(57)【要約】【課題】フィルタの再生を速やかに完了させる。【解決手段】フィルタの再生中に内燃機関が減速することにより燃料カットが実施される場合であって、フィルタよりも上流に設けられる触媒の温度が閾値以上の場合にはポスト噴射を実施し、触媒の温度が閾値未満の場合にはポスト噴射を制限しつつ触媒の温度が閾値以上の場合よりもスロットルの開度を小さくすると共にＥＧＲ弁の開度を大きくする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ酸化能を有する触媒と、
前記触媒よりも下流の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記内燃機関の吸気通路に設けられ該吸気通路の通路断面積を調整するスロットルと、
前記内燃機関の排気通路と前記スロットルよりも下流の吸気通路とを接続するＥＧＲ通路及び該ＥＧＲ通路の通路断面積を調整するＥＧＲ弁を有し、排気通路を流通する排気の一部を吸気通路に供給するＥＧＲ装置と、
を備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記フィルタの再生中に前記内燃機関が減速することにより燃料カットが実施される場合であって、
前記触媒の温度が閾値以上の場合には、ポスト噴射を実施し、
前記触媒の温度が閾値未満の場合には、ポスト噴射を制限しつつ、前記触媒の温度が閾値以上の場合よりも前記スロットルの開度を小さくすると共に前記ＥＧＲ弁の開度を大きくする制御装置を備える内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記触媒の温度が閾値以上であっても、前記触媒の上流側端面の温度が閾値未満の場合には、前記制御装置は、ポスト噴射を制限しつつ、前記触媒の上流側端面の温度が閾値以上の場合よりも前記スロットルの開度を小さくすると共に前記ＥＧＲ弁の開度を大きくする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記触媒の温度が閾値以上であっても、前記内燃機関のシリンダの壁面の温度が閾値未満の場合には、前記制御装置は、ポスト噴射を制限しつつ、前記内燃機関のシリンダの壁面の温度が閾値以上の場合よりも前記スロットルの開度を小さくすると共に前記ＥＧＲ弁の開度を大きくする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記触媒の温度が閾値以上であっても、前記内燃機関の排気通路の壁面の温度が閾値未満の場合には、前記制御装置は、ポスト噴射を制限しつつ、前記内燃機関の排気通路の壁面の温度が閾値以上の場合よりも前記スロットルの開度を小さくすると共に前記ＥＧＲ弁の開度を大きくする請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記触媒の温度が閾値以上であっても、前記内燃機関の燃料カットの継続時間が閾値よりも大きい場合には、前記制御装置は、ポスト噴射を制限しつつ、前記内燃機関の燃料カットの継続時間が閾値以下の場合よりも前記スロットルの開度を小さくすると共に前記ＥＧＲ弁の開度を大きくする請求項１から４の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に、酸化触媒とパティキュレートフィルタ（以下、フィルタという。）とを設け、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭという。）を捕集する技術が知られている。フィルタに捕集されているＰＭ量が一定量に達すると、酸化触媒へ未燃燃料を供給し、該フィルタの温度を上昇させることによりＰＭを酸化させて除去することができる。このようにＰＭを除去することをフィルタの再生という。
【０００３】
そして、内燃機関の減速開始後の所定期間は、酸化触媒及びフィルタの温度低下を抑制するためにポスト噴射を実施する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。ここで、内燃機関の減速時には燃料噴射を中止する、いわゆる燃料カットが実行される。内燃機関の減速時には、燃料カットを実施しても機関回転数はすぐには０にならず、徐々に低下する。この機関回転数が低下しているときにも、内燃機関のシリンダ内から排気通路へガスが排出される。そして、燃料カットが実施されると、シリンダ内で燃焼が行われないために、シリンダ内から排出されるガスの温度は低下する。このため、燃料カット時には、酸化触媒及びフィルタの温度が低下し得る。これに対して、フィルタの再生中に燃料カットが実施された場合であっても、ポスト噴射を実施すれば、酸化触媒に未燃燃料を供給することができるので、フィルタの温度低下を抑制できる。そして、特許文献１に記載の技術では、酸化触媒の温度が所定の活性温度以上であることを条件にポスト噴射を実施している。
【０００４】
しかし、減速運転が長時間継続した場合には、排気通路の壁面温度が低くなるため、その後の加速時において温度の低い排気が酸化触媒及びフィルタに流入する。このため、フィルタの温度が大きく低下するので、フィルタの温度を再度上昇させるのに時間がかかり、フィルタの再生を完了するまでに時間がかかってしまう。また、フィルタの温度上昇に多量の燃料を必要とするため、燃費が悪化する虞がある。
【０００５】
また、減速運転時に温度の低い排気により酸化触媒の上流側端面や排気通路の壁面の温度が低下し得る。この温度低下により、排気通路の壁面や酸化触媒の上流側端面に未燃燃料が付着する。この未燃燃料が、加速時に酸化触媒に流入して一斉に酸化されると、酸化触媒やフィルタが過熱する虞がある。また、未燃燃料が大気中に放出されることにより、白煙が発生する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１８０１０７号公報
【特許文献２】特開２００６−１５２８７６号公報
【特許文献３】特開２００７−０１６６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置において、フィルタの再生を速やかに完了させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ酸化能を有する触媒と、
前記触媒よりも下流の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記内燃機関の吸気通路に設けられ該吸気通路の通路断面積を調整するスロットルと、
前記内燃機関の排気通路と前記スロットルよりも下流の吸気通路とを接続するＥＧＲ通路及び該ＥＧＲ通路の通路断面積を調整するＥＧＲ弁を有し、排気通路を流通する排気の一部を吸気通路に供給するＥＧＲ装置と、
を備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記フィルタの再生中に前記内燃機関が減速することにより燃料カットが実施される場合であって、
前記触媒の温度が閾値以上の場合には、ポスト噴射を実施し、
前記触媒の温度が閾値未満の場合には、ポスト噴射を制限しつつ、前記触媒の温度が閾値以上の場合よりも前記スロットルの開度を小さくすると共に前記ＥＧＲ弁の開度を大きくする制御装置を備える。
【０００９】
燃料カットは、主噴射を停止するものであり、ポスト噴射を行うことはできる。燃料カットは、例えば内燃機関のトルクを発生させるための燃料噴射を停止させることとしてもよい。また、シリンダ内で燃焼させる燃料の噴射を停止させることとしてもよい。ポスト噴射では、シリンダから未燃燃料が排出される時期に燃料を噴射する。
【００１０】
ここで、触媒の温度が十分に高いときに（閾値以上のときに）ポスト噴射を実施することにより、該触媒において未燃燃料を酸化させることができる。そして、このときに発生する熱によりフィルタの温度低下を抑制できる。なお、ここでいう閾値は、触媒において未燃燃料を酸化させることができる温度であり、例えば、触媒の活性温度の下限値としてもよい。また、触媒の温度は、触媒全体の温度、触媒全体の温度の平均値、または、触媒の一部の温度としてもよい。
【００１１】
一方、触媒の温度が閾値未満の場合には、ポスト噴射を実施して触媒に未燃燃料を供給しても、この未燃燃料は酸化されないか、酸化されたとしても酸化が緩慢となるため、未燃燃料が触媒に付着する虞がある。また、排気通路内の温度も低いために、排気通路の壁面などにも未燃燃料が付着する虞がある。
【００１２】
これに対し、ポスト噴射を制限すれば、触媒に未燃燃料が付着することを抑制できる。ポスト噴射を制限することには、ポスト噴射を停止すること及びポスト噴射時の燃料噴射量を低減することを含むことができる。さらに、スロットルの開度を小さくすると共にＥＧＲ弁の開度を大きくすることで、温度の低い新気がシリンダ内に供給されることを抑制できる。すなわち、新気がそのまま排出されて、排気の温度が低下することを抑制できる。また、触媒及びフィルタを通過する排気の量を減少させることができるので、触媒及びフィルタから排気へ熱が逃げることを抑制できる。なお、スロットルの開度を小さくすることには、スロットルを全閉とすることも含む。また、ＥＧＲ弁の開度を大きくすることには、ＥＧＲ弁の開度を全開にすることも含む。以上より、燃料カット中における触媒及びフィルタの温度低下を抑制できるので、フィルタの再生を速やかに完了させることができる。
【００１３】
本発明においては、前記触媒の温度が閾値以上であっても、前記触媒の上流側端面の温度が閾値未満の場合には、前記制御装置は、ポスト噴射を制限しつつ、前記触媒の上流側端面の温度が閾値以上の場合よりも前記スロットルの開度を小さくすると共に前記ＥＧＲ弁の開度を大きくすることができる。
【００１４】
燃料カット時には、触媒の上流側端面の温度が低下しやすい。このため、触媒全体とし
ては未燃燃料を酸化可能であっても、触媒の上流側端面では、未燃燃料を酸化できないこともある。このような状態になると、触媒の上流側端面に未燃燃料が付着してしまい、次回の加速時において未燃燃料が大気中へ放出されて白煙が発生したり、未燃燃料が一斉に酸化されて触媒またはフィルタが過熱したりする虞がある。また、触媒の上流側端面の温度は、排気通路の壁面の温度と相関関係にあるため、触媒の上流側端面の温度が閾値未満のときには、排気通路の壁面に未燃燃料が付着する虞がある。
【００１５】
これに対し、触媒の上流側端面の温度が閾値未満の場合に、ポスト噴射を制限すれば、触媒の上流側端面に未燃燃料が付着することや、排気通路の壁面に未燃燃料が付着することを抑制できる。このときに、スロットルの開度を小さくし且つＥＧＲ弁の開度を大きくすることで、触媒及びフィルタの温度低下を抑制できる。なお、ここでいう閾値とは、触媒の上流側端面に未燃燃料が付着しない温度、触媒の活性温度の下限値、または、排気通路の壁面に未燃燃料が付着しない温度とすることができる。また、閾値は、触媒の上流側端面または排気通路の壁面に付着する未燃燃料が許容範囲内になる温度としてもよい。
【００１６】
本発明においては、前記触媒の温度が閾値以上であっても、前記内燃機関のシリンダの壁面の温度が閾値未満の場合には、前記制御装置は、ポスト噴射を制限しつつ、前記内燃機関のシリンダの壁面の温度が閾値以上の場合よりも前記スロットルの開度を小さくすると共に前記ＥＧＲ弁の開度を大きくすることができる。
【００１７】
ここで、シリンダの壁面の温度が低いと、シリンダ壁面に付着した燃料が蒸発せず、燃料が潤滑油を希釈してしまう。これに対し、シリンダの壁面の温度が閾値未満の場合に、ポスト噴射を制限すれば、潤滑油が燃料により希釈されることを抑制できる。このときに、スロットルの開度を小さくし且つＥＧＲ弁の開度を大きくすることで、触媒及びフィルタの温度低下を抑制できる。なお、ここでいう閾値とは、シリンダの壁面に付着する燃料量が許容範囲内となる温度である。また、閾値は、シリンダの壁面に付着した燃料が蒸発する温度としてもよい。
【００１８】
本発明においては、前記触媒の温度が閾値以上であっても、前記内燃機関の排気通路の壁面の温度が閾値未満の場合には、前記制御装置は、ポスト噴射を制限しつつ、前記内燃機関の排気通路の壁面の温度が閾値以上の場合よりも前記スロットルの開度を小さくすると共に前記ＥＧＲ弁の開度を大きくすることができる。
【００１９】
燃料カットが長時間継続すると、ポスト噴射により触媒及びフィルタの温度が高いまま維持されていても、触媒よりも上流の排気通路の壁面の温度は低くなり得る。このため、排気通路の壁面に未燃燃料が付着することがある。このような状態になると、次回の加速時において未燃燃料が大気中へ放出されて白煙が発生したり、未燃燃料が一斉に酸化されて触媒またはフィルタが過熱したりする虞がある。
【００２０】
これに対し、排気通路の壁面の温度が閾値未満の場合に、ポスト噴射を制限すれば、排気通路の壁面に未燃燃料が付着することを抑制できる。このときに、スロットルの開度を小さくし且つＥＧＲ弁の開度を大きくすることで、触媒及びフィルタの温度低下を抑制できる。ここでいう閾値は、排気通路の壁面に未燃燃料が付着しない温度、又は排気通路の壁面に付着する未燃燃料が許容範囲内になる温度とすることができる。
【００２１】
本発明においては、前記触媒の温度が閾値以上であっても、前記内燃機関の燃料カットの継続時間が閾値よりも大きい場合には、前記制御装置は、ポスト噴射を制限しつつ、前記内燃機関の燃料カットの継続時間が閾値以下の場合よりも前記スロットルの開度を小さくすると共に前記ＥＧＲ弁の開度を大きくすることができる。
【００２２】
燃料カットが長時間継続されると、触媒の温度が閾値以上であっても、排気通路の壁面や触媒の上流側端面に未燃燃料が付着する虞がある。また、ポスト噴射を長時間実施すると、潤滑油が燃料により希釈される。これに対し、燃料カットの継続時間が閾値よりも大きい場合に、ポスト噴射を制限すれば、これらを抑制できる。この閾値は、排気通路の壁面若しくは触媒の上流側端面に未燃燃料が付着しない時間、又は排気通路の壁面若しくは触媒の上流側端面に付着する未燃燃料が許容範囲内になる時間としてもよい。また、閾値は、シリンダの壁面に付着する燃料量が許容範囲内となる時間としてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、フィルタの再生を速やかに完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例に係る内燃機関、その吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。
【図２】内燃機関の減速時における機関回転数、アクセルペダルの踏込量（アクセル開度）、スロットルの開度、ＥＧＲ弁の開度、フィルタの温度、酸化触媒の上流側端面の温度（前端温度）の推移を示したタイムチャートである。
【図３】実施例に係るフィルタの再生のフローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２６】
（実施例１）
図１は、本実施例に係る内燃機関、その吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つのシリンダ２を有するディーゼル機関である。
【００２７】
内燃機関１には、排気通路３が接続されている。この排気通路３の途中には、上流側から順に、酸化触媒４と、フィルタ５と、が備えられている。なお、酸化触媒４は、酸化能力を有する触媒であればよく、例えば、三元触媒または吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等であってもよい。また、酸化触媒４は、フィルタ５に担持されていてもよい。そして、フィルタ５は、排気中のＰＭを捕集する。なお、本実施例においては酸化触媒４が、本発明における酸化能力を有する触媒に相当する。
【００２８】
また、内燃機関１は、シリンダ２内に燃料を噴射する燃料噴射弁６を備えている。この燃料噴射弁６によれば、内燃機関１から未燃燃料を排出させることができる。すなわち、燃料噴射弁６から主噴射を行なった後の膨張行程中若しくは排気行程中に再度燃料を噴射する副噴射（ポスト噴射）を行なうことにより、内燃機関１から未燃燃料を多く含むガスを排出させることもできる。なお、主噴射を行わずに、ポスト噴射のみを行うこともできる。
【００２９】
酸化触媒４よりも上流の排気通路３には、温度を計測する第一温度センサ１１が取り付けられている。また、酸化触媒４よりも下流で且つフィルタ５よりも上流の排気通路３には、温度を計測する第二温度センサ１２が取り付けられている。さらに、フィルタ５よりも下流の排気通路３には、温度を測定する第三温度センサ１３が取り付けられている。第一温度センサ１１によれば、内燃機関１から排出されるガスの温度、又は、酸化触媒４に流入する排気の温度を検知することができる。また、第二温度センサ１２によれば、酸化触媒４から流出する排気の温度、又は、フィルタ５に流入する排気の温度を検知することができる。この温度は、酸化触媒４の温度またはフィルタ５の温度としてもよい。また、
第三温度センサ１３によれば、フィルタ５から流出する排気の温度を検知することができる。この温度は、フィルタ５の温度としてもよい。なお、第一温度センサ１１、第二温度センサ１２、第三温度センサ１３は、全て設ける必要はなく、適宜選択して設けることができる。
【００３０】
また、内燃機関１には、吸気通路２０が接続されている。吸気通路２０には、該吸気通路２０内を流通する吸気の流量を調整するスロットル２１が設けられている。
【００３１】
また、内燃機関１には、排気通路３内を流通する排気の一部を吸気通路２０へ再循環させるＥＧＲ装置３０が備えられている。このＥＧＲ装置３０は、酸化触媒４よりも上流の排気通路３とスロットル２１よりも下流の吸気通路２０とを接続するＥＧＲ通路３１、及びＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整するＥＧＲ弁３２を備えている。
【００３２】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御する。
【００３３】
また、ＥＣＵ１０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１４を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１５、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１６が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
【００３４】
一方、ＥＣＵ１０には、燃料噴射弁６、スロットル２１、ＥＧＲ弁３２が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０によりこれらの装置が制御される。
【００３５】
そして、ＥＣＵ１０は、フィルタ５に捕集されているＰＭ量が所定量に達したときにフィルタ５の再生を実施する。たとえば、フィルタ５に流入するＰＭ量と機関回転数及び機関負荷とは相関関係にあるため、機関回転数及び機関負荷から算出されるＰＭ量を積算しておき、該積算値が所定量に達したときにフィルタ５の再生を行う。また、フィルタ５よりも上流側と下流側との差圧を測定し、該差圧が閾値に達した場合にフィルタ５の再生を行ってもよい。さらに、内燃機関１を搭載する車両が、所定の距離を走行する毎にフィルタ５の再生を行ってもよい。フィルタ５の再生は、ポスト噴射を実施することにより行われる。すなわち、ポスト噴射により酸化触媒４へ未燃燃料を供給して該酸化触媒４で熱を発生させ、該熱によりフィルタ５の温度を上昇させる。この温度上昇により、フィルタ５に捕集されていたＰＭが酸化され、除去される。
【００３６】
また、ＥＣＵ１０は、内燃機関１の減速時には、燃料噴射弁６からの燃料の噴射を停止する。すなわち、燃料カットを実施する。なお、内燃機関１の減速時は、減速無負荷時としてもよい。また、内燃機関１が搭載される車両の減速時としてもよい。また、燃料カットは、燃料噴射弁６からの主噴射を停止させることとしてもよい。
【００３７】
ところで、フィルタ５の再生中に燃料カットが実施されると、酸化触媒４及びフィルタ５の温度が低下してしまい、フィルタ５の再生を継続することが困難となる。これに対して、フィルタ５の再生中に燃料カットが実施されても、ポスト噴射を実施することで酸化触媒４へ未燃燃料（還元剤）を供給することができる。この未燃燃料を酸化触媒４に供給することにより、該酸化触媒４において熱を発生することができるので、該酸化触媒４及びフィルタ５の温度低下を抑制できる。
【００３８】
しかし、燃料カット時には内燃機関１において燃焼が起こらないため、内燃機関１の減速運転が長く続くと、酸化触媒４及びフィルタ５の温度が低下し得る。そして、酸化触媒
４の温度が、活性温度よりも低くなり、未燃燃料を酸化させることができなくなると、該酸化触媒４に未燃燃料が付着したり、該酸化触媒４を未燃燃料が通り抜けたりする虞がある。
【００３９】
これに対して、本実施例では、酸化触媒４の温度が、閾値（例えば活性温度の下限値）以上である場合に限り、ポスト噴射を実施する。さらに、本実施例では、酸化触媒４の温度が閾値未満である場合には、ＥＣＵ１０は、ポスト噴射を停止し、且つ、酸化触媒４の温度が閾値以上である場合よりもスロットル２１の開度を小さくする（閉じ側とする）と共に、ＥＧＲ弁３２の開度を大きくする（開き側にする）。なお、ポスト噴射を停止する代わりに、ポスト噴射の量を減少させてもよい。このように、スロットル２１の開度を小さくすることで、シリンダ２内に低温の新気が流入することを抑制できる。さらに、ＥＧＲ弁３２の開度を大きくすることで、高温の排気が循環するようになるため、シリンダ２や排気通路３の温度が低下することを抑制できる。また、シリンダ２内の圧力が過度に低くなることを抑制できる。このようにして、減速運転時や、その後の加速運転時において、酸化触媒４及びフィルタ５の温度が低下することを抑制できると共に、フィルタ５の温度をＰＭが酸化される温度まで速やかに上昇させることができる。これにより、フィルタ５の再生を速やかに完了させることができる。
【００４０】
なお、内燃機関１の減速時間が長いと、酸化触媒４の上流側端面から温度が徐々に低下していく。このため、酸化触媒４の全体の平均温度が活性温度の下限値以上であっても、酸化触媒４の上流側端面の温度が活性温度の下限値未満となり得る。また、酸化触媒４の上流側端面の温度は、酸化触媒４よりも上流の排気通路３の壁面の温度と相関関係にある。すなわち、酸化触媒４の上流側端面の温度が低い場合には、それよりも上流の排気通路３の壁面の温度も低くなっていると考えられる。そして、排気通路３の壁面の温度が低くなると、該排気通路３の壁面に未燃燃料が付着する虞がある。ここで、燃料カット時にポスト噴射を実施しても、酸化触媒４よりも上流の排気通路３の温度を上昇させることは困難であるため、排気通路３の壁面に未燃燃料が付着しやすくなる。
【００４１】
これに対して、本実施例では、酸化触媒４の上流側端面の温度が閾値未満の場合には、ＥＣＵ１０は、ポスト噴射を停止し、且つ、酸化触媒４の上流側端面の温度が閾値以上の場合よりもスロットル２１の開度を小さくすると共に、ＥＧＲ弁３２の開度を大きくしてもよい。この閾値は、酸化触媒４に未燃燃料が付着しない温度、又は、酸化触媒４の活性温度の下限値としてもよく、排気通路３の壁面に未燃燃料が付着しない温度又は排気通路３の壁面に付着する未燃燃料が許容範囲内になる温度としてもよい。
【００４２】
なお、酸化触媒４の上流側端面の温度は、第一温度センサ１１により検知される温度としてもよく、該温度に基づいて推定してもよい。この推定には周知の技術を用いることができる。また、酸化触媒４の上流側端面の温度を計測する温度センサを取り付けてもよい。
【００４３】
このようにして、排気通路３の壁面又は酸化触媒４の上流側端面に未燃燃料が付着することを抑制できる。
【００４４】
また、排気通路３の壁面の温度を計測または推定し、この温度が閾値未満の場合に、ＥＣＵ１０は、ポスト噴射を停止し、且つ、排気通路３の壁面の温度が閾値以上の場合よりもスロットル２１の開度を小さくすると共に、ＥＧＲ弁３２の開度を大きくしてもよい。この閾値は、排気通路３の壁面に未燃燃料が付着しない温度、又は排気通路３の壁面に付着する未燃燃料が許容範囲内になる温度としてもよい。
【００４５】
排気通路３の壁面温度は、第一温度センサ１１により検知される温度としてもよく、該
温度に基づいて推定してもよい。この推定には周知の技術を用いることができる。また、排気通路３の壁面の温度を計測する温度センサを取り付けてもよい。なお、排気通路３には、排気ポート、排気マニホールド、排気管を含むことができる。
【００４６】
このようにしても、排気通路３の壁面に未燃燃料が付着することを抑制できる。
【００４７】
また、シリンダ２の壁面の温度を計測または推定し、この温度が閾値未満の場合に、ＥＣＵ１０は、ポスト噴射を停止し、且つ、シリンダ２の壁面の温度が閾値以上の場合よりもスロットル２１の開度を小さくすると共に、ＥＧＲ弁３２の開度を大きくしてもよい。この閾値は、潤滑油の希釈が許容範囲内となる温度としてもよい。
【００４８】
シリンダ２の壁面温度は、内燃機関１の冷却水の温度を計測する温度センサを取り付け、該センサの計測値に基づいて推定してもよい。また、第一温度センサ１１により検知される温度に基づいて推定してもよい。これらの推定には周知の技術を用いることができる。また、シリンダ２の壁面の温度を計測する温度センサを取り付けてもよい。このようにして、潤滑油が希釈されることを抑制できる。
【００４９】
また、内燃機関１の減速時間が長いと、酸化触媒４の上流側端面の温度が閾値以上であっても、排気通路３の壁面や酸化触媒４の上流側端面に未燃燃料が付着する虞がある。また、ポスト噴射を長時間実施すると、多くの燃料が潤滑油を希釈する。これに対し、本実施例では、内燃機関１の減速運転の継続時間が閾値よりも大きい場合に、ＥＣＵ１０は、ポスト噴射を停止し、且つ、内燃機関１の減速運転の継続時間が閾値以下の場合よりもスロットル２１の開度を小さくすると共に、ＥＧＲ弁３２の開度を大きくしてもよい。この閾値は、排気通路３の壁面若しくは酸化触媒４の上流側端面に未燃燃料が付着しない時間、又は排気通路３の壁面若しくは酸化触媒４の上流側端面に付着する未燃燃料が許容範囲内になる時間としてもよい。また、閾値は、シリンダ２の壁面に付着する燃料量が許容範囲内となる時間としてもよい。
【００５０】
このようにして、排気通路３の壁面や酸化触媒４の上流側端面に未燃燃料が付着することを抑制できる。また、潤滑油が希釈されることを抑制できる。
【００５１】
図２は、内燃機関１の減速時における機関回転数、アクセルペダル１４の踏込量（アクセル開度）、スロットル２１の開度、ＥＧＲ弁３２の開度、フィルタ５の温度、酸化触媒４の上流側端面の温度（前端温度）の推移を示したタイムチャートである。フィルタ温度及び前端温度における二点鎖線はポスト噴射のみを行った場合を示し、一点鎖線はスロットル２１の開度を小さくすると共にＥＧＲ弁３２の開度を大きくすることのみを行った場合を示し、実線は減速の前期においてポスト噴射を行い減速の後期においてスロットル２１の開度を小さくすると共にＥＧＲ弁３２の開度を大きくする場合を示している。
【００５２】
Ａで示される時点において減速が開始され、Ｃで示される時点において減速が終了している。また、Ｂで示される時点は、前記減速の前期と後期との境となる時点である。すなわち、Ｂで示される時点において、酸化触媒４の温度が閾値となるか、または、酸化触媒４の上流側端面の温度が閾値となるか、排気通路３の壁面の温度が閾値となるか、シリンダ２の壁面の温度が閾値となるか、内燃機関１の減速運転の継続時間が閾値となるかの少なくとも１つが該当している。
【００５３】
本実施例では、ＡからＢの期間において、ポスト噴射により酸化触媒４及びフィルタ５の温度低下を抑制し、ＢからＣの期間において、スロットル２１の開度を小さくし且つＥＧＲ弁３２の開度を大きくして酸化触媒４及びフィルタ５の温度低下を抑制している。
【００５４】
すなわち、本実施例では、ＡからＢの期間において、ポスト噴射を実施することにより、内燃機関１から未燃燃料を排出させている。このときには、ＥＧＲ弁３２は全閉とされている。このようにＥＧＲ弁３２を全閉とすることにより、未燃燃料がＥＧＲ通路３１を流通して吸気通路２０へ回り込むことを抑制できる。なお、ＥＧＲ弁３２の開度は、内燃機関１の運転状態に応じた開度としてもよい。また、減速時ではあるが、酸化触媒４へ酸素を供給するためにスロットル２１を開いている。このときのスロットル２１の開度は、酸化触媒４へ酸素を供給して未燃燃料を酸化することのできる開度として予め実験やシミュレーションにより求めておいてもよい。すなわち、スロットル２１を開きつつポスト噴射を実施することで、酸化触媒４へ酸素と未燃燃料とを供給することができる。このように、ポスト噴射を実施することで、スロットル２１の開度を小さくすると共にＥＧＲ弁３２の開度を大きくすることのみを行った場合（一点鎖線）よりも、フィルタ５の温度をより高く維持することができる。一点鎖線の場合には、酸化触媒４における酸化反応がないので、フィルタ５の温度が徐々に低下している。
【００５５】
また、ＢからＣの期間においては、ＡからＢの期間よりも、スロットル２１の開度を小さくし且つＥＧＲ弁３２の開度を大きくすることで、排気による酸化触媒４及びフィルタ５からの熱の持ち去りを抑制し、且つ、酸化触媒４の上流側端面から徐々に失活することを抑制している。このときには、ＥＧＲ弁３２は全開とされている。なお、ＥＧＲ弁３２の開度は、内燃機関１の運転状態に応じた開度よりも大きな開度、又は、ポスト噴射を行うときよりも大きな開度としてもよい。また、スロットル２１の開度は、ポスト噴射を行うときよりもさらに小さくされる。このように、スロットル２１の開度を小さくし且つＥＧＲ弁３２の開度を大きくすることで、ポスト噴射のみを行った場合（二点鎖線）よりも酸化触媒４及びフィルタ５の温度をより高く維持することができる。二点鎖線の場合には、排気による熱の持ち去りや、酸化触媒４の上流側端面から徐々に失活することにより、酸化触媒４及びフィルタ５の温度が徐々に低下する。
【００５６】
なお、図２におけるＢの時点、すなわち制御の切替時点は、酸化触媒４の温度、酸化触媒４の上流側端面の温度、排気通路３の壁面の温度、シリンダ２の壁面の温度、内燃機関１の減速運転の継続時間の全てを用いて決定してもよいし、何れか１つ又は２つ以上を用いて決定してもよい。
【００５７】
図３は、本実施例に係るフィルタ５の再生のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により繰り返し実行される。なお、本実施例においては図３に示すルーチンを処理するＥＣＵ１０が、本発明における制御装置に相当する。
【００５８】
ステップＳ１０１では、フィルタ５の再生中であるか否か判定される。すなわち、フィルタ５の再生中でなければ、フィルタ５の温度低下を抑制する必要はないため、本ステップでは、フィルタ５の温度低下を抑制する必要があるか否か判定している。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００５９】
ステップＳ１０２では、酸化触媒４の温度が閾値以上であるか否か判定される。閾値は、例えば、酸化触媒４の活性温度の下限値である。酸化触媒４の温度は、酸化触媒４の全体の温度の平均値、または、酸化触媒４の少なくとも一部の温度としてもよい。すなわち、本ステップでは、酸化触媒４において未燃燃料を酸化可能であるか否か判定している。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００６０】
ステップＳ１０３では、酸化触媒４の上流側端面の温度（前端温度）が閾値以上である
か否か判定される。この閾値は、酸化触媒４の活性温度の下限値としてもよく、排気通路３の壁面に未燃燃料が付着しない温度又は排気通路３の壁面に付着する未燃燃料が許容範囲内になる温度としてもよい。本ステップでは、排気通路３の壁面又は酸化触媒４の上流側端面に未燃燃料が付着するか否か判定している。ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００６１】
ステップＳ１０４では、内燃機関１の減速運転の継続時間が閾値以下であるか否か判定される。この閾値は、排気通路３の壁面若しくは酸化触媒４の上流側端面に未燃燃料が付着しない時間、又は排気通路３の壁面若しくは酸化触媒４の上流側端面に付着する未燃燃料が許容範囲内になる時間としてもよい。また、閾値は、シリンダ２の壁面に付着する燃料量が許容範囲内となる時間としてもよい。本ステップでは、排気通路３の壁面や酸化触媒４の上流側端面に未燃燃料が付着しないか否か判定している。また、シリンダ２の壁面において潤滑油が流されたり希釈されたりしないか否か判定している。ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００６２】
ステップＳ１０５では、ポスト噴射が実施される。このときには、ＥＧＲ弁３２の開度は、全閉とされるか比較的小さくされ、スロットル２１の開度は酸化触媒４に十分な酸素を供給可能な開度とされる。これにより、フィルタ５の温度低下を抑制する。
【００６３】
ステップＳ１０６では、ポスト噴射が停止され、且つ、ＥＧＲ弁３２の開度が全開とされるか又は比較的大きくされ、スロットル２１の開度は比較的小さくされる。これにより、フィルタ５の温度低下を抑制する。
【００６４】
なお、本ルーチンにおいては、ステップＳ１０２からステップＳ１０４の全てを実行する必要はなく、これらの中の１つ以上を実行すればよい。また、排気通路３の壁面の温度が閾値以上であるか否か、または、シリンダ２の壁面の温度が閾値以上であるか否かを合わせて判断してもよい。
【００６５】
以上説明したように、本実施例によれば、フィルタ５の再生中に内燃機関１が減速運転された場合に、酸化触媒４の温度が閾値以上の場合にはポスト噴射を実施することで、未燃燃料の酸化時に発生する熱によりフィルタ５の温度低下を抑制できる。また、酸化触媒４の温度が閾値未満の場合には、ポスト噴射を停止し、且つ、スロットル２１の開度を小さくすると共にＥＧＲ弁３２の開度を大きくすることで、排気が酸化触媒４やフィルタ５から熱を持ち去ることを抑制できるので、フィルタ５の温度低下を抑制できる。これにより、内燃機関１が加速運転に移行したときに、フィルタ５の温度をフィルタ５の再生可能な温度まで速やかに上昇させることができるので、フィルタ５の再生を速やかに完了させることができる。また、フィルタ５の再生時の燃料の消費量を低減することができるので、燃費の悪化を抑制できる。
【００６６】
また、酸化触媒４の温度、酸化触媒４の上流側端面の温度または排気通路３の壁面の温度、シリンダ２の壁面の温度、内燃機関１の減速運転の継続時間の全て又は１つ以上を考慮して、ポスト噴射と、スロットル２１の開度を小さくすると共にＥＧＲ弁３２の開度を大きくすることと、を切り替えることにより、酸化触媒４の上流側端面、排気通路３の壁面、シリンダ２の壁面に付着する燃料量を低減することができる。これにより、白煙の発生、酸化触媒４またはフィルタ５の過熱、潤滑油の希釈などを抑制できる。
【符号の説明】
【００６７】
１     内燃機関
２     シリンダ
３     排気通路
４     酸化触媒
５     フィルタ
６     燃料噴射弁
１０   ＥＣＵ
１１   第一温度センサ
１２   第二温度センサ
１３   第三温度センサ
１４   アクセルペダル
１５   アクセル開度センサ
１６   クランクポジションセンサ
２０   吸気通路
２１   スロットル
３０   ＥＧＲ装置
３１   ＥＧＲ通路
３２   ＥＧＲ弁
【図１】
2014047658.tif 000003
【図２】
2014047658.tif 000004
【図３】
2014047658.tif 000005