JP7070440B2

JP7070440B2 - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP7070440B2
Application number: JP2019000590A
Authority: JP
Inventors: 紀靖小橋; 憲保足立; 佑輔齋藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2022-05-18
Anticipated expiration: 2039-01-07
Also published as: CN111502851B; US11162405B2; CN111502851A; DE102019134844A1; JP2020109282A; US20200217235A1

Description

本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。

従来、排気エミッションを改善すべく、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタを内燃機関の排気通路に設けることが知られている。

しかしながら、フィルタに堆積したＰＭの量が多くなると、フィルタが目詰まりし、背圧が上昇する。このため、ＰＭの堆積量が多いときには、内燃機関の損傷を防止するために内燃機関の出力制限等が必要となる場合がある。また、ＰＭの堆積量が多いときにフィルタ上のＰＭが燃焼除去されると、フィルタの温度が過剰に上昇し、フィルタが劣化するおそれがある。

このため、ＰＭの堆積量に応じて内燃機関を適切に制御するためには、ＰＭの堆積量を精度良く算出できることが望ましい。これに関して、特許文献１には、フィルタの下流側の排気通路に温度センサを設け、ＰＭが燃焼除去されるときに温度センサによって検出される排気ガスの温度に基づいてＰＭの堆積量を算出することが記載されている。

特開２００５－２２６５４７号公報

しかしながら、温度センサによって検出されるフィルタ下流側の排気ガスの温度は、温度センサの個体バラツキ、外気温等によって変動する。このため、特許文献１に記載の手法では、ＰＭの堆積量を精度良く算出することが困難である。

そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、内燃機関の排気通路に配置されたフィルタに堆積したＰＭの量の算出精度を向上させることにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１）内燃機関の排気通路に配置されると共に排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの前後の差圧又は該フィルタよりも上流側の前記排気通路内の圧力と大気圧との差圧を検出する差圧センサと、前記フィルタよりも下流側の前記排気通路に配置されると共に、該フィルタから流出する排気ガスの温度を検出する温度センサと、前記フィルタに堆積した粒子状物質の量を算出する堆積量算出部とを備え、前記堆積量算出部は、前記差圧に基づいて前記粒子状物質の量の第１推定値を算出し、前記フィルタへの酸素供給による前記排気ガスの温度の上昇量に基づいて前記粒子状物質の量の第２推定値を算出し、該第１推定値及び該第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出する、内燃機関の排気浄化装置。

（２）前記堆積量算出部は、前記第１推定値の範囲と前記第２推定値の範囲とが重複している範囲内の値を前記粒子状物質の量として算出する、上記（１）に記載の内燃機関の排気浄化装置。

（３）前記堆積量算出部は、前記第１推定値の範囲と前記第２推定値の範囲とが重複している範囲の最大値を前記粒子状物質の量として算出する、上記（２）に記載の内燃機関の排気浄化装置。

（４）前記堆積量算出部は、前記第１推定値の範囲と前記第２推定値の範囲とが重複している範囲の幅が所定値以上である場合には、前記第１推定値及び前記第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出しない、上記（２）又は（３）に記載の内燃機関の排気浄化装置。

（５）前記堆積量算出部は、前記フィルタに流入する排気ガスの流量が所定流量以上であるときに前記差圧センサによって検出された前記差圧に基づいて前記第１推定値を算出する、上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。

（６）前記堆積量算出部は、前記排気ガスの流量が前記所定流量以上であり且つ該流量の変動量が所定値以下であるときに前記差圧センサによって検出された前記差圧に基づいて前記第１推定値を算出する、上記（５）に記載の内燃機関の排気浄化装置。

（７）前記堆積量算出部は、前記内燃機関の燃焼室への燃料供給が停止される燃料カット制御が実行されたときの前記排気ガスの温度の上昇量に基づいて前記第２推定値を算出する、上記（１）から（６）のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。

（８）前記堆積量算出部は、前記フィルタへの酸素供給が開始されたときの前記フィルタの温度が所定温度以上である場合にのみ前記第２推定値を算出する、上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。

（９）前記堆積量算出部は、前記第１推定値の算出時期と前記第２推定値の算出時期との差が所定時間以上である場合、前記第１推定値の算出時期と前記第２推定値の算出時期との間に前記内燃機関の燃焼室に供給された吸入空気量の合計が所定量以上である場合、又は前記第１推定値の算出時期と前記第２推定値の算出時期との間に前記内燃機関の燃焼室に供給された燃料量の合計が所定量以上である場合には、前記第１推定値及び前記第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出しない、上記（１）から（８）のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。

（１０）前記堆積量算出部は、前記第１推定値及び前記第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出しない場合には、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記粒子状物質の量を算出する、上記（１）から（９）のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。

（１１）前記フィルタよりも上流側の前記排気通路に配置される触媒を更に備え、前記堆積量算出部は、前記フィルタに酸素が供給されているときに前記触媒に燃料が供給される場合には、前記フィルタに流入する排気ガス中の酸素濃度を考慮して前記第２推定値を算出する、上記（１）から（１０）のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。

本発明によれば、内燃機関の排気通路に配置されたフィルタに堆積したＰＭの量の算出精度を向上させることができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用される内燃機関を概略的に示す図である。図２は、ＥＣＵの機能ブロック図である。図３は、フィルタの前後の差圧とＰＭ堆積量との関係を示す図である。図４は、高温のフィルタに酸素が供給されたときの流出排気ガスの温度の上昇量とＰＭ堆積量との関係を示す図である。図５は、本発明の第一実施形態における堆積量算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図６は、フィルタの前後の差圧及び流入排気ガスの流量に基づいて第１推定値を算出するためのマップを示す図である。図７は、ＰＭ堆積量が所定量であるときの流出排気ガスの温度の上昇量と燃料カット制御開始時のフィルタの温度との関係を示す図である。図８は、流出排気ガスの温度の上昇量と、フィルタへの酸素供給が開始されたときのフィルタの温度とに基づいて第２推定値を算出するためのマップを示す図である。図９は、流出排気ガスの温度の上昇量及び流入排気ガス中の酸素濃度に基づいて第２推定値を算出するためのマップを示す図である。図１０は、流出排気ガスの温度の上昇量と、フィルタへの酸素供給が開始されたときのフィルタの温度と、流入排気ガス中の酸素濃度とに基づいて第２推定値を算出するためのマップを示す図である。図１１Ａは、本発明の第二実施形態における堆積量算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図１１Ｂは、本発明の第二実施形態における堆積量算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図１２は、本発明の第三実施形態における堆積量算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図１３は、第１推定値の範囲と第２推定値の範囲との重複の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜第一実施形態＞
以下、図１～図１０を参照して本発明の第一実施形態について説明する。

＜内燃機関の構成＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用される内燃機関を概略的に示す図である。内燃機関は、火花点火式内燃機関であり、具体的にはガソリンを燃料とするガソリンエンジンである。内燃機関は車両に搭載される。

内燃機関は、シリンダブロック２及びシリンダヘッド４を含む機関本体１を備える。シリンダブロック２の内部には、複数の気筒が形成される。各気筒には、気筒の軸線方向に往復運動するピストン３が配置される。ピストン３とシリンダヘッド４との間には燃焼室５が形成される。

シリンダヘッド４には吸気ポート７及び排気ポート９が形成される。吸気ポート７及び排気ポート９は燃焼室５に接続される。内燃機関は、シリンダヘッド４内に配置された吸気弁６及び排気弁８を更に備える。吸気弁６は吸気ポート７を開閉し、排気弁８は排気ポート９を開閉する。

内燃機関は点火プラグ１０及び燃料噴射弁１１を更に備える。点火プラグ１０は、シリンダヘッド４の内壁面の中央部に配置され、点火信号に応じて火花を発生させる。燃料噴射弁１１は、シリンダヘッド４の内壁面周辺部に配置され、噴射信号に応じて燃料を燃焼室５内に噴射する。本実施形態では、燃料として理論空燃比が１４．６であるガソリンが用いられる。

内燃機関は、吸気枝管１３、サージタンク１４、吸気管１５、エアクリーナ１６及びスロットル弁１８を更に備える。各気筒の吸気ポート７はそれぞれ対応する吸気枝管１３を介してサージタンク１４に連結され、サージタンク１４は吸気管１５を介してエアクリーナ１６に連結される。吸気ポート７、吸気枝管１３、サージタンク１４、吸気管１５等は、空気を燃焼室５に導く吸気通路を形成する。スロットル弁１８は、サージタンク１４とエアクリーナ１６との間の吸気管１５内に配置され、スロットル弁駆動アクチュエータ１７（例えばＤＣモータ）によって駆動される。スロットル弁１８は、スロットル弁駆動アクチュエータ１７によって回動せしめられることで、その開度に応じて吸気通路の開口面積を変更することができる。

内燃機関は、排気マニホルド１９、排気管２２、触媒２０及びフィルタ２３を更に備える。各気筒の排気ポート９は排気マニホルド１９に連結される。排気マニホルド１９は、各排気ポート９に連結される複数の枝部と、これら枝部が集合した集合部とを有する。排気マニホルド１９の集合部は、触媒２０を内蔵した上流側ケーシング２１に連結される。上流側ケーシング２１は、排気管２２を介して、フィルタ２３を内蔵した下流側ケーシング２４に連結される。排気ポート９、排気マニホルド１９、上流側ケーシング２１、排気管２２、下流側ケーシング２４等は、燃焼室５における混合気の燃焼によって生じた排気ガスを排出する排気通路を形成する。

内燃機関の各種制御は、内燃機関に設けられた各種センサの出力等に基づいて電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１によって実行される。ＥＣＵ３１は、デジタルコンピュータからなり、双方向性バス３２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３４、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３５、入力ポート３６及び出力ポート３７を備える。

ＥＣＵ３１には、各種センサの出力が入力される。本実施形態では、エアフロメータ３９、差圧センサ４０、温度センサ４１、負荷センサ４３及びクランク角センサ４４の出力がＥＣＵ３１に入力される。

エアフロメータ３９は、吸気通路、具体的にはスロットル弁１８よりも上流側の吸気管１５内に配置される。エアフロメータ３９は、吸気通路を流れる空気の流量を検出する。エアフロメータ３９はＥＣＵ３１に電気的に接続され、エアフロメータ３９の出力は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。

差圧センサ４０は、排気通路に配置され、フィルタ２３よりも上流側の排気通路内の圧力とフィルタ２３よりも下流側の排気通路内の圧力との差圧、すなわちフィルタ２３の前後の差圧を検出する。差圧センサ４０はＥＣＵ３１に電気的に接続され、差圧センサ４０の出力は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。

温度センサ４１は、フィルタ２３よりも下流側の排気通路（具体的には排気管２２）に配置され、フィルタ２３から流出する排気ガスの温度を検出する。温度センサ４１はＥＣＵ３１に電気的に接続され、温度センサ４１の出力は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。

負荷センサ４３は、内燃機関を搭載した車両に設けられたアクセルペダル４２に接続され、アクセルペダル４２の踏み込み量を検出する。温度センサ４１はＥＣＵ３１に電気的に接続され、温度センサ４１の出力は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。ＣＰＵ３５は負荷センサ４３の出力に基づいて機関負荷を算出する。

クランク角センサ４４は、内燃機関のクランクシャフトが所定角度（例えば１５度）回転する毎に出力パルスを発生させる。クランク角センサ４４はＥＣＵ３１に電気的に接続され、クランク角センサ４４の出力は入力ポート３６に入力される。ＣＰＵ３５はクランク角センサ４４の出力に基づいて機関回転数を計算する。

一方、出力ポート３７は、対応する駆動回路４５を介して、点火プラグ１０、燃料噴射弁１１及びスロットル弁駆動アクチュエータ１７に接続され、ＣＰＵ３５はこれらを制御する。具体的には、ＣＰＵ３５は、点火プラグ１０の点火時期、燃料噴射弁１１から噴射される燃料の噴射時期及び噴射量、並びにスロットル弁１８の開度を制御する。

＜内燃機関の排気浄化装置＞
以下、本発明の第一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置（以下、単に「排気浄化装置」と称する）について説明する。

排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に配置された触媒２０及びフィルタ２３を備える。図１に示されるように、触媒２０はフィルタ２３よりも上流側の排気通路に配置される。触媒２０は排気ガス中の有害物質を浄化する。例えば、触媒２０は、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に浄化可能な三元触媒である。

フィルタ２３は排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。本実施形態では、フィルタ２３はガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）である。

ＰＭを含む排気ガスがフィルタ２３に流入すると、ＰＭがフィルタ２３に堆積する。フィルタ２３に堆積したＰＭの量が多くなると、フィルタ２３の閉塞（目詰まり）が生じる。この結果、フィルタ２３を通した排気ガスの排出が妨げられ、背圧が上昇する。

一方、フィルタ２３の温度が高いときにフィルタ２３に酸素が供給されると、フィルタ２３に堆積したＰＭが酸化されて燃焼除去される。この現象はフィルタ２３の再生と称される。フィルタ２３の再生を行うことによって、フィルタ２３に堆積したＰＭの量を減少させることができる。

排気浄化装置は堆積量算出部５１及び機関制御部５２を更に備える。図２は、ＥＣＵ３１の機能ブロック図である。本実施形態では、ＥＣＵ３１が堆積量算出部５１及び機関制御部５２を有する。堆積量算出部５１及び機関制御部５２は、ＥＣＵ３１のＲＯＭ３４に記憶されたプログラムをＥＣＵ３１のＣＰＵ３５が実行することによって実現される機能ブロックである。

堆積量算出部５１は、フィルタ２３に堆積したＰＭの量（以下、「ＰＭ堆積量」と称する）を算出する。ＰＭがフィルタ２３に堆積すると、フィルタ２３が目詰まりし、フィルタ２３よりも上流側の排気通路内の圧力がフィルタ２３よりも下流側の排気通路内の圧力よりも高くなる。また、ＰＭ堆積量が多いほど、フィルタ２３の前後の差圧が大きくなる。このため、フィルタ２３の前後の差圧に基づいてＰＭ堆積量を算出する方法（以下、「差圧法」と称する）が考えられる。

しかしながら、フィルタ２３の前後の差圧とＰＭ堆積量との関係はＰＭの堆積状態に応じて変化する。図３は、フィルタ２３の前後の差圧とＰＭ堆積量との関係を示す図である。図中の実線は、フィルタ２３の再生が行われない場合の差圧とＰＭ堆積量との関係を示す。一方、図中の一点鎖線は、フィルタ２３の再生が行われた場合の差圧とＰＭ堆積量との関係を示す。

フィルタ２３がＰＭを捕集するとき、ＰＭは最初にフィルタ２３の壁の内部に堆積する。図３の例では、ＰＭ堆積量がゼロからＤ１に増加するとき、ＰＭがフィルタ２３の壁の内部に堆積する。このとき、フィルタ２３の前後の差圧の上昇量（図中の傾き）が大きくなる。

フィルタ２３の壁の内部がＰＭによって充填されると、次にＰＭはフィルタ２３の壁の表面に堆積する。図３の例では、ＰＭがフィルタ２３の壁の表面に堆積することによって、ＰＭ堆積量がＤ２から徐々に増えている。このとき、ＰＭがフィルタ２３の壁の内部に堆積するときと比べて、フィルタ２３の前後の差圧の上昇量は小さくなる。

また、ＰＭ堆積量がＤ３であるときにＰＭの再生が行われると、ＰＭ堆積量がＤ３からＤ２に減少する。また、ＰＭ堆積量の減少に伴い、フィルタ２３の前後の差圧が低下する。このとき、フィルタ２３の壁の内部に堆積したＰＭが最初に燃焼除去される。このため、フィルタ２３の前後の差圧の低下量が大きくなる。その後、ＰＭを含む排気ガスが再びフィルタ２３に流入すると、一点鎖線で示されるように、ＰＭ堆積量がＤ２から徐々に増加する。

図３から分かるように、フィルタ２３の再生が行われると、ＰＭの堆積状態が変化し、フィルタ２３の前後の差圧とＰＭ堆積量との関係が変化する。このため、差圧法によって算出されたＰＭ堆積量には誤差が生じる。

また、フィルタ２３への酸素供給によってＰＭが燃焼するとき、反応熱によってフィルタ２３の温度が上昇する。この結果、フィルタ２３から流出する排気ガス（以下、「流出排気ガス」と称する）の温度も上昇する。

図４は、高温のフィルタ２３に酸素が供給されたときの流出排気ガスの温度の上昇量とＰＭ堆積量との関係を示す図である。図４に示されるように、流出排気ガスの温度の上昇量は、ＰＭ堆積量に比例して大きくなる。このため、フィルタ２３への酸素供給による流出排気ガスの温度の上昇量に基づいてＰＭ堆積量を算出する方法（以下、「温度法」と称する）が考えられる。

しかしながら、温度センサ４１によって検出される流出排気ガスの温度は、温度センサ４１の個体バラツキ、外気温等によって変動する。また、フィルタ２３の温度が低いときにフィルタ２３に酸素が供給されると、ＰＭの燃焼が抑制され、流出排気ガスの温度の上昇量のバラツキが大きくなる。このため、温度法によって算出されたＰＭ堆積量には誤差が生じる。

したがって、ＰＭ堆積量の算出方法には改善の余地がある。そこで、本実施形態では、差圧法によって算出されたＰＭ堆積量と、温度法によって算出されたＰＭ堆積量とに基づいて、最終的なＰＭ堆積量が算出される。このことによって、ＰＭ堆積量の算出精度を向上させることができる。以下、堆積量算出部５１によって行われるＰＭ堆積量の具体的な算出方法を説明する。

堆積量算出部５１は、フィルタ２３の前後の差圧に基づいてＰＭ堆積量の第１推定値を算出する。第１推定値は、差圧法によって算出されたＰＭ堆積量に相当する。また、堆積量算出部５１は、フィルタ２３への酸素供給による流出排気ガスの温度の上昇量に基づいて第２推定値を算出する。すなわち、堆積量算出部５１は、フィルタ２３に酸素が供給されたときの流出排気ガスの温度の上昇量に基づいて第２推定値を算出する。第２推定値は、温度法によって算出されたＰＭ堆積量に相当する。

内燃機関では、所定の実行条件が満たされているときに、燃焼室５への燃料供給が停止される燃料カット制御が実行される。所定の実行条件は、例えば、アクセルペダル４２の踏込み量がゼロ又はほぼゼロ（すなわち、機関負荷がゼロ又はほぼゼロ）であり且つ機関回転数がアイドリング時の回転数よりも高い所定の回転数以上であるときに満たされる。

燃料カット制御が実行されると、吸気通路から排気通路に空気が供給され、酸素がフィルタ２３に供給される。このとき、排気ガス中の酸素濃度が最大となる。このため、本実施形態では、堆積量算出部５１は、燃料カット制御が実行されたときの流出排気ガスの温度の上昇量に基づいてＰＭ堆積量の第２推定値を算出する。このことによって、フィルタ２３に供給される排気ガス中の酸素濃度がほぼ一定であるときに第２推定値が算出されるため、第２推定値の信頼度を高めることができる。

堆積量算出部５１は第１推定値及び第２推定値に基づいてＰＭ堆積量を算出する。このことによって、差圧法及び温度法のいずれか一方によってＰＭ堆積量が算出される場合に比べて、ＰＭ堆積量の算出精度を高めることができる。

機関制御部５２は、堆積量算出部５１によって算出されたＰＭ堆積量に基づいて内燃機関を制御する。ＰＭ堆積量が多いときにフィルタ２３の再生が行われると、フィルタ２３の温度が過剰に上昇し、フィルタ２３が劣化するおそれがある。このため、例えば、機関制御部５２は、ＰＭ堆積量が所定量以上である場合に、排気温度の上昇を抑制すべく内燃機関の出力を制限する。なお、機関制御部５２は、ＰＭ堆積量が所定量以上である場合に、燃料カット制御を禁止し又は燃料カット制御の連続実行時間を制限してもよい。

また、ＰＭ堆積量が多くなると、フィルタ２３が目詰まりし、背圧が上昇する。このため、機関制御部５２は、ＰＭ堆積量が所定量以上である場合に、ＰＭ堆積量を迅速に減少させるべくＰＭの再生を行ってもよい。具体的には、機関制御部５２は、ＰＭ堆積量が所定量以上である場合に、燃焼室５に供給される混合気の目標空燃比が理論空燃比よりもリーンなリーン空燃比に設定されるリーン制御を実行してもよい。リーン制御が実行されると、酸素がフィルタ２３に供給され、ＰＭの燃焼が促進される。

＜堆積量算出処理＞
以下、図５のフローチャートを参照して、ＰＭ堆積量を算出するための制御について詳細に説明する。図５は、本発明の第一実施形態における堆積量算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、ＥＣＵ３１によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。

最初に、ステップＳ１０１において、堆積量算出部５１は、マップ又は計算式を用いて、差圧センサ４０によって検出された差圧に基づいてＰＭ堆積量の第１推定値を算出する。第１推定値は、差圧が大きいほど大きくなる。

次いで、ステップＳ１０２において、堆積量算出部５１は、燃料カット制御が実行されたか否かを判定する。燃料カット制御が実行されなかったと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、燃料カット制御が実行されたと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、堆積量算出部５１は、フィルタ２３への酸素供給による流出排気ガスの温度の上昇量に基づいてＰＭ堆積量の第２推定値を算出する。第２推定値は、流出排気ガスの温度の上昇量が大きいほど大きくなる。

例えば、堆積量算出部５１は、燃料カット制御が実行されているときに温度センサ４１によって検出された温度の最大値から、燃料カット制御が開始されたときに温度センサ４１によって検出された温度を減算することによって流出排気ガスの温度の上昇量を算出する。なお、堆積量算出部５１は、燃料カット制御が開始されてから所定時間が経過したときに温度センサ４１によって検出された温度から、燃料カット制御が開始されたときに温度センサ４１によって検出された温度を減算することによって流出排気ガスの温度の上昇量を算出してもよい。

次いで、ステップＳ１０４において、堆積量算出部５１は第１推定値及び第２推定値に基づいてＰＭ堆積量を算出する。例えば、堆積量算出部５１は第１推定値及び第２推定値の平均値としてＰＭ堆積量を算出する。ステップＳ１０４の後、本制御ルーチンは終了する。

なお、ステップＳ１０３において、堆積量算出部５１は、燃料カット制御が所定時間以上実行されたか否かを判定してもよい。また、ステップＳ１０３において、堆積量算出部５１は、燃焼室５に供給される混合気の目標空燃比が理論空燃比よりもリーンなリーン空燃比に設定されるリーン制御が実行されたか否かを判定してもよい。すなわち、堆積量算出部５１は、リーン制御が実行されたときの流出排気ガスの温度の上昇量に基づいてＰＭ堆積量の第２推定値を算出してもよい。

また、ＰＭ堆積量が一定であっても、フィルタ２３の前後の差圧は、フィルタ２３に流入する排気ガス（以下、「流入排気ガス」と称する）の流量の影響を受ける。このため、ステップＳ１０１において、堆積量算出部５１は、例えば図６に示されるようなマップを用いて、フィルタ２３の前後の差圧ＤＰ及び流入排気ガスの流量ＦＡに基づいて第１推定値Ｅ１を算出してもよい。このことによって、第１推定値の信頼度を高めることができる。この場合、流入排気ガスの流量ＦＡは基本的に吸入空気流量に比例するため、例えば、堆積量算出部５１は、エアフロメータ３９によって検出された吸入空気流量に基づいて流入排気ガスの流量ＦＡを算出する。

また、ＰＭ堆積量が一定であっても、流出排気ガスの温度の上昇量は、フィルタ２３への酸素供給が開始されたときのフィルタ２３の温度の影響を受ける。図７は、ＰＭ堆積量が所定量であるときの流出排気ガスの温度の上昇量と燃料カット制御開始時のフィルタ２３の温度との関係を示す図である。図には、ＰＭ堆積量が５ｇであるときの関係が実線で示され、ＰＭ堆積量が３ｇであるときの関係が破線で示され、ＰＭ堆積量が１ｇであるときの関係が一点鎖線によって示されている。

図７に示されるように、燃料カット制御開始時のフィルタ２３の温度が低いときには、流出排気ガスの温度がほとんど上昇しない。一方、燃料カット制御開始時のフィルタ２３の温度が高いほど、流出排気ガスの温度の上昇量は大きくなる。

このため、ステップＳ１０３において、堆積量算出部５１は、例えば図８に示されるようなマップを用いて、流出排気ガスの温度の上昇量ＩＡと、フィルタ２３への酸素供給が開始されたときのフィルタ２３の温度ＦＴ、例えば燃料カット制御が実行されたときのフィルタ２３の温度とに基づいて第２推定値Ｅ２を算出してもよい。このことによって、第２推定値の信頼度を高めることができる。この場合、堆積量算出部５１は、フィルタ２３への酸素供給が開始されたときに温度センサ４１によって検出された温度に基づいて、フィルタ２３への酸素供給が開始されたときのフィルタ２３の温度を算出する。なお、温度センサ４１によって検出された温度をフィルタ２３の温度とみなしてもよい。

また、流入排気ガスの温度を上昇させるべく、フィルタ２３に酸素が供給されているときに触媒２０に燃料が供給される場合がある。例えば、各気筒における膨張行程において燃料噴射弁１１から燃料を噴射するポスト噴射を行うことによって触媒２０に燃料（未燃燃料）を供給することができる。また、触媒２０よりも上流側の排気通路に燃料噴射弁を設け、この燃料噴射弁から排気通路に燃料を供給することによっても触媒２０に燃料を供給することができる。

触媒２０に燃料が供給されると、酸素が燃料と反応し、触媒２０において酸素が消費される。この結果、流入排気ガス中の酸素濃度が変化する。流出排気ガスの温度の上昇量は流入排気ガス中の酸素濃度に応じて変動する。具体的には、流入排気ガス中の酸素濃度が高いほど、流出排気ガスの温度の上昇量が大きくなる。

このため、堆積量算出部５１は、フィルタ２３に酸素が供給されているときに触媒２０に燃料が供給される場合には、流入排気ガス中の酸素濃度を考慮して第２推定値を算出してもよい。このことによって、触媒２０に燃料が供給されるときに第２推定値の信頼度が低下することを抑制することができる。

この場合、例えば、堆積量算出部５１は、流入排気ガス中の酸素濃度に基づいて流出排気ガスの温度の上昇量を補正し、補正後の上昇量に基づいて第２推定値を算出する。流入排気ガス中の酸素濃度は、触媒２０への燃料供給量に基づいて算出される。

なお、堆積量算出部５１は、図９に示されるようなマップを用いて、流出排気ガスの温度の上昇量ＩＡ及び流入排気ガス中の酸素濃度ＯＣに基づいて第２推定値Ｅ２を算出してもよい。また、堆積量算出部５１は、図１０に示されるような三次元マップを用いて、流出排気ガスの温度の上昇量ＩＡと、フィルタ２３への酸素供給が開始されたときのフィルタ２３の温度ＦＴと、流入排気ガス中の酸素濃度ＯＣとに基づいて第２推定値Ｅ２を算出してもよい。

なお、内燃機関の構成は、上述した構成に限定されない。したがって、気筒配列、燃料の噴射態様、吸排気系の構成、動弁機構の構成、過給器の有無のような内燃機関の具体的な構成は、図１に示した構成と異なっていてもよい。例えば、燃料噴射弁１１は、吸気ポート７内に燃料を噴射するように構成されてもよい。

また、フィルタ２３がＰＭによって目詰まりすると、フィルタ２３よりも上流側の排気通路内の圧力が高くなる。この結果、ＰＭ堆積量が多いほど、フィルタ２３よりも上流側の排気通路内の圧力と大気圧との差圧が大きくなる。このため、差圧センサ４０は、フィルタ２３の前後の差圧の代わりに、フィルタ２３よりも上流側の排気通路内の圧力と大気圧との差圧を検出してもよい。

＜第二実施形態＞
第二実施形態に係る排気浄化装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る排気浄化装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。

流入排気ガスの流量が小さい場合には、ＰＭ堆積量が変化したときのフィルタ２３の前後の差圧の変化量が小さくなる。このため、流入排気ガスの流量が大きいときに差圧センサ４０によって検出された差圧に基づいて第１推定値を算出することが好ましい。また、流入排気ガスの流量の変動量が大きい場合、第１推定値の誤差が大きくなるおそれがある。

このため、第二実施形態では、堆積量算出部５１は、流入排気ガスの流量が所定流量以上であり且つ流入排気ガスの流量の変動量が所定値以下であるときに差圧センサ４０によって検出された差圧に基づいて第１推定値を算出する。このことによって、第１推定値の信頼度を高めることができる。

また、図７に示されるように、フィルタ２３への酸素供給が開始されたときのフィルタ２３の温度が低いときには、フィルタ２３への酸素供給によって流出排気ガスの温度がほとんど上昇しない。このため、第二実施形態では、堆積量算出部５１は、フィルタ２３への酸素供給が開始されたときのフィルタ２３の温度が所定温度以上である場合にのみ、流出排気ガスの温度の上昇量に基づいて第２推定値を算出する。言い換えれば、堆積量算出部５１は、フィルタ２３の酸素供給が開始されたときのフィルタ２３の温度が所定温度未満である場合には、第２推定値を算出しない。このことによって、第２推定値の信頼度を高めることができる。

また、第１推定値の算出時期と第２推定値の算出時期とが離れている場合、先の算出時期と後の算出時期との間で実際のＰＭ堆積量が変動することがある。このため、第二実施形態では、堆積量算出部５１は、第１推定値の算出時期と第２推定値の算出時期との差が所定時間以上である場合には、第１推定値及び第２推定値に基づいてＰＭ堆積量を算出しない。このことによって、ＰＭ堆積量の算出精度を更に向上させることができる。

しかしながら、ＰＭ堆積量が算出されない場合、内燃機関においてＰＭ堆積量に応じた適切な制御を行うことができない。このため、算出精度が落ちたとしても、ＰＭ堆積量を常に算出できることが望ましい。そこで、第二実施形態では、堆積量算出部５１は、第１推定値及び第２推定値に基づいてＰＭ堆積量を算出しない場合には、内燃機関の運転状態に基づいてＰＭ堆積量を算出する。このことによって、ＰＭ堆積量の算出頻度が低下することを防止することができる。

＜堆積量算出処理＞
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の第二実施形態における堆積量算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、ＥＣＵ３１によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。

最初に、ステップＳ２０１において、堆積量算出部５１は内燃機関の運転状態に基づいてＰＭ堆積量を算出する。具体的には、堆積量算出部５１は、機関負荷及び機関回転数に基づいてＰＭ堆積量の変化量を算出し、この変化量を積算することによってＰＭ堆積量を算出する。機関負荷は負荷センサ４３の出力に基づいて算出され、機関回転数はクランク角センサ４４の出力に基づいて算出される。

次いで、ステップＳ２０２において、堆積量算出部５１は、流入排気ガスの流量が所定流量以上であるか否かを判定する。所定流量は予め定められる。流入排気ガスの流量は、エアフロメータ３９によって検出された吸入空気流量に基づいて算出される。ステップＳ２０２において流入排気ガスの流量が所定流量以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３では、堆積量算出部５１は、流入排気ガスの流量の変動量が所定値以下であるか否かを判定する。所定値は予め定められる。流量の変動量は、例えば、所定時間の間に算出された流量の最大値と最小値との差として算出される。ステップＳ２０３において流入排気ガスの流量の変動量が所定値以下であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４では、図５のステップＳ１０１と同様に、堆積量算出部５１はＰＭ堆積量の第１推定値を算出する。次いで、ステップＳ２０５において、堆積量算出部５１は第１フラグＦ１を１に設定する。第１フラグＦ１は、第１推定値が算出されたときに１に設定されるフラグである。第１フラグＦ１の初期値はゼロである。

ステップＳ２０５の後、本制御ルーチンはステップＳ２０６に進む。一方、ステップＳ２０２において流入排気ガスの流量が所定流量未満であると判定された場合、又はステップＳ２０３において流入排気ガスの流量の変動量が所定値よりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２０４及びステップＳ２０５をスキップしてステップＳ２０６に進む。この場合、第１推定値は算出されない。

ステップＳ２０６では、図５のステップＳ１０３と同様に、堆積量算出部５１は、燃料カット制御が実行されたか否かを判定する。燃料カット制御が実行されたと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７では、堆積量算出部５１は、燃料カット制御が開始されたときのフィルタ２３の温度が所定温度以上であるか否かを判定する。所定温度は予め定められる。燃料カット制御が開始されたときのフィルタ２３の温度は、燃料カット制御が開始されたときに温度センサ４１によって検出された流出排気ガスの温度に基づいて算出される。ステップＳ２０７において燃料カット制御が開始されたときのフィルタ２３の温度が所定温度以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８では、図５のステップＳ１０３と同様に、堆積量算出部５１はＰＭ堆積量の第２推定値を算出する。次いで、ステップＳ２０９において、堆積量算出部５１は第２フラグＦ２を１に設定する。第２フラグＦ２は、第２推定値が算出されたときに１に設定されるフラグである。第２フラグＦ１の初期値はゼロである。

ステップＳ２０９の後、本制御ルーチンはステップＳ２１０に進む。一方、ステップＳ２０６において燃料カット制御が実行されなかったと判定された場合、又はステップＳ２０７において燃料カット制御が開始されたときのフィルタ２３の温度が所定温度未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２０８及びステップＳ２０９をスキップしてステップＳ２１０に進む。この場合、第２推定値は算出されない。

ステップＳ２１０では、堆積量算出部５１は、第１フラグＦ１及び第２フラグＦ２が１であるか否かを判定する。第１フラグＦ１及び第２フラグＦ２が１であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２１１では、堆積量算出部５１は、第１推定値の算出時期と第２推定値の算出時期との差が所定時間以上であるか否かを判定する。所定時間は予め定められる。なお、第１推定値の算出時期及び第２推定値の算出時期は、それぞれ、最も後に算出されたときの値が用いられる。ステップＳ２１１において第１推定値の算出時期と第２推定値の算出時期との差が所定時間未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２１２に進む。

ステップＳ２１２では、図５のステップＳ１０４と同様に、堆積量算出部５１は、第１推定値及び第２推定値に基づいてＰＭ堆積量を算出する。この結果、ＰＭ堆積量が、ステップＳ２０１において算出された値からステップＳ２１２において算出された値に書き換えられる。この場合、機関制御部５２は、第１推定値及び第２推定値に基づいて算出されたＰＭ堆積量に基づいて内燃機関を制御する。

次いで、ステップＳ２１３において、堆積量算出部５１は第１フラグＦ１及び第２フラグＦ２をゼロにリセットする。ステップＳ２１３の後、本制御ルーチンは終了する。

一方、ステップＳ２１０において第１フラグＦ１及び第２フラグＦ２の少なくとも一方がゼロであると判定された場合、又はステップＳ２１１において第１推定値の算出時期と第２推定値の算出時期との差が所定時間以上であると判定された場合、本制御ルーチンは終了する。この場合、機関制御部５２は、内燃機関の運転状態に基づいて算出されたＰＭ堆積量に基づいて内燃機関を制御する。

なお、ステップＳ２１１において、堆積量算出部５１は、第１推定値の算出時期と第２推定値の算出時期との間に燃焼室５に供給された吸入空気量の合計が所定量以上であるか否かを判定してもよい。すなわち、堆積量算出部５１は、第１推定値の算出時期と第２推定値の算出時期との間に燃焼室５に供給された吸入空気量の合計が所定量以上である場合には、第１推定値及び第２推定値に基づいてＰＭ堆積量を算出しなくてもよい。吸入空気量の合計は、エアフロメータ３９の出力に基づいて算出される。

また、ステップＳ２１１において、堆積量算出部５１は、第１推定値の算出時期と第２推定値の算出時期との間に燃焼室５に供給された燃料量の合計が所定量以上であるか否かを判定してもよい。すなわち、堆積量算出部５１は、第１推定値の算出時期と第２推定値の算出時期との間に燃焼室５に供給された燃料量の合計が所定量以上である場合には、第１推定値及び第２推定値に基づいてＰＭ堆積量を算出しなくてもよい。燃料量の合計は、ＥＣＵ３１から燃料噴射弁１１に出力される指令値に基づいて算出される。

また、ステップＳ２０１～ステップＳ２０３、ステップＳ２０７及びステップＳ２１１のうち、４つ以下の任意のステップが省略されてもよい。また、本制御ルーチンは図５の制御ルーチンと同様に変更可能である。

＜第三実施形態＞
第三実施形態に係る排気浄化装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る排気浄化装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第三実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。

上述したように、差圧法によって算出されたＰＭ堆積量に相当する第１推定値と、温度法によって算出されたＰＭ堆積量に相当する第２推定値とには誤差が生じる。また、誤差の幅は、ＰＭ堆積量を算出するために用いられるパラメータの値に応じて変動する。

このため、第三実施形態では、堆積量算出部５１は、幅を有する値として第１推定値及び第２推定値を算出する。また、堆積量算出部５１は、第１推定値の範囲と第２推定値の範囲とが重複している範囲内の値をＰＭ堆積量として算出する。すなわち、堆積量算出部５１は、第１推定値の範囲と第２推定値の範囲とが重複していない場合には、第１推定値及び第２推定値に基づいてＰＭ堆積量を算出しない。上記のようにＰＭ堆積量を算出することによって、ＰＭ堆積量の算出精度を高めることができる。

また、第１推定値及び第２推定値の誤差が大きい場合には、第１推定値の範囲と第２推定値の範囲とが重複している範囲の幅（以下、「重複範囲」と称する）が大きくなる。このため、堆積量算出部５１は、重複範囲の幅が所定値以上である場合には、第１推定値及び第２推定値に基づいてＰＭ堆積量を算出しない。このことによって、ＰＭ堆積量の算出精度を更に高めることができる。

また、第三実施形態では、第二実施形態と同様に、堆積量算出部５１は、第１推定値及び第２推定値に基づいてＰＭ堆積量を算出しない場合には、内燃機関の運転状態に基づいてＰＭ堆積量を算出する。このことによって、ＰＭ堆積量の算出頻度が低下することを防止することができる。

＜堆積量算出処理＞
図１２は、本発明の第三実施形態における堆積量算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、ＥＣＵ３１によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。

最初に、ステップＳ３０１において、図１１ＡのステップＳ２０１と同様に、堆積量算出部５１は内燃機関の運転状態に基づいてＰＭ堆積量を算出する。

次いで、ステップＳ３０２において、図５のステップＳ１０１と同様に、堆積量算出部５１はＰＭ堆積量の第１推定値を算出する。このとき、堆積量算出部５１は、幅を有する値（例えば３～５ｇ）として第１推定値を算出する。流入排気ガスの流量に基づいて第１推定値が算出される場合、流入排気ガスの流量が小さいほど、第１推定値の範囲は広くなる。

次いで、ステップＳ３０３において、図５のステップＳ１０３と同様に、堆積量算出部５１は、燃料カット制御が実行されたか否かを判定する。燃料カット制御が実行されたと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０４では、図５のステップＳ１０３と同様に、堆積量算出部５１はＰＭ堆積量の第２推定値を算出する。このとき、堆積量算出部５１は、幅を有する値として第２推定値を算出する。フィルタ２３への酸素供給による流出排気ガスの温度の上昇量が小さいほど、第２推定値の範囲は広くなる。また、フィルタ２３への酸素供給が開始されたときのフィルタ２３の温度に基づいて第２推定値が算出される場合、フィルタ２３への酸素供給が開始されたときのフィルタ２３の温度が低いほど、第２推定値の範囲は広くなる。

次いで、ステップＳ３０５において、堆積量算出部５１は、第１推定値の範囲と第２推定値の範囲とが重複しているか否かを判定する。第１推定値の範囲と第２推定値の範囲とが重複していると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０６では、堆積量算出部５１は、重複範囲の幅が所定値以上であるか否かを判定する。所定値は予め定められる。ステップＳ３０６において重複範囲の幅が所定値未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７では、堆積量算出部５１は第１推定値及び第２推定値に基づいてＰＭ堆積量を算出する。具体的には、堆積量算出部５１は、第１推定値の範囲と第２推定値の範囲とが重複している範囲内の値をＰＭ堆積量として算出する。

例えば、堆積量算出部５１は、第１推定値の範囲と第２推定値の範囲とが重複している範囲の最大値（図１３の例における値Ｘ）をＰＭ堆積量として算出する。このことによって、ＰＭ堆積量が実際の値よりも少なく見積もられることを抑制することができる。この結果、実際のＰＭ堆積量が過剰になる前に内燃機関において必要な制御を実行することができる。ステップＳ３０７の後、本制御ルーチンは終了する。

なお、ステップＳ３０１及びステップＳ３０６の少なくとも一方が省略されてもよい。また、本制御ルーチンは図５の制御ルーチンと同様に変更可能である。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。例えば、排気浄化装置から触媒２０が省略されてもよい。

また、内燃機関は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであってもよい。この場合、内燃機関の排気通路には、触媒２０として酸化触媒が配置され、フィルタ２３としてディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が配置される。

また、流入排気ガスの温度を検出する上流側温度センサがフィルタ２３よりも上流側の排気通路に配置されてもよい。この場合、堆積量算出部５１は、温度センサ４１によって検出された温度から上流側温度センサによって検出された温度を減算することによって流出排気ガスの温度の上昇量を算出してもよい。

また、上述した実施形態は、任意に組み合わせて実施可能である。例えば、第二実施形態と第三実施形態とが組み合わされる場合、図１１ＡのステップＳ２０４及びステップＳ２０８において幅を有する値として第１推定値及び第２推定値が算出され、図１１ＢのステップＳ２１１とステップＳ２１２との間に図１２のステップＳ３０５及びステップＳ３０６が実行される。

２２排気管
２３フィルタ
４０差圧センサ
４１温度センサ
５１堆積量算出部

Claims

内燃機関の排気通路に配置されると共に排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの前後の差圧又は該フィルタよりも上流側の前記排気通路内の圧力と大気圧との差圧を検出する差圧センサと、
前記フィルタよりも下流側の前記排気通路に配置されると共に、該フィルタから流出する排気ガスの温度を検出する温度センサと、
前記フィルタに堆積した粒子状物質の量を算出する堆積量算出部と
を備え、
前記堆積量算出部は、前記差圧に基づいて前記粒子状物質の量の第１推定値を算出し、前記フィルタへの酸素供給による前記排気ガスの温度の上昇量に基づいて前記粒子状物質の量の第２推定値を算出し、該第１推定値及び該第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出し、
前記堆積量算出部は、前記第１推定値の範囲と前記第２推定値の範囲とが重複している範囲内の値を前記粒子状物質の量として算出する、内燃機関の排気浄化装置。
内燃機関の排気通路に配置されると共に排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの前後の差圧又は該フィルタよりも上流側の前記排気通路内の圧力と大気圧との差圧を検出する差圧センサと、
前記フィルタよりも下流側の前記排気通路に配置されると共に、該フィルタから流出する排気ガスの温度を検出する温度センサと、
前記フィルタに堆積した粒子状物質の量を算出する堆積量算出部と
を備え、
前記堆積量算出部は、前記差圧に基づいて前記粒子状物質の量の第１推定値を算出し、前記フィルタへの酸素供給による前記排気ガスの温度の上昇量に基づいて前記粒子状物質の量の第２推定値を算出し、該第１推定値及び該第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出し、
前記堆積量算出部は、前記内燃機関の燃焼室への燃料供給が停止される燃料カット制御が実行されたときの前記排気ガスの温度の上昇量に基づいて前記第２推定値を算出する、内燃機関の排気浄化装置。
内燃機関の排気通路に配置されると共に排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの前後の差圧又は該フィルタよりも上流側の前記排気通路内の圧力と大気圧との差圧を検出する差圧センサと、
前記フィルタよりも下流側の前記排気通路に配置されると共に、該フィルタから流出する排気ガスの温度を検出する温度センサと、
前記フィルタに堆積した粒子状物質の量を算出する堆積量算出部と
を備え、
前記堆積量算出部は、前記差圧に基づいて前記粒子状物質の量の第１推定値を算出し、前記フィルタへの酸素供給による前記排気ガスの温度の上昇量に基づいて前記粒子状物質の量の第２推定値を算出し、該第１推定値及び該第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出し、
前記堆積量算出部は、前記第１推定値の算出時期と前記第２推定値の算出時期との差が所定時間以上である場合、前記第１推定値の算出時期と前記第２推定値の算出時期との間に前記内燃機関の燃焼室に供給された吸入空気量の合計が所定量以上である場合、又は前記第１推定値の算出時期と前記第２推定値の算出時期との間に前記内燃機関の燃焼室に供給された燃料量の合計が所定量以上である場合には、前記第１推定値及び前記第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出しない、内燃機関の排気浄化装置。
内燃機関の排気通路に配置されると共に排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの前後の差圧又は該フィルタよりも上流側の前記排気通路内の圧力と大気圧との差圧を検出する差圧センサと、
前記フィルタよりも下流側の前記排気通路に配置されると共に、該フィルタから流出する排気ガスの温度を検出する温度センサと、
前記フィルタに堆積した粒子状物質の量を算出する堆積量算出部と、
前記フィルタよりも上流側の前記排気通路に配置される触媒と
を備え、
前記堆積量算出部は、前記差圧に基づいて前記粒子状物質の量の第１推定値を算出し、前記フィルタへの酸素供給による前記排気ガスの温度の上昇量に基づいて前記粒子状物質の量の第２推定値を算出し、該第１推定値及び該第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出し、
前記堆積量算出部は、前記第１推定値及び前記第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出しない場合には、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記粒子状物質の量を算出する、内燃機関の排気浄化装置。
内燃機関の排気通路に配置されると共に排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの前後の差圧又は該フィルタよりも上流側の前記排気通路内の圧力と大気圧との差圧を検出する差圧センサと、
前記フィルタよりも下流側の前記排気通路に配置されると共に、該フィルタから流出する排気ガスの温度を検出する温度センサと、
前記フィルタに堆積した粒子状物質の量を算出する堆積量算出部と、
前記フィルタよりも上流側の前記排気通路に配置される触媒と
を備え、
前記堆積量算出部は、前記差圧に基づいて前記粒子状物質の量の第１推定値を算出し、前記フィルタへの酸素供給による前記排気ガスの温度の上昇量に基づいて前記粒子状物質の量の第２推定値を算出し、該第１推定値及び該第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出し、
前記堆積量算出部は、前記フィルタに酸素が供給されているときに前記触媒に燃料が供給される場合には、前記フィルタに流入する排気ガス中の酸素濃度を考慮して前記第２推定値を算出する、内燃機関の排気浄化装置。
前記堆積量算出部は、前記第１推定値の範囲と前記第２推定値の範囲とが重複している範囲内の値を前記粒子状物質の量として算出する、請求項２から５のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記堆積量算出部は、前記第１推定値の範囲と前記第２推定値の範囲とが重複している範囲の最大値を前記粒子状物質の量として算出する、請求項１又は６に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記堆積量算出部は、前記第１推定値の範囲と前記第２推定値の範囲とが重複している範囲の幅が所定値以上である場合には、前記第１推定値及び前記第２推定値に基づいて前記粒子状物質の量を算出しない、請求項１、６又は７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記堆積量算出部は、前記フィルタに流入する排気ガスの流量が所定流量以上であるときに前記差圧センサによって検出された前記差圧に基づいて前記第１推定値を算出する、請求項１から８のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記堆積量算出部は、前記排気ガスの流量が前記所定流量以上であり且つ該流量の変動量が所定値以下であるときに前記差圧センサによって検出された前記差圧に基づいて前記第１推定値を算出する、請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記堆積量算出部は、前記フィルタへの酸素供給が開始されたときの前記フィルタの温度が所定温度以上である場合にのみ前記第２推定値を算出する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。