內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其通過簡便方法來計(jì)算過濾器中的局部的PM堆積量。在沿排氣流動(dòng)具有第一及第二區(qū)域的過濾器中實(shí)施預(yù)定升溫處理時(shí)，作為第一氧化期間中的排氣差壓傳感器檢測值的第一差壓下降量的大小相對于該期間的長度的比率越大越將第一區(qū)域的堆積量計(jì)算得較多，第一氧化期間為從第一區(qū)域的溫度超過預(yù)定氧化開始溫度至第二區(qū)域的溫度超過該預(yù)定氧化開始溫度的期間的至少一部分。作為第二氧化期間中的排氣差壓傳感器的檢測值的第二差壓下降量中的相當(dāng)于第二區(qū)域所對應(yīng)的下降量的大小相對于該期間的長度的比率越大越將第二區(qū)域的堆積量計(jì)算得較多，第二氧化期間為該預(yù)定升溫處理被實(shí)施的期間且第二區(qū)域的溫度超過預(yù)定開始溫度后的期間。
【專利說明】
內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在內(nèi)燃機(jī)中，為了對排氣中的顆粒狀物質(zhì)(以下，稱之為“PM”)向外部排放的情況進(jìn)行抑制而在排氣通道上設(shè)置有過濾器。在該過濾器中，由于隨著內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)從而排氣中的PM將被捕集并會逐漸堆積，因此為了防止其堵塞而實(shí)施了過濾器再生處理。例如，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于在一般情況下排氣的空燃比持續(xù)性地處于過稀側(cè)的空燃比，因此向排氣中供給未燃燃料并通過被設(shè)置于排氣通道中的氧化催化劑等來實(shí)施氧化從而使排氣溫度上升，以此來實(shí)施堆積PM的氧化去除。
[0003]在此，一般情況下過濾器具有沿著排氣氣流的主體部分，由此來實(shí)施排氣中的PM 捕集。但是，過濾器中的PM的堆積狀況不一定是均勻的，根據(jù)因排氣的氣流或內(nèi)燃機(jī)中的負(fù)載推移等而形成的過濾器中的溫度分布，從而有可能產(chǎn)生PM堆積量局部有所偏差的情況。 如此，過濾器中的局部的PM堆積量的偏差有可能成為導(dǎo)致在上述過濾器再生處理時(shí)過濾器過度升溫的原因，從而由于有可能會使過濾器劣化等故而不為優(yōu)選。因此，在專利文獻(xiàn)1中， 公開了一種在過濾器的排氣流動(dòng)方向上配置多個(gè)電磁波發(fā)送接收單元，并利用其檢測結(jié)果來對過濾器中的PM堆積量的空間分布(偏差)進(jìn)行計(jì)測的技術(shù)。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-137445號公報(bào) [〇〇〇7] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-144514號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]在這種使用電磁波的計(jì)測方法中，需要將用于發(fā)送接收電磁波的裝置設(shè)置在過濾器附近處，因此內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。此外，其制造成本也會上升。
[0010]本發(fā)明為鑒于上述問題點(diǎn)而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種通過簡單的方法而適當(dāng)?shù)貙^濾器中的局部的PM堆積量進(jìn)行計(jì)算的技術(shù)。
[0011]用于解決課題的方法
[0012]在本發(fā)明中，為了解決上述課題，而著眼于過濾器的溫度上升過程中的、成為局部的PM堆積量的計(jì)算對象的過濾器的部分區(qū)域中的PM的氧化速度。PM氧化速度具有與該部分區(qū)域中的PM堆積量相關(guān)的關(guān)系。因此，能夠通過基于該相關(guān)的關(guān)系，從而根據(jù)該部分區(qū)域中的PM氧化速度來對該部分區(qū)域中的PM堆積量進(jìn)行計(jì)算。而且，在本發(fā)明中，作為與該部分區(qū)域中的PM氧化速度有關(guān)的參數(shù)，而著眼于過濾器的溫度上升過程中的氧化期間的長度與過濾器的上游側(cè)和下游側(cè)之間的排氣差壓。
[0013]具體而言，本發(fā)明為一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，具備:過濾器，其被設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通道上，并對排氣中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行捕集，所述過濾器具有作為該過濾器的一部分的第一區(qū)域和位于與該第一區(qū)域相比靠下游側(cè)處的作為該過濾器的一部分的第二區(qū)域;升溫單元，其以僅使堆積于所述第一區(qū)域以及所述第二區(qū)域中的顆粒狀物質(zhì)的一部分氧化的方式，來執(zhí)行從所述過濾器的上游側(cè)而使所述過濾器升溫的預(yù)定升溫處理；差壓取得單元，其取得所述過濾器上游的排氣通道與所述過濾器下游的排氣通道之間的排氣壓力差;第一計(jì)算單元，其在所述預(yù)定升溫處理被實(shí)施時(shí)，根據(jù)在第一氧化期間內(nèi)通過所述差壓取得單元而取得的作為排氣壓力差的下降量的第一差壓下降量、與該第一氧化期間的長度，而對作為所述第一區(qū)域中的顆粒狀物質(zhì)的堆積量的第一堆積量進(jìn)行計(jì)算，其中，所述第一氧化期間為，從該第一區(qū)域的溫度超過所捕集到的顆粒狀物質(zhì)的氧化被開始的預(yù)定氧化開始溫度起至所述第二區(qū)域的溫度超過該預(yù)定氧化開始溫度為止的期間中的至少一部分； 第二計(jì)算單元，其根據(jù)在第二氧化期間內(nèi)通過所述差壓取得單元而取得的作為排氣壓力差的下降量的第二差壓下降量、與該第二氧化期間的長度，而對作為所述第二區(qū)域的顆粒狀物質(zhì)的堆積量的第二堆積量進(jìn)行計(jì)算，其中，所述第二氧化期間為，所述預(yù)定升溫處理被實(shí)施的期間內(nèi)且該第二區(qū)域的溫度超過所述預(yù)定氧化開始溫度之后的期間。而且，所述第一差壓下降量的大小相對于所述第一氧化期間的長度的比率越增大，則所述第一計(jì)算單元越將所述第一堆積量計(jì)算得較多，所述第二差壓下降量中的相當(dāng)于與所述第二區(qū)域?qū)?yīng)的差壓下降量的第二區(qū)域部分下降量的大小相對于所述第二氧化期間的長度的比率越增大，則所述第二計(jì)算單元越將所述第二堆積量計(jì)算得較多。
[0014]在上述內(nèi)燃機(jī)中，通過在該排氣通道上設(shè)置過濾器，從而實(shí)施排氣中的PM的捕集。 在此，在過濾器中，作為位于沿著排氣的流動(dòng)方向的構(gòu)成該過濾器的部分的區(qū)域，而至少包括第一區(qū)域與第二區(qū)域。在過濾器中，只要第二區(qū)域位于第一區(qū)域的下游側(cè)即可，并且也可以包括這些區(qū)域以外的該過濾器的部分區(qū)域。此外，優(yōu)選為，第一區(qū)域與第二區(qū)域?yàn)榛ハ噜徑拥膮^(qū)域。此外，作為本發(fā)明中的第一區(qū)域的溫度以及第二區(qū)域的溫度，雖然實(shí)際上在各個(gè)區(qū)域內(nèi)在微觀上形成有某種溫度分布，但其為代表各個(gè)區(qū)域的溫度。關(guān)于代表各個(gè)區(qū)域的溫度的設(shè)定方法，能夠采用各種方法，例如可以以各個(gè)區(qū)域中的排氣流動(dòng)方向上的中央點(diǎn)處的溫度來代表各個(gè)區(qū)域的溫度，作為其他方法，也可以以中央點(diǎn)以外的點(diǎn)、優(yōu)選為各個(gè)區(qū)域中成為同義的位置的中央點(diǎn)以外的點(diǎn)的溫度來代表各個(gè)區(qū)域的溫度。
[0015]而且，升溫單元實(shí)施從過濾器的上游側(cè)使該過濾器升溫的預(yù)定升溫處理。因此，當(dāng)預(yù)定升溫處理被實(shí)施時(shí)，在過濾器中上游側(cè)的第一區(qū)域?qū)⑾壬郎?，之后，第二區(qū)域升溫。在此，預(yù)定升溫處理為，如后文所述那樣為了對在第一區(qū)域以及第二區(qū)域中所堆積的PM量、即在過濾器中局部堆積的PM堆積量進(jìn)行計(jì)算，而使過濾器升溫的處理，且為了該計(jì)算而以僅使過濾器的各個(gè)區(qū)域中所堆積的PM的一部分氧化燃燒的方式使過濾器升溫。另外，用于預(yù)定升溫處理的具體的升溫方式能夠采用已知的各種升溫方式。例如，在氧化催化劑被配置于過濾器的上游側(cè)的情況下、或在過濾器內(nèi)裝載有氧化催化劑的情況下，也可以通過對內(nèi)燃機(jī)中的燃燒條件進(jìn)行控制并使排氣中含有未燃燃料成分，從而實(shí)現(xiàn)由其氧化熱完成的過濾器的升溫。此外，作為其他方法，也可以在排氣通道上設(shè)置向排氣中實(shí)施燃料添加的閥， 并利用所添加的燃料的氧化熱來實(shí)現(xiàn)過濾器的升溫。此外，作為其他方法，也可以通過以與過濾器的上游端面的上游側(cè)鄰接的方式而設(shè)置的加熱器或燃燒器來實(shí)現(xiàn)過濾器的升溫。無論采用哪種升溫方式，預(yù)定升溫處理都是僅使過濾器的各個(gè)區(qū)域中的堆積PM的一部分氧化燃燒的升溫處理，而并不是使過濾器整體所堆積的PM氧化燃燒的升溫處理。
[0016]在此，在本發(fā)明所涉及的排氣凈化系統(tǒng)中，在作為過濾器的一部分的第一區(qū)域中所堆積的PM量、即第一堆積量通過第一計(jì)算單元而被計(jì)算出，作為過濾器的一部分的第二區(qū)域中所堆積的PM量、即第二堆積量通過第二計(jì)算單元而被計(jì)算出。在由第一計(jì)算單元以及第二計(jì)算單元所實(shí)現(xiàn)的各自的PM堆積量的計(jì)算中，考慮了實(shí)施上述預(yù)定升溫處理時(shí)的、 各區(qū)域中的PM的氧化速度與各區(qū)域中的PM堆積量的相關(guān)關(guān)系。
[0017]首先，第一計(jì)算單元對第一區(qū)域中的第一堆積量進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)預(yù)定升溫處理被實(shí)施時(shí)，位于上游側(cè)的第一區(qū)域與第二區(qū)域相比而提前升溫，從而將率先到達(dá)并超過預(yù)定氧化開始溫度。該預(yù)定氧化開始溫度為，使過濾器中所堆積的PM開始氧化的溫度，且能夠根據(jù)事先的實(shí)驗(yàn)或技術(shù)常識等而被適當(dāng)設(shè)定。另外，當(dāng)預(yù)定升溫處理被執(zhí)行時(shí)，在第一區(qū)域超過了預(yù)定氧化開始溫度之后，第二區(qū)域?qū)⒁韵嗤绞降竭_(dá)并超過預(yù)定氧化開始溫度。可以說， 從該第一區(qū)域超過預(yù)定氧化開始溫度之后至第二區(qū)域超過預(yù)定氧化開始溫度為止的期間為，在過濾器中第一區(qū)域內(nèi)的堆積PM的氧化燃燒正在進(jìn)行，但第二區(qū)域內(nèi)的堆積PM的氧化燃燒并未進(jìn)行的期間。因此，在本發(fā)明中，將該期間的至少一部分設(shè)為第一氧化期間。[〇〇18]另外，過濾器中的第一區(qū)域以及第二區(qū)域的溫度能夠根據(jù)通過預(yù)定升溫處理而向過濾器供給的熱量與過濾器中的和熱傳遞相關(guān)的各條件(例如，過濾器的熱容量與排氣流量等)來進(jìn)行推斷。此外，作為其他方法，也可以在第一區(qū)域以及第二區(qū)域中設(shè)置用于溫度檢測的傳感器，從而分別對各個(gè)區(qū)域的溫度進(jìn)行檢測。
[0019]在此，第一氧化期間中的第一差壓下降量反映了通過預(yù)定升溫處理而使第一區(qū)域中的堆積PM被氧化燃燒并由此使堆積PM減少的減少量。而且，如果考慮到產(chǎn)生該第一差壓下降量的第一氧化期間的長度，則第一差壓下降量的大小相對于第一氧化期間的長度的比率(以下，也稱為“第一比率”)反映了預(yù)定升溫處理中的第一區(qū)域內(nèi)的堆積PM的氧化速度。 而且，立足于過濾器中的堆積PM的氧化速度與堆積PM量的相關(guān)關(guān)系，從而使得第一計(jì)算單元能夠根據(jù)上述第一比率而對第一區(qū)域中的第一堆積量進(jìn)行計(jì)算。詳細(xì)而言，立足于堆積 PM的氧化速度具有堆積PM量越多越加速的傾向的情況，從而第一計(jì)算單元以第一比率越大則越將第一堆積量計(jì)算得較多的方式進(jìn)行計(jì)算。另外，如果通過第一計(jì)算單元而被計(jì)算出的第一堆積量是立足于根據(jù)上述堆積PM的氧化速度而被計(jì)算的，則可以說所述第一堆積量為，堆積PM的氧化被實(shí)施的預(yù)定升溫處理的執(zhí)行時(shí)的堆積量。
[0020]接下來，對由第二計(jì)算單元實(shí)施的、第二區(qū)域中的第二堆積量的計(jì)算進(jìn)行說明。在預(yù)定升溫處理被實(shí)施了的狀態(tài)下，在第二區(qū)域的溫度超過預(yù)定氧化開始溫度后的第二氧化期間中，第二區(qū)域中的堆積PM的氧化燃燒也將進(jìn)行，而且位于上游側(cè)的第一區(qū)域中的堆積 PM的氧化燃燒也處于正在持續(xù)的狀態(tài)。因此，在第二氧化期間中，通過預(yù)定升溫處理而使第一區(qū)域以及第二區(qū)域中的各自的堆積PM被氧化燃燒。
[0021]因此，第二氧化期間中的第二差壓下降量反映了通過預(yù)定升溫處理而使第一區(qū)域以及第二區(qū)域中的堆積PM被氧化燃燒并由此使堆積PM減少的減少量。因此，在本發(fā)明中，將第二差壓下降量之中的、由存在于第二區(qū)域的堆積PM氧化燃燒所產(chǎn)生的差壓下降量設(shè)為第二區(qū)域部分下降量。而且，第二區(qū)域部分下降量的大小相對于第二氧化期間的長度的比率 (以下，也稱為“第二比率”)反映了預(yù)定升溫處理中的第二區(qū)域內(nèi)的堆積PM的氧化速度。因此，如上述那樣，立足于堆積PM的氧化速度具有堆積PM量越多越加速的傾向的情況，從而第二計(jì)算單元以第二比率越大則越將第二堆積量計(jì)算得較多的方式進(jìn)行計(jì)算。另外，如果通過第二計(jì)算單元而被計(jì)算出的第二堆積量是立足于根據(jù)上述堆積PM的氧化速度而被計(jì)算出的，則可以說所述第二堆積量為，堆積PM的氧化被實(shí)施的預(yù)定升溫處理的執(zhí)行時(shí)的堆積量。
[0022]在此，關(guān)于第二區(qū)域部分下降量，在將所述第二氧化期間設(shè)定為與所述第一氧化期間相同的長度的情況下，所述第二區(qū)域部分下降量也可以根據(jù)所述第二差壓下降量與所述第一差壓下降量的差分來進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)將第二氧化期間設(shè)定為與第一氧化期間相同的長度時(shí)，則能夠?qū)⒌诙趸陂g中的第一區(qū)域內(nèi)的堆積PM的氧化量視為與第一氧化期間中的第一區(qū)域內(nèi)的堆積PM的氧化量大致相同。因此，能夠?qū)⒌诙顗合陆盗恐械囊虻谝粎^(qū)域內(nèi)的堆積PM所產(chǎn)生的差壓下降量視為與上述第一差壓下降量同量，由此能夠根據(jù)從第二差壓下降量中減去第一差壓下降量所得到的差壓下降量而對第二區(qū)域部分下降量進(jìn)行計(jì)算。 [〇〇23]此外，作為其他方法，考慮第一氧化期間中的第一區(qū)域內(nèi)的堆積PM的氧化燃燒速度與第二氧化期間中的第一區(qū)域內(nèi)的堆積PM的氧化燃燒速度為相同程度，并通過在第一差壓下降量上乘以第二氧化期間的長度相對于第一氧化期間的長度的比，從而對因第二氧化期間中的第一區(qū)域內(nèi)的堆積PM的氧化燃燒所產(chǎn)生的差壓下降量進(jìn)行計(jì)算。因此，通過從第二差壓下降量中減去該乘法運(yùn)算結(jié)果，從而能夠?qū)Φ诙^(qū)域部分下降量進(jìn)行計(jì)算。[〇〇24]以此方式，在本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，能夠利用過濾器的預(yù)定升溫處理以及過濾器的上游側(cè)與下游側(cè)的排氣差壓來對在排氣的流動(dòng)方向上劃分過濾器而形成的第一區(qū)域以及第二區(qū)域的各自的堆積PM量進(jìn)行計(jì)算。通常情況下，過濾器中的預(yù)定升溫處理能夠利用在過濾器中實(shí)施的、與堆積PM的氧化去除處理有關(guān)的結(jié)構(gòu)，而且，該排氣差壓為，在具有過濾器的排氣凈化系統(tǒng)中被廣泛使用的參數(shù)。因此，該排氣凈化系統(tǒng)能夠通過簡便的方法而適當(dāng)?shù)貙^濾器中的局部的PM堆積量進(jìn)行計(jì)算。
[0025]在此，在上述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，在上述第一堆積量的計(jì)算時(shí)，在以此方式將第一氧化期間的長度設(shè)定為固定長度的情況下，由于上述第一比率中的分母成為固定值，因此第一差壓下降量的大小將直接反映在第一氧化期間中的第一區(qū)域內(nèi)的堆積PM的氧化速度上。同樣地，在上述第二堆積量的計(jì)算時(shí)，在以此方式將第二氧化期間的長度設(shè)定為固定長度的情況下，由于上述第二比率中的分母成為固定值，因此第二區(qū)域部分下降量的大小將直接反映在第二氧化期間中的第二區(qū)域內(nèi)的堆積PM的氧化速度上。因此，也可以采用如下方式，即，在所述第一氧化期間被設(shè)定為固定長度的期間的情況下，所述第一差壓下降量越增大，則所述第一計(jì)算單元越將所述第一堆積量計(jì)算得較多，在所述第二氧化期間被設(shè)定為固定長度的期間的情況下，所述第二區(qū)域部分下降量越增大，則所述第二計(jì)算單元越將所述第二堆積量計(jì)算得較多。另外，第一氧化期間的長度與第二氧化期間的長度不一定必須為相同長度。
[0026]在此，在上述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，也可以采用如下方式，S卩，在所述第一氧化期間中通過所述預(yù)定升溫處理而向所述過濾器被供給的每單位時(shí)間的熱量與在所述第二氧化期間中通過該預(yù)定升溫處理而向該過濾器被供給的每單位時(shí)間的熱量被設(shè)定為相同。即，在第一區(qū)域中的第一堆積量與第二區(qū)域中的第二堆積量的計(jì)算時(shí)，將由預(yù)定升溫處理實(shí)現(xiàn)的向過濾器供給熱量的條件設(shè)為固定條件。由此，由于在各堆積量的計(jì)算中，能夠盡可能地使第一區(qū)域中的堆積PM的氧化條件與第二區(qū)域中的堆積PM的氧化條件接近，因此能夠提高各堆積量的計(jì)算精度。
[0027]在此，在至上文為止的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，作為利用通過第一計(jì)算單元而計(jì)算出的第一堆積量與通過第二計(jì)算單元而計(jì)算出的第二堆積量的排氣凈化處理的方式， 能夠列舉出如下的三種方式。首先，作為第一方式，還可以在上述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，具備:整體推斷單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而對所述過濾器的整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量進(jìn)行推斷;再生單元，其在所述過濾器的整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量超過了再生基準(zhǔn)量時(shí)，實(shí)施使該過濾器升溫從而將顆粒狀物質(zhì)氧化去除的過濾器再生處理。在該情況下，在所述過濾器的整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量超過了與所述再生基準(zhǔn)量相比而較少的部分計(jì)算基準(zhǔn)量時(shí)，通過所述升溫單元來實(shí)施所述預(yù)定升溫處理，并且實(shí)施由所述第一計(jì)算單元進(jìn)行的所述第一堆積量的計(jì)算以及由所述第二計(jì)算單元進(jìn)行的所述第二堆積量的計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，還可以在該第一堆積量超過了第一基準(zhǔn)堆積量或者該第二堆積量超過了第二基準(zhǔn)堆積量的情況下，即使該過濾器的整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量未超過該再生基準(zhǔn)量，所述再生單元也執(zhí)行所述過濾器再生處理。[〇〇28] 在該排氣凈化處理的方式中，用于對過濾器中所堆積的PM進(jìn)行氧化去除的過濾器再生處理，根據(jù)過濾器整體中所堆積的PM量而通過再生單元來執(zhí)行。在此，在執(zhí)行該過濾器再生處理之前的定時(shí)，即在過濾器整體中的PM堆積量超過了部分計(jì)算基準(zhǔn)量時(shí)，對該時(shí)間點(diǎn)下的作為第一區(qū)域以及第二區(qū)域中的局部的PM堆積量的第一堆積量與第二堆積量進(jìn)行計(jì)算。然后，將該計(jì)算出的第一堆積量與第二堆積量和各自所對應(yīng)的第一基準(zhǔn)堆積量或第二基準(zhǔn)堆積量進(jìn)行比較。在此，第一基準(zhǔn)堆積量以及第二基準(zhǔn)堆積量為，成為用于判斷出如下情況的基準(zhǔn)PM堆積量，S卩，即使第一區(qū)域中的PM堆積量或者第二區(qū)域中的PM堆積量超過了各自所對應(yīng)的基準(zhǔn)堆積量的狀態(tài)下，也不實(shí)施過濾器再生處理，而且之后，當(dāng)以過濾器整體的PM堆積量為基準(zhǔn)而實(shí)施過濾器再生處理時(shí)，由于局部堆積了較多的PM從而有可能在過濾器中產(chǎn)生局部性的過度升溫的情況。而且，第一基準(zhǔn)堆積量以及第二基準(zhǔn)堆積量被設(shè)為， 即使在各區(qū)域中的PM堆積量為相同堆積量時(shí)實(shí)施了過濾器再生處理，在各區(qū)域中也不會導(dǎo)致局部性的過度升溫的PM堆積量。例如，作為第一基準(zhǔn)堆積量以及第二基準(zhǔn)堆積量的設(shè)定值，也可以采用相對于與過濾器整體相關(guān)的上述再生基準(zhǔn)量而乘以第一區(qū)域或第二區(qū)域的各自的容量相對于過濾器整體的容量的比率從而求出的值。根據(jù)上文，雖然在第一方式所涉及的排氣凈化處理中，作為過濾器整體仍未達(dá)到再生基準(zhǔn)量，但是在第一堆積量超過了第一基準(zhǔn)堆積量或者第二堆積量超過了第二基準(zhǔn)堆積量的情況下，也執(zhí)行過濾器再生處理。即，過濾器再生處理的執(zhí)行被提前。
[0029]接下來，作為上述排氣凈化處理的第二方式，還可以在上述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，還具備:整體推斷單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而對所述過濾器的整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量進(jìn)行推斷;再生單元，其實(shí)施使該過濾器升溫從而將顆粒狀物質(zhì)氧化去除的過濾器再生處理。在該情況下，還可以在所述過濾器整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量超過了再生基準(zhǔn)量時(shí)，通過所述升溫單元來實(shí)施所述預(yù)定升溫處理，并且實(shí)施由所述第一計(jì)算單元進(jìn)行的所述第一堆積量的計(jì)算以及由所述第二計(jì)算單元進(jìn)行的所述第二堆積量的計(jì)算，而且在該第一堆積量未超過第三基準(zhǔn)堆積量且該第二堆積量未超過第四基準(zhǔn)堆積量的情況下，后續(xù)于該預(yù)定升溫處理，所述再生單元開始實(shí)施所述過濾器再生處理。
[0030]在該排氣凈化處理的方式中，在過濾器再生處理的執(zhí)行條件成立時(shí)，即在過濾器整體的PM堆積量超過了再生基準(zhǔn)量時(shí)，在該過濾器再生處理之前，對該時(shí)間點(diǎn)下的作為第一區(qū)域以及第二區(qū)域中的局部的PM堆積量的第一堆積量與第二堆積量進(jìn)行計(jì)算。然后，在該計(jì)算出的第一堆積量與第二堆積量均未超過各自所對應(yīng)的第三基準(zhǔn)堆積量或者第四基準(zhǔn)堆積量時(shí)，則能夠判斷為即使在之后實(shí)施了過濾器再生處理，也不會產(chǎn)生局部性的過度升溫。因此，在該情況下，后續(xù)于為了第一堆積量等的計(jì)算而實(shí)施的預(yù)定升溫處理，而開始執(zhí)行過濾器再生處理。由此，能夠在對過濾器再生處理時(shí)的過度升溫的產(chǎn)生進(jìn)行抑制的同時(shí)，對通過預(yù)定升溫處理而被升溫某種程度的過濾器實(shí)施過濾器再生處理，并能夠減少過濾器再生處理所需的能量，即能夠減少對過濾器整體中所堆積的PM進(jìn)行氧化去除所需的能量。
[0031]在此，在上述的排氣凈化處理的方式所涉及的上述內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，也可以采用如下方式，即，還具備實(shí)施緩慢過濾器再生處理的緩慢再生單元，所述緩慢過濾器再生處理為，在至少所述第一堆積量超過所述第三基準(zhǔn)堆積量、或者所述第二堆積量超過所述第四基準(zhǔn)堆積量的情況下，該第一堆積量的相對于該第三基準(zhǔn)堆積量的超過量越增大、或者該第二堆積量的相對于該第四基準(zhǔn)堆積量的超過量越增大，則與所述過濾器再生處理相比越使向所述過濾器供給的每單位時(shí)間的熱量減小的處理。即，在由于局部的大量的堆積PM而使過濾器會過度升溫的情況下，將實(shí)施與由再生單元所實(shí)施的過濾器再生處理不同的、由緩慢再生單元實(shí)施的緩慢過濾器再生處理。而且，在該緩慢過濾器再生處理中， 此時(shí)的向過濾器供給的每單位時(shí)間的熱供給量根據(jù)該過度升溫的可能達(dá)到的程度、即上述超過量來進(jìn)行調(diào)節(jié)。由此，雖然過濾器整體的堆積PM去除所需的時(shí)間變長，但是能夠在盡可能地抑制過濾器的過度升溫的同時(shí)執(zhí)行堆積PM的氧化去除。[〇〇32]接下來，作為上述排氣凈化處理的第三方式，還可以設(shè)為，在上述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，還具備:部分堆積量推斷單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而對作為所述第一區(qū)域中的顆粒狀物質(zhì)的堆積量的推斷第一堆積量、以及作為所述第二區(qū)域中的顆粒狀物質(zhì)的堆積量的推斷第二堆積量進(jìn)行推斷;整體推斷單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而對所述過濾器的整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量進(jìn)行推斷;再生單元，其在所述過濾器的整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量超過了再生基準(zhǔn)量時(shí)，實(shí)施使該過濾器升溫從而將顆粒狀物質(zhì)氧化去除的過濾器再生處理。在該情況下，還可以設(shè)為，在所述過濾器再生處理結(jié)束后經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間時(shí)，通過所述升溫單元來實(shí)施所述預(yù)定升溫處理，并且實(shí)施由所述第一計(jì)算單元進(jìn)行的所述第一堆積量的計(jì)算以及由所述第二計(jì)算單元進(jìn)行的所述第二堆積量的計(jì)算， 且根據(jù)該計(jì)算出的第一堆積量以及該計(jì)算出的第二堆積量而對由所述部分堆積量推斷單元所推斷出的所述推斷第一堆積量以及所述推斷第二堆積量進(jìn)行補(bǔ)正。
[0033]在該排氣凈化處理的方式中，通過部分堆積量推斷單元根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而實(shí)施推斷第一堆積量與推斷第二堆積量的推斷。由該部分堆積量推斷單元實(shí)施的推斷為， 獨(dú)立于由第一計(jì)算單元以及第二計(jì)算單元實(shí)施的計(jì)算的處理。另外，通過部分堆積量推斷單元而推斷出的推斷第一堆積量以及推斷第二堆積量，能夠在排氣凈化系統(tǒng)中被用于各種目的的處理中。例如，能夠列舉出上述的過濾器再生處理與過濾器中的堵塞的判斷處理等。
[0034]在此，由于由部分堆積量推斷單元實(shí)施的推斷為根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而被實(shí)施的處理，因此能夠通過與伴隨于預(yù)定升溫處理的、由第一計(jì)算單元以及第二計(jì)算單元所實(shí)施的計(jì)算相比更簡便的方法而取得過濾器內(nèi)的局部的PM堆積量。另一方面，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)生變動(dòng)等，根據(jù)該條件推斷精度下降的可能性也較高。因此，為了盡可能地提高該部分堆積量推斷單元的推斷精度，而利用由第一計(jì)算單元以及第二計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果來對該推斷結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)正。另外，在該排氣凈化處理的方式中，在過濾器再生處理結(jié)束之后經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間時(shí)，實(shí)施用于對推斷結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)正的、由第一計(jì)算單元以及第二計(jì)算單元實(shí)施的計(jì)算。這是因?yàn)?，考慮到在由第一計(jì)算單元以及第二計(jì)算單元實(shí)施的計(jì)算中，如上述那樣，需要使第一區(qū)域以及第二區(qū)域中所堆積的PM部分氧化燃燒并使其反映在排氣差壓上， 因此為了確切地使該反映被實(shí)施，從而優(yōu)選為使某種程度的量的PM堆積在第一區(qū)域以及第二區(qū)域中。因此，作為預(yù)定時(shí)間而設(shè)定了形成這種PM堆積狀態(tài)所需的時(shí)間。
[0035]在此，提到了有關(guān)對在過濾器中與第二區(qū)域相比更靠下游側(cè)的第三區(qū)域內(nèi)的PM堆積量進(jìn)行計(jì)算的方式的一個(gè)示例。詳細(xì)而言，在至上述為止的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，也可以采用如下方式，即，所述過濾器具有位于與所述第二區(qū)域相比靠下游側(cè)處的作為該過濾器的一部分的第三區(qū)域，所述第二氧化期間為，在所述預(yù)定升溫處理被實(shí)施時(shí)，從所述第二區(qū)域的溫度超過所述預(yù)定氧化開始溫度起至所述第三區(qū)域的溫度超過該預(yù)定氧化開始溫度為止的期間中的至少一部分期間。在該情況下，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)還具備第三計(jì)算單元，所述第三計(jì)算單元根據(jù)第三氧化期間內(nèi)通過所述差壓取得單元而取得的作為排氣壓力差的下降量的第三差壓下降量、與該第三氧化期間的長度，而對作為所述第三區(qū)域中的顆粒狀物質(zhì)的堆積量的第三堆積量進(jìn)行計(jì)算，其中，所述第三氧化期間為，所述預(yù)定升溫處理被實(shí)施的期間內(nèi)且該第三區(qū)域的溫度超過了所述預(yù)定氧化開始溫度后的期間，所述第三差壓下降量中的相當(dāng)于與所述第三區(qū)域?qū)?yīng)的差壓下降量的第三區(qū)域部分下降量的大小相對于所述第三氧化期間的長度的比率越增大，則所述第三計(jì)算單元越將所述第三堆積量計(jì)算得較多。[〇〇36]在此，即使對于這種過濾器中的三個(gè)部分區(qū)域的各自之中的PM堆積量的計(jì)算，也能夠應(yīng)用上述的兩個(gè)部分區(qū)域中的計(jì)算的方式所示出的技術(shù)思想。例如，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，在將所述第一氧化期間設(shè)定為固定長度的期間的情況下，所述第一差壓下降量越大，則所述第一計(jì)算單元越將所述第一堆積量計(jì)算得較多，在將所述第二氧化期間設(shè)定為固定長度的期間的情況下，所述第二區(qū)域部分下降量越大，則所述第二計(jì)算單元越將所述第二堆積量計(jì)算得較多，在將所述第三氧化期間設(shè)定為固定長度的期間的情況下，所述第三區(qū)域部分下降量越大，則所述第三計(jì)算單元越將所述第三堆積量計(jì)算得較多。 [〇〇37]此外，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，也可以在將所述第一氧化期間、所述第二氧化期間、所述第三氧化期間均設(shè)為相同長度的情況下，使所述第二區(qū)域部分下降量根據(jù)所述第二差壓下降量與所述第一差壓下降量的差分來計(jì)算，并使所述第三區(qū)域部分下降量根據(jù)所述第三差壓下降量與所述第二差壓下降量的差分來計(jì)算。此外，也可以將在所述第一氧化期間中通過所述預(yù)定升溫處理而向所述過濾器所供給的每單位時(shí)間的熱量、在所述第二氧化期間中通過該預(yù)定升溫處理而向該過濾器所供給的每單位時(shí)間的熱量、在所述第三氧化期間中通過該預(yù)定升溫處理而向該過濾器所供給的每單位時(shí)間的熱量均設(shè)為相同。
[0038]另外，在至上述為止的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，也可以在將過濾器劃分為第一區(qū)域以及第二區(qū)域的情況下，將第一區(qū)域設(shè)為過濾器的上游側(cè)區(qū)域，將第二區(qū)域設(shè)為過濾器的下游側(cè)區(qū)域。此外，也可以在將過濾器劃分為第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域的情況下， 將第一區(qū)域設(shè)為過濾器的上游側(cè)區(qū)域，將第二區(qū)域設(shè)為過濾器的中游側(cè)區(qū)域、將第三區(qū)域設(shè)為過濾器的下游側(cè)區(qū)域。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，能夠通過簡便的方法而適當(dāng)?shù)貙^濾器中的局部的PM堆積量進(jìn)行計(jì)算?！靖綀D說明】
[0040]圖1為表示本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0041]圖2為表示在圖1所示的排氣凈化系統(tǒng)中將過濾器劃分為兩個(gè)區(qū)域的情況下的、在對過濾器的部分PM堆積量進(jìn)行計(jì)算時(shí)所實(shí)施的升溫處理的過濾器溫度的推移以及過濾器前后的排氣差壓的推移的圖。
[0042]圖3為用于對圖1所示的排氣凈化系統(tǒng)所具備的過濾器中的部分堆積PM量的計(jì)算方法進(jìn)行說明的圖。
[0043]圖4A為在圖1所示的排氣凈化系統(tǒng)中被執(zhí)行的、與用于對過濾器的部分堆積量進(jìn)行計(jì)算的處理有關(guān)的第一流程圖。
[0044]圖4B為在圖1所示的排氣凈化系統(tǒng)中被執(zhí)行的、與用于對過濾器的部分堆積量進(jìn)行計(jì)算的處理有關(guān)的第二流程圖。[〇〇45]圖5為利用了圖4A以及圖4B所示的部分堆積量計(jì)算處理的、用于實(shí)施過濾器的再生處理的第一過濾器再生控制的流程圖。[〇〇46]圖6為利用了圖4A以及圖4B所示的部分堆積量計(jì)算處理的、用于實(shí)施過濾器的再生處理的第二過濾器再生控制的流程圖。[〇〇47]圖7為利用了圖4A以及圖4B所示的部分堆積量計(jì)算處理的、用于實(shí)施過濾器中的部分堆積量的推斷處理的部分堆積量推斷控制的流程圖。[〇〇48]圖8為表示在圖1所示的排氣凈化系統(tǒng)中將過濾器劃分為三個(gè)區(qū)域的情況下的、在對過濾器的部分PM堆積量進(jìn)行計(jì)算時(shí)所實(shí)施的升溫處理的過濾器溫度的推移以及過濾器前后的排氣差壓的推移的圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0049]以下，參照附圖來對本發(fā)明的具體的實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施例中所記載的結(jié)構(gòu)部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對配置等，只要沒有特別進(jìn)行記載，則不表示將發(fā)明的技術(shù)范圍僅限于此的含義。
[0050]實(shí)施例1
[0051]圖1的上層(a)表示本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)1的排氣凈化裝置的概要結(jié)構(gòu)。內(nèi)燃機(jī)1 為車輛驅(qū)動(dòng)用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在內(nèi)燃機(jī)1上連接有排氣通道2。在排氣通道2上設(shè)置有對排氣中的PM進(jìn)行捕集的顆粒過濾器4(以下，僅稱為“過濾器”)。該過濾器4為壁流型的過濾器，且在其基材上負(fù)載有氧化催化劑。此外，以如下方式配置有加熱器3,即，在排氣通道2的與過濾器4相比靠上游側(cè)、且與過濾器4的上游端面大致鄰接。該加熱器3被構(gòu)成為，能夠?qū)λ徑拥倪^濾器4的上游端面進(jìn)行加熱，具體而言，其通過來自外部電源的供給電力而向過濾器 4的上游端面供給熱能，從而能夠從過濾器4的上游側(cè)使其升溫。另外，雖然加熱器3被配置在過濾器4的上游側(cè)，但其形狀與配置位置能夠以不妨礙排氣向過濾器4的流入的方式進(jìn)行調(diào)整。
[0052]而且，在加熱器3的上游側(cè)處，設(shè)置有向流入過濾器4的排氣中供給燃料(未燃燃料)的燃料供給閥5。此外，在能夠?qū)α魅脒^濾器4的排氣的溫度進(jìn)行檢測的位置、即加熱器3 與過濾器4之間的排氣通道2上設(shè)置有溫度傳感器7,而且，還設(shè)置有對流過過濾器4的下游側(cè)的排氣通道2的排氣的溫度進(jìn)行檢測的溫度傳感器9。而且，還設(shè)置有對隔著過濾器4的上游側(cè)以及下游側(cè)的排氣通道2中的排氣壓力的差(以下，也僅稱為“排氣差壓”)進(jìn)行檢測的差壓傳感器8。[〇〇53]此外，在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道13上設(shè)置有能夠?qū)α鬟^該進(jìn)氣通道13的進(jìn)氣流量進(jìn)行計(jì)測的空氣流量計(jì)10。而且，在內(nèi)燃機(jī)1上還同時(shí)設(shè)置有電子控制單元(ECU) 20，該ECU20為對內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等進(jìn)行控制的單元。在該ECU20上電連接有上述的燃料供給閥5、溫度傳感器7、9、差壓傳感器8、空氣流量計(jì)10、曲軸位置傳感器11以及加速器開度傳感器12等， 燃料供給閥5依據(jù)來自ECU20的指示來實(shí)施向排氣供給燃料的燃料供給控制，而且，由各傳感器檢測出的檢測值被發(fā)送給ECU20。例如，曲軸位置傳感器11對內(nèi)燃機(jī)1的曲軸轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測，加速器開度傳感器12對搭載有內(nèi)燃機(jī)1的車輛的加速器開度進(jìn)行檢測，并向ECU20發(fā)送。其結(jié)果為，ECU20根據(jù)曲軸位置傳感器11的檢測值而導(dǎo)出內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速，并根據(jù)加速器開度傳感器12的檢測值而導(dǎo)出內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載。此外，ECU20能夠根據(jù)溫度傳感器7的檢測值而對流入過濾器4的排氣的溫度進(jìn)行檢測，而且，還能夠根據(jù)排氣溫度傳感器9的檢測值而對過濾器4的溫度進(jìn)行推斷。此外，E⑶20能夠通過差壓傳感器8而對排氣差壓進(jìn)行檢測。此外，ECU20也能夠根據(jù)空氣流量計(jì)10的檢測值以及燃料噴射量而取得排氣流量。
[0054]在此，在本實(shí)施例中，如圖1的下層(b)所示，將過濾器分割為在排氣流動(dòng)方向上位于上游側(cè)的前區(qū)域4a與位于下游側(cè)的后區(qū)域4b，并對各自的區(qū)域中的PM的部分堆積量進(jìn)行計(jì)算。另外，在圖1(b)中，空白的箭頭標(biāo)記表示排氣的流動(dòng)。此外，將前區(qū)域4a中的PM堆積量稱為前區(qū)域堆積量PM_Fr，將后區(qū)域4b中的PM堆積量稱為后區(qū)域堆積量PM_Rr。
[0055]在以上述方式構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)1的排氣凈化裝置中，大體上是通過使排氣中所包含的PM被過濾器4捕集從而抑制了向外部的排放的。另外，也可以設(shè)置未圖示的排氣凈化用的催化劑(NOx凈化用的催化劑等)。在此，過濾器4為壁流型的過濾器，且在過濾器4的基材上負(fù)載有具有氧化功能的氧化催化劑，例如負(fù)載有鉬系金屬PGM(Platinum Group Metals)。 氧化催化劑以從過濾器內(nèi)壁面以及過濾器基材的細(xì)孔內(nèi)的上游側(cè)跨至下游側(cè)的方式而被負(fù)載。通過該氧化催化劑的氧化能力，能夠使排氣中的未燃燃料與N0氧化。另外，當(dāng)N0被氧化成為N02時(shí)，能夠通過N02本身的氧化能力來促進(jìn)堆積于過濾器4中的PM的氧化去除。[〇〇56] 在此，由于當(dāng)過濾器4中所堆積的PM堆積至過濾器4的極限堆積量時(shí)排氣通道2中的背壓將上升，因此能夠通過過濾器4的升溫而將其氧化去除。在本說明書中，將用于實(shí)施該氧化去除的處理稱為“過濾器再生處理”。具體而言，在過濾器再生處理中，通過從燃料供給閥5向排氣中供給預(yù)定量的燃料而使過濾器4中所負(fù)載的氧化催化劑實(shí)施氧化，從而使過濾器4升溫，由此實(shí)施過濾器4中所堆積的PM的氧化去除。[〇〇57] 在此，在過濾器4的包括上游端面在內(nèi)的前區(qū)域4a中，即使通過過濾器再生處理而從燃料供給閥5中供給了未燃燃料且該未燃燃料通過前區(qū)域4a中所負(fù)載的氧化催化劑而被氧化了，根據(jù)流過過濾器4的排氣流量的條件，也存在該氧化反應(yīng)熱因排氣的流動(dòng)而容易向下游側(cè)移動(dòng)，從而難以將前區(qū)域4a自身的溫度維持在能夠氧化去除堆積PM的溫度上的情況。因此，即使實(shí)施了過濾器再生處理，在前區(qū)域4a中PM也會產(chǎn)生燃燒剩余，并且之后在實(shí)施由過濾器4進(jìn)行的PM捕集的過程中，也會產(chǎn)生前區(qū)域4a與后區(qū)域4b相比PM堆積量集中存在的情況。此外，作為另外的狀況，還產(chǎn)生有如下情況，即，在執(zhí)行了過濾器再生處理但因過濾器4中的排氣流動(dòng)的狀況而使熱量未充分地移動(dòng)至后區(qū)域4b之時(shí)過濾器再生處理就已結(jié)束了的情況下，之后，在實(shí)施由過濾器4進(jìn)行的PM捕集的過程中，后區(qū)域4b與前區(qū)域4a相比 PM堆積量集中存在的情況。[〇〇58] 也就是說，即使在過濾器4中實(shí)施了過濾器再生處理，過濾器4中的PM的堆積分布也會基于各種條件而發(fā)生變動(dòng)。特別是，當(dāng)作為過濾器4整體的堆積量較少卻仍在過濾器4 的部分區(qū)域中局部地堆積了大量的PM的狀態(tài)下實(shí)施過濾器再生處理時(shí)，則有可能會在該區(qū)域中過濾器溫度局部性地過度升溫，從而使過濾器本身的劣化或使氧化催化劑劣化等。因此，在本實(shí)施例中，實(shí)施對過濾器4中的局部的PM堆積量、即前區(qū)域4a中的PM堆積量與后區(qū)域4b中的PM堆積量的計(jì)算，并以考慮各自的局部的PM堆積量的方式來實(shí)施過濾器再生處理。[〇〇59]因此，根據(jù)圖2以及圖3來對前區(qū)域4a中的PM堆積量與后區(qū)域4b中的PM堆積量的計(jì)算進(jìn)行說明。另外，在本實(shí)施例中，為了將過濾器4整體的PM堆積量、前區(qū)域4a中的PM堆積量或者后區(qū)域4b中的PM堆積量區(qū)別開來，有時(shí)會將這些區(qū)域中的PM堆積量稱為部分堆積量。 圖2的上層的(a)表示對各個(gè)區(qū)域中的PM堆積量進(jìn)行計(jì)算時(shí)所實(shí)施的過濾器4的升溫處理 (以下，稱為“計(jì)算時(shí)升溫處理”)的各個(gè)區(qū)域的溫度推移，下層(b)表示此時(shí)的差壓傳感器8 的檢測值的推移。此外，圖3為用于對各區(qū)域中的PM堆積量的邏輯關(guān)系進(jìn)行說明的圖，上層 (a)概要性地表示了過濾器4整體的PM堆積量與通過差壓傳感器8而被檢測到的排氣差壓之間的相關(guān)關(guān)系，下層(b)概要地表示了過濾器4中的PM堆積量與堆積PM的氧化速度之間的相關(guān)關(guān)系。
[0060]在各個(gè)區(qū)域中的PM堆積量的計(jì)算時(shí)，如上述那樣實(shí)施計(jì)算時(shí)升溫處理。該處理為， 從上游側(cè)使過濾器4升溫并通過該升溫而使過濾器的各個(gè)區(qū)域中所堆積的PM的一部分氧化燃燒的處理。具體而言，通過利用加熱器3來對過濾器4的上游側(cè)端面進(jìn)行加熱，從而執(zhí)行該計(jì)算時(shí)升溫處理。此時(shí)，加熱器3的對過濾器4的加熱，如上所述以能夠使堆積PM氧化燃燒的方式對供給能量實(shí)施控制。[〇〇61]而且，實(shí)施了該計(jì)算時(shí)升溫處理時(shí)的前區(qū)域4a的溫度推移在圖2(a)中以線L1來表示，后區(qū)域4b的溫度推移在圖2(a)中以線L2來表示。另外，作為各個(gè)區(qū)域的溫度推移，根據(jù)通過計(jì)算時(shí)升溫處理而從加熱器3對過濾器4所供給的熱量、和過濾器4中的與熱傳遞有關(guān)的各參數(shù)(例如，過濾器4的熱容量、流過過濾器4的排氣流量、過濾器4中的放熱系數(shù)等)，并由ECU20來對各個(gè)區(qū)域的代表點(diǎn)處的溫度推移進(jìn)行推斷。本實(shí)施例中的該代表點(diǎn)為，前區(qū)域 4a以及后區(qū)域4b的排氣流動(dòng)方向的中央點(diǎn)。此外，作為其他方法，也可以在各個(gè)區(qū)域中埋入溫度傳感器從而直接對各個(gè)區(qū)域的溫度進(jìn)行計(jì)測。[〇〇62]具體而言，在定時(shí)T1處開始實(shí)施計(jì)算時(shí)升溫處理，并且使位于上游側(cè)的前區(qū)域4a 的溫度開始上升。此時(shí)，由于還未有大量的熱傳遞到下游側(cè)的后區(qū)域4b中，因此其溫度的變動(dòng)較小。而且，在定時(shí)T2處，前區(qū)域4a的溫度將到達(dá)使堆積PM開始氧化燃燒的氧化開始溫度 Tpm。從此時(shí)起，后區(qū)域4b的溫度也漸漸上升，在定時(shí)T3處后區(qū)域4b的溫度也將到達(dá)氧化開始溫度Tpm。之后，在定時(shí)T4處，計(jì)算時(shí)升溫處理結(jié)束，各個(gè)區(qū)域的溫度也將下降。
[0063]以此方式，當(dāng)過濾器4的各個(gè)區(qū)域的溫度超過氧化開始溫度Tpm時(shí)，該處所堆積的 PM將被氧化燃燒。由此，過濾器4中的PM的堆積狀態(tài)發(fā)生變化。其結(jié)果為，PM的堆積狀態(tài)的變化被反映在由差壓傳感器8檢測的排氣差壓上。例如，如圖2(b)所示，排氣差壓從前區(qū)域4a 的溫度到達(dá)至氧化開始溫度Tpm的定時(shí)T2起開始下降，并且排氣差壓在實(shí)施計(jì)算時(shí)升溫處理的期間隨著各個(gè)區(qū)域中的堆積PM的氧化燃燒而下降。
[0064]具體而言，由于在定時(shí)T2?T3的期間中，超過氧化開始溫度Tpm的區(qū)域僅為前區(qū)域 4a，因此僅該區(qū)域中所堆積的PM發(fā)生氧化燃燒而產(chǎn)生排氣差壓的下降，而該下降量則被設(shè)為A dP_Fr。此外，在定時(shí)T3?T4的期間中，超過氧化開始溫度Tpm的區(qū)域?yàn)榍皡^(qū)域4a與后區(qū)域4b。因此，在定時(shí)T3?T4的期間中，兩區(qū)域中所堆積的PM發(fā)生氧化燃燒從而產(chǎn)生排氣差壓的下降。因此，當(dāng)將定時(shí)T3?T4的期間中的由前區(qū)域4a中的堆積PM的氧化燃燒所產(chǎn)生的排氣差壓的下降量設(shè)為A dP_Fr2、將由后區(qū)域4b中的堆積PM的氧化燃燒所產(chǎn)生的排氣差壓的下降量設(shè)為A dP_Rr時(shí)，在該期間中的排氣差壓的下降量則成為兩個(gè)下降量的和(A dP_Rr+ AdP_Fr2)〇[〇〇65]在此，著眼于實(shí)施了計(jì)算時(shí)升溫處理時(shí)的、過濾器4的各個(gè)區(qū)域中的堆積PM的氧化速度。首先，在定時(shí)T2?T3的期間中，前區(qū)域4a中的堆積PM正在進(jìn)行氧化燃燒。因此，在該期間中所產(chǎn)生的排氣差壓的下降量A dP_Fr所對應(yīng)的過濾器4中的堆積PM的減少量A Xpm(參照圖3(a))表示前區(qū)域4a中的堆積PM的減少量。而且，由于該堆積PM的減少是在定時(shí)T2?T3 的期間中產(chǎn)生的，因此在該期間內(nèi)的前區(qū)域4a中的堆積PM的氧化速度能夠采用減少量A Xpm除以該期間的長度所得到的值Z0來表示。[〇〇66] 在此，過濾器4中的堆積PM的氧化速度在物理學(xué)上滿足下式UZOzktPMHOsr [N02]e(式1)Z0:氧化速度k:反應(yīng)速度常數(shù)[PM]:PM堆積量[02]a:氧量[N02]e:二氧化氮量，而且，反應(yīng)速度常數(shù)k滿足下式SAiAexpbEa/RT)(式2)A:頻率因子Ea:活化能量R:氣體常數(shù) T:氧化溫度(絕對溫度)[〇〇67]根據(jù)上述式1可理解出，過濾器4的前區(qū)域4a中的堆積PM的氧化速度Z0能夠以與使 PM堆積量或PM氧化的各種物質(zhì)有關(guān)的參數(shù)的積來表示，特別是，具有與PM堆積量成比例的相關(guān)關(guān)系。而且，能夠基于這種PM堆積量與氧化速度的相關(guān)關(guān)系并根據(jù)如圖3(b)所示那樣的、上述的氧化速度Z0來對前區(qū)域4a中的PM堆積量Ypm進(jìn)行計(jì)算。在此，雖然氧化速度Z0是直接通過減少量A Xpm除以定時(shí)T2?T3的期間的長度而得到的，但如果立足于減少量A Xpm 與排氣差壓的下降量A dP_Fr的相關(guān)關(guān)系，則氧化速度Z0對應(yīng)于如下的前側(cè)比率，所述前側(cè)比率為，排氣差壓的下降量A dP_Fr的大小相對于該期間的長度的比率。該前側(cè)比率相當(dāng)于上述的第一比率。因此，如果考慮圖3(b)所示的相關(guān)關(guān)系，則前側(cè)比率越大，前區(qū)域4a中的 PM堆積量越被計(jì)算為較多。[〇〇68]此外，后區(qū)域4b中的PM堆積量也能夠根據(jù)定時(shí)T3?T4期間中的排氣差壓的下降量與該期間的長度而以與前區(qū)域4a的情況相同的方式來進(jìn)行計(jì)算。但是，在該期間中，如上所述，不僅后區(qū)域4b中的堆積PM被氧化燃燒，前區(qū)域4a中的堆積PM也被氧化燃燒，其結(jié)果被反映在差壓下降量AdP_Rr+AdP_Fr2上。因此，為了對后區(qū)域4b中的PM堆積量進(jìn)行計(jì)算，而需要利用差壓下降量△ dP_Rr+ A dP_Fr2中的、作為因后區(qū)域4b而下降的下降量的A dP_Rr。而且，與前區(qū)域4a的情況相同，后區(qū)域4b中的氧化速度對應(yīng)于如下的后側(cè)比率，所述后側(cè)比率為，排氣差壓的下降量A dP_Rr的大小相對于定時(shí)T3?T4的期間的長度的比率。該后側(cè)比率相當(dāng)于上述的第二比率。因此，如果考慮圖3(b)所示的關(guān)系，則后側(cè)比率越大，后區(qū)域4b中的PM堆積量越被計(jì)算為較多。
[0069]在此，作為從定時(shí)T3?T4的期間中的排氣差壓的下降量A dP_Rr+ A dP_Fr2中提取下降量A dP_Rr的方法，能夠例示出以下方法。作為第一提取方法，以如下方式來對定時(shí)T3 ?T4的期間進(jìn)行設(shè)定，S卩，使在定時(shí)T3?T4的期間內(nèi)在前區(qū)域4a中被氧化燃燒的PM堆積量成為與在定時(shí)T2?T3的期間內(nèi)在前區(qū)域4a中被氧化燃燒的PM堆積量相同程度。作為該設(shè)定的一個(gè)示例，將定時(shí)T3?T4的期間設(shè)為與定時(shí)T2?T3的期間相同長度。在這種條件下被計(jì)測出的定時(shí)T3?T4的期間內(nèi)的下降量A dP_Rr+ A dP_Fr2之中的下降量dP_Fr2與定時(shí)T2? T3的期間內(nèi)的下降量A dP_Fr為相同量。因此，能夠通過從定時(shí)T3?T4的期間內(nèi)的下降量A dP_Rr+ A dP_Fr2中減去定時(shí)T2?T3的期間內(nèi)的下降量A dP_Fr，從而對下降量A dP_Rr進(jìn)行計(jì)算。
[0070]此外，作為第二提取方法，在假定了如下情況的條件下，對下降量A dP_Rr進(jìn)行計(jì)算，即，使在計(jì)算時(shí)升溫處理被實(shí)施的期間內(nèi)的、定時(shí)T2?T3期間內(nèi)的前區(qū)域4a中的堆積PM 的氧化燃燒速度與定時(shí)T3?T4期間內(nèi)的前區(qū)域4a中的堆積PM的氧化燃燒速度為相同程度。 具體而言，在定時(shí)T2?T3期間內(nèi)的下降量AdP_Fr上乘以定時(shí)T3?T4期間的長度相對于定時(shí)T2?T3的期間的長度的比，來對定時(shí)T3?T4期間中的、因前區(qū)域4a中的堆積PM的氧化燃燒而下降的下降量A dP_Fr2進(jìn)行計(jì)算。然后，通過從定時(shí)T3?T4期間內(nèi)的下降量A dP_Rr+ A dP_Fr2中減去該被計(jì)算出的下降量A dP_Fr2,從而對下降量A dP_Rr進(jìn)行計(jì)算。[〇〇71]根據(jù)上文，在圖1所示的內(nèi)燃機(jī)1的排氣凈化系統(tǒng)中，能夠通過計(jì)算時(shí)升溫處理的執(zhí)行且使用差壓傳感器8的檢測值從而很容易地對過濾器4中的前區(qū)域4a與后區(qū)域4b中的 PM堆積量進(jìn)行計(jì)算。此外，優(yōu)選為，在計(jì)算時(shí)升溫處理中，以使從加熱器3向過濾器4所供給的每單位時(shí)間的熱量在至少T2?T3期間與T3?T4期間內(nèi)相同的方式對加熱器3進(jìn)行控制。 由此，由于能夠?qū)⒏鱾€(gè)期間內(nèi)的前區(qū)域4a與后區(qū)域4b中的堆積PM的氧化燃燒條件設(shè)為更接近相同的狀態(tài)，因此能夠提高上述的各個(gè)區(qū)域中的PM堆積量的計(jì)算精度。[〇〇72]部分堆積量計(jì)算處理[〇〇73]在此，根據(jù)圖4A以及圖4B來對用于對上述的前區(qū)域4a以及后區(qū)域4b中的部分堆積量進(jìn)行計(jì)算的處理、即部分堆積量計(jì)算處理進(jìn)行說明。在兩圖中，以分割部分堆積量計(jì)算處理的方式進(jìn)行了記載。該部分堆積量計(jì)算處理通過執(zhí)行被存儲于ECU20的存儲器中的控制程序而被實(shí)施。首先，在S101中，對是否存在有前區(qū)域4a以及后區(qū)域4b中的部分堆積量的計(jì)算要求進(jìn)行判斷。該計(jì)算要求為，在預(yù)定的控制中各個(gè)區(qū)域中的部分堆積量被設(shè)為必要時(shí)等而出現(xiàn)的要求。例如，在后文所述的圖5、圖6所示的過濾器再生控制、或圖7所示的部分堆積量推斷控制中，在呼出本部分堆積量計(jì)算處理時(shí)，該計(jì)算要求將被發(fā)出。在S101中作出肯定判斷時(shí)向S102轉(zhuǎn)移，在作出否定判斷時(shí)，則結(jié)束本部分堆積量計(jì)算處理。
[0074]在S102中，對內(nèi)燃機(jī)1是否處于能夠?qū)嵤┎糠侄逊e量的計(jì)算的狀態(tài)進(jìn)行判斷。在如上述那樣實(shí)施部分堆積量的計(jì)算的情況下，則需要實(shí)施計(jì)算時(shí)升溫處理。此時(shí)，雖然產(chǎn)生了前區(qū)域4a以及后區(qū)域4b中的堆積PM的一部分的氧化燃燒，但為了避免計(jì)算精度的下降，優(yōu)選為，在實(shí)施計(jì)算時(shí)升溫處理的期間中不使其氧化燃燒條件發(fā)生較大變動(dòng)。因此，也可以在例如來自內(nèi)燃機(jī)1的排氣的流量與溫度較穩(wěn)定的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的情況下，判斷為內(nèi)燃機(jī)1處于能夠?qū)嵤┎糠侄逊e量的計(jì)算的狀態(tài)。在S102中作出肯定判斷時(shí)向S103轉(zhuǎn)移，在作出否定判斷時(shí)，則結(jié)束本部分堆積量計(jì)算處理。
[0075]接下來，在S103中，開始實(shí)施前區(qū)域4a以及后區(qū)域4b的溫度推斷。具體而言，如上述那樣，ECU20根據(jù)加熱器3的加熱條件(例如，從加熱器3對過濾器4所供給的每單位時(shí)間的熱量等)、和過濾器4中的與熱傳遞有關(guān)的各參數(shù)(例如，過濾器4的熱容量、流過過濾器4的排氣流量、過濾器4中的放熱系數(shù)等)而開始進(jìn)行溫度推斷。此時(shí)，也考慮代表前區(qū)域4a的溫度的該區(qū)域內(nèi)的位置與代表后區(qū)域4b的溫度的該區(qū)域內(nèi)的位置之間的間距。[〇〇76]接下來，在S104中，開始實(shí)施計(jì)算時(shí)升溫處理，并向加熱器3供給驅(qū)動(dòng)電流。由此， 在每單位時(shí)間的熱供給量為固定的條件下，從加熱器3向過濾器4供給熱能。另外，該計(jì)算時(shí)升溫處理中的每單位時(shí)間的熱供給量如上述那樣被設(shè)為如下值，即，可使過濾器4的溫度到達(dá)能夠使堆積PM燃燒的氧化開始溫度Tpm的值。另外，該計(jì)算時(shí)升溫處理開始的定時(shí)為，圖2 (a)中的定時(shí)T1。之后，在S105中，對所推斷出的前區(qū)域4a的溫度Tfr是否超過了氧化開始溫度Tpm進(jìn)行判斷。在S105中作出肯定判斷時(shí)向S106轉(zhuǎn)移，而在作出否定判斷時(shí)則再次重復(fù)執(zhí)行S105的處理。另外，在S105中作出肯定判斷的定時(shí)為，圖2(a)中的定時(shí)T2。[〇〇77]接下來，在S106中，在前區(qū)域4a的溫度超過了氧化開始溫度Tpm時(shí)，開始進(jìn)行對位于上游側(cè)的前區(qū)域4a中的堆積PM氧化燃燒的第一氧化期間A 11的計(jì)數(shù)。因此，第一氧化期間A tl的起點(diǎn)為，圖2(a)中的定時(shí)T2。然后，伴隨著該計(jì)數(shù)而開始進(jìn)行第一差壓下降量A dPl的測量，所述第一差壓下降量A dPl為，僅前區(qū)域4a內(nèi)的堆積PM發(fā)生氧化燃燒所產(chǎn)生的排氣差壓的下降量。該第一差壓下降量A dPl以作為第一氧化期間A tl的起點(diǎn)的定時(shí)T2下的排氣差壓為起點(diǎn)來計(jì)測。當(dāng)S106的處理結(jié)束時(shí)，向S107轉(zhuǎn)移。[〇〇78]接下來，在S107中，對所推斷出的后區(qū)域4b的溫度Trr是否超過了氧化開始溫度 Tpm進(jìn)行判斷。在S107中作出肯定判斷時(shí)向S108轉(zhuǎn)移，當(dāng)作出否定判斷時(shí)，貝lj再次重復(fù)執(zhí)行 S107的處理。另外，在S107中作出肯定判斷的定時(shí)為，圖2(a)中的定時(shí)T3。之后，在S108中， 以后區(qū)域4b的溫度超過了氧化開始溫度Tpm的情況來決定第一氧化期間A tl。即，第一氧化期間A tl被決定為從上述起點(diǎn)即定時(shí)T2起至終點(diǎn)即定時(shí)T3為止的期間。與此同時(shí)，以定時(shí) T2下的排氣差壓為起點(diǎn)并以定時(shí)T3中的排氣差壓為終點(diǎn)來決定第一差壓下降量A dPl。當(dāng) S108的處理結(jié)束時(shí)，向S109轉(zhuǎn)移。[〇〇79] 在S109中，在后區(qū)域4b的溫度超過了氧化開始溫度Tpm時(shí)，開始對位于下游側(cè)的后區(qū)域4b中的堆積PM氧化燃燒開始的第二氧化期間A t2進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此，第二氧化期間A t2 的起點(diǎn)為，圖2(a)中的定時(shí)T3。然后，伴隨著該計(jì)數(shù)而開始實(shí)施后區(qū)域4b中的第二差壓下降量A dP2的測量，所述第二差壓下降量A dP2為，因所述堆積PM以及前區(qū)域4a中的堆積PM氧化燃燒所產(chǎn)生的排氣差壓的下降量。該第二差壓下降量A dP2以作為第二氧化期間A t2的起點(diǎn)的定時(shí)T3下的排氣差壓為起點(diǎn)來計(jì)測。當(dāng)S109的處理結(jié)束時(shí)，向S110轉(zhuǎn)移。
[0080]在S110中，對第二氧化期間A t2是否超過了規(guī)定時(shí)間進(jìn)行判斷。作為該規(guī)定時(shí)間， 只要作為因后區(qū)域4b中的堆積PM以及前區(qū)域4a中的堆積PM的氧化燃燒所產(chǎn)生的第二差壓下降量A dP2而有意義的差壓下降量得到計(jì)測，則能夠設(shè)定任意時(shí)間。在本實(shí)施例中，將規(guī)定時(shí)間設(shè)為與第一氧化期間A 11相同長度的時(shí)間。在S110中作出肯定判斷時(shí)向S111轉(zhuǎn)移， 當(dāng)作出否定判斷時(shí)，貝|J再次重復(fù)執(zhí)行S110的處理。另外，在S110中作出肯定判斷的定時(shí)為， 圖2(a)中的定時(shí)T4。之后，在S111中，以第二氧化期間A t2超過了規(guī)定時(shí)間的情況來決定第二氧化期間A t2。即，第二氧化期間A t2被決定為從上述起點(diǎn)即定時(shí)T3起至終點(diǎn)即定時(shí)T4為止的期間，換言之，被決定為與第一氧化期間A tl相同長度的期間。與此同時(shí)，以定時(shí)T3 下的排氣差壓為起點(diǎn)并以定時(shí)T4中的排氣差壓為終點(diǎn)來決定第二差壓下降量A dP2。當(dāng) Sill的處理結(jié)束時(shí)，向S112轉(zhuǎn)移。[〇〇81]在S112中，根據(jù)第一差壓下降量A dPl來決定作為用于對前區(qū)域4a中的PM堆積量進(jìn)行計(jì)算的前區(qū)域下降量、即上述dP_Fr。具體而言，由于在第一氧化期間A tl內(nèi)僅前區(qū)域 4a中的堆積PM發(fā)生氧化燃燒，因此前區(qū)域下降量dP_Fr為第一差壓下降量A dPl本身。接下來，在S113中，根據(jù)第二差壓下降量A dP2來決定作為對后區(qū)域4b中的PM堆積量進(jìn)行計(jì)算的后區(qū)域下降量、即上述dP_Rr。具體而言，通過按照上述的第一提取方法而將第二氧化期間 A t2設(shè)為與第一氧化期間A t相同的長度，從而能夠?qū)⒌诙趸陂gA t2中的前區(qū)域4a內(nèi)的堆積PM的氧化量視為與第一氧化期間A 11中的前區(qū)域4a內(nèi)的堆積PM的氧化量為相同量。 因此，后區(qū)域下降量dP_Rr為，從第二差壓下降量A dP2中減去第一差壓下降量A dPl而得到的值。[〇〇82]接下來，在S114中，根據(jù)相當(dāng)于上述前側(cè)比率的、前區(qū)域下降量dP_Fr的大小相對于第一氧化期間A tl的長度的比率而如根據(jù)圖3所說明的那樣對前區(qū)域4a中的PM堆積量 PM_Fr進(jìn)行計(jì)算。具體而言，該比率越大，則越將前區(qū)域4a中的PM堆積量PM_Fr計(jì)算得較多。 此外，根據(jù)相當(dāng)于上述后側(cè)比率的、后區(qū)域下降量dP_Rr相對于第二氧化期間A t2的長度的比率而如根據(jù)圖3所說明的那樣對后區(qū)域4b中的PM堆積量PM_Rr進(jìn)行計(jì)算。具體而言，該比率越大，則越將后區(qū)域4b中的PM堆積量PM_Rr計(jì)算得較多。
[0083]之后，在S115中，為了實(shí)施下一次的部分堆積量計(jì)算，而將第一氧化期間A tl以及第二氧化期間A t2的計(jì)數(shù)清除，進(jìn)而將第一差壓下降量A dPl以及第二差壓下降量A dP2的測量值清除。
[0084]另外，雖然在上述的部分堆積量計(jì)算處理中，為了通過上述第一提取方法來提取后區(qū)域下降量A dP_Rr而將第二氧化期間A t2設(shè)定為與第一氧化期間A tl相同的長度，但也可以代替該方式而將第二氧化期間A t2設(shè)為與第一氧化期間A tl不同的時(shí)間。即使將兩氧化期間設(shè)為不同的時(shí)間，只要在能夠?qū)⒌诙趸陂gA t2中的前區(qū)域4a內(nèi)的堆積PM的氧化量視為與第一氧化期間△ tl中的前區(qū)域4a內(nèi)的堆積PM的氧化量為相同量的情況下，通過上述第一提取方法來提取后區(qū)域下降量A dP_Rr即可。此外，在不能將視為相同量的情況下，只要通過上述第二提取方法來提取后區(qū)域下降量A dP_Rr即可。[〇〇85]此外，雖然在上述的部分堆積量計(jì)算處理中，將第一氧化期間A tl設(shè)為從前區(qū)域 4a的溫度Tfr超過氧化開始溫度Tpm之后至后區(qū)域4b的溫度Trr超過氧化開始溫度Tpm為止的期間(定時(shí)T2?T3的期間)，但是替代此方式，只要能夠取得作為第一差壓下降量A dPl而有意義的值，則也可以為定時(shí)T2?T3的期間中的一部分的期間。在該情況下，第一差壓下降量A dPl成為與該一部分的期間相對應(yīng)的差壓下降量。此外，對于第二氧化期間A t2而言， 只要能夠取得作為第二差壓下降量A dP2而有意義的值，則也可以為后區(qū)域4b的溫度Trr超過了氧化開始溫度Tpm之后的任意期間。在該情況下，第二差壓下降量A dP2成為與該任意期間相對應(yīng)的差壓下降量。[〇〇86]第一過濾器再生控制[〇〇87]在此，根據(jù)圖5來對實(shí)施利用了上述的部分堆積量計(jì)算處理的過濾器4的過濾器再生處理的過濾器再生控制的第一示例進(jìn)行說明。該過濾器再生控制通過執(zhí)行被存儲在ECU20的存儲器中的控制程序而被實(shí)施。此外，作為實(shí)施該過濾器再生控制的前提，ECU20根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速與內(nèi)燃機(jī)負(fù)載等的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而隨時(shí)對過濾器4整體的PM堆積量進(jìn)行推斷。雖然該過濾器4的整體的PM堆積量的推斷處理為與上述部分堆積量計(jì)算處理不同的處理，但因該推斷處理是由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的處理，因此省略其詳細(xì)說明。此外，將過濾器4 整體的PM堆積量稱為整體PM堆積量XI。[〇〇88] 在此，圖5所示的過濾器再生控制中的S201?S206的處理為，用于執(zhí)行過濾器再生處理的標(biāo)準(zhǔn)的一系列的處理。首先，在S201中，對過濾器4的整體PM堆積量XI是否超過了再生基準(zhǔn)量R0進(jìn)行判斷。該再生基準(zhǔn)量R0為，用于判斷出PM堆積到了應(yīng)該在過濾器4中執(zhí)行過濾器再生處理的程度的閾值。當(dāng)過濾器4整體的PM堆積量超過該再生基準(zhǔn)量R0時(shí)，排氣通道 2中的排氣壓力上升，并且內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)會受到不良的影響。在S201中作出肯定判斷時(shí)向 S202轉(zhuǎn)移，而當(dāng)作出否定判斷時(shí)，則向S207轉(zhuǎn)移。[〇〇89]接下來，在S202中，對用于使過濾器再生處理開始實(shí)施的開始條件是否成立進(jìn)行判斷。具體而言，作為該開始條件而能夠列舉出流入過濾器4的排氣的溫度為不妨礙有效的堆積PM的氧化去除的程度的較高的預(yù)定溫度以上的這樣一個(gè)示例。另外，流入過濾器4的排氣的溫度能夠利用溫度傳感器7的檢測值。因此，在S202中作出肯定判斷時(shí)向S203轉(zhuǎn)移，而當(dāng)作出否定判斷時(shí)，則結(jié)束本控制。
[0090] 然后，在S203中，執(zhí)行過濾器再生處理。具體而言，通過如上述那樣從燃料供給閥5 向排氣中實(shí)施燃料供給，從而利用由被負(fù)載在過濾器4上的氧化催化劑所實(shí)現(xiàn)的氧化反應(yīng)而使過濾器4升溫至超過氧化開始溫度Tpm的溫度，并實(shí)現(xiàn)該溫度的維持。為了維持該過濾器4的溫度，而利用由溫度傳感器9所檢測出的檢測溫度。當(dāng)以此方式執(zhí)行過濾器再生處理時(shí)，過濾器4中所堆積的PM將被氧化去除。因此，為了將通過該氧化去除而使PM堆積量減少的狀態(tài)反映在整體PM堆積量XI上，而在S204中對整體PM堆積量XI進(jìn)行更新。在該更新中，考慮通過過濾器再生處理而被氧化去除的每單位時(shí)間的PM量、與通過過濾器再生處理而使過濾器4的溫度到達(dá)氧化開始溫度Tpm之后的經(jīng)過時(shí)間等。[〇〇91] 然后，在S205中，對在S204中被更新的整體PM堆積量XI是否小于基準(zhǔn)PM堆積量R2 進(jìn)行判斷。該基準(zhǔn)PM堆積量R2為，用于對過濾器再生處理的結(jié)束進(jìn)行判斷的閾值。然后，當(dāng)在S205中作出肯定判斷時(shí)向S206轉(zhuǎn)移，而在作出否定判斷時(shí)，則重復(fù)執(zhí)行S204以后的處理。 在以此方式重復(fù)執(zhí)行S204以后的處理的情況下，在S203中開始的過濾器再生處理處于正在持續(xù)的狀態(tài)。然后，在S206中，結(jié)束過濾器再生處理。另外，在該過濾器再生處理結(jié)束時(shí)，將表示執(zhí)行了后文所述的部分堆積量計(jì)算處理的情況的執(zhí)行標(biāo)記設(shè)定為關(guān)閉(OFF)。[〇〇92] 雖然以此方式通過S201?S206的處理而實(shí)施了過濾器4的堆積PM的氧化去除，但相對于此，在S201中作出否定判斷的情況下，將實(shí)施包括上述部分堆積計(jì)算處理在內(nèi)的 S207?S210的一系列的處理。因此，在S207中，對整體PM堆積量XI是否超過了部分計(jì)算基準(zhǔn)量R1進(jìn)行判斷。該部分計(jì)算基準(zhǔn)量R1為小于再生基準(zhǔn)量R0且大于基準(zhǔn)PM堆積量R2的值，并為用于對是否執(zhí)行后文所述的S209中所執(zhí)行的部分堆積計(jì)算處理進(jìn)行判斷的閾值。在此， 當(dāng)作出肯定判斷時(shí)向S208轉(zhuǎn)移，而當(dāng)作出否定判斷時(shí)則結(jié)束本控制。[〇〇93]接下來，在S208中，根據(jù)上述執(zhí)行標(biāo)記而對是否執(zhí)行了后文所述的S209中所執(zhí)行的部分堆積計(jì)算處理并已經(jīng)對前區(qū)域堆積量PM_Fr與后區(qū)域堆積量PM_Rr進(jìn)行了計(jì)算進(jìn)行判斷。在本控制中，在一次過濾器再生處理與下一次過濾器再生處理之間的期間中，實(shí)施一次部分堆積量計(jì)算處理。因此，S208中的判斷為，以該期間為對象而對是否已經(jīng)實(shí)施了部分堆積量計(jì)算處理進(jìn)行判斷。當(dāng)在S208中作出肯定判斷時(shí)向S210轉(zhuǎn)移，而當(dāng)作出否定判斷時(shí)則向S209轉(zhuǎn)移。[〇〇94]然后，在S209中，執(zhí)行部分堆積量計(jì)算處理，并將該執(zhí)行標(biāo)記設(shè)定為開啟(0N)。通過該部分堆積量計(jì)算處理而對前區(qū)域堆積量PM_Fr與后區(qū)域堆積量PM_Rr進(jìn)行計(jì)算。之后， 在S210中，對前區(qū)域堆積量PM_Fr是否超過了第一基準(zhǔn)堆積量FrO或者后區(qū)域堆積量PM_Rr 是否超過了第二基準(zhǔn)堆積量RrO實(shí)施判斷。當(dāng)至少一方超過了所對應(yīng)的基準(zhǔn)量時(shí)，則在S210 中作出肯定判斷，并在該情況下實(shí)施S202以后的處理。另一方面，如果兩方均未超過所對應(yīng)的基準(zhǔn)量，則在S210中作出否定判斷，并在該情況下結(jié)束本控制。在此，第一基準(zhǔn)堆積量FrO 為用于判斷出如下情況的閾值，即，即使在前區(qū)域4a中的PM堆積量超過了該第一基準(zhǔn)堆積量FrO的狀態(tài)下，也不實(shí)施過濾器再生處理，而且當(dāng)之后以過濾器整體的PM堆積量為基準(zhǔn)而實(shí)施過濾器再生處理時(shí)，因在前區(qū)域4a處局部堆積了較多的PM從而有可能產(chǎn)生局部過度升溫的情況，并且所述第一基準(zhǔn)堆積量FrO被設(shè)為，即使在前區(qū)域4a中的PM堆積量為第一基準(zhǔn)堆積量FrO時(shí)實(shí)施了過濾器再生處理，也不會導(dǎo)致在前區(qū)域4a中產(chǎn)生局部過度升溫的情況的PM堆積量。此外，第二基準(zhǔn)堆積量Rr〇為用于判斷出如下情況的閾值，g卩，設(shè)為盡管后區(qū)域 4b中的PM堆積量超過了該第二基準(zhǔn)堆積量RrO，但也不實(shí)施過濾器再生處理，并且當(dāng)之后以過濾器整體的PM堆積量為基準(zhǔn)而實(shí)施過濾器再生處理時(shí)，因在后區(qū)域4b處局部堆積了較多的PM而有可能產(chǎn)生局部過度升溫的情況，并且所述第二基準(zhǔn)堆積量RrO被設(shè)為，即使在后區(qū)域4b中的PM堆積量為第二基準(zhǔn)堆積量RrO時(shí)實(shí)施了過濾器再生處理，也不會導(dǎo)致在后區(qū)域 4b中產(chǎn)生局部過度升溫的情況的PM堆積量。[〇〇95] 在以此方式構(gòu)成的過濾器再生控制中，即使在過濾器4整體的PM堆積量未超過再生基準(zhǔn)量R0的狀態(tài)下，在前區(qū)域4a或者后區(qū)域4b中的至少任意一方中，當(dāng)其部分堆積量超過可能產(chǎn)生局部過度升溫的基準(zhǔn)堆積量時(shí)，也將執(zhí)行過濾器再生處理。通過以該方式提前執(zhí)行過濾器再生處理，從而能夠在局部過度升溫顯著化之前實(shí)施過濾器4整體的堆積PM的氧化去除，由此能夠盡可能地避免由過濾器再生處理所導(dǎo)致的過濾器4的熔損或氧化催化劑的劣化等。
[0096]另外，當(dāng)實(shí)施部分堆積量計(jì)算處理時(shí)，為了對各個(gè)區(qū)域的部分堆積量進(jìn)行計(jì)算而實(shí)施計(jì)算時(shí)升溫處理，并且由于各個(gè)區(qū)域中所堆積的PM的一部分被氧化燃燒了，因此過濾器4整體的PM堆積量將減少。因此，在該情況下，也可以將被氧化燃燒了的PM量反映在被隨時(shí)推斷的整體PM堆積量XI的值上。此外，如果計(jì)算時(shí)升溫處理的PM的氧化量少到能夠無視的程度，則也可以不使其反映在整體PM堆積量XI的值上。[〇〇97]第二過濾器再生控制[〇〇98]在此，根據(jù)圖6來對實(shí)施利用了上述的部分堆積量計(jì)算處理的過濾器4的過濾器再生處理的過濾器再生控制的第二示例進(jìn)行說明。該過濾器再生控制通過執(zhí)行被存儲在 ECU20的存儲器中的控制程序而被實(shí)施。此外，作為實(shí)施該過濾器再生控制的前提，與上述的第一示例相同，隨時(shí)對過濾器4的整體的整體PM堆積量XI進(jìn)行推斷。而且，利用了用于在一次過濾器再生處理與下一次過濾器再生處理之間的期間中對是否實(shí)施了部分堆積量計(jì)算處理進(jìn)行識別的執(zhí)行標(biāo)記。[〇〇99] 首先，在S301中，對過濾器4的整體PM堆積量XI是否超過了再生基準(zhǔn)量R0進(jìn)行判斷。該判斷實(shí)質(zhì)上與上述的S201的判斷相同。在S301中作出肯定判斷時(shí)向S302轉(zhuǎn)移，而當(dāng)作出否定判斷時(shí)則結(jié)束本控制。接下來，在S302中，根據(jù)上述執(zhí)行標(biāo)記而對是否執(zhí)行了后文所述的S303中所執(zhí)行的部分堆積計(jì)算處理并已經(jīng)對前區(qū)域堆積量PM_Fr與后區(qū)域堆積量PM_ Rr進(jìn)行了計(jì)算進(jìn)行判斷。該判斷與上述的S208的判斷實(shí)質(zhì)相同。當(dāng)在S302中作出肯定判斷時(shí)向S304轉(zhuǎn)移，而當(dāng)作出否定判斷時(shí)，則向S303轉(zhuǎn)移。而且，在S303中，執(zhí)行部分堆積量計(jì)算處理，并將該執(zhí)行標(biāo)記設(shè)定為ON。通過該部分堆積量計(jì)算處理，從而對前區(qū)域堆積量PM_Fr 與后區(qū)域堆積量PM_Rr進(jìn)行計(jì)算。
[0100] 之后，在S304中，對前區(qū)域堆積量PM_Fr是否在第三基準(zhǔn)堆積量Frl以下且后區(qū)域堆積量PM_Rr是否在第四基準(zhǔn)堆積量Rrl以下實(shí)施判斷。在此，第三基準(zhǔn)堆積量Frl與上述 S210中的第一基準(zhǔn)堆積量FrO不同，其為用于判斷出如下情況的閾值，S卩，當(dāng)在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)下實(shí)施過濾器再生處理時(shí)，則有可能因在前區(qū)域4a中局部堆積了較多的PM而產(chǎn)生局部過度升溫。同樣地，第四基準(zhǔn)堆積量Rrl也與上述S210中的第二基準(zhǔn)堆積量RrO不同，其為用于判斷出如下情況的閾值，即，當(dāng)在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)下實(shí)施過濾器再生處理時(shí)，則有可能因在后區(qū)域 4b中局部堆積了較多的PM而產(chǎn)生局部過度升溫。即，第三基準(zhǔn)堆積量Frl以及第四基準(zhǔn)堆積量Rrl作為如下堆積量而被設(shè)定，即，雖然在各個(gè)區(qū)域的PM堆積量與各自所對應(yīng)的基準(zhǔn)堆積量為相同量時(shí)或者不足該基準(zhǔn)堆積量時(shí)，即使實(shí)施過濾器再生處理也不會發(fā)生局部過度升溫，但在各個(gè)區(qū)域的PM堆積量超過了各自所對應(yīng)的基準(zhǔn)堆積量的情況下實(shí)施過濾器再生處理時(shí)，則有可能產(chǎn)生局部過度升溫。當(dāng)在S304中作出肯定判斷時(shí)向S305轉(zhuǎn)移，而當(dāng)作出否定判斷時(shí)則向S306轉(zhuǎn)移。[〇1〇1]在S305中，對作為在S304中作出肯定判斷時(shí)的過濾器4的再生處理而被實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)過濾器再生處理的執(zhí)行條件進(jìn)行設(shè)定。在S304中作出肯定判斷則意味著，即使在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)下執(zhí)行過濾器再生處理，在過濾器4中也不會產(chǎn)生局部過度升溫。因此，標(biāo)準(zhǔn)過濾器再生處理的執(zhí)行條件被設(shè)為，在堆積有超過了整體PM堆積量XI的PM的過濾器4中，從燃料供給閥5所供給的燃料被氧化燃燒并使過濾器4的溫度迅速達(dá)到超過氧化開始溫度Tpm的溫度， 且不致使所供給的燃料未被氧化而附著在過濾器4上的程度的、由燃料供給閥5所實(shí)現(xiàn)的燃料供給條件。該燃料供給條件也可以根據(jù)過濾器4的溫度與排氣流量等而變動(dòng)。當(dāng)在S305中設(shè)定了執(zhí)行條件時(shí)，通過S307以后的處理來實(shí)施依據(jù)該執(zhí)行條件的過濾器再生處理、即標(biāo)準(zhǔn)過濾器再生處理。
[0102]另一方面，在S306中決定如下條件，即作為在S304中作出肯定判斷時(shí)的過濾器4的再生處理而被實(shí)施的緩慢過濾器再生處理的執(zhí)行條件。在S304中作出否定判斷意味著，當(dāng)在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)下執(zhí)行過濾器再生處理時(shí)，在過濾器4中有可能會產(chǎn)生局部過度升溫。因此， 緩慢過濾器再生處理的執(zhí)行條件被設(shè)為，在堆積有超過整體PM堆積量XI的PM的過濾器4中從燃料供給閥5供給燃料時(shí)，以能夠抑制過濾器4中的局部過度升溫的方式使過濾器4的溫度緩慢上升的程度的、由燃料供給閥5所實(shí)現(xiàn)的燃料供給條件。因此，在前區(qū)域堆積量PM_Fr 超過了第三基準(zhǔn)堆積量Frl的情況下，該超過量越大則越使從燃料供給閥5每單位時(shí)間所供給的燃料量減少，換言之，為了實(shí)施過濾器再生處理而減少向過濾器4所供給的每單位時(shí)間的熱量。同樣地，在后區(qū)域堆積量PM_Rr超過了第四基準(zhǔn)堆積量Rrl的情況下，該超過量越大，則越使從燃料供給閥5每單位時(shí)間所供給的燃料量減少。當(dāng)在S306中設(shè)定了執(zhí)行條件時(shí)，則通過S307以后的處理而實(shí)施依據(jù)該執(zhí)行條件的過濾器再生處理、即緩慢過濾器再生處理。
[0103]在S305或者S306的處理結(jié)束時(shí)，會實(shí)施S307以后的處理，但由于S307?S311的處理與上述的S202?S206的處理實(shí)質(zhì)相同，因此省略其詳細(xì)說明。
[0104]在以該方式構(gòu)成的過濾器再生控制中，當(dāng)過濾器4整體的PM堆積量超過再生基準(zhǔn)量R0時(shí)，在實(shí)施過濾器4的再生處理之前，對前區(qū)域4a以及后區(qū)域4b的部分堆積量進(jìn)行計(jì)算。而且，在過濾器4中不會產(chǎn)生局部過度升溫的情況下，將后續(xù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)過濾器再生處理。 即，例如在不通過計(jì)算時(shí)升溫處理而使被升溫的過濾器的溫度下降的條件下，后續(xù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)過濾器再生處理。此時(shí)，由于過濾器4通過計(jì)算時(shí)升溫處理而被升溫至某種程度，因此通過標(biāo)準(zhǔn)過濾器再生處理從而能夠減小使過濾器4升溫的能量。此外，雖然在過濾器4中有可能產(chǎn)生局部過度升溫的情況下通過緩慢過濾器再生處理而使過濾器4的溫度上升緩慢，從而將使得堆積PM的氧化去除所需的時(shí)間變長，但是卻能夠避免過濾器4的局部過度升溫。 [〇1〇5]部分堆積量推斷控制
[0106]在此，根據(jù)圖7來對利用了上述的部分堆積量計(jì)算處理的過濾器4的部分堆積量推斷控制進(jìn)行說明。該部分堆積量推斷控制為，對前區(qū)域4a以及后區(qū)域4b的各自的部分堆積量進(jìn)行推斷的控制，并且通過執(zhí)行被存儲在ECU20的存儲器中的控制程序而被實(shí)施。此外設(shè)定為，以與本控制并列的方式而反復(fù)執(zhí)行與用于過濾器4的過濾器再生處理有關(guān)的控制、例如圖5與圖6所示的控制。而且，在本控制中，在一次過濾器再生處理與下一次過濾器再生處理之間的期間中，后文所述的S406中的部分堆積量計(jì)算處理僅實(shí)施一次。伴隨于此，在過濾器再生處理結(jié)束時(shí)，在該時(shí)間點(diǎn)之前將表示執(zhí)行了部分堆積量計(jì)算處理的執(zhí)行標(biāo)記設(shè)定為關(guān)閉(OFF)。[〇1〇7]首先，在S401中，取得內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，接下來，在S402中，取得執(zhí)行了前一次的本控制時(shí)的各個(gè)區(qū)域的推斷輸出值、即后文所述的S408中所輸出的、前區(qū)域4a以及后區(qū)域4b的各自的部分堆積量的推斷輸出值。另外，將該前一次的推斷輸出值存儲在ECU20內(nèi)的存儲器中。
[0108]接下來，在S403中，根據(jù)在S401中所取得的內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與在S402中所取得的前一次的推斷輸出值而對當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)下的前區(qū)域4a以及后區(qū)域4b的各自的部分堆積量進(jìn)行推斷。具體而言，預(yù)先通過事先的實(shí)驗(yàn)等而以控制映射圖的形式將內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與在過濾器4的各區(qū)域中追加堆積的PM量的相關(guān)關(guān)系存儲在ECU20的存儲器內(nèi)。然后，根據(jù)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、即在S401中所取得的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而訪問該控制映射圖從而對在各個(gè)區(qū)域中所堆積的PM堆積量進(jìn)行計(jì)算，并將其加在前一次的各個(gè)區(qū)域的推斷輸出值上，并且將其作為本次的各區(qū)域的推斷輸出值而進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)S403的處理結(jié)束時(shí)，向S404轉(zhuǎn)移。
[0109]在S404中，對與本控制并列執(zhí)行的過濾器4的過濾器再生處理結(jié)束之后是否經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間進(jìn)行判斷。該過濾器再生處理的結(jié)束定時(shí)為，例如圖5所示的過濾器再生控制的處理S201的執(zhí)行定時(shí)或者圖6所示的過濾器再生控制的處理S311的執(zhí)行定時(shí)。在此，該預(yù)定時(shí)間是指，過濾器再生處理結(jié)束之后至在該過濾器4中PM再次堆積并且PM堆積量到達(dá)能夠執(zhí)行部分堆積量計(jì)算處理的程度的量的時(shí)間。即，部分堆積量計(jì)算處理以考慮需要通過計(jì)算時(shí)升溫處理而使各個(gè)區(qū)域的堆積PM的一部分氧化燃燒的方式來決定上述預(yù)定時(shí)間。在 S404中作出肯定判斷時(shí)向S405轉(zhuǎn)移，而當(dāng)作出否定判斷時(shí)則向S408轉(zhuǎn)移。然后，在S405中，根據(jù)上述執(zhí)行標(biāo)記而對是否執(zhí)行了后文所述的在S406中所執(zhí)行的部分堆積計(jì)算處理進(jìn)行判斷并已經(jīng)對前區(qū)域堆積量PM_Fr與后區(qū)域堆積量PM_Rr進(jìn)行了計(jì)算進(jìn)行判斷。由于該判斷與上述的S208等的判斷實(shí)質(zhì)相同，因此省略其詳細(xì)說明。當(dāng)在 S405中作出肯定判斷時(shí)向S407轉(zhuǎn)移，而當(dāng)作出否定判斷時(shí)則向S406轉(zhuǎn)移。然后，在S406中， 執(zhí)行部分堆積量計(jì)算處理并對前區(qū)域堆積量PM_Fr與后區(qū)域堆積量PM_Rr進(jìn)行計(jì)算，并且將該執(zhí)行標(biāo)記設(shè)定為開啟(ON)。
[0111] 接下來，在S407中，根據(jù)被計(jì)算出的前區(qū)域堆積量PM_Fr與后區(qū)域堆積量PM_Rr而對在S403中所推斷的前區(qū)域4a以及后區(qū)域4b的各自的部分堆積量進(jìn)行補(bǔ)正。作為補(bǔ)正的一個(gè)示例，在所推斷的部分堆積量與所計(jì)算的各個(gè)區(qū)域的堆積量之間存在偏差的情況下，以使所推斷的部分堆積量接近于所計(jì)算的各個(gè)區(qū)域的堆積量的方式而將預(yù)定的補(bǔ)正值加到該推斷的部分堆積量上。當(dāng)S407的處理結(jié)束時(shí)，向S408轉(zhuǎn)移。[〇112]在S408中，輸出由本次的部分堆積量推斷控制所推斷的各個(gè)區(qū)域的部分堆積量的推斷值。另外，在經(jīng)過S407而到達(dá)S408的情況下，將被實(shí)施了 S407的補(bǔ)正的各個(gè)區(qū)域的推斷值作為本次的推斷值而輸出。此外，在S404中作出否定判斷而到達(dá)S408的情況下，將在S403 中推斷出的各個(gè)區(qū)域的推斷值作為本次的各個(gè)區(qū)域的推斷值而輸出。而且，在該S408中所輸出的各個(gè)區(qū)域的推斷值成為，在下一次的部分堆積量推斷控制中的S402中成為取得對象的各個(gè)區(qū)域的推斷輸出值。
[0113]在以此方式而構(gòu)成的部分堆積量推斷控制中，能夠根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而較容易地對各個(gè)區(qū)域中的部分堆積量進(jìn)行推斷。另一方面，由于較容易，故此推斷值有可能與實(shí)際的部分堆積量相差懸殊。因此，以上述方式實(shí)施部分堆積量計(jì)算處理，并根據(jù)該計(jì)算結(jié)果而對所推斷的部分堆積量進(jìn)行補(bǔ)正。另外，由于該計(jì)算結(jié)果所反映的、被實(shí)施了補(bǔ)正的部分堆積量會被反映在下一次部分堆積量推斷控制中所推斷的部分堆積量上，因此如果實(shí)施一次補(bǔ)正，則該補(bǔ)正會被繼續(xù)反映在之后的推斷值上。由此，根據(jù)本部分堆積量推斷控制， 能夠通過較容易的結(jié)構(gòu)而推斷出更準(zhǔn)確的各個(gè)區(qū)域的部分堆積量。[〇114]另外，所推斷出的各個(gè)區(qū)域的部分堆積量能夠在內(nèi)燃機(jī)1的排氣凈化系統(tǒng)中所執(zhí)行的用于各種目的的控制中被使用。此外，當(dāng)在過濾器4中執(zhí)行過濾器再生處理時(shí)，在S407 的補(bǔ)正中所使用的預(yù)定的補(bǔ)正值將被清除。
[0115] 實(shí)施例2[〇116]接下來，根據(jù)圖8來對沿著排氣流動(dòng)而將過濾器4劃分為三個(gè)區(qū)域即前區(qū)域4A、中心區(qū)域4B、后區(qū)域4C的情況下的各個(gè)區(qū)域中的PM堆積量的計(jì)算進(jìn)行說明。另外，對于本實(shí)施例中的過濾器4的區(qū)分，在圖8的下層(c)中進(jìn)行了圖示。在此，圖8的上層(a)表示計(jì)算時(shí)升溫處理的各個(gè)區(qū)域的溫度推移，線L11所示的推移為前區(qū)域4A的溫度推移，線L12所示的推移為中心區(qū)域4B的溫度推移，線L12所示的推移為后區(qū)域4C的溫度推移。這些各個(gè)區(qū)域的溫度推移，以與上述的實(shí)施例相同的方式，由ECU20根據(jù)從加熱器3向過濾器4所供給的熱量和過濾器4中的與熱傳遞有關(guān)的各參數(shù)來進(jìn)行推斷。此外，圖8的下半段(b)表示此時(shí)的差壓傳感器8的檢測值的推移。
[0117]具體而言，在定時(shí)T11處開始實(shí)施計(jì)算時(shí)升溫處理，并且開始使位于上游側(cè)的前區(qū)域4A的溫度上升。此時(shí)，由于在下游側(cè)的中心區(qū)域4B、后區(qū)域4C中還未被傳遞有大量的熱， 因此其溫度的變動(dòng)較小。而且，在定時(shí)T12處，前區(qū)域4A的溫度將到達(dá)氧化開始溫度Tpm。從此時(shí)起，中心區(qū)域4B的溫度也逐漸上升，并在定時(shí)T13處中心區(qū)域4B的溫度也到達(dá)氧化開始溫度Tpm。而且，從此時(shí)起，后區(qū)域4C的溫度也逐漸上升，并在定時(shí)T14處后區(qū)域4C的溫度也到達(dá)了氧化開始溫度Tpm。之后，在定時(shí)T15處，結(jié)束計(jì)算時(shí)升溫處理，從而各個(gè)區(qū)域的溫度下降。
[0118]當(dāng)過濾器4的各個(gè)區(qū)域的溫度以此方式推移時(shí)，如果其溫度超過氧化開始溫度Tpm 則該處所堆積的PM將被氧化燃燒，從而過濾器4中的PM的堆積狀態(tài)將發(fā)生變化，并且該變化會被反映在由差壓傳感器8所檢測出的排氣差壓上。具體而言，由于在定時(shí)T12?T13期間中超過了氧化開始溫度Tpm的區(qū)域僅為前區(qū)域4A，因此僅該區(qū)域中所堆積的PM被氧化燃燒而產(chǎn)生排氣差壓的下降，而該下降量被設(shè)為AdP_Fr。此外，在定時(shí)T13?T14期間中，超過了氧化開始溫度Tpm的區(qū)域?yàn)榍皡^(qū)域4A與中心區(qū)域4B。因此，兩區(qū)域中所堆積著的PM被氧化燃燒從而產(chǎn)生排氣差壓的下降。而且，在該期間中的、由前區(qū)域4A中的堆積PM的氧化燃燒所產(chǎn)生的排氣差壓的下降量被設(shè)為A dP_Fr2,而由該中心區(qū)域4B中的堆積PM的氧化燃燒所產(chǎn)生的排氣差壓的下降量則被設(shè)為A dP_Ce，由此定時(shí)T13?T14期間中的排氣差壓的下降量為兩下降量之和(A dP_Ce+ A dP_Fr2)。
[0119]而且，在定時(shí)T14?T15期間中，超過了氧化開始溫度Tpm的區(qū)域?yàn)?，包括后區(qū)域4C 在內(nèi)的整個(gè)區(qū)域。因此，在整個(gè)區(qū)域中所堆積的PM被氧化燃燒，從而產(chǎn)生排氣差壓的下降。 而且，在該期間中的、由前區(qū)域4A中的堆積PM的氧化燃燒所產(chǎn)生的排氣差壓的下降量被設(shè)為A dP_Fr3,由中心區(qū)域4B中的堆積PM的氧化燃燒所產(chǎn)生的排氣差壓的下降量被設(shè)為A dP_Ce2,由后區(qū)域4C中的堆積PM的氧化燃燒所產(chǎn)生的排氣差壓的下降量被設(shè)為A dP_Rr。因此，定時(shí)T14?T15期間中的排氣差壓的下降量為這些下降量之和(AdP_Rr+AdP_Ce2+A dP_Fr3)〇
[0120]而且，使用上述的實(shí)施例中所示的第一提取方法來對定時(shí)T13?T14期間內(nèi)的排氣差壓的下降量之中的相當(dāng)于中心區(qū)域4B所對應(yīng)的差壓下降量的A dP_Ce、以及定時(shí)T14? T15的期間內(nèi)的排氣差壓的下降量之中的相當(dāng)于后區(qū)域4C所對應(yīng)的差壓下降量的A dP_Rr 進(jìn)行計(jì)算。例如，在定時(shí)T12?T13期間、定時(shí)T13?T14期間、定時(shí)T14?T15期間為相同長度的情況下，能夠?qū)⒏鱾€(gè)期間內(nèi)的各個(gè)區(qū)域中的堆積PM的氧化量視為相同程度。因此，相當(dāng)于中心區(qū)域4B所對應(yīng)的差壓下降量的AdP_Ce，能夠通過從定時(shí)T13?T14期間內(nèi)的排氣差壓的下降量中減去定時(shí)T12?T13期間內(nèi)的排氣差壓的下降量來計(jì)算。而且，相當(dāng)于后區(qū)域4C 所對應(yīng)的差壓下降量的A dP_Rr，能夠通過從定時(shí)T14?T15期間內(nèi)的排氣差壓的下降量中減去定時(shí)T13?T14期間內(nèi)的排氣差壓的下降量來計(jì)算。[〇121]而且，按照基于圖3所示的計(jì)算邏輯并根據(jù)作為各個(gè)區(qū)域所對應(yīng)的差壓下降量的 A dP_Fr、A dP_Ce、A dP_Rr與定時(shí)T12?T13期間的長度、定時(shí)T13?T14期間的長度、定時(shí) T14?T15期間的長度而對各個(gè)區(qū)域中的部分堆積量進(jìn)行計(jì)算。此時(shí)，A dP_Fr的大小相對于定時(shí)T12?T13期間的長度的比率越大，則越將前區(qū)域4A中的部分堆積量計(jì)算得較多，A dP_ Ce的大小相對于定時(shí)T13?T14期間的長度的比率越大，則越將中心區(qū)域4B中的部分堆積量計(jì)算得較多，AdP_Rr的大小相對于定時(shí)T14?T15期間的長度的比率越大，則越將后區(qū)域4C 中的部分堆積量計(jì)算得較多。
[0122]而且，即使在像本實(shí)施例這樣將過濾器4分割為三個(gè)區(qū)域并對各個(gè)區(qū)域中的部分堆積量進(jìn)行計(jì)算的情況下，也能夠利用所計(jì)算出的部分堆積量而實(shí)現(xiàn)與第一實(shí)施例中所公開的第一過濾器再生控制、第二過濾器再生控制、部分堆積量推斷控制實(shí)質(zhì)相當(dāng)?shù)目刂?。例如，也可以采用如下方式，即，在?shí)施與第一過濾器再生控制相當(dāng)?shù)目刂频那闆r下，通過對前區(qū)域4A、中心區(qū)域4B、后區(qū)域4C的各自的部分堆積量與各個(gè)區(qū)域所對應(yīng)的基準(zhǔn)堆積量(相當(dāng)于第一基準(zhǔn)堆積量FrO等的PM堆積量的閾值)進(jìn)行比較，從而提前執(zhí)行過濾器再生處理。
[0123]符號說明
[0124]1、內(nèi)燃機(jī);2、排氣通道;3、加熱器;4、過濾器;4&、4六、前區(qū)域413;4(:、后區(qū)域;48、中心區(qū)域;5、燃料供給閥；7、9、排氣溫度傳感器;8、差壓傳感器；10、空氣流量計(jì)；11、曲軸位置傳感器;12、加速器開度傳感器;13、進(jìn)氣通道;20、E⑶。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，具備:過濾器，其被設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通道上，并對排氣中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行捕集，所述過 濾器具有作為該過濾器的一部分的第一區(qū)域和位于與該第一區(qū)域相比靠下游側(cè)處的作為 該過濾器的一部分的第二區(qū)域；升溫單元，其以僅使堆積于所述第一區(qū)域以及所述第二區(qū)域中的顆粒狀物質(zhì)的一部分 氧化的方式，來執(zhí)行從所述過濾器的上游側(cè)而使所述過濾器升溫的預(yù)定升溫處理；差壓取得單元，其取得所述過濾器上游的排氣通道與所述過濾器下游的排氣通道之間 的排氣壓力差；第一計(jì)算單元，其在所述預(yù)定升溫處理被實(shí)施時(shí)，根據(jù)在第一氧化期間內(nèi)通過所述差 壓取得單元而取得的作為排氣壓力差的下降量的第一差壓下降量、與該第一氧化期間的長 度，而對作為所述第一區(qū)域中的顆粒狀物質(zhì)的堆積量的第一堆積量進(jìn)行計(jì)算，其中，所述第 一氧化期間為，從該第一區(qū)域的溫度超過所捕集到的顆粒狀物質(zhì)的氧化被開始的預(yù)定氧化 開始溫度起至所述第二區(qū)域的溫度超過該預(yù)定氧化開始溫度為止的期間中的至少一部分；第二計(jì)算單元，其根據(jù)在第二氧化期間內(nèi)通過所述差壓取得單元而取得的作為排氣壓 力差的下降量的第二差壓下降量、與該第二氧化期間的長度，而對作為所述第二區(qū)域的顆 粒狀物質(zhì)的堆積量的第二堆積量進(jìn)行計(jì)算，其中，所述第二氧化期間為，所述預(yù)定升溫處理 被實(shí)施的期間內(nèi)且該第二區(qū)域的溫度超過所述預(yù)定氧化開始溫度之后的期間，在所述內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，所述第一差壓下降量的大小相對于所述第一氧化期 間的長度的比率越增大，則所述第一計(jì)算單元越將所述第一堆積量計(jì)算得較多，所述第二 差壓下降量中的相當(dāng)于與所述第二區(qū)域?qū)?yīng)的差壓下降量的第二區(qū)域部分下降量的大小 相對于所述第二氧化期間的長度的比率越增大，則所述第二計(jì)算單元越將所述第二堆積量 計(jì)算得較多。2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，在所述第一氧化期間被設(shè)定為固定長度的期間的情況下，所述第一差壓下降量越增 大，則所述第一計(jì)算單元越將所述第一堆積量計(jì)算得較多，在所述第二氧化期間被設(shè)定為 固定長度的期間的情況下，所述第二區(qū)域部分下降量越增大，則所述第二計(jì)算單元越將所 述第二堆積量計(jì)算得較多。3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，所述第二氧化期間被設(shè)定為與所述第一氧化期間相同的長度，所述第二區(qū)域部分下降 量根據(jù)所述第二差壓下降量與所述第一差壓下降量的差分而被計(jì)算出。4.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，在所述第一氧化期間中通過所述預(yù)定升溫處理而向所述過濾器被供給的每單位時(shí)間的熱量與在所述第二氧化期間中通過該預(yù)定升溫處理而向該過濾器被供給的每單位時(shí)間 的熱量被設(shè)定為相同。5.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，還具備:整體推斷單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而對所述過濾器的整體中所堆積的顆粒 狀物質(zhì)量進(jìn)行推斷；再生單元，其在所述過濾器的整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量超過了再生基準(zhǔn)量時(shí)，實(shí)施使該過濾器升溫從而將顆粒狀物質(zhì)氧化去除的過濾器再生處理，在所述過濾器的整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量超過了與所述再生基準(zhǔn)量相比而較少 的部分計(jì)算基準(zhǔn)量時(shí)，通過所述升溫單元來實(shí)施所述預(yù)定升溫處理，并且實(shí)施由所述第一 計(jì)算單元進(jìn)行的所述第一堆積量的計(jì)算以及由所述第二計(jì)算單元進(jìn)行的所述第二堆積量 的計(jì)算，且在該第一堆積量超過了第一基準(zhǔn)堆積量或者該第二堆積量超過了第二基準(zhǔn)堆積 量的情況下，即使該過濾器的整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量未超過該再生基準(zhǔn)量，所述再 生單元也執(zhí)行所述過濾器再生處理。6.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，還具備:整體推斷單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而對所述過濾器的整體中所堆積的顆粒 狀物質(zhì)量進(jìn)行推斷；再生單元，其實(shí)施使該過濾器升溫從而將顆粒狀物質(zhì)氧化去除的過濾器再生處理，在所述過濾器整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量超過了再生基準(zhǔn)量時(shí)，通過所述升溫單元 來實(shí)施所述預(yù)定升溫處理，并且實(shí)施由所述第一計(jì)算單元進(jìn)行的所述第一堆積量的計(jì)算以 及由所述第二計(jì)算單元進(jìn)行的所述第二堆積量的計(jì)算，而且在該第一堆積量未超過第三基 準(zhǔn)堆積量且該第二堆積量未超過第四基準(zhǔn)堆積量的情況下，后續(xù)于該預(yù)定升溫處理，所述 再生單元開始實(shí)施所述過濾器再生處理。7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，還具備實(shí)施緩慢過濾器再生處理的緩慢再生單元，所述緩慢過濾器再生處理為，在至 少所述第一堆積量超過所述第三基準(zhǔn)堆積量、或者所述第二堆積量超過所述第四基準(zhǔn)堆積 量的情況下，該第一堆積量的相對于該第三基準(zhǔn)堆積量的超過量越增大、或者該第二堆積 量的相對于該第四基準(zhǔn)堆積量的超過量越增大，則與所述過濾器再生處理相比越使向所述 過濾器供給的每單位時(shí)間的熱量減小的處理。8.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，還具備:部分堆積量推斷單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而對作為所述第一區(qū)域中的顆粒 狀物質(zhì)的堆積量的推斷第一堆積量、以及作為所述第二區(qū)域中的顆粒狀物質(zhì)的堆積量的推 斷第二堆積量進(jìn)行推斷；整體推斷單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而對所述過濾器的整體中所堆積的顆粒 狀物質(zhì)量進(jìn)行推斷；再生單元，其在所述過濾器的整體中所堆積的顆粒狀物質(zhì)量超過了再生基準(zhǔn)量時(shí)，實(shí) 施使該過濾器升溫從而將顆粒狀物質(zhì)氧化去除的過濾器再生處理；在所述過濾器再生處理結(jié)束后經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間時(shí)，通過所述升溫單元來實(shí)施所述預(yù)定 升溫處理，并且實(shí)施由所述第一計(jì)算單元進(jìn)行的所述第一堆積量的計(jì)算以及由所述第二計(jì) 算單元進(jìn)行的所述第二堆積量的計(jì)算，且根據(jù)該計(jì)算出的第一堆積量以及該計(jì)算出的第二 堆積量而對由所述部分堆積量推斷單元所推斷出的所述推斷第一堆積量以及所述推斷第 二堆積量進(jìn)行補(bǔ)正。9.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，所述過濾器具有位于與所述第二區(qū)域相比靠下游側(cè)處的作為該過濾器的一部分的第三區(qū)域，所述第二氧化期間為，在所述預(yù)定升溫處理被實(shí)施時(shí)，從所述第二區(qū)域的溫度超過 所述預(yù)定氧化開始溫度起至所述第三區(qū)域的溫度超過該預(yù)定氧化開始溫度為止的期間中 的至少一部分期間，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)還具備第三計(jì)算單元，所述第三計(jì)算單元根據(jù)第三氧化期 間內(nèi)通過所述差壓取得單元而取得的作為排氣壓力差的下降量的第三差壓下降量、與該第 三氧化期間的長度，而對作為所述第三區(qū)域中的顆粒狀物質(zhì)的堆積量的第三堆積量進(jìn)行計(jì) 算，其中，所述第三氧化期間為，所述預(yù)定升溫處理被實(shí)施的期間內(nèi)且該第三區(qū)域的溫度超 過了所述預(yù)定氧化開始溫度后的期間，所述第三差壓下降量中的相當(dāng)于與所述第三區(qū)域?qū)?yīng)的差壓下降量的第三區(qū)域部分 下降量的大小相對于所述第三氧化期間的長度的比率越增大，則所述第三計(jì)算單元越將所 述第三堆積量計(jì)算得較多。10.如權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，所述第一氧化期間、所述第二氧化期間、所述第三氧化期間被設(shè)為互相相同的長度，所 述第二區(qū)域部分下降量根據(jù)所述第二差壓下降量與所述第一差壓下降量的差分而被計(jì)算 出，所述第三區(qū)域部分下降量根據(jù)所述第三差壓下降量與所述第二差壓下降量的差分而被 計(jì)算出。11.如權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，在所述第一氧化期間中通過所述預(yù)定升溫處理而向所述過濾器所供給的每單位時(shí)間 的熱量、在所述第二氧化期間中通過該預(yù)定升溫處理而向該過濾器所供給的每單位時(shí)間的 熱量、在所述第三氧化期間中通過該預(yù)定升溫處理而向該過濾器所供給的每單位時(shí)間的熱 量被設(shè)定為互相相同。
【文檔編號】F01N3/033GK105986859SQ201610154458
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】今井大地, 西岡寬真, 藤原清, 山下芳雄
【申請人】豐田自動(dòng)車株式會社