特許 7389726 再生制御装置および再生制御方法

(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】2023-11-21

(45)【発行日】2023-11-30

(54)【発明の名称】再生制御装置および再生制御方法

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/023 20060101AFI20231122BHJP

   F01N 9/00 20060101ALI20231122BHJP

   F02D 41/34 20060101ALI20231122BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20231122BHJP

【ＦＩ】

F01N3/023 Z

F01N9/00 Z

F02D41/34

F02D45/00 360A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020145454

(22)【出願日】2020-08-31

(65)【公開番号】P2022040652

(43)【公開日】2022-03-11

【審査請求日】2023-07-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柳澤 言太

(72)【発明者】

【氏名】古田 航佑

(72)【発明者】

【氏名】本郷 誠

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１５１８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６５８４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／０２３

Ｆ０１Ｎ ９／００

Ｆ０２Ｄ ４１／３４

Ｆ０２Ｄ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタの入口における排気ガスの温度である入口温度を取得する入口温度取得部と、
前記入口温度および前記粒子状物質の燃焼量に基づいて、前記フィルタ内の温度であるフィルタ温度を推定するフィルタ温度推定部と、
前記フィルタにおいて前記粒子状物質が燃焼していない所定の期間において、前記入口温度と前記フィルタ温度との差分を導出し、前記差分が所定値以上である場合に、エンジンに対する燃料カットを禁止する再生制御部と、
を備える再生制御装置。

【請求項2】

排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタの入口における排気ガスの温度である入口温度を取得する入口温度取得部と、
前記入口温度および前記粒子状物質の燃焼量に基づいて、前記フィルタ内の温度である第１フィルタ温度を推定し、前記入口温度に基づいて、前記粒子状物質の燃焼量を加味しない場合の前記フィルタ内の温度である第２フィルタ温度を推定するフィルタ温度推定部と、
前記フィルタにおいて前記粒子状物質が燃焼していない所定の期間において、前記第１フィルタ温度と前記第２フィルタ温度との差分を導出し、前記差分が所定値以上である場合に、エンジンに対する燃料カットを禁止する再生制御部と、
を備える再生制御装置。

【請求項3】

排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタの入口における排気ガスの温度である入口温度を取得する工程と、
前記入口温度および前記粒子状物質の燃焼量に基づいて、前記フィルタ内の温度であるフィルタ温度を推定する工程と、
前記フィルタにおいて前記粒子状物質が燃焼していない所定の期間において、前記入口温度と前記フィルタ温度との差分を導出し、前記差分が所定値以上である場合に、エンジンに対する燃料カットを禁止する工程と、
を含む再生制御方法。

【請求項4】

排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタの入口における排気ガスの温度である入口温度を取得する工程と、
前記入口温度および前記粒子状物質の燃焼量に基づき、前記フィルタ内の温度である第１フィルタ温度を推定する工程と、
前記入口温度に基づき、前記粒子状物質の燃焼量を加味しない場合の前記フィルタ内の温度である第２フィルタ温度を推定する工程と、
前記フィルタにおいて前記粒子状物質が燃焼していない所定の期間において、前記第１フィルタ温度と前記第２フィルタ温度との差分を導出し、前記差分が所定値以上である場合に、エンジンに対する燃料カットを禁止する工程と、
を含む再生制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィルタの再生を制御する再生制御装置および再生制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンから排気された排気ガスに含まれる、煤等の粒子状物質を取り除く車両用のフィルタとして、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）やＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）が知られている。このようなフィルタでは、フィルタに形成された孔で粒子状物質を捕捉することで、排気ガスから粒子状物質を取り除く。フィルタは、使用を継続するに従って粒子状物質によって目詰まりする。そこで、フィルタに空気を送り、捕捉された煤を燃焼させてフィルタから除去する再生処理が行われる（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１４００６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記再生処理において、過熱によるフィルタの破損を防止するために、フィルタの温度を推定し、フィルタを耐熱温度未満に維持することが考えられる。再生処理中のフィルタの温度、すなわち、煤の燃焼によるフィルタの発熱量は、煤の燃焼量に基づく。しかし、煤の燃焼量は、フィルタの温度、煤の堆積量、煤の堆積形態等の様々な要因に依存する。このため、煤の燃焼量を高精度に推定することは困難である。したがって、煤の燃焼中は、フィルタの温度の推定精度が低くなってしまう。

【0005】

フィルタの温度の推定精度が低い場合に、再生処理を継続すると、過熱によってフィルタが破損するおそれがある。

【0006】

本発明は、再生処理におけるフィルタの過熱を抑制することが可能な再生制御装置および再生制御方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の再生制御装置は、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタの入口における排気ガスの温度である入口温度を取得する入口温度取得部と、入口温度および粒子状物質の燃焼量に基づいて、フィルタ内の温度であるフィルタ温度を推定するフィルタ温度推定部と、フィルタにおいて粒子状物質が燃焼していない所定の期間において、入口温度とフィルタ温度との差分を導出し、差分が所定値以上である場合に、エンジンに対する燃料カットを禁止する再生制御部と、を備える。

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の再生制御装置は、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタの入口における排気ガスの温度である入口温度を取得する入口温度取得部と、入口温度および粒子状物質の燃焼量に基づいて、フィルタ内の温度である第１フィルタ温度を推定し、入口温度に基づいて、粒子状物質の燃焼量を加味しない場合のフィルタ内の温度である第２フィルタ温度を推定するフィルタ温度推定部と、フィルタにおいて粒子状物質が燃焼していない所定の期間において、第１フィルタ温度と第２フィルタ温度との差分を導出し、差分が所定値以上である場合に、エンジンに対する燃料カットを禁止する再生制御部と、を備える。

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の再生制御方法は、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタの入口における排気ガスの温度である入口温度を取得する工程と、入口温度および粒子状物質の燃焼量に基づいて、フィルタ内の温度であるフィルタ温度を推定する工程と、フィルタにおいて粒子状物質が燃焼していない所定の期間において、入口温度とフィルタ温度との差分を導出し、差分が所定値以上である場合に、エンジンに対する燃料カットを禁止する工程と、を含む。

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の再生制御方法は、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタの入口における排気ガスの温度である入口温度を取得する工程と、入口温度および粒子状物質の燃焼量に基づき、フィルタ内の温度である第１フィルタ温度を推定する工程と、入口温度に基づき、粒子状物質の燃焼量を加味しない場合のフィルタ内の温度である第２フィルタ温度を推定する工程と、フィルタにおいて粒子状物質が燃焼していない所定の期間において、第１フィルタ温度と第２フィルタ温度との差分を導出し、差分が所定値以上である場合に、エンジンに対する燃料カットを禁止する工程と、を含む。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、再生処理におけるフィルタの過熱を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】エンジンシステムの構成を示す概略図である。

【図2】再生制御装置を説明する図である。

【図3】実施形態に係る再生制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】変形例に係る再生制御方法の処理の流れ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】

【0013】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0014】

図１は、エンジンシステム１００の構成を示す概略図である。なお、図１中、破線の矢印は、信号の流れを示す。エンジンシステム１００は、車両に搭載される。図１に示すように、エンジンシステム１００には、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１１０が設けられる。ＥＣＵ１１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータで構成される。ＥＣＵ１１０は、エンジン１２０全体を統括制御する。ただし、以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。また、ここでは、エンジン１２０として、ガソリンエンジンを例に挙げて説明する。

【0015】

エンジン１２０は、複数の気筒１２２ａを有する多気筒エンジンである。エンジン１２０のシリンダブロック１２２に形成された各気筒１２２ａの吸気ポート１２４には、吸気マニホールド１２６が連通される。吸気マニホールド１２６の集合部には、エアチャンバ１２８を介して吸気管１３０が連通される。吸気管１３０の上流側には、エアクリーナ１３２が設けられる。吸気管１３０におけるエアクリーナ１３２の下流側には、スロットル弁１３４が設けられる。

【0016】

また、エンジン１２０のシリンダブロック１２２に形成された各気筒１２２ａの排気ポート１３６には、排気マニホールド１３８が連通される。排気マニホールド１３８の集合部には、排気管１４０を介してマフラー１４２が連通される。排気管１４０には、後述する三元触媒２１０およびＧＰＦ２１２が設けられる。

【0017】

点火プラグ１４８は、各気筒１２２ａそれぞれに対して設けられる。点火プラグ１４８は、その先端が燃焼室１４６内に位置するように設けられる。インジェクタ１５０は、各気筒１２２ａの燃焼室１４６に設けられる。

【0018】

また、エンジンシステム１００は、吸入空気量センサ１６０、吸気温センサ１６２、スロットル開度センサ１６４、クランク角センサ１６６、アクセル開度センサ１６８を含む。吸入空気量センサ１６０および吸気温センサ１６２は、吸気管１３０におけるエアクリーナ１３２とスロットル弁１３４との間に設けられる。吸入空気量センサ１６０は、エンジン１２０に流入する吸入空気量を検出する。吸気温センサ１６２は、エンジン１２０に流入する空気（外気）の温度を検出する。スロットル開度センサ１６４は、スロットル弁１３４の開度を検出する。クランク角センサ１６６は、クランクシャフトのクランク角を検出する。アクセル開度センサ１６８は、不図示のアクセルの開度を検出する。

【0019】

これら各センサ１６０～１６８は、ＥＣＵ１１０に接続されており、検出値を示す信号をＥＣＵ１１０に出力する。

【0020】

ＥＣＵ１１０は、各センサ１６０～１６８から出力された信号を取得してエンジン１２０を制御する。ＥＣＵ１１０は、エンジン１２０を制御する際、信号取得部１８０、目標値導出部１８２、空気量決定部１８４、噴射量決定部１８６、スロットル開度決定部１８８、点火時期決定部１９０、駆動制御部１９２として機能する。

【0021】

信号取得部１８０は、各センサ１６０～１６８が検出した値を示す信号を取得する。目標値導出部１８２は、クランク角センサ１６６から取得したクランク角を示す信号に基づいて現時点のエンジン回転数を導出する。また、目標値導出部１８２は、導出したエンジン回転数、および、アクセル開度センサ１６８から取得したアクセル開度を示す信号に基づき、予め記憶されたマップを参照して目標トルクおよび目標エンジン回転数を導出する。

【0022】

空気量決定部１８４は、目標値導出部１８２により導出された目標エンジン回転数および目標トルクなどに基づいて、各気筒１２２ａに供給する目標空気量を決定する。スロットル開度決定部１８８は、空気量決定部１８４により決定された各気筒１２２ａの目標空気量の合計量を導出し、合計量の空気を外部から吸気するための目標スロットル開度を決定する。

【0023】

噴射量決定部１８６は、目標値導出部１８２により導出された目標エンジン回転数および目標トルク、空気量決定部１８４により決定された各気筒１２２ａの目標空気量などに基づいて、各気筒１２２ａに供給する燃料の目標噴射量を決定する。また、噴射量決定部１８６は、決定した目標噴射量の燃料をエンジン１２０の吸気行程あるいは圧縮行程でインジェクタ１５０から噴射させるために、クランク角センサ１６６により検出されるクランク角を示す信号に基づいて、各インジェクタ１５０の目標噴射時期および目標噴射期間を決定する。

【0024】

点火時期決定部１９０は、目標値導出部１８２により導出された目標エンジン回転数や目標トルク、クランク角センサ１６６により検出されるクランク角を示す信号などに基づいて、各気筒１２２ａでの点火プラグ１４８の目標点火時期を決定する。

【0025】

駆動制御部１９２は、スロットル開度決定部１８８により決定された目標スロットル開度でスロットル弁１３４が開口するように、不図示のスロットル弁用アクチュエータを駆動する。また、駆動制御部１９２は、噴射量決定部１８６により決定された目標噴射時期および目標噴射期間でインジェクタ１５０を駆動することで、インジェクタ１５０から目標噴射量の燃料を噴射させる。また、駆動制御部１９２は、点火時期決定部１９０により決定された目標点火時期で点火プラグ１４８を点火させる。

【0026】

このようにして、燃焼室１４６で燃料が燃焼されたことにより生じた排気ガスは、排気管１４０を通じて外部に排出される。排気ガスには、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物や、煤等の粒子状物質が含まれるため、これらを除去する必要がある。そこで、エンジンシステム１００では、排気管１４０に三元触媒２１０およびＧＰＦ２１２が設けられており、三元触媒２１０およびＧＰＦ２１２において、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物、粒子状物質を除去する。

【0027】

三元触媒（Three-Way Catalyst）２１０は、排気管１４０内に設けられる。三元触媒２１０は、例えば、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒成分を含む。三元触媒２１０は、排気ポート１３６から排出された排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を除去する。

【0028】

ＧＰＦ２１２（フィルタ）は、排気管１４０内における三元触媒２１０の下流側に設けられる。ＧＰＦ２１２は、排気ポート１３６から排気された排気ガス中の粒子状物質（煤）を捕捉する。ＧＰＦ２１２は、例えば、ウォールフロー型のフィルタである。

【0029】

エンジンシステム１００は、排気管１４０にＧＰＦ２１２を備える構成により、ＧＰＦ２１２に粒子状物質を堆積させて、排気ガスから除去することができる。そして、ＧＰＦ２１２に堆積した煤は、下記式（１）に示す反応、すなわち、炭素（Ｃ）の酸化反応を進行させることによってＧＰＦ２１２から除去され、ＧＰＦ２１２が再生される。

【0030】

Ｃ ＋ Ｏ_２ → ＣＯ_２ …式（１）
しかし、本実施形態のエンジン１２０はガソリンエンジンであるため、噴射量決定部１８６は、基本的に理論空燃比（ストイキ）となるように燃料の目標噴射量を決定する。理論空燃比での運転では、排気ガスに含まれる酸素が低濃度となるため、ＧＰＦ２１２の再生処理が促進されない。

【0031】

そこで、エンジンシステム１００は、再生制御装置を備え、ＧＰＦ２１２における粒子状物質の堆積量が所定の堆積閾値以上になった場合に、燃料カットを行う。燃料カットは、エンジン１２０の回転数が所定数以上である場合にインジェクタ１５０からの燃料供給を停止することである。これにより、空気（酸素）がＧＰＦ２１２に導かれて再生処理が為される。

【0032】

なお、ＥＣＵ１１０は、後述する再生制御装置として機能する際、堆積量推定部２６２、入口温度取得部２６４、フィルタ温度推定部２６６、再生制御部２６８として機能する。堆積量推定部２６２、入口温度取得部２６４、フィルタ温度推定部２６６、再生制御部２６８については後に詳述する。

【0033】

［再生制御装置２５０］
図２は、再生制御装置２５０を説明する図である。なお、図２中、破線の矢印は、信号の流れを示す。図２に示すように、再生制御装置２５０は、排気温度センサ２５２と、差圧センサ２５４と、堆積量推定部２６２と、入口温度取得部２６４と、フィルタ温度推定部２６６と、再生制御部２６８とを含む。

【0034】

排気温度センサ２５２は、三元触媒２１０とＧＰＦ２１２との間を流れる排気ガスの温度を検出する。つまり、排気温度センサ２５２は、ＧＰＦ２１２の上流側の排気ガスの温度を検出する。差圧センサ２５４は、ＧＰＦ２１２の上流側と下流側との差圧を検出する。

【0035】

堆積量推定部２６２は、差圧センサ２５４の検出値に基づいて、ＧＰＦ２１２における粒子状物質の堆積量を推定する。例えば、堆積量推定部２６２は、不図示のメモリに保持された堆積量マップを参照し、差圧センサ２５４の検出値からＧＰＦ２１２における粒子状物質の堆積量を推定する。なお、堆積量マップは、ＧＰＦ２１２における粒子状物質の堆積量と、ＧＰＦ２１２の上流側と下流側との差圧とが関連付けられたマップである。

【0036】

入口温度取得部２６４は、排気温度センサ２５２の検出値［℃］および吸入空気量［ｇ／ｓ］に基づいて、ＧＰＦ２１２の入口における排気ガスの温度を推定する。以下、「ＧＰＦ２１２の入口における排気ガスの温度」を「入口温度」と称する。例えば、入口温度取得部２６４は、排気温度センサ２５２の検出値と、吸入空気量とを積算して入口温度を推定する。

【0037】

フィルタ温度推定部２６６は、入口温度、煤の燃焼量［ｍｇ／ｓ］、排気ガスの質量流量［ｋｇ／ｓ］、および、ＧＰＦ２１２の熱容量［Ｊ／Ｋ］に基づいて、ＧＰＦ２１２内の温度を推定する。以下、「ＧＰＦ２１２内の温度」を「フィルタ温度」と称する。

【0038】

本実施形態において、フィルタ温度推定部２６６は、排気ガスからＧＰＦ２１２が受け取るエネルギーであるＧＰＦ伝達エネルギー［Ｊ／ｓ］、煤の燃焼量、ＧＰＦ２１２の熱容量［Ｊ／Ｋ］、および、入口温度に基づき、ＧＰＦ２１２内の温度を推定する。

【0039】

ＧＰＦ伝達エネルギーは、下記式（２）を用いて導出される。

【0040】

ＧＰＦ伝達エネルギー＝ＧＰＦ入口排気ガス総熱量－ＧＰＦ出口排気ガス総熱量 …式（２）
ここで、ＧＰＦ入口排気ガス総熱量は、下記式（３）を用いて導出される。また、ＧＰＦ出口排気ガス総熱量、下記式（４）を用いて導出される。
ＧＰＦ入口排気ガス総熱量＝入口温度×定圧比熱×排気ガス質量流量 …式（３）
ＧＰＦ出口排気ガス総熱量＝出口温度×定圧比熱×排気ガス質量流量 …式（４）
上記排気ガス質量流量は、吸入空気量センサ１６０の検出値と、不図示のＡ／Ｆセンサの検出値とに基づいて導出される。排気ガス質量流量は、吸入空気量と燃料流量との加算値になる。このため、Ａ／Ｆの値と吸入空気量から燃料流量を求め、吸入空気量と合算することで排気ガス質量流量を導出する。

【0041】

出口温度は、ＧＰＦ２１２の出口における排気ガスの温度である。出口温度は、入口温度とフィルタ温度の前回値との加重平均で導出される。出口温度は、下記式（５）を用いて導出される。
出口温度＝入口温度×係数ｆ＋フィルタ温度×（１－係数ｆ） …式（５）
係数ｆは、入口温度およびフィルタ温度の出口温度に対する影響割合を示す。係数ｆは０以上１以下の所定の値である。

【0042】

また、フィルタ温度推定部２６６は、煤の燃焼量［ｍｇ／ｓ］から煤の燃焼熱エネルギー［Ｊ／ｓ］を導出する。

【0043】

そして、フィルタ温度推定部２６６は、ＧＰＦ伝達エネルギーと煤の燃焼熱エネルギーと加算し、これをＧＰＦ２１２の熱容量で除算することで、単位時間当たりのＧＰＦ２１２の温度変化を導出する。フィルタ温度推定部２６６は、単位時間当たりのＧＰＦ２１２の温度変化を積分することでフィルタ温度を導出する。

【0044】

再生制御部２６８は、非燃焼期間において、入口温度とフィルタ温度との差分を導出する。なお、非燃焼期間は、ＧＰＦ２１２において煤が燃焼していない期間である。非燃焼期間は、例えば、アクセル開度が０を上回る期間、理論空燃比で運転されている期間、ＧＰＦ２１２の温度が所定温度未満である期間、後述する燃料カットを禁止している期間である。

【0045】

上記したように、フィルタ温度は、入口温度と、煤の燃焼熱エネルギーとに基づいて推定される。煤が燃焼しない非燃焼期間において、煤の燃焼量はゼロとみなすことができるため、入口温度とフィルタ温度とは、実質的に等しい、もしくは、差分が小さい。

【0046】

そこで、再生制御部２６８は、堆積量推定部２６２によって推定されたＧＰＦ２１２における粒子状物質の堆積量が堆積閾値以上である場合であって、フィルタ温度の推定精度が高い場合、つまり、差分が所定値未満である場合、駆動制御部１９２を制御して燃料カットを行う。これにより、空気がＧＰＦ２１２に導かれて、煤が燃焼される再生処理が実行される。

【0047】

また、再生制御部２６８は、差分が所定値以上である場合に、フィルタ温度の推定精度が低いとみなして、エンジン１２０に対する燃料カットを禁止する。

【0048】

これにより、再生制御装置２５０は、フィルタ温度の推定精度が低い場合に、燃料カットが繰り返し実行されてしまう事態を回避することができ、ＧＰＦ２１２の過熱を抑制することが可能となる。

【0049】

［再生制御方法］
続いて、再生制御装置２５０を用いた再生制御方法について説明する。図３は、本実施形態に係る再生制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。再生制御方法は、堆積量判定工程Ｓ１１０、入口温度導出工程Ｓ１２０、フィルタ温度推定工程Ｓ１３０、非燃焼期間判定工程Ｓ１４０、差分判定工程Ｓ１５０、禁止フラグＯＮ工程Ｓ１６０、禁止フラグＯＦＦ工程Ｓ１７０、フィルタ温度判定工程Ｓ１８０、禁止フラグ判定工程Ｓ１９０、燃料カット工程Ｓ２００を含む。以下、各工程について説明する。

【0050】

［堆積量判定工程Ｓ１１０］
再生制御部２６８は、堆積量推定部２６２によって推定された、ＧＰＦ２１２における粒子状物質の堆積量が堆積閾値以上であるか否かを判定する。その結果、堆積閾値以上であると判定した場合（Ｓ１１０におけるＹＥＳ）、再生制御部２６８は、入口温度導出工程Ｓ１２０に処理を移す。一方、堆積閾値未満であると判定した場合（Ｓ１１０におけるＮＯ）、再生制御部２６８は、当該再生制御方法を終了する。

【0051】

［入口温度導出工程Ｓ１２０］
入口温度取得部２６４は、入口温度を導出する。

【0052】

［フィルタ温度推定工程Ｓ１３０］
フィルタ温度推定部２６６は、入口温度および粒子状物質の燃焼量に基づいて、フィルタ温度を推定する。

【0053】

［非燃焼期間判定工程Ｓ１４０］
再生制御部２６８は、非燃焼期間中であるか否かを判定する。その結果、非燃焼期間であると判定した場合（Ｓ１４０におけるＹＥＳ）、再生制御部２６８は、差分判定工程Ｓ１５０に処理を移す。一方、非燃焼期間ではないと判定した場合（Ｓ１４０におけるＮＯ）、再生制御部２６８は、フィルタ温度判定工程Ｓ１８０に処理を移す。

【0054】

［差分判定工程Ｓ１５０］
再生制御部２６８は、入口温度とフィルタ温度との差分を導出する。そして、再生制御部２６８は、差分が所定値以上であるか否かを判定する。その結果、再生制御部２６８は、差分が所定値以上であると判定した場合（Ｓ１５０におけるＹＥＳ）、禁止フラグＯＮ工程Ｓ１６０に処理を移す。一方、再生制御部２６８は、差分が所定値未満であると判定した場合（Ｓ１５０におけるＮＯ）、禁止フラグＯＦＦ工程Ｓ１７０に処理を移す。

【0055】

［禁止フラグＯＮ工程Ｓ１６０］
再生制御部２６８は、燃料カットを禁止することを示す禁止フラグをＯＮする。

【0056】

［禁止フラグＯＦＦ工程Ｓ１７０］
再生制御部２６８は、禁止フラグをＯＦＦする。

【0057】

［フィルタ温度判定工程Ｓ１８０］
再生制御部２６８は、フィルタ温度がＧＰＦ２１２の耐熱温度以下であるか否かを判定する。その結果、耐熱温度以下であると判定した場合（Ｓ１８０におけるＹＥＳ）、再生制御部２６８は、禁止フラグ判定工程Ｓ１９０に処理を移す。一方、耐熱温度を上回ると判定した場合（Ｓ１８０におけるＮＯ）、再生制御部２６８は、当該再生制御方法を終了する。

【0058】

［禁止フラグ判定工程Ｓ１９０］
再生制御部２６８は、禁止フラグがＯＮであるか否かを判定する。その結果、再生制御部２６８は、禁止フラグがＯＮであると判定した場合（Ｓ１９０におけるＹＥＳ）、当該再生制御処理を終了する。一方、再生制御部２６８は、禁止フラグがＯＦＦであると判定した場合（Ｓ１９０におけるＮＯ）、燃料カット工程Ｓ２００に処理を移す。

【0059】

［燃料カット工程Ｓ２００］
再生制御部２６８は、駆動制御部１９２を制御して燃料カットを行う。そして、再生制御部２６８は、フィルタ温度推定部２６６によって導出されたフィルタ温度（推定値）が、所定の温度閾値を超えると、燃料カットを終了する。温度閾値は、ＧＰＦ２１２が損傷する温度よりも所定温度低い値である。

【0060】

なお、燃料カットが終了しても、ＧＰＦ２１２は、ある程度昇温し続ける。燃料カット終了後の昇温量は、粒子状物質の堆積量に依存する。このため、温度閾値は、堆積量テーブルを参照し、粒子状物質の堆積量に応じて設定される。堆積量テーブルは、粒子状物質の堆積量と、温度閾値とが関連付けられたテーブルである。

【0061】

以上説明したように、本実施形態に係る再生制御装置２５０およびこれを用いた再生制御方法は、入口温度とフィルタ温度との差分が所定値以上である場合に、エンジン１２０に対する燃料カットを禁止する。これにより、再生制御装置２５０は、再生処理におけるＧＰＦ２１２の過熱を抑制することが可能となる。

【0062】

［変形例］
上記実施形態において、再生制御部２６８が、入口温度とフィルタ温度との差分に基づいて、燃料カットを禁止する構成を例に挙げた。しかし、再生制御部２６８は、入口温度に代えて、煤の燃焼量を加味しない場合のフィルタ内の温度である第２フィルタ温度と、上記フィルタ温度（第１フィルタ温度）とを比較してもよい。

【0063】

この場合、フィルタ温度推定部２６６は、上記同様に、ＧＰＦ伝達エネルギーと煤の燃焼熱エネルギーと加算し、これをＧＰＦ２１２の熱容量で除算することで、単位時間当たりのＧＰＦ２１２の温度変化を導出する。そして、フィルタ温度推定部２６６は、単位時間当たりのＧＰＦ２１２の温度変化を積分することで第１フィルタ温度を導出する。

【0064】

また、フィルタ温度推定部２６６は、ＧＰＦ伝達エネルギーをＧＰＦ２１２の熱容量で除算することで、煤の燃焼量を加味しない、単位時間当たりのＧＰＦ２１２の温度変化を導出する。そして、フィルタ温度推定部２６６は、煤の燃焼量を加味しない、単位時間当たりのＧＰＦ２１２の温度変化を積分することで第２フィルタ温度を導出する。つまり、フィルタ温度推定部２６６は、煤の燃焼熱エネルギーをゼロとして、第２フィルタ温度を導出する。

【0065】

そして、再生制御部２６８は、非燃焼期間において、第１フィルタ温度と第２フィルタ温度との差分を導出する。煤が燃焼しない非燃焼期間において、煤の燃焼量はゼロとみなすことができるため、第１フィルタ温度と第２フィルタ温度とは、実質的に等しい、もしくは、差分が小さい。

【0066】

そこで、再生制御部２６８は、堆積量推定部２６２によって推定されたＧＰＦ２１２における粒子状物質の堆積量が堆積閾値以上である場合であって、差分が所定値未満である場合、駆動制御部１９２を制御して燃料カットを行う。

【0067】

また、再生制御部２６８は、差分が所定値以上である場合に、フィルタ温度の推定精度が低いとみなして、エンジン１２０に対する燃料カットを禁止する。

【0068】

図４は、変形例に係る再生制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すように、変形例に係る再生制御方法は、堆積量判定工程Ｓ１１０、第１フィルタ温度推定工程Ｓ２２０、第２フィルタ温度推定工程Ｓ２３０、非燃焼期間判定工程Ｓ１４０、差分判定工程Ｓ２５０、禁止フラグＯＮ工程Ｓ１６０、禁止フラグＯＦＦ工程Ｓ１７０、フィルタ温度判定工程Ｓ１８０、禁止フラグ判定工程Ｓ１９０、燃料カット工程Ｓ２００を含む。上記実施形態の再生制御方法と実質的に等しい処理については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0069】

［第１フィルタ温度推定工程Ｓ２２０］
フィルタ温度推定部２６６は、入口温度および粒子状物質の燃焼量に基づいて、第１フィルタ温度を推定する。

【0070】

［第２フィルタ温度推定工程Ｓ２３０］
フィルタ温度推定部２６６は、入口温度に基づいて、第２フィルタ温度を推定する。

【0071】

［差分判定工程Ｓ２５０］
再生制御部２６８は、第１フィルタ温度と第２フィルタ温度との差分を導出する。そして、再生制御部２６８は、差分が所定値以上であるか否かを判定する。その結果、再生制御部２６８は、差分が所定値以上であると判定した場合（Ｓ２５０におけるＹＥＳ）、禁止フラグＯＮ工程Ｓ１６０に処理を移す。一方、再生制御部２６８は、差分が所定値未満であると判定した場合（Ｓ２５０におけるＮＯ）、禁止フラグＯＦＦ工程Ｓ１７０に処理を移す。

【0072】

以上説明したように、変形例に係る再生制御装置２５０およびこれを用いた再生制御方法は、第１フィルタ温度と第２フィルタ温度との差分が所定値以上である場合に、エンジン１２０に対する燃料カットを禁止する。これにより、変形例に係る再生制御装置２５０は、再生処理におけるＧＰＦ２１２の過熱を抑制することが可能となる。

【0073】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0074】

なお、上記実施形態において、入口温度取得部２６４が、排気温度センサ２５２の検出値に基づいて、入口温度を推定する場合を例に挙げた。しかし、ＧＰＦ２１２の入口に温度センサを設け、入口温度取得部２６４は、当該温度センサの検出値を入口温度として取得してもよい。

【0075】

また、上記実施形態において、エンジンシステム１００がエンジン１２０を備える構成を例に挙げた。しかし、エンジンシステム１００は、エンジン１２０に加えて、モータジェネレータを備えてもよい。この場合、エンジン１２０が停止しており、モータジェネレータで駆動輪を駆動している期間を、非燃焼期間としてもよい。

【0076】

また、上記実施形態において、再生制御装置２５０が差圧センサ２５４を備える場合を例に挙げた。しかし、差圧センサ２５４は、必須の構成ではない。差圧センサ２５４を備えない場合、堆積量推定部２６２は、例えば、エンジン１２０の運転条件や、前回外気を供給してから現在までの運転時間（走行距離）に基づいて粒子状物質の堆積量を推定してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明は、フィルタの再生を制御する再生制御装置および再生制御方法に利用できる。

【符号の説明】

【0078】

２５０ 再生制御装置
２６４ 入口温度取得部
２６６ フィルタ温度推定部
２６８ 再生制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】