JP4779785B2 - エンジンの排気系温度制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、補機の制御を通じて排気系の温度の上昇を図るエンジンの排気系温度制御装置に関する。

エンジンの排気系温度制御装置としては、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。この温度制御装置は、排気浄化装置を搭載したディーゼルエンジンにおいて、同装置のフィルタに堆積した粒子状物質（ＰＭ）を除去する要求があるとき、グロープラグへの通電を行うことにより燃料噴射量を増量させるようにしている。これにより、排気温度の上昇が図られるため、フィルタに堆積しているＰＭの除去が促進されるようになる。
特開２００５−９０２４９号公報

ところで、上記特許文献１の排気系温度制御装置を搭載したエンジンにおいては、ＰＭを除去するための制御の実行条件が成立しているときにグロープラグへの通電が必ず行われるため、グロープラグの寿命の低下をまねくことが懸念される。そこで、グロープラグの寿命の向上に貢献することのできる対策の提案が望まれるが、いまのところそうした要求を満たす提案はなされていない。なお、排気浄化装置を搭載したエンジンに適用される排気系温度制御装置に限られず、補機の駆動にともなう燃料噴射量の増量を利用して排気系の温度の上昇を図る排気系温度制御装置であれば、同様に補機の寿命についての対策を行うことが望ましいといえる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気系の温度を上昇させる要求に基づいて駆動される補機について、該補機の寿命の向上を図ることのできるエンジンの排気系温度制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、グロープラグの駆動に基づいて燃料噴射量を増量側に補正する噴射制御が行われること、及び排気系の温度を上昇させることにより排気浄化装置に堆積している粒子状物質を燃焼させる再生制御が行われることを条件として構成されるエンジンに適用されて、前記再生制御の実行条件が成立していることに基づいて前記グロープラグを駆動させるエンジンの排気系温度制御装置において、前記グロープラグを駆動させても前記排気系の温度が要求値に達しないことが見込まれる温度を境界温度として、前記排気系の温度が該境界温度未満のとき、前記実行条件の成立に基づく前記グロープラグの駆動を禁止すること、及び前記境界温度を前記グロープラグの連続通電許容時間に基づいて設定することを要旨としている。

上記発明では、グロープラグの駆動が排気系の温度に対する要求に貢献しないと推定されるとき、補機の駆動を禁止することにより補機の無駄な駆動が抑制されるようにしている。これにより、排気系の温度を上昇させる要求に基づいて駆動されるグロープラグについて、その寿命の向上を図ることができるようになる。一方で、上記エンジンにおいては、グロープラグの駆動により排気系の温度を上昇させることのできる期間がグロープラグの連続通電許容時間に応じて異なる。従って、排気系の温度についての要求に対してグロープラグの駆動がより好適に貢献できるようにするためには、連続通電許容時間を加味してグロープラグの駆動態様を設定することが望ましいと考えられる。上記請求項に記載の発明では、こうしたことを考慮して連続通電許容時間に基づいて境界温度を設定するようにしているため、排気系の温度についての要求に対してグロープラグの駆動がより好適に貢献できるようになる。

（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンの排気系温度制御装置において、前記排気浄化装置は、添加剤を酸化させることのできる触媒を含めて構成されるものであり、前記再生制御は、前記触媒の温度を前記排気系の温度とし、前記触媒の活性状態を分類するために予め設定される前記触媒の温度の閾値を前記要求値として、前記触媒の温度が該要求値以上であることに基づいて前記触媒の活性状態に適合した量の前記添加剤を排気中に供給するものであり、前記境界温度は、前記要求値未満の領域において前記グロープラグの連続通電許容時間が短くなるにつれて前記要求値に近づく方向に設定されるものであることを要旨としている。

上記エンジンにおいては、グロープラグの連続通電許容時間が短くなるにつれてグロープラグの駆動により排気温度を上昇させることのできる期間が短くなる。従って、触媒の温度を要求値以上の温度にまで上昇させることに対してグロープラグの駆動がより好適に貢献できるようにするためには、連続通電許容時間に応じて境界温度と要求値との関係を変更することが望ましいと考えられる。上記請求項に記載の発明では、こうしたことを考慮して連続通電許容時間が短くなるにつれて境界温度を要求値に近づけるようにしているため、触媒の温度を要求値以上の温度にまで上昇させることに対してグロープラグの駆動がより好適に貢献できるようになる。

（３）請求項３に記載の発明は、グロープラグが駆動しているときに燃料噴射量が増量側に補正されること、並びに排気浄化装置に堆積している粒子状物質の量が所定量以上のときに同粒子状物質を燃焼させる再生制御が行われることを条件とするエンジンの制御装置であり、前記再生制御が行われるときに前記グロープラグを駆動するエンジンの排気系温度制御装置において、排気系の温度が特定範囲内にあるときに前記グロープラグを駆動すること、並びに前記グロープラグの連続通電許容時間が許容時間Ａのときの前記特定範囲の大きさと前記グロープラグの連続通電許容時間が前記許容時間Ａよりも長い許容時間Ｂのときの前記特定範囲の大きさとを互いに異なるものにすることを要旨としている。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のエンジンの排気系温度制御装置において、添加剤を酸化させることのできる触媒が前記排気浄化装置に設けられていること、及び、前記再生制御において前記排気系の温度としての前記触媒の温度が要求値以上のときに前記添加剤が排気中に供給されることをさらに条件とする前記エンジンの制御装置であること、前記特定範囲を規定する温度を境界温度として、前記排気系の温度が同境界温度以上のときに前記グロープラグを駆動すること、ならびに、前記グロープラグの連続通電許容時間が前記許容時間Ａのときの前記境界温度と前記要求値との差を温度差Ａとし、前記グロープラグの連続通電許容時間が前記許容時間Ｂのときの前記境界温度と前記要求値との差を温度差Ｂとして、前記温度差Ａが前記温度差Ｂよりも小さくなるように前記境界温度を設定することを要旨としている。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。本実施形態では、粒子状物質（ＰＭ）の浄化を行う排気浄化装置が搭載されたディーゼルエンジン（エンジン１）においてＰＭを浄化する要求に基づいて排気系の温度上昇を図る装置として本発明を具体化している。

＜ディーゼルエンジンの構造＞
図１に、本発明の排気系温度制御装置が適用されたエンジン１の概略構造を示す。
エンジン１は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２との組み合わせにより構成されている。また、燃料供給装置５、排気再循環装置６及び排気浄化装置７を備えて構成されている。また、各種装置を統括的に制御する電子制御装置９が備えられている。なお、排気系温度制御装置は電子制御装置９を含めて構成されている。

シリンダブロック１１には、複数のシリンダ１３が設けられている。各シリンダ１３には、空気及び燃料の混合気を燃焼させるための燃焼室１４が形成されている。シリンダヘッド１２には、各燃焼室１４に燃料を直接的に噴射するインジェクタ５１、及び燃焼室１４や燃料を加熱するグロープラグ１５が設けられている。

シリンダヘッド１２のインテークポートには、インテークマニホールド２１が接続されている。インテークマニホールド２１の集合管には、インテークパイプ２２が接続されている。エンジン１においては、インテークパイプ２２内の通路とインテークマニホールド２１内の通路とにより、外部の空気を各燃焼室１４に流通させるための吸気通路２３が形成されている。シリンダヘッド１２のエキゾーストポートには、エキゾーストマニホールド２４が接続されている。エキゾーストマニホールド２４の集合管には、エキゾーストパイプ２５が接続されている。エンジン１においては、エキゾーストマニホールド２４内の通路とエキゾーストパイプ２５内の通路とにより、燃焼室１４の燃焼ガスを外部に流通させるための排気通路２６が形成されている。

吸気通路２３には、空気の流れ方向の上流側から順に、エアクリーナ３１、ターボチャージャ３４のコンプレッサーホイール３５、インタークーラ３２及びスロットルバルブ３３が配置されている。排気通路２６には、排気の流れ方向の上流側から順に、排気浄化装置７のサブインジェクタ７１、ターボチャージャ３４のタービンホイール３６並びに排気浄化装置７のＮＯｘ触媒コンバータ７２及び触媒担持型フィルタ７３が配置されている。なお、本実施形態においては、ＮＯｘ触媒コンバータ７２が第１浄化装置に相当する。また、触媒担持型フィルタ７３が第２浄化装置に相当する。

燃料供給装置５は、高圧の燃料を燃焼室１４に噴射することのできるコモンレール式の装置として構成されている。具体的には、インジェクタ５１、フューエルタンク５２、フューエルポンプ５３及びコモンレール５４を含めて構成されている。インジェクタ５１は、燃焼室１４に対して直接的に燃料を噴射する。フューエルポンプ５３は、フューエルタンク５２内の燃料を吸引した後に燃料を所定の圧力まで加圧してコモンレール５４に供給する。コモンレール５４は、フューエルポンプ５３から供給された燃料を高圧の状態に維持する。コモンレール５４内の燃料は、各インジェクタ５１の開弁にともない対応する燃焼室１４に噴射される。

排気再循環装置６は、インテークパイプ２２内に排気の一部を供給する排気再循環（いわゆるＥＧＲ）を行うことにより窒素酸化物の発生量を低減することのできる装置として構成されている。具体的には、ＥＧＲパイプ６１、ＥＧＲクーラ６２及びＥＧＲバルブ６３を含めて構成されている。ＥＧＲパイプ６１は、タービンホイール３６よりも上流の排気通路２６とスロットルバルブ３３よりも下流の吸気通路２３とを連通する。ＥＧＲクーラ６２は、ＥＧＲパイプ６１を介してインテークパイプ２２に供給される排気を冷却する。ＥＧＲバルブ６３は、ＥＧＲパイプ６１を介してインテークパイプ２２へ供給される排気の流量を調整する。

排気浄化装置７は、排気中の粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の浄化を行うことのできる装置として構成されている。具体的には、サブインジェクタ７１、ＮＯｘ触媒コンバータ７２及び触媒担持型フィルタ７３を含めて構成されている。

サブインジェクタ７１は、エキゾーストマニホールド２４の集合管内の排気に燃料を噴射する。サブインジェクタ７１には、コモンレール５４に供給される燃料よりも圧力の低い燃料がフューエルポンプ５３を通じて供給される。サブインジェクタ７１を通じて噴射された燃料は、排気とともにＮＯｘ触媒コンバータ７２や触媒担持型フィルタ７３に供給される。

ＮＯｘ触媒コンバータ７２は、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持された触媒担体を備えて構成されている。排気中のＮＯｘは、排気が酸化雰囲気（リーン）のとき、ＮＯｘ触媒に吸蔵される。一方で、ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘは、排気が還元雰囲気（ストイキあるいはリッチ）のとき、一酸化窒素（ＮＯ）として離脱してＨＣやＣＯにより還元される。なお、「ストイキ」は排気の空燃比が理論空燃比に相当する状態を、「リーン」は排気の空燃比が理論空燃比よりも大きい状態を、「リッチ」は排気の空燃比が理論空燃比よりも小さい状態をそれぞれ示す。

触媒担持型フィルタ７３は、排気中のＰＭを捕捉することのできる多孔質セラミック構造体（ＰＭフィルタ）を備えて構成されている。また、ＰＭフィルタには、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されている。排気中のＰＭは、排気が多孔質セラミック構造体を通過する際に同構造体の壁に捕捉される。一方で、セラミック構造体に捕捉されているＰＭは、排気が高温のときに排気中の酸素により酸化される。また、ＮＯｘの吸蔵時や放出時に生成される活性酸素によっても酸化される。なお、触媒担持型フィルタ７３においては、ＮＯｘ触媒コンバータ７２と同様の態様をもってＮＯｘの浄化も行われる。

エンジン１には、上記各装置に加えて、クランクシャフトのトルクを通じて発電を行うオルタネータ１６が備えられている。オルタネータ１６により発電された電力は車両のバッテリ１７に供給される。インジェクタ５１、グロープラグ１５、サブインジェクタ７１及びスロットルバルブ３３等の補機類はバッテリ１７の電力により駆動される。

電子制御装置９は、エンジン制御にかかる演算処理を実行する中央演算処理装置、エンジン制御に必要なプログラムやマップが予め記憶された読み出し専用メモリ、中央演算処理装置の計算結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ、外部の信号を入力するための入力ポート、及び外部の装置に信号を出力するための出力ポート等を備えて構成されている。入力ポートには、エンジン１の運転状態を検出するためのクランクポジションセンサ９１、スロットルポジションセンサ９２、入口排気温度センサ９３及び出口排気温度センサ９４等が接続されている。出力ポートには、インジェクタ５１、グロープラグ１５、サブインジェクタ７１及びスロットルバルブ３３等が接続されている。

クランクポジションセンサ９１は、エンジン１のクランクシャフトの近傍に設けられており、クランクシャフトの回転角度（クランク回転角度ＣＡ）に応じた電力信号を出力する。クランクポジションセンサ９１の出力信号は、電子制御装置９に入力された後、クランク回転角度計測値ＣＡＭとして各種制御に用いられる。電子制御装置９は、クランク回転角度計測値ＣＡＭに基づいて、クランクシャフトの回転速度（エンジン回転速度ＮＥ）を算出する。

スロットルポジションセンサ９２は、スロットルバルブ３３の近傍に設けられており、スロットルバルブ３３の開度（スロットル開度ＴＡ）に応じた電気信号を出力する。スロットルポジションセンサ９２の出力信号は、電子制御装置９に入力された後、スロットル開度計測値ＴＡＭとして各種制御に用いられる。

入口排気温度センサ９３は、ＮＯｘ触媒コンバータ７２の下流且つ触媒担持型フィルタ７３の上流の排気通路２６に設けられており、触媒担持型フィルタ７３に流れ込む直前の排気の温度（入口排気温度ＴＧＩ）に応じた電気信号を出力する。入口排気温度センサ９３の出力信号は、電子制御装置９に入力された後、入口排気温度計測値ＴＧＩＭとして各種制御に用いられる。

出口排気温度センサ９４は、触媒担持型フィルタ７３の下流且つ触媒担持型フィルタ７３の近傍の排気通路２６に設けられており、触媒担持型フィルタ７３を通過した直後の排気の温度（出口排気温度ＴＧＯ）に応じた電気信号を出力する。出口排気温度センサ９４の出力信号は、電子制御装置９に入力された後、出口排気温度計測値ＴＧＯＭとして各種制御に用いられる。

電子制御装置９は、上記各センサの出力信号等を通じて把握されるエンジン運転状態に基づいて、スロットルバルブ３３の開度を調整するスロットル制御、インジェクタ５１による燃料の噴射量を調整する燃料噴射制御、サブインジェクタ７１による燃料の噴射量を調整する補助燃料噴射制御、及びオルタネータ１６の発電量を調整する充電制御等の各種制御を行う。

燃料噴射制御においては、基本的にはエンジン回転速度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡに基づいて燃料噴射量の基本値（基本噴射量Ｆｂｓｅ）を設定する。また、補機の駆動によりエンジン１の負荷が増大するときには、負荷の大きさに応じて燃料噴射量の補正量（補正噴射量Ｆａｄｄ）を設定する。そして、補正噴射量Ｆａｄｄを設定したときには、基本噴射量Ｆｂｓｅと補正噴射量Ｆａｄｄとを加算した噴射量を最終的なインジェクタ５１の燃料噴射量（最終噴射量Ｆｆｉｎ）として設定する。一方、補正噴射量Ｆａｄｄを設定していないときには、基本噴射量Ｆｂｓｅを最終的なインジェクタ５１の燃料噴射量（最終噴射量Ｆｆｉｎ）として設定する。

充電制御においては、電動式補機（グロープラグ１５等）の駆動によるバッテリ１７の電力の消費量に基づいて、オルタネータ１６の発電量の大きさを設定する。具体的には、バッテリ１７の電力の消費量が増大するにつれてオルタネータ１６の発電量を大きくなる方向に設定する。従って、バッテリ１７の電力の消費量が増大するにつれてオルタネータ１６からエンジン１に付与される負荷が大きくなるため、これに応じて補正噴射量Ｆａｄｄが大きくなる方向に設定される。なお、電動式補機は、バッテリ１７から電力の供給を受けて駆動する補機を示す。

このように、エンジン１においては、電動式補機が駆動するときにオルタネータ１６がエンジン１に与える負荷の大きさに応じた分の補正噴射量Ｆａｄｄが基本噴射量Ｆｂｓｅに加えられるため、同補機が駆動していないときに比べてインジェクタ５１の最終噴射量Ｆｆｉｎが大きい値に設定される。例えば、グロープラグ１５への通電が実行されているとき、インジェクタ５１の最終噴射量Ｆｆｉｎは、グロープラグ１５への通電が実行されていないときに比べて少なくともグロープラグ１５による電力の消費量に応じた分だけ大きい値に設定される。

＜再生制御の概要＞
エンジン１においては、触媒担持型フィルタ７３に捕捉されているＰＭの量が多くなるにつれて圧力損失が増大するため、運転状態の悪化をまねく前に同フィルタ７３上に堆積しているＰＭを除去することが要求される。そこで、電子制御装置９は、触媒担持型フィルタ７３に堆積しているＰＭの量が許容量を超えていると推定されるとき、ＰＭを燃焼させて除去することにより触媒担持型フィルタ７３のＰＭ捕捉能力を再生するための再生制御を実行するようにしている。なお、以降では触媒担持型フィルタ７３のＰＭ捕捉能力を再生する動作を適宜「フィルタ再生」として示す。

再生制御においては、ＮＯｘ触媒が十分に活性している状態において排気中に燃料（添加剤）を供給することにより、触媒担持型フィルタ７３の温度（下流触媒床温ＴＲ）をフィルタ再生に必要な温度（再生触媒床温ＴＲｆｉｎ（例えば６００℃））以上の温度にまで上昇させるようにしている。排気中に供給された燃料がＮＯｘ触媒コンバータ７２で酸化されたとき、触媒担持型フィルタ７３に供給される排気の温度が高められるため、下流触媒床温ＴＲの上昇が図られるようになる。また、排気中に供給された燃料が触媒担持型フィルタ７３で酸化されたとき、酸化反応にともなう発熱を通じて下流触媒床温ＴＲの上昇が図られるようになる。また、排気中に供給された燃料が触媒担持型フィルタ７３よりも上流側の排気中で酸化されたとき、触媒担持型フィルタ７３に供給される排気の温度が高められるため、下流触媒床温ＴＲの上昇が図られるようになる。なお、以降では、排気中に燃料を供給する動作を適宜「燃料添加」として示す。燃料添加の方法としては、主に（ａ）サブインジェクタ７１を通じて燃料噴射を実行する方法、（ｂ）インジェクタ５１を通じてポスト噴射（詳細は後述）を実行する方法、及びこれら（ａ）の方法と（ｂ）の方法とを組み合わせて実行する方法が挙げられる。

ＮＯｘ触媒が十分に活性している状態においては、基本的にはインジェクタ５１のメイン噴射での燃料噴射量にかかわらず燃料添加により下流触媒床温ＴＲを再生触媒床温ＴＲｆｉｎ以上の温度にまで上昇させることが可能となる。一方で、ＮＯｘ触媒が十分に活性していない状態においては、下流触媒床温ＴＲを再生触媒床温ＴＲｆｉｎ以上にまで上昇させるために必要となる量の燃料を排気中に供給してもこの燃料がＮＯｘ触媒上で酸化されないため、基本的にはフィルタ再生を完了させることができない。こうしたことから、触媒担持型フィルタ７３のＰＭの堆積量が許容量を超えているとき、より早期にＮＯｘ触媒を十分に活性させることが要求される。

そこで、再生制御においては、実行条件が成立している状態においてＮＯｘ触媒が十分に活性していないとき、ＮＯｘ触媒を十分な活性状態に移行させるための処理として、インジェクタ５１のアフター噴射（詳細は後述）やサブインジェクタ７１による少量の燃料添加にあわせてグロープラグ１５への通電を実行するようにしている。ちなみに、グロープラグ１５への通電が行われたときには、オルタネータ１６の発電量に応じてインジェクタ５１の燃料噴射量が増量されることにより、燃焼室１４から排気通路２６に送り出される排気の温度が高められるため、下流触媒床温ＴＲの上昇が図られるようになる。なお、以降ではグロープラグ１５に通電する動作を適宜「グロー通電」として示す。

インジェクタ５１の燃料噴射形態の種類について説明する。
「メイン噴射」：メイン噴射は、主に圧縮行程で燃料を噴射するインジェクタ５１の燃料噴射形態を示す。すなわち、噴射した燃料を燃焼室１４で燃焼させてピストンを押し下げるための膨張力を得ることをねらいとして行われる。

「アフター噴射」：アフター噴射は、メイン噴射がなされた後の膨張行程中に燃料を噴射するインジェクタ５１の燃料噴射形態を示す。すなわち、噴射した燃料の大部分を燃焼室１４で燃焼させて排気の温度を上昇させることをねらいとして行われる。なお、アフター噴射を通じて噴射された燃料の一部は、排気とともに排気通路２６に送り出される。

「ポスト噴射」：ポスト噴射は、アフター噴射がなされた後の膨張−排気行程中に燃料を噴射するインジェクタ５１の燃料噴射形態を示す。すなわち、噴射した燃料の大部分を燃焼室１４で燃焼させることなく排気とともに排気通路２６に送り出すことをねらいとして行われる。

サブインジェクタ７１の燃料添加態様の種類について説明する。
「基本燃料添加」：基本燃料添加は、ＮＯｘ触媒が活性状態にあるもののその活性度合いが十分でない状態（ＮＯｘ触媒の弱い活性状態）に適合した量の燃料を噴射するサブインジェクタ７１の燃料添加態様を示す。すなわち、弱い活性状態のＮＯｘ触媒に対して同触媒上で十分に酸化させることのできる少量の燃料を噴射する燃料添加態様を示す。

「再生燃料添加」：再生燃料添加は、下流触媒床温ＴＲを再生触媒床温ＴＲｆｉｎ以上の温度にまで上昇させることをねらいとして行われるサブインジェクタ７１の燃料添加態様を示す。すなわち、十分な活性状態にあるＮＯｘ触媒に対して同触媒上で十分に酸化させることのできる多量の燃料を噴射する燃料添加態様を示す。なお、再生触媒床温ＴＲｆｉｎは、触媒担持型フィルタ７３に堆積しているＰＭを十分に燃焼させることのできる下流触媒床温ＴＲとして設定される。

＜再生制御処理の概要について＞
図２及び図３を参照して、「再生制御処理（図４〜図６）」の概要について説明する。
図２に示すように、「再生制御処理」ではＮＯｘ触媒コンバータ７２の温度（上流触媒床温ＴＦ）の領域を以下の（ａ）〜（ｄ）に、ＮＯｘ触媒コンバータ７２に流れ込む直前の排気温度（基準排気温度ＴＧ）の領域を以下の（ｅ）〜（ｈ）の領域にそれぞれ区分し、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧの属する温度領域に基づいて、アフター噴射及び燃料添加の実行態様を設定するようにしている。
（ａ）触媒床温領域ＦＡ：第１触媒床温ＴＦ１未満。
（ｂ）触媒床温領域ＦＢ：第１触媒床温ＴＦ１以上かつ第２触媒床温ＴＦ２未満。
（ｃ）触媒床温領域ＦＣ：第２触媒床温ＴＦ２以上かつ第３触媒床温ＴＦ３未満。
（ｄ）触媒床温領域ＦＤ：第３触媒床温ＴＦ３以上。
（ｅ）排気温度領域ＧＡ：第１排気温度ＴＧ１未満。
（ｆ）排気温度領域ＧＢ：第１排気温度ＴＧ１以上かつ第２排気温度ＴＧ２未満。
（ｇ）排気温度領域ＧＣ：第２排気温度ＴＧ２以上かつ第３排気温度ＴＧ３未満。
（ｈ）排気温度領域ＧＤ：第３排気温度ＴＧ３以上。

具体的には、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＢに属すること及び基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＢに属することを第１昇温条件として、この条件が成立していることに基づいてアフター噴射を実行する。また、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＣに属すること及び基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＣに属することを第２昇温条件として、この条件が成立していることに基づいて基本燃料添加を実行する。また、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＤに属すること及び基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＤに属することを第３昇温条件として、この条件が成立していることに基づいて再生燃料添加を実行する。なお、上流触媒床温ＴＦについての上記各閾値は、触媒の活性状態を分類するために予め設定される触媒の温度に相当する。

上記各温度領域の境界を示す各上流触媒床温ＴＦ及び各基準排気温度ＴＧは、例えば次のように設定することができる。なお、本実施形態の「再生制御処理」では以下の温度設定を採用している。
・第１触媒床温ＴＦ１：１５０℃
・第２触媒床温ＴＦ２：２００℃
・第３触媒床温ＴＦ３：２６０℃
・第１排気温度ＴＧ１：１５０℃
・第２排気温度ＴＧ２：２００℃
・第３排気温度ＴＧ３：２６０℃
以下の（Ａ）〜（Ｆ）において、上記各温度領域の境界を示す各上流触媒床温ＴＦ及び各基準排気温度ＴＧについて説明する。なお、以下の説明ではＮＯｘ触媒コンバータ７２を対象としているが、触媒担持型フィルタ７３についても同様の説明を適用することができる。

（Ａ）上流触媒床温ＴＦが第１触媒床温ＴＦ１未満のとき、ＮＯｘ触媒が活性していない状態（ＮＯｘ触媒の不活性状態）にあるため、排気中に含まれる燃料が微量であってもこの燃料がＮＯｘ触媒上で酸化されない。すなわち、第１触媒床温ＴＦ１は、ＮＯｘ触媒上で微量の燃料を酸化させることのできる状態を把握するための上流触媒床温ＴＦの閾値に相当する。こうしたことから、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＡに属する状態においては、排気中に供給される燃料が微量となるアフター噴射についてもその実行を許容することができない。そこで、本実施形態では、少なくともアフター噴射の実行を許容することのできる状態にあるか否かを判定するための値として、第１触媒床温ＴＦ１を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。

（Ｂ）上流触媒床温ＴＦが第１触媒床温ＴＦ１以上かつ第２触媒床温ＴＦ２未満のとき、ＮＯｘ触媒が活性状態にあるもののその活性度合いが極めて弱い状態（ＮＯｘ触媒の極めて弱い活性状態）にあるため、排気中に含まれる燃料が微量の場合にはこの燃料がＮＯｘ触媒上で十分に酸化されるものの、それよりも多い量の燃料（少量の燃料）が排気中に含まれる場合にはこの燃料がＮＯｘ触媒上で十分に酸化されない。すなわち、第２触媒床温ＴＦ２は、ＮＯｘ触媒上で少量の燃料の酸化させることのできる状態を把握するための上流触媒床温ＴＦの閾値に相当する。こうしたことから、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＢに属する状態においては、排気中に少量の燃料を供給する基本燃料添加（及び少量の燃料を供給するポスト噴射（基本ポスト噴射））の実行を許容することができない。そこで、本実施形態では、少なくとも基本燃料添加（及び基本ポスト噴射）の実行を許容することのできる状態にあるか否かを判定するための値として、第２触媒床温ＴＦ２を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。

（Ｃ）上流触媒床温ＴＦが第２触媒床温ＴＦ２以上かつ第３触媒床温ＴＦ３未満のとき、ＮＯｘ触媒が活性状態にあるもののその活性度合いが弱い状態（ＮＯｘ触媒の弱い活性状態）にあるため、排気中に含まれる燃料が少量である場合にはこの燃料がＮＯｘ触媒上で十分に酸化されるものの、それよりも多い量の燃料（多量の燃料）が排気中に含まれる場合にはこの燃料がＮＯｘ触媒上で十分に酸化されない。すなわち、第３触媒床温ＴＦ３は、ＮＯｘ触媒上で多量の燃料を酸化させることのできる状態を把握するための上流触媒床温ＴＦの閾値に相当する。こうしたことから、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＣに属する状態においては、排気中に多量の燃料を供給する再生燃料添加（及び多量の燃料を供給するポスト噴射（再生ポスト噴射））の実行を許容することができない。そこで、本実施形態では、再生燃料添加（及び再生ポスト噴射）の実行を許容することのできる状態にあるか否かを判定するための値として、第３触媒床温ＴＦ３を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。

（Ｄ）基準排気温度ＴＧが第１排気温度ＴＧ１未満かつ上流触媒床温ＴＦが第１触媒床温ＴＦ１以上のとき、排気と触媒担持型フィルタ７３との熱交換により上流触媒床温ＴＦが第１触媒床温ＴＦ１を下回るおそれがある。従って、基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＡに属する状態においては、排気中に供給される燃料が微量となるアフター噴射についてもその実行を許容することが望ましくない。そこで、本実施形態では、アフター噴射の実行を許容することのできる状態にあるか否かを判定するための値として、第１排気温度ＴＧ１を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。

（Ｅ）基準排気温度ＴＧが第２排気温度ＴＧ２未満かつ上流触媒床温ＴＦが第２触媒床温ＴＦ２以上のとき、排気と触媒担持型フィルタ７３との熱交換により上流触媒床温ＴＦが第２触媒床温ＴＦ２を下回るおそれがある。従って、基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＢに属する状態においては、排気中に少量の燃料を供給する基本燃料添加（及び少量の燃料を供給するポスト噴射（基本ポスト噴射））の実行を許容することが望ましくない。そこで、本実施形態では、基本燃料添加（及び基本ポスト噴射）の実行を許容することのできる状態にあるか否かを判定するための値として、第２排気温度ＴＧ２を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。

（Ｆ）基準排気温度ＴＧが第３排気温度ＴＧ３未満かつ上流触媒床温ＴＦが第３触媒床温ＴＦ３以上のとき、排気と触媒担持型フィルタ７３との熱交換により上流触媒床温ＴＦが第３触媒床温ＴＦ３を下回るおそれがある。従って、基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＣに属する状態においては、排気中に多量の燃料を供給する再生燃料添加（及び多量の燃料を供給するポスト噴射（再生ポスト噴射））の実行を許容することが望ましくない。そこで、本実施形態では、再生燃料添加（及び再生ポスト噴射）の実行を許容することが望ましい状態にあるか否かを判定するための値として、第３排気温度ＴＧ３を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。なお、上流触媒床温ＴＦが第３触媒床温ＴＦ３以上であれば、基本的には排気中に多量の燃料を供給して触媒の温度上昇を図ることが可能となるため、基準排気温度ＴＧが第２排気温度ＴＧ２以上であることをもって再生燃料添加（及び再生ポスト噴射）の実行を許容することもできる。すなわち、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＤに属すること及び基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＣに属することを条件として、この条件が成立していることに基づいて再生燃料添加を実行することもできる。

図３に示すように、「再生制御処理」では上流触媒床温ＴＦの領域を以下の（ａ）〜（ｃ）の領域に、基準排気温度ＴＧの領域を以下の（ｄ）〜（ｆ）の領域にそれぞれ区分し、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧの属する温度領域に基づいて、グロー通電の実行態様を設定するようにしている。
（ａ）触媒床温領域ＦＥ：第１触媒床温ＴＦ１以上かつ第４触媒床温ＴＦ４未満。
（ｂ）触媒床温領域ＦＦ：第５触媒床温ＴＦ５以上。
（ｃ）触媒床温領域ＦＧ：第４触媒床温ＴＦ４以上かつ第５触媒床温ＴＦ５未満。
（ｄ）排気温度領域ＧＥ：第１排気温度ＴＧ１以上かつ第４排気温度ＴＧ４未満。
（ｅ）排気温度領域ＧＦ：第５排気温度ＴＧ５以上。
（ｆ）排気温度領域ＧＧ：第４排気温度ＴＧ４以上かつ第５排気温度ＴＧ５未満。

具体的には、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＧに属すること、及び基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＧに属することを第４昇温条件として、この条件が成立していることに基づいてグロー通電を実行する。一方で、第４昇温条件が成立していないときには、再生制御の実行条件が成立していることに基づくグロー通電を禁止する。なお、触媒床温領域ＦＧは、触媒の温度に対して予め設定される特定範囲に相当する。また、第４触媒床温ＴＦ４及び第５触媒床温ＴＦ５は、触媒の温度についての閾値として予め設定される境界温度に相当する。また、排気温度領域ＧＧは、排気の温度に対して予め設定される特定範囲に相当する。また、第４排気温度ＴＧ４及び第５排気温度ＴＧ５は、排気の温度についての閾値として予め設定される境界温度に相当する。

上記各温度領域の境界を示す各上流触媒床温ＴＦ及び各基準排気温度ＴＧは、例えば次のように設定することができる。なお、本実施形態の「再生制御処理」では以下の温度設定を採用している。
・第４触媒床温ＴＦ４：２４０℃
・第５触媒床温ＴＦ５：３１０℃
・第４排気温度ＴＧ４：１８０℃
・第５排気温度ＴＧ５：３１０℃
以下の（Ａ）〜（Ｄ）において、上記各温度領域の境界を示す各上流触媒床温ＴＦ及び各基準排気温度ＴＧについて説明する。なお、以下の説明ではＮＯｘ触媒コンバータ７２を対象としているが、触媒担持型フィルタ７３についても同様の説明を適用することができる。

（Ａ）上流触媒床温ＴＦが第４触媒床温ＴＦ４未満のとき、基本燃料添加にあわせてグロー通電を実行しても上流触媒床温ＴＦが第３触媒床温ＴＦ３以上の温度にまで上昇することを見込むことができない。従って、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＥに属する状態においては、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が再生燃料添加や再生ポスト噴射を開始または継続させることに寄与しないため、グロー通電を実行してもそれが無駄になると考えることができる。そこで、本実施形態では、グロー通電の実行が無駄となる状態にあるか否かを判定するための値として、第４触媒床温ＴＦ４を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。ちなみに、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇代には上限があるため、メイン噴射を通じて得られる排気の温度が過度に低い状態、すなわちメイン噴射の燃料噴射量（最終噴射量Ｆｆｉｎ）が少量となる運転状態（主にアイドル運転状態）においては、基本燃料添加にあわせてグロー通電を実行しても上流触媒床温ＴＦを第３触媒床温ＴＦ３以上の温度にまで上昇させることができない。

第４触媒床温ＴＦ４は、第２触媒床温ＴＦ２以上かつ第３触媒床温ＴＦ３未満の範囲に属する値として設定することができる。また、グロー通電の実行により上流触媒床温ＴＦが第３触媒床温ＴＦ３以上の温度にまで上昇することを見込むことのできる上流触媒床温ＴＦの閾値として設定することができる。なお、実際にはエンジン運転状態に応じて排気の温度が変化するため、上流触媒床温ＴＦが第４触媒床温ＴＦ４以上であることに基づいてグロー通電が実行された場合においても、上流触媒床温ＴＦが確実に第３触媒床温ＴＦ３以上の温度にまで上昇するとは限らない。すなわち、第４触媒床温ＴＦ４は、グロー通電の実行により上流触媒床温ＴＦが確実に第３触媒床温ＴＦ３以上の温度にまで上昇することを担保するものではない。

（Ｂ）上流触媒床温ＴＦが第５触媒床温ＴＦ５以上のとき、再生燃料添加にあわせてグロー通電を実行しなくとも上流触媒床温ＴＦが第３触媒床温ＴＦ３以上の温度に維持されることを見込むことができる。また、再生燃料添加により下流触媒床温ＴＲが再生触媒床温ＴＲｆｉｎ以上の温度にまで上昇することを見込むことができる。従って、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＦに属する状態においては、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が再生燃料添加や再生ポスト噴射を継続させることに寄与しないため、グロー通電を実行してもそれが無駄になると考えることができる。また、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が下流触媒床温ＴＲを再生触媒床温ＴＲｆｉｎ以上の温度にまで上昇させることにも寄与しないため、こうしたこともあわせてグロー通電の実行が無駄になると考えることができる。そこで、本実施形態では、グロー通電の実行が無駄となる状態にあるか否かを判定するための値として、第５触媒床温ＴＦ５を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。

第５触媒床温ＴＦ５は、第３触媒床温ＴＦ３以上かつ再生触媒床温ＴＲｆｉｎ未満の範囲に属する値として設定することができる。また、グロー通電を実行しなくとも上流触媒床温ＴＦが第３触媒床温ＴＦ３以上の温度に維持されることを見込むことのできる上流触媒床温ＴＦの閾値として設定することができる。なお、実際にはエンジン運転状態に応じて排気の温度が変化するため、上流触媒床温ＴＦが第５触媒床温ＴＦ５以上であることに基づいてグロー通電が停止された場合においても、それ以降に上流触媒床温ＴＦが確実に第３触媒床温ＴＦ３以上の温度に維持されるとは限らない。すなわち、第５触媒床温ＴＦ５は、グロー通電を実行しなくとも上流触媒床温ＴＦが確実に第３触媒床温ＴＦ３以上の温度に維持されることを担保するものではない。

（Ｃ）基準排気温度ＴＧが第４排気温度ＴＧ４未満のとき、アフター噴射にあわせてグロー通電を実行しても基準排気温度ＴＧが第２排気温度ＴＧ２以上の温度にまで上昇することを見込むことができない。従って、基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＥに属する状態においては、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が基本燃料添加や基本ポスト噴射を開始または継続させることに寄与しないため、グロー通電を実行してもそれが無駄になると考えることができる。そこで、本実施形態では、グロー通電の実行が無駄となる状態にあるか否かを判定するための値として、第４排気温度ＴＧ４を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。ちなみに、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇代には上限があるため、メイン噴射を通じて得られる排気の温度が過度に低い状態、すなわちメイン噴射の燃料噴射量（最終噴射量Ｆｆｉｎ）が少量となる運転状態（主にアイドル運転状態）においては、アフター噴射にあわせてグロー通電を実行しても基準排気温度ＴＧを第２排気温度ＴＧ２以上の温度にまで上昇させることができない。

第４排気温度ＴＧ４は、第１排気温度ＴＧ１以上かつ第２排気温度ＴＧ２未満の範囲に属する値として設定することができる。また、グロー通電の実行により基準排気温度ＴＧが第２排気温度ＴＧ２以上の温度にまで上昇することを見込むことのできる基準排気温度ＴＧの閾値として設定することができる。なお、実際にはエンジン運転状態に応じて排気の温度が変化するため、基準排気温度ＴＧが第４排気温度ＴＧ４以上であることに基づいてグロー通電が実行された場合においても、基準排気温度ＴＧが確実に第２排気温度ＴＧ２以上の温度にまで上昇するとは限らない。すなわち、第４排気温度ＴＧ４は、グロー通電の実行により基準排気温度ＴＧが確実に第２排気温度ＴＧ２以上の温度にまで上昇することを担保するものではない。

（Ｄ）基準排気温度ＴＧが第５排気温度ＴＧ５以上のとき、再生燃料添加にあわせてグロー通電を実行しなくとも基準排気温度ＴＧが第３排気温度ＴＧ３以上の温度に維持されることを見込むことができる。また、再生燃料添加により下流触媒床温ＴＲが再生触媒床温ＴＲｆｉｎ以上の温度にまで上昇することを見込むことができる。従って、基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＦに属する状態においては、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が再生燃料添加や再生ポスト噴射を継続させることに寄与しないため、グロー通電を実行してもそれが無駄になると考えることができる。また、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が下流触媒床温ＴＲを再生触媒床温ＴＲｆｉｎ以上の温度にまで上昇させることにも寄与しないため、こうしたこともあわせてグロー通電の実行が無駄になると考えることができる。そこで、本実施形態では、グロー通電の実行が無駄となる状態にあるか否かを判定するための値として、第５排気温度ＴＧ５を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。

第５排気温度ＴＧ５は、第３排気温度ＴＧ３以上かつ再生触媒床温ＴＲｆｉｎ未満の範囲に属する値として設定することができる。また、グロー通電を実行しなくとも基準排気温度ＴＧが第３排気温度ＴＧ３以上の温度に維持されることを見込むことのできる基準排気温度ＴＧの閾値として設定することができる。なお、実際にはエンジン運転状態に応じて排気の温度が変化するため、基準排気温度ＴＧが第５排気温度ＴＧ５以上であることに基づいてグロー通電が停止された場合においても、それ以降に基準排気温度ＴＧが確実に第３排気温度ＴＧ３以上の温度に維持されるとは限らない。すなわち、第５排気温度ＴＧ５は、グロー通電を実行しなくとも基準排気温度ＴＧが確実に第３排気温度ＴＧ３以上の温度に維持されることを担保するものではない。

＜再生制御処理の詳細について＞
電子制御装置９は、エンジン１の運転中、再生制御を行うための「再生制御処理（図４〜図６）」を実行する。また、基準排気温度ＴＧを推定するための「排気温度推定処理」、上流触媒床温ＴＦを推定するための「第１触媒床温推定処理」、及び下流触媒床温ＴＲを推定するための「第２触媒床温推定処理」をそれぞれ「再生制御処理」と並行して実行する。

「排気温度推定処理」では、排気温度に影響を及ぼすパラメータ（主にエンジン回転速度ＮＥ及びインジェクタ５１の燃料噴射量）に基づいて、基準排気温度ＴＧの推定値（推定基準排気温度ＴＧＶ）を算出する。

「第１触媒床温推定処理」では、入口排気温度センサ９３の入口排気温度計測値ＴＧＩＭを上流触媒床温ＴＦの推定値（推定上流触媒床温ＴＦＶ）として設定する。なお、入口排気温度センサ９３を通過した排気の温度が上流触媒床温ＴＦに反映されるまでの応答遅れを加味して推定上流触媒床温ＴＦＶを算出することもできる。すなわち、入口排気温度計測値ＴＧＩＭを排気流量に基づいて補正した値を推定上流触媒床温ＴＦＶとして算出することもできる。

「第２触媒床温推定処理」では、出口排気温度センサ９４の出口排気温度計測値ＴＧＯＭを下流触媒床温ＴＲの推定値（推定下流触媒床温ＴＲＶ）として設定する。なお、下流触媒床温ＴＲが出口排気温度センサ９４に反映されるまでの応答遅れを加味して推定下流触媒床温ＴＲＶを算出することもできる。すなわち、出口排気温度計測値ＴＧＯＭを排気流量に基づいて補正した値を推定下流触媒床温ＴＲＶとして算出することもできる。

〔１〕「再生制御処理」
図４を参照して、「再生制御処理」の詳細な処理手順について説明する。なお、本処理は、アフター噴射及び燃料添加の実行態様を設定する「第１昇温処理（図５）」と、グロー通電の実行態様を設定する「第２昇温処理（図６）」とを含めて構成されている。また、エンジン１の運転中において所定の制御周期（例えば６５ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。

［ステップＳ１１０］再生制御の実行中か否かを判定する。再生制御の停止中のとき、ステップＳ１２０の処理に移行する。再生制御の実行中のとき、ステップＳ１３０の処理に移行する。

［ステップＳ１２０］再生制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。再生制御の実行条件が成立しているとき、ステップＳ１２２の処理に移行する。再生制御の実行条件が成立していないとき、当該「再生制御処理」を一旦終了する。

ステップＳ１２０の処理では、次の［実行条件Ａ］及び［実行条件Ｂ］が成立していることに基づいて、再生制御の実行条件が成立していると判断するようにしている。
［実行条件Ａ］：触媒担持型フィルタ７３に堆積しているＰＭの量の推定値（推定堆積量）が堆積量上限値を超えている。推定堆積量は、エンジン１の運転状態の履歴を示すパラメータ（主に吸入空気量及び最終噴射量Ｆｆｉｎ）に基づいて算出することができる。また、堆積量上限値は、触媒担持型フィルタ７３の目詰まりや背圧の増大に起因するエンジン運転状態の悪化をまねく程度にＰＭが堆積していることを判定するための値として、試験等を通じて予め設定しておくことができる。なお、［実行条件Ａ］に代えて、触媒担持型フィルタ７３の上流の圧力と下流の圧力との差（フィルタ間圧力差）が圧力差上限値を超えていることを実行条件として採用することもできる。
［実行条件Ｂ］：上流触媒床温ＴＦが第１触媒床温ＴＦ１以上かつ基準排気温度ＴＧが第１排気温度ＴＧ１以上である。すなわち、アフター噴射の実行条件である第１昇温条件が成立している。

［ステップＳ１２２］実行条件が成立していることに基づいて再生制御を開始する。すなわち、「第１昇温処理（図５）」及び「第２昇温処理（図６）」を開始する。これら各処理の終了後は当該「再生制御処理」を一旦終了する。なお、各処理の詳細については後述する。

［ステップＳ１３０］再生制御の終了条件が成立しているか否かを判定する。すなわち、触媒担持型フィルタ７３に堆積しているＰＭが十分に除去されたか否かを判定する。再生制御の終了条件が成立していないとき、ステップＳ１３２の処理に移行する。再生制御の終了条件が成立しているとき、ステップＳ１３４の処理に移行する。

ステップＳ１３０の処理では、触媒担持型フィルタ７３に堆積しているＰＭの量の推定値（推定堆積量）が下限堆積量未満であることに基づいて、再生制御の終了条件が成立していると判断するようにしている。下限堆積量は、触媒担持型フィルタ７３上にＰＭが実質的に堆積していない状態を判定するための値として、試験等を通じて予め設定しておくことができる。なお、上記終了条件に代えて、触媒担持型フィルタ７３の上流の圧力と下流の圧力との差（フィルタ間圧力差）が下限圧力差未満であることを終了条件として採用することもできる。

［ステップＳ１３２］「第１昇温処理（図５）」及び「第２昇温処理（図６）」を継続して実行する。これら各処理の終了後は当該「再生制御処理」を一旦終了する。
［ステップＳ１３４］再生制御を終了する。すなわち、再生制御の実行条件が成立していることに基づいて実行されている処理（基本的には再生燃料添加）を終了する。ステップＳ１３４の処理を実行した後は、当該「再生制御処理」を一旦終了する。

〔２〕「第１昇温処理」
図５を参照して、「第１昇温処理」の詳細な処理手順について説明する。本処理では、各判定処理を通じて、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧがそれぞれいずれの温度領域（図２参照）に属しているかを判定する。そして、判定結果に応じて再生燃料添加、基本燃料添加及びアフター噴射のいずれかを実行する。

［ステップＳ２１０］推定上流触媒床温ＴＦＶが第２触媒床温ＴＦ２（例：２００℃）以上かつ推定基準排気温度ＴＧＶが第２排気温度ＴＧ２（例：２００℃）以上か否かを判定する。すなわち、基本燃料添加の実行条件である第２昇温条件が成立しているか否かを判定する。「ＴＦＶ≧ＴＦ２」の関係及び「ＴＧＶ≧ＴＧ２」の関係が成立しているとき、ステップＳ２２０の処理に移行する。「ＴＦＶ≧ＴＦ２」の関係及び「ＴＧＶ≧ＴＧ２」の関係の少なくとも一方が成立していないとき、ステップＳ２２６の処理に移行する。

［ステップＳ２２０］推定上流触媒床温ＴＦＶが第３触媒床温ＴＦ３（例：２６０℃）以上かつ推定基準排気温度ＴＧＶが第３排気温度ＴＧ３（例：２６０℃）以上か否かを判定する。すなわち、再生燃料添加の実行条件である第３昇温条件が成立しているか否かを判定する。「ＴＦＶ≧ＴＦ３」の関係及び「ＴＧＶ≧ＴＧ３」の関係が成立しているとき、ステップＳ２２２の処理に移行する。「ＴＦＶ≧ＴＦ３」の関係及び「ＴＧＶ≧ＴＧ３」の関係の少なくとも一方が成立していないとき、ステップＳ２２４の処理に移行する。

［ステップＳ２２２］第３昇温条件が成立していることに基づいてサブインジェクタ７１の再生燃料添加を開始する。再生燃料添加がすでに開始されているときは継続して実行する。アフター噴射または基本燃料添加が実行されているときは、実行されている処理を終了して再生燃料添加を開始する。ステップＳ２２２の処理を実行した後は当該「第１昇温処理」を一旦終了する。

再生燃料添加は、基本的には触媒担持型フィルタ７３の温度（推定下流触媒床温ＴＲＶ）に基づいて実行される。すなわち、推定下流触媒床温ＴＲＶが最終的に再生触媒床温ＴＲｆｉｎ以上の温度にまで上昇するようにサブインジェクタ７１の燃料噴射量が設定される。

［ステップＳ２２４］第２昇温条件が成立していることに基づいてサブインジェクタ７１の基本燃料添加を開始する。基本燃料添加がすでに開始されているときは継続して実行する。アフター噴射または再生燃料添加が実行されているときは、実行されている処理を終了して基本燃料添加を開始する。ステップＳ２２４の処理を実行した後は当該「第１昇温処理」を一旦終了する。

［ステップＳ２２６］第１昇温条件が成立していることに基づいてインジェクタ５１のアフター噴射を開始する。アフター噴射がすでに開始されているときは継続して実行する。基本燃料添加または再生燃料添加が実行されているときは、実行されている処理を終了してアフター噴射を開始する。ステップＳ２２６の処理を実行した後は当該「第１昇温処理」を一旦終了する。

〔３〕「第２昇温処理」
図６を参照して、「第２昇温処理」の詳細な処理手順について説明する。本処理では、各判定処理を通じて、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧがそれぞれいずれの温度領域（図３参照）に属しているかを判定する。そして、判定結果に応じてグロー通電を実行または停止する。

［ステップＳ３１０］推定上流触媒床温ＴＦＶが第５触媒床温ＴＦ５（例：３１０℃）未満か否かを判定する。「ＴＦＶ＜ＴＦ５」の関係が成立しているとき、ステップＳ３２０の処理に移行する。「ＴＦＶ＜ＴＦ５」の関係が成立していないとき、ステップＳ３４４の処理に移行する。

［ステップＳ３２０］推定上流触媒床温ＴＦＶが第４触媒床温ＴＦ４（例：２４０℃）以上か否かを判定する。「ＴＦＶ≧ＴＦ４」の関係が成立しているとき、ステップＳ３３０の処理に移行する。「ＴＦＶ≧ＴＦ４」の関係が成立していないとき、ステップＳ３４４の処理に移行する。

［ステップＳ３３０］推定基準排気温度ＴＧＶが第５排気温度ＴＧ５（例：３１０℃）未満か否かを判定する。「ＴＧＶ＜ＴＧ５」の関係が成立しているとき、ステップＳ３４０の処理に移行する。「ＴＧＶ＜ＴＧ５」の関係が成立していないとき、ステップＳ３４４の処理に移行する。

［ステップＳ３４０］推定基準排気温度ＴＧＶが第４排気温度ＴＧ４（例：１８０℃）以上か否かを判定する。「ＴＧＶ≧ＴＧ４」の関係が成立しているとき、ステップＳ３４２の処理に移行する。「ＴＧＶ≧ＴＧ４」の関係が成立していないとき、ステップＳ３４４の処理に移行する。

［ステップＳ３４２］第４昇温条件が成立していることに基づいてグロー通電を開始する。グロー通電がすでに開始されているときは継続して実行する。ステップＳ３４２の処理を実行した後は当該「第２昇温処理」を一旦終了する。

［ステップＳ３４４］第４昇温条件が成立していないことに基づいてグロー通電を禁止する。ステップＳ３４４の処理を実行した後は当該「第２昇温処理」を一旦終了する。
ステップＳ３４２及びステップＳ３４４におけるグロー通電の実行及び停止の切り替えは次の（Ａ）〜（Ｃ）の条件に基づいて行われる。なお、以降ではグロープラグ１５の連続した通電時間を連続通電時間ＨＧとする。

（Ａ）グロー通電を開始した後において、連続通電時間ＨＧが許容通電時間ＨＸに達したときグロー通電を終了する。すなわち、第４昇温条件の成立に基づいてグロー通電が実行されている場合においても、連続通電時間ＨＧが許容通電時間ＨＸに達したときには第４昇温条件の成立にかかわらずグロー通電を終了する。そして、連続通電時間ＨＧに基づいてグロー通電を終了した後において、後述の最低非通電時間ＨＢが経過したときに第４昇温条件が成立している場合には再度グロー通電を開始する。なお、許容通電時間ＨＸは、過熱等によるグロープラグ１５の寿命の低下を抑制することのできる値として予め設定される。

（Ｂ）グロー通電を開始した後において、連続通電時間ＨＧが最低通電時間ＨＡに達するまではグロー通電の終了を禁止する。すなわち、グロー通電の実行中に第４昇温条件の不成立が判定された場合においても、連続通電時間ＨＧが最低通電時間ＨＡ未満のときにはグロー通電の終了を禁止する。そして、連続通電時間ＨＧが最低通電時間ＨＡに達したときにグロー通電の終了を許可する。なお、最低通電時間ＨＡは、通電の実行及び停止の切り替えにともなうリレー回路の寿命の低下を抑制することのできる値として予め設定される。

（Ｃ）グロー通電を終了した後において、連続非通電時間が最低非通電時間ＨＢに達するまではグロー通電の実行を禁止する。すなわち、グロー通電の停止中に第４昇温条件の成立が判定された場合においても、連続非通電時間が最低非通電時間ＨＢ未満のときにはグロー通電の実行を禁止する。そして、連続非通電時間が最低非通電時間ＨＢに達したときにグロー通電の実行を許可する。なお、最低非通電時間ＨＢは、通電の実行及び停止の切り替えにともなうリレー回路の寿命の低下を抑制することのできる値として予め設定される。

＜再生制御の一例＞
図７を参照して、再生制御の実行態様の一例について説明する。
［時刻ｔ７１］：この時刻において再生制御の実行条件の成立が判定されたとする。このとき、第１昇温条件が成立していることに基づいてアフター噴射が開始される。一方、第４昇温条件が成立していないことに基づいてグロー通電の実行が禁止される。

［時刻ｔ７２］：アフター噴射にともなう上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧの上昇により、この時刻において第２昇温条件の成立が判定されたとする。このとき、第２昇温条件が成立していることに基づいて基本燃料添加が開始される。一方、第４昇温条件が成立していないことに基づいてグロー通電の実行が禁止される。

［時刻ｔ７３］：基本燃料添加にともなう上流触媒床温ＴＦの上昇により、この時刻において第４昇温条件の成立が判定されたとする。このとき、第４昇温条件が成立していることに基づいてグロー通電の実行が開始される。また、第２昇温条件が成立していることに基づいて基本燃料添加の実行が継続される。

［時刻ｔ７４］：基本燃料添加及びグロー通電にともなう上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧの上昇により、この時刻において第３昇温条件の成立が判定されたとする。このとき、第３昇温条件が成立していることに基づいて、再生燃料添加の実行が開始される。また、第４昇温条件が成立していることに基づいてグロー通電の実行が継続される。

［時刻ｔ７５］：再生燃料添加及びグロー通電にともなう上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧの上昇により、この時刻において第４昇温条件の不成立が判定されたとする。このとき、第４昇温条件が成立していないことに基づいてグロー通電の実行が禁止される。一方、第３昇温条件が成立していることに基づいて再生燃料添加の実行が継続される。

［時刻ｔ７６］：上流触媒床温ＴＦが一定の期間にわたって再生上流触媒床温ＴＦｆｉｎ以上の温度に維持されたことにより、この時刻において再生制御の終了条件の成立が判定されたとする。このとき、同終了条件が成立したことに基づいて、再生制御（再生燃料添加）が終了される。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この実施形態にかかるエンジンの排気系温度制御装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。

（１）本実施形態の排気系温度制御装置では、再生制御の実行条件が成立している状態において、上流触媒床温ＴＦが第４触媒床温ＴＦ４未満のとき、すなわちグロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が再生燃料添加を開始または継続させることに寄与しないとき、グロー通電を禁止するようにしている。このように、グロー通電を実行しても上流触媒床温ＴＦが要求値（第３触媒床温ＴＦ３）に達しないと推定されるときにグロー通電を禁止することにより、無駄なグロー通電の実行が抑制されるようにしている。これにより、グロープラグ１５の寿命の向上及び燃料消費率の向上を図ることができるようになる。

（２）本実施形態の排気系温度制御装置では、再生制御の実行条件が成立している状態において、上流触媒床温ＴＦが第５触媒床温ＴＦ５以上のとき、すなわちグロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が再生燃料添加を継続させること、ひいては下流触媒床温ＴＲを再生触媒床温ＴＲｆｉｎ以上の温度にまで上昇させることに寄与しないとき、グロー通電を禁止するようにしている。このように、グロー通電を実行しなくとも上流触媒床温ＴＦが要求値（第３触媒温度ＴＦ３）以上の温度に維持されると推定されるときにグロー通電を禁止することにより、無駄なグロー通電の実行が抑制されるようにしている。これにより、グロープラグ１５の寿命の向上及び燃料消費率の向上を図ることができるようになる。

（３）本実施形態の排気系温度制御装置では、再生制御の実行条件が成立してから終了条件が成立するまでの間、上流触媒床温ＴＦに基づくグロー通電の実行態様の制御を継続して行うようにしている。これにより、エンジン運転状態等の変化により無駄なグロー通電が行われると推定されるときには、的確にグロー通電の実行が禁止されるため、グロープラグ１５の寿命及び燃料消費率をより好適に向上させることができるようになる。

（４）本実施形態の排気系温度制御装置では、再生制御の実行条件が成立している状態において、基準排気温度ＴＧが第４排気温度ＴＧ４未満のとき、すなわちグロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が基本燃料添加を開始または継続させることに寄与しないとき、グロー通電を禁止するようにしている。このように、グロー通電を実行しても基準排気温度ＴＧが要求値（第２排気温度ＴＧ２）に達しないと推定されるときにグロー通電を禁止することにより、無駄なグロー通電の実行が抑制されるようにしている。これにより、グロープラグ１５の寿命の向上及び燃料消費率の向上を図ることができるようになる。

（５）本実施形態の排気系温度制御装置では、再生制御の実行条件が成立している状態において、基準排気温度ＴＧが第５排気温度ＴＧ５以上のとき、すなわちグロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が再生燃料添加を継続させること、ひいては下流触媒床温ＴＲを再生触媒床温ＴＲｆｉｎ以上の温度にまで上昇させることに寄与しないとき、グロー通電を禁止するようにしている。このように、グロー通電を実行しなくとも基準排気温度ＴＧが要求値（第３排気温度ＴＧ３）以上の温度に維持されると推定されるときにはグロー通電を禁止することにより、無駄なグロー通電の実行が抑制されるようにしている。これにより、グロープラグ１５の寿命の向上及び燃料消費率の向上を図ることができるようになる。

（６）本実施形態の排気系温度制御装置では、再生制御の実行条件が成立してから終了条件が成立するまでの間、基準排気温度ＴＧに基づくグロー通電の実行態様の制御を継続して行うようにしている。これにより、エンジン運転状態等の変化により無駄なグロー通電が行われると推定されるときには、的確にグロー通電の実行が禁止されるため、グロープラグ１５の寿命及び燃料消費率をより好適に向上させることができるようになる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図８を参照して説明する。
本実施形態の排気系温度制御装置は、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧに基づくグロー通電の実行範囲の設定態様について、前記第１実施形態の設定態様に対して以下の変更を適用した制御装置として構成されている。なお、以下で説明する変更点以外は、前記第１実施形態と同様の構成が採用されている。

＜再生制御処理の主な変更点＞
図８に示すように、本実施形態の「再生制御処理」では上流触媒床温ＴＦの領域を以下の（ａ）〜（ｃ）の領域に、基準排気温度ＴＧの領域を以下の（ｄ）〜（ｆ）の領域にそれぞれ区分し、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧの属する温度領域に基づいて、グロー通電の実行態様を設定するようにしている。
（ａ）触媒床温領域ＦＨ：第１触媒床温ＴＦ１以上かつ第６触媒床温ＴＦ６未満。
（ｂ）触媒床温領域ＦＦ：第５触媒床温ＴＦ５以上。
（ｃ）触媒床温領域ＦＩ：第６触媒床温ＴＦ６以上かつ第５触媒床温ＴＦ５未満。
（ｄ）排気温度領域ＧＨ：第１排気温度ＴＦ１以上かつ第６排気温度ＴＧ６未満。
（ｅ）排気温度領域ＧＦ：第５排気温度ＴＧ５以上。
（ｆ）排気温度領域ＧＩ：第６排気温度ＴＧ６以上かつ第５排気温度ＴＧ５未満。

具体的には、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＩに属すること、及び基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＩに属することを第５昇温条件として、この条件が成立していることに基づいてグロー通電を実行する。一方で、第５昇温条件が成立していないときには、再生制御の実行条件が成立していることに基づくグロー通電を禁止する。なお、触媒床温領域ＦＩは、触媒の温度に対して予め設定される特定範囲に相当する。また、第６触媒床温ＴＦ６は、触媒の温度についての閾値として予め設定される境界温度に相当する。また、排気温度領域ＧＩは、排気の温度に対して予め設定される特定範囲に相当する。また、第６排気温度ＴＧ６は、排気の温度についての閾値として予め設定される境界温度に相当する。

上記各温度領域の境界を示す各上流触媒床温ＴＦ及び各基準排気温度ＴＧは、例えば次のように設定することができる。なお、本実施形態の「再生制御処理」では以下の温度設定が採用されている。
・第６触媒床温ＴＦ６：１８０℃
・第５触媒床温ＴＦ５：３１０℃
・第６排気温度ＴＧ６：２４０℃
・第５排気温度ＴＧ５：３１０℃
以下の（Ａ）及び（Ｂ）において、上記各温度領域の境界を示す第６触媒床温ＴＦ６及び第６排気温度ＴＧ６について説明する。なお、以下の説明ではＮＯｘ触媒コンバータ７２を対象としているが、触媒担持型フィルタ７３についても同様の説明を適用することができる。

（Ａ）上流触媒床温ＴＦが第６触媒床温ＴＦ６未満のとき、アフター噴射にあわせてグロー通電を実行しても上流触媒床温ＴＦが第２触媒床温ＴＦ２以上の温度にまで上昇することを見込むことができない。従って、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＨに属する状態においては、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が基本燃料添加や基本ポスト噴射を開始または継続させることに寄与しないため、グロー通電を実行してもそれが無駄になると考えることができる。そこで、本実施形態では、グロー通電の実行が無駄となる状態にあるか否かを判定するための値として、第６触媒床温ＴＦ６を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。

第６触媒床温ＴＦ６は、第１触媒床温ＴＦ１以上かつ第２触媒床温ＴＦ２未満の範囲に属する値として設定することができる。また、グロー通電の実行により上流触媒床温ＴＦが第２触媒床温ＴＦ２以上の温度にまで上昇することを見込むことのできる上流触媒床温ＴＦの閾値として設定することができる。なお、実際にはエンジン運転状態に応じて排気の温度が変化するため、上流触媒床温ＴＦが第６触媒床温ＴＦ６以上であることに基づいてグロー通電が実行された場合においても、上流触媒床温ＴＦが確実に第２触媒床温ＴＦ２以上の温度にまで上昇するとは限らない。すなわち、第６触媒床温ＴＦ６は、グロー通電の実行により上流触媒床温ＴＦが確実に第２触媒床温ＴＦ２以上の温度にまで上昇することを担保するものではない。

（Ｂ）基準排気温度ＴＧが第６排気温度ＴＧ６未満のとき、基本燃料添加にあわせてグロー通電を実行しても基準排気温度ＴＧが第３排気温度ＴＧ３以上の温度にまで上昇することを見込むことができない。従って、基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＨに属する状態においては、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が再生燃料添加や再生ポスト噴射を開始または継続させることに寄与しないため、グロー通電を実行してもそれが無駄になると考えることができる。そこで、本実施形態では、グロー通電の実行が無駄となる状態にあるか否かを判定するための値として、第６排気温度ＴＧ６を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。

第６排気温度ＴＧ６は、第２排気温度ＴＧ２以上かつ第３排気温度ＴＧ３未満の範囲に属する値として設定することができる。また、グロー通電の実行により基準排気温度ＴＧが第３排気温度ＴＧ３以上の温度にまで上昇することを見込むことのできる基準排気温度ＴＧの閾値として設定することができる。なお、実際にはエンジン運転状態に応じて排気の温度が変化するため、基準排気温度ＴＧが第６排気温度ＴＧ６以上であることに基づいてグロー通電が実行された場合においても、基準排気温度ＴＧが確実に第３排気温度ＴＧ３以上の温度にまで上昇するとは限らない。すなわち、第６排気温度ＴＧ６は、グロー通電の実行により基準排気温度ＴＧが確実に第３排気温度ＴＧ３以上の温度にまで上昇することを担保するものではない。

本実施形態の「再生制御処理」では、「第２昇温処理（図６）」の一部を以下の［Ａ］〜［Ｃ］に示すように変更して実行する。
［Ａ］：ステップＳ３２０の処理において、推定上流触媒床温ＴＦＶが第６触媒床温ＴＦ６（例：１８０℃）以上か否かを判定する。「ＴＦＶ≧ＴＦ６」の関係が成立しているとき、ステップＳ３３０の処理に移行する。「ＴＦＶ≧ＴＦ６」の関係が成立していないとき、ステップＳ３４４の処理に移行する。

［Ｂ］：ステップＳ３４０の処理において、推定基準排気温度ＴＧＶが第６排気温度ＴＧ６（例：２４０℃）以上か否かを判定する。「ＴＧＶ≧ＴＧ６」の関係が成立しているとき、ステップＳ３４２の処理に移行する。「ＴＧＶ≧ＴＧ６」の関係が成立していないとき、ステップＳ３４４の処理に移行する。

［Ｃ］：ステップＳ３４２の処理では、第５昇温条件が成立していることに基づいてグロー通電を実行する。ステップＳ３４４の処理では、第５昇温条件が成立していないことに基づいてグロー通電を禁止する。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第２実施形態にかかるエンジンの排気系温度制御装置によれば、先の第１実施形態による（２）、（３）、（５）及び（６）の作用効果に加えて、以下に示す作用効果が得られるようになる。

（７）本実施形態の排気系温度制御装置では、再生制御の実行条件が成立している状態において、上流触媒床温ＴＦが第６触媒床温ＴＦ６未満のとき、すなわちグロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が基本燃料添加を開始または継続させることに寄与しないとき、グロー通電を禁止するようにしている。このように、グロー通電を実行しても上流触媒床温ＴＦが要求値（第２触媒床温ＴＦ２）に達しないと推定されるときにグロー通電を禁止することにより、無駄なグロー通電の実行が抑制されるようにしている。これにより、グロープラグ１５の寿命の向上及び燃料消費率の向上を図ることができるようになる。

（８）本実施形態の排気系温度制御装置では、再生制御の実行条件が成立している状態において、基準排気温度ＴＧが第６排気温度ＴＧ６未満のとき、すなわちグロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が再生燃料添加を開始または継続させることに寄与しないとき、グロー通電を禁止するようにしている。このように、グロー通電を実行しても基準排気温度ＴＧが要求値（第３排気温度ＴＧ３）に達しないと推定されるときにグロー通電を禁止することにより、無駄なグロー通電の実行が抑制されるようにしている。これにより、グロープラグ１５の寿命の向上及び燃料消費率の向上を図ることができるようになる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図９を参照して説明する。
本実施形態の排気系温度制御装置は、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧに基づくグロー通電の実行範囲の設定態様について、前記第１実施形態の設定態様と前記第２実施形態の設定態様とを組み合わせて同実行範囲を設定した制御装置として構成されている。なお、以下で説明する変更点以外は、前記第１実施形態と同様の構成が採用されている。

＜再生制御処理の主な変更点＞
図９に示すように、本実施形態の「再生制御処理」では上流触媒床温ＴＦの領域を以下の（ａ）〜（ｃ）の領域に、基準排気温度ＴＧの領域を以下の（ｄ）〜（ｆ）の領域にそれぞれ区分し、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧの属する温度領域に基づいて、グロー通電の実行態様を設定するようにしている。
（ａ）触媒床温領域ＦＨ：第１触媒床温ＴＦ１以上かつ第６触媒床温ＴＦ６未満。
（ｂ）触媒床温領域ＦＦ：第５触媒床温ＴＦ５以上。
（ｃ）触媒床温領域ＦＩ：第６触媒床温ＴＦ６以上かつ第５触媒床温ＴＦ５未満。
（ｄ）排気温度領域ＧＥ：第１排気温度ＴＧ１以上かつ第４排気温度ＴＧ４未満。
（ｅ）排気温度領域ＧＦ：第５排気温度ＴＧ５以上。
（ｆ）排気温度領域ＧＧ：第４排気温度ＴＧ４以上かつ第５排気温度ＴＧ５未満。

具体的には、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＩに属すること、及び基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＧに属することを第６昇温条件として、この条件が成立していることに基づいてグロー通電を実行する。一方で、第６昇温条件が成立していないときには、再生制御の実行条件が成立していることに基づくグロー通電を禁止する。

本実施形態の「再生制御処理」では、「第２昇温処理（図６）」の一部を次のように変更して実行する。すなわち、ステップＳ３２０の処理において、推定上流触媒床温ＴＦＶが第６触媒床温ＴＦ６（例：１８０℃）以上か否かを判定する。「ＴＦＶ≧ＴＦ６」の関係が成立しているとき、ステップＳ３４２の処理に移行する。「ＴＦＶ≧ＴＦ６」の関係が成立していないとき、ステップＳ３４４の処理に移行する。ステップＳ３４２の処理では、第６昇温条件が成立していることに基づいてグロー通電を実行する。ステップＳ３４４の処理では、第６昇温条件が成立していないことに基づいてグロー通電を禁止する。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第３実施形態にかかるエンジンの排気系温度制御装置によれば、先の第１実施形態による前記（２）〜（６）の作用効果、並びに先の第２実施形態による前記（７）の作用効果が得られるようになる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について、図１０及び図１１を参照して説明する。
本実施形態の排気系温度制御装置は、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧに基づくグロー通電の実行範囲の設定態様について、前記第３実施形態の設定態様に対して以下の変更を適用した制御装置として構成されている。なお、以下で説明する変更点以外は、前記第１実施形態と同様の構成が採用されている。

＜再生制御処理の主な変更点＞
図１０に示すように、本実施形態の「再生制御処理」では上流触媒床温ＴＦの領域を以下の（ａ）〜（ｃ）の領域に、基準排気温度ＴＧの領域を以下の（ｄ）〜（ｆ）の領域にそれぞれ区分し、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧの属する温度領域に基づいて、グロー通電の実行態様を設定するようにしている。
（ａ）触媒床温領域ＦＨ：第１触媒床温ＴＦ１以上かつ第６触媒床温ＴＦ６未満。
（ｂ）触媒床温領域ＦＪ：第７触媒床温ＴＦ７以上。
（ｃ）触媒床温領域ＦＫ：第６触媒床温ＴＦ６以上かつ第７触媒床温ＴＦ７未満。
（ｄ）排気温度領域ＧＥ：第１触媒床温ＴＦ１以上かつ第４排気温度ＴＧ４未満。
（ｅ）排気温度領域ＧＦ：第５排気温度ＴＧ５以上。
（ｆ）排気温度領域ＧＧ：第４排気温度ＴＧ４以上かつ第５排気温度ＴＧ５未満。

具体的には、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＫに属すること、及び基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＧに属することを第７昇温条件として、この条件が成立していることに基づいてグロー通電を実行する。一方で、第７昇温条件が成立していないときには、再生制御の実行条件が成立していることに基づくグロー通電を禁止する。なお、触媒床温領域ＦＫは、触媒の温度に対して予め設定される特定範囲に相当する。また、第７触媒床温ＴＦ７は、触媒の温度についての閾値として予め設定される境界温度に相当する。本実施形態の「再生制御処理」では第７触媒床温ＴＦ７を２５０℃に設定している。

上流触媒床温ＴＦが第７触媒床温ＴＦ７以上のとき、基本燃料添加にあわせてグロー通電を実行しなくとも上流触媒床温ＴＦが第２触媒床温ＴＦ２以上の温度に維持されることを見込むことができる。従って、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＫに属する状態においては、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が基本燃料添加や基本ポスト噴射を継続させることに寄与しないため、グロー通電を実行してもそれが無駄になると考えることができる。そこで、本実施形態では、グロー通電の実行が無駄となる状態にあるか否かを判定するための値として、第７触媒床温ＴＦ７を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。

第７触媒床温ＴＦ７は、第２触媒床温ＴＦ２以上かつ再生触媒床温ＴＲｆｉｎ（または第３触媒床温ＴＦ３）未満の範囲に属する値として設定することができる。また、グロー通電を実行しなくとも上流触媒床温ＴＦが第２触媒床温ＴＦ２以上の温度に維持されることを見込むことのできる上流触媒床温ＴＦの閾値として設定することができる。なお、実際にはエンジン運転状態に応じて排気の温度が変化するため、上流触媒床温ＴＦが第７触媒床温ＴＦ７以上であることに基づいてグロー通電が停止された場合においても、それ以降に上流触媒床温ＴＦが確実に第２触媒床温ＴＦ２以上の温度に維持されるとは限らない。すなわち、第７触媒床温ＴＦ７は、上流触媒床温ＴＦが確実に第２触媒床温ＴＦ２以上の温度に維持されることを担保するものではない。

＜第３昇温処理の処理手順＞
本実施形態の「再生制御処理」では、先の「第２昇温処理（図６）」に代えて「第３昇温処理（図１１）」を実行する。本処理では、各判定処理を通じて、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧがそれぞれいずれの温度領域（図１０参照）に属しているかを判定する。そして、判定結果に応じてグロー通電を実行または停止する。

［ステップＳ４１０］推定上流触媒床温ＴＦＶが第７触媒床温ＴＦ７（例：２５０℃）未満か否かを判定する。「ＴＦＶ＜ＴＦ７」の関係が成立しているとき、ステップＳ４２０の処理に移行する。「ＴＦＶ＜ＴＦ７」の関係が成立していないとき、ステップＳ４４４の処理に移行する。

［ステップＳ４２０］推定上流触媒床温ＴＦＶが第６触媒床温ＴＦ６（例：１８０℃）以上か否かを判定する。「ＴＦＶ≧ＴＦ６」の関係が成立しているとき、ステップＳ４３０の処理に移行する。「ＴＦＶ≧ＴＦ６」の関係が成立していないとき、ステップＳ４４４の処理に移行する。

［ステップＳ４３０］推定基準排気温度ＴＧＶが第５排気温度ＴＧ５（例：３１０℃）未満か否かを判定する。「ＴＧＶ＜ＴＧ５」の関係が成立しているとき、ステップＳ４４０の処理に移行する。「ＴＧＶ＜ＴＧ５」の関係が成立していないとき、ステップＳ４４４の処理に移行する。

［ステップＳ４４０］推定基準排気温度ＴＧＶが第４排気温度ＴＧ４（例：１８０℃）以上か否かを判定する。「ＴＧＶ≧ＴＧ４」の関係が成立しているとき、ステップＳ４４２の処理に移行する。「ＴＧＶ≧ＴＧ４」の関係が成立していないとき、ステップＳ４４４の処理に移行する。

［ステップＳ４４２］第７昇温条件が成立していることに基づいてグロー通電を開始する。グロー通電がすでに開始されているときは継続して実行する。ステップＳ４４２の処理を実行した後は当該「第３昇温処理」を一旦終了する。

［ステップＳ４４４］第７昇温条件が成立していないことに基づいてグロー通電を禁止する。ステップＳ４４４の処理を実行した後は当該「第３昇温処理」を一旦終了する。なお、ステップＳ４４２及びステップＳ４４４におけるグロー通電の実行及び停止は、前記「第２昇温処理」のステップＳ３４２及びステップＳ３４４と同様の態様をもって行われる。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第４実施形態にかかるエンジンの排気系温度制御装置によれば、先の第１実施形態による（３）〜（６）の作用効果、並びに先の第２実施形態による前記（７）の作用効果に加えて、以下に示す作用効果が得られるようになる。

（９）本実施形態の排気系温度制御装置では、再生制御の実行条件が成立している状態において、推定上流触媒床温ＴＦＶが第７触媒床温ＴＦ７以上のとき、すなわちグロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が基本燃料添加を継続させることに寄与しないとき、グロー通電を禁止するようにしている。このように、グロー通電を実行しなくとも上流触媒床温ＴＦが要求値（第２触媒床温ＴＦ２）以上の温度に維持されると推定されるときにグロー通電を禁止することにより、無駄なグロー通電の実行が抑制されるようにしている。これにより、グロープラグ１５の寿命の向上及び燃料消費率の向上を図ることができるようになる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について、図１２を参照して説明する。
本実施形態の排気系温度制御装置は、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧに基づくグロー通電の実行範囲の設定態様について、前記第３実施形態の設定態様に対して以下の変更を適用した制御装置として構成されている。なお、以下で説明する変更点以外は、前記第３実施形態と同様の構成が採用されている。

＜再生制御処理の主な変更点＞
図１２に示すように、本実施形態の「再生制御処理」では上流触媒床温ＴＦの領域を以下の（ａ）〜（ｃ）の領域に、基準排気温度ＴＧの領域を以下の（ｄ）〜（ｆ）の領域にそれぞれ区分し、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧの属する温度領域に基づいて、グロー通電の実行態様を設定するようにしている。
（ａ）触媒床温領域ＦＨ：第１触媒床温ＴＦ１以上かつ第６触媒床温ＴＦ６未満。
（ｂ）触媒床温領域ＦＦ：第５触媒床温ＴＦ５以上。
（ｃ）触媒床温領域ＦＩ：第６触媒床温ＴＦ６以上かつ第５触媒床温ＴＦ５未満。
（ｄ）排気温度領域ＧＥ：第１排気温度ＴＧ１以上かつ第４排気温度ＴＧ４未満。
（ｅ）排気温度領域ＧＪ：第７排気温度ＴＧ７以上。
（ｆ）排気温度領域ＧＫ：第４排気温度ＴＧ４以上かつ第７排気温度ＴＧ７未満。

具体的には、上流触媒床温ＴＦが触媒床温領域ＦＩに属すること、及び基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＫに属することを第８昇温条件として、この条件が成立していることに基づいてグロー通電を実行する。一方で、第８昇温条件が成立していないときには、再生制御の実行条件が成立していることに基づくグロー通電を禁止する。なお、排気温度領域ＧＫは、排気の温度に対して予め設定される特定範囲に相当する。また、第７排気温度ＴＧ７は、排気の温度についての閾値として予め設定される境界温度に相当する。本実施形態の「再生制御処理」では第７排気温度ＴＧ７を２５０℃に設定している。

基準排気温度ＴＧが第７排気温度ＴＧ７以上のとき、再生燃料添加にあわせてグロー通電を実行しなくとも基準排気温度ＴＧが第２排気温度ＴＧ２以上の温度に維持されることを見込むことができる。従って、基準排気温度ＴＧが排気温度領域ＧＫに属する状態においては、グロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が基本燃料添加や基本ポスト噴射を継続させることに寄与しないため、グロー通電を実行してもそれが無駄になると考えることができる。そこで、本実施形態では、グロー通電の実行が無駄となる状態にあるか否かを判定するための値として、第７排気温度ＴＧ７を予め電子制御装置９に記憶させるようにしている。

第７排気温度ＴＧ７は、第２排気温度ＴＧ２以上かつ再生触媒床温ＴＲｆｉｎ（または第３排気温度ＴＧ３）未満の範囲に属する値として設定することができる。また、グロー通電を実行しなくとも基準排気温度ＴＧが第２排気温度ＴＧ２以上の温度に維持されることを見込むことのできる基準排気温度ＴＧの閾値として設定することができる。なお、実際にはエンジン運転状態に応じて排気の温度が変化するため、基準排気温度ＴＧが第７排気温度ＴＧ７以上であることに基づいてグロー通電が停止された場合においても、それ以降に基準排気温度ＴＧが確実に第２排気温度ＴＧ２以上の温度に維持されるとは限らない。すなわち、第７排気温度ＴＧ７は、基準排気温度ＴＧが確実に第２排気温度ＴＧ２以上の温度に維持されることを担保するものではない。

本実施形態の「再生制御処理」では、前記第４実施形態の「第３昇温処理（図１１）」の一部を次のように変更して実行する。すなわち、ステップＳ４３０の処理において、推定基準排気温度ＴＧＶが第７排気温度ＴＧ７（例：２５０℃）未満か否かを判定する。「ＴＧＶ＜ＴＧ７」の関係が成立しているとき、ステップＳ４４０の処理に移行する。「ＴＧＶ＜ＴＧ７」の関係が成立していないとき、ステップＳ４４４の処理に移行する。ステップＳ４４２の処理では、第８昇温条件が成立していることに基づいてグロー通電を実行する。ステップＳ４４４の処理では、第８昇温条件が成立していないことに基づいてグロー通電を禁止する。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第５実施形態にかかるエンジンの排気系温度制御装置によれば、先の第１実施形態による前記（２）、（３）、（４）及び（６）の作用効果、並びに先の第２実施形態による前記（７）の作用効果に加えて、以下に示す作用効果が得られるようになる。

（１０）本実施形態の排気系温度制御装置では、再生制御の実行条件が成立している状態において、基準排気温度ＴＧが第７排気温度ＴＧ７以上のとき、すなわちグロー通電の実行により得られる排気温度の上昇分が基本燃料添加を継続させることに寄与しないとき、グロー通電を禁止するようにしている。このように、グロー通電を実行しなくとも基準排気温度ＴＧが要求値（第２排気温度ＴＧ２）以上の温度に維持されると推定されるときにグロー通電を禁止することにより、無駄なグロー通電の実行が抑制されるようにしている。これにより、グロープラグ１５の寿命の向上及び燃料消費率の向上を図ることができるようになる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
・上記各実施形態では、上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧの属する温度領域に基づいてグロー通電の実行態様を設定する構成を採用したが、例えば次のように変更することもできる。すなわち、上流触媒床温ＴＦのみに基づいてグロー通電の実行態様を設定する構成に変更することもできる。また、基準排気温度ＴＧのみに基づいてグロー通電の実行態様を設定する構成に変更することもできる。

・上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧに基づくグロー通電の実行領域は、上記各実施形態にて例示した領域に限られるものではない。例えば、上記各実施形態の上流触媒床温ＴＦ及び基準排気温度ＴＧの閾値を適宜組み合わせて上記各実施形態の実行領域とは異なるその他の実行領域を設定することもできる。

・エンジン１においては、グロー通電の実行により排気の温度を上昇させることのできる期間がグロープラグ１５の許容通電時間ＨＸに応じて異なる。すなわち、許容通電時間ＨＸが短くなるにつれてグロー通電の実行により排気温度を上昇させることのできる期間が短くなる。そこで、上流触媒床温ＴＦや基準排気温度ＴＧについての要求に対してグロー通電がより好適に貢献できるようにするため、上記各実施形態に対して次の［構成１］〜［構成４］を適用することもできる。なお、以下の各構成は対応する閾値を含む実施形態に対して適用することができる。

［構成１］：許容通電時間ＨＸが短くなるにつれて第４触媒床温ＴＦ４を第３触媒床温ＴＦ３に近づける方向に変更する。具体的には、「再生制御処理」において第４触媒床温ＴＦ４及び推定上流触媒床温ＴＦＶに基づく判定処理を行う前に、許容通電時間ＨＸと第４触媒床温ＴＦ４との関係が規定されたマップ（図１３（Ａ）参照）を通じて、そのときの許容通電時間ＨＸに適合した第４触媒床温ＴＦ４を算出する。この構成によれば、許容通電時間ＨＸが短くなるに連れて上流触媒床温ＴＦがより第３触媒床温ＴＦ３に近づいた状態でグロー通電が開始されるため、許容通電時間ＨＸが短い場合においてもグロー通電の実行により上流触媒床温ＴＦが第３触媒床温ＴＦ３以上の温度にまで上昇する頻度が高められるようになる。

［構成２］：許容通電時間ＨＸが短くなるにつれて第６触媒床温ＴＦ６を第２触媒床温ＴＦ２に近づける方向に変更する。具体的には、「再生制御処理」において第６触媒床温ＴＦ６及び推定上流触媒床温ＴＦＶに基づく判定処理を行う前に、許容通電時間ＨＸと第６触媒床温ＴＦ６との関係が規定されたマップ（図１３（Ｂ）参照）を通じて、そのときの許容通電時間ＨＸに適合した第６触媒床温ＴＦ６を算出する。この構成によれば、許容通電時間ＨＸが短くなるに連れて上流触媒床温ＴＦがより第２触媒床温ＴＦ２に近づいた状態でグロー通電が開始されるため、許容通電時間ＨＸが短い場合においてもグロー通電の実行により上流触媒床温ＴＦが第２触媒床温ＴＦ２以上の温度にまで上昇する頻度が高められるようになる。

［構成３］：許容通電時間ＨＸが短くなるにつれて第６排気温度ＴＧ６を第３排気温度ＴＧ３に近づける方向に変更する。具体的には、「再生制御処理」において第６排気温度ＴＧ６及び推定基準排気温度ＴＧＶに基づく判定処理を行う前に、許容通電時間ＨＸと第６排気温度ＴＧ６との関係が規定されたマップ（図１３（Ｃ）参照）を通じて、そのときの許容通電時間ＨＸに適合した第６排気温度ＴＧ６を算出する。この構成によれば、許容通電時間ＨＸが短くなるに連れて基準排気温度ＴＧがより第３排気温度ＴＧ３に近づいた状態でグロー通電が開始されるため、許容通電時間ＨＸが短い場合においてもグロー通電の実行により基準排気温度ＴＧが第３排気温度ＴＧ３以上の温度にまで上昇する頻度が高められるようになる。

［構成４］：許容通電時間ＨＸが短くなるにつれて第４排気温度ＴＧ４を第２排気温度ＴＧ２に近づける方向に変更する。具体的には、「再生制御処理」において第４排気温度ＴＧ４及び推定基準排気温度ＴＧＶに基づく判定処理を行う前に、許容通電時間ＨＸと第４排気温度ＴＧ４との関係が規定されたマップ（図１３（Ｄ）参照）を通じて、許容通電時間ＨＸに適合した第４排気温度ＴＧ４を算出する。この構成によれば、許容通電時間ＨＸが短くなるに連れて基準排気温度ＴＧがより第２排気温度ＴＧ２に近づいた状態でグロー通電が開始されるため、許容通電時間ＨＸが短い場合においてもグロー通電の実行により基準排気温度ＴＧが第２排気温度ＴＧ２以上の温度にまで上昇する頻度が高められるようになる。

・上記各実施形態では、グロー通電の実行により排気温度の上昇を図る排気系温度制御装置を想定したが、その他の電動式補機への通電により排気温度の上昇を図る排気系温度制御装置に対して本発明を適用することもできる。また、電気的な負荷以外の負荷をエンジン１に対して付与する補機の駆動を通じて排気温度の上昇を図る排気系温度制御装置に対しても同様に本発明を適用することができる。そうした補機としては、例えば排気通路に設けられて排気の流量を調整する排気絞り弁が挙げられる。ちなみに、排気絞り弁を備えたエンジンにおいては、排気絞り弁の開度の変更にともなう背圧の増大を通じて燃料噴射量が増量されるため、排気絞り弁の制御を通じて排気温度の上昇を図ることが可能となる。

・上記各実施形態では、ディーゼルエンジンにおいて排気系の温度の上昇を図る排気系温度制御装置を想定したが、本発明の適用対象となる制御装置は各実施形態にて例示した制御装置に限られるものではない。要するに、補機の駆動に基づいて燃料噴射量が増量側に補正されるエンジンにおいて、同補機を駆動させることにより排気系の温度の上昇を図る排気系温度制御装置であれば、いずれの制御装置に対しても本発明を適用することができる。

本発明のエンジンの排気系温度制御装置を具体化した第１実施形態について、同制御装置を搭載したディーゼルエンジンの概略構造を示す構成図。 同実施形態の排気系温度制御装置を通じて実行される「再生制御処理」について、触媒床温及び排気温度と再生制御の内容との対応関係を示すグラフ。 同実施形態の排気系温度制御装置を通じて実行される「再生制御処理」について、触媒温度及び排気温度と再生制御の内容との対応関係を示すグラフ。 同実施形態の排気系温度制御装置を通じて実行される「再生制御処理」の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の排気系温度制御装置を通じて実行される「第１昇温処理」の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の排気系温度制御装置を通じて実行される「第２昇温処理」の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の排気系温度制御装置を通じて実行される「再生制御処理」について、その実行態様の一例を示すタイミングチャート。 本発明のエンジンの排気系温度制御装置を具体化した第２実施形態について、触媒床温及び排気温度と再生制御の内容との対応関係を示すグラフ。 本発明のエンジンの排気系温度制御装置を具体化した第３実施形態について、触媒床温及び排気温度と再生制御の内容との対応関係を示すグラフ。 本発明のエンジンの排気系温度制御装置を具体化した第４実施形態について、触媒床温及び排気温度と再生制御の内容との対応関係を示すグラフ。 同実施形態の排気系温度制御装置を通じて実行される「第３昇温処理」の処理手順を示すフローチャート。 本発明のエンジンの排気系温度制御装置を具体化した第５実施形態について、触媒床温及び排気温度と再生制御の内容との対応関係を示すグラフ。 本発明のエンジンの排気系温度制御装置を具体化したその他の実施形態について、グロープラグの許容通電時間と触媒床温及び排気温度の閾値との対応関係を示すグラフ。

符号の説明

１…エンジン、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…シリンダ、１４…燃焼室、１５…グロープラグ、１６…オルタネータ、１７…バッテリ、２１…インテークマニホールド、２２…インテークパイプ、２３…吸気通路、２４…エキゾーストマニホールド、２５…エキゾーストパイプ、２６…排気通路、３１…エアクリーナ、３２…インタークーラ、３３…スロットルバルブ、３４…ターボチャージャ、３５…コンプレッサーホイール、３６…タービンホイール、５…燃料供給装置、５１…インジェクタ、５２…フューエルタンク、５３…フューエルポンプ、５４…コモンレール、６…排気再循環装置、６１…ＥＧＲパイプ、６２…ＥＧＲクーラ、６３…ＥＧＲバルブ、７…排気浄化装置、７１…サブインジェクタ、７２…ＮＯｘ触媒コンバータ、７３…触媒担持型フィルタ、９…電子制御装置、９１…クランクポジションセンサ、９２…スロットルポジションセンサ、９３…入口排気温度センサ、９４…出口排気温度センサ。

Claims (4)

1. グロープラグの駆動に基づいて燃料噴射量を増量側に補正する噴射制御が行われること、及び排気系の温度を上昇させることにより排気浄化装置に堆積している粒子状物質を燃焼させる再生制御が行われることを条件として構成されるエンジンに適用されて、前記再生制御の実行条件が成立していることに基づいて前記グロープラグを駆動させるエンジンの排気系温度制御装置において、
   前記グロープラグを駆動させても前記排気系の温度が要求値に達しないことが見込まれる温度を境界温度として、前記排気系の温度が該境界温度未満のとき、前記実行条件の成立に基づく前記グロープラグの駆動を禁止すること、及び前記境界温度を前記グロープラグの連続通電許容時間に基づいて設定すること
   を特徴とするエンジンの排気系温度制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの排気系温度制御装置において、
   前記排気浄化装置は、添加剤を酸化させることのできる触媒を含めて構成されるものであり、前記再生制御は、前記触媒の温度を前記排気系の温度とし、前記触媒の活性状態を分類するために予め設定される前記触媒の温度の閾値を前記要求値として、前記触媒の温度が該要求値以上であることに基づいて前記触媒の活性状態に適合した量の前記添加剤を排気中に供給するものであり、前記境界温度は、前記要求値未満の領域において前記グロープラグの連続通電許容時間が短くなるにつれて前記要求値に近づく方向に設定されるものである
   ことを特徴とするエンジンの排気系温度制御装置。
3. グロープラグが駆動しているときに燃料噴射量が増量側に補正されること、並びに排気浄化装置に堆積している粒子状物質の量が所定量以上のときに同粒子状物質を燃焼させる再生制御が行われることを条件とするエンジンの制御装置であり、前記再生制御が行われるときに前記グロープラグを駆動するエンジンの排気系温度制御装置において、
   排気系の温度が特定範囲内にあるときに前記グロープラグを駆動すること、並びに前記グロープラグの連続通電許容時間が許容時間Ａのときの前記特定範囲の大きさと前記グロープラグの連続通電許容時間が前記許容時間Ａよりも長い許容時間Ｂのときの前記特定範囲の大きさとを互いに異なるものにすること
   を特徴とするエンジンの排気系温度制御装置。
4. 請求項３に記載のエンジンの排気系温度制御装置において、
   添加剤を酸化させることのできる触媒が前記排気浄化装置に設けられていること、及び、前記再生制御において前記排気系の温度としての前記触媒の温度が要求値以上のときに前記添加剤が排気中に供給されることをさらに条件とする前記エンジンの制御装置であること、
   前記特定範囲を規定する温度を境界温度として、前記排気系の温度が同境界温度以上のときに前記グロープラグを駆動すること、
   ならびに、前記グロープラグの連続通電許容時間が前記許容時間Ａのときの前記境界温度と前記要求値との差を温度差Ａとし、前記グロープラグの連続通電許容時間が前記許容時間Ｂのときの前記境界温度と前記要求値との差を温度差Ｂとして、前記温度差Ａが前記温度差Ｂよりも小さくなるように前記境界温度を設定すること
   を特徴とするエンジンの排気系温度制御装置。

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