特開 2022-180939 排気浄化システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022180939

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】排気浄化システム

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/023 20060101AFI20221130BHJP

   F01N 3/025 20060101ALI20221130BHJP

   F01N 3/035 20060101ALI20221130BHJP

   F01N 3/18 20060101ALI20221130BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20221130BHJP

【ＦＩ】

F01N3/023 K

F01N3/025 101

F01N3/035 E

F01N3/023 A

F01N3/18 B

F01N3/24 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087717

(22)【出願日】2021-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(72)【発明者】

【氏名】青木 秀樹

【テーマコード（参考）】

3G091

3G190

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091AA05

3G091AA18

3G091AA28

3G091AB02

3G091AB13

3G091BA33

3G091CA18

3G091CB07

3G091EA01

3G091EA17

3G091EA30

3G091EA32

3G091FC01

3G091HA36

3G091HA37

3G190AA02

3G190AA06

3G190AA12

3G190BA05

3G190BA11

3G190BA13

3G190BA35

3G190CA01

3G190CB18

3G190CB23

3G190CB34

3G190CB35

3G190DA03

3G190DB02

3G190DB05

3G190DB12

3G190DB84

3G190DD08

3G190EA01

3G190EA09

3G190EA13

3G190EA14

3G190EA23

3G190EA42

3G190EA43

(57)【要約】      （修正有）

【課題】酸化触媒の目詰まりの発生を精度よく判定することができる排気浄化システムを提供する。
【解決手段】排気浄化システムは、ＤＯＣに対して燃料を添加させることでＤＰＦの再生制御を実行するフィルタ再生部と、ＤＯＣの目詰まりの発生を判定する判定部と、を備える。フィルタ再生部は、ＰＭの推定値が第１閾値よりも大きい第１条件が満たされたとき、又は、ＤＰＦに関する所定の指標と第２閾値との関係についての第２条件が満たされたときに、ＤＰＦの再生制御を実行する。判定部は、第１条件が満たされる前に第２条件が満たされることでＤＰＦの再生制御が実行された場合であって、かつ、後端部と先端部との温度差が第３閾値よりも大きい第３条件が満たされた場合に、ＤＯＣの目詰まりが発生していると判定する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気流路に設けられ、前記内燃機関の排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタよりも上流側に位置するように前記排気流路に設けられ、燃料を酸化させることで前記フィルタを再生させる酸化触媒と、
前記フィルタの先端部及び前記フィルタの後端部のそれぞれの温度を検出する温度センサと、
前記酸化触媒に対して前記燃料を添加させることで前記フィルタの再生制御を実行するフィルタ再生部と、
前記酸化触媒の目詰まりの発生を判定する判定部と、を備え、
前記フィルタ再生部は、前記フィルタによって捕集された前記粒子状物質の推定値が第１閾値よりも大きい第１条件が満たされたとき、又は、前記フィルタに関する所定の指標と第２閾値との関係についての第２条件が満たされたときに、前記フィルタの再生制御を実行し、
前記判定部は、前記第１条件が満たされる前に前記第２条件が満たされることで前記フィルタの再生制御が実行された場合であって、かつ、前記後端部と前記先端部との温度差が第３閾値よりも大きい第３条件が満たされた場合に、前記酸化触媒の目詰まりが発生していると判定する、排気浄化システム。

【請求項2】

前記フィルタの上流側及び前記フィルタの下流側のそれぞれの圧力を検出する圧力センサを更に備え、
前記所定の指標は、前記フィルタの上流側と前記フィルタの下流側との圧力差であり、
前記第２条件は、前記圧力差が前記第２閾値よりも大きい条件である、請求項１に記載の排気浄化システム。

【請求項3】

前記酸化触媒の再生制御を実行する触媒再生部を更に備える、請求項１又は２に記載の排気浄化システム。

【請求項4】

前記触媒再生部は、前記フィルタ再生部が前記フィルタの再生制御を実行する期間中に、前記酸化触媒の再生制御を実行する、請求項３に記載の排気浄化システム。

【請求項5】

前記判定部は、前記内燃機関を含む車両に設けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載の排気浄化システム。

【請求項6】

前記判定部は、前記内燃機関を含む車両とは離れておりかつ前記車両と通信可能な装置に設けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載の排気浄化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気浄化システムに関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関の排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ、及び、燃料を酸化させることでフィルタを再生させる酸化触媒を備える排気浄化システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような排気浄化システムでは、酸化触媒の目詰まりが発生すると、フィルタの再生過程において、酸化触媒に対して添加された燃料が十分に酸化されないまま、フィルタへ流れる場合がある。その場合には、フィルタへ流れる排気ガスの温度が十分に上昇しない結果、フィルタの先端部と後端部との温度差が生じる傾向にある。特許文献１に記載の排気浄化システムでは、このような傾向に着目し、上記の温度差に基づいて、酸化触媒の目詰まりの発生を判定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－１６１７１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述したような排気浄化システムでは、一般的にはフィルタの熱容量が比較的大きいため、上記の温度差が酸化触媒の目詰まりの発生よりも遅れて現れる場合があり、その場合には、酸化触媒の目詰まりの発生を精度良く判定することが困難なおそれがある。

【0005】

本発明は、酸化触媒の目詰まりの発生を精度よく判定することができる排気浄化システム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】

【0006】

本発明の排気浄化システムは、内燃機関の排気流路に設けられ、内燃機関の排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、フィルタよりも上流側に位置するように排気流路に設けられ、燃料を酸化させることでフィルタを再生させる酸化触媒と、フィルタの先端部及びフィルタの後端部のそれぞれの温度を検出する温度センサと、酸化触媒に対して燃料を添加させることでフィルタの再生制御を実行するフィルタ再生部と、酸化触媒の目詰まりの発生を判定する判定部と、を備え、フィルタ再生部は、フィルタによって捕集された粒子状物質の推定値が第１閾値よりも大きい第１条件が満たされたとき、又は、フィルタに関する所定の指標と第２閾値との関係についての第２条件が満たされたときに、フィルタの再生制御を実行し、判定部は、第１条件が満たされる前に第２条件が満たされることでフィルタの再生制御が実行された場合であって、かつ、後端部と先端部との温度差が第３閾値よりも大きい第３条件が満たされた場合に、酸化触媒の目詰まりが発生していると判定する。

【0007】

この排気浄化システムでは、フィルタ再生部は、粒子状物質の推定値が第１閾値よりも大きい第１条件が満たされたとき、又は、フィルタに関する所定の指標と第２閾値との関係についての第２条件が満たされたときに、フィルタの再生制御を実行する。第１条件が満たされる前にフィルタの再生制御が実行された場合には、酸化触媒の目詰まりが発生している可能性が比較的高い。すなわち、酸化触媒の目詰まりが発生していると、上述したように、酸化触媒に対して添加された燃料が十分に酸化されないまま、フィルタへ流れる場合がある。その場合には、フィルタの先端部においては、フィルタへ流れる排気ガスの温度が十分に上昇しない結果、粒子状物質が除去されにくくなる。一方、フィルタの後端部においては、酸化触媒で十分に酸化されていない燃料が粒子状物質と燃焼反応を起こした結果、先端部に比べて粒子状物質が除去されやすくなる。つまり、酸化触媒の目詰まりが発生していると、粒子状物質がフィルタの先端部に偏って堆積する傾向にあり、第１条件が満たされる前にフィルタの再生制御が実行される場合がある。判定部は、第１条件が満たされる前に第２条件が満たされることでフィルタの再生制御が実行された場合であって、かつ、後端部と先端部との温度差が第３閾値よりも大きい第３条件が満たされた場合に、酸化触媒の目詰まりが発生していると判定する。これにより、第１条件及び第２条件に基づいて、酸化触媒の目詰まりの発生を素早く判定し、かつ、第３条件に基づいて、酸化触媒の目詰まりを確実に判定することができる。以上により、この排気浄化システムによれば、酸化触媒の目詰まりの発生を精度よく判定することができる。

【0008】

排気浄化システムは、フィルタの上流側及びフィルタの下流側のそれぞれの圧力を検出する圧力センサを更に備え、所定の指標は、フィルタの上流側とフィルタの下流側との圧力差であり、第２条件は、圧力差が第２閾値よりも大きい条件であってもよい。酸化触媒の目詰まりが発生していると、上述したように、粒子状物質がフィルタの先端部に偏って堆積する傾向にある。その場合には、第１条件が満たされる前に圧力差が第２閾値よりも大きくなる傾向にある。上記の構成によれば、第２条件として圧力差を用いることで、酸化触媒の目詰まりの発生を容易且つ素早く判定することができる。

【0009】

排気浄化システムは、酸化触媒の再生制御を実行する触媒再生部を更に備えてもよい。これにより、酸化触媒の目詰まりが発生していると判定部が判定した場合に、酸化触媒を素早く再生させることができる。

【0010】

触媒再生部は、フィルタ再生部がフィルタの再生制御を実行する期間中に、酸化触媒の再生制御を実行してもよい。これにより、フィルタの再生制御及び酸化触媒の再生制御が同時に実行される期間が生じるため、フィルタ及び酸化触媒の再生の効率を向上させることができる。

【0011】

判定部は、内燃機関を含む車両に設けられていてもよい。これにより、当該車両の酸化触媒の目詰まりの発生を確実に判定することができる。

【0012】

判定部は、内燃機関を含む車両とは離れておりかつ車両と通信可能な装置に設けられていてもよい。これにより、当該車両と離れている場所においても、酸化触媒の目詰まりの発生を判定することができ、酸化触媒の目詰まりの解消のために柔軟に対応することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、酸化触媒の目詰まりの発生を精度良く判定することができる排気浄化システムを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る排気浄化システムの概略構成を示す図である。

【図2】排気浄化システムの機能的構成を示すブロック図である。

【図3】フィルタ再生部での処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】フィルタによって捕集された粒子状物質の分布を示すイメージ図である。

【図5】酸化触媒の正常状態及び異常状態のそれぞれを示すグラフである。

【図6】触媒再生部での処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は同等要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

【0016】

図１は、実施形態に係る排気浄化システムの概略構成を示す図である。図１に示されるように、排気浄化システム１０は、車両１に搭載されている。車両１は、例えば乗用車又はフォークリフト等である。車両１は、エンジン（内燃機関）２と、インテークマニホールド３と、エキゾーストマニホールド４と、吸気部５と、排気管６と、排気浄化システム１０と、を備えている。

【0017】

エンジン２は、例えば、コモンレール式の４気筒直列ディーゼルエンジンである。エンジン２は、シリンダブロック及びシリンダヘッド等を有している。エンジン２には、各燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタ（図示省略）が設けられている。インジェクタは、コモンレールに接続されている。インジェクタには、コモンレールに貯留された高圧燃料が供給される。燃料は、例えば軽油である。

【0018】

インテークマニホールド３は、エンジン２の燃焼室に連通されている。インテークマニホールド３は、空気をエンジン２の燃焼室に流入させる。エキゾーストマニホールド４は、エンジン２の燃焼室に連通されている。エキゾーストマニホールド４は、エンジン２の燃焼室から排気された排気ガスを流出させる。

【0019】

吸気部５は、空気の流路におけるインテークマニホールド３の上流側に設けられている。吸気部５は、例えばスロットルバルブ等である。エンジン２では、吸気部５の開度が調整されることで、燃焼室に流入する空気の量が調整される。排気管６は、エキゾーストマニホールド４に連通されている。排気管６は、エキゾーストマニホールド４から流出された排気ガスをエンジン２の外部へ流出させる。エキゾーストマニホールド４の流路及び排気管６の流路６ａは、エンジン２の排気流路を構成する。

【0020】

排気浄化システム１０は、フィルタ［ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter］１１と、酸化触媒［ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst］１２と、添加部１３と、一対の圧力センサ１４と、一対の温度センサ１５と、温度センサ１６と、ＥＣＵ［Electronic Control Unit］１７と、を備えている。

【0021】

ＤＰＦ１１は、エンジン２の排気流路に設けられている。ＤＰＦ１１は、排気管６の流路６ａに配置されている。ＤＰＦ１１は、排気ガス中の粒子状物質［ＰＭ：Particulate Matter］を捕集することで、排気ガスからＰＭを除去する。

【0022】

ＤＯＣ１２は、エンジン２の排気流路に設けられている。ＤＯＣ１２は、排気管６の流路６ａに配置されている。ＤＯＣ１２は、排気流路においてＤＰＦ１１よりも上流側に位置している。ＤＯＣ１２は、排気ガスに含まれるＨＣ及びＣＯ等を酸化させることで、排気ガスを浄化する。ＤＯＣ１２は、燃料を酸化させることでＤＰＦ１１へ流れる排気ガスの温度を上昇させる。ＤＰＦ１１は、ＤＰＦ１１を流れる高温の排気ガスによって再生される。

【0023】

添加部１３は、排気管６に設けられた燃料添加弁１３１を有している。燃料添加弁１３１は、排気流路におけるＤＯＣ１２の上流側に設けられている。添加部１３は、ＤＯＣ１２に対して燃料を添加する。添加部１３により添加される燃料は、上記のインジェクタに供給される燃料と同じである。

【0024】

各圧力センサ１４及び各温度センサ１５，１６は、排気管６の流路６ａに設けられている。各圧力センサ１４は、排気流路におけるＤＰＦ１１の上流側及び下流側に設けられている。一方の圧力センサ１４は、ＤＰＦ１１とＤＯＣ１２との間に設けられており、ＤＰＦ１１の上流側の圧力を検出する。他方の圧力センサ１４は、ＤＰＦ１１に対してＤＯＣ１２とは反対側に設けられており、ＤＰＦ１１の下流側の圧力を検出する。各圧力センサ１４は、検出された圧力に関する信号をリアルタイムでＥＣＵ１７へ送信する。

【0025】

各温度センサ１５は、排気流路におけるＤＰＦ１１の上流側及び下流側に設けられている。一方の温度センサ１５は、ＤＰＦ１１とＤＯＣ１２との間に設けられており、ＤＰＦ１１の上流側の排気ガスの温度をＤＰＦ１１の先端部１１ａの温度として検出する。他方の温度センサ１５は、ＤＰＦ１１に対してＤＯＣ１２とは反対側に設けられており、ＤＰＦ１１の下流側の排気ガスの温度をＤＰＦ１１の後端部１１ｂの温度として検出する。各温度センサ１５は、圧力センサ１４よりもＤＰＦ１１側に位置している。各温度センサ１５は、検出された温度に関する信号をリアルタイムでＥＣＵ１７へ送信する。

【0026】

温度センサ１６は、排気流路におけるＤＯＣ１２の上流側に設けられている。温度センサ１６は、ＤＯＣ１２に対してＤＰＦ１１とは反対側に設けられている。温度センサ１６は、ＤＯＣ１２の上流側の排気ガスの温度をＤＯＣ１２の先端部１２ａの温度として検出する。温度センサ１６は、検出された温度に関する信号をリアルタイムでＥＣＵ１７へ送信する。

【0027】

ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ［Central Processing Unit］、ＲＯＭ［Read Only Memory］、ＲＡＭ［Random Access Memory］及びＣＡＮ［Controller Area Network］通信回路等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１７では、ＲＯＭに記憶されているプログラムがＲＡＭにロードされ、ＲＡＭにロードされたプログラムがＣＰＵで実行されることにより各種の機能が実現される。ＥＣＵ１７は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。ＥＣＵ１７は、エンジン２を含む車両１に設けられている。ＥＣＵ１７は、エンジン２に設けられている。

【0028】

図２は、排気浄化システム１０の機能的構成を示すブロック図である。図２に示すように、ＥＣＵ１７は、機能的構成として、算出部１７１と、フィルタ再生部１７２と、判定部１７３と、触媒再生部１７４と、を有している。

【0029】

算出部１７１は、予め保存されたＰＭに関するデータ、並びに、エンジン２の回転数又は運転時間等の運転状況に基づいて、ＤＰＦ１１によって捕集されたＰＭの推定値（以下、「ＰＭの推定値」という）を算出する。ＰＭに関するデータは、例えば、エンジン２の回転数又は運転時間等の運転状況とＤＰＦ１１によって捕集されたＰＭの実際の重量との相関関係を示すマップ等である。ＰＭの推定値は、ＤＰＦ１１に堆積しているであろうＰＭの重量である。

【0030】

フィルタ再生部１７２は、ＤＰＦ１１の再生制御を実行する。具体的には、フィルタ再生部１７２は、例えば、添加部１３を制御することでＤＯＣ１２に対して燃料を添加させる。フィルタ再生部１７２は、添加部１３によって添加される燃料の量を制御する。フィルタ再生部１７２は、添加部１３の燃料添加弁１３１の開度に関する信号を添加部１３へ送信する。

【0031】

フィルタ再生部１７２は、算出部１７１によって算出されたＰＭの推定値、又は、各圧力センサ１４から送信された信号に基づいて、ＤＰＦ１１の再生制御を実行する。具体的には、フィルタ再生部１７２は、ＰＭの推定値が第１閾値よりも大きいとき（第１条件が満たされたとき）、又は、ＤＰＦ１１に関する所定の指標と第２閾値との関係についての第２条件が満たされたときに、ＤＰＦ１１の再生制御を実行する。所定の指標は、ＤＰＦ１１の上流側と下流側との圧力差（以下、「ＤＰＦ１１の圧力差」という）である。第２条件は、ＤＰＦ１１の圧力差が第２閾値よりも大きい条件である。ＤＰＦ１１の圧力差は、ＤＰＦ１１を流れる排気ガスの流量ごとの圧力差である。つまり、ＤＰＦ１１の圧力差は、ＤＰＦ１１の圧力差の実測値を排気ガスの流量で除した値である。

【0032】

ＤＰＦ１１の圧力差は、ＤＰＦ１１の上流側の圧力からＤＰＦ１１の下流側の圧力を引いた値である。本実施形態では、第２閾値は、０以上である。つまり、第２条件は、ＤＰＦ１１の上流側の圧力がＤＰＦ１１の下流側の圧力よりも大きい条件である。第１閾値は、例えば３０ｇ程度である。第２閾値は、例えば０．１ｋＰａ／（ｇ／ｓ）程度である。

【0033】

フィルタ再生部１７２は、第１条件及び第２条件のいずれか一方が満たされれば、ＤＰＦ１１の再生制御を実行する。フィルタ再生部１７２は、第２条件が満たされる前に第１条件が満たされた場合、及び、第１条件が満たされる前に第２条件が満たされた場合のいずれにおいても、ＤＰＦ１１の再生制御を実行する。

【0034】

判定部１７３は、ＤＯＣ１２の目詰まりの発生を判定する。ＤＯＣ１２の目詰まりの発生とは、ＤＯＣ１２における排気ガスが流れる流路のうち、所定値よりも多い流路が詰まっていることをいう。判定部１７３は、フィルタ再生部１７２によるＤＰＦ１１の再生制御、及び、各温度センサ１５から送信された信号に基づいて、ＤＯＣ１２の目詰まりの発生を判定する。具体的には、判定部１７３は、第１条件が満たされる前に第２条件が満たされることでＤＰＦ１１の再生制御が実行された場合であって、かつ、ＤＰＦ１１の先端部１１ａと後端部ｂとの温度差（以下、「ＤＰＦ１１の温度差」という）が第３閾値よりも大きい場合（第３条件が満たされた場合）に、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生していると判定する。

【0035】

ＤＰＦ１１の温度差は、ＤＰＦ１１の後端部１１ｂの温度からＤＰＦ１１の先端部１１ａの温度を引いた値である。本実施形態では、第３閾値は、０以上である。つまり、第３条件は、ＤＰＦ１１の先端部１１ａの温度がＤＰＦ１１の後端部１１ｂの温度よりも小さい条件である。ＤＰＦ１１の温度差は、ＤＰＦ１１の再生期間中における再生終了時の値である。第３閾値は、例えば１００℃程度である。

【0036】

触媒再生部１７４は、ＤＯＣ１２の再生制御を実行する。具体的には、触媒再生部１７４は、例えば、吸気部５の開度を制御することでエンジン２の燃焼室へ流入する空気の量を制御する。触媒再生部１７４は、エンジン２の燃焼室へ流入する空気の量を減少させることで、ＤＯＣ１２へ流れる排気ガスの温度を上昇させる。ＤＯＣ１２は、ＤＯＣ１２を流れる高温の排気ガスによって再生される。触媒再生部１７４は、温度センサ１６から送信された信号に基づいて、ＤＯＣ１２の先端部１６ａの温度が所定値よりも大きくなるまでＤＯＣ１２の再生制御を実行する。

【0037】

触媒再生部１７４は、フィルタ再生部１７２がＤＰＦ１１の再生制御を実行する期間中に、ＤＯＣ１２の再生制御を実行する。具体的には、触媒再生部１７４は、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生していると判定部１７３が判定した場合に、当該判定の後、ＤＰＦ１１の再生制御が実行される期間中に、ＤＯＣ１２の再生制御を実行する。

【0038】

次に、ＥＣＵ１７での処理について説明する。図３は、フィルタ再生部１７２での処理の一例を示すフローチャートである。図３に示されるように、まず、ＰＭの推定値が第１閾値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ１）。ステップＳ１において、ＰＭの推定値が第１閾値よりも大きいと判定された場合、ＤＰＦ１１の再生制御が実行される（ステップＳ２）。ステップＳ１において、ＰＭの推定値が第１閾値以下であると判定された場合、ＤＰＦ１１の圧力差が第２閾値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ３）。ステップＳ３において、ＤＰＦ１１の圧力差が第３閾値よりも大きいと判定された場合、ステップＳ２の処理が実行される。ステップＳ３において、ＤＰＦ１１の圧力差が第３閾値以下であると判定された場合、処理が終了される。

【0039】

図４は、ＤＰＦ１１によって捕集されたＰＭの分布を示すイメージ図である。図４の（ａ）に示されるように、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生していない場合（正常な場合）には、ＰＭ９がＤＰＦ１１の全体において概ね均等に分布する。しかし、図４の（ｂ）に示されるように、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生している場合（異常な場合）には、ＰＭ９がＤＰＦ１１の先端部１１ａに偏って堆積する。

【0040】

すなわち、排気浄化システム１０のようなシステムでは、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生すると、ＤＰＦ１１の再生過程において、ＤＯＣ１２に対して添加された燃料が十分に酸化されないまま、ＤＰＦ１１へ流れる場合がある。その場合には、ＤＰＦ１１の先端部１１ａにおいては、ＤＰＦ１１へ流れる排気ガスの温度が十分に上昇しない結果、ＰＭ９が除去されにくくなる。一方、ＤＰＦ１１の後端部１１ｂにおいては、ＤＯＣ１２で十分に酸化されていない燃料がＰＭ９と燃焼反応を起こした結果、先端部１１ａに比べてＰＭ９が除去されやすくなる。このように、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生していると、ＰＭ９がＤＰＦ１１の先端部１１ａに偏って堆積する傾向にある。

【0041】

また、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生していると、上述したように、ＤＰＦ１１の先端部１１ａにおいては、ＤＰＦ１１へ流れる排気ガスの温度が十分に上昇せず、かつ、ＤＰＦ１１の後端部１１ｂにおいては、ＤＯＣ１２で十分に酸化されていない燃料がＰＭ９と燃焼反応を起こすため、先端部１１ａの温度が後端部１１ｂの温度よりも低くなる傾向にある。

【0042】

図５は、ＤＯＣ１２の正常状態及び異常状態のそれぞれを示すグラフである。図５に示されるように、ＤＯＣ１２が正常である場合には、ＰＭ９の推定値が第１閾値に到達するとほぼ同時にＤＰＦ１１の圧力差が第２閾値に到達する。しかし、ＤＯＣ１２が異常である場合には、ＰＭ９の推定値が第１閾値に到達する前にＤＰＦ１１の圧力差が第２閾値に到達する場合がある。換言すると、ＰＭ９の推定値が第１閾値よりも大きくなる前にＤＰＦ１１の圧力差が第２閾値よりも大きくなった場合には、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生している可能性がある。

【0043】

図６は、触媒再生部１７４での処理の一例を示すフローチャートである。図６に示されるように、まず、ＤＰＦ１１の圧力差が第２閾値よりも大きいことでＤＰＦ１１の再生制御が実行されたか否かが判定される（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、ＤＰＦ１１の圧力差が第２閾値よりも大きいことでＤＰＦ１１の再生制御が実行されたと判定された場合、ＤＰＦ１１の温度差が第３閾値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ１２）。

【0044】

ステップＳ１２において、ＤＰＦ１１の温度差が第３閾値よりも大きいと判定された場合、ＤＯＣ１２の目詰まりフラグがＯＮとされる（ステップＳ１３）。これにより、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生していると判定される。続いて、ＤＯＣ１２の再生制御が実行される（ステップＳ１４）。続いて、ＤＯＣ１２の先端部１２ａの温度が所定値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ１５）。

【0045】

ステップＳ１５において、ＤＯＣ１２の先端部１２ａの温度が所定値よりも大きいと判定された場合、ＤＯＣ１２の目詰まりフラグがＯＦＦとされ（ステップＳ１６）、処理が終了される。ステップＳ１１において、ＤＰＦ１１の圧力差が第２閾値以下であるときにＤＰＦ１１の再生制御が実行されたと判定された場合、処理が終了される。ステップＳ１２において、ＤＰＦ１１の温度差が第３閾値以下であると判定された場合、処理が終了される。ステップＳ１５において、ＤＯＣ１２の先端部１２ａの温度が所定値以下であると判定された場合、再び、ステップＳ１４の処理が実行される。

【0046】

以上説明したように、排気浄化システム１０では、フィルタ再生部１７２が、ＰＭの推定値が第１閾値よりも大きい第１条件が満たされたとき、又は、ＤＰＦ１１に関する所定の指標と第２閾値との関係についての第２条件が満たされたときに、ＤＰＦ１１の再生制御を実行する。第１条件が満たされる前にＤＰＦ１１の再生制御が実行された場合には、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生している可能性が比較的高い。すなわち、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生していると、上述したように、ＰＭがＤＰＦ１１の先端部１１ａに偏って堆積する傾向にあり、第１条件が満たされる前にＤＰＦ１１の再生制御が実行される場合がある。判定部１７３は、第１条件が満たされる前に第２条件が満たされることでＤＰＦ１１の再生制御が実行された場合であって、かつ、ＤＰＦ１１の温度差が第３閾値よりも大きい第３条件が満たされた場合に、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生していると判定する。これにより、第１条件及び第２条件に基づいて、ＤＯＣ１２の目詰まりの発生を素早く判定し、かつ、第３条件に基づいて、ＤＯＣ１２の目詰まりを確実に判定することができる。以上により、排気浄化システム１０によれば、ＤＯＣ１２の目詰まりの発生を精度よく判定することができる。

【0047】

ＤＰＦ１１に関する所定の指標は、ＤＰＦ１１の圧力差である。第２条件は、ＤＰＦ１１の圧力差が第２閾値よりも大きい条件である。ＤＯＣ１２の目詰まりが発生していると、上述したように、ＰＭがＤＰＦ１１の先端部１１ａに偏って堆積する傾向にある。その場合には、第１条件が満たされる前にＤＰＦ１１の圧力差が第２閾値よりも大きくなる傾向にある。上記の構成によれば、第２条件としてＤＰＦ１１の圧力差を用いることで、ＤＯＣ１２の目詰まりの発生を容易且つ素早く判定することができる。

【0048】

排気浄化システム１０は、ＤＯＣ１２の再生制御を実行する触媒再生部１７４を備えている。これにより、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生していると判定部１７３が判定した場合に、ＤＯＣ１２を素早く再生させることができる。

【0049】

触媒再生部１７４は、フィルタ再生部１７２がＤＰＦ１１の再生制御を実行する期間中に、ＤＯＣ１２の再生制御を実行する。これにより、ＤＰＦ１１の再生制御及びＤＯＣ１２の再生制御が同時に実行される期間が生じるため、ＤＰＦ１１及びＤＯＣ１２の再生の効率を向上させることができる。

【0050】

判定部１７３は、エンジン２を含む車両１に設けられている。これにより、当該車両１のＤＯＣ１２の目詰まりの発生を確実に判定することができる。例えば、車両１が通信状況の優れない地域で走行している場合においても、外部からのサポートを必要とすることなく、自車両のＤＯＣ１２の目詰まりの発生を確実に判定することができる。

【0051】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

【0052】

ＤＰＦ１１に関する所定の指標が、ＤＰＦ１１の圧力差であって、第２条件が、ＤＰＦ１１の圧力差が第２閾値よりも大きい条件である例を示した。しかし、ＤＰＦ１１に関する所定の指標は、例えば、第１回目（前回）のＤＰＦ１１の再生終了時から起算して、第２回目（今回）のＤＰＦ１１の再生制御が実行されるまでの期間（以下、「サイクル期間」という）であってもよい。第２条件は、サイクル期間が第２閾値よりも短い条件であってもよい。この場合、第２閾値としては、第１回目のＤＰＦ１１の再生終了時から起算して、ＰＭの推定値が第１閾値よりも大きくなるまでの期間よりも短い期間（例えば６時間）が用いられてもよい。換言すると、判定部１７３は、第１回目のＤＰＦ１１の再生終了時から起算して、例えば６時間を経過する前にＤＰＦ１１の再生制御が実行された場合であって、かつ、ＤＰＦ１１の温度差が第３閾値よりも大きい場合に、ＤＯＣ１２の目詰まりが発生していると判定してもよい。

【0053】

ＤＰＦ１１の温度差が、ＤＰＦ１１の再生期間中における再生終了時の値である例を示したが、ＤＰＦ１１の温度差は、ＤＰＦ１１の再生期間中における任意の時刻の値であってもよい。ＤＰＦ１１の温度差は、ＤＰＦ１１の再生期間中における平均値であってもよい。

【0054】

触媒再生部１７４がＤＯＣ１２の再生制御を実行する例を示したが、ＤＯＣ１２の再生は、手動で行われてもよい。つまり、排気浄化システム１０は、触媒再生部１７４を備えていなくてもよい。この場合、ＤＯＣ１２を柔軟にかつ効率よく再生させることができる。

【0055】

車両１に設けられているＥＣＵ１７が、判定部１７３を有している例を示したが、判定部１７３は、車両１とは離れておりかつ車両１と通信可能な装置に設けられていてもよい。判定部１７３は、例えば、車両１と通信可能な基地局に設けられていてもよい。この場合、当該車両１と離れている場所においても、ＤＯＣ１２の目詰まりの発生を判定することができ、ＤＯＣ１２の目詰まりの解消のために柔軟に対応することができる。例えば、基地局において、テレマティクスデータ等に基づいて、車両１のＤＯＣ１２の目詰まりが発生していると判定した場合に、車両１に向けてＤＯＣ１２の再生を促す信号を送信してもよいし、ＤＯＣ１２の再生を専門とする人を車両１の所在地に派遣してもよい。また、１つの基地局において複数の車両１についてＤＯＣ１２の目詰まりの発生を判定することができる。なお、算出部１７１、フィルタ再生部１７２又は触媒再生部１７４も判定部１７３と同様に、車両１とは離れた装置に設けられていてもよい。

【0056】

添加部１３が、排気管６に設けられた燃料添加弁１３１を有している例を示したが、添加部１３としてエンジン２に設けられたインジェクタが用いられてもよい。排気流路への燃料の添加は、インジェクタによるポスト噴射により実現することができる。また、添加部１３により添加される燃料は、インジェクタに供給される燃料と同じでる例を示したが、添加部１３が、排気管６に設けられた燃料添加弁１３１を有している場合には、添加部１３により添加される燃料は、インジェクタに供給される燃料と異なってもよい。添加部１３により添加される燃料は、例えばガソリン等であってもよい。

【符号の説明】

【0057】

１…車両、２…エンジン（内燃機関）、９…ＰＭ（粒子状物質）、１０…排気浄化システム、１１…ＤＰＦ（フィルタ）、１１ａ…先端部、１１ｂ…後端部、１２…ＤＯＣ（酸化触媒）、１４…圧力センサ、１５…温度センサ、１７２…フィルタ再生部、１７３…判定部、１７４…触媒再生部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】