(57)【要約】【課題】ＮＯｘの還元処理が確実にできるようにする。【解決手段】ＮＯｘ還元触媒１４が所定の温度域を下回った際に、吸気経路６へ送給する排気Ｇの再循環量を増加させて、ディーゼルエンジン１が送出する排気ＧのＮＯｘ含有量を減らす。  ＮＯｘ還元触媒１４の温度が所定の温度域を上回った際に、吸気経路６へ送給する排気Ｇの再循環量を減少させてディーゼルエンジン１が送出する排気Ｇの粒子状物質含有量を減らす。  エンジン負荷が低くなることが見込まれるときは、燃料噴射を補正して排気温度を上げ、ＮＯｘ還元触媒が最適な温度に保たれるようにする。  エンジン負荷が高くなることが見込まれるときは、燃料噴射を補正して排気温度を下げ、排気Ｇの粒子状物質含有量を減らす。【選択図】図１
2006037769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン排気経路に組み込んであるＮＯｘ還元触媒の上流側へ還元剤を添加し、排気中のＮＯｘの還元浄化を図る排気浄化装置の制御方法であって、触媒温度が所定の温度域を下回った際に、エンジン吸気経路へ送給する排気の再循環量を増加させ、触媒温度が所定の温度域を上回った際に、エンジン吸気経路へ送給する排気の再循環量を減少させ、これに加えて、エンジン負荷が高くなるときに、排気温度が下がるように燃料噴射を行ない、エンジン負荷が低くなるときに、排気温度が上がるように燃料噴射を行なうことを特徴とする排気浄化装置の制御方法。
【請求項２】
触媒温度が所定の温度域に達し且つエンジン負荷が低くなるときに、エンジン吸気経路へ送給する排気の再循環量を増加させ、排気温度が高くなるように燃料噴射を行なう請求項１に記載の排気浄化装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気浄化装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸素共存状態であっても選択的に窒素酸化物（ＮＯｘ）が還元剤と反応可能な選択還元触媒（ＮＯｘ還元触媒）を車両用ディーゼルエンジンの排気経路に組み込み、アンモニアよりも取り扱いが容易な尿素水を還元剤に用いてＮＯｘ排出濃度の低減を図るようにした排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
このような排気浄化装置は、ＮＯｘ還元触媒の上流側へ尿素水を添加するためのノズル（還元剤添加手段）を備え、触媒温度が約２００℃を上回る状態で尿素水を添加すると、当該尿素水がアンモニアと二酸化炭素に分解し、次いで、ＮＯｘ還元触媒とアンモニアにより排気に含まれているＮＯｘが還元処理される。
【０００４】
また、排気再循環（ＥＧＲ:Exhaust Gas Recirculation）を適用した過給機付内燃機関では、エンジン排気経路から分流した排気を、ＥＧＲクーラ（水冷方式の管形熱交換器）が組み込んであるＥＧＲ管路によりエンジン吸気経路へ送給し、燃焼温度の低下を図ってＮＯｘの発生を低減させている。
【特許文献１】特開２００２−１６１７３２号公報
【特許文献２】特表２００２−５１３１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の排気浄化装置では、市街地走行などによって排気温度が低くなると、還元触媒が活性温度に達しないためにＮＯｘの還元処理が不充分になることが想定される。
【０００６】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、ＮＯｘの還元処理が確実にできるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、エンジン排気経路に組み込んであるＮＯｘ還元触媒の上流側へ還元剤を添加し、排気中のＮＯｘの還元浄化を図る排気浄化装置の制御方法であって、触媒温度が所定の温度域を下回った際に、エンジン吸気経路へ送給する排気の再循環量を増加させ、触媒温度が所定の温度域を上回った際に、エンジン吸気経路へ送給する排気の再循環量を減少させ、これに加えて、エンジン負荷が高くなるときに、排気温度が下がるように燃料噴射を行ない、エンジン負荷が低くなるときに、排気温度が上がるように燃料噴射を行なう。
【０００８】
更に、触媒温度が所定の温度域に達し且つエンジン負荷が低くなるときに、エンジン吸気経路へ送給する排気の再循環量を増加させ、排気温度が高くなるように燃料噴射を行なう。
【０００９】
本発明においては、触媒温度が低く、ＮＯｘの還元処理に適していない場合は、排気の再循環量を増加させてエンジンが送出する排気のＮＯｘ含有量を減らす。
【００１０】
触媒温度が高い場合は、触媒によりＮＯｘを還元処理するとともに、排気の再循環量を減少させてエンジンが送出する排気の粒子状物質含有量を減らす。
【００１１】
エンジン負荷が低くなることが見込まれるときは、燃料噴射を補正して排気温度を上げ、触媒がＮＯｘの還元処理に適した温度に保たれるようにする。
【００１２】
エンジン負荷が高くなることが見込まれるときは、燃料噴射を補正して排気温度を下げ、エンジンが送出する排気の粒子状物質含有量を減らす。
【００１３】
触媒温度が所定の温度域に達し且つエンジン負荷が低くなることが見込まれるときは、排気の再循環量を増加させてエンジンが送出する排気のＮＯｘ含有量を減らし、燃料噴射を補正して排気温度を上げ、触媒がＮＯｘの還元処理に適した温度に保たれるようにする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の排気浄化装置の制御方法によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。
【００１５】
（１）触媒温度が低い場合は、排気の再循環量を増加させてエンジンが送出する排気のＮＯｘ含有量を減らすので、市街地走行時にもＮＯｘの放出を抑制することができる。
【００１６】
（２）触媒温度が高く、触媒によるＮＯｘの還元処理が可能な場合は、排気の再循環量を減少させるので、排気の粒子状物質含有量を減らすことができ、燃費の向上も図れる。
【００１７】
（３）エンジン負荷が低くなることが見込まれる場合には、燃料噴射の補正により排気温度を上げて触媒をＮＯｘの還元処理に適した温度に保ち、エンジン負荷が高くなることが見込まれる場合には、燃料噴射の補正により排気温度を下げてエンジンが送出する排気の粒子状物質含有量を減らすので、エンジンが過渡状態であっても排気の浄化を時間遅れなく達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１乃至図３は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、ディーゼルエンジン１の排気Ｇをタービン２の作動流体にしてコンプレッサ３を駆動するターボチャージャ４と、エアクリーナ５を通過してコンプレッサ３により圧縮された吸気Ａをディーゼルエンジン１へ送給する吸気経路６と、当該ディーゼルエンジン１の排気経路７のタービン２よりも上流側（排気マニホールド）から吸気経路６のコンプレッサ３よりも下流側へ至るＥＧＲ管路８と、制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）９とを有している。
【００２０】
タービン２のノズルベーンの開度は、アクチュエータ（図示せず）によって調整でき、例えば、一定の排気Ｇの流入量に対してノズルベーンの開度を拡げた場合には、排気Ｇの流速が下がってタービン２の回転数が低くなり、コンプレッサ３の吸気Ａの吸い込み量が減る。
【００２１】
また、一定の排気Ｇの流入量に対してノズルベーンの開度を狭めた場合には、排気Ｇの流速が上がってタービン２の回転数が高くなり、コンプレッサ３の吸気Ａの吸い込み量が増す。
【００２２】
吸気経路６には、コンプレッサ３が圧縮した吸気Ａを冷却するためのインタクーラ１０が組み込んであり、エアクリーナ５とコンプレッサ３の吸気導入口との間には、吸気Ａの流量を調整するための吸気絞り弁１１が組み込んである。
【００２３】
排気経路７には、排気Ｇの流量を調整するための排気絞り弁１２、排気Ｇに尿素水Ｕを噴霧する添加ノズル１３、及びＮＯｘ還元触媒１４が直列に組み込んであり、当該ＮＯｘ還元触媒１４の入口側と出口側には、温度センサ１５，１６が設けてある。
【００２４】
また、添加ノズル１３には、タンク１７に貯留してある尿素水Ｕを吸引送出するポンプ１８が、電磁弁１９を介して接続されている。
【００２５】
更に、ＥＧＲ管路８には、排気Ｇを冷却するためのＥＧＲクーラ２０と排気Ｇの流量を調整するためのＥＧＲバルブ２１が直列に組み込んであり、当該ＥＧＲバルブ２１、前記吸気絞り弁１１、及び排気絞り弁１２は、いずれもアクチュエータ（図示せず）によって開度調整ができるように構成してある。
【００２６】
ディーゼルエンジン１が稼動状態であるとき、排気Ｇの大部分はタービン２へ流入してコンプレッサ３を駆動した後、ＮＯｘ還元触媒１４を経て大気中に放出される。
【００２７】
エアクリーナ５からコンプレッサ３に流入して圧縮された吸気Ａは、インタクーラ１０を通ってディーゼルエンジン１へ送給され、これと同時に排気Ｇの一部がＥＧＲ管路８へ流入し、ＥＧＲクーラ２０により冷却され且つＥＧＲバルブ２１で流量調整が行なわれた排気Ｇがディーゼルエンジン１へ送給される。
【００２８】
吸気絞り弁１１、排気絞り弁１２、ＥＧＲバルブ２１の開度は、アクチュエータ（図示せず）によって調整でき、ＥＧＲバルブ２１の開度を拡げた状態とし、吸気絞り弁１１、あるいは排気絞り弁１２の少なくとも一方の開度を狭めると、排気ＧがＥＧＲ管路８からディーゼルエンジン１に送給されやすくなる。
【００２９】
制御ユニット９は、ＮＯｘの還元処理に適した温度域Ｔに対する現在の触媒温度の状況を見定めるフラグ判定機能Ｔｃと、アクセル開度、エンジン回転数、燃料噴射量などの情報に基づいてエンジン負荷の変動を見定めるフラグ判定機能Ｌｃを具備し、これらの判定結果に応じて排気Ｇの再循環量を調整する操作、並びに排気温度を調整する操作を実行するように構成してある。
【００３０】
排気Ｇの再循環量の調整操作は、ＥＧＲバルブ２１の開度補正、吸気絞り弁１１と排気絞り弁１２の絞り制御、ターボチャージャ４の吸気増減制御で対処し、また、排気温度の調整操作は、燃料噴射圧の増減補正、並びに噴射時期補正で対処する。
【００３１】
触媒温度が温度域Ｔを下回っている場合は、ＥＧＲバルブ２１の開度を拡げて排気Ｇの再循環量を増加させ、ディーゼルエンジン１が送出する排気ＧのＮＯｘ含有量を減らしてＮＯｘ還元触媒１４の還元処理能力を補完する。
【００３２】
次いで、エンジン負荷が高くなることが見込まれるときは、燃料噴射圧の増補正と噴射時期補正とにより排気温度を下げ、ディーゼルエンジン１が送出する排気Ｇの粒子状物質含有量を減らし、また、エンジン負荷が低くなることが見込まれるときは、燃料噴射圧の減補正と噴射時期補正とにより排気温度を上げ、ＮＯｘ還元触媒１４がＮＯｘの還元処理に適した温度域Ｔに保たれるようにする。
【００３３】
更に、吸気絞り弁１１と排気絞り弁１２の絞り制御、及びターボチャージャ４の吸気減制御を実行し、排気ＧがＥＧＲ管路８からディーゼルエンジン１に送給されやすい状態とする。
【００３４】
つまり、ＮＯｘ還元触媒１４で低温で且つディーゼルエンジン１が過渡状態であっても排気Ｇの浄化を時間遅れなく達成することができる。
【００３５】
触媒温度が温度域Ｔを上回っている場合は、ＮＯｘ還元触媒１４によってＮＯｘの還元処理を行なうとともに、ＥＧＲバルブ２１の開度を狭めて排気Ｇの再循環量を減少させ、ディーゼルエンジン１が送出する排気Ｇの粒子状物質含有量を減らす。
【００３６】
次いで、エンジン負荷が高くなることが見込まれるときは、燃料噴射圧の増補正と噴射時期補正とにより排気温度を下げ、ディーゼルエンジン１が送出する排気Ｇの粒子状物質含有量を減らし、また、エンジン負荷が低くなることが見込まれるときは、燃料噴射圧の減補正と噴射時期補正とにより排気温度を上げ、ＮＯｘ還元触媒１４がＮＯｘの還元処理に適した温度域Ｔに保たれるようにする。
【００３７】
更に、ターボチャージャ４の吸気増制御を実行して、排気温度の過昇温を抑制する。
【００３８】
つまり、ＮＯｘ還元触媒１４が高温で且つディーゼルエンジン１が過渡状態であっても排気Ｇの浄化を時間遅れなく達成することができる。
【００３９】
触媒温度が温度域Ｔに達し且つエンジン負荷が低くなることが見込まれるときは、前述の触媒温度が温度域Ｔを下回った場合と同様に、ＥＧＲバルブ２１の開度を拡げて排気Ｇの再循環量を増加させ、ディーゼルエンジン１が送出する排気ＧのＮＯｘ含有量を減らす。
【００４０】
次いで、燃料噴射圧の減補正と噴射時期補正とにより排気温度を上げ、ＮＯｘ還元触媒１４がＮＯｘの還元処理に適した温度域Ｔに保たれるようにする。
【００４１】
更に、吸気絞り弁１１と排気絞り弁１２の絞り制御、及びターボチャージャ４の吸気減制御を実行し、排気ＧがＥＧＲ管路８からディーゼルエンジン１に送給されやすい状態とする。
【００４２】
つまり、ＮＯｘ還元触媒１４が適温で且つディーゼルエンジン１が過渡状態であっても排気Ｇの浄化を時間遅れなく達成することができる。
【００４３】
なお、本発明の排気浄化装置の制御方法は、上述した実施の形態だけに特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の排気浄化装置の制御方法は、様々な車種に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の対象となる排気浄化装置の一例を示す概念図である。
【図２】図１における制御ユニットのフローチャートである。
【図３】触媒温度とＮＯｘ低減率の関係を示す線図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    ディーゼルエンジン
６    吸気経路
７    排気経路
１４  ＮＯｘ還元触媒
Ｇ    排気
Ｕ    尿素水（還元剤）
【図１】
2006037769.tif 000003
【図２】
2006037769.tif 000004
【図３】
2006037769.tif 000005