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(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】2024-06-10
(45)【発行日】2024-06-18
(54)【発明の名称】排気ガス浄化装置
(51)【国際特許分類】
F01N 3/025 20060101AFI20240611BHJP
F01N 3/24 20060101ALI20240611BHJP
F02D 9/02 20060101ALI20240611BHJP
F01N 3/36 20060101ALI20240611BHJP
F02D 45/00 20060101ALI20240611BHJP
F02D 43/00 20060101ALI20240611BHJP
B01D 53/94 20060101ALI20240611BHJP
【ＦＩ】
F01N3/025 101
F01N3/24 R ZAB
F01N3/24 E
F02D9/02 315B
F01N3/36 B
F02D45/00 360Z
F02D43/00 301K
F02D43/00 301T
B01D53/94 245
B01D53/94 280
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021065739
(22)【出願日】2021-04-08
(65)【公開番号】P2022161148
(43)【公開日】2022-10-21
【審査請求日】2023-07-14
(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】110000394
【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】永森 敬士
【審査官】畔津 圭介
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－０３０９４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３３０８７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０２５４４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０４７６５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１５５７０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０６０５３７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０１Ｎ ３／０２５
Ｆ０１Ｎ ３／２４
Ｆ０２Ｄ ９／０２
Ｆ０１Ｎ ３／３６
Ｆ０２Ｄ ４５／００
Ｆ０２Ｄ ４３／００
Ｂ０１Ｄ ５３／９４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関の排気ガス通路に配置されて、排気ガス中の未燃燃料を酸化する酸化触媒と、前記酸化触媒の下流側に配置されて、排気ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質除去フィルタと、
前記酸化触媒に流入する排気ガス中に燃料を添加する燃料添加装置と、
前記粒子状物質除去フィルタに捕集された前記粒子状物質の堆積量を取得する堆積量取得装置と、
前記粒子状物質除去フィルタの床温を取得するフィルタ床温取得装置と、
前記堆積量取得装置を介して取得した前記粒子状物質の堆積量が所定堆積量閾値以上になった場合には、前記内燃機関が無負荷減速運転中に、前記燃料添加装置を介して前記排気ガス中に燃料を添加するように制御して前記粒子状物質除去フィルタに捕集されている前記粒子状物質を酸化焼却する減速時ＤＰＦ再生処理を開始し、前記無負荷減速運転中に前記堆積量が再生終了閾値以下となるまで前記減速時ＤＰＦ再生処理を実行する燃料添加制御装置と、
前記燃料添加装置を介して前記排気ガス中に燃料が添加された後、前記フィルタ床温取得装置を介して取得した前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度に達したか否かを判定するフィルタ床温判定装置と、
を備え、
前記燃料添加制御装置は、前記減速時ＤＰＦ再生処理の実行中において、
前記フィルタ床温判定装置を介して、前記粒子状物質除去フィルタの床温が前記粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度に達していないと判定された場合には、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加を実行するように制御し、
前記フィルタ床温判定装置を介して、前記粒子状物質除去フィルタの床温が前記粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度に達したと判定された場合には、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加を停止するように制御し、
前記内燃機関の吸気通路に配置されて、吸気の流量を調整する吸気スロットル弁を備え、
前記燃料添加制御装置は、前記減速時ＤＰＦ再生処理の実行中において、
前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加を停止した場合には、前記吸気スロットル弁の開度を減少させて排気ガスの流量を減少させることで、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記フィルタ活性温度に維持するように制御し、
前記内燃機関はディーゼルエンジンであり、
前記内燃機関が前記無負荷減速運転からアイドル運転に移行したか否かを判定するアイドル運転判定装置を備え、
前記燃料添加制御装置は、前記無負荷減速運転中に前記減速時ＤＰＦ再生処理を開始した後、
前記アイドル運転判定装置を介して、前記内燃機関が前記無負荷減速運転から前記アイドル運転に移行したと判定された場合には、前記無負荷減速運転中に開始した前記減速時ＤＰＦ再生処理を中止することなく継続するとともに前記吸気スロットル弁の開度を減少させて排気ガスの流量を減少させることで、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記フィルタ活性温度に維持するように制御する、
排気ガス浄化装置。
【請求項2】
請求項１に記載の排気ガス浄化装置において、前記フィルタ床温取得装置を介して取得した前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記フィルタ活性温度の上限温度に達したか否かを判定する上限温度判定装置を備え、
前記燃料添加制御装置は、前記減速時ＤＰＦ再生処理の実行中において、
前記上限温度判定装置を介して、前記前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記フィルタ活性温度の上限温度に達したと判定された場合には、前記吸気スロットル弁の開度を増加させて、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記上限温度よりも低い前記フィルタ活性温度に維持するように制御する、
排気ガス浄化装置。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載の排気ガス浄化装置において、前記酸化触媒の床温を取得する酸化触媒床温取得装置と、
前記酸化触媒床温取得装置を介して取得した前記酸化触媒の床温が、前記排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度よりも低い温度であるか否かを判定する触媒床温判定装置と、
を備え、
前記燃料添加制御装置は、前記減速時ＤＰＦ再生処理の実行中において、
前記触媒床温判定装置を介して、前記酸化触媒の床温が、前記排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度よりも低い温度であると判定された場合には、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加をしないように制御する、
排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関の排気ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ（通常、Diesel Particulate Filterと呼ばれ、以下、「ＤＰＦ」ともいう。）等の浄化処理部材を備えている。ここで、排気ガスを浄化処理するＤＰＦは、排気ガス中の粒子状物質を捕集するものであることから、粒子状物質が堆積して目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにＤＰＦ内の粒子状物質を燃焼焼却させて、ＤＰＦの捕集機能を再生させる技術に関して種々提案されている。
【0003】
例えば、下記特許文献１に記載されたディーゼル内燃機関の排ガス浄化装置では、内燃機関の無負荷減速運転中に、ピストンが圧縮上死点付近の位置にあるときに、燃料の主噴射をせず、代わりに、エンジンブレーキ操作部により排気弁駆動部を駆動して、排気弁を開放し、同時にポスト噴射を行うように構成されている。これにより、圧縮された高温の空気を排気路に放出して酸化触媒を２５０℃以上の温度に昇温することができる。また、空気に混じった燃料（ＨＣ）を酸化触媒で酸化し、ＤＰＦに捕集された粒子状物質（以下、「ＰＭ」ともいう。）を酸化して、除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１０－１１２２８０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、上記特許文献１に記載されたディーゼル内燃機関の排ガス浄化装置では、バルブタイミングを変更する排気弁駆動部を設ける必要があり、コスト高となる。また、圧縮上死点付近で排気弁を開放する毎に、同時にポスト噴射を行う必要があるため燃費が悪化するという問題がある。
【0006】
そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、無負荷減速運転中に、ＤＰＦの捕集機能を再生できると共に、燃費を改善できる排気ガス浄化装置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】
【0007】
上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、内燃機関の排気ガス通路に配置されて、排気ガス中の未燃燃料を酸化する酸化触媒と、前記酸化触媒の下流側に配置されて、排気ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質除去フィルタと、前記酸化触媒に流入する排気ガス中に燃料を添加する燃料添加装置と、前記粒子状物質除去フィルタに捕集された前記粒子状物質の堆積量を取得する堆積量取得装置と、前記粒子状物質除去フィルタの床温を取得するフィルタ床温取得装置と、前記堆積量取得装置を介して取得した前記粒子状物質の堆積量が所定堆積量閾値以上になった場合には、前記内燃機関が無負荷減速運転中に、前記燃料添加装置を介して前記排気ガス中に燃料を添加するように制御する燃料添加制御装置と、前記燃料添加装置を介して前記排気ガス中に燃料が添加された後、前記フィルタ床温取得装置を介して取得した前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度に達したか否かを判定するフィルタ床温判定装置と、を備え、前記燃料添加制御装置は、前記フィルタ床温判定装置を介して、前記粒子状物質除去フィルタの床温が前記粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度に達したと判定された場合には、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加を停止するように制御する、排気ガス浄化装置である。
【0008】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る排気ガス浄化装置において、前記内燃機関の吸気通路に配置されて、吸気の流量を調整する吸気スロットル弁を備え、前記燃料添加制御装置は、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加を停止した場合には、前記吸気スロットル弁の開度を減少させて、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記フィルタ活性温度に維持するように制御する、排気ガス浄化装置である。
【0009】
次に、本発明の第３の発明は、上記第２の発明に係る排気ガス浄化装置において、前記フィルタ床温取得装置を介して取得した前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記フィルタ活性温度の上限温度に達したか否かを判定する上限温度判定装置を備え、前記燃料添加制御装置は、前記上限温度判定装置を介して、前記前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記フィルタ活性温度の上限温度に達したと判定された場合には、前記吸気スロットル弁の開度を増加させて、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記上限温度よりも低い前記フィルタ活性温度に維持するように制御する、排気ガス浄化装置である。
【0010】
次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明乃至第３の発明のいずれか１つに係る排気ガス浄化装置において、前記酸化触媒の床温を取得する酸化触媒床温取得装置と、前記酸化触媒床温取得装置を介して取得した前記酸化触媒の床温が、前記排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度よりも低い温度であるか否かを判定する触媒床温判定装置と、を備え、前記燃料添加制御装置は、前記触媒床温判定装置を介して、前記酸化触媒の床温が、前記排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度よりも低い温度であると判定された場合には、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加をしないように制御する、排気ガス浄化装置である。
【0011】
次に、本発明の第５の発明は、上記第２の発明乃至第４の発明のいずれか１つに係る排気ガス浄化装置において、前記内燃機関が前記無負荷減速運転からアイドル運転に移行したか否かを判定するアイドル運転判定装置を備え、前記燃料添加制御装置は、前記アイドル運転判定装置を介して、前記内燃機関が前記無負荷減速運転から前記アイドル運転に移行したと判定された場合には、前記吸気スロットル弁の開度を減少させて、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記フィルタ活性温度に維持するように制御する、排気ガス浄化装置である。
【発明の効果】
【0012】
第１の発明によれば、ＤＰＦに堆積した粒子状物質の堆積量が所定堆積量閾値以上になった場合には、内燃機関が無負荷減速運転中に、燃料添加装置を介して酸化触媒に流入する排気ガス中に燃料を添加して、ＤＰＦの床温を昇温させる。そして、ＤＰＦの床温が、粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度（例えば、５００℃以上である。）に達した場合には、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加が停止される。
【0013】
これにより、内燃機関が無負荷減速運転中の運転条件下で、ＤＰＦの床温がフィルタ活性温度に達した場合には、ＤＰＦに堆積した粒子状物質の酸化が開始される。そのため、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加を停止しても、粒子状物質の酸化反応熱量による自己発熱によって、堆積した粒子状物質の酸化焼却が継続され、ＤＰＦの捕集機能を再生することができる。また、ＤＰＦの床温がフィルタ活性温度に達した場合は、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加が停止されるため、燃費を従来よりも改善することができる。
【0014】
第２の発明によれば、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加を停止した場合には、吸気スロットル弁の開度が減少されるため、吸気の流量が減少して、ＤＰＦに流入する排気ガスの流量を減少させることができる。その結果、ＤＰＦの温度低下を抑制して、ＤＰＦの床温をフィルタ活性温度に維持することができ、ＤＰＦに堆積した粒子状物質の酸化焼却を継続させることができる。
【0015】
第３の発明によれば、ＤＰＦの床温がフィルタ活性温度の上限温度（例えば、７００℃）に達した場合には、吸気スロットル弁の開度を増加させて、ＤＰＦの床温を上限温度よりも低いフィルタ活性温度に維持するように制御される。これにより、ＤＰＦの床温を上限温度よりも低いフィルタ活性温度に維持することができ、ＤＰＦの劣化を抑制し、長寿命化を図ることができる。
【0016】
第４の発明によれば、酸化触媒の床温が、排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度よりも低い温度であると判定された場合には、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加が行われない。これにより、酸化触媒で酸化されない未燃燃料（特にＨＣ成分）を含む排気ガスを大気中に排出することを防止することができる。
【0017】
第５の発明によれば、内燃機関が無負荷減速運転からアイドル運転に移行した場合には、吸気スロットル弁の開度を減少させて、ＤＰＦの床温が、フィルタ活性温度に維持される。これにより、内燃機関の無負荷減速運転の運転下で開始された、ＤＰＦに堆積された粒子状物質の酸化焼却を、アイドル運転に移行しても継続させることができ、ＤＰＦの捕集機能を再生することができる。また、ＤＰＦの床温がフィルタ活性温度に達した場合は、アイドル運転中も、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加が停止されるため、燃費を従来よりも改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本実施形態に係る排気ガス浄化装置を適用した内燃機関の構成の一例を説明する図である。
【図2】本実施形態に係る制御装置が実行する、ＤＰＦを再生するフィルタ再生処理の一例を示すメインフローチャートである。
【図8】酸化触媒の浄化率と床温との関係の一例を示す図である。
【図9】酸化触媒（ＤＯＣ）の燃料添加量を求めるマップの一例を示す図である。
【図10】ＤＰＦの床温とＰＭ燃焼速度との関係を示すマップの一例を示す図である。
【図11】内燃機関の運転状態とＤＰＦの再生状態の一例を示すタイミングチャートである。
【図12】他の第１実施形態に係る「減速時ＤＰＦ再生処理」のサブ処理の一部を示す第３サブフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明に係る排気ガス浄化装置を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、排気ガス浄化装置１の概略構成について図１に基づいて説明する。図１に示すように、排気ガス浄化装置１は、内燃機関１０と、制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０と、吸気流量検出装置３１と、吸気スロットル弁３２と、回転検出装置３４と、車速検出装置３７と、燃料添加弁２８と、排気ガス浄化ユニット４１等から構成されている。
【0020】
内燃機関１０は、例えば、ディーゼルエンジンである。尚、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）に相当している。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。
【0021】
図１に示すように、内燃機関１０の排気通路（排気ガス通路）１２には、排気ガス浄化ユニット４１が設けられている。排気ガス浄化ユニット４１の内部には、上流側から、酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）４２と、ＤＰＦ４３が設けられている。排気ガス浄化ユニット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、高効率で耐久性にも優れているが、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してしまうものである。
【0022】
酸化触媒（ＤＯＣ）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）等の貴金属が担持されている。そして、酸化触媒（ＤＯＣ）４２は、触媒活性温度（例えば、約２００℃～２５０℃以上の温度）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と共に、排気ガス中の未燃燃料を酸化して、排気ガス温度を昇温する。
【0023】
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。
【0024】
尚、ＤＰＦ４３は、各小孔の内面に白金（Ｐｔ）等の貴金属が担持されていてもよい。そして、後述のＤＰＦ再生処理（フィルタ再生処理）の際には、この貴金属が排気ガス中の未燃燃料を酸化して排気ガス温度を昇温するようにしてもよい。また、ＤＰＦ４３に担持された貴金属の量は、酸化触媒（ＤＯＣ）４２に担持された貴金属の量よりも少なくなるように設定してもよい。
【0025】
酸化触媒（ＤＯＣ）４２の上流側（排気ガス浄化ユニット４１の上流側）には、燃料添加弁２８と、排気温度検出装置３６Ａ（例えば、排気温度センサ）（上流側排気温度検出装置）と、が設けられている。燃料添加弁２８は、微粒子が堆積したＤＰＦ４３を再生するフィルタ再生処理（図２参照）を実行する際（粒子状物質（ＰＭ）を燃焼焼却する際）に、酸化触媒（ＤＯＣ）４２内で排気ガスと反応させて排気ガスの温度を上昇させるための燃料を噴射する。燃料添加弁２８は、制御装置５０からの制御信号にて駆動される。
【0026】
また、酸化触媒（ＤＯＣ）４２の下流側、且つ、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）（中間排気温度検出装置）が設けられている。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）（下流側排気温度検出装置）が設けられている。また、排気ガス浄化ユニット４１内における、酸化触媒（ＤＯＣ）４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側の排気管内圧力と、ＤＰＦ４３の下流側の排気管内圧力と、の差圧（圧力差）を検出する差圧センサ３５が設けられている。
【0027】
制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ、ＥＥＰＲＯＭ、不図示のバックアップＲＡＭ等を備えた公知のものである。ＣＰＵは、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭに記憶された各種プログラムやマップに基づいて、種々の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、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、ＥＥＰＲＯＭは、例えば、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。
【0028】
また、ＥＥＰＲＯＭには、燃料添加量マップ記憶部５０１と、ＰＭ燃焼速度マップ記憶部５０２と、が設けられている。燃料添加量マップ記憶部５０１には、後述のように、酸化触媒（ＤＯＣ）４２の燃料添加量を決定する際に使用する燃料添加量マップＭ２（図９参照）が格納されている。また、ＰＭ燃焼速度マップ記憶部５０２には、後述のように、ＤＰＦ４３の床温とＰＭ燃焼速度とを対応づけて記憶するＰＭ燃焼速度マップＭ３（図１０参照）が格納されている。
【0029】
また、排気温度検出装置３６Ａ（上流側排気温度検出装置）は、酸化触媒（ＤＯＣ）４２の上流側の排気管内の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また、排気温度検出装置３６Ｂ（中間排気温度検出装置）は、酸化触媒（ＤＯＣ）４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側を流れる排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また、排気温度検出装置３６Ｃ（下流側排気温度検出装置）は、ＤＰＦ４３の下流側の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。差圧センサ３５は、酸化触媒（ＤＯＣ）４２の下流側、且つ、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、の差圧に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【0030】
内燃機関１０の吸気通路１１の流入側には、エアクリーナ３０で濾過された吸気流量を検出する吸気流量検出装置３１（例えば、エアフローメータ）が設けられている。吸気流量検出装置３１は、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。エアクリーナ３０よりも下流側の吸気通路１１には、吸気スロットル弁３２が配置されている。吸気スロットル弁３２は、制御装置５０からの制御信号に基づいて、吸気通路１１の開度を調整して、吸気流量を調整可能である。
【0031】
また、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。内燃機関１０に設けられた回転検出装置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。また、車速検出装置３７（例えば、車速センサ）は、車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車両の車速に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【0032】
制御装置５０には、吸気通路１１に設けられた吸気流量検出装置３１（例えば、エアフローメータ）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、車速検出装置３７の検出信号のそれぞれが入力されている。また、制御装置５０には、上述した各排気温度検出装置３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃの検出信号、差圧センサ３５の検出信号が入力されている。
【0033】
そして、制御装置５０は、これらの入力された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や、燃料添加弁２８から噴射する燃料量を制御する制御信号を出力する。
【0034】
また、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消費量（ｇ／ｓ）を所定時間（例えば、約１０ｍｓｅｃ～１００ｍｓｅｃ）毎に算出して、ＲＡＭに時系列的に記憶する。また、制御装置５０は、吸気流量検出装置３１から入力された検出信号から吸入空気流量ＧＡを所定時間（例えば、約１０ｍｓｅｃ～１００ｍｓｅｃ）毎に算出して、ＲＡＭに時系列的に記憶する。また、制御装置５０は、差圧センサ３５から入力された検出信号から実際の差圧ΔＰを所定時間（例えば、約１０ｍｓｅｃ～１００ｍｓｅｃ）毎に算出して、ＲＡＭに時系列的に記憶する。
【0035】
燃料添加弁２８から排気ガス中に噴射された燃料は、酸化触媒（ＤＯＣ）４２の床温が触媒活性温度（例えば、約２００℃～２５０℃）になると、酸化触媒（ＤＯＣ）４２に担持された貴金属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。そして、この高温になった排気ガスによりＤＰＦ４３の床温が上昇して、フィルタ活性温度（例えば、５００℃以上）になると、ＤＰＦ４３内に堆積された粒子状物質（ＰＭ）の酸化（燃焼）が開始される。
【0036】
そして、後述のように、制御装置５０は、燃料添加弁２８からの燃料添加を停止した後、吸気スロットル弁３２の開度を減少させて（例えば、吸気スロットル弁３２を閉じて）、ＤＰＦ４３の床温をフィルタ活性温度に維持する。これにより、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に堆積した粒子状物質（ＰＭ）を酸化（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（いわゆる、フィルタ再生処理である。）。
【0037】
［フィルタ再生処理］
次に、上記のように構成された排気ガス浄化装置１において、制御装置５０によるＤＰＦ４３に捕集された粒子状物質（ＰＭ）を酸化（燃焼）させて除去するフィルタ再生処理の一例について図２乃至図１１に基づいて説明する。尚、制御装置５０は、内燃機関１０の運転中に、所定時間間隔（例えば、数１０ｍｓｅｃ～数１００ｍｓｅｃ間隔）にて、図２のフローチャートに示される処理手順を繰り返し実行する。
次に、上記のように構成された排気ガス浄化装置１において、制御装置５０によるＤＰＦ４３に捕集された粒子状物質（ＰＭ）を酸化（燃焼）させて除去するフィルタ再生処理の一例について図２乃至図１１に基づいて説明する。尚、制御装置５０は、内燃機関１０の運転中に、所定時間間隔（例えば、数１０ｍｓｅｃ～数１００ｍｓｅｃ間隔）にて、図２のフローチャートに示される処理手順を繰り返し実行する。
【0038】
図２に示すように、先ず、ステップＳ１１において、制御装置５０は、「ＰＭ堆積状態取得処理」のサブ処理を実行した後、ステップＳ１２の処理に進む。「ＰＭ堆積状態取得処理」は、所定時間間隔（例えば、数１０ｍｓｅｃ～数１００ｍｓｅｃ間隔）の間にＤＰＦ４３に捕集される、即ち、ＤＰＦ４３に堆積する粒子状物質（ＰＭ）の堆積量（ＰＭ堆積量）を算出して、粒子状物質（ＰＭ）の堆積状態を取得する処理である。
【0039】
ステップＳ１２において、制御装置５０は、「減速時ＤＰＦ再生処理」のサブ処理を実行した後、当該処理を終了する。「減速時ＤＰＦ再生処理」は、内燃機関１０の無負荷減速運転中において、所定時間間隔（例えば、数１０ｍｓｅｃ～数１００ｍｓｅｃ間隔）の間に、ＤＰＦ４３に捕集された粒子状物質（ＰＭ）を酸化（燃焼）させて除去する処理である。
【0040】
［ＰＭ堆積状態取得処理］
ここで、「ＰＭ堆積状態取得処理」のサブ処理の詳細について図３に基づいて説明する。図３に示すように、先ず、ステップＳ１１１において、制御装置５０は、減速時ＤＰＦ再生フラグをＥＥＰＲＯＭから読み出し、「ＯＦＦ」に設定されているか否かを判定する。減速時ＤＰＦ再生フラグは、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）が再生開始閾値Ｃ１（堆積量閾値）（例えば、約５０ｇ）に達し、内燃機関１０の無負荷減速運転中において、ＤＰＦ４３を再生して捕集機能を回復させる必要がある旨を表している。尚、減速時ＤＰＦ再生フラグは、車両の工場出荷時に、「ＯＦＦ」に設定されてＥＥＰＲＯＭに記憶されている。
ここで、「ＰＭ堆積状態取得処理」のサブ処理の詳細について図３に基づいて説明する。図３に示すように、先ず、ステップＳ１１１において、制御装置５０は、減速時ＤＰＦ再生フラグをＥＥＰＲＯＭから読み出し、「ＯＦＦ」に設定されているか否かを判定する。減速時ＤＰＦ再生フラグは、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）が再生開始閾値Ｃ１（堆積量閾値）（例えば、約５０ｇ）に達し、内燃機関１０の無負荷減速運転中において、ＤＰＦ４３を再生して捕集機能を回復させる必要がある旨を表している。尚、減速時ＤＰＦ再生フラグは、車両の工場出荷時に、「ＯＦＦ」に設定されてＥＥＰＲＯＭに記憶されている。
【0041】
そして、減速時ＤＰＦ再生フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定された場合には（Ｓ１１１：ＮＯ）、制御装置５０は、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、ステップＳ１２のサブ処理に進む。一方、減速時ＤＰＦ再生フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定された場合には（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１１２の処理に進む。
【0042】
ステップＳ１１２において、制御装置５０は、アクセル開度検出装置３３、回転検出装置３４等からの検出信号から、内燃機関１０のエンジン回転数やエンジン負荷（燃料噴射量）等の運転状態を取得してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１１３の処理に進む。ステップＳ１１３において、制御装置５０は、内燃機関１０の運転状態と粒子状物質（ＰＭ）の単位時間当たり堆積量との関係を示した不図示のマップに基づいて、所定時間間隔（例えば、数１０ｍｓｅｃ～数１００ｍｓｅｃ間隔）における、ＤＰＦ４３への粒子状物質（ＰＭ）の堆積量を算出して、ステップＳ１１４の処理に進む。
【0043】
ステップＳ１１４において、制御装置５０は、累積ＰＭ堆積量ＰＭＳをＥＥＰＲＯＭから読み出し、この累積ＰＭ堆積量ＰＭＳに上記ステップＳ１１３で算出した粒子状物質（ＰＭ）の堆積量（以下、「ＰＭ堆積量」ともいう。）を加算して、再度ＥＥＰＲＯＭに記憶した後、ステップＳ１１５の処理に進む。
【0044】
ステップＳ１１５において、制御装置５０は、差圧センサ３５から入力された検出信号に基づいてＤＰＦ４３の上流側排気圧力と下流側排気圧力との差圧ΔＰを算出した後、ステップＳ１１６の処理に進む。ステップＳ１１６において、制御装置５０は、差圧ΔＰとＤＰＦ４３に堆積しているＰＭ堆積量（ＰＭ堆積量ＰＭＤ）との関係を示した不図示のマップに基づいて、ＤＰＦ４３に捕集されたＰＭ堆積量ＰＭＤを算出してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１１７の処理に進む。
【0045】
ステップＳ１１７において、制御装置５０は、累積ＰＭ堆積量ＰＭＳをＥＥＰＲＯＭから読み出すと共に、ＰＭ堆積量ＰＭＤをＲＡＭから読み出す。また、制御装置５０は、ＤＰＦ４３に堆積したＰＭ堆積量の上限値である再生開始閾値Ｃ１（堆積量閾値）をＥＥＰＲＯＭから読み出す。続いて、制御装置５０は、累積ＰＭ堆積量ＰＭＳ又はＰＭ堆積量ＰＭＤのうちの一方が再生開始閾値Ｃ１以上になったか否か、つまり、ＤＰＦ４３のＰＭ堆積量が上限値に達したか否かを判定する。
【0046】
そして、累積ＰＭ堆積量ＰＭＳ及びＰＭ堆積量ＰＭＤが再生開始閾値Ｃ１未満であると判定した場合、つまり、ＤＰＦ４３のＰＭ堆積量が上限値に達していないと判定した場合には（Ｓ１１７：ＮＯ）、制御装置５０は、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップＳ１２のサブ処理に進む。
【0047】
一方、累積ＰＭ堆積量ＰＭＳ又はＰＭ堆積量ＰＭＤのうちの一方が再生開始閾値Ｃ１以上であると判定した場合、つまり、ＤＰＦ４３のＰＭ堆積量が上限値に達したと判定した場合には（Ｓ１１７：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１１８の処理に進む。ステップＳ１１８において、制御装置５０は、累積ＰＭ堆積量ＰＭＳとＰＭ堆積量ＰＭＤのうち、大きい方をＤＰＦ４３に堆積したＰＭ堆積量Ｐ１としてＥＥＰＲＯＭに記憶した後、ステップＳ１１９の処理に進む。尚、制御装置５０は、累積ＰＭ堆積量ＰＭＳとＰＭ堆積量ＰＭＤとの平均値をＤＰＦ４３に堆積したＰＭ堆積量Ｐ１としてＥＥＰＲＯＭに記憶してもよい。
【0048】
ステップＳ１１９において、制御装置５０は、減速時ＤＰＦ再生フラグをＥＥＰＲＯＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して再度ＥＥＰＲＯＭに記憶した後、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップＳ１２のサブ処理に進む。
【0049】
尚、制御装置５０は、上記ステップＳ１１２～ステップＳ１１４と、上記ステップＳ１１５～ステップＳ１１６とのうち、一方の処理だけを実行するようにしてもよい。つまり、累積ＰＭ堆積量ＰＭＳ又はＰＭ堆積量ＰＭＤのうちの一方のみを取得して、ステップＳ１１７において、再生開始閾値Ｃ１以上になったか否か、つまり、ＤＰＦ４３のＰＭ堆積量が上限値に達したか否かを判定するようにしてもよい。この場合には、上記ステップＳ１１８において、取得した累積ＰＭ堆積量ＰＭＳ又はＰＭ堆積量ＰＭＤをＰＭ堆積量Ｐ１としてＥＥＰＲＯＭに記憶するようにしてもよい。これにより、制御装置５０の処理速度を向上させることができる。
【0050】
［減速時ＤＰＦ再生処理］
次に、「減速時ＤＰＦ再生処理」のサブ処理の詳細について図４乃至図１０に基づいて説明する。図４及び図５に示すように、先ず、ステップＳ２１１において、制御装置５０は、減速時ＤＰＦ再生フラグをＥＥＰＲＯＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。そして、減速時ＤＰＦ再生フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定された場合には（Ｓ２１１：ＮＯ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３のＰＭ堆積量が上限値に達していないと判定して、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。
次に、「減速時ＤＰＦ再生処理」のサブ処理の詳細について図４乃至図１０に基づいて説明する。図４及び図５に示すように、先ず、ステップＳ２１１において、制御装置５０は、減速時ＤＰＦ再生フラグをＥＥＰＲＯＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。そして、減速時ＤＰＦ再生フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定された場合には（Ｓ２１１：ＮＯ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３のＰＭ堆積量が上限値に達していないと判定して、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。
【0051】
一方、減速時ＤＰＦ再生フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定された場合には（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ２１２の処理に進む。ステップＳ２１２において、制御装置５０は、内燃機関１０が無負荷減速運転中であるか否かを判定する。
【0052】
具体的には、制御装置５０は、アクセル開度検出装置３３から入力された検出信号に基づいてアクセル開度を検出して、ＲＡＭに記憶する。また、制御装置５０は、車速検出装置３７から入力された検出信号に基づいて車速を検出して、ＲＡＭに記憶する。続いて、制御装置５０は、アクセル開度と車速をＲＡＭから読み出し、アクセル開度が「０」であり、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んでおらず、且つ、車速が車速閾値Ｖ１（例えば、２ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判定する。尚、車速閾値Ｖ１（例えば、２ｋｍ／ｈ）は、予めＥＥＰＲＯＭに記憶されている。
【0053】
そして、内燃機関１０が無負荷減速運転中でないと判定された場合には（Ｓ２１２：ＮＯ）、制御装置５０は、減速フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＦＦ」に設定して再度ＲＡＭに記憶した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。具体的には、アクセル開度が「０」でない、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んでいる場合は、制御装置５０は、内燃機関１０は通常運転中であると判定する（Ｓ２１２：ＮＯ）。また、アクセル開度が「０」で、且つ、車速が車速閾値Ｖ１（例えば、２ｋｍ／ｈ）より遅い場合は、制御装置５０は、既に停車寸前であり、内燃機関１０の無負荷減速運転は終了したと判定する（Ｓ２１２：ＮＯ）。
【0054】
一方、内燃機関１０が無負荷減速運転中であると判定された場合には（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、制御装置５０は、減速フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２１３の処理に進む。具体的には、アクセル開度が「０」であり、且つ、車速が車速閾値Ｖ１（例えば、２ｋｍ／ｈ）以上である場合には、制御装置５０は、内燃機関１０が無負荷減速運転中であると判定する（Ｓ２１２：ＹＥＳ）。尚、減速フラグは、制御装置５０の起動時に、「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭに記憶される。
【0055】
ステップＳ２１３において、制御装置５０は、各排気温度検出装置３６Ｂ、３６Ｃからの検出信号に基づいて、ＤＰＦ４３の上流側の排気ガス温度Ｔ２と下流側の排気ガス温度Ｔ３とを検出して、ＲＡＭに記憶する。そして、制御装置５０は、各排気ガス温度Ｔ２、Ｔ３とＤＰＦ４３の床温とを対応づけた不図示の温度マップＭＰ１に基づいてＤＰＦ４３の床温を算出して、ＲＡＭに記憶する。続いて、制御装置５０は、ＤＰＦ４３の床温が、粒子状物質（ＰＭ）を酸化（燃焼）するフィルタ活性温度（例えば、５００℃～７００℃）であるか否か、つまり、フィルタ活性温度に昇温されているか否かを判定する。
【0056】
そして、ＤＰＦ４３の床温が、粒子状物質（ＰＭ）を酸化（燃焼）するフィルタ活性温度（例えば、５００℃～７００℃）でない、つまり、フィルタ活性温度よりも低い温度であると判定した場合には（Ｓ２１３：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ２１４の処理に進む。尚、不図示の温度マップＭＰ１は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析、又は、実験により取得されて、予めＥＥＰＲＯＭに記憶されている。また、フィルタ活性温度は、実験により取得されて、予めＥＥＰＲＯＭに記憶されている。
【0057】
ステップＳ２１４において、制御装置５０は、各排気温度検出装置３６Ａ、３６Ｂからの検出信号に基づいて、酸化触媒４２の上流側の排気ガス温度Ｔ１と下流側の排気ガス温度Ｔ２とを検出して、ＲＡＭに記憶する。そして、制御装置５０は、各排気ガス温度Ｔ１、Ｔ２と酸化触媒４２の床温とを対応づけた不図示の温度マップＭＰ２に基づいて酸化触媒４２の床温を算出して、ＲＡＭに記憶する。
【0058】
続いて、制御装置５０は、酸化触媒４２の床温が、排気ガス中の未燃燃料を酸化（燃焼）する触媒活性温度（例えば、１５０℃～１８０℃以上の温度）であるか否かを判定する。尚、不図示の温度マップＭＰ２は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析、又は、実験により取得されて、予めＥＥＰＲＯＭに記憶されている。また、触媒活性温度は、実験により取得されて、予めＥＥＰＲＯＭに記憶されている。
【0059】
そして、酸化触媒４２の床温が、排気ガス中の未燃燃料を酸化（燃焼）する触媒活性温度（例えば、１５０℃～１８０℃以上の温度）でない、つまり、触媒活性温度よりも低い温度であると判定した場合には（Ｓ２１４：ＮＯ）、制御装置５０は、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。これにより、酸化触媒４２の床温が、触媒活性温度よりも低い温度である場合には、燃料添加弁２８による排気ガス中への燃料の添加が行われない。これにより、酸化触媒４２で酸化されない未燃燃料（特にＨＣ成分）を含む排気ガスを大気中に排出することを防止することができる。
【0060】
一方、酸化触媒４２の床温が、排気ガス中の未燃燃料を酸化（燃焼）する触媒活性温度（例えば、１５０℃～１８０℃以上の温度）であると判定された場合には（Ｓ２１４：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ２１５の処理に進む。ステップＳ２１５において、制御装置５０は、「燃料添加量取得処理」のサブ処理（図６参照）を実行した後、ステップＳ２１６の処理に進む。「燃料添加量取得処理」のサブ処理は、燃料添加弁２８から排気ガス中に添加（供給）する燃料の添加量を取得する処理である。
【0061】
［燃料添加量取得処理］
ここで、「燃料添加量取得処理」のサブ処理について図６、図８及び図９に基づいて説明する。図６に示すように、先ず、ステップＳ３１１において、制御装置５０は、上記ステップＳ２１４で算出した酸化触媒４２の床温をＲＡＭから読み出す。そして、制御装置５０は、図８に示す酸化触媒（ＤＯＣ）４２の床温と浄化率（炭化水素（ＨＣ）又は一酸化炭素（ＣＯ）の酸化される割合）との関係を対応づけた実線６１で示す２次元マップＭ１を用いて、酸化触媒４２の床温に対応する浄化率［％］を取得して、ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ３１２の処理に進む。
ここで、「燃料添加量取得処理」のサブ処理について図６、図８及び図９に基づいて説明する。図６に示すように、先ず、ステップＳ３１１において、制御装置５０は、上記ステップＳ２１４で算出した酸化触媒４２の床温をＲＡＭから読み出す。そして、制御装置５０は、図８に示す酸化触媒（ＤＯＣ）４２の床温と浄化率（炭化水素（ＨＣ）又は一酸化炭素（ＣＯ）の酸化される割合）との関係を対応づけた実線６１で示す２次元マップＭ１を用いて、酸化触媒４２の床温に対応する浄化率［％］を取得して、ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ３１２の処理に進む。
【0062】
例えば、図８に示すように、酸化触媒４２の床温ＴＣ１（例えば、１５０℃～１８０℃）に対応する浄化率は、約１０［％］である。また、酸化触媒４２の床温ＴＣ２（例えば、２００℃～２５０℃）に対応する浄化率は、約９０［％］である。
【0063】
ステップＳ３１２において、制御装置５０は、吸気流量検出装置３１から入力された検出信号から吸入空気流量ＧＡ［ｇ／ｓｅｃ］を算出し、排気ガス流量［ｇ／ｓｅｃ］としてＲＡＭに記憶した後、ステップＳ３１３の処理に進む。尚、制御装置５０は、現在から所定時間（例えば、１秒）前までに各インジェクタ１４Ａ～１４Ｄに指示した燃料噴射量を取得して、吸入空気流量ＧＡとの合計値を排気ガス流量［ｇ／ｓｅｃ］としてＲＡＭに記憶してもよい。
【0064】
ステップＳ３１３において、制御装置５０は、上記ステップＳ３１１で取得した酸化触媒４２の今回の浄化率［％］と、上記ステップＳ３１２で取得した今回の排気ガス量［ｇ／ｓｅｃ］と、をＲＡＭから読み出す。そして、制御装置５０は、図９に示す酸化触媒４２の燃料添加量マップＭ２を用いて、酸化触媒４２の今回の浄化率［％］と、今回の排気ガス流量［ｇ／ｓｅｃ］と、に対応する燃料添加量［ｍｍ3／ｓｅｃ］を算出して、ＲＡＭに記憶した後、当該サブ処理を終了して、「減速時ＤＰＦ再生処理」のサブ処理に戻り、ステップＳ２１６の処理に進む。
【0065】
図４に示すように、ステップＳ２１６において、制御装置５０は、上記ステップＳ３１３で算出した燃料添加量［ｍｍ3／ｓｅｃ］をＲＡＭから読み出す。そして、制御装置５０は、この燃料添加量［ｍｍ3／ｓｅｃ］に図２に示す処理を起動する間隔の時間（例えば１０［ｍｓｅｃ］間隔で起動する場合は１０［ｍｓｅｃ］である）を乗算して算出した燃料添加量［ｍｍ3］の燃料を燃料添加弁２８を介して排気ガス中に添加（噴射）した後、ステップＳ２１７の処理に進む。
【0066】
ステップＳ２１７において、制御装置５０は、燃料添加弁２８を介した排気ガス中への燃料の添加（噴射）を実施中である旨を表す排気燃料添加フラグをＥＥＰＲＯＭから読み出し、排気燃料添加フラグを「ＯＮ」に設定して、再度ＥＥＰＲＯＭに記憶した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。尚、排気燃料添加フラグは、車両の工場出荷時に、「ＯＦＦ」に設定されてＥＥＰＲＯＭに記憶されている。
【0067】
一方、上記ステップＳ２１３でＤＰＦ４３の床温が、粒子状物質（ＰＭ）を酸化（燃焼）するフィルタ活性温度（例えば、５００℃～７００℃）である、つまり、フィルタ活性温度に昇温されていると判定された場合には（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ２１８の処理に進む。ステップＳ２１８において、制御装置５０は、排気燃料添加フラグをＥＥＰＲＯＭから読み出し、この排気燃料添加フラグが「ＯＮ」に設定されているか否か、つまり、燃料添加弁２８を介して排気ガス中に燃料の添加（噴射）を実施中であるか否かを判定する。
【0068】
そして、排気燃料添加フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定された場合には（Ｓ２１８：ＮＯ）、制御装置５０は、燃料添加弁２８を介した排気ガス中への燃料の添加（噴射）を停止していると判定して、後述のステップＳ２２１の処理に進む。一方、排気燃料添加フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定された場合には（Ｓ２１８：ＹＥＳ）、制御装置５０は、燃料添加弁２８を介した排気ガス中への燃料の添加（噴射）を実施中であると判定して、ステップＳ２１９の処理に進む。
【0069】
ステップＳ２１９において、制御装置５０は、燃料添加弁２８を介した排気ガス中への燃料の添加（噴射）を停止した後、ステップＳ２２０の処理に進む。ステップＳ２２０において、制御装置５０は、排気燃料添加フラグをＥＥＰＲＯＭから読み出し、「ＯＦＦ」に設定して、再度ＥＥＰＲＯＭに記憶した後、ステップＳ２２１の処理に進む。ステップＳ２２１において、制御装置５０は、「吸気スロットル弁調整処理」のサブ処理（図７参照）を実行した後、ステップＳ２２２の処理に進む。「吸気スロットル弁調整処理」のサブ処理は、ＰＤＦ４３の床温をフィルタ活性温度（例えば、５００℃～７００℃）に維持するように、吸気スロットル弁３２の開度を設定する処理である。
【0070】
［吸気スロットル弁調整処理］
ここで、「吸気スロットル弁調整処理」のサブ処理について図７に基づいて説明する。図７に示すように、先ず、ステップＳ４１１において、制御装置５０は、上記ステップＳ２１３で取得したＤＰＦ４３の床温をＲＡＭから読み出し、ＤＰＦ４３の床温が、フィル活性温度の上限温度（例えば、６９５℃～７００℃）に達したか否かを判定する。尚、フィル活性温度の上限温度（例えば、６９５℃～７００℃）は、実験により取得されて、予めＥＥＰＲＯＭに記憶されている。
ここで、「吸気スロットル弁調整処理」のサブ処理について図７に基づいて説明する。図７に示すように、先ず、ステップＳ４１１において、制御装置５０は、上記ステップＳ２１３で取得したＤＰＦ４３の床温をＲＡＭから読み出し、ＤＰＦ４３の床温が、フィル活性温度の上限温度（例えば、６９５℃～７００℃）に達したか否かを判定する。尚、フィル活性温度の上限温度（例えば、６９５℃～７００℃）は、実験により取得されて、予めＥＥＰＲＯＭに記憶されている。
【0071】
そして、ＤＰＦ４３の床温が、フィルタ活性温度の上限温度（例えば、６９５℃～７００℃）に達していないと判定された場合には（Ｓ４１１：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ４１２の処理に進む。ステップＳ４１２において、制御装置５０は、吸気スロットル弁３２の開度を減少させて、例えば、吸気スロットル弁３２を閉じて、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）の酸化（燃焼）を維持するために必要な吸気空気量のみ流れるように設定した後、当該サブ処理を終了して、「減速時ＤＰＦ再生処理」のサブ処理に戻り、ステップＳ２２２の処理に進む。
【0072】
これにより、制御装置５０は、ＤＰＦ４３の床温の低下を抑制しつつ、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）の酸化（燃焼）による自己発熱により、ＤＰＦ４３の床温をフィルタ活性温度（例えば、５００℃～７００℃）に維持するように制御することができる。その結果、ＤＰＦ４３の温度低下を抑制して、ＤＰＦ４３の床温をフィルタ活性温度に維持することができ、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）の酸化焼却を継続させることができる。
【0073】
一方、ＤＰＦ４３の床温が、フィルタ活性温度の上限温度（例えば、６９５℃～７００℃）に達したと判定された場合には（Ｓ４１１：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ４１３の処理に進む。ステップＳ４１３において、制御装置５０は、吸気スロットル弁３２の開度を増加させて、吸気流量を増加させた後、当該サブ処理を終了して、「減速時ＤＰＦ再生処理」のサブ処理に戻り、ステップＳ２２２の処理に進む。
【0074】
これにより、制御装置５０は、ＤＰＦ４３を流れる排気ガス流量を増加させて、ＤＰＦ４３の床温をフィルタ活性温度の上限温度（例えば、６９５℃～７００℃）よりも低いフィルタ活性温度に維持することができる。その結果、制御装置５０は、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）の酸化焼却を継続させることができると共に、ＤＰＦ４３の劣化を抑制し、長寿命化を図ることができる。
【0075】
図４に示すように、ステップＳ２２２において、制御装置５０は、各排気温度検出装置３６Ｂ、３６Ｃからの検出信号に基づいて、ＤＰＦ４３の上流側の排気ガス温度Ｔ２と下流側の排気ガス温度Ｔ３とを検出して、ＲＡＭに記憶する。そして、制御装置５０は、各排気ガス温度Ｔ２、Ｔ３とＤＰＦ４３の床温とを対応づけた不図示の温度マップＭＰ１に基づいてＤＰＦ４３の床温ＴＰ１を算出して、ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２２３の処理に進む。
【0076】
ステップＳ２２３において、制御装置５０は、図１０に示すＤＰＦ４３の床温と粒子状物質（ＰＭ）の燃焼速度（以下、「ＰＭ燃焼速度」という。）との関係を対応づけたＰＭ燃焼速度マップＭ３を用いて、上記ステップＳ２２２で算出したＤＰＦ４３の床温ＴＰ１に対応するＰＭ燃焼速度を算出して、ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２２４の処理に進む。尚、ＰＭ燃焼速度マップＭ３は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析、又は、実験により予め取得され、マップや数式によりＥＥＰＲＯＭに予め記憶されている。
【0077】
ステップＳ２２４において、ＰＭ燃焼速度は、ＤＰＦ４３内において、単位体積当たりの、且つ、単位時間当たりの粒子状物質（ＰＭ）の燃焼量であることから、制御装置５０は、ＤＰＦ４３の床温ＴＰ１に対応するＰＭ燃焼速度をＲＡＭから読み出すと共に、ＥＥＰＲＯＭからＤＰＦ４３の体積を読み出す。そして、制御装置５０は、ＰＭ燃焼速度にＤＰＦ４３の体積を乗算した値に、図２に示す処理を起動する間隔の時間（例えば１０［ｍｓｅｃ］間隔で起動する場合は１０［ｍｓｅｃ］である）を乗算して、ＤＰＦ４３内で燃焼される粒子状物質（ＰＭ）の燃焼量を算出して、ＲＡＭに記憶する。
【0078】
続いて、制御装置５０は、ＤＰＦ４３に堆積したＰＭ堆積量Ｐ１をＥＥＰＲＯＭから読み出す。そして、制御装置５０は、このＰＭ堆積量Ｐ１からＤＰＦ４３内で燃焼される粒子状物質（ＰＭ）の燃焼量を減算して、再度ＥＥＰＲＯＭに記憶した後、ステップＳ２２５の処理に進む。
【0079】
図５に示すように、ステップＳ２２５において、制御装置５０は、ＤＰＦ４３に堆積したＰＭ堆積量Ｐ１をＥＥＰＲＯＭから読み出し、このＰＭ堆積量Ｐ１が「再生終了閾値Ｃ２」以下になったか否かを判定する。つまり、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内の粒子状物質（ＰＭ）のほぼ全量が酸化焼却（燃焼焼却）されたか否かを判定する。尚、再生終了閾値Ｃ２は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析、又は、実験により取得されて、予めＥＥＰＲＯＭに記憶されている。
【0080】
そして、ＰＭ堆積量Ｐ１が再生終了閾値Ｃ２よりも大きいと判定された場合には（Ｓ２２５：ＮＯ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内の粒子状物質（ＰＭ）のほぼ全量が酸化焼却（燃焼焼却）されていないと判定して、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。
【0081】
一方、ＰＭ堆積量Ｐ１が再生終了閾値Ｃ２以下であると判定された場合には（Ｓ２２５：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内の粒子状物質（ＰＭ）のほぼ全量が酸化焼却（燃焼焼却）されたと判定して、ステップＳ２２６の処理に進む。ステップＳ２２６において、制御装置５０は、吸気スロットル弁３２を開いて吸気流量を増加させ、ＤＰＦ４３の床温をフィルタ活性温度よりも低くなるように設定した後、ステップＳ２２７の処理に進む。
【0082】
つまり、制御装置５０は、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）の酸化（燃焼）が停止するように設定した後、ステップＳ２２７の処理に進む。ステップＳ２２７において、制御装置５０は、減速時ＤＰＦ再生フラグをＥＥＰＲＯＭから読み出し、この減速時ＤＰＦ再生フラグを「ＯＦＦ」に設定して、再度ＥＥＰＲＯＭに記憶した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。
【0083】
ここで、ＤＰＦ４３に捕集された粒子状物質（ＰＭ）を酸化（燃焼）させて除去するフィルタ再生処理（図２参照）が制御装置５０によって実行された際の、内燃機関１０の運転状態とＤＰＦ４３の再生状態の一例を図１１に基づいて説明する。図１１に示すように、時間ＴＭ１において、ＤＰＦ４３に堆積したＰＭ堆積量が再生開始閾値Ｃ１以上になった場合には、減速時ＤＰＦ再生フラグが「ＯＮ」に設定される（Ｓ１１７～Ｓ１１９）。
【0084】
そして、時間ＴＭ２において、アクセル開度が「０」になって、燃料噴射量が「０」になり、且つ、車速が車速閾値Ｖ１（例えば、２ｋｍ／ｈ）以上であるため、無負荷減速運転中となり、減速フラグが「ＯＮ」に設定される（Ｓ２１２：ＹＥＳ）。また、ＤＰＦ４３の床温がフィルタ活性温度（例えば、５００℃～７００℃）よりも低い温度で、酸化触媒の床温が触媒活性温度（例えば、１５０℃～１８０℃以上の温度）であるため、制御装置５０は、燃料を燃料添加弁２８を介して排気ガス中に添加（噴射）し、排気燃料添加フラグを「ＯＮ」に設定して、ＥＥＰＲＯＭに記憶する（Ｓ２１３：ＮＯ～Ｓ２１７）。
【0085】
その後、時間ＴＭ３において、制御装置５０は、ＤＰＦ４３の床温がフィルタ活性温度（例えば、５００℃）に達したため、燃料添加弁２８を介した排気ガス中への燃料の添加（噴射）を停止した後、排気燃料添加フラグを「ＯＦＦ」に設定して、ＥＥＰＲＯＭに記憶する（Ｓ２１３：ＹＥＳ～Ｓ２２０）。また、制御装置５０は、吸気スロットル弁３２の開度を閉じるため、ＤＰＦ４３に流入する排気ガス流量がほぼ「０」になり、粒子状物質（ＰＭ）の酸化（燃焼）が継続されて、ＤＰＦ４３の床温が、自己発熱によりフィルタ活性温度（例えば、５００℃～７００℃）に維持される（Ｓ２２１）。
【0086】
そして、時間ＴＭ４において、ＤＰＦ４３に堆積したＰＭ堆積量Ｐ１が「再生終了閾値Ｃ２」以下になり、つまり、ＤＰＦ４３内の粒子状物質（ＰＭ）のほぼ全量が酸化焼却（燃焼焼却）される。その結果、制御装置５０は、吸気スロットル弁３２を開いて吸気流量を増加させて、ＤＰＦ４３の床温をフィルタ活性温度よりも低くなるように設定した後、減速時ＤＰＦ再生フラグを「ＯＦＦ」に設定してＥＥＰＲＯＭに記憶する（Ｓ２２５：ＹＥＳ～Ｓ２２７）。その後、車速がほぼ「０」になると、制御装置５０は、減速フラグを「ＯＦＦ」に設定して、ＲＡＭに記憶する。
【0087】
ここで、燃料添加弁２８は、燃料添加装置の一例として機能する。制御装置５０は、堆積量取得装置、燃料添加制御装置、フィルタ床温判定装置、上限温度判定装置、触媒床温判定装置、アイドル運転判定装置の一例として機能する。制御装置５０と、各排気温度検出装置３６Ｂ、３６Ｃとは、フィルタ床温取得装置の一例を構成する。制御装置５０と、各排気温度検出装置３６Ａ、３６Ｂとは、酸化触媒床温取得装置の一例を構成する。
【0088】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る排気ガス浄化装置１では、制御装置５０は、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）の堆積量が再生開始閾値Ｃ１（堆積量閾値）以上になった場合には、内燃機関１０が無負荷減速運転中に、燃料添加弁２８を介して酸化触媒４２に流入する排気ガス中に燃料を添加して、ＤＰＦ４３の床温を昇温させる。そして、ＤＰＦ４３の床温が、粒子状物質（ＰＭ）を酸化（燃焼）するフィルタ活性温度（例えば、５００℃～７００℃）に達した場合には、燃料添加弁２８による排気ガス中への燃料の添加が停止される。
【0089】
これにより、内燃機関１０が無負荷減速運転中の運転条件下で、ＤＰＦ４３の床温がフィルタ活性温度に達した場合には、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）の酸化が開始される。そのため、燃料添加弁２８による排気ガス中への燃料の添加を停止しても、粒子状物質（ＰＭ）の酸化反応熱量による自己発熱によって、堆積した粒子状物質（ＰＭ）の酸化焼却（燃焼焼却）が継続され、ＤＰＦ４３の捕集機能を再生することができる。また、ＤＰＦ４３の床温がフィルタ活性温度（例えば、５００℃～７００℃）に達した場合は、燃料添加弁２８による排気ガス中への燃料の添加が停止されるため、燃費を従来よりも改善することができる。
【0090】
また、燃料添加弁２８による排気ガス中への燃料の添加を停止した場合には、吸気スロットル弁３２の開度が減少される（例えば、吸気スロットル弁３２が閉じられる）ため、吸気の流量が減少して、ＤＰＦ４３に流入する排気ガスの流量を減少させることができる。その結果、制御装置５０は、ＤＰＦ４３の温度低下を抑制して、ＤＰＦ４３の床温をフィルタ活性温度に維持することができ、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）の酸化焼却（燃焼焼却）を継続させることができる。
【0091】
また、ＤＰＦ４３の床温がフィルタ活性温度の上限温度（例えば、７００℃）に達した場合には、吸気スロットル弁３２の開度を増加させて、ＤＰＦ４３の床温を上限温度よりも低いフィルタ活性温度（例えば、５００℃～６９５℃）に維持するように制御される。これにより、制御装置５０は、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）の酸化焼却を継続させることができると共に、ＤＰＦ４３の床温を上限温度よりも低いフィルタ活性温度に維持することができ、ＤＰＦ４３の劣化を抑制し、長寿命化を図ることができる。
【0092】
また、制御装置５０は、酸化触媒４２の床温が、排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度（例えば、１５０℃～１８０℃）よりも低い温度であると判定された場合には、燃料添加弁２８による排気ガス中への燃料の添加を行わない。これにより、酸化触媒４２で酸化（燃焼）されない未燃燃料（特にＨＣ成分）を含む排気ガスを大気中に排出することを防止することができる。
【0093】
尚、前記実施形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
【0094】
本発明の排気ガス浄化装置は、前記実施形態で説明した構成、構造、外観、形状、処理手順等に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変更、改良、追加、削除が可能である。尚、以下の説明において上記図１～図１１の前記実施形態に係る内燃機関１０等と同一符号は、前記実施形態に係る内燃機関１０等と同一あるいは相当部分を示すものである。
【0095】
［他の第１実施形態］
（Ａ）例えば、図１２に示すように、他の第１実施形態に係る制御装置５０は、「減速時ＤＰＦ再生処理」のサブ処理のステップＳ２１２において、内燃機関１０が無負荷減速運転中であると判定された場合には（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ２１３の処理に進む。一方、内燃機関１０が無負荷減速運転中でないと判定された場合には（Ｓ２１２：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ３１１の処理に進むようにしてもよい。
（Ａ）例えば、図１２に示すように、他の第１実施形態に係る制御装置５０は、「減速時ＤＰＦ再生処理」のサブ処理のステップＳ２１２において、内燃機関１０が無負荷減速運転中であると判定された場合には（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ２１３の処理に進む。一方、内燃機関１０が無負荷減速運転中でないと判定された場合には（Ｓ２１２：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ３１１の処理に進むようにしてもよい。
【0096】
ステップＳ３１１において、制御装置５０は、内燃機関１０がアイドル運転中であるか否かを判定するようにしてもよい。具体的には、制御装置５０は、アクセル開度検出装置３３から入力された検出信号に基づいてアクセル開度を検出して、ＲＡＭに記憶する。また、制御装置５０は、車速検出装置３７から入力された検出信号に基づいて車速を検出して、ＲＡＭに記憶する。また、制御装置５０は、回転検出装置３４から入力された検出信号に基づいてエンジン回転数を検出してＲＡＭに記憶する。
【0097】
続いて、制御装置５０は、アクセル開度と車速とエンジン回転数とをＲＡＭから読み出し、アクセル開度が「０」であり、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んでおらず、且つ、車速が車速閾値Ｖ１（例えば、２ｋｍ／ｈ）よりも遅く、且つ、エンジン回転数が回転数閾値Ｎ１（例えば、８００ｒｐｍ）以下であるか否かを判定する。尚、車速閾値Ｖ１（例えば、２ｋｍ／ｈ）と回転数閾値Ｎ１（例えば、８００ｒｐｍ）は、予めＥＥＰＲＯＭに記憶されている。
【0098】
そして、内燃機関１０がアイドル運転中でないと判定された場合には（Ｓ３１１：ＮＯ）、制御装置５０は、減速フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＦＦ」に設定して再度ＲＡＭに記憶した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了するようにしてもよい。具体的には、アクセル開度が「０」でなく、エンジン回転数が回転数閾値Ｎ１よりも高い回転数である、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んで発進寸前の場合には、制御装置５０は、内燃機関１０のアイドル運転は終了したと判定する（Ｓ３１１：ＮＯ）。また、アクセル開度が「０」でない、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んでいる場合は、制御装置５０は、内燃機関１０は通常運転中であると判定する（Ｓ３１１：ＮＯ）。
【0099】
一方、内燃機関１０がアイドル運転中であると判定された場合には（Ｓ３１１：ＹＥＳ）、制御装置５０は、減速フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２１３の処理に進むようにしてもよい。具体的には、アクセル開度が「０」であり、且つ、車速が車速閾値Ｖ１（例えば、２ｋｍ／ｈ）よりも遅く、且つ、エンジン回転数が回転数閾値Ｎ１（例えば、８００ｒｐｍ）以下である場合には、制御装置５０は、内燃機関１０がアイドル運転中であると判定する（Ｓ３１１：ＹＥＳ）。尚、減速フラグは、制御装置５０の起動時に、「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭに記憶される。
【0100】
以上説明した通り、他の第１実施形態に係る制御装置５０は、内燃機関１０が無負荷減速運転からアイドル運転に移行した場合には、吸気スロットル弁３２の開度を減少させて（例えば、吸気スロットル弁３２を閉じて）、ＤＰＦ４３の床温が、フィルタ活性温度（例えば、５００℃～７００℃）に維持される。これにより、内燃機関１０の無負荷減速運転の運転下で開始された、ＤＰＦ４３に堆積された粒子状物質（ＰＭ）の酸化焼却（燃焼焼却）を、アイドル運転に移行しても継続させることができ、ＤＰＦ４３の捕集機能を再生することができる。また、ＤＰＦ４３の床温がフィルタ活性温度に達した場合は、アイドル運転中も、燃料添加弁２８による排気ガス中への燃料の添加が停止されるため、燃費を従来よりも改善することができる。
【0101】
（Ｂ）例えば、前記実施形態では、上記ステップＳ２１６の処理において、制御装置５０は、燃料添加弁２８を介して、排気ガス中に未燃燃料を添加（供給）したが、各インジェクタ１４Ａ～１４Ｄを介して、いわゆるポスト噴射によって排気ガス中に未燃燃料を供給するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0102】
１ 排気ガス浄化装置
１０ 内燃機関
１１ 吸気通路
１２ 排気通路（排気ガス通路）
２８ 燃料添加弁
３１ 吸気流量検出装置
３２ 吸気スロットル弁
３３ アクセル開度検出装置
３４ 回転検出装置
３５ 差圧センサ
３６Ａ～３６Ｃ 排気温度検出装置
３７ 車速検出装置
４１ 排気ガス浄化ユニット
４２ 酸化触媒（ＤＯＣ）
４３ 粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ）
５０ 制御装置
１０ 内燃機関
１１ 吸気通路
１２ 排気通路（排気ガス通路）
２８ 燃料添加弁
３１ 吸気流量検出装置
３２ 吸気スロットル弁
３３ アクセル開度検出装置
３４ 回転検出装置
３５ 差圧センサ
３６Ａ～３６Ｃ 排気温度検出装置
３７ 車速検出装置
４１ 排気ガス浄化ユニット
４２ 酸化触媒（ＤＯＣ）
４３ 粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ）
５０ 制御装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】