JP6769281B2 - 内燃機関システム - Google Patents

Description

本発明は、ＤＰＦフィルタの再生処理を行う内燃機関システムに関する。

内燃機関を含んだ内燃機関システムには、内燃機関から排出される排気を浄化するための排気浄化装置が設けられる。そして、この排気浄化装置としては、排気通路に設けられる酸化触媒と、その下流側に設けられるフィルタとを備えるものが知られている。酸化触媒は、排気に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）といった有害物質を酸化して無害化することにより、排気を浄化する。一方、フィルタは、排気中に含まれる煤等の粒子状物質（ＰＭ:Particulate Matter）を捕集することにより、排気を浄化する。

このような内燃機関システムでは、フィルタに捕集した粒子状物質が堆積すると、フィルタのＰＭ捕集機能が低下する。そこで、フィルタにおける粒子状物質の堆積量が所定量を超えると、フィルタに流入する排気を昇温させ、粒子状物質を燃焼させて除去することによりフィルタのＰＭ捕集機能を回復させる、フィルタの再生処理が実行される。

ここで、排気を昇温させる一の手段としては、酸化触媒の上流側に設けた排気管インジェクタから排気通路内に燃料を噴射し、その燃料を酸化触媒で酸化することによって排気を昇温させる方法が挙げられる。

また、排気を昇温させる他の手段としては、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する筒内噴射インジェクタにより、燃料のポスト噴射を行うという方法も挙げられる。このポスト噴射とは、気筒への燃料のメイン噴射を行った後に、筒内噴射インジェクタから少量の燃料を追従して噴射することである。このポスト噴射を行えば、気筒内から排気通路へ未燃燃料が排出されやすくなり、この未燃燃料が酸化触媒で酸化されることにより、排気が昇温される。

ところで、フィルタの再生処理を実行する際に、筒内噴射インジェクタによる噴射量と排気管インジェクタによる噴射量との比率を、内燃機関の運転条件に応じて適宜変更する技術が従来知られている（例えば、特許文献１を参照）。例えば、この特許文献１では、内燃機関の冷間始動運転時であって酸化触媒が活性化温度に到達しておらず、排気温度が上昇しにくいような内燃機関の運転状況である場合には、ポスト噴射制御と燃料添加制御とを協働させて実行する。一方、暖機後であって酸化触媒が活性化温度に到達している場合には、燃料添加制御のみを実行する。

特開２０１０−１０６７５３号公報

しかし、従来の内燃機関システムでは、酸化触媒がリン被毒を受けることによってその性能が劣化した場合、排気管インジェクタから噴射された燃料が十分に酸化されず、フィルタの再生効率が低下するという問題や、未燃燃料が大気中に放出されるという問題が生じる。より詳細には、例えばエンジンオイルの添加剤として有機リン化合物を含んだものを使用した場合、気筒内における燃料の燃焼によって有機リン化合物がリン酸化物となり、このリン酸化物が酸化触媒に流入する。そして、このリン酸化物が酸化触媒の担体表面に吸着してリン化合物を形成することにより、酸化触媒がリン被毒を受けてその性能が不可逆的に劣化する。

そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、酸化触媒がリン被毒を受けてその性能が劣化しても、粒子状物質を捕集するフィルタの再生処理を効率良く且つ確実に行うことが可能な内燃機関システムを提供することにある。

本発明の一の態様によれば、
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する筒内噴射インジェクタと、
前記内燃機関から排出される排気が流通する排気通路と、
前記排気通路に設けられ、前記排気通路を流通する物質を酸化する酸化触媒と、
前記排気通路における前記酸化触媒より上流側の位置に設けられ、前記排気通路内に燃料を噴射する排気管インジェクタと、
前記排気通路における前記酸化触媒より下流側の位置に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記筒内噴射インジェクタ及び前記排気管インジェクタの動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記酸化触媒の性能劣化を検知しない時に、前記排気管インジェクタによる燃料噴射量と前記筒内噴射インジェクタによる燃料のポスト噴射量との比率を所定の比率に制御することにより、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる前記フィルタの再生処理を行い、
前記酸化触媒の性能劣化を検知した時に、前記酸化触媒の性能劣化を検知しない時と比較して、前記筒内噴射インジェクタによる燃料のポスト噴射量の比率を増加させて前記フィルタの再生処理を行う
ことを特徴とする内燃機関システムが提供される。

なお、本発明の一の態様に係る内燃機関システムにおいては、
前記制御装置は、
前記酸化触媒の出口部及び入口部における排気の実測温度差と、前記内燃機関の運転条件ごとに予め記憶した予測温度差との差分を算出し、前記差分が所定の劣化判定閾値より大きい場合に前記酸化触媒の性能劣化を検知してもよい。

また、本発明の一の態様に係る内燃機関システムにおいては、
前記制御装置は、
前記酸化触媒の性能劣化を検知した場合に、
前記差分を所定の劣化程度閾値と比較することにより、前記酸化触媒の性能劣化の程度を判定し、前記性能劣化の程度に応じて、前記排気管インジェクタによる燃料噴射量と前記筒内噴射インジェクタによる燃料のポスト噴射量との比率を決定してもよい。

本発明の一の態様に係る内燃機関システムによれば、酸化触媒がリン被毒を受けてその性能が劣化しても、フィルタの再生処理を効率良く且つ確実に行うことができる。

本発明の実施形態に係る内燃機関システム１を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るＤＰＦ２０の再生処理の流れを示したフローチャートである。 アクセル開度Ａｃと内燃機関２の回転速度Ｎｅとに応じた筒内噴射インジェクタ１３の燃料の目標噴射量Ｑ１のマップを概念的に示す図である。 目標噴射量Ｑ１と内燃機関２の回転速度Ｎｅとに応じた予測温度差Ｔｙのマップを概念的に示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（内燃機関システムの構成）
まず、本発明の実施形態に係る内燃機関システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関システム１を示す模式図である。内燃機関システム１は、内燃機関２と、この内燃機関２に接続された吸気通路３と、同じく内燃機関２に接続された排気通路４と、吸気通路３と排気通路４を接続して設けられたＥＧＲ装置５と、排気通路４に設けられた排気浄化装置６と、各部に対して電気的に接続された制御装置７と、を備えている。

内燃機関２は、車両に搭載された４気筒の圧縮着火式内燃機関、すなわちディーゼルエンジンである。内燃機関２は、図１に示すように、内燃機関本体８と、燃料噴射装置９と、回転速度センサ１０と、を有している。なお、図示例は直列４気筒の内燃機関２を示すが、内燃機関２のシリンダ配置形式、気筒数等は任意である。

内燃機関本体８は、図に詳細は示さないが、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含んでいる。この内燃機関本体８の内部には、図１に示すように、４つの気筒１１が形成されている。

燃料噴射装置９は、いわゆるコモンレール式燃料噴射装置であって、気筒１１の内部に燃料を噴射する役割を果たす。この燃料噴射装置９は、図１に示すように、燃料を高圧状態で貯留するコモンレール１２と、このコモンレール１２に接続されて４つの気筒１１の内部に燃料をそれぞれ噴射する４つの筒内噴射インジェクタ１３と、を有している。

回転速度センサ１０は、内燃機関２の回転速度である単位時間当たりの回転速度Ｎｅ（ｒｐｍ）を検出する役割を果たす。この回転速度センサ１０は、図１に示すように、制御装置７に電気的に接続されており、その検出結果が制御装置７に入力される。

吸気通路３は、外部から吸引した吸気を内燃機関２の各気筒１１に供給する役割を果たす。この吸気通路３は、図１に示すように、内燃機関本体８（特にシリンダヘッド）に接続された吸気マニホールド１４と、この吸気マニホールド１４に一端が接続された吸気管１６と、を有している。

排気通路４は、内燃機関２から排出された排気を外部へ排出する役割を果たす。この排気通路４は、図１に示すように、内燃機関本体８（特にシリンダヘッド）に接続された排気マニホールド１７と、この排気マニホールド１７に一端部が接続された排気管１９と、を有している。

ＥＧＲ装置５は、排気通路４内の排気の一部（「ＥＧＲガス」という）を吸気通路３内に還流させる役割を果たす。このＥＧＲ装置５は、図１に示すように、一端が排気マニホールド１７に接続されて他端が吸気マニホールド１４に接続されたＥＧＲ通路２０と、ＥＧＲ通路２０を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２１と、このＥＧＲクーラ２１の下流側に設けられてＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲバルブ２２と、を備える。このようなＥＧＲ装置５によれば、ＥＧＲガスを還流させて吸気中の酸素濃度を低下させることにより気筒１１内での燃焼温度を低下させ、排気中の窒素酸化物の低減等を図ることができる。

排気浄化装置６は、排気管１９を流通する排気を浄化する役割を果たす。この排気浄化装置６は、排気管１９の所定位置に設けられた酸化触媒ユニット２３と、この酸化触媒ユニット２３の下流側の位置に設けられたパティキュレートフィルタユニット２４（以下、「ＤＰＦユニット２４」と称す）と、このＤＰＦユニット２４より更に下流側の位置に設けられたＮＯｘ触媒ユニット２５と、このＮＯｘ触媒ユニット２５より更に下流側の位置に設けられたアンモニア酸化触媒２６と、を備える。

酸化触媒ユニット２３は、図１に示すように、酸化触媒２７と、この酸化触媒２７の入口部に設けられて入口部温度Ｔ１を検出する入口部温度センサ２８と、酸化触媒２７の出口部に設けられて出口部温度Ｔ２を検出する出口部温度センサ２９と、排気管１９における酸化触媒２７より上流側の位置に設けられ、排気管１９内に燃料を噴射する排気管インジェクタ１８と、を有している。このように構成される酸化触媒ユニット２３によれば、排気管１９を流通する排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）が酸化触媒２７によって酸化されることにより、排気が浄化される。また、排気管インジェクタ１８から燃料が噴射されると、この燃料が酸化触媒２７によって酸化されることにより、排気が昇温される。

ＤＰＦユニット２４は、図１に示すように、パティキュレートフィルタ３０（特許請求の範囲に言う「フィルタ」であって、以下、「ＤＰＦ３０」と称す）と、ＤＰＦ３０の上流側及び下流側に跨って設けられた差圧センサ３１と、を有している。このように構成されるＤＰＦユニット２４によれば、排気中に含まれる煤等の粒子状物質が、ＤＰＦ３０によって捕集されることにより、排気中から除去される。また、ＤＰＦ３０の上流側及び下流側における排気の差圧が差圧センサ３１によって検出され、その検出結果に基づいてＤＰＦ３０における粒子状物質の堆積量が推定される。そして、その堆積量が所定量を超えると、制御装置７が、ＤＰＦ２０に堆積した粒子状物質を燃焼させるＤＰＦ２０の再生処理を実行する。

このＤＰＦ２０の再生処理の実行時には、制御装置７が、酸化触媒ユニット２３の排気管インジェクタ１８を制御して排気管１９内に燃料を噴射させる。そうすると、上述のように酸化触媒２７によって排気が昇温され、この昇温した排気がＤＰＦ３０に流入することにより、ＤＰＦ２０に堆積した粒子状物質が燃焼して除去される。これにより、ＤＰＦ２０のＰＭ捕集能が回復する。

更に、ＤＰＦ２０の再生処理の実行時には、上述の排気管インジェクタ１８による燃料噴射に加えて、制御装置７が、内燃機関２の筒内噴射インジェクタ１３を制御して気筒１１内に燃料のいわゆるポスト噴射を行わせる。このポスト噴射とは、気筒１１への燃料のいわゆるメイン噴射を行った後に、筒内噴射インジェクタ１３から少量の燃料を追従して噴射することである。このポスト噴射を行えば、気筒１１内から排気通路４へ未燃燃料が排出されやすくなり、この未燃燃料が酸化触媒２７で酸化されることにより、排気が昇温される。

ＮＯｘ触媒ユニット２５は、図１に示すように、選択還元型ＮＯｘ触媒３２（以下、「ＳＣＲ３２：Selective Catalytic Reduction」と略す）と、このＳＣＲ３２の入口部に設けられた添加弁３３と、を有している。このように構成されるＮＯｘ触媒ユニット２５によれば、還元剤としての尿素水が添加弁３３からＳＣＲ３２に添加されると、この尿素水が加水分解されることによりアンモニアが生成する。そして、このアンモニアが排気中のＮＯｘと反応することにより、ＮＯｘが還元される。

アンモニア酸化触媒２６は、ＳＣＲ３２から排出された余剰のアンモニアを酸化することにより、排気を浄化する役割を果たす。これにより、内燃機関システム１の外部へアンモニアが排出されることが抑制されている。

制御装置７は、各種センサ等から検出結果を取得し、それに基づいて各部の動作を制御する役割を果たす。この制御装置７は、図１に示すように、内燃機関システム１を構成する各部、例えば、内燃機関２の回転速度センサ１０と筒内噴射インジェクタ１３、ＥＧＲ装置５のＥＧＲバルブ２２、酸化触媒ユニット２３の入口部温度センサ２８と出口部温度センサ２９と排気管インジェクタ１８、ＤＰＦユニット２４の差圧センサ３１、ＮＯｘ触媒ユニット２５の添加弁３３に対して電気的に接続されている。また、制御装置７は、アクセル開度Ａｃを検出するアクセル開度センサ３４にも電気的に接続されている。そして、制御装置７は、回転速度センサ１０、入口部温度センサ２８、出口部温度センサ２９、差圧センサ３１、及びアクセル開度センサ３４から検出結果を取得し、その検出結果に基づいて、筒内噴射インジェクタ１３、ＥＧＲバルブ２２、排気管インジェクタ１８、及び添加弁３３等の動作を制御する。

（ＤＰＦの再生処理の流れ）
次に、内燃機関２を構成するＤＰＦ２０の再生処理の流れについて説明する。図２は、ＤＰＦ２０の再生処理の流れを示したフローチャートである。ＤＰＦ２０の再生処理が開始されると、制御装置７は、まず酸化触媒ユニット２３の入口部温度センサ２８から排気の入口部温度Ｔ１を取得すると共に、出口部温度センサ２９から排気の出口部温度Ｔ２を取得する（Ｓ１）。

次に、制御装置７は、実測温度差Ｔｊを算出する（Ｓ２）。この実測温度差Ｔｊは、酸化触媒２７の入口部と出口部における排気の実測温度の差分である。制御装置７は、ステップＳ１で取得した入口部温度Ｔ１と出口部温度Ｔ２を用い、温度差Ｔ２−Ｔ１を算出することにより、実測温度差Ｔｊを取得する。

次に、制御装置７は、予測温度差Ｔｙを取得する（Ｓ３）。この予測温度差Ｔｙは、内燃機関２の運転条件に基づいて予測される酸化触媒２７の入口部と出口部における排気の温度差である。制御装置７は、まず図１に示される回転速度センサ１０から内燃機関２の回転速度Ｎｅを取得すると共に、アクセル開度センサ３４からアクセル開度Ａｃを取得する。一方、制御装置７がその内部に有する記憶部３５には、図３に示すマップが予め記憶されている。このマップでは、図に詳細は示さないが、横軸に示される内燃機関２の回転速度Ｎｅと、縦軸に示されるアクセル開度Ａｃとの各格子点に、筒内噴射インジェクタ１３の燃料噴射量、具体的には筒内噴射インジェクタ１３への指示値である燃料の目標噴射量Ｑ１（実験等により予め算定されたもの）がそれぞれ入力されている。制御装置７は、このマップを参照することにより、取得したアクセル開度Ａｃと内燃機関２の回転速度Ｎｅに応じた目標噴射量Ｑ１を取得する。また、制御装置７の記憶部３５には、図４に示すマップも予め記憶されている。このマップでは、図に詳細は示さないが、横軸に示される内燃機関２の回転速度Ｎｅと、縦軸に示される目標噴射量Ｑ１との格子点に、酸化触媒２７の入口部と出口部における排気の温度差の予測値がそれぞれ入力されている。制御装置７は、このマップを参照することにより、予測温度差Ｔｙを取得する。

次に、制御装置７は、図２のステップＳ２及びＳ３で算出及び取得した実測温度差Ｔｊと予測温度差Ｔｙの差分Ｔｙ−Ｔｊを算出し、この差分が所定の劣化判定閾値Ｔｒより大きいか否かを判定する（Ｓ４）。この劣化判定閾値Ｔｒは、酸化触媒２７がリン被毒を受けてその性能が劣化しているか否かを判定するための閾値である。この劣化判定閾値Ｔｒについては、図に詳細は示さないが、前述の予測温度差Ｔｙと同様に、内燃機関２の運転条件毎、具体的には内燃機関２の回転速度Ｎｅ及び筒内噴射インジェクタ１３の目標噴射量Ｑ１毎の値が入力されたマップが、図１に示す制御装置７の記憶部３５に予め記憶されている。そして、制御装置７が、このマップを参照することにより、アクセル開度Ａｃや内燃機関２の回転速度Ｎｅに応じた劣化判定閾値Ｔｒを取得する。

ここで、酸化触媒２７のリン被毒による性能劣化について詳述すると、例えばエンジンオイルの添加剤として有機リン化合物を含んだものを使用した場合、気筒１１内における燃料の燃焼によって有機リン化合物がリン酸化物となり、このリン酸化物が酸化触媒２７に流入する。そして、図に詳細は示さないが、このリン酸化物が酸化触媒２７の担体表面に吸着してリン化合物を形成することにより、酸化触媒２７がリン被毒を受けてその性能が不可逆的に劣化する。このように酸化触媒２７が劣化した場合、排気管インジェクタ１８から噴射された燃料が十分に酸化されず、ＤＰＦ２０の再生効率が低下するという問題や、未燃燃料が大気中に放出されるという問題が生じる。そこで、酸化触媒２７にリン被毒による性能劣化が生じているか否かを判定し、性能劣化が生じている場合には、前述のような問題を回避するための対策を事前に施すこととしている。なお、酸化触媒２７の性能が劣化している場合、酸化触媒２７に流入した燃料が十分に酸化されない（燃焼しない）ため、実測温度差Ｔｊが予測温度差Ｔｙより小さくなる。従って、制御装置７は、実測温度差Ｔｊと予測温度差Ｔｙの差分として、Ｔｙ−Ｔｊを算出している。

そして、ステップＳ４における判定の結果、差分Ｔｙ−Ｔｊが劣化判定閾値Ｔｒ以下である場合（Ｓ４：Ｎｏ）、制御装置７は、酸化触媒２７にはリン被毒による性能劣化が生じていないと判断し、通常方式によるＤＰＦ２０の再生処理を実行する（Ｓ５）。より詳細には、前述のように、ＤＰＦ２０の再生処理時には、制御装置７が、排気管インジェクタ１８による排気管１９内への燃料噴射と、筒内噴射インジェクタ１３による気筒１１内への燃料のポスト噴射とを併用することにより、排気を昇温させる。通常方式によるＤＰＦ２０の再生処理においては、制御装置７が、排気管インジェクタ１８による燃料噴射量と、筒内噴射インジェクタ１３による燃料のポスト噴射量との比率を、予め定めた所定の比率に制御する。本実施形態では、酸化触媒２７で酸化しようとする燃料の総量を１００％とすると、その内の約Ａ％の量の燃料を筒内噴射インジェクタ１３によるポスト噴射によって供給すると共に、残りの約Ｂ（＝１００−Ａ）％の量の燃料を排気管インジェクタ１８による排気管噴射によって供給している。なお、この両者の比率は一例に過ぎず、任意の比率に設定することが可能である。

一方、ステップＳ４における判定の結果、差分Ｔｙ−Ｔｊが劣化判定閾値Ｔｒより大きい場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、制御装置７は、酸化触媒２７にリン被毒による性能劣化が生じていると判断し、その性能劣化の程度を判断すべく、差分Ｔｙ−Ｔｊが所定の劣化程度第１閾値Ｔａ（特許請求の範囲に言う、「劣化程度閾値」）より大きいか否かを判定する（Ｓ６）。この劣化程度第１閾値Ｔａは、劣化判定閾値Ｔｒに所定値を加算することにより算出された劣化判定閾値Ｔｒより大きい値であって、図１に示す制御装置７の記憶部３５に予め記憶されている。なお、この劣化程度第１閾値Ｔａについても、前述の予測温度差Ｔｙと同様に、内燃機関２の運転条件毎の値が入力されたマップを記憶部３５に予め記憶しておき、制御装置７がそのマップを参照することにより、筒内噴射インジェクタ１３の目標噴射量Ｑ１及び内燃機関２の回転速度Ｎｅに応じた劣化程度第１閾値Ｔａを取得するようにしてもよい。

そして、ステップＳ６における判定の結果、差分Ｔｙ−Ｔｊが劣化程度第１閾値Ｔａ以下である場合（Ｓ６：Ｎｏ）、制御装置７は、酸化触媒２７には僅かな劣化しか生じていないと判断し、低度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理を実行する（Ｓ７）。この低度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理においては、制御装置７が、酸化触媒２７の性能劣化を検知しない時に実行した通常方式によるＤＰＦ２０の再生処理と比較して、筒内噴射インジェクタ１３による燃料のポスト噴射量の比率を増加させてＤＰＦ２０の再生処理を行う。本実施形態では、酸化触媒２７で酸化しようとする燃料の総量を１００％とすると、その内の約Ｃ（＞Ａ）％の量の燃料を筒内噴射インジェクタ１３によるポスト噴射によって供給すると共に、残りの約Ｄ（＝１００−Ｃ）％の量の燃料を排気管インジェクタ１８による排気管噴射によって供給している。なお、この両者の比率は一例に過ぎず、筒内噴射インジェクタ１３による燃料のポスト噴射量の比率が通常方式の場合の比率より大きい値であれば、任意の値に設定することが可能である。

このような低度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理によれば、酸化触媒２７の性能劣化によってＤＰＦ２０の再生効率が低下するのを未然に防止することができる。すなわち、筒内噴射インジェクタ１３によってポスト噴射された燃料は、気筒１１から排出されて排気通路４を流通する間に高温に晒されるため、排気管インジェクタ１８によって排気管噴射された燃料と比較して、酸化触媒２７に到達した時点でより小さな分子に分解されている。このように小さく分解された燃料は、リン被毒を受けて性能が劣化した酸化触媒２７でも分解されやすいため、確実に酸化が行われる。このように、確実なる酸化が可能な筒内噴射インジェクタ１３による燃料のポスト噴射量の比率を、通常方式によるＤＰＦ２０の再生処理の場合よりも増加させることにより、酸化触媒２７の性能劣化に拘わらず、ＤＰＦ２０の再生処理を効率良く且つ確実に行うことができる。

一方、ステップＳ６における判定の結果、差分Ｔｙ−Ｔｊが劣化程度第１閾値Ｔａより大きい場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、制御装置７は、次に差分Ｔｙ−Ｔｊが所定の劣化程度第２閾値Ｔｂ（特許請求の範囲に言う、「劣化程度閾値」）より大きいか否かを判定する（Ｓ８）。この劣化程度第２閾値Ｔｂは、劣化程度第１閾値Ｔａに更に所定値を加算することにより算出された劣化程度第１閾値Ｔａより大きい値であって、図１に示す制御装置７の記憶部３５に予め記憶されている。なお、この劣化程度第２閾値Ｔｂについても、前述の予測温度差Ｔｙと同様に、内燃機関２の運転条件毎の値が入力されたマップを記憶部３５に予め記憶しておき、制御装置７がそのマップを参照することにより、筒内噴射インジェクタ１３の目標噴射量Ｑ１及び内燃機関２の回転速度Ｎｅに応じた劣化程度第２閾値Ｔｂを取得するようにしてもよい。

そして、ステップＳ８における判定の結果、差分Ｔｙ−Ｔｊが劣化程度第２閾値Ｔｂ以下である場合（Ｓ８：Ｎｏ）、制御装置７は、酸化触媒２７には中程度の劣化が生じていると判断し、中度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理を実行する（Ｓ９）。この中度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理においては、制御装置７が、低度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理と比較して、筒内噴射インジェクタ１３による燃料のポスト噴射量の比率を更に増加させてＤＰＦ２０の再生処理を行う。本実施形態では、酸化触媒２７で酸化しようとする燃料の総量を１００％とすると、その内の約Ｅ（＞Ｃ）％の量の燃料を筒内噴射インジェクタ１３によるポスト噴射によって供給すると共に、残りの約Ｆ（＝１００−Ｅ）％の量の燃料を排気管インジェクタ１８による排気管噴射によって供給している。なお、この両者の比率は一例に過ぎず、筒内噴射インジェクタ１３による燃料のポスト噴射量の比率が低度劣化方式の場合の比率より大きい値であれば、任意の値に設定することが可能である。

このような中度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理によれば、確実なる酸化が可能な筒内噴射インジェクタ１３による燃料のポスト噴射量の比率を、低度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理の場合よりも更に増加させることにより、酸化触媒２７の性能劣化に拘わらず、ＤＰＦ２０の再生処理を一層効率良く且つ一層確実に行うことができる。

一方、ステップＳ８における判定の結果、差分Ｔｙ−Ｔｊが劣化程度第２閾値Ｔｂより大きい場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、制御装置７は、酸化触媒２７には酷い劣化が生じていると判断し、高度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理を実行する（Ｓ１０）。この高度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理においては、制御装置７が、中度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理と比較して、筒内噴射インジェクタ１３による燃料のポスト噴射量の比率を更に増加させてＤＰＦ２０の再生処理を行う。本実施形態では、酸化触媒２７で酸化しようとする燃料の総量を１００％とすると、その内の約Ｇ（＞Ｅ）％の量の燃料を筒内噴射インジェクタ１３によるポスト噴射によって供給すると共に、残りの約Ｈ（＝１００−Ｇ）％の量の燃料を排気管インジェクタ１８による排気管噴射によって供給している。なお、この両者の比率は一例に過ぎず、筒内噴射インジェクタ１３による燃料のポスト噴射量の比率が中度劣化方式の場合の比率より大きい値であれば、任意の値に設定することが可能である。例えば、Ｇ＝１００、Ｈ＝０に設定して、酸化触媒２７で酸化しようとする燃料の総量の全てを、筒内噴射インジェクタ１３によるポスト噴射のみによって供給してもよい。

このような高度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理によれば、確実なる酸化が可能な筒内噴射インジェクタ１３による燃料のポスト噴射量の比率を、中度劣化方式によるＤＰＦ２０の再生処理の場合よりも更に増加させることにより、酸化触媒２７の性能劣化に拘わらず、ＤＰＦ２０の再生処理を一層効率良く且つ一層確実に行うことができる。

以上により、ＤＰＦ２０の再生処理が終了する。

このようなＤＰＦ２０の再生処理によれば、酸化触媒２７がリン被毒を受けてその性能が劣化しても、酸化触媒２７における確実なる酸化が可能な筒内噴射インジェクタ１３による燃料のポスト噴射量の比率を増加させるので、効率良く且つ確実にＤＰＦ２０の再生処理を行うことができる。

（変形例）
以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態としては以下に示すような変形例も考えられる。

（１） 本実施形態では、劣化程度第１閾値Ｔａと劣化程度第２閾値という２つの劣化程度閾値を設定することにより、酸化触媒２７の性能劣化の程度を、低度劣化、中度劣化、高度劣化という３段階に分けて分類した。しかし、性能劣化の程度は任意の段階数に分けて分類することが可能であり、段階数に応じた個数の劣化程度閾値を設定すればよい。

（２） 本実施形態では、予測温度差Ｔｙを、内燃機関２の運転条件ごとに予め記憶し、その運転条件として筒内噴射インジェクタ１３の目標噴射量Ｑ１と内燃機関２の回転速度Ｎｅとを用いた。しかし、内燃機関２の運転条件は本実施形態に限定されず、例えば排気の流量等を用いてもよい。

（３） 本実施形態では、酸化触媒２７の入口部温度Ｔ１と出口部温度Ｔ２との温度差である実測温度差Ｔｊに基づいて、酸化触媒２７に劣化が生じているか否かの判定やその劣化の程度を判定した。しかし、これらの判定は、例えば酸化触媒２７の出口部温度Ｔ２を所定の予測値や閾値と比較することにより行ってもよい。

２ 内燃機関
４ 排気通路
７ 制御装置
１１ 気筒
１３ 筒内噴射インジェクタ
１８ 排気管インジェクタ
２０ ＤＰＦ（フィルタ）
２７ 酸化触媒
Ｔｊ 実測温度差
Ｔｙ 予測温度差
Ｔｒ 劣化判定閾値
Ｔａ 劣化程度第１閾値
Ｔｂ 劣化程度第２閾値

Claims (3)

1. 内燃機関の気筒内に燃料を噴射する筒内噴射インジェクタと、
   前記内燃機関から排出される排気が流通する排気通路と、
   前記排気通路に設けられ、前記排気通路を流通する物質を酸化する酸化触媒と、
   前記排気通路における前記酸化触媒より上流側の位置に設けられ、前記排気通路内に燃料を噴射する排気管インジェクタと、
   前記排気通路における前記酸化触媒より下流側の位置に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
   前記筒内噴射インジェクタ及び前記排気管インジェクタの動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記酸化触媒の性能劣化を検知しない時に、前記排気管インジェクタによる燃料噴射量と前記筒内噴射インジェクタによる燃料のポスト噴射量との比率を所定の比率に制御することにより、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる前記フィルタの再生処理を行い、
   前記酸化触媒の性能劣化を検知した時に、前記酸化触媒の性能劣化を検知しない時と比較して、前記筒内噴射インジェクタによる燃料のポスト噴射量の比率を増加させて前記フィルタの再生処理を行う
   ことを特徴とする内燃機関システム。
2. 前記制御装置は、
   前記酸化触媒の出口部及び入口部における排気の実測温度差と、前記内燃機関の運転条件ごとに予め記憶した予測温度差との差分を算出し、前記差分が所定の劣化判定閾値より大きい場合に前記酸化触媒の性能劣化を検知する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関システム。
3. 前記制御装置は、
   前記酸化触媒の性能劣化を検知した場合に、
   前記差分を所定の劣化程度閾値と比較することにより、前記酸化触媒の性能劣化の程度を判定し、前記性能劣化の程度に応じて、前記排気管インジェクタによる燃料噴射量と前記筒内噴射インジェクタによる燃料のポスト噴射量との比率を決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関システム。

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