エンジンの排気浄化装置
【課題】排気ガス中の粒子状物質を捕集する捕集装置を強制再生させる際に、捕集装置の耐久性低下を招くことなく効率的に粒子状物質を焼却して燃費改善を図る。
【解決手段】第１のインターバル時間でＰＭ減量率が第１の閾値に達しない場合、ＤＰＦ再生制御の制御量を補正して再生ガス温度を昇温方向に変更し（Ｓ４）、第２のインターバル時間でＰＭ減量率が第２の閾値以上か否かを判定する。ＰＭ減量率が第１，第２の閾値より小さい場合、最大制限温度以下でＤＰＦ再生制御の制御量を補正して再生ガス温度を昇温方向に変更し、ＰＭの焼却を促進する。一方、第２のインターバル時間で第２の閾値以上のＰＭ減量率以上になった場合、ＤＰＦ再生制御の制御量をイニシャル設定に戻し（Ｓ６）、ＰＭの急激な燃焼によるＤＰＦ損傷を防止する。これにより、ＤＰＦの耐久性低下を招くことなく効率的にＰＭを焼却し、燃費改善を図ることができる。
【解決手段】第１のインターバル時間でＰＭ減量率が第１の閾値に達しない場合、ＤＰＦ再生制御の制御量を補正して再生ガス温度を昇温方向に変更し（Ｓ４）、第２のインターバル時間でＰＭ減量率が第２の閾値以上か否かを判定する。ＰＭ減量率が第１，第２の閾値より小さい場合、最大制限温度以下でＤＰＦ再生制御の制御量を補正して再生ガス温度を昇温方向に変更し、ＰＭの焼却を促進する。一方、第２のインターバル時間で第２の閾値以上のＰＭ減量率以上になった場合、ＤＰＦ再生制御の制御量をイニシャル設定に戻し（Ｓ６）、ＰＭの急激な燃焼によるＤＰＦ損傷を防止する。これにより、ＤＰＦの耐久性低下を招くことなく効率的にＰＭを焼却し、燃費改善を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する捕集装置を備えるエンジンの排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両においては、エンジンからの排気ガスを浄化する排気浄化装置の一部として、エンジン特にディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる粒子状物質（PM;Particulate Matter）を濾過・捕集するための捕集装置を搭載している。この捕集装置は、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）と呼ばれるフィルタから構成されるのが一般的であるが、ＰＭの堆積により濾過・捕集性能が低下するため、堆積したＰＭを除去して初期状態に再生するための再生処理を強制的に行う必要がある。
【０００３】
このようなＤＰＦの再生処理は、一般に、ＤＰＦへのＰＭの堆積量を推定し、ＰＭ堆積量が一定量以上になったとき、ＤＰＦを再生する再生ガスとしての排気ガスの温度を上昇させ、ＤＰＦに堆積したＰＭを強制的に燃焼させるようにしている。例えば、特許文献１には、所定の時間間隔で排気温度を一時的に上昇させ、排気温度上昇時のＤＰＦの下流における排気温度が所定の判定値以上に上昇したとき、ＤＰＦの再生処理を実行する技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、ＤＰＦに堆積したＰＭを強制的に燃焼させる場合、堆積したＰＭを残らず燃焼させると再生時間が長くかかって燃費の悪化を招く、再生時間を短縮するため再生ガスの温度を上げすぎるとＤＰＦが熱劣化する等して耐久性の低下を招くといった問題がある。
【０００５】
そこで、特許文献２には、ＰＭ堆積量が増加するに従いＰＭ燃焼速度が高まる点に着目して、ＰＭ燃焼効率が高い領域において強制再生を行い、ＰＭ燃焼効率が低い領域では強制再生を行わないことにより強制再生に要する時間を短縮する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３００９７３号公報
【特許文献２】特開２００５−３０７７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献２の技術によれば、ＤＰＦの再生時間を短縮可能であるものの、ＤＰＦのＰＭ堆積量は常に一定以上に維持されることになる。従って、燃費悪化を防止することはできるとしても、ＤＰＦに常にＰＭが残留していることからエンジンの出力低下を招く虞があり、必ずしも有効とはいえない。
【０００７】
このように、ＤＰＦの強制再生を行なう場合には、再生ガスの温度を上げて再生時間を短縮すると熱劣化等の耐久性低下を招く虞があり、一方、再生時間を短縮するためＰＭを残らず燃焼させずに一定量残すと、エンジンの出力低下を招くといった問題があり、従来の技術では、ＤＰＦの耐久性低下を招くことなく効率的にＰＭを燃焼させて再生時間を短縮し、燃費改善を図ることは困難である。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、排気ガス中の粒子状物質を捕集する捕集装置を強制再生させる際に、捕集装置の耐久性低下を招くことなく効率的に粒子状物質を焼却して燃費改善を図ることのできるエンジンの排気浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明によるエンジンの排気浄化装置は、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する捕集装置を備え、該捕集装置に堆積した粒子状物質を昇温手段により除去する再生処理を実行するエンジンの排気浄化装置において、上記再生処理の実行中、所定のインターバル時間で上記粒子状物質の減量率が閾値以上か否かを判定する減量率判定部と、上記減量率判定部の判定結果に応じて上記粒子状物質を焼却するための上記昇温手段を可変に制御する再生制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排気ガス中の粒子状物質を捕集する捕集装置を強制再生させる際に、捕集装置の耐久性低下を招くことなく効率的に粒子状物質を焼却して燃費改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図５は本発明の実施の一形態に係り、図１はエンジンの全体構成図、図２はＤＰＦ再生制御に係るブロック図、図３は指定インターバル時間毎のＰＭ減量判定の説明図、図４は指定インターバル時間内でのＰＭ減量判定の説明図、図５はＤＰＦ再生制御ルーチンのフローチャートである。
【００１２】
図１において、符号１はエンジンであり、本実施の形態においては、コモンレール式燃料噴射システムによるディーゼルエンジンである。このエンジン１の燃焼室上部には、吸気ポート２と排気ポート３とが開口されると共に、図示しない高圧ポンプから圧送される高圧燃料を畜圧するコモンレールの燃料を各気筒の燃焼室内に噴射するインジェクタ４が臨まされている。尚、符号５は吸気弁、符号６は排気弁である。
【００１３】
又、吸気ポート２の上流に吸気通路７が連通され、その中途に吸気チャンバ８が形成されている。更に、この吸気通路７の空気取り入れ口にエアクリーナ９が取付けられ、その直下流に吸入空気量を検出する吸入空気量センサ１１が臨まされている。
【００１４】
又、排気ポート３の下流に排気通路１０が連通され、この排気通路１０に、主として排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）を触媒反応により酸化させるＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst；ディーゼル用酸化触媒）１２と、排気ガス中のＳｏｏｔ（煤、カーボンスート），ＳＯＦ（Soluble Organic Fraction；可溶性有機成分），ＳＯ4（sulfate；サルフェート)等の粒子状物質（PM：Particulate Matter）をＤＯＣ１２の下流側で捕集する捕集装置であるＤＰＦ（Diesel Particulate Filter；ディーゼルパティキュレートフィルタ）１３とが介装されている。
【００１５】
排気通路１０のＤＰＦ１３上下流には、ＤＰＦ１３の入口温度（ＤＰＦ１３に供給される排気ガスの温度）を検出する温度センサ１４ａと、ＤＰＦ１３の出口温度（ＤＰＦ１３直下流の排気ガスの温度）を検出する温度センサ１４ｂとが臨まされている。更に、ＤＰＦ１３の上下流は、ＤＰＦ１３の入口の圧力と出口の圧力との差圧を検出する差圧センサ１５に連通されている。
【００１６】
ＤＯＣ１２は、例えばコーディエライトハニカム構造体等よりなるセラミック製担体の表面に、白金、パラジウム等の貴金属やアルミナ等の金属酸化物を担持して形成されている。また、ＤＰＦ１３は、例えば、コーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に成形して、ガス流路となる多数のセルを入口側又は出口側が互い違いとなるように目封じして形成され、ＤＰＦ１３に排気ガスが流入すると、ＤＰＦ１３の多孔性の隔壁を通過しながら下流側へ流れ、その間、排気ガス中のＰＭが捕集されて次第に堆積する。
【００１７】
一方、符号５０は、エンジン１を電子的に制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）であり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインターフェイス等からなるマイクロコンピュータを中心として、その他、Ａ／Ｄ変換器、タイマ、カウンタ、各種ロジック回路等の周辺回路を含んで構成されている。ＥＣＵ５０には、上述の各センサ１１，１４〜１６からの検出信号が入力され、また、クランク角センサ１６で検出したエンジン回転数を示す信号、アクセル開度センサ１７で検出したアクセル開度を示す信号、その他図示しない各種センサ類からの信号が入力される。
【００１８】
尚、ＥＣＵ５０は、更に、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信プロトコルに基づく車内ネットワーク（図示せず）に接続され、この車内ネットワークに接続される他の複数のＥＣＵ、変速機を制御するトランスミッションＥＣＵやブレーキを制御するブレーキＥＣＵ等の他の複数のＥＣＵと、相互にデータを送受信し、各種情報の授受を行う。
【００１９】
ＥＣＵ５０は、エンジン運転状態を検出する各種センサ類からの信号、車内ネットワークを介して入力される各種制御情報に基づいて、燃料噴射量や噴射タイミング等を演算してエンジン１の運転を制御する。このエンジン制御においては、通常走行時、クランク角センサ１６からの信号に基づくエンジン回転数とアクセル開度センサ１７からの信号に基づく負荷とに応じて、マップ参照等により燃料噴射量や噴射時期を決定し、例えばプレ噴射とメイン噴射とを組み合わせたピストン上死点前後の多段噴射のパターンでインジェクタ４から高圧燃料を噴射させ、燃焼安定化及び排気エミッションの低減を図っている。
【００２０】
また、ＥＣＵ５０は、通常のエンジン制御と並行して、所定のタイミングでＤＰＦ１３を再生するための再生処理を実行する。ＤＰＦ１３の再生処理は、エンジンから意図的に不完全燃焼成分を含むガスを排出させ、ＤＯＣ１２で燃焼（酸化）させることにより、その発生熱によってＤＰＦ１３に捕集されているＰＭを焼却してフィルタを再生する処理であり、通常運転時とは別の強制再生運転モードへ移行させ、上死点前後のメイン噴射のリタード等の多段噴射における遅延噴射、ピストン下死点近傍でのポスト噴射等を実施することにより、ＤＰＦ１３へ供給する排気ガス（再生ガス）の温度を上昇させ、ＤＰＦ１３に捕集・堆積されているＰＭを焼却して除去する。
【００２１】
このため、ＥＣＵ５０は、ＤＰＦ再生処理に係る各手段の機能として、図２に示すように、ＰＭ堆積率推定部５１、ＤＰＦ再生制御部５２、ＰＭ減量率判定部５３を備えている。ＥＣＵ５０は、ＤＰＦ１３のＰＭ堆積率Ｙを推定し、推定したＰＭ堆積率Ｙが予め設定した規定値を超えた場合、ＤＰＦ再生処理を開始する。このＤＰＦ再生処理の開始後、ＥＣＵ５０は指定のインターバル時間毎にＰＭ堆積率Ｙの減量状態を判定し、ＰＭ堆積率Ｙの減量度合いが閾値以上か否かに応じてＤＰＦ再生処理を制御する。
【００２２】
詳細には、ＰＭ堆積率推定部５１は、エンジン運転状態、ＤＰＦ１３の上下流側の差圧、排気ガス温度等に基づいてＰＭ堆積率Ｙを推定する。例えば、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づくＰＭ排出量のマップを予め実験或いはシミュレーションにより作成しておき、このマップに基づいてＰＭ堆積率を推定したり、差圧センサ１５でＤＰＦ１３の入口の圧力と出口の圧力との差圧を検出し、この差圧に基づいてＰＭ堆積率を推定する。
【００２３】
また、排気温度に基づいてＰＭ堆積率を推定する場合には、ＰＭ堆積量に応じてＤＰＦ１３の熱容量が変化することに基づき、排気ガス温度の上昇度合いを調べてＰＭ堆積率を推定する。すなわち、ＤＰＦ１３は、ＰＭ堆積量が少ないときには熱容量も比較的小さく、流入する排気より比較的早期に温度が上昇する一方、ＰＭ堆積量が多くなると、ＤＰＦ１３の熱容量が増大し、流入する排気による温度上昇が比較的緩やかなものとなる。ＤＰＦ１３の温度上昇は、ＤＰＦ１３の出口側の排気温度に反映されることから、ＤＰＦ１３の出口側の排気温度を温度センサ１４ｂによって検出し、排気温度の上昇速度θvを調べることにより、ＰＭ堆積率を推定することができる。
【００２４】
例えば、以下の（１）式に示すように、堆積したＰＭ以外の熱容量すなわちＤＰＦ１３だけの熱容量の影響を排除するため、ＰＭ堆積率が０の場合（ＤＰＦ再生運転終了後）の排気温度上昇速度θv0と、その後の運転時に検出される排気温度上昇速度の最大値θvmaxとの差分に変換係数ｋを乗算し、ＰＭ堆積率Ｙを求める。
Ｙ＝ｋ×（θv0−θvmax） …（１）
尚、変換係数ｋは、排気温度上昇速度の差分をＰＭ堆積量に変換する係数であり、エンジン回転数とアクセル開度とに基づくマップ参照等によって求め、エンジン回転数が増加する程、またアクセル開度が増加する程、変換係数ｋが大きくなるように設定される。
【００２５】
以上のＰＭ堆積率の推定処理は、単独或いは組み合わせて用いることが可能であり、ＰＭ堆積率推定部５１は、推定したＰＭ堆積率Ｙを予め設定されている規定値と比較し、比較結果をＤＰＦ再生制御部５２に出力する。
【００２６】
ＤＰＦ再生制御部５２は、ＰＭ堆積率Ｙが規定値を超えたとき、上述したメイン噴射のリタードやポスト噴射等の手段により、ＤＰＦ１３に供給する排気ガス（再生ガス）の温度を通常運転時よりも上昇させ、ＤＰＦ１３に堆積されているＰＭを焼却してフィルタを再生する再生処理を開始し、ＰＭ堆積率Ｙがほぼ０となったとき、ＤＰＦ再生処理を終了する。
【００２７】
このＤＰＦ再生制御におけるインジェクタ４に対して出力される制御量（メイン噴射のリタード量、ポスト噴射の燃料噴射量等）のＤＰＦ再生処理開始時のイニシャル値は、通常運転時の制御量マップに対してＤＰＦ再生処理用として用意された制御量マップにより与えられる。即ち、ＰＭ堆積率Ｙが規定値を超えてＤＰＦ再生処理の開始が判断されると、通常運転用マップからＤＰＦ再生処理用マップに切り替えられて、エンジン回転数とエンジン負荷からＤＰＦ再生処理用マップに基づいてイニシャルの制御量が設定される。なお、このＤＰＦ再生処理用マップに格納されている制御量の値は、ＤＰＦ１３の入口における排気ガス温度がＤＰＦ再生に好適な所定温度になるように、ＤＰＦ１３の容量等の特性を考慮してシミュレーション或いは実験等により予め設定されている。
【００２８】
ＤＰＦ再生処理の実行中は、高温の再生ガスによるＰＭ焼却の進行と共にＰＭ堆積率Ｙが減少してゆく割合（ＰＭ減量率ΔＹ）を、ＰＭ減量率判定部５３で所定のタイミング毎に判定している。ＤＰＦ再生制御部５２は、ＰＭ減量率判定部５３からの判定結果に応じて、ＰＭ減量率ΔＹが低いときは、ＤＰＦ１３の熱劣化を回避するための最大制限温度以下の範囲で再生ガスの温度を上昇させてＰＭの焼却を促進するようＤＰＦ再生制御における制御量を可変設定する。
【００２９】
ＰＭ減量率判定部５３は、ＰＭ堆積率Ｙに対するＰＭ減量率ΔＹを、所定のインターバル時間毎に判定する。本実施の形態においては、第１のインターバル時間Ｔ１と、この第１のインターバル時間Ｔ１よりも短い第２のインターバル時間Ｔ２との２段階でＰＭ減量率ΔＹの判定を実施する。
【００３０】
第１のインターバル時間Ｔ１での判定は、図２に示すように、第１のインターバル時間Ｔ１（例えば、２０ｓｅｃ）毎に前回のＰＭ堆積率Ｙt-1と今回のＰＭ堆積率Ｙtとの差分をＰＭ減量率ΔＹとしてモニタし、このＰＭ減量率ΔＹが第１の閾値ａ１以上であるか否かを判定する。
【００３１】
閾値ａ１は、ＤＰＦ再生処理が設計上の制御目標通りに進行し、ＤＰＦ１３に堆積しているＰＭが予定した設定量で減量している状態を判定するための判定値であり、エンジン形式やＤＰＦ１３の仕様に応じて予め実験或いはシミュレーションにより設定されている。この第１のインターバル時間Ｔ１における判定の結果、ΔＹ≧ａ１の場合には、ＤＰＦ１３のＰＭが順調に減量していると判断して再生制御を継続する。
【００３２】
一方、図３に示すように、ΔＹ＜ａ１の場合、すなわちＤＰＦ１３のＰＭ減量率が設計値よりも小さい場合には、再生ガスの目標温度を上昇させてＰＭの焼却を促進する。例えば、ＤＰＦ再生制御の制御量に対し、ＤＰＦ入口温度を所定温度上昇させるために必要な補正量を予め実験或いはシミュレーションに基づいて設定しておき、これにより補正された制御量にて燃料噴射（メイン噴射やポスト噴射）を実行する。なお、ＤＰＦ入口温度の急激な変化を防止するために、制御量を補正後の値まで徐々に変化させることが好ましい。
【００３３】
この制御量の補正後は、第１のインターバル時間よりも短いインターバル時間Ｔ２毎にモニタされているＰＭ減量率ΔＹが第２の閾値ａ２以上になっているか否か判定する。第２のインターバル時間Ｔ２によって判定するＰＭ減量率ΔＹは、前回のＰＭ堆積率Ｙｔ−１と今回のＰＭ堆積率Ｙｔとの差分、或いは各差分をなまし処理や平均化処理した値を採用する。
【００３４】
第２の閾値ａ２は、ＤＰＦ１３内部でのＰＭの急激な燃焼による損傷のリスクを回避するための判定値であり、ａ２＞ａ１である。したがって、ΔＹ≧ａ２の場合、ＤＰＦ再生制御の制御量をイニシャル値に戻して再生ガスの昇温を停止させ、ＤＰＦ１３の損傷を防止する。
【００３５】
一方、ΔＹ＜ａ２でＤＰＦ１３の損傷リスクのない状況下であれば、再度第１のインターバル時間Ｔ１でモニタされているＰＭ減量率ΔＹを閾値ａ１と比較し、ΔＹ＜ａ１でＰＭの焼却が未だ十分でない場合には、制御量を追加補正して再生ガス温度を更に上昇させる。この一連の動作は、ΔＹ＜ａ２でＤＰＦ１３の損傷リスクのない状況下である限り、ΔＹ≧ａ１となってＰＭの焼却が十分に促進されている状態となるまで繰り返し実行される。なお、上述した制御量に対する追加の補正は、最初の補正より少なく設定するようにしてもよく、また、それ以降に追加される補正も徐々に少なくなるようにしてもよい。
【００３６】
これにより、再生ガスの温度を過度に上昇させることなく効率的にＤＰＦ１３に堆積しているＰＭを焼却・除去することができ、ＤＰＦ１３の熱劣化による耐久性低下を回避することができるばかりでなく、再生時間が長くなることを防止して燃費改善を図ることができる。
【００３７】
尚、第１のインターバル時間Ｔ１によるＰＭ減量判定と第２のインターバル時間Ｔ２によるＰＭ減量判定は、異なるタイミングでも同じタイミングでも良い。すなわち、第１のインターバル時間Ｔ１によるＰＭ減量判定の判定結果に応じて第２のインターバル時間Ｔ２によるＰＭ減量判定に移行しても良く、或いは、第２のインターバル時間Ｔ２によるＰＭ減量判定を常時実施し、第２のインターバル時間Ｔ２を集約した結果として第１のインターバル時間Ｔ１でのＰＭ減量判定としても良い。
【００３８】
次に、以上のＤＰＦ再生に係るプログラム処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。尚、図５はＤＰＦ再生処理の開始と共に実行されるＤＰＦ再生制御ルーチンである。
【００３９】
このＤＰＦ再生制御ルーチンでは、先ず、最初のステップＳ１において、現在のＰＭ堆積率が指定インターバル時間前のＰＭ堆積率に対して減量しているか否かを調べる。具体的には、指定インターバル時間として第１のインターバル時間Ｔ１を用い、前回のインターバル時間前のＰＭ堆積率Ｙt-1から今回のＰＭ堆積量Ｙtを減算してＰＭ減量率ΔＹを算出し、このＰＭ減量率ΔＹが第１の閾値ａ１以上であるか否かを判定する。
【００４０】
その結果、ＰＭ減量率ΔＹが閾値ａ１以上である場合には、ＤＰＦ再生が目論み通りに順調に進んでいると判断してステップＳ７でＤＰＦ再生処理を継続する。一方、ＰＭ減量率ΔＹが第１の閾値ａ１に達していない場合には、ステップＳ１からステップＳ２へ進み、温度センサ１４ａで検出された現在のＤＰＦ入口温度がＤＰＦ１３を保護するための最大制限温度以下か否かを調べる。
【００４１】
その結果、現在のＤＰＦ入口温度が最大制限温度を超えている場合には、ステップＳ３で制御量を変えずに維持したまま、ステップＳ７でＤＰＦ再生処理を継続する。一方、ステップＳ２において、現在設定の目標ＤＰＦ入口温度が最大制限温度以下の場合には、ステップＳ２からステップＳ４へ進み、ステップＳ４以下で制御量を補正して再生ガス温度を昇温方向に変更する処理を行う。
【００４２】
その後、ステップＳ５へ進み、第２のインターバル時間Ｔ２毎にＰＭ堆積率の減量度合いをモニタし、ＰＭ減量率ΔＹが第２の閾値ａ２以上で規定以上の減量率を示しているか否かを判定する。
【００４３】
ステップＳ５において、ΔＹ＜ａ２である場合には、再生ガスの昇温に伴うＰＭの急激な燃焼による損傷のリスクはないものと判断してステップＳ１に戻り、以上説明したように、ＰＭ減量率ΔＹと第１の閾値ａ１との大小関係に応じた処理を行う。その結果、第１のインターバル時間Ｔ１で意図したＰＭ減量率が得られない場合には、最大制限温度以下の範囲で制御量を追加補正して再生ガス温度を上昇させ、ＤＰＦ１３に堆積したＰＭの焼却を促進することができる。
【００４４】
一方、ステップＳ５において、ΔＹ＜ａ２の場合には、ステップＳ５からステップＳ６へ進んでＤＰＦ再生制御の制御量をイニシャル設定に戻してステップＳ１に戻る。このＤＰＦ再生制御の制御量のイニシャル値への変更により、再生ガスの昇温を停止させ、ＰＭの急激な燃焼によるＤＰＦ１３の損傷を防止することができる。
【００４５】
以上の過程を経てステップＳ７でＤＰＦ再生が継続されると、その後、ステップＳ８でＰＭ堆積率ＹがＤＰＦ１３に残留しているＰＭ成分をほぼ０と見なせる終了判定値以下になったか否かを調べる。そして、ＰＭ堆積率Ｙが未だ終了判定値より大きい場合には、ステップＳ１に戻って以上の処理を続行し、ＰＭ堆積率Ｙが終了判定値以下になったとき、ＰＭ再生処理を完了して通常運転に復帰する。
【００４６】
このように本実施の形態においては、ＤＰＦ１３の再生処理中に、ＰＭの減量率を判定しながらＰＭを焼却・除去するための再生制御の制御量を補正するので、再生ガスの温度及び再生処理時間を適切且つ効率的に管理することができる。これにより、ＤＰＦ１３の耐久性低下やエンジン出力の低下を招くことなくＰＭ捕集性能を有効に維持することができ、燃費改善を図ることができる。
【００４７】
尚、以上の実施の形態においては、エンジンとしてディーゼルエンジンを例に取って説明したが、筒内燃料噴射式ガソリンエンジン等のように排気ガス中に粒子状物質を含む他のエンジンにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】エンジンの全体構成図
【図２】ＤＰＦ再生制御に係るブロック図
【図３】指定インターバル時間毎のＰＭ減量判定の説明図、
【図４】指定インターバル時間内でのＰＭ減量判定の説明図、
【図５】ＤＰＦ再生制御ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
【００４９】
１ エンジン
１３ ＤＰＦ（捕集装置）
５０ エンジン制御ユニット
５１ ＰＭ堆積率推定部
５２ ＤＰＦ再生制御部
５３ ＰＭ減量率判定部
Ｙ ＰＭ堆積率
ΔＹ ＰＭ減量率
ａ１ 第１の閾値
ａ２ 第２の閾値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する捕集装置を備えるエンジンの排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両においては、エンジンからの排気ガスを浄化する排気浄化装置の一部として、エンジン特にディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる粒子状物質（PM;Particulate Matter）を濾過・捕集するための捕集装置を搭載している。この捕集装置は、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）と呼ばれるフィルタから構成されるのが一般的であるが、ＰＭの堆積により濾過・捕集性能が低下するため、堆積したＰＭを除去して初期状態に再生するための再生処理を強制的に行う必要がある。
【０００３】
このようなＤＰＦの再生処理は、一般に、ＤＰＦへのＰＭの堆積量を推定し、ＰＭ堆積量が一定量以上になったとき、ＤＰＦを再生する再生ガスとしての排気ガスの温度を上昇させ、ＤＰＦに堆積したＰＭを強制的に燃焼させるようにしている。例えば、特許文献１には、所定の時間間隔で排気温度を一時的に上昇させ、排気温度上昇時のＤＰＦの下流における排気温度が所定の判定値以上に上昇したとき、ＤＰＦの再生処理を実行する技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、ＤＰＦに堆積したＰＭを強制的に燃焼させる場合、堆積したＰＭを残らず燃焼させると再生時間が長くかかって燃費の悪化を招く、再生時間を短縮するため再生ガスの温度を上げすぎるとＤＰＦが熱劣化する等して耐久性の低下を招くといった問題がある。
【０００５】
そこで、特許文献２には、ＰＭ堆積量が増加するに従いＰＭ燃焼速度が高まる点に着目して、ＰＭ燃焼効率が高い領域において強制再生を行い、ＰＭ燃焼効率が低い領域では強制再生を行わないことにより強制再生に要する時間を短縮する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３００９７３号公報
【特許文献２】特開２００５−３０７７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献２の技術によれば、ＤＰＦの再生時間を短縮可能であるものの、ＤＰＦのＰＭ堆積量は常に一定以上に維持されることになる。従って、燃費悪化を防止することはできるとしても、ＤＰＦに常にＰＭが残留していることからエンジンの出力低下を招く虞があり、必ずしも有効とはいえない。
【０００７】
このように、ＤＰＦの強制再生を行なう場合には、再生ガスの温度を上げて再生時間を短縮すると熱劣化等の耐久性低下を招く虞があり、一方、再生時間を短縮するためＰＭを残らず燃焼させずに一定量残すと、エンジンの出力低下を招くといった問題があり、従来の技術では、ＤＰＦの耐久性低下を招くことなく効率的にＰＭを燃焼させて再生時間を短縮し、燃費改善を図ることは困難である。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、排気ガス中の粒子状物質を捕集する捕集装置を強制再生させる際に、捕集装置の耐久性低下を招くことなく効率的に粒子状物質を焼却して燃費改善を図ることのできるエンジンの排気浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明によるエンジンの排気浄化装置は、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する捕集装置を備え、該捕集装置に堆積した粒子状物質を昇温手段により除去する再生処理を実行するエンジンの排気浄化装置において、上記再生処理の実行中、所定のインターバル時間で上記粒子状物質の減量率が閾値以上か否かを判定する減量率判定部と、上記減量率判定部の判定結果に応じて上記粒子状物質を焼却するための上記昇温手段を可変に制御する再生制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排気ガス中の粒子状物質を捕集する捕集装置を強制再生させる際に、捕集装置の耐久性低下を招くことなく効率的に粒子状物質を焼却して燃費改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図５は本発明の実施の一形態に係り、図１はエンジンの全体構成図、図２はＤＰＦ再生制御に係るブロック図、図３は指定インターバル時間毎のＰＭ減量判定の説明図、図４は指定インターバル時間内でのＰＭ減量判定の説明図、図５はＤＰＦ再生制御ルーチンのフローチャートである。
【００１２】
図１において、符号１はエンジンであり、本実施の形態においては、コモンレール式燃料噴射システムによるディーゼルエンジンである。このエンジン１の燃焼室上部には、吸気ポート２と排気ポート３とが開口されると共に、図示しない高圧ポンプから圧送される高圧燃料を畜圧するコモンレールの燃料を各気筒の燃焼室内に噴射するインジェクタ４が臨まされている。尚、符号５は吸気弁、符号６は排気弁である。
【００１３】
又、吸気ポート２の上流に吸気通路７が連通され、その中途に吸気チャンバ８が形成されている。更に、この吸気通路７の空気取り入れ口にエアクリーナ９が取付けられ、その直下流に吸入空気量を検出する吸入空気量センサ１１が臨まされている。
【００１４】
又、排気ポート３の下流に排気通路１０が連通され、この排気通路１０に、主として排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）を触媒反応により酸化させるＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst；ディーゼル用酸化触媒）１２と、排気ガス中のＳｏｏｔ（煤、カーボンスート），ＳＯＦ（Soluble Organic Fraction；可溶性有機成分），ＳＯ4（sulfate；サルフェート)等の粒子状物質（PM：Particulate Matter）をＤＯＣ１２の下流側で捕集する捕集装置であるＤＰＦ（Diesel Particulate Filter；ディーゼルパティキュレートフィルタ）１３とが介装されている。
【００１５】
排気通路１０のＤＰＦ１３上下流には、ＤＰＦ１３の入口温度（ＤＰＦ１３に供給される排気ガスの温度）を検出する温度センサ１４ａと、ＤＰＦ１３の出口温度（ＤＰＦ１３直下流の排気ガスの温度）を検出する温度センサ１４ｂとが臨まされている。更に、ＤＰＦ１３の上下流は、ＤＰＦ１３の入口の圧力と出口の圧力との差圧を検出する差圧センサ１５に連通されている。
【００１６】
ＤＯＣ１２は、例えばコーディエライトハニカム構造体等よりなるセラミック製担体の表面に、白金、パラジウム等の貴金属やアルミナ等の金属酸化物を担持して形成されている。また、ＤＰＦ１３は、例えば、コーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に成形して、ガス流路となる多数のセルを入口側又は出口側が互い違いとなるように目封じして形成され、ＤＰＦ１３に排気ガスが流入すると、ＤＰＦ１３の多孔性の隔壁を通過しながら下流側へ流れ、その間、排気ガス中のＰＭが捕集されて次第に堆積する。
【００１７】
一方、符号５０は、エンジン１を電子的に制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）であり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインターフェイス等からなるマイクロコンピュータを中心として、その他、Ａ／Ｄ変換器、タイマ、カウンタ、各種ロジック回路等の周辺回路を含んで構成されている。ＥＣＵ５０には、上述の各センサ１１，１４〜１６からの検出信号が入力され、また、クランク角センサ１６で検出したエンジン回転数を示す信号、アクセル開度センサ１７で検出したアクセル開度を示す信号、その他図示しない各種センサ類からの信号が入力される。
【００１８】
尚、ＥＣＵ５０は、更に、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信プロトコルに基づく車内ネットワーク（図示せず）に接続され、この車内ネットワークに接続される他の複数のＥＣＵ、変速機を制御するトランスミッションＥＣＵやブレーキを制御するブレーキＥＣＵ等の他の複数のＥＣＵと、相互にデータを送受信し、各種情報の授受を行う。
【００１９】
ＥＣＵ５０は、エンジン運転状態を検出する各種センサ類からの信号、車内ネットワークを介して入力される各種制御情報に基づいて、燃料噴射量や噴射タイミング等を演算してエンジン１の運転を制御する。このエンジン制御においては、通常走行時、クランク角センサ１６からの信号に基づくエンジン回転数とアクセル開度センサ１７からの信号に基づく負荷とに応じて、マップ参照等により燃料噴射量や噴射時期を決定し、例えばプレ噴射とメイン噴射とを組み合わせたピストン上死点前後の多段噴射のパターンでインジェクタ４から高圧燃料を噴射させ、燃焼安定化及び排気エミッションの低減を図っている。
【００２０】
また、ＥＣＵ５０は、通常のエンジン制御と並行して、所定のタイミングでＤＰＦ１３を再生するための再生処理を実行する。ＤＰＦ１３の再生処理は、エンジンから意図的に不完全燃焼成分を含むガスを排出させ、ＤＯＣ１２で燃焼（酸化）させることにより、その発生熱によってＤＰＦ１３に捕集されているＰＭを焼却してフィルタを再生する処理であり、通常運転時とは別の強制再生運転モードへ移行させ、上死点前後のメイン噴射のリタード等の多段噴射における遅延噴射、ピストン下死点近傍でのポスト噴射等を実施することにより、ＤＰＦ１３へ供給する排気ガス（再生ガス）の温度を上昇させ、ＤＰＦ１３に捕集・堆積されているＰＭを焼却して除去する。
【００２１】
このため、ＥＣＵ５０は、ＤＰＦ再生処理に係る各手段の機能として、図２に示すように、ＰＭ堆積率推定部５１、ＤＰＦ再生制御部５２、ＰＭ減量率判定部５３を備えている。ＥＣＵ５０は、ＤＰＦ１３のＰＭ堆積率Ｙを推定し、推定したＰＭ堆積率Ｙが予め設定した規定値を超えた場合、ＤＰＦ再生処理を開始する。このＤＰＦ再生処理の開始後、ＥＣＵ５０は指定のインターバル時間毎にＰＭ堆積率Ｙの減量状態を判定し、ＰＭ堆積率Ｙの減量度合いが閾値以上か否かに応じてＤＰＦ再生処理を制御する。
【００２２】
詳細には、ＰＭ堆積率推定部５１は、エンジン運転状態、ＤＰＦ１３の上下流側の差圧、排気ガス温度等に基づいてＰＭ堆積率Ｙを推定する。例えば、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づくＰＭ排出量のマップを予め実験或いはシミュレーションにより作成しておき、このマップに基づいてＰＭ堆積率を推定したり、差圧センサ１５でＤＰＦ１３の入口の圧力と出口の圧力との差圧を検出し、この差圧に基づいてＰＭ堆積率を推定する。
【００２３】
また、排気温度に基づいてＰＭ堆積率を推定する場合には、ＰＭ堆積量に応じてＤＰＦ１３の熱容量が変化することに基づき、排気ガス温度の上昇度合いを調べてＰＭ堆積率を推定する。すなわち、ＤＰＦ１３は、ＰＭ堆積量が少ないときには熱容量も比較的小さく、流入する排気より比較的早期に温度が上昇する一方、ＰＭ堆積量が多くなると、ＤＰＦ１３の熱容量が増大し、流入する排気による温度上昇が比較的緩やかなものとなる。ＤＰＦ１３の温度上昇は、ＤＰＦ１３の出口側の排気温度に反映されることから、ＤＰＦ１３の出口側の排気温度を温度センサ１４ｂによって検出し、排気温度の上昇速度θvを調べることにより、ＰＭ堆積率を推定することができる。
【００２４】
例えば、以下の（１）式に示すように、堆積したＰＭ以外の熱容量すなわちＤＰＦ１３だけの熱容量の影響を排除するため、ＰＭ堆積率が０の場合（ＤＰＦ再生運転終了後）の排気温度上昇速度θv0と、その後の運転時に検出される排気温度上昇速度の最大値θvmaxとの差分に変換係数ｋを乗算し、ＰＭ堆積率Ｙを求める。
Ｙ＝ｋ×（θv0−θvmax） …（１）
尚、変換係数ｋは、排気温度上昇速度の差分をＰＭ堆積量に変換する係数であり、エンジン回転数とアクセル開度とに基づくマップ参照等によって求め、エンジン回転数が増加する程、またアクセル開度が増加する程、変換係数ｋが大きくなるように設定される。
【００２５】
以上のＰＭ堆積率の推定処理は、単独或いは組み合わせて用いることが可能であり、ＰＭ堆積率推定部５１は、推定したＰＭ堆積率Ｙを予め設定されている規定値と比較し、比較結果をＤＰＦ再生制御部５２に出力する。
【００２６】
ＤＰＦ再生制御部５２は、ＰＭ堆積率Ｙが規定値を超えたとき、上述したメイン噴射のリタードやポスト噴射等の手段により、ＤＰＦ１３に供給する排気ガス（再生ガス）の温度を通常運転時よりも上昇させ、ＤＰＦ１３に堆積されているＰＭを焼却してフィルタを再生する再生処理を開始し、ＰＭ堆積率Ｙがほぼ０となったとき、ＤＰＦ再生処理を終了する。
【００２７】
このＤＰＦ再生制御におけるインジェクタ４に対して出力される制御量（メイン噴射のリタード量、ポスト噴射の燃料噴射量等）のＤＰＦ再生処理開始時のイニシャル値は、通常運転時の制御量マップに対してＤＰＦ再生処理用として用意された制御量マップにより与えられる。即ち、ＰＭ堆積率Ｙが規定値を超えてＤＰＦ再生処理の開始が判断されると、通常運転用マップからＤＰＦ再生処理用マップに切り替えられて、エンジン回転数とエンジン負荷からＤＰＦ再生処理用マップに基づいてイニシャルの制御量が設定される。なお、このＤＰＦ再生処理用マップに格納されている制御量の値は、ＤＰＦ１３の入口における排気ガス温度がＤＰＦ再生に好適な所定温度になるように、ＤＰＦ１３の容量等の特性を考慮してシミュレーション或いは実験等により予め設定されている。
【００２８】
ＤＰＦ再生処理の実行中は、高温の再生ガスによるＰＭ焼却の進行と共にＰＭ堆積率Ｙが減少してゆく割合（ＰＭ減量率ΔＹ）を、ＰＭ減量率判定部５３で所定のタイミング毎に判定している。ＤＰＦ再生制御部５２は、ＰＭ減量率判定部５３からの判定結果に応じて、ＰＭ減量率ΔＹが低いときは、ＤＰＦ１３の熱劣化を回避するための最大制限温度以下の範囲で再生ガスの温度を上昇させてＰＭの焼却を促進するようＤＰＦ再生制御における制御量を可変設定する。
【００２９】
ＰＭ減量率判定部５３は、ＰＭ堆積率Ｙに対するＰＭ減量率ΔＹを、所定のインターバル時間毎に判定する。本実施の形態においては、第１のインターバル時間Ｔ１と、この第１のインターバル時間Ｔ１よりも短い第２のインターバル時間Ｔ２との２段階でＰＭ減量率ΔＹの判定を実施する。
【００３０】
第１のインターバル時間Ｔ１での判定は、図２に示すように、第１のインターバル時間Ｔ１（例えば、２０ｓｅｃ）毎に前回のＰＭ堆積率Ｙt-1と今回のＰＭ堆積率Ｙtとの差分をＰＭ減量率ΔＹとしてモニタし、このＰＭ減量率ΔＹが第１の閾値ａ１以上であるか否かを判定する。
【００３１】
閾値ａ１は、ＤＰＦ再生処理が設計上の制御目標通りに進行し、ＤＰＦ１３に堆積しているＰＭが予定した設定量で減量している状態を判定するための判定値であり、エンジン形式やＤＰＦ１３の仕様に応じて予め実験或いはシミュレーションにより設定されている。この第１のインターバル時間Ｔ１における判定の結果、ΔＹ≧ａ１の場合には、ＤＰＦ１３のＰＭが順調に減量していると判断して再生制御を継続する。
【００３２】
一方、図３に示すように、ΔＹ＜ａ１の場合、すなわちＤＰＦ１３のＰＭ減量率が設計値よりも小さい場合には、再生ガスの目標温度を上昇させてＰＭの焼却を促進する。例えば、ＤＰＦ再生制御の制御量に対し、ＤＰＦ入口温度を所定温度上昇させるために必要な補正量を予め実験或いはシミュレーションに基づいて設定しておき、これにより補正された制御量にて燃料噴射（メイン噴射やポスト噴射）を実行する。なお、ＤＰＦ入口温度の急激な変化を防止するために、制御量を補正後の値まで徐々に変化させることが好ましい。
【００３３】
この制御量の補正後は、第１のインターバル時間よりも短いインターバル時間Ｔ２毎にモニタされているＰＭ減量率ΔＹが第２の閾値ａ２以上になっているか否か判定する。第２のインターバル時間Ｔ２によって判定するＰＭ減量率ΔＹは、前回のＰＭ堆積率Ｙｔ−１と今回のＰＭ堆積率Ｙｔとの差分、或いは各差分をなまし処理や平均化処理した値を採用する。
【００３４】
第２の閾値ａ２は、ＤＰＦ１３内部でのＰＭの急激な燃焼による損傷のリスクを回避するための判定値であり、ａ２＞ａ１である。したがって、ΔＹ≧ａ２の場合、ＤＰＦ再生制御の制御量をイニシャル値に戻して再生ガスの昇温を停止させ、ＤＰＦ１３の損傷を防止する。
【００３５】
一方、ΔＹ＜ａ２でＤＰＦ１３の損傷リスクのない状況下であれば、再度第１のインターバル時間Ｔ１でモニタされているＰＭ減量率ΔＹを閾値ａ１と比較し、ΔＹ＜ａ１でＰＭの焼却が未だ十分でない場合には、制御量を追加補正して再生ガス温度を更に上昇させる。この一連の動作は、ΔＹ＜ａ２でＤＰＦ１３の損傷リスクのない状況下である限り、ΔＹ≧ａ１となってＰＭの焼却が十分に促進されている状態となるまで繰り返し実行される。なお、上述した制御量に対する追加の補正は、最初の補正より少なく設定するようにしてもよく、また、それ以降に追加される補正も徐々に少なくなるようにしてもよい。
【００３６】
これにより、再生ガスの温度を過度に上昇させることなく効率的にＤＰＦ１３に堆積しているＰＭを焼却・除去することができ、ＤＰＦ１３の熱劣化による耐久性低下を回避することができるばかりでなく、再生時間が長くなることを防止して燃費改善を図ることができる。
【００３７】
尚、第１のインターバル時間Ｔ１によるＰＭ減量判定と第２のインターバル時間Ｔ２によるＰＭ減量判定は、異なるタイミングでも同じタイミングでも良い。すなわち、第１のインターバル時間Ｔ１によるＰＭ減量判定の判定結果に応じて第２のインターバル時間Ｔ２によるＰＭ減量判定に移行しても良く、或いは、第２のインターバル時間Ｔ２によるＰＭ減量判定を常時実施し、第２のインターバル時間Ｔ２を集約した結果として第１のインターバル時間Ｔ１でのＰＭ減量判定としても良い。
【００３８】
次に、以上のＤＰＦ再生に係るプログラム処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。尚、図５はＤＰＦ再生処理の開始と共に実行されるＤＰＦ再生制御ルーチンである。
【００３９】
このＤＰＦ再生制御ルーチンでは、先ず、最初のステップＳ１において、現在のＰＭ堆積率が指定インターバル時間前のＰＭ堆積率に対して減量しているか否かを調べる。具体的には、指定インターバル時間として第１のインターバル時間Ｔ１を用い、前回のインターバル時間前のＰＭ堆積率Ｙt-1から今回のＰＭ堆積量Ｙtを減算してＰＭ減量率ΔＹを算出し、このＰＭ減量率ΔＹが第１の閾値ａ１以上であるか否かを判定する。
【００４０】
その結果、ＰＭ減量率ΔＹが閾値ａ１以上である場合には、ＤＰＦ再生が目論み通りに順調に進んでいると判断してステップＳ７でＤＰＦ再生処理を継続する。一方、ＰＭ減量率ΔＹが第１の閾値ａ１に達していない場合には、ステップＳ１からステップＳ２へ進み、温度センサ１４ａで検出された現在のＤＰＦ入口温度がＤＰＦ１３を保護するための最大制限温度以下か否かを調べる。
【００４１】
その結果、現在のＤＰＦ入口温度が最大制限温度を超えている場合には、ステップＳ３で制御量を変えずに維持したまま、ステップＳ７でＤＰＦ再生処理を継続する。一方、ステップＳ２において、現在設定の目標ＤＰＦ入口温度が最大制限温度以下の場合には、ステップＳ２からステップＳ４へ進み、ステップＳ４以下で制御量を補正して再生ガス温度を昇温方向に変更する処理を行う。
【００４２】
その後、ステップＳ５へ進み、第２のインターバル時間Ｔ２毎にＰＭ堆積率の減量度合いをモニタし、ＰＭ減量率ΔＹが第２の閾値ａ２以上で規定以上の減量率を示しているか否かを判定する。
【００４３】
ステップＳ５において、ΔＹ＜ａ２である場合には、再生ガスの昇温に伴うＰＭの急激な燃焼による損傷のリスクはないものと判断してステップＳ１に戻り、以上説明したように、ＰＭ減量率ΔＹと第１の閾値ａ１との大小関係に応じた処理を行う。その結果、第１のインターバル時間Ｔ１で意図したＰＭ減量率が得られない場合には、最大制限温度以下の範囲で制御量を追加補正して再生ガス温度を上昇させ、ＤＰＦ１３に堆積したＰＭの焼却を促進することができる。
【００４４】
一方、ステップＳ５において、ΔＹ＜ａ２の場合には、ステップＳ５からステップＳ６へ進んでＤＰＦ再生制御の制御量をイニシャル設定に戻してステップＳ１に戻る。このＤＰＦ再生制御の制御量のイニシャル値への変更により、再生ガスの昇温を停止させ、ＰＭの急激な燃焼によるＤＰＦ１３の損傷を防止することができる。
【００４５】
以上の過程を経てステップＳ７でＤＰＦ再生が継続されると、その後、ステップＳ８でＰＭ堆積率ＹがＤＰＦ１３に残留しているＰＭ成分をほぼ０と見なせる終了判定値以下になったか否かを調べる。そして、ＰＭ堆積率Ｙが未だ終了判定値より大きい場合には、ステップＳ１に戻って以上の処理を続行し、ＰＭ堆積率Ｙが終了判定値以下になったとき、ＰＭ再生処理を完了して通常運転に復帰する。
【００４６】
このように本実施の形態においては、ＤＰＦ１３の再生処理中に、ＰＭの減量率を判定しながらＰＭを焼却・除去するための再生制御の制御量を補正するので、再生ガスの温度及び再生処理時間を適切且つ効率的に管理することができる。これにより、ＤＰＦ１３の耐久性低下やエンジン出力の低下を招くことなくＰＭ捕集性能を有効に維持することができ、燃費改善を図ることができる。
【００４７】
尚、以上の実施の形態においては、エンジンとしてディーゼルエンジンを例に取って説明したが、筒内燃料噴射式ガソリンエンジン等のように排気ガス中に粒子状物質を含む他のエンジンにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】エンジンの全体構成図
【図２】ＤＰＦ再生制御に係るブロック図
【図３】指定インターバル時間毎のＰＭ減量判定の説明図、
【図４】指定インターバル時間内でのＰＭ減量判定の説明図、
【図５】ＤＰＦ再生制御ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
【００４９】
１ エンジン
１３ ＤＰＦ（捕集装置）
５０ エンジン制御ユニット
５１ ＰＭ堆積率推定部
５２ ＤＰＦ再生制御部
５３ ＰＭ減量率判定部
Ｙ ＰＭ堆積率
ΔＹ ＰＭ減量率
ａ１ 第１の閾値
ａ２ 第２の閾値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する捕集装置を備え、該捕集装置に堆積した粒子状物質を昇温手段により除去する再生処理を実行するエンジンの排気浄化装置において、
上記再生処理の実行中、所定のインターバル時間で上記粒子状物質の減量率が閾値以上か否かを判定する減量率判定部と、
上記減量率判定部の判定結果に応じて上記粒子状物質を焼却するための上記昇温手段を可変に制御する再生制御部と
を備えることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
上記再生制御部は、上記減量率が第１の閾値以上と判定されている場合、上記昇温手段による制御を変更することなく上記再生処理を継続することを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
上記再生制御部は、上記減量率が第１の閾値より少ないと判定された場合、上記昇温手段を昇温方向に制御することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
上記再生制御部は、上記減量率が第２の閾値以上と判定された場合、上記昇温手段による昇温制御を停止することを特徴とする請求項３記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
上記減量率判定部は、上記減量率の上記第２の閾値に対する判定を、上記減量率の上記第１の閾値に対する判定のインターバル時間より短いインターバル時間で行うことを特徴とする請求項４記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
上記昇温手段は、多段噴射におけるメイン噴射の噴射時期のリタード又はメイン噴射の噴射後のポスト噴射であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１】
排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する捕集装置を備え、該捕集装置に堆積した粒子状物質を昇温手段により除去する再生処理を実行するエンジンの排気浄化装置において、
上記再生処理の実行中、所定のインターバル時間で上記粒子状物質の減量率が閾値以上か否かを判定する減量率判定部と、
上記減量率判定部の判定結果に応じて上記粒子状物質を焼却するための上記昇温手段を可変に制御する再生制御部と
を備えることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
上記再生制御部は、上記減量率が第１の閾値以上と判定されている場合、上記昇温手段による制御を変更することなく上記再生処理を継続することを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
上記再生制御部は、上記減量率が第１の閾値より少ないと判定された場合、上記昇温手段を昇温方向に制御することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
上記再生制御部は、上記減量率が第２の閾値以上と判定された場合、上記昇温手段による昇温制御を停止することを特徴とする請求項３記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
上記減量率判定部は、上記減量率の上記第２の閾値に対する判定を、上記減量率の上記第１の閾値に対する判定のインターバル時間より短いインターバル時間で行うことを特徴とする請求項４記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
上記昇温手段は、多段噴射におけるメイン噴射の噴射時期のリタード又はメイン噴射の噴射後のポスト噴射であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１３３３０７（Ｐ２０１０−１３３３０７Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０８８８４（Ｐ２００８−３０８８８４）
【出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]