WO2017006511A1

WO2017006511A1 - 排気浄化装置

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Publication number: WO2017006511A1
Application number: PCT/JP2016/002677
Authority: WO
Inventors: 裕斗天野; 須沢　匠; 真吾中田; 藤井　宏明
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2017-01-12
Also published as: JP2017020376A

Abstract

排気浄化装置（２０）は、排気に含まれるＰＭをハニカム構造体（２２０）により捕集する。ハニカム構造体（２２０）は複数のセル（２２０ａ）を有している。排気浄化装置（２０）は、センサ部と、エンジンＥＣＵとを備える。ハニカム構造体（２２０）は、入口目封止セル（２２０ｂ）と、貫通セル（２２０ｃ）とを有する。入口目封止セル（２２０ｂ）は、排気流れ上流側の端部が封止され、排気流れ下流側の端部が開放されている。貫通セル（２２０ｃ）は、入口目封止セル（２２０ｂ）に隣接して配置され、排気流れ方向において貫通されている。エンジンＥＣＵは、センサ部により検出される物理量に基づいてハニカム構造体における不燃成分の堆積量推定値を判定し、当該不燃成分の堆積量推定値が増加することに基づいて、再生処理の実行頻度を増加させる。

Description

排気浄化装置

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１５年７月８日に出願された日本特許出願番号２０１５－１３６７６２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、排気に含まれるＰＭ（Particulate Matter）をハニカム構造体により捕集する排気浄化装置に関する。

　近年、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関から排出されるＰＭを捕集することが求められている。従来、ＰＭを捕集することの可能な排気浄化装置としては、特許文献１に記載の装置がある。

　特許文献１に記載の排気浄化装置は、ＰＭを捕集するためのハニカム基材を備えている。ハニカム基材は、隔壁により区画された複数のセルを有する多孔質の部材からなる。ハニカム構造体のセルの一部は、ハニカム基材の流入端面側の端部において目封止部により実質的に塞がれた入口目封止セルとなっている。ハニカム構造体の残りのセルは、ハニカム基材の流入端面側から流出端面側まで実質的に貫通した貫通セルとなっている。貫通セルに排気が流入すると、当該貫通セル内の圧力が上昇する。これにより、貫通セルに隣接する入口目封止セル内の圧力が貫通セル内の圧力に対して相対的に低くなるため、排気の一部が貫通セルから隔壁を透過して入口目封止セルに流入する。この際、排気に含まれるＰＭを隔壁において捕集することができる。

　内燃機関の排気には、ＰＭの他、不燃成分が含まれている。不燃成分は、例えばＰＭの燃焼後に残留する灰成分（ＡＳＨ）である。不燃成分は、ハニカム基材の隔壁の表面に付着し、堆積していく。不燃成分が隔壁に堆積すると、隔壁における排気の透過性が悪化するため、ＰＭを含んだ排気がハニカム基材の下流側に流れ易くなる。これが、ハニカム基材のＰＭ捕集率を低下させる要因となっている。

国際公開第２０１２／０４６４８４号

　本開示は、ハニカム構造体のＰＭ捕集率を維持することの可能な排気浄化装置を提供することを目的とする。

　排気浄化装置は、排気に含まれるＰＭをハニカム構造体により捕集する。ハニカム構造体は、隔壁により区画された複数のセルを有している。排気浄化装置は、ハニカム構造体における不燃成分の堆積量と相関関係のある物理量を検出するセンサ部と、ハニカム構造体におけるＰＭの捕集機能を再生する再生処理を実行する制御部とを備える。ハニカム構造体は、入口目封止セルと、貫通セルとを有する。入口目封止セルは、排気流れ上流側の端部が封止され、排気流れ下流側の端部が開放されている。貫通セルは、入口目封止セルに隣接して配置され、排気流れ方向において貫通されている。制御部は、物理量に基づいてハニカム構造体における不燃成分の堆積量の推定値を判定し、当該不燃成分の堆積量推定値が増加することに基づいて、再生処理の実行頻度を増加させる。

　この構成によれば、ハニカム構造体における不燃成分の堆積量が増加すると、再生処理の実行頻度が増加するため、より早期にハニカム構造体のＰＭ捕集機能が再生される。これにより、ハニカム構造体に不燃成分が堆積することによりハニカム構造体のＰＭ捕集許容量が減少した場合でも、ハニカム構造体のＰＭ捕集率を維持することができる。

図１は、車両のエンジンシステムの概要を示すブロック図である。図２は、排気浄化装置の一実施形態についてそのハニカム構造体の周辺構造を示す断面図である。図３Ａは、車両走行距離に応じたハニカム構造体の不燃成分の堆積態様を模式的に示す図である。図３Ｂは、車両走行距離に応じたハニカム構造体の不燃成分の堆積態様を模式的に示す図である。図３Ｃは、車両走行距離に応じたハニカム構造体の不燃成分の堆積態様を模式的に示す図である。図４は、車両走行距離Ｘ及びハニカム構造体の不燃成分の堆積量Ｙに対する、ハニカム構造体の初期に対するＰＭ捕集許容量Ｃの比率の推移を参考例として示すグラフである。図５は、実施形態の排気浄化装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。図６は、車両走行距離Ｘ及びハニカム構造体の不燃成分の堆積量Ｙに対する、モード走行当たりのハニカム構造体の積算捕集率Ｒの推移を参考例として示すグラフである。図７は、本実施形態の排気浄化装置における車両走行距離Ｘ及びハニカム構造体の不燃成分の堆積量Ｙに対する、モード走行当たりのハニカム構造体の積算捕集率Ｒの推移を示すグラフである。図８は、車両走行距離Ｘ及びハニカム構造体の不燃成分の堆積量Ｙに対する、ハニカム構造体の初期に対するＰＭ捕集許容量Ｃの比率の推移、並びに初期に対するフィルタ部の前後差圧ΔＰの比率の推移を参考例として示すグラフである。図９は、他の車両のエンジンシステムの概要を示すブロック図である。

　以下、排気浄化装置の一実施形態について説明する。はじめに、本実施形態の排気浄化装置が用いられるエンジンシステムの概要について説明する。

　図１に示されるように、本実施形態のエンジンシステム１は、エンジン１０と、排気浄化装置２０と、エンジンＥＣＵ（Engine Control Unit）３０とを備えている。本実施形態では、エンジンＥＣＵ３０が制御部に相当する。

　エンジン１０はガソリンエンジンである。エンジン１０は、気筒１１と、ピストン１２と、燃料噴射弁１３と、点火プラグ１４と、吸気バルブ１５と、排気バルブ１６とを備えている。図１では、便宜上、エンジン１０の複数の気筒１１のうちの一つのみが図示されている。

　ピストン１２は気筒１１内に往復動可能に収容されている。気筒１１及びピストン１２により囲まれる空間により燃焼室１７が区画形成されている。

　燃料噴射弁１３は、燃焼室１７内に突出するように配置されている。燃料噴射弁１３には、図示しないコモンレールや燃料ポンプ等を介して高圧の燃料が供給されている。燃料噴射弁１３は、燃焼室１７に燃料を噴射する。燃焼室１７には、気筒１１に形成された吸気ポート４０を介して吸気通路４１が接続されている。また、燃焼室１７には、気筒１１に形成された排気ポート５０を介して排気通路５１が接続されている。

　点火プラグ１４は、燃焼室１７内に突出するように配置されている。点火プラグ１４は、電力の供給に基づいて燃焼室１７内で着火する。

　燃焼室１７では、吸気通路４１及び吸気ポート４０を通じて導入される吸入空気と、燃料噴射弁１３から噴射される燃料とにより混合気が生成される。燃焼室１７内で生成された混合気は、点火プラグ１４の着火に基づき燃焼する。混合気の燃焼に伴いピストン１２が気筒１１内を往復直線運動する。ピストン１２の往復直線運動は、コンロッド１８を介して、図示しないクランクシャフトの回転運動に変換され、エンジン１０としての動力が得られる。混合気の燃焼により生成される排気は、排気ポート５０及び排気通路５１を通じて排出される。

　吸気バルブ１５は吸気ポート４０に配置されている。吸気バルブ１５は、吸気ポート４０を開閉させる。排気バルブ１６は排気ポート５０に配置されている。排気バルブ１６は、排気ポート５０を開閉させる。

　排気浄化装置２０は、三元触媒２１と、フィルタ部２２とを備えている。三元触媒２１及びフィルタ部２２は排気通路５１内に配置されている。

　三元触媒２１は、フィルタ部２２よりも排気流れ上流側に配置されている。三元触媒２１は、排気に含まれる炭化水素や一酸化炭素、窒素酸化物等の有害物質を酸化反応及び還元反応により浄化する。

　フィルタ部２２は、三元触媒２１よりも排気流れ下流側に配置されている。フィルタ部２２は、排気に含まれるＰＭを捕集する。

　エンジンシステム１は、エンジン回転センサ６０と、吸入空気量センサ６１と、スロットル開度センサ６２と、アクセル開度センサ６３と、水温センサ６４と、走行距離センサ６５とを備えている。

　エンジン回転センサ６０は、クランクシャフトの回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを検出する。吸入空気量センサ６１は、吸気通路４１に配置されており、燃焼室１７に導入される吸入空気量ＧＡを検出する。スロットル開度センサ６２は、スロットルバルブの開度であるスロットル開度ＴＡを検出する。スロットルバルブは、その開度に基づいて吸気通路４１の流路断面積を変更することにより、燃焼室１７に導入される吸入空気量を調整する。アクセル開度センサ６３は、車両のアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル操作量ＡＰを検出する。水温センサ６４は、エンジン１０の冷却水の温度である冷却水温ＴＷを検出する。走行距離センサ６５は、車両の累計走行距離Ｘを検出する。本実施形態では、走行距離センサ６５がセンサ部に相当する。

　エンジンＥＣＵ３０は、センサ６０～６４の出力信号により検出されるエンジン回転速度ＮＥ、吸入空気量ＧＡ、スロットル開度ＴＡ、アクセル操作量ＡＰ、及び冷却水温ＴＷに基づいて燃料噴射弁１３や点火プラグ１４、図示しないスロットルバルブ等の駆動を制御する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、エンジン１０の燃料噴射時期制御や燃料噴射量制御、点火時期制御、スロットル開度制御等を実行する。

　エンジンＥＣＵ３０はフィルタ部２２の再生処理を実行する。再生処理は、フィルタ部２２のハニカム構造体のＰＭ捕集機能を再生させる処理である。具体的には、エンジンＥＣＵ３０は、走行距離センサ６５により検出される車両走行距離Ｘに基づいて、前回の再生処理の実行後に車両が距離判定値Ｘａだけ走行したか否かを判定する。エンジンＥＣＵ３０は、前回の再生処理の実行後に車両が距離判定値Ｘａだけ走行したと判定した場合には、フィルタ部２２の再生処理を行う。エンジンＥＣＵ３０は、再生処理として、例えば燃料噴射弁１３から噴射される燃料量を減少させる、いわゆるフューエルカットを行う。これにより、排気の酸素濃度が一時的に高くなるため、フィルタ部２２でＰＭが燃焼し易くなる。よって、フィルタ部２２におけるＰＭの堆積量が減少するため、フィルタ部２２のＰＭの捕集機能を再生することができる。

　次に、フィルタ部２２の構造について詳しく説明する。

　図２に示されるように、フィルタ部２２は、ハニカム構造体２２０と、ケース２２１と、ストッパ２２２と、マット材２２３とを備えている。

　ハニカム構造体２２０は、コーディエライト等の多孔質体により形成されている。ハニカム構造体２２０は、隔壁２２０ｄにより区画された複数のセル２２０ａを有している。セル２２０ａは、ハニカム構造体２２０の排気流れ上流側の端部２２０ｆから排気流れ下流側の端部２２０ｇに向かって直線状に延びている。複数のセル２２０ａのうちの一部のセル２２０ｂは、排気流れ上流側の端部が封止部材２２０ｅにより封止され、排気流れ下流側の端部が開放されている。封止部材２２０ｅは、隔壁２２０ｄと同一の材料により形成されている。複数のセル２２０ａのうちの残りのセル２２０ｃは、排気流れ方向Ａにおいて貫通されている。以下、セル２２０ｂを「入口目封止セル」と称し、セル２２０ｃを「貫通セル」と称する。入口目封止セル２２０ｂ及び貫通セル２２０ｃは互いに隣接して配置されている。

　ケース２２１は筒状の金属部材からなる。ケース２２１の内部には、ハニカム構造体２２０が収容されている。ケース２２１の内周面とハニカム構造体２２０の外周面との間には、緩衝材としてのマット材２２３が配置されている。

　ストッパ２２２は、ハニカム構造体２２０の端部２２０ｆ，２２０ｇにそれぞれ接触するように配置されている。ストッパ２２２はケース２２１の内壁面に固定されている。ストッパ２２２は、排気流れ方向Ａに平行な方向におけるハニカム構造体２２０の位置ずれを防止している。

　フィルタ部２２では、貫通セル２２０ｃに排気が流入すると、当該貫通セル２２０ｃ内の圧力が上昇する。これにより、貫通セル２２０ｃに隣接する入口目封止セル２２０ｂ内の圧力が貫通セル２２０ｃ内の圧力に対して相対的に低くなる。そのため、図３（Ａ）に示されるように、貫通セル２２０ｃ内を流れる排気の一部が隔壁２２０ｄを透過して入口目封止セル２２０ｂに流入する。これにより、排気に含まれるＰＭが隔壁２２０ｄにおいて捕集される。

　ところで、エンジン１０の排気には、ＰＭの他、ＡＳＨ等の不燃成分が含まれている。この不燃成分は、ハニカム構造体２２０の隔壁２２０ｄの表面に付着し、堆積していく。

　具体的には、車両走行距離Ｘが第１距離Ｘ１に達すると、図３（Ｂ）に示されるように、隔壁２２０ｄの排気流れ上流側の表面に不燃成分が堆積する。不燃成分が隔壁２２０ｄに堆積すると、隔壁２２０ｄにおける排気の透過性が悪化するため、隔壁２２０ｄの排気流れ上流側の部分でＰＭが捕集され難くなる。この場合、隔壁２２０ｄの中央から排気流れ下流側までの部分でＰＭの捕集を継続するが、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量が低下する。

　車両走行距離Ｘが、第１距離Ｘ１よりも長い第２距離Ｘ２に達すると、図３（Ｃ）に示されるように、不燃成分の堆積が隔壁２２０ｄの排気流れ下流側の部分まで進行する。この状態になると、ハニカム構造体２２０は、モード走行当たりにエンジン１０から排出されるＰＭを、図３（Ａ）に示される状態よりも捕集することができなくなる。すなわち、規定量を超えるＰＭを含んだ排気がハニカム構造体２２０の下流に流れる、いわゆるＰＭの吹き抜けが発生するおそれがある。

　図４は、車両走行距離Ｘと、初期に対するハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃの比率との関係を示したものである。図４に示されるように、車両走行距離Ｘが「Ｘ≦Ｘ１」である領域Ｓ１では、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃが十分にあり、ハニカム構造体２２０の下流側へのＰＭの吹き抜けがほとんど生じない。しかしながら、車両走行距離Ｘが「Ｘ１＜Ｘ≦Ｘ２」である領域Ｓ２では、不燃成分の堆積によりハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃが低下する。また、車両走行距離Ｘが「Ｘ２＜Ｘ」である領域Ｓ３では、不燃成分が隔壁２２０ｄの表面を覆うことによりハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃがさらに低下し、ＰＭの吹き抜けが発生する。

　なお、車両走行距離Ｘと、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量Ｙとの間には相関関係がある。したがって、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量Ｙと、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃの比率との間にも図４に示されるような関係が同様に存在する。図４の「Ｙｔｈ１」は、第１距離Ｘ１に対応する第１堆積量閾値を示し、「Ｙｔｈ２」は、第２距離Ｘ２に対応する第２堆積量閾値を示している。

　本実施形態のエンジンＥＣＵ３０は、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率を維持させるべく、車両走行距離Ｘに基づいてハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量を推定するとともに、当該推定値が増加することに基づいて、ハニカム構造体２２０の再生処理の実行頻度を増加させる。

　具体的には、エンジンＥＣＵ３０は、再生処理を実行する頻度の異なるモード（状態）として、低頻度再生モードと、中頻度再生モードと、高頻度再生モードとを有している。

　低頻度再生モードは、再生処理の実行頻度が３つの再生モードの中で最も小さいモードである。具体的には、距離判定値Ｘａが３つの再生モードの中で最も大きい値に設定されることにより、再生処理の実行頻度が最も少なく設定されている。

　中頻度再生モードは、再生処理の実行頻度が３つの再生モードの中で中間の頻度に設定されたモードである。具体的には、距離判定値Ｘａが３つの再生モードの中で中間の値に設定されることにより、再生処理の実行頻度が中間の頻度に設定されている。

　高頻度再生モードは、再生処理の実行頻度が３つの再生モードの中で最も大きいモードである。具体的には、距離判定値Ｘａが３つの再生モードの中で最も小さい値に設定されることにより、再生処理の実行頻度が最も大きく設定されている。

　エンジンＥＣＵ３０は、再生処理の実行モードを低頻度再生モード、中頻度再生モード、高頻度再生モードの順で切り替えることにより再生処理の実行頻度を増加させる。

　図５は、エンジンＥＣＵ３０により実行される再生処理の実行頻度の変更処理の手順を示したものである。なお、エンジンＥＣＵ３０は、図５に示される処理を所定の周期で繰り返し実行する。

　図５に示されるように、エンジンＥＣＵ３０は、まず、堆積量推定値ＹＥが第１堆積量閾値Ｙｔｈ１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、エンジンＥＣＵ３０は、走行距離センサ６５により検出される車両走行距離Ｘが第１距離Ｘ１よりも大きいか否かを判定することにより、堆積量推定値ＹＥが第１堆積量閾値Ｙｔｈ１よりも大きいか否かを判定する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量と相関関係のある物理量として車両走行距離Ｘを用いる。エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘが第１距離Ｘ１以下である場合には、堆積量推定値ＹＥが第１堆積量閾値Ｙｔｈ１以下であると判定し（ステップＳ１：ＮＯ）、低頻度再生モードで再生処理を実行する（ステップＳ５）。

　エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘが第１距離Ｘ１よりも長い場合には、堆積量推定値ＹＥが第１堆積量閾値Ｙｔｈ１よりも大きいと判定する（ステップＳ１：ＹＥＳ）。この場合、エンジンＥＣＵ３０は、堆積量推定値ＹＥが第２堆積量閾値Ｙｔｈ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。具体的には、エンジンＥＣＵ３０は、走行距離センサ６５により検出される車両走行距離Ｘが第２距離Ｘ２よりも大きいか否かを判定することにより、堆積量推定値ＹＥが第２堆積量閾値Ｙｔｈ２よりも大きいか否かを判定する。エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘが第２距離Ｘ２以下である場合には、堆積量推定値ＹＥが第２堆積量閾値Ｙｔｈ２以下であると判定し（ステップＳ２：ＮＯ）、中頻度再生モードで再生処理を実行する（ステップＳ４）。

　エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘが第２距離Ｘ２よりも長い場合には、堆積量推定値ＹＥが第２堆積量閾値Ｙｔｈ２よりも大きいと判定し（ステップＳ２：ＹＥＳ）、高頻度再生モードで再生処理を実行する（ステップＳ３）。

　次に、本実施形態の排気浄化装置２０の動作例について説明する。

　例えばエンジンＥＣＵ３０が低頻度再生モードで再生処理を実行し続けた場合、図６に示されるように、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量Ｙが「Ｙ≦Ｙｔｈ１」となる領域Ｓ１では、ハニカム構造体２２０におけるモード走行当たりのＰＭの積算捕集率Ｒを所定値Ｒ１に維持することができる。すなわち、ハニカム構造体２２０は規定量のＰＭを捕集することができる。しかしながら、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量Ｙが「Ｙｔｈ１＜Ｙ≦Ｙｔｈ２」となる領域Ｓ２では、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒが所定値Ｒ１から徐々に減少していく。この領域Ｓ２では、ＰＭの吹き抜けはないが、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃが徐々に減少していく。そして、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量Ｙが「Ｙｔｈ２＜Ｙ」となる領域Ｓ３では、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒが所定値Ｒ１よりも大きく減少する。この領域Ｓ３では、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃが規定量を下回る。すなわち、ＰＭの吹き抜けが発生する。

　本実施形態のエンジンＥＣＵ３０は、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量Ｙが「Ｙｔｈ１＜Ｙ≦Ｙｔｈ２」となる領域Ｓ２で中頻度再生モードで再生処理を実行する。また、エンジンＥＣＵ３０は、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量Ｙが「Ｙｔｈ２＜Ｙ」となる領域Ｓ３で高頻度再生モードで再生処理を実行する。すなわち、ハニカム構造体２２０の不燃成分の堆積量が増加すると、再生処理の実行頻度が増加するため、より早期にハニカム構造体２２０のＰＭ捕集機能が再生される。これにより、ＰＭの吹き抜けが発生する前に再生処理が行われるため、図７に示されるように、領域Ｓ１～Ｓ３の全てでハニカム構造体２２０の実質的なＰＭ捕集率Ｒを所定値Ｒ１に維持することができる。

　以上説明した本実施形態の排気浄化装置２０によれば、以下の（１）～（３）に示される作用及び効果を得ることができる。

　（１）ハニカム構造体２２０に不燃成分が堆積することによりハニカム構造体２２０のＰＭ捕集許容量Ｃが減少した場合でも、ハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒを維持することができる。

　（２）エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量推定値ＹＥの変化に対して再生処理の実行頻度を段階的に変化させる。これにより、再生処理の実行頻度を連続的に変化させる場合と比較すると、再生処理の実行頻度を変化させる処理を簡素化することができるため、エンジンＥＣＵ３０の演算負担を軽減することができる。

　（３）エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘに基づいて不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定する。これにより、車両に搭載されている既存の走行距離センサ６５を用いることができるため、排気浄化装置２０の構造を簡素化することができる。

　なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。

　エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量推定値ＹＥの変化に対して再生処理の実行頻度を連続的に変化させてもよい。これにより、不燃成分の堆積量推定値ＹＥの変化に対して、より適切にハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒを維持することが可能となる。

　エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘとは別の車両状態量、例えば排気通路５１内の排気圧の変化に基づいて再生処理を実行してもよい。

　図８は、図４の実線のグラフに加え、車両走行距離Ｘ及びハニカム構造体の不燃成分の堆積量Ｙに対する、フィルタ部２２の初期に対する前後差圧ΔＰの比率の推移を破線で更に示したものである。図８に示されるように、フィルタ部２２の前後差圧ΔＰの比率と、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量Ｙとの間には相関関係がある。すなわち、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量Ｙが増加するほど、フィルタ部２２の前後差圧ΔＰが上昇する。この関係を利用し、フィルタ部２２の前後差圧ΔＰに基づいて、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定してもよい。具体的には、図９に示されるように、排気通路５１におけるフィルタ部２２の排気流れ上流側に、センサ部としての排気圧センサ７０を設ける。また、排気通路５１におけるフィルタ部２２の排気流れ下流側に、センサ部としての排気圧センサ７１を設ける。エンジンＥＣＵ３０は、排気圧センサ７０により検出される排気圧Ｐ１と、排気圧センサ７１により検出される排気圧Ｐ２との差分値を求めることにより、フィルタ部２２の前後差圧ΔＰを演算する。そして、エンジンＥＣＵ３０は、演算されたフィルタ部２２の前後差圧ΔＰに基づいて不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量Ｙと相関関係のある物理量として、ハニカム構造体２２０の排気流れ上流側の排気圧Ｐ１と、ハニカム構造体２２０の排気流れ下流側の排気圧Ｐ２との差圧ΔＰを用いてもよい。このような構成によれば、精度良く堆積量推定値ＹＥを判定することができるため、結果的にハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒを高い精度で維持することが可能となる。

　ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量Ｙが増加するほど、排気通路５１内の排気圧が増加する。これを利用し、排気通路５１内の排気圧に基づいて、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定してもよい。具体的には、図９に示されるように、排気通路５１に、センサ部としての排気圧センサ８０を設ける。エンジンＥＣＵ３０は、排気圧センサ８０により検出される排気通路５１内の排気圧Ｐ３に基づいて不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量Ｙと相関関係のある物理量として排気通路５１内の排気圧Ｐ３を用いてもよい。このような構成によれば、精度良く堆積量推定値ＹＥを判定することができるため、結果的にハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒを高い精度で維持することが可能となる。

　ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量が増加するほど、ハニカム構造体２２０を通過した排気に含まれるＰＭ量が増加する。これを利用し、ハニカム構造体２２０を通過した排気に含まれるＰＭ量に基づいて、ハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定してもよい。具体的には、図９に示されるように、排気通路５１におけるフィルタ部２２の排気流れ下流側に、センサ部としてのＰＭセンサ９１を設ける。エンジンＥＣＵ３０は、ＰＭセンサ９１により検出される排気中のＰＭ量Ａ２に基づいてハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量Ｙと相関関係のある物理量として、ハニカム構造体２２０を通過した排気に含まれるＰＭ量を用いてもよい。あるいは、排気通路５１におけるフィルタ部２２の排気流れ上流側に、センサ部としてのＰＭセンサ９０を更に設ける。エンジンＥＣＵ３０は、ＰＭセンサ９０により検出される排気中のＰＭ量Ａ１と、ＰＭセンサ９１により検出される排気中のＰＭ量Ａ２との差分値に基づいてハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０は、不燃成分の堆積量Ｙと相関関係のある物理量として、ハニカム構造体２２０を通過する前の排気に含まれるＰＭ量と、ハニカム構造体２２０を通過した排気に含まれるＰＭ量との差分値を用いてもよい。このような構成によれば、より精度良く堆積量推定値ＹＥを判定することができるため、結果的にハニカム構造体２２０のＰＭ捕集率Ｒを、より高い精度で維持することが可能となる。

　エンジンＥＣＵ３０は、車両走行距離Ｘ、フィルタ部２２の前後差圧、排気通路５１内の排気圧、及びハニカム構造体２２０を通過した排気に含まれるＰＭ量のうちの複数の組み合わせに基づいてハニカム構造体２２０における不燃成分の堆積量推定値ＹＥを判定してもよい。

　上記実施形態の排気浄化装置２０の構成は、ガソリンエンジンの排気浄化装置に限らず、ディーゼルエンジンの排気浄化装置にも適用することが可能である。

　ハニカム構造体２２０には、ＰＭの燃焼を生じ易くさせるための触媒が担持されていてもよい。

　本開示は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本開示の特徴を含む限り本開示の範囲に包含される。

Claims

　隔壁（２２０ｄ）により区画された複数のセル（２２０ａ）を有するハニカム構造体（２２０）により、排気に含まれるＰＭを捕集する排気浄化装置（２０）であって、
　前記ハニカム構造体における不燃成分の堆積量と相関関係のある物理量を検出するセンサ部（６５，７０，７１，８０，９０，９１）と、
　前記ハニカム構造体におけるＰＭの捕集機能を再生する再生処理を実行する制御部（３０）と、を備え、
　前記ハニカム構造体は、
　排気流れ上流側の端部が封止され、排気流れ下流側の端部が開放された入口目封止セル（２２０ｂ）と、
　前記入口目封止セルに隣接して配置され、前記排気流れ方向において貫通された貫通セル（２２０ｃ）と、を有し、
　前記制御部は、前記物理量に基づいて前記ハニカム構造体における前記不燃成分の堆積量の推定値を判定し、当該不燃成分の堆積量推定値が増加することに基づいて、前記再生処理の実行頻度を増加させることを特徴とする排気浄化装置。
　前記制御部は、前記不燃成分の堆積量推定値の変化に対して前記再生処理の実行頻度を段階的に変化させる請求項１に記載の排気浄化装置。
　前記制御部は、前記不燃成分の堆積量推定値の変化に対して前記再生処理の実行頻度を連続的に変化させる請求項１に記載の排気浄化装置。
　前記センサ部は、前記物理量として、車両の走行距離を検出する請求項１～３のいずれか一項に記載の排気浄化装置。
　前記センサ部は、前記物理量として、前記ハニカム構造体の排気流れ上流側の排気圧と前記ハニカム構造体の排気流れ下流側の排気圧との差圧を検出する請求項１～３のいずれか一項に記載の排気浄化装置。
　前記センサ部は、前記物理量として、排気通路内の排気圧を検出する請求項１～３のいずれか一項に記載の排気浄化装置。
　前記センサ部は、前記物理量として、前記ハニカム構造体を通過した排気に含まれるＰＭ量を検出する請求項１～３のいずれか一項に記載の排気浄化装置。