特許 7052717 内燃機関の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-04

(45)【発行日】2022-04-12

(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/025 20060101AFI20220405BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20220405BHJP

   F01N 3/023 20060101ALI20220405BHJP

   F01N 3/033 20060101ALI20220405BHJP

【ＦＩ】

F01N3/025 101

F02D43/00 301H

F02D43/00 301T

F01N3/023 A

F01N3/033 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018246919

(22)【出願日】2018-12-28

(65)【公開番号】P2020106000

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-03-19

(73)【特許権者】

【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】110000394

【氏名又は名称】特許業務法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】樅野 博司

【審査官】二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１５５５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１７１８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－７２６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１１４６８８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／０２５

Ｆ０２Ｄ ４１／０４

Ｆ０２Ｄ ４１／１０

Ｆ０２Ｄ ４１／３８

Ｆ０２Ｄ ４５／００

Ｆ０２Ｄ ４３／００

Ｆ０１Ｎ ３／０２３

Ｆ０１Ｎ ３／０３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの上流側に配置される酸化触媒と、を内燃機関の排気経路に有する内燃機関システムにおける内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記内燃機関の運転状態を検出し、検出した前記運転状態に応じた量の燃料を前記内燃機関のシリンダ内に噴射するメイン噴射を行って前記内燃機関を制御するとともに、予め設定された最高回転数以下となるように前記内燃機関を制御し、
前記制御装置には、
前記内燃機関の上限回転数である前記最高回転数、または、前記最高回転数に対応する前記メイン噴射の上限噴射量である最大噴射量、が設定されており、
アイドリング回転数を上昇させるとともに排気温度を上昇させて前記フィルタ内に堆積している粒子状物質を燃焼焼却させて前記フィルタを再生する手動再生を開始してから前記フィルタ内に残っている粒子状物質が再生終了量以下となるまでの目標とする時間である目標再生時間に基づいた、手動再生最高回転数または手動再生最大噴射量、が設定されており、
前記制御装置は、
運転者から前記手動再生の指示が入力されて前記手動再生を開始した場合に、アイドリング回転数を、前記目標再生時間に基づいて設定されている手動再生下限回転数へと上昇させる、アイドリング回転数上昇手段と、
前記手動再生を開始した場合に、前記酸化触媒内で排気温度を上昇させて前記フィルタ内に堆積している粒子状物質を燃焼焼却させるための燃料を前記シリンダ内に噴射するポスト噴射を、前記メイン噴射の後に噴射する、ポスト噴射実行手段と、
前記手動再生を開始した場合に、前記内燃機関の上限回転数を、前記最高回転数よりも低く設定された前記手動再生最高回転数に変更する、または、前記シリンダ内への前記メイン噴射の上限噴射量を、前記最大噴射量よりも低く設定された前記手動再生最大噴射量に変更する、上限回転制限手段と、
を有する、
内燃機関の制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記手動再生の際に行われる前記ポスト噴射の噴射量は、
前記内燃機関の回転数に応じた噴射量に設定されているとともに、前記内燃機関の回転数が、予め設定されたポスト噴射制限開始回転数を超えた場合では、前記内燃機関の回転数の上昇に伴って減量するように設定されており、
前記手動再生最高回転数または前記手動再生最大噴射量は、
前記ポスト噴射の噴射量と、前記目標再生時間とに基づいて設定されている、
内燃機関の制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記手動再生最高回転数は、
前記ポスト噴射制限開始回転数以上、かつ、前記最高回転数未満、の回転数に設定されている、
あるいは、
前記手動再生最大噴射量は、
前記ポスト噴射制限開始回転数に対応する噴射量であるポスト制限開始噴射量以上、かつ、前記最大噴射量未満、の噴射量に設定されている、
内燃機関の制御装置。

【請求項4】

請求項２または３に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
少なくとも前記手動再生を行っていない場合に、前記フィルタ内に堆積している粒子状物質の量を推定する、堆積量推定手段と、
前記手動再生を行っている場合に、燃焼焼却によって減量した前記フィルタ内の粒子状物質の残存量を推定する、残存量推定手段と、
前記手動再生を開始してからの経過時間と、前記残存量と、前記目標再生時間とに基づいて、前記手動再生最高回転数または前記手動再生最大噴射量を変更する、上限回転制限変更手段と、
を有する、
内燃機関の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般にディーゼルエンジン（内燃機関）では、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集するフィルタが排気通路に設けられ、粒子状物質の大気中への放出を抑制している。このフィルタにおいて、捕集されたＰＭの堆積量が多くなると、フィルタの圧力損失が増大し、ディーゼルエンジンの出力の低下、燃費の悪化を招く可能性がある。

【0003】

特許文献１に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置は、アイドリング状態において、ポスト噴射により噴射させた燃料を酸化触媒で反応させて排気ガスを昇温している。そして、昇温した排気ガスをフィルタに導き、フィルタ内に堆積した粒子状物質を燃焼除去する再生処理（手動再生処理）を実行する。フィルタに流入する排気ガスの温度をより上昇させ粒子状物質をより早く燃焼させることで、フィルタの再生処理を早く終了できることが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－２０２５７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ポスト噴射により噴射される燃料が多いと、シリンダ内に付着した燃料の一部が潤滑油とともにオイルパン内の潤滑油に混入することがある。このような燃料の混入により潤滑油の希釈が進行すると、潤滑油の潤滑作用や冷却作用が低下し、内燃機関各部の焼付きや摩耗を招く可能性がある。

【0006】

また、特許文献１に記載の車載ディーゼルエンジンの排気浄化装置は、アクセルの操作を行わないことを手動再生処理の実施の要件としているが、手動再生中にアクセルの操作を行うことができる内燃機関もある。この場合、運転者は、再生処理を早く終了させようと、アクセルを開けて内燃機関の回転数を上昇させる。

【0007】

しかし、アクセルを開け内燃機関の回転数を上昇させすぎるとポスト噴射量が増え過ぎ、ポスト噴射に伴う燃料の一部が潤滑油を希釈させる可能性がある。これを防ぐため、所定の回転数以上になると、ポスト噴射量を減量させ（ポスト噴射量制限）、フィルタに流入する排気ガスの温度が期待通りには上昇せず結果的に再生処理に要する時間が、再生処理を終了させる目標となる時間である目標再生時間より長くなる場合がある。

【0008】

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、フィルタに堆積している粒子状物質を、ポスト噴射を用いて燃焼焼却する手動再生処理において、アクセルを踏み込む等を行ってポスト噴射量が減量される回転数に上昇させた場合であっても、目標再生時間内に手動再生処理を終了できる内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、第１の発明は、粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの上流側に配置される酸化触媒と、を内燃機関の排気経路に有する内燃機関システムにおける内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態を検出し、検出した前記運転状態に応じた量の燃料を前記内燃機関のシリンダ内に噴射するメイン噴射を行って前記内燃機関を制御するとともに、予め設定された最高回転数以下となるように前記内燃機関を制御し、前記制御装置には、前記内燃機関の上限回転数である前記最高回転数、または、前記最高回転数に対応する前記メイン噴射の上限噴射量である最大噴射量、が設定されており、アイドリング回転数を上昇させるとともに排気温度を上昇させて前記フィルタ内に堆積している粒子状物質を燃焼焼却させて前記フィルタを再生する手動再生を開始してから前記フィルタ内に残っている粒子状物質が再生終了量以下となるまでの目標とする時間である目標再生時間に基づいた、手動再生最高回転数または手動再生最大噴射量、が設定されており、前記制御装置は、運転者から前記手動再生の指示が入力されて前記手動再生を開始した場合に、アイドリング回転数を、前記目標再生時間に基づいて設定されている手動再生下限回転数へと上昇させる、アイドリング回転数上昇手段と、前記手動再生を開始した場合に、前記酸化触媒内で排気温度を上昇させて前記フィルタ内に堆積している粒子状物質を燃焼焼却させるための燃料を前記シリンダ内に噴射するポスト噴射を、前記メイン噴射の後に噴射する、ポスト噴射実行手段と、前記手動再生を開始した場合に、前記内燃機関の上限回転数を、前記最高回転数よりも低く設定された前記手動再生最高回転数に変更する、または、前記シリンダ内への前記メイン噴射の上限噴射量を、前記最大噴射量よりも低く設定された前記手動再生最大噴射量に変更する、上限回転制限手段と、を有する、内燃機関の制御装置である。

【0010】

第２の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記手動再生の際に行われる前記ポスト噴射の噴射量は、前記内燃機関の回転数に応じた噴射量に設定されているとともに、前記内燃機関の回転数が、予め設定されたポスト噴射制限開始回転数を超えた場合では、前記内燃機関の回転数の上昇に伴って減量するように設定されており、前記手動再生最高回転数または前記手動再生最大噴射量は、前記ポスト噴射の噴射量と、前記目標再生時間とに基づいて設定されている、内燃機関の制御装置である。

【0011】

第３の発明は、上記第２の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記手動再生最高回転数は、前記ポスト噴射制限開始回転数以上、かつ、前記最高回転数未満、の回転数に設定されている、あるいは、前記手動再生最大噴射量は、前記ポスト噴射制限開始回転数に対応する噴射量であるポスト制限開始噴射量以上、かつ、前記最大噴射量未満、の噴射量に設定されている、内燃機関の制御装置である。

【0012】

第４の発明は、上記第２又は第３の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、少なくとも前記手動再生を行っていない場合に、前記フィルタ内に堆積している粒子状物質の量を推定する、堆積量推定手段と、前記手動再生を行っている場合に、燃焼焼却によって減量した前記フィルタ内の粒子状物質の残存量を推定する、残存量推定手段と、前記手動再生を開始してからの経過時間と、前記残存量と、前記目標再生時間とに基づいて、前記手動再生最高回転数または前記手動再生最大噴射量を変更する、上限回転制限変更手段と、を有する、内燃機関の制御装置である。

【発明の効果】

【0013】

第１の発明によれば、運転者による手動再生処理において、再生処理を目標再生時間内に終了させることができる。

【0014】

第２の発明によれば、運転者による手動再生処理において、再生処理を目標再生時間内に終了させることができるとともに、ポスト噴射における噴射量を減量し潤滑油の希釈を防ぐことができる。

【0015】

第３の発明によれば、アクセル操作を行った場合でも、確実に再生処理を目標再生時間内に終了させることができる。

【0016】

第４の発明によれば、フィルタ内の粒子状物質（ＰＭ）の残存量に基づいて手動再生最高回転数または手動再生最大噴射量を最適化し再生処理を行うため、再生時間をより短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態に係る内燃機関（エンジン）の制御装置を適用した構成の一例を説明する図である。

【図2】再生処理（運転者のアクセル操作無し）とフィルタのＰＭ堆積量の関係を説明する図である。

【図3】再生処理（運転者のアクセル操作有り）とフィルタのＰＭ堆積量の関係を説明する図である。

【図4】実施の形態の再生処理の手順を説明するフローチャートである。

【図5】アイドリング制御処理の手順を説明するフローチャートである。

【図6】上限回転数制御処理の手順を説明するフローチャートである。

【図7】上限噴射量制御処理の手順を説明するフローチャートである。

【図8】フィルタ堆積量推定処理の手順を説明するフローチャートである。

【図9】ポスト噴射制御処理の手順を説明するフローチャートである。

【図10】エンジン回転数と再生処理との関係を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

●［実施形態に係る内燃機関の制御装置を適用した全体構成（図１）］
図１を用いて本発明を実施するための形態の全体構成を説明する。図１は、実施形態に係る内燃機関の制御装置を適用した構成の一例を説明する図である。内燃機関１０は、ディーゼルエンジン（以下、エンジンとする）である。なお、以下の説明において、ＤＰＦ４３は、粒子状物質除去フィルタ（Diesel Particulate Filter）（フィルタに相当）である。また、ＤＰＦ４３よりも下流側の排気通路に配置されて窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害化する選択還元触媒等については、記載を省略している。

【0019】

図１に示すように、内燃機関１０の排気通路（排気経路に相当）１２には、排気ガス浄化装置４１が設けられている。また、排気ガス浄化装置４１の内部には、上流側から、酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）４２、ＤＰＦ４３が設けられている。排気ガス浄化装置４１は、排気ガス通路を構成し、上流側から下流側に排気ガスが通過する間に、排気ガスに含まれる有害物質を除去するものである。ここで、内燃機関１０は、燃料を燃焼し、粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の有害物質を、排気ガスと一緒に排出する。

【0020】

酸化触媒４２は、セラミック製の円柱状等に形成されたセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に白金（Ｐｔ）等の貴金属がコーティングされている。そして、酸化触媒４２は、所定の温度下で多数の貫通孔に排気ガスを通すことにより、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去する。

【0021】

ＤＰＦ４３は、セラミックス材料等からなる多孔質な部材によって円柱状等に形成され、軸方向に多数の小孔が設けられたハニカム構造のセル状筒体をなし、各小孔は、隣同士で交互に異なる端部が目封じ部材によって閉塞されている。そして、ＤＰＦ４３は、上流側から各小孔に流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質（ＰＭ）を捕集し、排気ガスのみを隣の小孔を通じて下流側へと流出させる。

【0022】

酸化触媒４２の上流側（排気ガス浄化装置４１の上流側）には、排気温度検出装置３６Ａ（例えば、排気温度センサ）が設けられている。酸化触媒４２の下流側、かつ、ＤＰＦ４３の上流側には、排気温度検出装置３６Ｂ（例えば、排気温度センサ）が設けられている。

【0023】

ＤＰＦ４３の下流側には、排気温度検出装置３６Ｃ（例えば、排気温度センサ）が設けられている。また、排気ガス浄化装置４１内における、酸化触媒４２の下流側、かつ、ＤＰＦ４３の上流側の排気圧力（排気管内圧力に相当）と、ＤＰＦ４３の下流側の排気管内圧力と、の差圧（圧力差）を検出する差圧検出装置３５（例えば、差圧センサ）が設けられている。

【0024】

制御装置５０は、ＣＰＵ（図示省略）と、記憶手段４０と、アイドリング回転数上昇手段５２と、ポスト噴射実行手段５４と、上限回転制限手段５６と、上限回転制限変更手段５８と、堆積量推定手段６０と、残存量推定手段６２と、を備えている。ＣＰＵは、記憶手段４０に記憶された各種プログラム等に基づいて、種々の演算処理を実行する。また、記憶手段４０は、各処理に用いられる所定の値、及びＣＰＵでの演算結果や各検出装置から入力されたデータ等を一時的に記憶し、内燃機関１０の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する。

【0025】

制御装置５０には、吸気通路１１に設けられた吸入空気流量検出装置３１（例えば、エアフローメーター）の検出信号、アクセル開度検出装置３３の検出信号、回転検出装置３４の検出信号、のそれぞれが入力されている。

【0026】

制御装置５０は、これらの検出装置からの検出信号に基づいて内燃機関１０の運転状態を検出することができる。また、制御装置５０は、検出した内燃機関１０の運転状態や、アクセル開度検出装置３３からの検出信号に基づいた運転者からの要求に応じて、各インジェクタ１４Ａ～１４Ｄから内燃機関１０のシリンダ内に噴射する燃料量を制御する制御信号を出力する。そして、制御装置５０は、各インジェクタ１４Ａ～１４Ｄから噴射した毎秒当たりの燃料噴射量（ｇ／ｓ）を算出して、記憶手段４０に記憶する。

【0027】

吸入空気流量検出装置３１（例えば、吸気流量センサ）は、内燃機関１０の吸気通路１１に設けられて内燃機関１０が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。アクセル開度検出装置３３（例えば、アクセル開度センサ）は、運転者が操作するアクセルの開度（すなわち、運転者の要求負荷）に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。回転検出装置３４（例えば、回転センサ）は、例えば、内燃機関１０のクランクシャフトの回転数（すなわち、エンジン回転数）に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。

【0028】

また、図１に示す例では、制御装置５０は、運転者にＤＰＦ４３（フィルタ）の手動再生処理の実行を促す警告ランプ１５と、運転者が手動再生の開始を指示するための手動再生スイッチＳＷと、を備えている。また、手動再生スイッチＳＷは、例えば運転者が押している間のみ動作し、ＯＮ／ＯＦＦに応じた信号を制御装置５０に出力する。警告ランプ１５と手動再生スイッチＳＷは、例えば、車両のインスツルメントパネル内に設けられている。

【0029】

制御装置５０は、検出した運転状態に応じた量の燃料を内燃機関のシリンダ内の各インジェクタ１４Ａ～１４Ｄから噴射するメイン噴射を行って内燃機関１０を制御するとともに、予め設定された最高回転数以下となるように内燃機関１０を制御する。

【0030】

制御装置５０には、内燃機関１０の上限回転数である最高回転数、及び最高回転数に対応するメイン噴射の上限噴射量である最大噴射量、が設定されており、アイドリング回転数を上昇させるとともに排気温度を上昇させてＤＰＦ４３内に堆積している粒子状物質（ＰＭ）を燃焼焼却させてＤＰＦ４３（フィルタ）を再生する手動再生を開始してからフィルタ内に残っている粒子状物質が再生終了量以下となるまでの目標とする時間である目標再生時間に基づいた、手動再生最高回転数及び手動再生最大噴射量、が設定されている。なお、目標再生時間は、予め設定された所定の再生時間であり、記憶手段４０に記憶されている。

【0031】

アイドリング回転数上昇手段５２は、運転者から手動再生の指示が入力されて手動再生を開始した場合に、アイドリング回転数を、目標再生時間に基づいて設定されている手動再生下限回転数へと上昇させる。なお、手動再生下限回転数は、予め設定された回転数であり、記憶手段４０に記憶されている。

【0032】

ポスト噴射実行手段５４は、手動再生を開始した場合に、酸化触媒４２内で排気温度を上昇させてフィルタ内に堆積している粒子状物質を燃焼焼却させるための燃料をシリンダ内に噴射するポスト噴射を、メイン噴射の後に噴射する。

【0033】

ポスト噴射において、各インジェクタ１４Ａ～１４Ｄからから噴射された燃料は、酸化触媒４２によって排気ガス中に残った酸素との酸化反応が生じて燃焼し、その発熱により排気ガス温度が上昇する。この高温になった排気ガスによりＤＰＦ４３の温度が上昇して、所定温度以上（例えば、６００℃以上）になると、ＤＰＦ４３内に堆積した粒子状物質（ＰＭ）が燃焼焼却される。このような状態を所定の時間、維持することによってＤＰＦ４３内に堆積した粒子状物質を燃焼させて除去し、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するというＤＰＦ４３の捕集機能を回復（再生）させることができる。

【0034】

上限回転制限手段５６は、手動再生を開始した場合に、内燃機関の上限回転数を、最高回転数よりも低く設定された手動再生最高回転数に変更する、または、シリンダ（図示省略）内へのメイン噴射の上限噴射量を、最大噴射量よりも低く設定された手動再生最大噴射量に変更する。なお、最高回転数及び最大噴射量は、予め設定された所定の値であり、記憶手段４０に記憶されている。

【0035】

上限回転制限変更手段５８は、手動再生を開始してからの経過時間と、ＤＰＦ４３（フィルタ）の粒子状物質（ＰＭ）の残存量と、目標再生時間とに基づいて、手動再生最高回転数及び手動再生最大噴射量を変更する。

【0036】

堆積量推定手段６０は、少なくとも手動再生を行っていない場合に、ＤＰＦ４３（フィルタ）内に堆積している粒子状物質の量を推定し、推定した堆積量をフィルタＰＭ堆積量（ｇ）として記憶手段４０に記憶する。残存量推定手段６２は、手動再生を行っている場合に、燃焼焼却によって減量したＤＰＦ４３内の粒子状物質の残存量を推定する。

【0037】

●［ＤＰＦ４３（フィルタ）の手動再生処理（図２～図８）］
図２～図８を用いて、ＤＰＦ４３（フィルタ）の手動再生処理の説明をする。図２は、再生処理（運転者のアクセル操作無し）とフィルタのＰＭ堆積量の関係を説明する図である。図３は、再生処理（運転者のアクセル操作有り）とフィルタのＰＭ堆積量の関係を説明する図である。図４は、実施の形態の再生処理の手順を説明するフローチャートである。

【0038】

図２と図３の上部において示された図は、ＤＰＦ４３（フィルタ）に堆積したフィルタＰＭ堆積量と再生処理における時間との関係を示している。手動再生上限堆積量は、ＤＰＦ４３がフィルタとして機能を維持できる許容できる最大のフィルタＰＭ堆積量を示している。

【0039】

また、Ｔｍａｘは、フィルタＰＭ堆積量が手動再生上限堆積から再生終了量に到達するまでの時間であり、再生処理を終了する目標となる処理時間である目標再生時間を示している。なお、再生終了量は、記憶手段４０（図１参照）に予め記憶されており、制御装置５０が手動再生処理を完了したと判定するフィルタＰＭ堆積量である。

【0040】

以下、図４～図８を用いて、手動再生処理の手順を説明する。制御装置５０（図１参照）は、起動された場合、所定時間間隔（例えば数［ｍｓ］間隔）にて、図４～図８における各処理（再生処理、アイドリング制御処理、上限回転数制御処理、上限噴射量制御処理、フィルタ堆積量推定処理）を逐次実行する。以下、図４の各ステップについて詳細に説明する。

【0041】

ステップＳ００５において、制御装置５０は、フィルタＰＭ堆積量が警告判定値より大きいと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０１０に処理を進め、フィルタＰＭ堆積量が警告判定値より大きくないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０６５に処理を進める。なお、警告判定値は、運転者へ手動再生処理を促すフィルタＰＭ堆積量における閾値であり、予め設定された所定の堆積量であり、記憶手段４０に記憶されている。

【0042】

ステップＳ０１０において、制御装置５０は、警告ランプ１５（図１参照）を点灯（ＯＮ）させ、ステップＳ０１５に処理を進める。

【0043】

ステップＳ０１５において、制御装置５０は、再生処理実行フラグがＯＮであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０２０に処理を進め、再生処理実行フラグがＯＮでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０６０に処理を進める。なお、再生処理実行フラグは、再生処理が実行されているか否かを示すフラグであり、再生処理が実行されている場合にＯＮに設定され、再生処理が実行されていない場合にＯＦＦに設定される。

【0044】

ステップＳ０２０において、制御装置５０は、再生解除条件が充足されていると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０７０に処理を進め、再生解除条件が充足されていないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０２５に処理を進める。なお、制御装置５０は、例えば、内燃機関（エンジン）が停止していること、車両が走行中であること、シフトレバー（図示省略）の位置が非走行位置（例えば停車位置「Ｐ」又は中立位置「Ｎ」）でないこと、等の条件のいずれか一つでも充足する場合、再生解除条件が充足されていると判定する。

【0045】

ステップＳ０６０において、制御装置５０は、手動再生スイッチＳＷ（図１参照）がＯＮであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０２０に処理を進め、手動再生スイッチＳＷがＯＮでないと判定した場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。

【0046】

ステップＳ０２５において、制御装置５０は、ＰＭ焼却量を算出し、ステップＳ０３０に処理を進める。なお、制御装置５０は、ポスト噴射量とエンジン回転数に基づいてＰＭ焼却量を算出する。ポスト噴射量は、予め設定された所定のポスト噴射の燃料の噴射量であり、記憶手段４０に記憶されている。なお、ポスト噴射は、後述するＳＵＢ５００（ポスト噴射制御処理）により実行される。

【0047】

ステップＳ０３０において、制御装置５０は、残存量推定手段６２により、残存量（フィルタＰＭ堆積量－ＰＭ焼却量）を推定し、新たなフィルタＰＭ堆積量として記憶手段４０に記憶し、ステップＳ０３５に処理を進める。

【0048】

ステップＳ０３５において、制御装置５０は、アイドリング回転数を手動再生下限回転数に設定し、ステップＳ０４０に処理を進める。なお、エンジン回転数は、後述するＳＵＢ１００（アイドリング制御処理）により、手動再生下限回転数になるように制御される。手動再生下限回転数は、図２で示すように例えば１２００ｒｐｍである。

【0049】

ステップＳ０４０において、制御装置５０は、手動再生最高回転数を算出・設定（更新）し、ステップＳ０４５に処理を進める。なお、エンジン回転数は、後述するＳＵＢ２００（上限回転数設定処理）により、上限回転数が手動再生最高回転数以下になるように制御される。

【0050】

ステップＳ０４５において、制御装置５０は、手動再生最高回転数に基づいて、手動再生上限噴射量を算出・設定（更新）し、ステップＳ０５０に処理を進める。なお、燃料の噴射量は、後述するＳＵＢ３００（上限噴射量制御処理）により、目標上限噴射量になるように制御される。

【0051】

ステップＳ０５０において、制御装置５０は、更新されたフィルタＰＭ堆積量が再生終了量より小さいと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０７０に処理を進め、フィルタＰＭ堆積量が再生終了量より小さくないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０５５に処理を進める。

【0052】

ステップＳ０５５において、制御装置５０は、再生処理実行フラグをＯＮに設定し、処理を終了する。

【0053】

ステップＳ０６５において、制御装置５０は、再生処理実行フラグがＯＮであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０１０に処理を進め、再生処理実行フラグがＯＮでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０７０に処理を進める。

【0054】

ステップＳ０７０において、制御装置５０は、警告ランプ１５を消灯（ＯＦＦ）させ、ステップＳ０７５に処理を進める。

【0055】

ステップＳ０７５において、制御装置５０は、再生処理実行フラグをＯＦＦに設定し、ポスト噴射（再生処理）を停止し、処理を終了する。

【0056】

●［アイドリング制御処理（ＳＵＢ１００）（図５）］
図５は、アイドリング制御処理の手順を説明するフローチャートである。以下、各ステップについて詳細に説明する。なお、本処理は、アイドリング回転数上昇手段に相当する。なお、（既存の処理）とは、内燃機関の既存の制御において実行される処理を意味する。

【0057】

ステップＳＵＢ１１０において、制御装置５０は、再生処理実行フラグがＯＮであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳＵＢ１３０に処理を進め、再生処理実行フラグがＯＮでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳＵＢ１２０に処理を進める。

【0058】

ステップＳＵＢ１２０において、制御装置５０は、（既存の処理）目標アイドリング回転数を通常アイドリング回転数に設定し、ステップＳＵＢ１４０に処理を進める。なお、通常アイドリング回転数は、再生処理を行っていない場合のエンジンのアイドリング回転数であり、図２で示すように例えば７００ｒｐｍである。

【0059】

ステップＳＵＢ１３０において、制御装置５０は、目標アイドリング回転数を手動再生下限回転数に設定し、ステップＳＵＢ１４０に処理を進める。なお、手動再生下限回転数は、図２で示すように例えば１２００ｒｐｍである。

【0060】

ステップＳＵＢ１４０において、制御装置５０は、（既存の処理）アイドリング回転数が目標アイドリング回転数となるように内燃機関の回転数を制御し、処理を終了する。

【0061】

●［上限回転数制御処理（ＳＵＢ２００）（図６）］
図６は、上限回転数制御処理の手順を説明するフローチャートである。以下、各ステップについて詳細に説明する。なお、本処理は、上限回転制限変更手段に相当する。

【0062】

ステップＳＵＢ２１０において、制御装置５０は、再生処理実行フラグがＯＮであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳＵＢ２３０に処理を進め、再生処理実行フラグがＯＮでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳＵＢ２２０に処理を進める。

【0063】

ステップＳＵＢ２２０において、制御装置５０は、（既存の処理）目標上限回転数を最高回転数に設定し、ステップＳＵＢ２４０に処理を進める。なお、最高回転数は、再生処理を行っていない場合の予め設定されたエンジンの上限回転数であり、記憶手段４０に記憶されている。最高回転数は、図２で示すように例えば２５００ｒｐｍである。

【0064】

ステップＳＵＢ２３０において、制御装置５０は、目標上限回転数を手動再生最高回転数に設定し、ステップＳＵＢ２４０に処理を進める。なお、手動再生最高回転数は、変更可能であり、予め初期値が設定された上限回転数であり、記憶手段４０に記憶されている。手動再生最高回転数の初期値は、図２で示すように例えば１８００ｒｐｍである。

【0065】

ステップＳＵＢ２４０において、制御装置５０は、（既存の処理）上限回転数が、目標上限回転数となるように内燃機関の回転数を制御し、処理を終了する。

【0066】

●［上限噴射量制御処理（ＳＵＢ３００）（図７）］
図７は、上限噴射量制御処理の手順を説明するフローチャートである。以下、各ステップについて詳細に説明する。なお、本処理は、上限回転制限変更手段に相当する。

【0067】

ステップＳＵＢ３１０において、制御装置５０は、再生処理実行フラグがＯＮであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳＵＢ３３０に処理を進め、再生処理実行フラグがＯＮでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳＵＢ３２０に処理を進める。

【0068】

ステップＳＵＢ３２０において、制御装置５０は、（既存の処理）目標上限噴射量を最大噴射量に設定し、処理を終了する。なお、最大噴射量は、再生処理を行っていない場合のエンジンの上限噴射量であり、記憶手段４０に記憶されている。最大噴射量は、図２で示すように例えば２５００ｒｐｍに相当する上限噴射量である。

【0069】

ステップＳＵＢ３３０において、制御装置５０は、目標上限噴射量を手動再生最大噴射量に設定し、処理を終了する。なお、手動再生最大噴射量は、手動再生最高回転数に基づいて求められ、予め初期値が設定された上限噴射量であり、記憶手段４０に記憶されている。手動再生最大噴射量の初期値は、図２で示すように例えば１８００ｒｐｍに相当する上限噴射量である。

【0070】

●［フィルタ堆積量推定処理（ＳＵＢ４００）（図８）］
図８は、フィルタ堆積量推定処理の手順を説明するフローチャートである。以下、各ステップについて詳細に説明する。

【0071】

ステップＳＵＢ４１０において、制御装置５０は、（既存の処理）内燃機関の運転状態に応じて、生成された粒子状物質量を推定（ＰＭ量の推定）し、堆積量に、推定した粒子状物質量を加算して、フィルタＰＭ堆積量を更新し、処理を終了する。

【0072】

●［ポスト噴射制御処理（ＳＵＢ５００）（図９）］
図９は、ポスト噴射制御処理の手順を説明するフローチャートである。以下、各ステップについて詳細に説明する。

【0073】

ステップＳＵＢ５１０において、制御装置５０は、再生処理実行フラグがＯＮであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳＵＢ５２０に処理を進め、再生処理実行フラグがＯＮでないと判定した場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。

【0074】

ステップＳＵＢ５２０において、制御装置５０は、（既存の処理）回転数に応じたポスト噴射量を算出し、算出したポスト噴射量にてポスト噴射を実行し、処理を終了する。

【0075】

●［運転者がアクセル操作をした場合の手動再生処理（図３）］
図３は、再生処理（運転者のアクセル操作有り）とフィルタのＰＭ堆積量の関係を説明する図である。図１０は、エンジン回転数と再生処理との関係を表す図である。なお、図３において、運転者がアクセルを操作し場合の各状態を太い実線で示す。また、図１０において、実線で示された直線は、フィルタＰＭ堆積量が手動再生上限堆積量である場合を示し、点線で示された直線は、フィルタＰＭ堆積量が手動再生上限堆積量より少ない場合を示している。

【0076】

図１０の上図において、縦軸は手動再生を開始してから終了するまでの時間である再生時間［ｔ］を示し、横軸に内燃機関の回転数［ｒｐｍ］を示している。また、下図において、縦軸はポスト噴射量［ｇ］を示し、横軸に内燃機関の回転数［ｒｐｍ］を示している。

【0077】

運転者がアクセル操作しエンジン回転数を上昇させると、ポスト噴射制限開始回転数までは（ポスト噴射量非制限領域）、ポスト噴射の頻度も上昇し、ＰＭ焼却量は増加する。これにより、図１０の上図に示すように、再生処理時間は、ポスト噴射量非制限領域において、エンジン回転数の上昇に伴って短くなる。しかし、エンジン回転数がポスト噴射制限開始回転数を超えると（ポスト噴射量制限領域）、下図に示すように、ポスト噴射量が回転数の上昇に伴って減量させられるため、再生処理時間は長くなる。

【0078】

手動再生最高回転数は、再生時間が目標再生時間（Ｔｍａｘ）となる上限回転数である。したがって、手動再生上限堆積量から再生処理を開始すると、再生時間と回転数の関係は上図の実線で示すような直線になる。また、手動再生上限堆積量より少ないフィルタＰＭ堆積量から再生処理を開始すると、ポスト噴射量が同じであるならば再生時間が目標再生時間に対して短くなるため、再生時間と回転数の関係は点線で示すような直線になる。
よって、フィルタＰＭ堆積量が再生処理により手動再生上限堆積量より小さい場合、上限回転数を手動再生最高回転数は増加させることができる。
●［本願の効果］

【0079】

本願発明は、運転者による手動再生処理において、再生処理を目標再生時間内に終了させることができる。

【0080】

本発明の、内燃機関の制御装置は、本実施の形態で説明した構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。

【0081】

図１０に示すように、再生処理時間は、エンジンの回転数がポスト噴射制限開始回転数である場合に最小になる。したがって、再生処理時間を最短にするため、手動再生処理において、手動再生下限回転数をポスト噴射制限開始回転数をとしても良い。

【符号の説明】

【0082】

１０ 内燃機関
１１ 吸気通路
１２ 排気通路（排気経路）
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ インジェクタ
１５ 警告ランプ
３３ アクセル開度検出装置
３４ 回転検出装置
３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ 排気温度検出装置
３５ 差圧検出装置
４０ 記憶手段
４１ 排気ガス浄化装置
４２ 酸化触媒
４３ ＤＰＦ（粒子状物質除去フィルタ）
５０ 制御装置
５２ アイドリング回転数上昇手段
５４ ポスト噴射実行手段
５６ 上限回転制限手段
５８ 上限回転制限変更手段
６０ 堆積量推定手段
６２ 残存量推定手段
ＳＷ 手動再生スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】