(57)【要約】【課題】本発明は、パティキュレートフィルタの再生条件が成立した場合に、車両の走行状況を勘案し、パティキュレートの自然燃焼による除去を確実に行う道路に車両を案内することを目的としている。【解決手段】このため、パティキュレートフィルタの再生条件が成立した場合に、パティキュレートの自然燃焼による除去を行う制御手段を備えている内燃機関の排気浄化装置において、カーナビを設け、パティキュレートフィルタの再生条件の成立後に、カーナビの道路情報から現在走行中の道路が渋滞中である場合には、パティキュレートフィルタの再生処理の開始を一時保留し、カーナビにより渋滞を回避する道路へ車両を案内して車両が渋滞を回避する道路に移動した後にパティキュレートフィルタの再生処理の開始し、パティキュレートフィルタの再生処理を促進させる判断手段を備える。【選択図】図１
2010216323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス温度や負荷、エンジン回転数などの情報を取り込んでパティキュレートフィルタの再生条件が成立した場合に、パティキュレートの自然燃焼による除去を行うように制御する制御手段を備えている内燃機関の排気浄化装置において、道路情報を入力して表示するカーナビを設け、前記パティキュレートフィルタの再生条件が成立した後に、前記カーナビの道路情報から現在走行中の道路が渋滞しているか否かの渋滞情報を入手し、渋滞中である場合には、前記パティキュレートフィルタの再生処理の開始を一時保留し、前記カーナビにより渋滞を回避する道路へ車両を案内してこの車両が渋滞を回避する道路に移動した後に前記パティキュレートフィルタの再生処理を開始し、前記パティキュレートフィルタの再生処理を促進させる判断手段を備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の排気浄化装置に係り、特にパティキュレートフィルタの再生処理を行う際に、車両の走行状況を勘案し、パティキュレートフィルタの再生処理の促進を図る内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、例えばディーゼル機関においては、排気ガス中に含まれるパティキュレート（「炭素粒」または「すす」ともいう。）を捕集するパティキュレートフィルタを排気系に設け、このパティキュレートフィルタを定期的に再生（あるいは、「除去」と換言することもできる。）する排気浄化装置が提案されている。
つまり、パティキュレートフィルタの捕集能力には限りがあり、適切なタイミングでパティキュレートを除去する必要があるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再公表特許ＷＯ９７／１６６３２号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４２５０号公報
【特許文献３】特開２００４−２１８４４０号公報
【特許文献４】特開２００５−２３３１５６号公報
【特許文献５】特開２００５−２４８７６２号公報
【特許文献６】特開２００５−２５６８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の内燃機関の排気浄化装置において、ディーゼル機関に取り付けられるパティキュレートフィルタを再生する際には、例えば以下のような方策がある。
（１）パティキュレートフィルタ中に触媒を担持し、排気ガス温度が高温となった時にパティキュレートの自然燃焼による除去を促進する。
（２）パティキュレートフィルタ上流に酸化触媒を設置し、排気ガス温度がさほど高温でないときに排気ガス中の一酸化窒素を二酸化窒素に転換した後、二酸化窒素とパティキュレートとを反応させてパティキュレートを燃焼除去する。
（３）ディーゼル機関の回転数および負荷から排気ガス温度が所定温度範囲外にあると判断される場合に、軽油バーナもしくは電気ヒータによる加熱、吸気絞り、またはこれらの組み合わせによって排気ガス温度を所定温度範囲内に高め、パティキュレートの燃焼除去を促進する。
しかし、上記「（１）」の自然燃焼によりパティキュレートを除去する場合には、パティキュレートフィルタの再生処理、つまりパティキュレートを燃焼させて除去する際に、排気ガス温度が十分に高温状態となっている必要がある。
また、上記「（２）」や「（３）」の場合には、酸化触媒の追加や、軽油バーナもしくは電気ヒータによる加熱、吸気絞り、またはこれらの組み合わせなどの追加の設備などが必要となるという不都合がある。
【０００５】
追記すれば、従来の内燃機関の排気浄化装置においては、排気ガス温度や負荷、エンジン回転数などの情報を取り込んでパティキュレートフィルタの再生条件が成立した場合に、パティキュレートフィルタの再生処理を常時実施していた。
このとき、パティキュレートフィルタの再生条件が成立した場合でも、車両が低速走行や市街地、渋滞などに遭遇すると、排気ガス温度に変動を来す場合があり、このような場合には、
（ａ）車両の渋滞状況を勘案せず、パティキュレートの自然燃焼による除去を行い、パティキュレートフィルタの再生処理を実施する。
（ｂ）排気ガス温度の低下や渋滞情報によって、パティキュレートフィルタの再生条件が成立していないと再度判断し、パティキュレートフィルタの再生処理を中止する。
などの方策がとられることが考えられる。
しかし、上記「（ａ）」の場合には、排気ガス温度が十分に高温となっていない状態でパティキュレートフィルタの再生処理を実行しても、パティキュレートの自然燃焼による除去を確実に行うことができず、パティキュレートフィルタの再生処理の信頼性が低下するという不都合がある。
また、上記「（ａ）」の場合には、パティキュレートフィルタの再生処理の失敗のみでなく、この失敗によって燃費の悪化やオイルの燃料希釈を伴うという不都合がある。
このとき、このような不都合を回避する方策として、前記パティキュレートフィルタの再生条件において、排気ガス温度の設定温度を高くする方策も考えられるが、必要以上に設定温度を高くすると、パティキュレートフィルタの再生処理が実施され難くなってしまうため、パティキュレートフィルタの捕集能力を適正な状態に維持することができないという不都合がある。
また、上記「（ｂ）」の場合には、パティキュレートフィルタの再生条件が成立しているか否かの判断が繰り返し行われるとともに、この判断結果に応じてパティキュレートフィルタの再生処理が実施されたり、あるいはパティキュレートフィルタの再生処理が中止されたりするため、効率良くパティキュレートフィルタの再生処理が実施されることがなく、パティキュレートの自然燃焼による除去を確実に行うことができず、パティキュレートフィルタの捕集能力を効果的に回復させることができないという不都合がある。
【０００６】
この発明の目的は、パティキュレートフィルタの再生条件が成立した場合に、車両の走行状況を勘案し、排気ガス温度が十分に高温となってパティキュレートの自然燃焼による除去を確実に行う道路に車両を案内し、パティキュレートフィルタの再生処理を促進し得る内燃機関の排気浄化装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、排気ガス温度や負荷、エンジン回転数などの情報を取り込んでパティキュレートフィルタの再生条件が成立した場合に、パティキュレートの自然燃焼による除去を行うように制御する制御手段を備えている内燃機関の排気浄化装置において、道路情報を入力して表示するカーナビを設け、前記パティキュレートフィルタの再生条件が成立した後に、前記カーナビの道路情報から現在走行中の道路が渋滞しているか否かの渋滞情報を入手し、渋滞中である場合には、前記パティキュレートフィルタの再生処理の開始を一時保留し、前記カーナビにより渋滞を回避する道路へ車両を案内してこの車両が渋滞を回避する道路に移動した後に前記パティキュレートフィルタの再生処理を開始し、前記パティキュレートフィルタの再生処理を促進させる判断手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上詳細に説明した如くこの発明によれば、排気ガス温度や負荷、エンジン回転数などの情報を取り込んでパティキュレートフィルタの再生条件が成立した場合に、パティキュレートの自然燃焼による除去を行うように制御する制御手段を備えている内燃機関の排気浄化装置において、道路情報を入力して表示するカーナビを設け、パティキュレートフィルタの再生条件が成立した後に、カーナビの道路情報から現在走行中の道路が渋滞しているか否かの渋滞情報を入手し、渋滞中である場合には、パティキュレートフィルタの再生処理の開始を一時保留し、カーナビにより渋滞を回避する道路へ車両を案内して車両が渋滞を回避する道路に移動した後にパティキュレートフィルタの再生処理を開始し、パティキュレートフィルタの再生処理を促進させる判断手段を備えている。
従って、パティキュレートフィルタの再生条件が成立した場合に、車両の走行状況を勘案して、パティキュレートフィルタの再生処理を行うことにより、車両の走行状況に即したパティキュレートフィルタの再生処理を実施し得て、パティキュレートフィルタの再生処理の信頼性を高めることができる。
また、パティキュレートフィルタの再生条件が成立した後に、車両の走行状況を勘案し、渋滞中である場合には、カーナビにより渋滞を回避する道路へ車両を案内して車両が渋滞を回避する道路に移動した後にパティキュレートフィルタの再生処理を開始することにより、排気ガス温度が十分に高温となってパティキュレートの自然燃焼による除去を確実に行う道路に車両を案内した後にパティキュレートフィルタの再生処理を開始することができ、パティキュレートフィルタの捕集能力を積極的かつ効果的に回復させることができ、パティキュレートフィルタの再生処理を促進し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は内燃機関の排気浄化装置の制御用フローチャートである。（実施例１）
【図２】図２は内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１及び図２はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１は内燃機関、例えばディーゼル機関（この実施例においては、単に「内燃機関」という。）、２は内燃機関１の排気浄化装置、３は吸気マニホルド、４は排気マニホルド、５は排気管、６は酸化触媒、７はこの酸化触媒６を内蔵した触媒コンバータ、８はハニカム構造のパティキュレートフィルタ、９はこのパティキュレートフィルタ８を内蔵したフィルタケーシング、１０はフィルタケーシング９に接続される下流側排気管である。
【００１２】
前記排気浄化装置２の制御手段１１は、マイクロコンピュータシステムからなり、中央処理装置（「ＣＰＵ」ともいう。）１２や図示しないメモリ、入力ポート、そして出力ポートを備えている。
前記制御手段１１には、前記パティキュレートフィルタ８の上流側と下流側との圧力差に比例した信号を発生する差圧センサ１３が接続されるとともに、前記パティキュレートフィルタ８の上流側と下流側との排気ガス温度を検出する一対の温度センサ１４、１５も接続される。
また、前記制御手段１１には、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に比例した信号を発生する負荷センサ１６や前記内燃機関１のエンジン回転数Ｎｅを表すパルスを出力する回転数センサ１７も接続されている。
そして、前記制御手段１１は、各種センサから排気ガス温度や負荷、エンジン回転数などの情報を取り込んで前記パティキュレートフィルタ８の再生条件が成立した場合に、パティキュレートの自然燃焼による除去を行うように制御するものである。
このとき、前記パティキュレートフィルタ８の再生条件としては、各種センサから排気ガス温度や負荷、エンジン回転数などの情報を取り込み、数値限定により比較判断する方策などが一般的に行われる。
なお、前記触媒コンバータ７に内蔵される酸化触媒６には、吸収剤が担持されており、前記内燃機関１の排気ガスのように多量の一酸化窒素を含む場合に、排気ガスが低温であるときには排気ガス中の一酸化窒素を吸収し、排気ガスが比較的高温であるときには窒素酸化物吸収剤に吸収された二酸化窒素を放出する機能を有している。
従って、排気ガスがパティキュレートが自然燃焼するほど高温でなくても、比較的高温であるときは酸化触媒６から放出された二酸化窒素により、下流の前記パティキュレートフィルタ８に捕集されたパティキュレートを燃焼除去することができるため、パティキュレートフィルタ８の再生処理を助長することが可能である。
【００１３】
前記排気浄化装置２は、道路情報を入力して表示するカーナビ（「カーナビゲーションシステム」ともいう。）１８を接続して設け、前記パティキュレートフィルタ８の再生条件が成立した後に、前記カーナビ１８の道路情報から現在走行中の道路が渋滞しているか否かの渋滞情報を入手し、渋滞中である場合には、前記パティキュレートフィルタ８の再生処理の開始を一時保留し、前記カーナビ１８により渋滞を回避する道路へ車両を案内してこの車両が渋滞を回避する道路に移動した後に前記パティキュレートフィルタ８の再生処理を開始し、前記パティキュレートフィルタ８の再生処理を促進させる判断手段１９を備えている。
詳述すれば、この判断手段１９は、前記排気浄化装置２の制御手段１１に接続、例えば内蔵されている。
前記判断手段１９は、各種センサから排気ガス温度や負荷、エンジン回転数などからなる前記パティキュレートフィルタ８の再生条件が成立した後に、前記カーナビ１８の道路情報から現在走行中の道路が渋滞しているか否かを渋滞情報を入手して判断する。
そして、渋滞中である場合には、前記判断手段１９は前記制御手段１１による前記パティキュレートフィルタ８の再生処理の開始を一時保留する。
また、前記判断手段１９は、前記パティキュレートフィルタ８の再生処理の開始を一時保留した後に、前記カーナビ１８の道路情報から渋滞を回避する道路を検索し、この渋滞を回避する道路へ前記カーナビ１８の表示機能を利用して車両を案内する。
その後、前記カーナビ１８の道路情報に基づいて、車両が渋滞を回避する道路に移動したと判断された際には、前記判断手段１９が前記制御手段１１による前記パティキュレートフィルタ８の再生処理を開始させるものである。
なお、前記判断手段１９によって渋滞を回避する道路へ前記カーナビ１８の表示機能を利用して車両を案内する場合に、以下のような項目を設けることも可能である。
（１）目的地までの走行距離を勘案する項目。
（２）天候や時刻、地域などによる車両外部の雰囲気温度を勘案する項目。
（３）渋滞度合をランク付けし、運転者の選択可能なコースを複数開示する項目。
さすれば、前記制御手段１１による前記パティキュレートフィルタ８の再生処理において、車両の走行状況や運転者の意思を反映させることが可能となり、前記制御手段１１による前記パティキュレートフィルタ８の再生処理の使い勝手の向上に寄与し得る。
【００１４】
次に、図１の前記内燃機関１の排気浄化装置２の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００１５】
前記内燃機関の排気浄化装置の制御用プログラムがスタート（１０１）すると、前記パティキュレートフィルタ８の捕集能力の回復時期か否かの判断（１０２）に移行する。
追記すれば、このパティキュレートフィルタ８の捕集能力には限りがあるため、適切なタイミングとしては、例えばパティキュレートフィルタ８の使用時間などによって定期的に行う判断項目、あるいはパティキュレートフィルタ８の捕集度合などを判断項目とすることが可能である。
そして、上述の判断（１０２）がＮＯの場合には、この判断（１０２）がＹＥＳとなるまで判断（１０２）を繰り返し行い、判断（１０２）がＹＥＳの場合には、前記制御手段１１が、各種センサから排気ガス温度や負荷、エンジン回転数などの情報を取り込む処理（１０３）に移行する。
また、前記制御手段１１が、各種センサから排気ガス温度や負荷、エンジン回転数などの情報を取り込む処理（１０３）の後には、前記パティキュレートフィルタ８の再生条件が成立したか否かの判断（１０４）に移行する。
【００１６】
このパティキュレートフィルタ８の再生条件が成立したか否かの判断（１０４）において、判断（１０４）がＮＯの場合には、この判断（１０４）がＹＥＳとなるまで判断（１０４）を繰り返し行い、判断（１０４）がＹＥＳの場合には、前記判断手段１９が、前記カーナビ１８の道路情報から現在走行中の道路が渋滞しているか否かの渋滞情報を入手する処理（１０５）に移行する。
そして、前記判断手段１９による前記カーナビ１８の道路情報から現在走行中の道路が渋滞しているか否かの渋滞情報を入手する処理（１０５）の後には、前記判断手段１９による渋滞中であるか否かの判断（１０６）に移行し、この判断（１０６）がＹＥＳの場合には、前記判断手段１９は、前記制御手段１１による前記パティキュレートフィルタ８の再生処理の開始を一時保留する一方、前記カーナビ１８の道路情報から渋滞を回避する道路、つまり前記パティキュレートフィルタ８の再生し易い道路を検索し、この道路へ前記カーナビ１８の表示機能を利用して車両を案内する処理（１０７）に移行する。
また、上述の判断（１０６）がＹＥＳの場合には、前記制御手段１１による前記パティキュレートフィルタ８の再生処理を開始する処理（１０８）に移行し、そのまま後述の制御用プログラムの終了（１１１）に移行する。
【００１７】
上述の前記カーナビ１８の道路情報から渋滞を回避する道路、つまり前記パティキュレートフィルタ８の再生し易い道路へ前記カーナビ１８の表示機能を利用して車両を案内する処理（１０７）の後には、車両が再生し易い道路に移動したか否かの判断（１０９）に移行する。
そして、この判断（１０９）がＮＯの場合には、この判断（１０９）がＹＥＳとなるまで判断（１０９）を繰り返し行い、判断（１０９）がＹＥＳの場合には、前記制御手段１１による前記パティキュレートフィルタ８の再生処理を開始する処理（１１０）に移行し、そのまま制御用プログラムの終了（１１１）に移行する。
【００１８】
これにより、排気ガス温度や負荷、エンジン回転数などの情報を取り込んでパティキュレートフィルタ８の再生条件が成立した場合に、パティキュレートの自然燃焼による除去を行うように制御する制御手段１１を備えている内燃機関１の排気浄化装置２において、道路情報を入力して表示するカーナビ１８を設け、パティキュレートフィルタ８の再生条件が成立した後に、カーナビ１８の道路情報から現在走行中の道路が渋滞しているか否かの渋滞情報を入手し、渋滞中である場合には、パティキュレートフィルタ８の再生処理の開始を一時保留し、カーナビ１８により渋滞を回避する道路へ車両を案内して車両が渋滞を回避する道路に移動した後にパティキュレートフィルタ８の再生処理を開始し、パティキュレートフィルタ８の再生処理を促進させる判断手段１９を備えている。
従って、パティキュレートフィルタ８の再生条件が成立した場合に、車両の走行状況を勘案して、パティキュレートフィルタ８の再生処理を行うことにより、車両の走行状況に即したパティキュレートフィルタ８の再生処理を積極的に実施し得て、パティキュレートフィルタ８の再生処理の信頼性を高めることができる。
また、パティキュレートフィルタ８の再生条件が成立した後に、車両の走行状況を勘案し、渋滞中である場合には、カーナビ１８により渋滞を回避する道路へ車両を案内して車両が渋滞を回避する道路に移動した後にパティキュレートフィルタ８の再生処理を開始することにより、排気ガス温度が十分に高温となってパティキュレートの自然燃焼による除去を確実に行う道路に車両を案内した後にパティキュレートフィルタ８の再生処理を開始することができ、パティキュレートフィルタ８の捕集能力を積極的かつ効果的に回復させることができ、パティキュレートフィルタ８の再生処理を促進し得るものである。
【符号の説明】
【００１９】
１  内燃機関、例えばディーゼル機関
２  排気浄化装置
３  吸気マニホルド
４  排気マニホルド
５  排気管
６  酸化触媒
７  触媒コンバータ
８  パティキュレートフィルタ
９  フィルタケーシング
１０  下流側排気管
１１  制御手段
１２  中央処理装置（「ＣＰＵ」ともいう。）
１３  差圧センサ
１４、１５  一対の温度センサ
１６  負荷センサ
１７  回転数センサ
１８  カーナビ（「カーナビゲーションシステム」ともいう。）
１９  判断手段
【図１】
2010216323.tif 000003
【図２】
2010216323.tif 000004