JP7088079B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、このフィルタよりも上流の排気圧を検出する圧力センサとを備える内燃機関が知られている（例えば特許文献１等）。こうしたフィルタを備える内燃機関では、気筒に吸入される吸入空気量が多くなるほど、あるいは同一の吸入空気量でもフィルタに堆積した粒子状物質の量が増えて詰まり度合が高まるほど、上記圧力センサで検出される排気圧は高くなることが知られている。

また、上記内燃機関では、排気圧に基づいて各種の機関制御、例えばＥＧＲバルブの開度調整やエアモデルによる吸入空気量の算出などを行うようにしている。

特開平１１－２８０４４９号公報

ところで、機関運転中には、排気圧がばらつくため、そのように不安定な値を利用して機関制御を行うと機関制御の制御性が不安定になる。従って、機関運転中において、排気圧の状態を示す値は実際の排気圧の状態を反映しつつできる限り安定していることが望まれる。

上記課題を解決する内燃機関の制御装置は、排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、気筒内に吸入される吸入空気量を検出する吸気量センサと、を備える内燃機関に適用される。この制御装置は、前記フィルタよりも上流の排気通路内の排気圧及び前記吸気量センサが検出した吸入空気量をともに取得する処理と、粒子状物質の堆積量が規定量となっている前記フィルタを基準フィルタとしたときに、取得した前記吸入空気量に対応する前記基準フィルタでの排気圧と取得した前記排気圧との割合を示す排気圧比率を算出する算出処理と、機関運転中において一定値に保持する前記排気圧比率の値を設定する設定処理と、を実行する。

同構成によれば、現状のフィルタの詰まり度合に応じた排気圧の状態が、上記基準フィルタを基にした上記排気圧比率に反映される。そして、機関運転中は、その排気圧比率が一定値にて保持されるため、排気圧の状態を示す値が機関運転中において安定するようになる。従って、そうした排気圧の状態を示す値に基づいた機関制御の制御性も安定するようになる。

なお、同構成における上記基準フィルタとしては、粒子状物質の堆積量が「０」となっている未使用のフィルタや、粒子状物質の堆積量が想定される最大量となっているフィルタなどを適用することができる。

上記制御装置において、前記算出処理は、前記フィルタに流入する排気の温度が高いほど、算出される前記排気圧比率が低くなるように補正する処理を含んでもよい。
同一の吸入空気量であっても排気の温度が高いほど上記排気圧は高くなるため、上記排気圧比率はその値が大きくなる側にずれてしまう。この点、同構成によれば、排気の温度が高いほど排気圧比率が低くなるように補正されるため、そうした排気温度の違いにより生じる排気圧比率の誤差を抑えることができる。

なお、同構成においては、排気の温度に基づいて排気圧比率を直接補正したり、取得した排気圧を排気の温度に基づいて補正することにより、間接的に排気圧比率を補正したりしてもよい。

上記制御装置において、前記設定処理は、前記排気圧及び前記吸入空気量を取得するたびに前記算出処理が算出する前記排気圧比率の平均値を、前記一定値に保持する前記排気圧比率として設定する処理を含んでもよい。

機関運転中においてはフィルタに堆積する粒子状物質の量が急増することはあまり無いため、機関運転中に算出された複数の排気圧比率の平均値は、現状のフィルタの排気圧の状態を示す真の値に近い値となる。そこで、同構成では、機関運転中において一定値に保持される排気圧比率の値として、そうした排気圧比率の平均値を設定するようにしている。そのため、機関運転中において一定値に保持される排気圧比率として適切な値を設定することができる。

上記制御装置において、前記一定値に保持される前記排気圧比率が実際の排気圧の状態から乖離する場合には、取得した前記排気圧の変化に合わせて機関運転中に設定される前記排気圧比率を変更する追従処理を実行してもよい。

フィルタの再生処理が行われるなどして、フィルタに堆積している粒子状物質の量が急速に減少すると、一定値に保持されている排気圧比率が、実際の排気圧の状態から乖離するようになる。そこで、同構成では、そうした乖離が生じた場合には、取得した排気圧の変化に合わせて排気圧比率を変更する追従処理を実行するようにしている。そのため、機関運転中に設定される排気圧比率が実際の排気圧の状態から乖離したままの状態になることを抑えることができる。

上記制御装置において、前記追従処理は、前記排気圧及び前記吸入空気量を取得するたびに前記算出処理が算出する前記排気圧比率の移動平均値を、機関運転中に設定される前記排気圧比率として設定する処理を含んでもよい。

同構成によれば、機関運転中に設定される排気圧比率について、検出される排気圧のばらつきを抑えつつ排気圧の変化に合わせて変更することができる。
上記制御装置において、前記移動平均値の母数は、吸入空気量が多いほど少なくなるように可変設定されてもよい。

吸入空気量が多いときには、吸入空気量が少ないときに比べて排気圧が高くなっているため、取得した排気圧のばらつきが排気圧比率に与える影響は小さい。そこで、同構成では、上述した移動平均値の母数は、吸入空気量が多いほど少なくなるようにしている。このようにして、吸入空気量が多く、排気圧のばらつきが排気圧比率に与える影響が小さいときには、移動平均値の母数が少なくされるため、排気圧の変化に対する移動平均値の追従性が向上するようになる。

上記制御装置において、前記一定値にて保持される前記排気圧比率の値を固定値とし、前記追従処理にて変更される前記排気圧比率の値を追従値としたときに、機関運転中に設定される前記排気圧比率の値を前記固定値から前記追従値に切り替える際、前記堆積量の変化量が規定値以下であるとの第１条件及び前記固定値と前記追従値との差が規定値以下であるとの第２条件のうちの少なくとも一方が成立する場合には、前記固定値から前記追従値への切り替えをただちに行う一方、前記第１条件及び前記第２条件がともに成立しない場合には、前記固定値から前記追従値への切り替えを機関運転状態がアイドル運転状態になってから行うようにしてもよい。

上記排気圧比率を用いて機関制御を行う場合において、機関運転中に上記固定値から上記追従値に切り替えることで排気圧比率が大きく変化すると、機関制御に悪影響を与える。逆に言えば、上記固定値から上記追従値に切り替えても排気圧比率の変化量が小さければ機関制御に与える影響は小さくなる。

そこで、同構成では、上記固定値から上記追従値に切り替える際、フィルタの堆積量の変化量が規定値以下であるとの第１条件及び前記固定値と前記追従値との差が規定値以下であるとの第２条件のうちの少なくとも一方が成立する場合、つまり上記固定値から上記追従値に切り替えても排気圧比率が大きく変化しない場合には、固定値から追従値への切り替えをただちに行うようにしている。従って、固定値から追従値への切り替えが機関制御に与える影響を抑えることができる。

一方、上記固定値から上記追従値に切り替える際、上記第１条件及び上記第２条件がともに成立しない場合、つまり上記固定値から上記追従値に切り替えると排気圧比率が大きく変化するおそれがある場合には、固定値から追従値への切り替えを、機関運転状態がアイドル運転状態になってから行うようにしている。こうしたアイドル運転状態では、機関運転が安定していることなどから、排気圧比率が大きく変化しても機関制御に与える影響は小さい。従って、固定値から追従値への切り替えにより排気圧比率が大きく変化する場合でも、そうした切り替えが機関制御に与える影響を抑えることができる。

上記制御装置において、吸入空気量の目標値を取得する処理と、取得した前記目標値に対応する前記基準フィルタでの排気圧と前記排気圧比率とに基づき、吸入空気量が前記目標値になったときの排気圧を算出する処理と、を実行してもよい。

同構成によれば、吸入空気量が目標値に達したときの排気圧を予測することができるようになり、そうした予測値を機関制御に利用することも可能になる。

制御装置の第１実施形態について、これが適用される内燃機関の模式図。 同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 温度差と補正係数との対応関係を示すグラフ。 フィルタよりも上流の排気の圧力と吸入空気量との関係を示すグラフ。 同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 第２実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 吸入空気量と設定される母数との関係を示すグラフ。 同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 第３実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。

（第１実施形態）
以下、内燃機関の制御装置の第１実施形態について、図１～図６を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関１０は複数の気筒１０ａを備えており、各気筒１０ａの吸気ポートには吸気通路１３が接続されている。吸気通路１３には、吸入空気量を調整するスロットル弁１４が設けられている。

各気筒１０ａの燃焼室には燃料噴射弁１１がそれぞれ配置されている。そして、各気筒１０ａの燃焼室では、吸気通路１３を通じて吸入された空気と燃料噴射弁１１から噴射された燃料との混合気が火花放電によって点火されることにより燃焼される。燃焼室での混合気の燃焼によって生じた排気は、内燃機関１０の排気ポートから排気通路１５に排出される。

排気通路１５には、三元触媒１７が接続されている。この三元触媒１７は、排気に含まれる炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を酸化して、水や二酸化炭素を生成する。また、三元触媒１７は、排気に含まれている窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元して、窒素を生成する。

三元触媒１７よりも下流の排気通路１５には、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタ１８が設けられている。
内燃機関１０は、排気の一部を吸気通路１３に戻す排気還流装置を備えている。この排気還流装置は、ＥＧＲ通路２０、ＥＧＲクーラ２１、ＥＧＲバルブ２２を備えている。

ＥＧＲ通路２０は排気通路１５と吸気通路１３とを接続する通路であって、三元触媒１７及びフィルタ１８の間における排気通路１５と、スロットル弁１４よりも下流の吸気通路１３とを接続している。

ＥＧＲ通路２０の途中には、上記ＥＧＲバルブ２２が設けられている。このＥＧＲバルブ２２が開弁しているときには、ＥＧＲ通路２０内に排気（ＥＧＲガス）が流れる。
ＥＧＲ通路２０においてＥＧＲバルブ２２よりも排気通路１５側には、機関冷却水との間で熱交換を行う水冷式の上記ＥＧＲクーラ２１が設けられている。

内燃機関１０の制御装置１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリ等を備えており、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、内燃機関１０の各種制御や後述の各種処理を実施する。

制御装置１００には、各種センサの検出信号が入力されている。例えば、排気通路１５において三元触媒１７よりも下流であって且つフィルタ１８よりも上流の部分には圧力センサ５０が備えられており、この圧力センサ５０によってフィルタ１８よりも上流の排気圧ＥＰ（絶対圧）が検出される。また、圧力センサ５０は、排気圧ＥＰと大気圧との差である差圧ΔＰも検出する。この差圧ΔＰは、排気通路１５におけるフィルタ１８の上流側の排気圧とフィルタ１８の下流側の排気圧との圧力差を示す値として利用される。内燃機関１０のクランクシャフト近傍に設けられたクランク角センサ５３は、内燃機関１０の機関回転速度ＮＥを検出する。内燃機関１０の吸気通路の上流に設けられた吸気量センサであるエアフロメータ５４は、内燃機関１０の気筒内の吸入される吸入空気量ＧＡを検出する。

この制御装置１００は、フィルタ１８に流入する排気の温度である排気温ＴＨＥやフィルタ１８の推定温度であるフィルタ温度ＴＦを、吸入空気量ＧＡや機関回転速度ＮＥなどの各種機関運転状態に基づいて算出する。また、制御装置１００は、フィルタ１８における粒子状物質の堆積量であるＰＭ堆積量Ｐｓを、機関回転速度ＮＥ、機関負荷率ＫＬ、及びフィルタ温度ＴＦ等に基づいて算出する。

そして、このＰＭ堆積量Ｐｓが予め定めた再生閾値α以上になると、フィルタ１８に堆積したＰＭを燃焼除去して同フィルタ１８を再生するために、制御装置１００は、フィルタ１８の再生制御を実行する。この再生制御は、フィルタ１８を昇温させる昇温制御と、この昇温制御によって昇温されたフィルタ１８の雰囲気を酸化雰囲気にすることによりＰＭを燃焼除去するＰＭ燃焼制御とを含んでいる。

本実施形態では、上記昇温制御として、例えば内燃機関１０の一部の気筒１０ａの空燃比を理論空燃比よりもリッチとするリッチ燃焼気筒とし、残りの気筒１０ａの空燃比を理論空燃比よりもリーンとするリーン燃焼気筒とするディザ制御を実行する。このディザ制御が実行されると、リッチ燃焼気筒から排出された排気中の未燃燃料成分や不完全燃焼成分と、リーン燃焼気筒から排出された排気中の酸素との反応が三元触媒１７によって促進されて、三元触媒１７が昇温される。このようにして三元触媒１７が昇温されると、三元触媒１７を通過する排気の温度が上昇し、この高温化した排気が三元触媒１７よりも排気下流に設けられたフィルタ１８に流れ込むことによりフィルタ１８は高温化する。そして、高温化したフィルタ１８の雰囲気を酸化雰囲気にするＰＭ燃焼制御、例えば機関運転中に燃料噴射弁１１の燃料噴射を停止する燃料カット処理や、混合気の目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな値に設定するリーン燃焼処理などを実行して排気通路１５に酸素を供給することにより、フィルタ１８に捕集されたＰＭは燃焼（酸化）除去される。

また、制御装置１００は、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づき、ＥＧＲ通路２０を介して吸気通路１３に流入する排気の量（ＥＧＲ量）を調整するための指令値である目標ＥＧＲ率ＥＧｐを算出する。なお、ＥＧＲ率とは、筒内充填ガス総量に対するＥＧＲ量の比率のことである。そして、制御装置１００は、目標ＥＧＲ率ＥＧｐ及び吸入空気量ＧＡ及び後述の排気圧予測値ＥＰｃに基づき、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率ＥＧｐとなるＥＧＲバルブ２２の目標開度を算出し、ＥＧＲバルブ２２の実際の開度が目標開度となるようにＥＧＲバルブ２２の開口量を調整する。

制御装置１００は、現状のフィルタ１８の詰まり度合いに応じた排気圧の状態を示す値として、以下に説明する排気圧上昇率を算出する。なお、以下に記載する排気圧とは、フィルタ１８と三元触媒１７との間の排気の圧力のことをいう。

図２に、排気圧上昇率を算出するために制御装置１００が実行する処理手順を示す。この処理は、機関運転中においてフィルタ１８の再生が行われていないときに繰り返し実行される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、ステップ番号を表現する。

本処理を開始すると、まず、制御装置１００は、吸入空気量ＧＡ及び排気圧ＥＰが安定しているか否かを判定する（Ｓ１００）。このＳ１００では、吸入空気量ＧＡ及び排気圧ＥＰの変動量が規定の範囲内になっており、且つ規定の範囲内になっている状態が予め定めた規定時間以上継続している場合に、制御装置１００は、吸入空気量ＧＡ及び排気圧ＥＰが安定していると判定する。そして、吸入空気量ＧＡ及び排気圧ＥＰが安定していないと判定する場合（Ｓ１００：ＮＯ）、制御装置１００は、本処理を一旦終了する。

一方、吸入空気量ＧＡ及び排気圧ＥＰが安定していると判定する場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、制御装置１００は、現在検出されている吸入空気量ＧＡ及び排気圧ＥＰを取得する（Ｓ１１０）。

次に、制御装置１００は、現在検出されている排気温ＴＨＥと基準温度ＴＨｂａｓｅとの温度差ΔＴを算出する（Ｓ１２０）。温度差ΔＴは、排気温ＴＨＥから基準温度ＴＨｂａｓｅを減じた値である。また、基準温度ＴＨｂａｓｅは、後述する第１基準フィルタ及び第２基準フィルタにおいて吸入空気量と排気圧との関係を測定したときの排気温ＴＨＥである。

次に、制御装置１００は、温度差ΔＴに基づいて補正係数Ｋ（Ｋ＞０）を算出する（Ｓ１３０）。この補正係数Ｋは、取得した排気圧ＥＰを温度差ΔＴに基づいて補正するための値である。

図３に示すように、温度差ΔＴが「０」のとき（つまり排気温ＴＨＥ＝基準温度ＴＨｂａｓｅのとき）には、補正係数Ｋは「１」に設定される。そして、温度差ΔＴが「０」よりも大きい値のとき（つまり排気温ＴＨＥ＞基準温度ＴＨｂａｓｅのとき）には、温度差ΔＴの絶対値が大きくなるほど、算出される補正係数Ｋの値は１よりも小さい値になっていく。また、温度差ΔＴが「０」よりも小さい値のとき（つまり排気温ＴＨＥ＜基準温度ＴＨｂａｓｅのとき）には、温度差ΔＴの絶対値が大きくなるほど、算出される補正係数Ｋの値は１よりも大きい値になっていく。

次に、制御装置１００は、取得した排気圧ＥＰに補正係数Ｋを乗算して補正後排気圧ＥＰｈを算出する（Ｓ１４０）。この補正後排気圧ＥＰｈは、現在の排気温ＴＨＥにおける排気圧ＥＰを、基準温度ＴＨｂａｓｅにおける排気圧に変換した値である。

次に、制御装置１００は、取得した吸入空気量ＧＡに対応する第１排気圧ＥＰｎ及び第２排気圧ＥＰｅを算出する（Ｓ１５０）。これら第１排気圧ＥＰｎ及び第２排気圧ＥＰｅは、以下の値である。

本実施形態では、粒子状物質の堆積量が「０」となっている未使用のフィルタ１８を第１基準フィルタとしている。また、ＰＭ堆積量が想定される最大量となっているフィルタ１８を第２基準フィルタとしている。そして、排気温ＴＨＥが上記基準温度ＴＨｂａｓｅとなっている状況下において、第１基準フィルタにおける吸入空気量と排気圧との関係が予め測定されており、その測定した吸入空気量と排気圧との関係が第１基準排気圧データとしてメモリに記憶されている。

図４において二点鎖線Ｌ１にて示すように、第１基準排気圧データは、吸入空気量が多くなるほど排気圧の値が高くなっている。
同様に、排気温ＴＨＥが上記基準温度ＴＨｂａｓｅとなっている状況下において、第２基準フィルタにおける吸入空気量と排気圧との関係も予め測定されており、その測定した吸入空気量と排気圧との関係が第２基準排気圧データとしてメモリに記憶されている。

図４において二点鎖線Ｌ２にて示すように、第２基準排気圧データも、吸入空気量が多くなるほど排気圧の値が高くなっている。ただし、同一の吸入空気量であっても、第２基準排気圧データにおける排気圧は、第１基準排気圧データにおける排気圧よりも高くなっている。

そして、制御装置１００は、Ｓ１１０にて取得した吸入空気量ＧＡに対応する第１基準フィルタでの排気圧である第１排気圧ＥＰｎを、上記第１基準排気圧データを参照して算出する。

同様に、制御装置１００は、Ｓ１１０にて取得した吸入空気量ＧＡに対応する第２基準フィルタでの排気圧である第２排気圧ＥＰｅを、上記第２基準排気圧データを参照して算出する。

次に、制御装置１００は、排気圧上昇率ＥＰｒの瞬時値ＥＰｒｓを次式（１）に基づいて算出する（Ｓ１６０）。なお、この排気圧上昇率ＥＰｒは、取得した吸入空気量に対応する基準フィルタでの排気圧と取得した排気圧との割合を示す排気圧比率である。また、瞬時値ＥＰｒｓとは、今回の処理で取得した吸入空気量ＧＡ及び排気圧ＥＰから算出される排気圧上昇率ＥＰｒの瞬時値である。

ＥＰｒｓ＝（ＥＰｈ－ＥＰｎ）／（ＥＰｅ－ＥＰｎ）×１００ …（１）
ＥＰｒｓ：排気圧上昇率ＥＰｒの瞬時値
ＥＰｈ：補正後排気圧
ＥＰｎ：第１排気圧
ＥＰｅ：第２排気圧
この式（１）から分かるように、排気圧上昇率は、第１基準フィルタでの排気圧上昇率ＥＰｒを「０％」とし、第２基準フィルタでの排気圧上昇率ＥＰｒを「１００％」としたときに、現状のフィルタ１８の排気圧の上昇割合を示す値となっている。

次に、制御装置１００は、算出した瞬時値ＥＰｒｓをメモリに記憶して（Ｓ１７０）、本処理を一旦終了する。こうして制御装置１００のメモリには、算出された瞬時値ＥＰｒｓが順次蓄積されていく。

図５に、機関運転中において一定値に保持される排気圧上昇率ＥＰｒを設定する処理の手順を示す。なお、この処理も、制御装置１００のメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが所定周期毎に実行することにより実現される。

本処理を開始すると、まず、制御装置１００は、機関停止が行われたか否かを判定する（Ｓ２００）。このＳ２００では、例えば内燃機関１０の運転を停止するスイッチ（例えば内燃機関１０を搭載した車両に設けられるイグニッションスイッチなど）が操作された場合に、制御装置１００は、機関停止が行われたと判定する。そして、機関停止が行われていないと判定する場合（Ｓ２００：ＮＯ）、制御装置１００は、機関停止が行われたと判定するまで、Ｓ２００の処理を繰り返し実行する。

一方、機関停止が行われたと判定する場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、制御装置１００は、１トリップ中に算出された上記瞬時値ＥＰｒｓの平均値ＡＶを算出して（Ｓ２１０）、その算出した平均値ＡＶを、機関運転中において一定値に保持する排気圧上昇率ＥＰｒとして設定する（Ｓ２２０）。そして、本処理を終了する。

こうして、設定された排気圧上昇率ＥＰｒは、次回の機関運転中において一定値に保持される排気圧上昇率ＥＰｒとして利用される。そして、この排気圧上昇率ＥＰｒは、フィルタ１８の現状の詰まり度合いに応じた排気圧の状態を示す値として、排気圧が関与する各種の機関制御に利用される。例えば、エアモデルを使って吸入空気量を予測する場合には、排気通路１５内の圧力状態を示す値として上記排気圧上昇率ＥＰｒが利用される。また、ＥＧＲバルブ２２の目標開度を算出する際に使用する上記排気圧予測値ＥＰｃを以下のようにして算出する。

すなわち、本実施形態では、吸入空気量ＧＡが、機関運転状態に応じて設定される目標吸入空気量ＧＡｐに達したときの排気圧ＥＰを先読みするようにしており、そうした排気圧ＥＰの予測値である上記排気圧予測値ＥＰｃを算出するために、制御装置１００は図６に示す処理を実行する。

図６に、排気圧予測値ＥＰｃを算出するための処理手順を示す。なお、この処理も、制御装置１００のメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。また、この処理は、ＥＧＲバルブ２２の目標開度を算出する際に実施される。

本処理を開始すると、まず、制御装置１００は、現在設定されている目標吸入空気量ＧＡｐ及び排気圧上昇率ＥＰｒを取得する（Ｓ３００）。
次に、制御装置１００は、取得した目標吸入空気量ＧＡｐに対応する第１排気圧ＥＰｎ及び第２排気圧ＥＰｅを算出する（Ｓ３１０）。このＳ３１０において、制御装置１００は、取得した目標吸入空気量ＧＡｐに対応する上記第１基準フィルタでの排気圧である第１排気圧ＥＰｎを、上記第１基準排気圧データを参照して算出する。

同様に、制御装置１００は、取得した目標吸入空気量ＧＡｐに対応する第２基準フィルタでの排気圧である第２排気圧ＥＰｅを、上記第２基準排気圧データを参照して算出する。

次に、制御装置１００は、次式（２）に基づき、排気圧予測値ＥＰｃを算出する（Ｓ３２０）。
ＥＰｃ＝ＥＰｎ＋（ＥＰｅ－ＥＰｎ）×ＥＰｒ／１００ …（２）
ＥＰｃ：排気圧予測値
ＥＰｎ：第１排気圧
ＥＰｅ：第２排気圧
ＥＰｒ：排気圧上昇率
この式（２）によって排気圧予測値ＥＰｃが算出されることにより、上記図４に示すように、吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡｐに達したときの排気圧（排気圧予測値ＥＰｃ）が、一点鎖線Ｌ３にて示される現状のフィルタ１８の排気圧上昇率ＥＰｒに基づき、先読みした状態で算出される。

以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１）現状のフィルタ１８の詰まり度合に応じた排気圧の状態が、第１基準フィルタ及び第２基準フィルタを基にした上記排気圧上昇率ＥＰｒに反映される。そして、機関運転中は、その排気圧上昇率ＥＰｒが一定値にて保持されるため、排気圧の状態を示す値である排気圧上昇率ＥＰｒは機関運転中において安定するようになる。従って、そうした排気圧の状態を示す値に基づいた機関制御の制御性も安定するようになる。

（２）同一の吸入空気量であっても排気の温度が高いときほど上記排気圧ＥＰは高くなるため、上記排気圧上昇率ＥＰｒはその値が大きくなる側にずれてしまう。この点、本実施形態では、フィルタ１８に流入する排気の温度が高いほど、算出される排気圧上昇率ＥＰｒが低くなるように補正される。より詳細には、上記温度差ΔＴの値が大きく排気温ＴＨＥが基準温度ＴＨｂａｓｅより高いときほど、上記補正係数Ｋが小さくなることで排気圧ＥＰは低くなるように補正される。このようにして補正後排気圧ＥＰｈの値が低くなると、上記式（１）における「（ＥＰｈ－ＥＰｎ）」の値が小さくなるため、算出される上記瞬時値ＥＰｒｓの値も小さくなる。その結果、複数の瞬時値ＥＰｒｓの平均値ＡＶである排気圧上昇率ＥＰｒは低くなる。このようにして排気温ＴＨＥが高いほど排気圧上昇率ＥＰｒは低くなるように補正されるため、排気温度の違いにより生じる排気圧上昇率ＥＰｒの誤差を抑えることができる。

（３）図２に示した算出処理では、排気圧ＥＰ及び吸入空気量ＧＡを取得するたびに排気圧上昇率ＥＰｒの瞬時値ＥＰｒｓが算出される。ここで、機関運転中においてはフィルタ１８に堆積する粒子状物質の量が急増することはほとんど無いため、機関運転中に算出された複数の上記瞬時値ＥＰｒｓの平均値は、現状のフィルタ１８の排気圧の状態を示す真の値に近い値となる。そこで、本実施形態では、機関運転中において一定値に保持される排気圧上昇率ＥＰｒの値として、そうした瞬時値ＥＰｒｓの平均値ＡＶを設定するようにしている。そのため、機関運転中において一定値に保持される排気圧上昇率ＥＰｒとして適切な値を設定することができる。

（４）図６に示した処理を実行することにより、吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡｐに達したときの排気圧ＥＰを予測している。このようにして吸入空気量が目標値に達したときの排気圧を予測することができるため、そうした予測値を機関制御に利用することも可能になる。本実施形態では、そうした機関制御に利用する一例として、予測した排気圧ＥＰの値（排気圧予測値ＥＰｃ）を加味してＥＧＲバルブ２２の目標開度が設定される。そのため、吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡｐに達したときの実際のＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率ＥＧｐとの乖離が抑えられるようになり、ＥＧＲ率の制御精度が向上するようになる。

（第２実施形態）
次に、内燃機関の制御装置の第２実施形態について、図７～図９を参照して説明する。
第１実施形態では、機関運転中において排気圧上昇率ＥＰｒを一定値にて保持するようにした。一方、本実施形態では、機関運転中において一定値に保持される排気圧上昇率ＥＰｒが実際の排気圧の状態から乖離する場合には、取得した排気圧ＥＰの変化に合わせて機関運転中に設定される排気圧上昇率ＥＰｒを変更する追従処理を実行するようにしている。

図７に、制御装置１００が実行する処理の手順を示す。この処理は、上記図２に示した瞬時値ＥＰｒｓの算出が行われている場合に繰り返し実行される。
本処理を開始すると、まず、制御装置１００は、吸入空気量ＧＡに基づいて母数ＰＲを設定する（Ｓ４００）。母数ＰＲは、瞬時値ＥＰｒｓの移動平均値ＭＡＶを算出する際の母数である。

図８に示すように、母数ＰＲは、吸入空気量ＧＡが多いほど少なくなるように可変設定される。
次に、制御装置１００は、Ｓ４００で設定した母数ＰＲによる上記瞬時値ＥＰｒｓの移動平均値ＭＡＶを算出する（Ｓ４１０）。

次に、制御装置１００は、算出した移動平均値ＭＡＶを、排気圧上昇率ＥＰｒの追従値ＥＰｒｔとして設定し（Ｓ４２０）、本処理を一旦終了する。
こうして、機関運転中において瞬時値ＥＰｒｓの算出が行われている場合には、上記追従値ＥＰｒｔの算出も併せて行われる。

次に、図９を参照して、機関運転中に設定される排気圧上昇率ＥＰｒを固定値または追従値に設定するための処理手順を説明する。なお、この処理も、機関運転中において制御装置１００が繰り返し実行することにより実現される。

また、上記固定値とは、機関運転中において一定値に保持される排気圧上昇率の値であり、上記平均値ＡＶはこの固定値に相当する。また、上記追従値とは、機関運転中において取得した排気圧ＥＰの変化に合わせて変更される排気圧上昇率の値であり、上記追従値ＥＰｒｔはこの追従値に相当する。なお、図２に示した一連の処理において、取得した排気圧ＥＰの値が変化すると、算出される瞬時値ＥＰｒｓの値も変化する。そのため、取得した排気圧ＥＰの値が変化すると上記追従値ＥＰｒｔも変化する。また、以下では、機関運転中に設定される排気圧上昇率ＥＰｒを固定値とするモードを固定モードといい、機関運転中に設定される排気圧上昇率ＥＰｒを追従値とするモードを追従モードという。

本処理を開始すると、まず、制御装置１００は、現在、固定モード中であるか否かを判定する（Ｓ５００）。第１実施形態で説明したように、機関始動が行われると、排気圧上昇率ＥＰｒは上記平均値ＡＶに固定されるため、本処理が機関始動後において最初に実行されたときには、制御装置１００は、固定モード中であると判定する。

こうしてＳ５００にて、固定モード中であると判定する場合（Ｓ５００：ＹＥＳ）、制御装置１００は、追従モードへの移行条件が成立するか否かを判定する（Ｓ５１０）。この追従モードへの移行条件は、一定値に保持されている排気圧上昇率ＥＰｒ、つまり固定値になっている排気圧上昇率ＥＰｒが実際の排気圧の状態から乖離していると判定される場合に成立する。本実施形態では、例えば以下の条件（Ａ）～条件（Ｄ）の少なくとも１つが成立する場合に、追従モードへの移行条件が成立すると判定される。

条件（Ａ）：整備工場においてフィルタ１８の強制再生処理の実行が開始された。この条件は次の理由により設定されている。すなわち、フィルタ１８の強制再生処理が実行されると、フィルタ１８のＰＭ堆積量が大きく減少して排気圧が低下するため、現在、固定値になっている排気圧上昇率ＥＰｒが実際の排気圧の状態から乖離するためである。

条件（Ｂ）：ＰＭ堆積量Ｐｓの変化量Ｐｓｈａが規定の判定値Ａ以上である。この変化量Ｐｓｈａは、例えば排気圧上昇率ＥＰｒが前回更新された時点でのＰＭ堆積量Ｐｓと現状のＰＭ堆積量Ｐｓとの差になっている。そして、この条件は次の理由により設定されている。すなわち、そうした変化量Ｐｓｈａが規定の判定値Ａ以上となっている場合には、フィルタ１８の詰まり度合が変化しており、現在、固定値になっている排気圧上昇率ＥＰｒが実際の排気圧の状態から乖離しているためである。なお、判定値Ａとしては、こうした判定を行ううえで適切な値が設定されている。

条件（Ｃ）：現在、固定値が設定されている排気圧上昇率ＥＰｒと現在算出されている追従値ＥＰｒｔとの差の絶対値ＡＢ（ΔＢ＝｜ＥＰｒ－ＥＰｒｔ｜）が規定の判定値Ｂ以上である。この条件は次の理由により設定されている。例えば、フィルタ１８が交換された場合には、排気圧上昇率ＥＰｒの値をリセットする処理を行うのであるが、そうしたリセット処理が行われていない場合には、上記絶対値ＡＢが大きくなる。また、予期しないエラーにより追従値ＥＰｒｔや排気圧上昇率ＥＰｒが誤った値になった場合にも、上記絶対値ＡＢは大きくなることがある。このようにして絶対値ＡＢが大きくなる場合には、現在、固定値になっている排気圧上昇率ＥＰｒが実際の排気圧の状態から乖離した状態になっているためである。なお、判定値Ｂとしては、こうした判定を行ううえで適切な値が設定されている。

条件（Ｄ）：上述したフィルタ１８の再生制御を規定時間以上実施中である。この条件は次の理由により設定されている。すなわち、フィルタ１８の再生制御が長時間実行されると、フィルタ１８のＰＭ堆積量が大きく減少して排気圧が低下するため、現在、固定値になっている排気圧上昇率ＥＰｒが実際の排気圧の状態から乖離するためである。なお、上記規定時間としては、こうした判定を行ううえで適切な値が設定されている。

そして、Ｓ５１０にて追従モードへの移行条件が成立すると判定する場合（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、制御装置１００は、追従モードを開始する（Ｓ５２０）。この追従モードでは、現在算出されている上記追従値ＥＰｒｔを、機関運転中における排気圧上昇率ＥＰｒとして設定する追従処理が実行される。そして、制御装置１００は、本処理を一旦終了する。

一方、Ｓ５１０にて追従モードへの移行条件が成立しないと判定する場合（Ｓ５１０：ＮＯ）、制御装置１００は、Ｓ５３０の処理を実行して固定モードを継続することにより、機関運転中における排気圧上昇率ＥＰｒを上記平均値ＡＶに固定したまま、本処理を一旦終了する。

また、上記Ｓ５００にて、固定モード中ではないと判定する場合（Ｓ５００：ＮＯ）、つまり、現在は追従モードになっている場合には、制御装置１００は、固定モードへの移行条件が成立するか否かを判定する（Ｓ５４０）。この固定モードへの移行条件は、例えば以下の条件（Ｅ）及び条件（Ｆ）がともに満たされる場合に成立すると判定される。

条件（Ｅ）：ＰＭ堆積量Ｐｓの変化量Ｐｓｈｂが規定の判定値Ｃ以下である。この変化量Ｐｓｈｂとは、フィルタ１８の再生処理が停止した直後のＰＭ堆積量Ｐｓと現状のＰＭ堆積量Ｐｓとの差である。そして、判定値Ｃとしては、次の値が設定されている。つまり、変化量Ｐｓｈｂが規定の判定値Ｃ以下であることに基づき、現在算出されている瞬時値ＥＰｒｓの変化が小さく、瞬時値ＥＰｒｓの平均値ＡＶを固定値として排気圧上昇率ＥＰｒに設定しても、実際の排気圧の状態がその排気圧上昇率ＥＰｒに反映される程度に、ＰＭ堆積量Ｐｓの変化量が少ないことを適切に判定できる値が設定されている。

条件（Ｆ）：算出されている瞬時値ＥＰｒｓの個数が判定値Ｄ以上である。この判定値Ｄとしては次の値が設定されている。すなわち、算出されている瞬時値ＥＰｒｓの平均値ＡＶを排気圧上昇率ＥＰｒの固定値として設定する場合において、フィルタ１８の実際の詰まり度合いに応じた排気圧の状態をその平均値ＡＶに反映させるために十分な個数の瞬時値ＥＰｒｓが算出されていることを判定できるように、判定値Ｄには適切な値が設定されている。

そして、Ｓ５４０にて固定モードへの移行条件が成立すると判定する場合（Ｓ５４０：ＹＥＳ）、制御装置１００は、固定モードを開始する（Ｓ５５０）。この固定モードでは、その個数が判定値Ｄ以上であると判定されている瞬時値ＥＰｒｓの平均値ＡＶが算出されて、その平均値ＡＶを、機関運転中において一定に保持される排気圧上昇率ＥＰｒの固定値として設定する処理が実行される。そして、制御装置１００は、本処理を一旦終了する。

一方、Ｓ５４０にて固定モードへの移行条件が成立しないと判定する場合（Ｓ５４０：ＮＯ）、制御装置１００は、Ｓ５６０の処理を実行して追従モードを継続することにより、機関運転中における排気圧上昇率ＥＰｒとして上記追従値ＥＰｒｔを設定し、本処理を一旦終了する。

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を得ることができる。
（５）フィルタ１８の再生が行われるなどして、フィルタ１８に堆積している粒子状物質の量が急速に減少すると、一定値に固定されている排気圧上昇率ＥＰｒが、フィルタ１８の詰まり度合いに応じた実際の排気圧の状態から乖離するようになる。そこで、本実施形態では、上記Ｓ５１０にてそうした乖離が生じたと判定される場合には、上記追従モードを開始することにより、取得した排気圧ＥＰの変化に合わせて排気圧上昇率ＥＰｒを変更する追従処理を実行するようにしている。そのため、機関運転中に設定される排気圧上昇率ＥＰｒが実際の排気圧の状態から乖離したままの状態になることを抑えることができる。

（６）上記追従処理では、排気圧ＥＰ及び吸入空気量ＧＡを取得するたびに算出される上記瞬時値ＥＰｒｓの移動平均値ＭＡＶを、機関運転中に設定される排気圧上昇率ＥＰｒとして設定するようにしている。そのため、機関運転中に設定される排気圧上昇率ＥＰｒについて、取得される排気圧ＥＰのばらつきを抑えつつ排気圧ＥＰの変化に合わせて変更することができる。

（７）吸入空気量が多いときには、吸入空気量が少ないときに比べて排気圧ＥＰが高くなっているため、排気圧ＥＰのばらつきが排気圧上昇率の瞬時値ＥＰｒｓに与える影響は小さい。そこで、本実施形態では、上述した移動平均値ＭＡＶの母数ＰＲは、吸入空気量ＧＡが多いほど少なくなるようにしている。このように、吸入空気量ＧＡが多く、排気圧ＥＰのばらつきが排気圧上昇率の瞬時値ＥＰｒｓに与える影響が小さいときには、移動平均値ＭＡＶの母数ＰＲが少なくされるため、排気圧ＥＰの変化に対する移動平均値ＭＡＶの追従性が向上するようになる。

（第３実施形態）
次に、内燃機関の制御装置の第３実施形態について、図１０を参照して説明する。
本実施形態の制御装置１００は、第２実施形態で説明した図９の処理を一部変更した処理であって図１０に示す処理を実行する。以下、図９に示した処理との相違を中心にして本実施形態を説明する。

図１０に、本実施形態の制御装置１００が実行する処理手順を示す。なお、この処理は、機関運転中において繰り返し実行される。
本処理を開始すると、まず、制御装置１００は、不定モードへの移行条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ６００）。この不定モードとは、圧力センサ５０の故障などにより排気圧上昇率ＥＰｒの値が不明に場合には、排気圧上昇率ＥＰｒの値として、排気圧上昇率ＥＰｒが設定されていないことを示す値を設定する処理を実行するモードである。なお、不定モードへの移行条件としては、例えば圧力センサ５０の異常が検出されている場合や、排気圧上昇率ＥＰｒの値が規定範囲外の異常値になっている場合など、種々の条件が設定されている。

そして、不定モードへの移行条件が成立していると判定する場合（Ｓ６００：ＹＥＳ）、制御装置１００は、不定モードへの移行に緊急性があるか否かを判定する（Ｓ７００）。ここでは、圧力センサ５０の故障など、機関運転に支障を及ぼすような異常が起きており、速やかにフェールセーフ処理を行う必要がある場合等に、緊急性ありと判定される。また、機関運転にそれほど支障が起きないような異常が起きている場合には緊急性なしと判定される。

そして、緊急性ありと判定される場合（Ｓ７００：ＹＥＳ）、制御装置１００は、ただちに不定モードを開始して（Ｓ７１０）、本処理を一旦終了する。こうして不定モードが開始されると、上述したように排気圧上昇率ＥＰｒの値は、排気圧上昇率ＥＰｒが設定されていないことを示す値に設定される。そして、排気圧上昇率ＥＰｒの値がこうした不定モードの値に設定されると、排気圧上昇率ＥＰｒを利用する各種の機関制御では、フェールセーフ処理が実行される。

一方、上記Ｓ７００にて緊急性なしと判定される場合、制御装置１００は、次回のトリップで不定モードを開始するようにフラグなどを設定して（Ｓ７２０）、本処理を一旦終了する。

上記Ｓ６００にて、不定モードへの移行条件が成立していないと判定する場合（Ｓ６００：ＮＯ）、制御装置１００は、現在、固定モード中であるか否かを判定する（Ｓ６１０）。このＳ６１０の処理は、上記Ｓ５００の処理と同一である。

Ｓ６１０にて、固定モード中であると判定する場合（Ｓ６１０：ＹＥＳ）、制御装置１００は、追従モードへの移行条件が成立するか否かを判定する（Ｓ６２０）。このＳ６２０の処理は、上記Ｓ５１０の処理と同一である。

そして、Ｓ６２０にて追従モードへの移行条件が成立すると判定する場合（Ｓ６２０：ＹＥＳ）、制御装置１００は、以下の条件（Ｇ）及び条件（Ｈ）の少なくとも一方が成立するか否かを判定する（Ｓ６３０）。

条件（Ｇ）：ＰＭ堆積量Ｐｓの変化量Ｐｓｈａが規定の判定値Ｅ以下である。この変化量Ｐｓｈａは、上述した条件（Ｂ）と同様に、例えば排気圧上昇率ＥＰｒが前回更新された時点でのＰＭ堆積量Ｐｓと現状のＰＭ堆積量Ｐｓとの差になっている。また、判定値Ｅは、少なくとも上記判定値Ａ以上の値であって、次の値が設定されている。すなわち、上記変化量Ｐｓｈａが少なければ、フィルタ１８の詰まり度合は大きく変化していないため、現在、固定値に設定されている排気圧上昇率ＥＰｒを追従値ＥＰｒｔに変更しても、排気圧上昇率ＥＰｒはそれほど変化しない。そのため、機関運転中において排気圧上昇率ＥＰｒを固定値から追従値に切り替えても、そうした排気圧上昇率ＥＰｒの切り替えが機関制御に悪影響を与えることは少ない。そこで、変化量Ｐｓｈａが判定値Ｅ以下であることに基づき、機関運転中において排気圧上昇率ＥＰｒを上記固定値から上記追従値に切り替えても、そうした排気圧上昇率ＥＰｒの切り替えが機関制御に悪影響を与えることがない程度の変化量Ｐｓｈａであることを適切に判定できるように、判定値Ｅの値の大きさは設定されている。

条件（Ｈ）：現在、固定値が設定されている排気圧上昇率ＥＰｒと現在算出されている追従値ＥＰｒｔとの差の絶対値ＡＢ（ＡＢ＝｜ＥＰｒ－ＥＰｒｔ｜）が規定の判定値Ｆ以下である。この判定値Ｆは、少なくとも上記判定値Ｂ以上の値であって、次の値が設定されている。すなわち、上記絶対値ＡＢが小さければ、現在、固定値に設定されている排気圧上昇率ＥＰｒを追従値ＥＰｒｔに変更しても、排気圧上昇率ＥＰｒはそれほど変化しないため、機関運転中において排気圧上昇率ＥＰｒを固定値から追従値に切り替えても、そうした排気圧上昇率ＥＰｒの切り替えが機関制御に悪影響を与えることは少ない。そこで、絶対値ＡＢが判定値Ｆ以下であることに基づき、機関運転中において排気圧上昇率ＥＰｒを上記固定値から上記追従値に切り替えても、そうした排気圧上昇率ＥＰｒの切り替えが機関制御に悪影響を与えることがない程度の絶対値ＡＢであることを適切に判定できるように、判定値Ｆの値の大きさは設定されている。

そして、Ｓ６３０にて、条件（Ｇ）及び条件（Ｈ）の少なくとも一方が成立すると判定する場合（Ｓ６３０：ＹＥＳ）、制御装置１００は、Ｓ６４０の処理を実行して追従モードを開始する。このＳ６４０の処理は、上記Ｓ５２０の処理と同一である。そして、制御装置１００は、本処理を一旦終了する。

一方、Ｓ６３０にて条件（Ｇ）及び条件（Ｈ）がともに成立しないと判定する場合（Ｓ６３０：ＮＯ）、制御装置１００は、次回のアイドル運転中に追従モードを開始するようにフラグなどを設定して（Ｓ６５０）、本処理を一旦終了する。

また、上記Ｓ６２０にて追従モードへの移行条件が成立しないと判定する場合（Ｓ６２０：ＮＯ）、制御装置１００は、Ｓ６６０の処理を実行して固定モードを継続する。このＳ６６０の処理は、上記Ｓ５３０の処理と同一である。そして、制御装置１００は、本処理を一旦終了する。

また、上記Ｓ６１０にて、固定モード中ではないと判定する場合（Ｓ６１０：ＮＯ）、つまり、現在は追従モードになっている場合、制御装置１００は、固定モードへの移行条件が成立するか否かを判定する（Ｓ６７０）。このＳ６７０の処理は、上記Ｓ５４０の処理と同一である。

そして、Ｓ６７０にて固定モードへの移行条件が成立すると判定する場合（Ｓ６７０：ＹＥＳ）、制御装置１００は、固定モードを開始する（Ｓ６８０）。このＳ６８０の処理は、上記Ｓ５５０の処理と同一である。そして、制御装置１００は、本処理を一旦終了する。

一方、Ｓ６７０にて固定モードへの移行条件が成立しないと判定する場合（Ｓ６７０：ＮＯ）、制御装置１００は、Ｓ６９０の処理を実行して追従モードを継続する。このＳ６９０の処理は、上記Ｓ５６０の処理と同一である。そして、制御装置１００は、本処理を一旦終了する。

以上説明した本実施形態によれば、第２実施形態の作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を得ることができる。
（８）排気圧上昇率ＥＰｒを用いて機関制御を行う場合において、機関運転中に固定値である平均値ＡＶから上記追従値ＥＰｒｔに切り替えることで、機関運転中に設定される排気圧上昇率ＥＰｒが大きく変化すると機関制御に悪影響を与える。逆に言えば、固定値である平均値ＡＶから追従値ＥＰｒｔに切り替えても排気圧上昇率ＥＰｒの変化量が小さければ機関制御に与える影響は小さくなる。

そこで、本実施形態では、上記Ｓ６２０の処理にて追従モードへの移行条件が成立していると判定されることにより、機関運転中に設定される排気圧上昇率ＥＰｒを固定値である平均値ＡＶから追従値ＥＰｒｔに切り替える際には、上記条件（Ｇ）または上記条件（Ｈ）の少なくとも一方が成立するか否かを判定するＳ６３０の処理が実行される。そして、条件（Ｇ）または条件（Ｈ）のうちの少なくとも一方が成立する場合（Ｓ６３０：ＹＥＳ）、つまり排気圧上昇率ＥＰｒの値を固定値から追従値に切り替えても排気圧上昇率ＥＰｒが大きく変化しない場合には、Ｓ６４０の処理を実行して、固定値から追従値への切り替えをただちに行うようにしている。従って、固定値から追従値への切り替えが機関制御に与える影響を抑えることができる。

一方、上記固定値から上記追従値に切り替える際、上記条件（Ｇ）及び上記条件（Ｈ）がともに成立しない場合（Ｓ６３０：ＮＯ）、つまり排気圧上昇率ＥＰｒの値を固定値から追従値に切り替えると排気圧上昇率ＥＰｒが大きく変化するおそれがある場合には、固定値から追従値への切り替えを、機関運転状態がアイドル運転状態になってから行うようにしている。こうしたアイドル運転状態では、機関運転が安定していることなどから、排気圧上昇率ＥＰｒが大きく変化しても機関制御に与える影響は小さい。従って、固定値から追従値への切り替えにより排気圧上昇率ＥＰｒが大きく変化する場合でも、そうした切り替えが機関制御に与える影響を抑えることができる。

上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・粒子状物質の堆積量が規定量となっているフィルタとして、粒子状物質の堆積量が「０」となっている未使用のフィルタ１８を第１基準フィルタとし、ＰＭ堆積量が想定される最大量となっているフィルタ１８を第２基準フィルタとした。そして、排気圧上昇率ＥＰｒは、第１基準フィルタでの排気圧上昇率ＥＰｒを「０％」とし、第２基準フィルタでの排気圧上昇率ＥＰｒを「１００％」としたときに、現状のフィルタ１８の排気圧の上昇割合を示す値となっていたが、そうした基準フィルタの設定等は適宜変更することができる。

例えば、粒子状物質の堆積量が規定量となっているフィルタとして、粒子状物質の堆積量が「０」となっている未使用のフィルタ１８を最良基準フィルタとする。そして、同一の吸入空気量ＧＡにおける最良基準フィルタでの排気圧と現状のフィルタ１８の排気圧との割合を、上記排気圧上昇率ＥＰｒに相当する排気圧比率として算出してもよい。

また、ＰＭ堆積量が想定される最大量となっているフィルタ１８を最悪基準フィルタとする。そして、同一の吸入空気量ＧＡにおける最悪基準フィルタでの排気圧と現状のフィルタ１８の排気圧との割合を、上記排気圧上昇率ＥＰｒに相当する排気圧比率として算出してもよい。

・排気圧ＥＰを補正係数Ｋにて補正したが、上記瞬時値ＥＰｒｓや上記排気圧上昇率ＥＰｒを補正係数Ｋと同様な係数で補正することにより、フィルタ１８に流入する排気の温度が高いほど、算出される排気圧上昇率ＥＰｒが低くなるように補正してもよい。

・フィルタ１８に流入する排気の温度が高いほど、算出される排気圧上昇率ＥＰｒが低くなるように補正係数Ｋを算出したが、他の態様、例えば上記温度差ΔＴと補正後排気圧ＥＰｈとの対応関係が予め設定されているマップなどを参照することにより、算出される排気圧上昇率ＥＰｒが補正されるようにしてもよい。

・算出される排気圧上昇率ＥＰｒを、フィルタ１８に流入する排気の温度に応じて補正する処理、つまり上記補正係数Ｋの算出処理や補正後排気圧ＥＰｈの算出処理を省略してもよい。この場合でも上記（２）以外の作用効果を得ることができる。

・移動平均値ＭＡＶの母数ＰＲを吸入空気量ＧＡに基づいて変更したが、母数ＰＲを固定値にしてもよい。この場合でも上記（７）以外の作用効果を得ることができる。
・図１０に示したＳ６００、Ｓ７００、Ｓ７１０、及びＳ７２０の各処理を省略して、Ｓ６１０から処理を開始するようにしてもよい。

・排気圧ＥＰを圧力センサ５０で検出したが、排気圧ＥＰを機関運転状態に基づいて推定してもよい。
・制御装置１００はＣＰＵとメモリとを備えており、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。例えば、上記各実施形態において実行されるソフトウェア処理の少なくとも一部を処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、制御装置１００は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てをプログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するメモリ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置及びプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置及びプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路及び１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。

１０…内燃機関、１０ａ…気筒、１１…燃料噴射弁、１３…吸気通路、１４…スロットル弁、１５…排気通路、１７…三元触媒、１８…フィルタ、２０…ＥＧＲ通路、２１…ＥＧＲクーラ、２２…ＥＧＲバルブ、５０…圧力センサ、５３…クランク角センサ、５４…エアフロメータ、１００…制御装置。

Claims (8)

1. 排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、気筒内に吸入される吸入空気量を検出する吸気量センサと、を備える内燃機関に適用される制御装置であって、
   前記フィルタよりも上流の排気通路内の排気圧及び前記吸気量センサが検出した吸入空気量をともに取得する処理と、
   粒子状物質の堆積量が規定量となっている前記フィルタを基準フィルタとしたときに、取得した前記吸入空気量に対応する前記基準フィルタでの排気圧と取得した前記排気圧との割合を示す排気圧比率を算出する算出処理と、
   機関運転中において一定値に保持する前記排気圧比率を設定する設定処理と、を実行する
   内燃機関の制御装置。
2. 前記算出処理は、前記フィルタに流入する排気の温度が高いほど、算出される前記排気圧比率が低くなるように補正する処理を含む
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記設定処理は、前記排気圧及び前記吸入空気量を取得するたびに前記算出処理が算出する前記排気圧比率の平均値を、前記一定値に保持する前記排気圧比率として設定する処理を含む
   請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記一定値に保持される前記排気圧比率が実際の排気圧の状態から乖離する場合には、取得した前記排気圧の変化に合わせて機関運転中に設定される前記排気圧比率を変更する追従処理を実行する
   請求項１～３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記追従処理は、前記排気圧及び前記吸入空気量を取得するたびに前記算出処理が算出する前記排気圧比率の移動平均値を、機関運転中に設定される前記排気圧比率として設定する処理を含む
   請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記移動平均値の母数は、吸入空気量が多いほど少なくなるように可変設定される
   請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記一定値にて保持される前記排気圧比率の値を固定値とし、前記追従処理にて変更される前記排気圧比率の値を追従値としたときに、
   機関運転中に設定される前記排気圧比率の値を前記固定値から前記追従値に切り替える際、前記堆積量の変化量が規定値以下であるとの第１条件及び前記固定値と前記追従値との差が規定値以下であるとの第２条件のうちの少なくとも一方が成立する場合には、前記固定値から前記追従値への切り替えをただちに行う一方、前記第１条件及び前記第２条件がともに成立しない場合には、前記固定値から前記追従値への切り替えを機関運転状態がアイドル運転状態になってから行う
   請求項４～請求項６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
8. 吸入空気量の目標値を取得する処理と、
   取得した前記目標値に対応する前記基準フィルタでの排気圧と前記排気圧比率とに基づき、吸入空気量が前記目標値になったときの排気圧を算出する処理と、を実行する
   請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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