に駆動用の制御信号を出力する。

【0052】

上記ＰＣＭ１０が有するより具体的な機能構成について説明する。図２に示すように、ＰＣＭ１０は、演算部１０ａ、噴射制御部１０ｂ、および過給制御部１０ｃを有している。

【0053】

上記演算部１０ａは、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ７の検出信号に基づいて種々の演算を実行するとともに、エンジンおよび車両の状態を判定するものである。この演算部１０ａは、後述する通り、ＤＰＦ４１ｂに捕集された煤を燃焼除去するための再生制御を実行する機能と、この再生制御が実行された場合にＤＰＦ４１ｂが過昇温する可能性の有無を判定する機能と、再生制御の際に燃料の噴射時期、詳しくはポスト噴射の時期を補正する機能とを有している。すなわち、当例では、この演算部１０ａが、本発明の再生制御部、過昇温判定部およびポスト燃料制御部に相当する。また、当該演算部１０ａ、上記エアフローセンサＳＷ２、吸気圧センサＳＷ３及び排気温度センサＳＷ７等が本発明の再生制御装置に相当する。

【0054】

上記噴射制御部１０ｂは、上記演算部１０ａの演算等から定まる噴射量、噴射パターンおよび噴射タイミングに従って各気筒１１ａに燃料が噴射されるようにインジェクタ１８を駆動制御するものである。

【0055】

上記過給制御部１０ｃは、上記吸気バイパスバルブ６３ａ、レギュレートバルブ６５ａ、およびウエストゲートバルブ６６ａの開度を制御することにより、上記第１ターボ過給機６１および上記第２ターボ過給機６２の作動を制御するものである。

【0056】

定常運転時の上記各ターボ過給機６１，６２の作動切替は、例えば図３に示される制御マップに基づき行われる。この図３において、エンジン回転速度が相対的に低い低速側に位置する第１領域Ａは、第１ターボ過給機６１および第２ターボ過給機６２の両方が作動する領域として設定されている。一方、上記第１領域Ａよりも高速側に位置する第２領域Ｂは、第１ターボ過給機６１のみが作動する領域として設定されている。そして、これら第１領域Ａおよび第２領域Ｂのいずれの運転領域でエンジンが運転されているかが上記演算部１０ａによって判定され、その結果に基づいて、上記過給制御部１０ｃが上記各バルブ６３ａ，６５ａ，６６ａを制御する。

【0057】

具体的に、低速側の第１領域Ａでは、吸気バイパスバルブ６３ａ、レギュレートバルブ６５ａ、およびウエストゲートバルブ６６ａが基本的に全て全閉とされることにより、上記第１ターボ過給機６１および第２ターボ過給機６２の両方が作動させられる。一方、高速側の第２領域Ｂでは、排気ガスの量が比較的多く、小型の第２ターボ過給機６２のタービン６２ｂが排気抵抗になるため、吸気バイパスバルブ６３ａおよびレギュレートバルブ６５ａが全開とされるとともに、ウエストゲートバルブ６６ａが全閉とされることにより、第１ターボ過給機６１のみが作動させられ、第２ターボ過給機６２は非作動とされる。

【0058】

［３］排気浄化装置（ＤＰＦ４１ｂ）の再生制御
ＰＣＭ１０の演算部１０ａによるＤＰＦ４１ｂの具体的な再生制御について説明する前に、その前提となる、燃料の基本的な噴射制御について説明する。

【0059】

エンジンの運転中は、その運転状態に応じた適切な態様で燃料が噴射されるように、演算部１０ａにより噴射制御部１０ｂを介してインジェクタ１８が制御される。すなわち、演算部１０ａは、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ７からの出力信号に基づきエンジンの冷却水温、吸入空気量、吸気圧力、吸気温度、エンジン回転速度、アクセル開度、排気温度等の情報を取得し、これらの情報に基づいて、インジェクタ１８から噴射すべき燃料の噴射量および噴射パターンを決定するとともに、燃料の噴射タイミングを決定する。

【0060】

これら噴射量、噴射パターン及び噴射タイミングは、アクセル開度やエンジン回転速度等の各種パラメータに応じた適切な燃料噴射の態様を予め定めた燃料噴射マップを参照して決定される。すなわち、この燃料噴射マップの参照により、少なくともアクセル開度（つまりエンジンの要求トルク）に基づいて燃料噴射量が決定されるとともに、少なくともその決定された噴射量とエンジン回転速度とに基づいて、燃料の噴射パターンおよび噴射タイミングが決定される。

【0061】

ここで、燃料の噴射パターンとは、インジェクタ１８から噴射すべき噴射量を、何回に分けて、どのような比率で噴射するかというものである。例えば当例では、多くの運転領域で、パイロット噴射Ｐｉおよびメイン噴射Ｍａと呼ばれる少なくとも２回の燃料噴射が実行され、運転領域によっては、上記メイン噴射Ｍａの後に、アフター噴射と呼ばれる追加の燃料噴射が行われる。図４は、横軸をクランク角（ＣＡ）、縦軸を噴射量として、噴射パターンを概念的に示したものであり、同図では、２回のパイロット噴射Ｐｉとメイン噴射Ｍａと１回のアフター噴射Ａｆとを含む合計４回の燃料噴射が行われている。

【0062】

なお、メイン噴射Ｍａは、噴射した燃料が圧縮上死点（ＴＤＣ）付近から燃焼し始めるように、圧縮上死点の手前ないし近傍で行われる燃料噴射であり、パイロット噴射Ｐｉは、上記メイン噴射Ｍａに基づく燃焼（メイン燃焼）よりも前に予備的な燃焼（予備燃焼）を生じさせるために、上記メイン噴射Ｍａよりも前に行われる少量の燃料噴射である。アフター噴射Ａｆは、煤の発生抑制を目的として行われる燃料噴射である。

【0063】

燃料の噴射タイミングは、必要トルクや燃費、ＥＭ（エミッション性）等を考慮して決定される。すなわち、燃料噴射マップには、トルクや燃費等を考慮した最適な噴射タイミングが各種条件ごとに記憶されており、その中から現在の運転条件に適合する噴射タイミングが読み出されて決定される。

【0064】

なお、上述した通り、このエンジンでは、所定のタイミングでＤＰＦ４１ｂを強制的に高温化し、堆積した煤を燃焼させてＤＰＦ４１ｂを再生する、いわゆるＤＰＦ４１ｂの強制再生が実行される。具体的には、上記メイン噴射Ｍａの後、膨張行程の後期に燃焼室１４ａに燃料が噴射されるように、演算部１０ａにより噴射制御部１０ｂを介してインジェクタ１８が制御される。このような燃料噴射は、ポスト噴射Ｐｏと呼ばれ、ＤＰＦの強制再生の手法の一として知られている。つまり、メイン噴射Ｍａの後、膨張行程の後期に燃焼室１４ａに再度燃料を噴射すると、噴射された燃料の多くは酸化されずにＨＣ（未燃燃料）となって排気ガスと共にＤＯＣ４１ａに供給され、当該ＤＯＣ４１ａで酸化される。この酸化反応により排気ガスの温度が上昇し、この高温の排気ガスがＤＰＦ４１ｂに導入されることによってＤＰＦ４１ｂが高温化され、捕集された煤が燃焼除去されるのである。

【0065】

ポスト噴射Ｐｏの噴射量、噴射パターン、および噴射タイミングは、上記燃料噴射マップを参照して決定される。すなわち、上記メイン噴射Ｍａ等と同様に、ポスト噴射Ｐｏの噴射量、噴射パターンおよび噴射タイミングは上記燃料噴射マップに定められており、演算部１０ａは、アクセル開度やエンジン回転速度等に基づき、上記燃料噴射マップに基づきポスト噴射Ｐｏの噴射量、噴射パターンおよび噴射タイミングを決定する。

【0066】

図５（ａ）は、ＤＰＦ４１ｂの再生を行う場合の燃料の噴射パターンを、図４と同様に、横軸をクランク角（ＣＡ）、縦軸を噴射量として概念的に示しており、同図の例では、等しい比率で５回のポスト噴射Ｐｏが行われている。

【0067】

以上が、演算部１０ａによる燃料の基本的な噴射制御である。以下、この演算部１０ａによる、排気浄化装置（ＤＰＦ４１ｂ）の具体的な再生制御について図６のフローチャートを参照しつつ説明する。

【0068】

図６に示す処理がスタートすると、ＰＣＭ１０の演算部１０ａは、所定の再生開始条件、例えば、車両の走行距離が予め設定された走行距離を超えたか否かを判定する（ステップＳ１）。

【0069】

ここで、Ｙｅｓと判定すると、制御部１０ａは、ＤＰＦ４１ｂの再生処理を開始する。具体的には、演算部１０ａは、上記燃料噴射マップを参照してポスト噴射Ｐｏの噴射態様（噴射量、噴射パターンおよび噴射タイミング）を決定し（ステップＳ３）、この噴射態様に基づき上記噴射制御部１０ｂを介してインジェクタ１８を駆動制御する。すなわち、パイロット噴射Ｐｉ及びメイン噴射Ｍａ等にさらにポスト噴射Ｐｏを含む燃料噴射を開始する（ステップＳ５）。

【0070】

これにより、メイン噴射Ｍａの後、膨張行程の後期にポスト噴射Ｐｏが行われ、ＤＰＦ４１ｂの再生が開始される。

【0071】

なお、以下の説明では、ステップＳ３において上記燃料噴射マップを参照して決定されたポスト噴射Ｐｏの噴射態様を基本噴射態様（基本噴射量、基本噴射パターン、基本噴射タイミング）と称する場合がある。

【0072】

ＤＰＦ４１ｂの再生が開始されると、演算部１０ａは、ＤＰＦ４１ｂが所定の過昇温条件を充足するか否かを判定する。すなわち、演算部１０ａは、ＤＰＦ４１ｂが過昇温する可能性について判定する。

【0073】

具体的には、まず、第１条件として、演算部１０ａは、再生開示時点のＤＰＦ４１ｂにおける煤の堆積量Ｓが予め設定された閾値Ｓｘ以上か否かを判定する（ステップＳ７）。煤の堆積量Ｓは、燃料噴射量およびＥＧＲ量の履歴に基づき求められる推定積載量である。すなわち、演算部１０ａは、エンジンの運転中、燃料噴射量およびＥＧＲ量を履歴として図外の記憶部に記憶しており、例えば前回の強制再生の実行時点からの燃料噴射量の累積値およびＥＧＲ量の累積値に基づき所定の演算式に基づいて煤の堆積量Ｓを演算する。なお、堆積量Ｓの上記閾値Ｓｘは、例えばＤＰＦ４１ｂが実質的に捕集可能な煤の量（堆積量）の最大値以下の値であって当該最大値に近い値に設定されている。

【0074】

ステップＳ７でＹｅｓの場合、演算部１０ａは、第２条件として、ＤＰＦ４１ｂに導入される排気ガスの温度Ｔ（排気温度Ｔ）、すなわち上記排気温度センサＳＷ７による検出値が閾値Ｔｘ以上か否かを判定する（ステップＳ９）。

【0075】

ステップＳ９でＹｅｓの場合、演算部１０ａは、第３条件として、ＤＰＦ４１ｂ内の温度上昇率ＴＲが、閾値ＴＲｘ以上か否かを判定する（ステップＳ１１）。ＤＰＦ４１ｂ内の温度上昇率ＴＲは予測値である。すなわち、演算部１０ａは、例えば上記排気温度ＴとエアフローセンサＳＷ２の検出値から求まる排気ガス流量（排気ガスの体積流量）Ｆとに基づき所定の演算式又はマップからＤＰＦ４１ｂの内部温度を求め、この内部温度の変化率（温度上昇率ＴＲ）を求める。そして、この温度上昇率ＴＲと閾値ＴＲｘとを比較する。

【0076】

ステップＳ１１でＹｅｓと判定した場合（上記第１〜第３条件を充足した場合）には、演算部１０ａは、ＤＰＦ４１ｂが過昇温条件を充足している、すなわちＤＰＦ４１ｂが過昇温する可能性があると判断する。そして、次に、演算部１０ａは、高過給再生処理を実行する必要があるか否かを判定する。具体的には、エアフローセンサＳＷ２の検出値に基づき排気ガス流量Ｆを求め、この排気ガス流量Ｆが閾値Ｆｘ以下か否かを判定する（ステップＳ１３）。

【0077】

ここで、「高過給再生処理」とは、ターボ過給機６１、６２による吸気の過給圧を定常運転時よりも高め、ＤＰＦ４１ｂの再生中に強制的に排気ガス流量Ｆを増やす処理である。これに対してターボ過給機６１、６２による吸気の過給圧がほとんど生じない定常運転時にＤＰＦ４１ｂの再生を実行する処理を「通常再生処理」という。

【0078】

つまり、ＤＰＦ４１ｂが過昇温条件を充足している、すなわちＤＰＦ４１ｂが過昇温する可能性がある場合でも、一定流量以上の排気ガスがＤＰＦ４１ｂを通過していれば、当該排気ガスの通過による冷却効果によってＤＰＦ４１ｂの過昇温が抑制される。そのため、過昇温条件を充足したＤＰＦ４１ｂの過昇温を抑制し得るような排気ガス流量が上記閾値Ｆｘとして設定されており、演算部１０ａは、この閾値Ｆｘと排気ガス流量Ｆとを比較することにより、高過給再生処理の必要性を判定する。

【0079】

演算部１０ａは、ＤＰＦ４１ｂが過昇温条件を充足していないと判定した場合、すなわちステップＳ１〜Ｓ５でＮｏと判定した場合、および、高過給再生処理が必要ないと判定した場合、すなわちステップＳ７でＮｏと判定した場合には、処理をステップＳ１９に移行する。これにより、ＤＰＦ４１ｂの再生処理が高過給再生処理に移行されることなく、通常再生処理が続行されることとなる。

【0080】

一方、ステップＳ１３でＹｅｓと判定した場合、すなわちＤＰＦ４１ｂが過昇温する可能性があり、かつ、排気ガス流量Ｆが上記閾値Ｆｘを超えていない場合には、演算部１０ａは、ＤＰＦ４１ｂの再生処理を通常再生処理から高過給再生処理に移行する。

【0081】

具体的には、演算部１０ａは、ポスト噴射Ｐｏのタイミングを基本噴射タイミングから所定角度だけ進角側に補正する（ステップＳ１５）。

【0082】

当例では、図５（ａ）に示すように、一定のタイミングで第１〜第５の合計５回の等量のポスト噴射Ｐｏ１〜Ｐｏ５が行われるように、ポスト噴射Ｐｏの基本噴射態様が定めされおり、演算部１０ａは、当該第１〜第５のポスト噴射Ｐｏ１〜Ｐｏ５のうち、メイン噴射Ｍａに最も近い第１ポスト噴射Ｐｏ１（本発明の先行ポスト噴射に相当する）のタイミングを進角側に補正するとともに、残りの第２〜第５のポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５（本発明の後続ポスト噴射に相当する）を１セットとして、これらのポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５のタイミングを第１ポスト噴射Ｐｏ１のタイミングとは異なる角度だけ進角側に補正する。具体的には、演算部１０ａは、基本噴射タイミングに対して、第１ポスト噴射Ｐｏ１のタイミングを３０°ＣＡ（クランクシャフトアングル角）だけ進角側に補正するとともに、第２〜第５のポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５のタイミングを各々基本噴射タイミングに対して１０°ＣＡ（クランクシャフトアングル角）だけ進角側に補正し、この補正後の噴射タイミングでポスト噴射Ｐｏを実行させる。なお、上記各第２〜第５のポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５の間隔は所定の時間に設定されている。

【0083】

このように進角側に補正された噴射タイミングでポスト噴射Ｐｏ１〜Ｐｏ５が行われると、ポスト噴射Ｐｏの燃料の一部、特に第１ポスト噴射Ｐｏ１の燃料が燃焼室１４ａ内で燃焼し、これにより排気ガス温度が上昇する。換言すれば熱エネルギーが増加することとなる。ポスト噴射Ｐｏの燃料が燃焼することよる当該熱エネルギーは、ピストン１４を押す機械的エネルギーに変換される率が小さく、その大部分は排気ガスのエネルギー（排気エネルギー）として燃焼室１４ａから排出される。そのため、排気エネルギーが増加し、その分、各ターボ過給機６１，６２のタービン６１ｂ，６２ｂが多く回転することで、吸気の過給圧が高められ、排気ガスの流量が増加することとなる。つまり、通常再生処理の場合に比して、再生処理中にＤＯＣ４１ａを通過する排気ガス量が増加することとなる。

【0084】

なお、この際、演算部１０ａは、吸気の過給圧が効果的に高まるように、スロットルバルブ３６を全開にするとともに、第１吸気バイパスバルブ６３ａ、レギュレートバルブ６５ａおよびウエストゲートバルブ６６ａを全閉にする。つまり、第１ターボ過給機６１および第２ターボ過給機６２の両方を作動させる。

【0085】

次に、演算部１０ａは、吸気の過給圧Ｐ、すなわち吸気圧センサＳＷ３の検出値が所定の目標過給圧Ｐｘに達しているか否かを判定する（ステップＳ１７）。この目標過給圧Ｐｘは、例えば排気ガス流量Ｆの上記閾値Ｆｘに対応する値、すなわち、上記過昇温条件を充足したＤＰＦ４１ｂが過昇温することを抑制する排気ガス流量を確保し得るような値に設定されている。

【0086】

ステップＳ１７でＮｏと判定した場合、演算部１０ａは、ポスト噴射Ｐｏの噴射タイミングが、基本噴射タイミングを基準として設定されたガード値ＧＴ（本発明の上限値に相当する）に達しているか否かを判定し（ステップＳ２３）、ここで、Ｎｏと判定した場合には、ステップＳ１５で補正したポスト噴射Ｐｏの噴射タイミングをさらに所定角度だけ進角側に補正した後（ステップＳ２５）、ステップＳ１７に処理を移行する。

【0087】

ステップＳ２５では、具体的には、第２〜第５のポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５を１セットとして、これらのポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５の噴射タイミングを１０°ＣＡだけ進角側に補正し、ステップＳ２３では、ポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５の噴射タイミングが上記ガード値ＧＴに達しているか否かを判定する。なお、上記ガード値ＧＴは、その値を超えて噴射タイミングを進角させると、第２〜第５のポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５による燃料の多くが燃焼室１４ａ内で燃焼してエンジンの出力に影響が出るおそれのあるタイミングであり、当例では例えば３０°ＣＡに設定されている（図５（ｃ）参照）。

【0088】

ステップＳ２３でＹｅｓと判定した場合には、演算部１０ａは、ポスト噴射Ｐｏの噴射量を所定量だけ増量補正した後（ステップＳ２７）、ステップＳ１３に処理を移行する。具体的には、図５（ｄ）に示すように、第２〜第５のポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５のうち、第２、第３のポスト噴射Ｐｏ２、Ｐｏ３の噴射量を所定量（等量）だけ増量補正する。

【0089】

このようにポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５の噴射タイミングが進角側に補正され、さらに、第２、第３のポスト噴射Ｐｏ２、Ｐｏ３の噴射量が増量補正されると、ポスト噴射Ｐｏによる燃料のうち、燃焼室１４ａ内で燃焼する割合が増加し、これにより排気エネルギーが増加し、吸気の過給圧、ひいてはＤＰＦ４１ｂにおける排気ガスの流量がさらに増加することとなる。

【0090】

一方、ステップＳ１７でＹｅｓと判定した場合、すなわち吸気の過給圧が目標過給圧に達していると判定した場合には、演算部１０ａは、ポスト噴射Ｐｏの停止条件が充足されるのを待って、当該停止条件が充足されたと判定すると（ステップＳ１９でＹｅｓ）、ポスト噴射Ｐｏを停止させる（ステップＳ２１）。つまり、演算部１０ａは、インジェクタ１８による燃料噴射の態様を、ポスト噴射Ｐｏを含まない態様に切り換える。これにより本フローチャートを終了する。

【0091】

なお、ステップＳ１９では、演算部１０ａは、上記停止条件として、例えばＤＰＦ４１ｂの再生が開始された時点（ステップＳ５）から予め設定された時間が経過したか否か、又は設定サイクルの燃料噴射が行われたか等を判定する。

【0092】

［４］作用効果
以上説明したように、当例のディーゼルエンジンでは、運転中に再生条件を充足すると、ＤＰＦ４１ａの強制再生処理が実行される。そして、再生処理によってＤＰＦ４１ｂが過昇温するおそれがあり（図６のステップＳ７〜Ｓ１１でＹｅｓ）、かつ、排気ガスの流量がこの過昇温を抑制し得るだけの流量を満たしていない場合（図６のステップＳ１３でＹｅｓ）には、高過給再生処理に移行される。この高過給再生処理に移行されると、ターボ過給機６１、６２による吸気の過給圧が定常運転時よりも高められ、これによりＤＰＦ４１ｂの再生処理中、排気ガスの流量が増加する。従って、排気ガスの流量が少ない運転状況下でＤＰＦ４１ｂの再生処理が進行することが抑制され、ＤＰＦ４１ａの過昇温、ひいては当該過昇温に起因するＤＰＦ４１ｂの破損等のトラブル発生を未然に防止することが可能となる。

【0093】

特に、アイドリング運転中は、排気ガスの流量が極めて少ないため、煤の堆積量が多い状態で強制再生が実行された場合には、ＤＰＦ４１ａが過昇温して破損等することが懸念されるが、上記高過給再生処理に移行されることで、そのようなトラブルの発生を未然に防止することが可能となる。

【0094】

図５は、ターボ過給機エンジンが搭載された車両（エンジン）の定常走行中にＤＰＦ４１ｂの再生を開始し、その後、車両を停止（アイドリング運転）させたときのＤＰＦの内部温度、過給圧、および排気ガス流量の関係を、互いに異なる制御条件下で調べた結果である。同図中の一点鎖線のグラフ（丸付き符号１のグラフ）は、車両停止後もエンジン回転速度を走行中と同等の回転速度に保った場合、実線のグラフ（丸付き符号２のグラフ）は、車両停止後、エンジン回転速度をアイドリング回転速度に保った場合、破線のグラフ（丸付き符号３のグラフ）は、車両停止後、エンジンの回転速度をアイドリング回転速度に保った状態で、吸気の過給圧を高めた場合（すなわち上記高過給再生処理に移行された場合）をそれぞれ示している。なお、ＤＰＦにおける煤の堆積量は何れも同じであり、また、走行中のエンジンの回転速度は何れも同じである。

【0095】

同図の実線グラフに示すように、通常、車両を停止させてアイドリング運転に移行すると、破線グラフに示すように、ターボ過給機による過給圧がほとんど生じず吸気圧が低下し、これにより排気ガスの流量が低下する。そのため、ＤＰＦの冷却効果が低下し、その結果、ＤＰＦの内部温度が高くなっている。しかし、破線グラフに示すように、車両停止後、アイドリング運状態で、吸気の過給圧を高めた場合には、ＤＰＦの内部温度が低く抑えられている。これは、排気浄化装置４１の再生処理が高過給再生処理に移行されて排気ガスの流量の低下が抑制されたためと考えられる。この結果からも、上記実施形態の構成によれば、アイドリング運転中のＤＰＦ再生時の過昇温を効果的に抑制できることが考察できる。

【0096】

また、上記実施形態の構成によれば、高過給再生処理では、ＤＰＦ４１ａの過昇温を抑制し得る排気ガス流量Ｆとなるような吸気の目標過給圧Ｐｘが設定され、吸気圧センサＳＷ３からの出力（過給圧Ｐ）に基づきポスト噴射Ｐｏの噴射タイミングおよび噴射量がフィードバック制御される。そのため、吸気の過給圧をより確実に目標過給圧Ｐｘまで高めること、すなわち、排気ガス流量Ｆを、ＤＰＦ４１ａの過昇温を抑制し得る流量までより確実に増加させることができる。従って、再生処理時の過昇温によるＤＰＦ４１ａの破損等のトラブルの発生をより確実に防止することが可能となる。

【0097】

また、高過給再生処理における過給圧の制御においては、エンジン出力に影響を与えない範囲で第１ポスト噴射Ｐｏ１の噴射タイミングを可及的に大きく進角させる一方、第２〜第５のポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５の噴射タイミングを第１ポスト噴射Ｐｏ１よりも小さい度合で進角させておき（図６のステップＳ１５）、その後、過給圧Ｐが前記目標過給圧Ｐｘに達しない場合には、第１ポスト噴射Ｐｏ１の噴射タイミングを保ったまま、第２〜第５のポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５の噴射タイミングを段階的に進角させる。そのため、ポスト噴射Ｐｏによる燃料の多くが一度に燃焼してエンジン出力に影響を与えることを回避しながら吸気の過給圧を高めること、つまりエンジンの排気エネルギーを増加させることが可能となる。

【0098】

しかも、第２〜第５のポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５の噴射タイミングをガード値ＧＴまで進角させても過給圧が目標過給圧に達しない場合には、さらに、第２、第３のポスト噴射Ｐｏ２、Ｐｏ３の噴射量を増加させて吸気の過給圧を高めるので、より確実に吸気の過給圧を目標過給圧Ｐｘまで高めることができる。この場合、特に、第２、第３のポスト噴射Ｐｏ２、Ｐｏ３の噴射量を増加させるので、エンジン出力に影響を与えることや、燃料がエンジンオイルへ混入することによるオイルの希釈を抑制することができるという利点がある。すなわち、第１ポスト噴射Ｐｏ１の噴射量を増加させる場合には、メイン燃焼に近いタイミングでポスト噴射による多くの燃料が燃焼することでエンジン出力に影響を与えることが考えられ、逆に、第４、第５のポスト噴射Ｐｏ４、Ｐｏ５の噴射量を増加させる場合には、膨張行程の遅い後期に多くの燃料が噴射されることで、エンジンオイルへ燃料が混入し易くなることが考えられる。その点、第２、第３のポスト噴射Ｐｏ２、Ｐｏ３の噴射量を増加させる場合には、そのような不利益を伴うことなく燃料の噴射量を増加させることが可能となる。

【0099】

また、上記実施形態の構成によれば、再生処理においてＤＰＦ４１ｂが過昇温する可能性の有無について判定し（図６のステップＳ７〜Ｓ１１）、過昇温する可能性があると判定した場合にのみ高過給再生処理に移行し、それ以外は通常再生処理を続行するので、エンジン出力に寄与しない燃料消費、ひいては燃費の悪化を抑制することができるという利点もある。すなわち、高過給再生処理ではポスト噴射Ｐｏのタイミングを進角させて当該ポスト噴射Ｐｏによる燃料の一部を燃焼させて排気エネルギーを増大させるため、車両の走行等に寄与しない燃料が消費される。従って、当該ポスト噴射Ｐｏにより燃焼させる燃料は少ない方が望ましい。この点、過昇温する可能性があると判定した場合にのみ高過給再生処理に移行する上記実施形態の制御によれば、例えば排気ガス流量Ｆが上記閾値Ｆｘ以下の場合に一律に高過給再生処理に移行する制御に比べて燃料消費量を抑制することができる。従って、燃料の消費を抑制しながら、合理的にＤＰＦ４１ｂの過昇温を抑制することができる。

【0100】

［５］変形例等
上述した実施形態に係るディーゼルエンジンは、本発明に係る（排気浄化装置の）再生制御装置が適用されたターボ過給機付きエンジンの例示であって、再生制御装置の具体的な構成、すなわち、排気浄化装置（ＤＰＦ４１ｂ）の再生制御の具体的な内容等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような構成を採用することもできる。

【0101】

（１）上記実施形態では、ＤＰＦ４１ｂの再生処理を開始した後に、当該ＤＰＦ４１ｂが過昇温する可能性の有無について判定し、過昇温すると判定した場合に、ＤＰＦ４１ｂの再生処理を通常再生処理から高過給再生処理に移行するようにしているが、ＤＰＦ４１ｂの再生処理の開始前に、ＤＰＦ４１ｂが過昇温する可能性の有無について演算部１０ａが判定し、可能性が無いと判定した場合には、再生処理として通常再生処理を実行する一方、可能性があると判定した場合には、再生処理として高過給再生処理を実行するようにしてもよい。

【0102】

（２）上記実施形態では、燃料のポスト噴射Ｐｏを行うことによってＤＰＦ４１ｂの強制再生を実行するタイプのディーゼルエンジンに本発明を適用しているが、例えば、排気浄化装置（ＤＯＣ、ＤＰＦ）の活性化を目的としてポスト噴射を行う一方で、ＤＰＦに設けられたヒータを作動させることによって当該ＤＰＦの強制再生を実行するディーゼルエンジンについても本発明は適用可能である。この場合には、ヒータの作動によりＤＰＦの再生処理を開始した後、排気浄化装置（ＤＯＣ、ＤＰＦ）の活性化を目的とした上記ポスト噴射のタイミングを、エンジン出力に影響しない範囲で進角させることにより、上記実施形態と同様に高過給再生処理を実行することが可能となる。なお、ポスト噴射が行われるディーゼルエンジンであれば、ヒータの作動以外の方法によってＤＰＦの強制再生が行われるディーゼルエンジンについても本発明は適用可能である。

【0103】

（３）上記実施形態では、ＤＰＦ４１ｂの再生処理を行うために、ポスト噴射Ｐｏとして一定のタイミングで第１〜第５の合計５回のポスト噴射Ｐｏ１〜Ｐｏ５が行われているが、ポスト噴射Ｐｏの噴射態様（噴射量、噴射パターン、噴射タイミング）はこれに限定されるものでない。

【0104】

また、高過給再生処理時のポスト噴射Ｐｏの進角補正のさせ方や噴射量の増加のさせ方も、上記実施形態は一例であって適宜変更可能である。

【0105】

例えば、第１ポスト噴射Ｐｏ１のタイミングのみを進角側に補正し、その後、残りの第２〜第５のポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５を１セットとして進角させるようにしてもよい。また、第２〜第５のポスト噴射Ｐｏ２〜Ｐｏ５のタイミングについては、これらを１セットとして進角させる以外に、第２ポスト噴射Ｐｏ２から順番に、各ポスト噴射を段階的に進角させるようにしてもよい。

【0106】

また、上記実施形態（図６）では言及していないが、第４、第５のポスト噴射Ｐｏ４、Ｐｏ５の噴射量についても、検出過給圧Ｐが目標過給圧Ｐｘとなるように、一定量ずつ段階的に噴射量を補正するようにしてもよい。この場合、第４、第５のポスト噴射Ｐｏ４、Ｐｏ５の噴射量を同時に増やす以外に、第２ポスト噴射Ｐｏ２から順番に、各ポスト噴射の噴射量を段階的に増やすようにしてもよい。なお、一つのポスト噴射を増加させる際の上限値は、エンジン出力への影響を抑制する上で、例えば基本噴射量の２倍程度とするのが望ましい。

【0107】

（４）上記実施形態では、本発明をディーゼルエンジンに適用しているが、ガソリンエンジンについても適用可能である。

【符号の説明】

【0108】

１ エンジン本体
１０ ＰＣＭ
１０ａ 演算部
１０ｂ 噴射制御部
１０ｃ 過給制御部
１８ インジェクタ
４１ 排気浄化装置
４１ａ ＤＯＣ
４１ｂ ＤＰＦ（フィルタ）
６１ 第１ターボ過給機
６２ 第２ターボ過給機

【要約】

【課題】アイドリング運転中などに排気浄化装置のフィルタ（ＤＰＦ）再生が行われる場合でも、フィルタの過昇温を効果的に抑制する。
【解決手段】排気浄化装置の再生制御装置は、ＤＰＦ４１に捕集された粒子状物質を燃焼除去する再生制御を実行する機能（再生制御部）と、前記再生制御の際に、ターボ過給機６１、６２の過給圧が定常運転時よりも高い過給圧となるように、燃料のメイン噴射に続いて行われる燃料のポスト噴射の時期を進角させる制御を実行する機能（ポスト噴射制御部）とを有する演算部１０ａを含む。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】