特許 7306231 エンジンの排気処理装置

(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】2023-07-03

(45)【発行日】2023-07-11

(54)【発明の名称】エンジンの排気処理装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/023 20060101AFI20230704BHJP

【ＦＩ】

F01N3/023 Z

F01N3/023 K

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019205250

(22)【出願日】2019-11-13

(65)【公開番号】P2021076100

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-02-14

(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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松澤 悠也

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－３１２３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－００４２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１４０８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／０２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンの排気処理装置であって、
前記エンジンの排気通路に設けられ前記エンジンの排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気通路における前記排気浄化装置の上流側の部分に前記排気浄化装置に隣接して設けられるスリット板と、
前記排気の流れに沿う方向を回転軸として前記スリット板または前記排気浄化装置を回転させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御装置とを備え、
前記スリット板は、前記排気の流れと交わる方向に延在し、一部が切り欠かれた形状を有し、
前記制御装置は、前記排気浄化装置の劣化に関する劣化評価値に基づいて前記スリット板または前記排気浄化装置を回転させるタイミングを決める第１回転制御、あるいは、前記劣化評価値に基づいて前記スリット板または前記排気浄化装置を回転させる速度を変更する第２回転制御を実行し、
前記制御装置は、前記排気浄化装置の浄化機能を再生する再生制御を実行し、
前記再生制御は、前記排気通路における前記スリット板の上流側の部分に配置された燃料供給弁、もしくは前記エンジンの気筒に設けられる燃料噴射弁から、前記排気浄化装置に堆積した粒子状物質を燃焼除去するための燃料を噴射させる処理である、エンジンの排気処理装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記第１回転制御に実行中において、
前記エンジンの状態に基づいて、前記スリット板が回転していない状態が継続している期間における排気流量の積算値を前記劣化評価値として算出し、
前記排気流量の積算値がしきい値に達するまでは前記スリット板を回転させず、
前記排気流量の積算値が前記しきい値に達した場合に前記スリット板を所定角度回転させる、請求項１に記載のエンジンの排気処理装置。

【請求項3】

前記排気浄化装置は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを含み、
前記制御装置は、前記第１回転制御に実行中において、
前記エンジンの状態に基づいて、前記スリット板が回転していない状態が継続している期間における前記フィルタへの前記粒子状物質の堆積量の積算値を前記劣化評価値として算出し、
前記堆積量の積算値がしきい値に達するまでは前記スリット板を回転させず、
前記堆積量の積算値が前記しきい値に達した場合に前記スリット板を所定角度回転させる、請求項１に記載のエンジンの排気処理装置。

【請求項4】

前記排気浄化装置は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを含み、
前記排気処理装置は、前記フィルタの上流側の排気と下流側の排気との圧力差を検出する差圧センサを含み、
前記制御装置は、前記第１回転制御に実行中において、
前記スリット板が回転していない状態が継続している期間における前記圧力差の増加量を前記劣化評価値として算出し、
前記圧力差の増加量がしきい値に達するまでは前記スリット板を回転させず、
前記圧力差の増加量が前記しきい値に達した場合に前記スリット板を所定角度回転させる、請求項１に記載のエンジンの排気処理装置。

【請求項5】

前記制御装置は、前記第２回転制御に実行中において、前記劣化評価値が大きいほど速い回転速度で前記スリット板を回転させる、請求項１に記載のエンジンの排気処理装置。

【請求項6】

前記制御装置は、前記エンジンの排気流量を前記劣化評価値として算出する、請求項５に記載のエンジンの排気処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エンジンの排気処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、エンジンの排気通路には、エンジンの排気を浄化する排気浄化装置（排気中の炭化水素および一酸化炭素などを酸化させる酸化触媒、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタなど）が設けられる。

【0003】

特開２０１３－１２２２２８号公報（特許文献１）には、排気浄化装置の耐久性および浄化効率を向上させることができる排気パイプを備える排気処理装置が開示されている。この排気パイプは、排気浄化装置の上流側に連続して形成された複数の屈曲部と、複数の屈曲部の下流側に配置され、複数の屈曲部の長さ以上の長さを有する直線部とを備える。このような構造を有する排気パイプを排気浄化装置の上流側に設けることにより、排気パイプ内の排気に旋回流が生じ、この旋回流によって排気が排気浄化装置の全域に均等に配風されるようになる。これにより、排気の流れが排気浄化装置の一部に集中することが抑制されるため、排気浄化装置の耐久性および浄化効率の向上が図られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１２２２２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示された排気処理装置においては、排気浄化装置の上流側に複雑な形状の排気パイプを設けることを要するため、レイアウト上の制約がある車両には搭載できない場合も想定される。そのため、排気の流れが排気浄化装置の一部に集中することを簡易な構造で抑制することができる技術の開発が望まれる。

【0006】

さらに、特許文献１に開示された排気処理装置においては、排気パイプの形状が固定されており、排気の流れ（旋回流）を制御などによって意図的に変更することはできない。そのため、仮に、エンジンの運転状態の変化などに起因して排気の偏りが生じて排気の流れが排気処理装置の一部に集中している状況にあっても、特許文献１に開示された排気処理装置においては、排気の流れを意図的に変更することはできない。そのため、排気の流れが排気浄化装置の一部に集中することをより適切に抑制することができる技術の開発が望まれる。

【0007】

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、排気の流れが排気浄化装置の一部に集中することを簡易な構造で適切に抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１） 本開示によるエンジンの排気処理装置は、エンジンの排気通路に設けられエンジンの排気を浄化する排気浄化装置と、排気通路における排気浄化装置の上流側の部分に排気浄化装置に隣接して設けられるスリット板と、排気の流れに沿う方向を回転軸としてスリット板または排気浄化装置を回転させるアクチュエータと、アクチュエータを制御する制御装置とを備える。スリット板は、排気の流れと交わる方向に延在し、一部が切り欠かれた形状を有する。制御装置は、排気浄化装置の劣化に関する劣化評価値に基づいてスリット板または排気浄化装置を回転させるタイミングを決める第１回転制御、あるいは、劣化評価値に基づいてスリット板または排気浄化装置を回転させる速度を変更する第２回転制御を実行する。

【0009】

上記の排気処理処理によれば、一部が切り欠かれたスリット板が、排気浄化装置の上流側の部分に排気浄化装置に隣接して設けられる。そのため、排気の流れが、排気浄化装置におけるスリット板の切り欠きの下流領域に集中する。このような簡易な構造を有するスリット板を設けてスリット板または排気浄化装置を回転させることによって、排気浄化装置における排気の通過領域を意図的に変更することができる。そして、排気浄化装置の劣化に関する劣化評価値に基づいてスリット板または排気浄化装置を回転させるタイミングを決める第１回転制御、あるいは、劣化評価値に基づいてスリット板または排気浄化装置を回転させる速度を変更する第２回転制御が実行される。これにより、たとえば劣化評価値に応じてスリット板または排気浄化装置を回転させるタイミングを決めたり、劣化評価値に応じてスリット板または排気浄化装置の回転速度を変更したりすることで、排気浄化装置における排気の通過領域を劣化評価値に応じて適切に変更することができる。その結果、排気の流れが排気浄化装置の一部に集中することを簡易な構造で適切に抑制することができる。

【0010】

（２） ある態様においては、制御装置は、第１回転制御の実行中において、エンジンの状態に基づいて、スリット板が回転していない状態が継続している期間における排気流量の積算値を劣化評価値として算出する。制御装置は、排気流量の積算値がしきい値に達するまではスリット板を回転させず、排気流量の積算値がしきい値に達した場合にスリット板を所定角度回転させる。

【0011】

（３） ある態様においては、排気浄化装置は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを含む。制御装置は、第１回転制御の実行中において、エンジンの状態に基づいて、スリット板が回転していない状態が継続している期間におけるフィルタへの粒子状物質の堆積量の積算値を劣化評価値として算出する。制御装置は、堆積量の積算値がしきい値に達するまではスリット板を回転させず、堆積量の積算値がしきい値に達した場合にスリット板を所定角度回転させる。

【0012】

（４） ある態様においては、排気浄化装置は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを含む。排気処理装置は、フィルタの上流側の排気と下流側の排気との圧力差を検出する差圧センサを含む。制御装置は、第１回転制御の実行中において、スリット板が回転していない状態が継続している期間における圧力差の増加量を劣化評価値として算出する。制御装置は、圧力差の増加量がしきい値に達するまではスリット板を回転させず、圧力差の増加量がしきい値に達した場合にスリット板を所定角度回転させる。

【0013】

（５） ある態様においては、制御装置は、第２回転制御の実行中において、劣化評価値が大きいほど速い回転速度でスリット板を回転させる。

【0014】

（６） ある態様においては、制御装置は、エンジンの排気流量を劣化評価値として算出する。

【発明の効果】

【0015】

本開示によれば、排気の流れが排気浄化装置の一部に集中することを簡易な構造で適切に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】排気処理装置の全体構成の一例を概略的に示す図（その１）である。

【図2】スリット板の形状を模式的に示す図である。

【図3】エンジンの燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥの変化の一例を示す図である。

【図4】排気流量ΔＲの算出に用いられる排気流量マップの一例を示す図である。

【図5】流量積算値Ｒの変化の一例を示す図である。

【図6】第１回転制御によるスリット板の回転位置の変化の一例を示す図である。

【図7】ＥＣＵの処理手順の一例を示すフローチャート（その１）である。

【図8】排気処理装置の全体構成の一例を概略的に示す図（その２）である。

【図9】堆積量ΔＤの算出に用いられる堆積量マップの一例を示す図である。

【図10】堆積量積算値Ｄの変化の一例を示す図である。

【図11】ＥＣＵの処理手順の一例を示すフローチャート（その２）である。

【図12】排気処理装置の全体構成の一例を概略的に示す図（その３）である。

【図13】ＥＣＵの処理手順の一例を示すフローチャート（その３）である。

【図14】ＥＣＵの処理手順の一例を示すフローチャート（その４）である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0018】

＜全体構成＞
図１は、本実施の形態による排気処理装置１の全体構成の一例を概略的に示す図である。この排気処理装置１は、エンジン１０の排気を浄化する処理を行なう装置である。排気処理装置１は、酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）１４と、フィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）１５と、スリット板６０と、モータ６２と、電子制御装置（Electronic Control Unit、以下「ＥＣＵ」という）１００とを備える。

【0019】

本実施の形態においては、エンジン１０は、車両に搭載される一般的なディーゼルエンジンである場合を想定している。なお、エンジン１０はガソリンエンジンであってもよい。

【0020】

エンジン１０は、複数の気筒を有する。エンジン１０の各気筒には、燃料噴射弁２０が設けられる。各燃料噴射弁２０には、図示しない燃料ポンプによって燃料タンクからの燃料が供給されている。各燃料噴射弁２０は、ＥＣＵ１００からの制御信号によって作動（開弁）し、各気筒に燃料を噴射する。

【0021】

エンジン１０の各気筒は吸気通路１１と排気通路１２とに接続されている。排気通路１２の内部には、酸化触媒１４と、フィルタ１５とが設けられる。酸化触媒１４は、排気中の炭化水素（ＨＣ）および一酸化炭素（ＣＯ）を酸化して浄化する。フィルタ１５は、排気通路１２における酸化触媒１４よりも下流の部分に設けられる。フィルタ１５は、排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集する。酸化触媒１４およびフィルタ１５は、どちらも、エンジン１０の排気を浄化する排気浄化装置として機能する。

【0022】

排気通路１２における酸化触媒１４よりも上流側の部分には、燃料添加弁３０が設けられる。燃料添加弁３０には、図示しない燃料ポンプによって燃料タンクからの燃料が供給されている。燃料添加弁３０は、ＥＣＵ１００からの制御信号によって作動（開弁）し、排気通路１２における酸化触媒１４よりも上流の部分に燃料を噴射する。

【0023】

スリット板６０は、排気通路１２における酸化触媒１４の上流側の部分に酸化触媒１４に隣接して設けられる。スリット板６０は、排気の流れと交わる方向に延在し、一部が切り欠かれた形状を有する。スリット板６０は、排気の流れに沿う方向を回転軸Ｃ０として回転可能に構成される。モータ６２は、回転軸Ｃ０回りにスリット板６０を回転させるアクチュエータである。モータ６２は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて作動する。

【0024】

図２は、スリット板６０の形状を模式的に示す図である。スリット板６０は、酸化触媒１４の上流側に設けられている。スリット板６０は、排気の流れと略直交する方向（交わる方向）に延在しており、円の一部が切り欠かれた形状を有する。排気は、スリット板６０の切り欠き部分を通過して酸化触媒１４およびフィルタ１５に供給される。言い換えれば、排気の流れは、スリット板６０の切り欠き部分の下流側の領域に集中する。そのため、スリット板６０を回転させてスリット板６０の切り欠き部分の回転位置を変更することによって、酸化触媒１４およびフィルタ１５における排気の通過領域を意図的に変更することが可能である。

【0025】

図１に戻って、エンジン１０には、エンジン回転速度センサ５０が設けられている。エンジン回転速度センサ５０は、エンジン１０の回転速度ＮＥを検出し、検出結果をＥＣＵ１００に出力する。

【0026】

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、各種信号を入出力するための入出力ポートとを含んで構成される（いずれも図示せず）。ＥＣＵ１００は、各センサおよび機器からの信号、並びにメモリに格納されたプログラムなどに基づいて、各機器の制御を行なう。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

【0027】

ＥＣＵ１００が実行する処理の一例として、たとえばＰＭ再生処理がある。ＰＭ再生処理とは、フィルタ１５に堆積したＰＭを燃焼除去するための燃料を燃料添加弁３０から噴射させる処理である。ＰＭ再生処理の実行によって、フィルタ１５に堆積したＰＭが燃焼除去されることによって、フィルタ１５の捕集機能が再生される。なお、ＰＭ再生用の燃料噴射は、必ずしも燃料添加弁３０を用いて行なうことに限られるものではない。たとえば、ＰＭ再生用の燃料噴射を燃料噴射弁２０を用いて行なうことも可能である。つまり、燃料添加弁３０を備えない構成においても、ＰＭ再生処理を実行することができる。

【0028】

＜スリット板の回転制御＞
排気の流れが酸化触媒１４およびフィルタ１５の一部に常時集中すると、酸化触媒１４およびフィルタ１５の耐久性が低下したり浄化効率が低下したりすることが懸念される。そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、スリット板６０を以下のように回転させることによって、酸化触媒１４およびフィルタ１５への排気の流れを均一にする。

【0029】

ＥＣＵ１００は、エンジン１０の状態に基づいて、酸化触媒１４およびフィルタ１５の劣化に関するパラメータ（以下「劣化評価値」ともいう）を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、劣化評価値に基づいてスリット板６０を回転させるタイミングを決める制御を行なう。以下、この処理について詳しく説明する。なお、酸化触媒１４およびフィルタ１５を通過する排気量が多いほど酸化触媒１４およびフィルタ１５が劣化することに鑑み、以下では、劣化評価値として、排気流量の積算値を用いる場合について説明する。

【0030】

図３は、エンジン１０の燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥの変化の一例を示す図である。図３に示すように、エンジン１０の燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥは時間の経過とともに変化し、これに伴って単位時間あたりに流れる排気量（以下「排気流量ΔＲ」ともいう）も変化する。そこで、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の状態を示すパラメータとしてエンジン１０の燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥを用いて、排気流量ΔＲを算出する。

【0031】

図４は、排気流量ΔＲの算出に用いられる排気流量マップの一例を示す図である。排気流量マップには、予め実験等によって得られた、燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥと排気流量ΔＲとの対応関係が予め規定されている。なお、排気流量ΔＲの単位は、たとえば「Ｌ／ｈ」である。排気流量マップは、ＥＣＵ１００のメモリに予め記憶されている。ＥＣＵ１００は、この排気流量マップを参照して、エンジン１０の燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥに対応する排気流量ΔＲを算出する。なお、回転速度ＮＥはエンジン回転速度センサ５０から取得することができる。また、燃料噴射量Ｑは、ＥＣＵ１００自身が各燃料噴射弁２０に対して出力した制御信号に基づいて取得（算出）することができる。なお、図４に示す数値は、あくまで例示であって、これに限定されるものではない。

【0032】

ＥＣＵ１００は、スリット板６０が回転していない状態が継続している期間において排気流量ΔＲを逐次算出し、算出された排気流量ΔＲの積算値を「流量積算値Ｒ」として算出する。

【0033】

図５は、流量積算値Ｒの変化の一例を示す図である。図５に示すように、流量積算値Ｒは、エンジン１０が運転されることによって徐々に増加する。ＥＣＵ１００は、流量積算値Ｒがしきい値Ｒｔｈに達する毎にスリット板６０を所定角度ずつ回転させる。具体的には、ＥＣＵ１００は、流量積算値Ｒがしきい値Ｒｔｈに達するまでは、スリット板６０を回転させずに停止状態に維持するようにモータ６２を制御する。一方、流量積算値Ｒがしきい値Ｒｔｈに達した場合には、ＥＣＵ１００は、スリット板６０を所定角度回転させるようにモータ６２を制御する。これらの一連の処理が、本実施の形態によるスリット板６０の回転制御（以下「第１回転制御」ともいう）である。

【0034】

図６は、第１回転制御によるスリット板６０の回転位置の変化の一例を示す図である。図６に示すように、たとえば、スリット板６０の切り欠き部分は、中心角を略９０度とする扇形の形状を有している。ＥＣＵ１００は、流量積算値Ｒがしきい値Ｒｔｈに達する毎に、スリット板６０を所定角度（たとえば略９０度）ずつ回転させる。このようなスリット板６０の回転が繰り返されることによって、酸化触媒１４およびフィルタ１５に排気が均一に供給されるようになる。

【0035】

図７は、ＥＣＵ１００が第１回転制御を実行する際に行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、予め定められた条件が成立する毎（たとえば所定周期毎）に繰り返し実行される。

【0036】

まず、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥを取得する（ステップＳ１０）。

【0037】

次いで、ＥＣＵ１００は、図４に示した排気流量マップを参照して、ステップＳ１０で取得した燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥに対応する排気流量ΔＲを算出する（ステップＳ１２）。

【0038】

次いで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２で算出された排気流量ΔＲを流量積算値Ｒの前回値に加えた値を、流量積算値Ｒの今回値として算出する（ステップＳ１４）。なお、本ステップで算出された流量積算値Ｒの今回値はメモリに記憶され、次回の演算サイクルにおいて流量積算値Ｒの前回値として用いられる。

【0039】

次いで、ＥＣＵ１００は、流量積算値Ｒがしきい値Ｒｔｈに達したか否かを判定する（ステップＳ２０）。流量積算値Ｒがしきい値Ｒｔｈに達していない場合（ステップＳ２０においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、スリット板６０を回転させることなく、処理を終了してリターンに戻す。これにより、スリット板６０は停止状態に固定される。

【0040】

一方、流量積算値Ｒがしきい値Ｒｔｈに達した場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、スリット板６０を所定角度回転させる（ステップＳ３０）。なお、スリット板６０が所定角度回転された時点で、流量積算値Ｒはリセットされる。

【0041】

以上のように、本実施の形態による排気処理装置１によれば、一部が切り欠かれたスリット板６０が、酸化触媒１４の上流側の部分に酸化触媒１４に隣接して設けられる。このような簡易な構造を有するスリット板６０を設けて回転させることによって、酸化触媒１４およびフィルタ１５における排気の通過領域を意図的に変更することができる。そして、ＥＣＵ１００は、酸化触媒１４およびフィルタ１５の劣化評価値として流量積算値Ｒを算出し、流量積算値Ｒがしきい値Ｒｔｈに達する毎にスリット板６０を所定角度ずつ回転させる。これにより、排気の流れが酸化触媒１４およびフィルタ１５の一部に集中することを簡易な構造で適切に抑制することができる。その結果、酸化触媒１４およびフィルタ１５の耐久性および浄化効率の向上を図ることができる。また、排気がフィルタ１５に均一に流れることによってフィルタ１５の機能を最大限に発揮させることができるため、ＰＭ再生制御が頻繁に実行されることが抑制され、燃費も改善し得る。

【0042】

＜変形例１＞
上述の実施の形態においては、酸化触媒１４およびフィルタ１５を通過する排気量が多いほど酸化触媒１４およびフィルタ１５が劣化することに鑑み、劣化評価値として、流量積算値Ｒを用いる場合について説明した。

【0043】

しかしながら、フィルタ１５へのＰＭの堆積量が多いほどフィルタ１５の捕集機能が低下することに鑑み、劣化評価値として、フィルタ１５へのＰＭの堆積量の積算値を用いるようにしてもよい。

【0044】

図８は、本変形例１による排気処理装置１Ａの全体構成の一例を概略的に示す図である。排気処理装置１Ａは、上述の図１に示す排気処理装置１のスリット板６０およびモータ６２を、それぞれスリット板６０Ａおよびモータ６２Ａに変更したものである。スリット板６０Ａは、排気通路１２におけるフィルタ１５の上流側の部分（酸化触媒１４とフィルタ１５との間の部分）に、フィルタ１５に隣接して設けられる。モータ６２Ａは、回転軸Ｃ０回りにスリット板６０Ａを回転させるアクチュエータである。その他の構造は、上述の実施の形態と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。

【0045】

排気流量はエンジン１０の燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥに応じて変化し、これに伴って単位時間あたりにフィルタ１５に堆積されるＰＭの質量も変化する。そこで、本変形例１によるＥＣＵ１００は、エンジン１０の燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥに基づいて、単位時間あたりにフィルタ１５に堆積されるＰＭの質量（以下「堆積量ΔＤ」ともいう）を算出する。

【0046】

図９は、堆積量ΔＤの算出に用いられる堆積量マップの一例を示す図である。堆積量マップには、予め実験等によって得られた、燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥと堆積量ΔＤとの対応関係が予め規定されている。なお、堆積量ΔＤの単位は、たとえば「ｇ／ｓ」である。堆積量マップは、ＥＣＵ１００のメモリに予め記憶されている。ＥＣＵ１００は、この堆積量マップを参照して、エンジン１０の燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥに対応する堆積量ΔＤを算出する。なお、図９に示す数値は、あくまで例示であって、これに限定されるものではない。

【0047】

ＥＣＵ１００は、スリット板６０Ａが回転していない状態が継続している期間において堆積量ΔＤを逐次算出し、算出された堆積量ΔＤの積算値を「堆積量積算値Ｄ」として算出する。

【0048】

図１０は、堆積量積算値Ｄの変化の一例を示す図である。図１０に示すように、堆積量積算値Ｄは、エンジン１０が運転されることによって徐々に増加する。ＥＣＵ１００は、堆積量積算値Ｄがしきい値Ｄｔｈに達する毎にスリット板６０Ａを所定角度ずつ回転させる。具体的には、ＥＣＵ１００は、堆積量積算値Ｄがしきい値Ｄｔｈに達するまでは、スリット板６０Ａを回転させずに停止状態に維持するようにモータ６２Ａを制御する。一方、堆積量積算値Ｄがしきい値Ｄｔｈに達した場合には、ＥＣＵ１００は、スリット板６０Ａを所定角度回転させるようにモータ６２Ａを制御する。これらの一連の処理が、変形例１による第１回転制御である。

【0049】

図１１は、ＥＣＵ１００が本変形例１による第１回転制御を実行する際に行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。図１１に示すフローチャートは、上述の図７に示すフローチャートのステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ２０を、それぞれＳ１２Ａ，Ｓ１４Ａ，Ｓ２０Ａに変更したものである。

【0050】

ＥＣＵ１００は、エンジン１０の燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥを取得し（ステップＳ１０）、図９に示した堆積量マップを参照して、取得した燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥに対応する堆積量ΔＤを算出する（ステップＳ１２Ａ）。

【0051】

次いで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２Ａで算出された堆積量ΔＤを堆積量積算値Ｄの前回値に加えた値を、堆積量積算値Ｄの今回値として算出する（ステップＳ１４Ａ）。

【0052】

次いで、ＥＣＵ１００は、堆積量積算値Ｄがしきい値Ｄｔｈに達したか否かを判定する（ステップＳ２０Ａ）。堆積量積算値Ｄがしきい値Ｄｔｈに達していない場合（ステップＳ２０ＡにおいてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、スリット板６０Ａを回転させることなく、処理を終了してリターンに戻す。これにより、スリット板６０は停止状態に固定される。

【0053】

一方、堆積量積算値Ｄがしきい値Ｄｔｈに達した場合（ステップＳ２０ＡにおいてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、スリット板６０Ａを所定角度回転させる（ステップＳ３０）。なお、スリット板６０が所定角度回転された時点で、堆積量積算値Ｄはリセットされる。

【0054】

以上のように、フィルタ１５の劣化評価値として堆積量積算値Ｄを算出し、堆積量積算値Ｄがしきい値Ｄｔｈに達する毎にスリット板６０Ａを所定角度ずつ回転させるようにしてもよい。

【0055】

＜変形例２＞
上述の変形例１においては、フィルタ１５へのＰＭの堆積量が多いほどフィルタ１５の捕集機能が低下することに鑑み、劣化評価値として、フィルタ１５へのＰＭの堆積量の積算値を用いる場合について説明した。

【0056】

しかしながら、フィルタ１５へのＰＭの堆積量が多いほどフィルタ１５の上流側の排気と下流側の排気との圧力差が大きくなることに鑑み、劣化評価値として、フィルタ１５の上流側の排気と下流側の排気との圧力差の増加量を用いるようにしてもよい。

【0057】

図１２は、本変形例２による排気処理装置１Ｂの全体構成の一例を概略的に示す図である。排気処理装置１Ｂは、上述の図８に示す排気処理装置１Ａに対して、差圧センサ７０を追加したものである。排気処理装置１Ｂのその他の構造は、上述の排気処理装置１Ａと同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。

【0058】

差圧センサ７０は、スリット板６０Ａの切り欠き部分の上流側の排気とフィルタ１５の下流側の排気との圧力差（以下「差圧Ｐｄ」ともいう）を検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。

【0059】

図１３は、ＥＣＵ１００が本変形例２による第１回転制御を実行する際に行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵ１００は、差圧センサ７０によって検出された差圧Ｐｄを取得し（ステップＳ１０Ｂ）、スリット板６０Ａが回転していない状態が継続している期間における差圧Ｐｄの増加量（以下「差圧増加量ΔＰｄ」ともいう）を算出する（ステップＳ１２Ｂ）。具体的には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０Ｂで取得された差圧Ｐｄから差圧初期値Ｐｄ０を差し引いた値を、差圧増加量ΔＰｄとして算出する。差圧初期値Ｐｄ０とは、スリット板６０Ａを前回回転させた時の差圧Ｐｄであり、メモリに記憶されている。

【0060】

次いで、ＥＣＵ１００は、差圧増加量ΔＰｄがしきい値Ｐｔｈに達したか否かを判定する（ステップＳ２０Ｂ）。差圧増加量ΔＰｄがしきい値Ｐｔｈに達していない場合（ステップＳ２０ＢにおいてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、スリット板６０Ａを回転させることなく、処理を終了してリターンに戻す。これにより、スリット板６０Ａは停止状態に固定される。

【0061】

一方、差圧増加量ΔＰｄがしきい値Ｐｔｈに達した場合（ステップＳ２０ＢにおいてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、スリット板６０Ａを所定角度回転させる（ステップＳ３０Ｂ）。なお、ＥＣＵ１００は、スリット板６０Ａが所定角度回転された時の差圧Ｐｄを、差圧初期値Ｐｄ０としてメモリに記憶する。差圧初期値Ｐｄ０は、次回以降の演算サイクルにおいて、差圧増加量ΔＰｄの算出に用いられる。

【0062】

以上のように、劣化評価値として、フィルタ１５の上流側の排気と下流側の排気との圧力差の増加量（差圧増加量ΔＰｄ）を用いるようにしてもよい。

【0063】

＜変形例３＞
上述の実施の形態で説明した第１回転制御においては、スリット板６０を回転させていない状態で劣化評価値（流量積算値Ｒ）を算出し、劣化評価値がしきい値に達したタイミングでスリット板６０を所定角度回転させる。

【0064】

しかしながら、スリット板６０を常時回転させた状態で劣化評価値を算出し、劣化評価値に応じてスリット板６０の回転速度を変更する制御（以下「第２回転制御」ともいう）を実行するようにしてもよい。

【0065】

図１４は、本変形例３によるＥＣＵ１００が第２回転制御を実行する際に行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、予め定められた条件が成立する毎（たとえば所定周期毎）に繰り返し実行される。

【0066】

ＥＣＵ１００は、エンジン１０の燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥを取得し（ステップＳ１０）、燃料噴射量Ｑおよび回転速度ＮＥに対応する排気流量ΔＲを劣化評価値として算出する（ステップＳ１２）。

【0067】

次いで、ＥＣＵ１００は、排気流量ΔＲに基づいて、スリット板６０の回転速度Ｖを算出する（ステップＳ４０）。たとえば、ＥＣＵ１００は、排気流量ΔＲが大きいほど、回転速度Ｖを高い値に設定する。そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０で算出された回転速度Ｖでスリット板６０を回転させる（ステップＳ５０）。これにより、排気流量ΔＲが大きいほど、速い回転速度でスリット板６０が回転される。そのため、排気が酸化触媒１４およびフィルタ１５に均一に供給され易くなる。

【0068】

以上のように、スリット板６０を常時回転させ、劣化評価値（排気流量ΔＲ）に応じてスリット板６０の回転速度を変更する「第２回転制御」を実行するようにしてもよい。このような第２回転制御を実行することによっても、排気が酸化触媒１４およびフィルタ１５に均一に供給され易くすることができる。そのため、上述の実施の形態と同様、排気の流れが酸化触媒１４およびフィルタ１５の一部に集中することを簡易な構造で適切に抑制することができる。

【0069】

＜変形例４＞
上述の実施の形態においてはスリット板６０を回転させる例を示したが、回転させる対象を、スリット板６０ではなく排気浄化装置（酸化触媒１４およびフィルタ１５）としてもよい。すなわち、排気の流れに沿う方向を回転軸として排気浄化装置（酸化触媒１４およびフィルタ１５）を回転させるモータ（アクチュエータ）を設け、このモータを上述の第１回転制御あるいは第２回転制御において作動することによって排気浄化装置を回転させるようにしてもよい。このように変形しても、上述の実施の形態と同様、排気の流れが酸化触媒１４およびフィルタ１５の一部に集中することを簡易な構造で適切に抑制することができる。

【0070】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0071】

１，１Ａ，１Ｂ 排気処理装置、１０ エンジン、１１ 吸気通路、１２ 排気通路、１４ 酸化触媒、１５ フィルタ、２０ 燃料噴射弁、３０ 燃料添加弁、５０ エンジン回転速度センサ、６０，６０Ａ スリット板、６２，６２Ａ モータ、７０ 差圧センサ、１００ ＥＣＵ（電子制御装置）、Ｃ０ 回転軸。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】