(57)【要約】【課題】  ＨＣの供給によるパティキュレートフィルタの強制再生中に酸化触媒の温度が低下しても、白煙が生じることのない排気浄化装置を提供する。【解決手段】  パティキュレートフィルタ（３２）と、パティキュレートフィルタ（３２）の上流側に配設またはパティキュレートフィルタ（３２）に担持された酸化触媒（３０）と、酸化触媒（３０）に導入される排気中にＨＣを供給し、酸化触媒（３０）によるＨＣの酸化反応熱によりパティキュレートフィルタ（３２）を昇温することにより、パティキュレートフィルタ（３２）の再生を行う再生制御手段（４２）とを備えた排気浄化装置において、再生制御手段（４２）は、パティキュレートフィルタ（３２）の再生を行っているときに、酸化触媒（３０）の入口側温度が所定温度以下に低下すると、再生のためのＨＣの供給を中止する。【選択図】      図１
2006274907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に配置され、排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタの上流側に配設または前記パティキュレートフィルタに担持された酸化触媒と、前記酸化触媒に導入される排気中にＨＣを供給し、前記酸化触媒による前記ＨＣの酸化反応熱により前記パティキュレートフィルタを昇温することにより、前記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートを焼却して前記パティキュレートフィルタの再生を行う再生制御手段とを備えた排気浄化装置において、
前記酸化触媒の入口側温度を検出する触媒入口温度検出手段を備え、
前記再生制御手段は、前記再生を行っているときに、前記触媒入口温度検出手段によって検出された前記酸化触媒の入口側温度が所定温度以下に低下すると、前記再生のための前記ＨＣの供給を中止することを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
前記再生制御手段は、前記触媒入口温度検出手段によって検出された前記酸化触媒の入口側温度が前記酸化触媒の活性化温度より低く設定された所定温度以下に低下すると、前記再生のための前記ＨＣの供給を中止することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記再生制御手段は、前記エンジンの気筒内への主噴射の後の膨張行程または排気行程に燃料を噴射するポスト噴射を実行することにより、前記酸化触媒に導入される排気中にＨＣを供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記排気通路に設けられ、前記酸化触媒に導入される排気中に燃料を添加する燃料添加弁を更に備え、
前記再生制御手段は、前記燃料添加弁を制御して前記酸化触媒に導入される排気中にＨＣを供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気浄化装置に関し、より詳しくはエンジンの排気中に含まれるパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタを備えた排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディーゼルエンジン等のエンジンの排気通路にパティキュレートフィルタを設け、エンジンから排出される排気中に含まれるパティキュレートをパティキュレートフィルタで捕集し、大気中にパティキュレートが放出されないようにする技術が知られている。
このようなパティキュレートフィルタでは、捕集したパティキュレートがパティキュレートフィルタ内に堆積することにより、次第に排気抵抗が増大するため、パティキュレートの堆積量が所定量に達したら、何らかの方法でパティキュレートを強制的に焼却してパティキュレートフィルタを再生する、即ちパティキュレートフィルタを強制再生する必要がある。
【０００３】
パティキュレートフィルタの強制再生の方法としては、パティキュレートフィルタの上流側に酸化触媒を配置するか、或いはパティキュレートフィルタに酸化触媒を担持させ、エンジンの膨張行程や排気行程で気筒内に燃料を噴射するポスト噴射を実行して排気通路にＨＣを供給することにより、酸化触媒でのＨＣの酸化反応熱によって排気温度を上昇させることが知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
特許文献１の排気浄化装置では、このようなパティキュレートフィルタの強制再生を行う際に、酸化触媒の温度が十分上昇していないうちにポスト噴射を行うと、酸化触媒の酸化能力が不足して白煙が発生してしまうので、酸化触媒の温度が活性化温度に達していない場合は、酸化触媒の昇温制御が行われる。酸化触媒の昇温制御では、エンジンの膨張行程終期よりも比較的早期に追加の燃料噴射を行い、追加燃料が気筒内の高温の燃焼ガスと混合して排気ポートや排気マニホールド内で燃焼することにより、高温の排気が酸化触媒に供給されて、酸化触媒の温度が上昇する。
【特許文献１】特開平７−２５９５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の排気浄化装置では、パティキュレートフィルタ下流側に設けられた温度センサの検出値に基づき、酸化触媒が活性化温度に達したか否かを判断している。
ところが、ポスト噴射によりパティキュレートフィルタの強制再生を実施しているときに、例えばアクセルペダルの踏み込みが解除されて、エンジンの各気筒への主噴射が停止されたような場合、主噴射による燃焼がなくなることにより温度の低い排気が酸化触媒に導入されるため、酸化触媒の入口側の温度の方が出口側の温度より低くなる。この結果、パティキュレートフィルタ下流側に設けられた温度センサでは酸化触媒の活性化温度より高い温度が検出されて、ポスト噴射が引き続き行われるにもかかわらず、酸化触媒は入口側から活性化温度以下の温度に低下することにより、ポスト噴射によって供給されたＨＣの酸化反応が不十分となって白煙が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＨＣの供給によるパティキュレートフィルタの強制再生中に酸化触媒の温度が低下しても、白煙が生じることのない排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の排気浄化装置は、エンジンの排気通路に配置され、排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタの上流側に配設または前記パティキュレートフィルタに担持された酸化触媒と、前記酸化触媒に導入される排気中にＨＣを供給し、前記酸化触媒による前記ＨＣの酸化反応熱により前記パティキュレートフィルタを昇温することにより、前記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートを焼却して前記パティキュレートフィルタの再生を行う再生制御手段とを備えた排気浄化装置において、前記酸化触媒の入口側温度を検出する触媒入口温度検出手段を備え、前記再生制御手段は、前記再生を行っているときに、前記触媒入口温度検出手段によって検出された前記酸化触媒の入口側温度が所定温度以下に低下すると、前記再生のための前記ＨＣの供給を中止することを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
具体的には、前記再生制御手段は、前記触媒入口温度検出手段によって検出された前記酸化触媒の入口側温度が前記酸化触媒の活性化温度より低く設定された所定温度以下に低下すると、前記再生のための前記ＨＣの供給を中止することを特徴とする（請求項２）。
より具体的には、前記再生制御手段は、前記エンジンの気筒内への主噴射の後の膨張行程または排気行程に燃料を噴射するポスト噴射を実行することにより、前記酸化触媒に導入される排気中にＨＣを供給することを特徴とする（請求項３）。
【０００９】
或いは、前記排気通路に設けられ、前記酸化触媒に導入される排気中に燃料を添加する燃料添加弁を更に備え、前記再生制御手段は、前記燃料添加弁を制御して前記酸化触媒に導入される排気中にＨＣを供給することを特徴とする（請求項４）。
請求項１乃至４の排気浄化装置によれば、酸化触媒に導入される排気中にＨＣを供給して、酸化触媒によるＨＣの酸化反応熱によりパティキュレートフィルタを昇温し、パティキュレートフィルタの再生を行っているときに、酸化触媒の入口側温度が所定温度以下に低下すると、再生制御手段がパティキュレートフィルタを昇温して再生を行うためのＨＣの供給を禁止する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１乃至４の排気浄化装置によれば、酸化触媒の入口側温度が所定温度以下に低下すると、酸化触媒によるＨＣの酸化反応熱を利用したパティキュレートフィルタの再生のためのＨＣの供給が禁止されるので、酸化触媒の温度低下によってＨＣの酸化反応が不十分となり白煙が発生するという問題を防止することが可能となる。
また、ＨＣの酸化反応が不十分となる前にポスト噴射が中止されるので、酸化反応が不十分となって酸化触媒やパティキュレートフィルタに残留したＨＣが、ポスト噴射の再開によって排気温度が上昇したときに急激に酸化して、酸化触媒やパティキュレートフィルタが過昇温となるといった問題の発生を防止することができる。
【００１１】
特に請求項２の排気浄化装置では、酸化触媒の入口側温度が酸化触媒の活性化温度より低く設定された所定温度以下に低下すると、酸化触媒によるＨＣの酸化反応熱を利用したパティキュレートフィルタの再生のためのＨＣの供給を禁止するようにしたので、ＨＣの酸化反応が不十分となって白煙が発生する限界の温度まではパティキュレートフィルタの再生を継続しつつ、更に温度が低下するとＨＣの供給を禁止して白煙の発生が防止され、パティキュレートフィルタの再生効率を低下させることなく白煙の発生を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の１実施形態に係る排気浄化装置が適用される４気筒のディーゼルエンジン（以下、エンジンという）のシステム構成図を示しており、図１に基づき本発明に係る排気浄化装置の構成を説明する。
エンジン１は各気筒共通の高圧蓄圧室（以下コモンレールという）２を備えており、コモンレール２に蓄えられた高圧の軽油を各気筒に設けられたインジェクタ４に供給し、各インジェクタ４からそれぞれの気筒内に軽油が噴射される。
【００１３】
吸気通路６にはターボチャージャ８が装備されており、図示しないエアクリーナから吸入された吸気は、吸気通路６からターボチャージャ８のコンプレッサ８ａへと流入し、コンプレッサ８ａで過給された吸気はインタークーラ１０及び吸気制御弁１２を介して吸気マニホールド１４に導入される。また、吸気通路６のコンプレッサ８ａより上流側には、エンジン１への吸入空気流量を検出するための吸気流量センサ１６が設けられている。
【００１４】
一方、エンジン１の各気筒から排気が排出される排気ポート（図示せず）は、排気マニホールド１８を介して排気管（排気通路）２０に接続されている。なお、排気マニホールド１８と吸気マニホールド１４との間には、ＥＧＲ弁２２を介して排気マニホールド２４と吸気マニホールド１４とを連通するＥＧＲ通路２４が設けられている。
排気管２０はターボチャージャ８のタービン８ｂを経た後、排気絞り弁２６を介して排気後処理装置２８に接続されている。また、タービン８ｂはコンプレッサ８ａと連結されており、排気管２０内を流動する排気を受けてコンプレッサ８ａを駆動する。
【００１５】
排気後処理装置２８は、ケーシング内の上流側に酸化触媒３０が収容されると共に、この酸化触媒３０の下流側には、排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ（以下フィルタという）３２が収容されている。
酸化触媒３０は、排気中のＮＯを酸化させてＮＯ2を生成し、このＮＯ2を酸化剤としてフィルタ３２に供給するものである。また、フィルタ３２は、ハニカム型のセラミック担体からなり、上流側と下流側とを連通する通路が多数並設されると共に、通路の上流側開口と下流側開口とが交互に閉鎖されている。
【００１６】
フィルタ３２に捕集され堆積しているパティキュレートは、酸化触媒３０から供給されたＮＯ2と反応して燃焼し、フィルタ３２の連続再生が行われるようになっている。
酸化触媒３０の入口側には、酸化触媒３０の入口側温度を検出する触媒温度センサ（触媒入口温度検出手段）３４が設けられ、フィルタ３２入口側には、フィルタ３２の入口側温度を検出するフィルタ温度センサ３６と、フィルタ３２上流側の排気圧力を検出する上流圧力センサ３８とが設けられている。また、フィルタ３２の下流側には、フィルタ３２下流側の排気圧力を検出する下流圧力センサ４０が設けられている。
【００１７】
ＥＣＵ４２は、エンジン１を含め、本発明に係る排気浄化装置の総合的な制御を行うための制御装置であり、ＣＰＵ、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、様々な制御量の演算を行うと共に、その制御量に基づき各種デバイスの制御を行っている。
ＥＣＵ４２の入力側には、各種制御に必要な情報を収集するため、上述した吸気流量センサ１６、触媒温度センサ３４、フィルタ温度センサ３６、上流圧力センサ３８、下流圧力センサ４０のほか、エンジン回転数を検出する回転数センサ４４、及びアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ４６などの各種センサ類が接続されており、出力側には演算した制御量に基づき制御が行われる各気筒のインジェクタ４、吸気制御弁１２、ＥＧＲ弁２２、及び排気絞り弁２６などの各種デバイス類が接続されている。
【００１８】
エンジン１の各気筒への燃料供給量の演算、及び演算した燃料供給量に基づくインジェクタ４からの燃料供給制御もＥＣＵ４２によって行われる。エンジン１の運転に必要な燃料供給量（主噴射量）は、回転数センサ４４によって検出されたエンジン回転数とアクセル開度センサ４６によって検出されたアクセル開度とに基づき、予め記憶しているマップから読み出して決定する。各気筒に供給される燃料の量は、インジェクタ４の開弁時間によって調整され、決定された燃料量に対応した駆動時間で各インジェクタ４が開弁駆動され、各気筒に主噴射が行われることにより、エンジン１の運転に必要な燃料量が供給される。
【００１９】
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、酸化触媒３０を用いた連続再生により、フィルタ３２に堆積したパティキュレートの焼却除去が行われるが、エンジン１の排気温度が低い運転状態、例えば低速、低負荷運転などでは排気温度が酸化触媒３０の活性化温度まで上昇せず、排気中のＮＯが酸化されずに連続再生が行われない場合がある。このような状態が継続すると、フィルタ３２内にパティキュレートが過剰に堆積し、フィルタ３２が目詰まりを起こすおそれがあるため、フィルタ３２におけるパティキュレートの堆積状況に応じて、適宜強制再生が行われる。
【００２０】
この強制再生制御は、図２に示すフローチャートに従い、所定の制御周期でＥＣＵ４２によって行われる。即ち、ＥＣＵ４２が再生制御手段に相当する。ＥＣＵ４２は、回転数センサ４４、触媒温度センサ３４、フィルタ温度センサ３６、上流圧力センサ３８、下流圧力センサ４０、及び吸気流量センサ１６からの検出信号を受け、これら検出信号に基づき、フィルタ３２の強制再生が必要であると判断すると、酸化触媒３０を昇温して活性化させた後、エンジン１の排気行程で気筒内に燃料を噴射するポスト噴射を実行して排気内にＨＣを供給することにより、酸化触媒３０でのＨＣの酸化反応熱によって排気温度を上昇させ、フィルタ３２の強制再生を行う。
【００２１】
このようにしてＥＣＵ４２によって行われる強制再生制御の詳細について、図２のフローチャートに基づき以下に説明する。
まず、ステップＳ２において、強制再生フラグＦ１の値が１であるか否かを判定する。強制再生フラグＦ１は強制再生を実行中であるか否かを示すものであり、値が１であると強制再生を実行中であり、値が０であると強制再生を実行していないことを示す。強制再生フラグＦ１の初期設定値は０となっており、最初の制御周期ではステップＳ２からステップＳ４へと進む。
【００２２】
ステップＳ４では、フィルタ３２の強制再生が必要であるか否かの判断がなされる。具体的には、上流圧力センサ３８と下流圧力センサ４０の検出値から求めたフィルタ３２前後の差圧と、吸気流量センサ１６の検出値から算出したフィルタ３２への排気流量とに基づき、フィルタ３２へのパティキュレートの堆積量ＰＭを推定し、この推定堆積量ＰＭが強制再生開始判定値ＰＭ１以上である場合に、強制再生が必要であると判断している。
【００２３】
ステップＳ４で強制再生が必要であると判断した場合にはステップＳ６に進み、強制再生フラグＦ１の値を１とし、強制再生フラグＦ１が強制再生実行中であることを示すように変更する。一方、パティキュレートの推定堆積量ＰＭが強制再生開始判定値ＰＭ１未満である場合は、現時点での強制再生が不要であると判定し、この制御周期を終了し、次の制御周期において再びステップＳ２から処理を行う。
【００２４】
ステップＳ４で強制再生が必要であると判断してステップＳ６に進み、更にステップＳ８に進むと、触媒活性化フラグＦ２の値が１であるか否かを判定する。触媒活性化フラグＦ２は酸化触媒３０が活性化しているか否かを示すものであり、値が１であると活性化しており、値が０であると活性化していないことを示す。触媒活性化フラグＦ２の初期設定値は０となっており、最初の制御周期ではステップＳ８からステップＳ１０へと進む。
【００２５】
ステップＳ１０では、触媒温度センサ３４の検出値Ｔｃに基づき、酸化触媒３０の温度が活性化温度として例えば２５０℃以上となって、酸化触媒３０が活性化しているか否かを判定する。
触媒温度センサ３４の検出値Ｔｃが２５０℃未満であり、酸化触媒３０が活性化していないと判断すると、ステップＳ１２に進んで、エンジン１を運転するための主噴射が行われているか否かを判定する。
【００２６】
ステップＳ１２で、ＥＣＵ４２内の制御信号に基づき、主噴射が行われていない、即ち無噴射の状態であるとと判定すると、今回の制御周期を終了する一方、主噴射が行われていると判定した場合には、ステップＳ１４に進んで酸化触媒３０の昇温制御を行う。
この昇温制御は、各気筒の膨張行程において第１の追加燃料噴射を行うことにより、追加燃料が気筒内の高温の燃焼ガスと混合して排気ポートや排気マニホールド１８内で燃焼し、高温の排気が酸化触媒３０に供給されることにより、酸化触媒３０を昇温するものである。
【００２７】
従って、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合などのように、主噴射が行われていない状態では、気筒内から高温の燃焼ガスを供給することができないため、ステップＳ１２に無噴射と判定した場合はステップＳ１４の昇温制御を行わずに今回の制御周期を終了するのである。そして、無噴射の状態が継続する間は、次の制御周期で再びステップＳ２から処理が開始される。このときには、強制再生フラグＦ１の値が既に１となっているので、ステップＳ２からステップＳ８へ進むが、触媒活性化フラグＦ２の値は依然として０のままであるので、ステップＳ８からステップＳ１０を経てステップＳ１２に進む。
【００２８】
一方、ステップＳ１２で主噴射が行われており無噴射状態ではないと判定して、ステップＳ１４に進んだ場合には、酸化触媒３０の昇温制御が行われる。即ち、吸気制御弁１６及び排気絞り弁３０が閉方向に制御されると共に、各気筒の膨張行程において第１の追加燃料噴射が行われる。第１の追加燃料の噴射タイミングは、膨張行程終期よりも比較的早期であって、このようなタイミングで追加燃料を気筒内に噴射することにより、前述したように、第１の追加燃料が気筒内の高温の燃焼ガスと混合して排気ポートや排気マニホールド１８内で燃焼し、高温の排気が酸化触媒３０に供給されることにより、酸化触媒３０の温度が上昇する。
【００２９】
ステップＳ１４で酸化触媒３０の昇温制御を行うと今回の制御周期を終え、次の制御周期で再びステップＳ２からの処理を行う。このとき、強制再生フラグＦ１の値は既に１となっているので、ステップＳ２からステップＳ８へ進むが、触媒活性化フラグＦ２の値は依然として０のままであるので、ステップＳ８からステップＳ１０に進み、酸化触媒３０の温度が２５０℃以上となって、酸化触媒３０が活性化しているか否かを再び判定する。従って、主噴射が行われている場合には、ステップＳ１４における第１の追加燃料の噴射により酸化触媒３０が活性化温度に達するまで、ステップＳ２からステップＳ１４の処理が制御周期毎に繰り返されることになる。
【００３０】
このようにして第１の追加燃料の噴射が繰り返され、触媒温度センサ３４によって検出された酸化触媒３０の入口側温度Ｔｃが２５０℃以上になると、ステップＳ１０からステップＳ１６へ進み、触媒活性化フラグＦ２の値を１とした後、ステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８では、フィルタ温度センサ３６の検出値に基づき、フィルタ３２の入口側温度Ｔｆが所定温度以上であるか否かが判定される。この所定温度は、フィルタ３２でパティキュレートが最も効率よく燃焼する温度であり、本実施形態では６００℃を所定温度としている。
【００３１】
ステップＳ１８でフィルタ３２の入口側温度Ｔｆが６００℃以上であると判定するとステップＳ２０に進み、入口側温度Ｔｆが６００℃未満であると判定するとステップＳ２２に進む。
ステップＳ２０及びＳ２２は、フィルタ３２の入口側温度Ｔｆを６００℃に維持するように、排気行程でインジェクタ４から第２の追加燃料を各気筒に噴射するポスト噴射を実行するものである。このような噴射タイミングで第２の追加燃料が各気筒に噴射されることにより、第２の追加燃料は気筒内や排気マニホールド１８内で燃焼することなく酸化触媒３０に達し、活性化温度にある酸化触媒３０及びフィルタ３２で燃焼する。この燃焼によりフィルタ３２の入口側温度Ｔｆが６００℃まで上昇し、フィルタ３２に堆積したパティキュレートが焼却される。
【００３２】
第２の追加燃料はエンジン回転数と主噴射量（負荷）とをパラメータとするマップに記憶されており、このマップは第２の追加燃料噴射量が比較的多めに設定された増量マップと、比較的少なめに設定された減量マップの２種類が用意されている。そして、ステップＳ２０では入口側温度Ｔｆが６００℃以上あるため、減量マップを用いて第２の追加燃料を噴射し、ステップＳ２２では入口側温度Ｔｆが６００℃未満であるため、増量マップを用いて第２の追加燃料を噴射する。これによってフィルタ３２の入口側温度Ｔｆが６００℃に維持される。
【００３３】
ステップＳ２０又はＳ２２でポスト噴射を実行すると、ステップＳ２４に進み、フィルタ３２の強制再生が完了したか否かの判断がなされる。具体的には、上流圧力センサ３８と下流圧力センサ４０の検出値から求めたフィルタ３２前後の差圧と、吸気流量センサ１６の検出値から算出したフィルタ３２への排気流量とに基づき、フィルタ３２へのパティキュレートの堆積量ＰＭを推定し、この推定堆積量ＰＭが強制再生終了判定値ＰＭ２以下である場合に、強制再生が完了したと判断している。
【００３４】
強制再生を開始した直後は、パティキュレートの推定堆積量ＰＭが強制再生終了判定値ＰＭ２より大であるので、今回の制御周期ではステップＳ２４で処理が終了し、次の制御周期で再びステップＳ２から処理が開始される。このとき、強制再生フラグＦ１の値は既に１となっているので、ステップＳ２からステップＳ８へ進むが、触媒活性化フラグＦ２の値も既に１となっているので、ステップＳ８からステップＳ３０に処理が進む。
【００３５】
ステップＳ３０では、触媒温度センサ３４の検出値Ｔｃに基づき、酸化触媒３０の入口側温度が２００℃以下であるか否かを判定する。フィルタ３２の強制再生中に主噴射が行われている場合には、各気筒から排出される排気の温度が高く、酸化触媒３０の入口側温度は２５０℃以上になっているので、ステップＳ３０からステップＳ１８に進み、前述したように、フィルタ３２の入口側温度Ｔｆを６００℃に維持するためのフィルタ昇温制御が行われる。このときには、ステップＳ２４で再びパティキュレートの推定堆積量ＰＭが強制再生終了判定値ＰＭ２以下になったか否かが判定され、推定堆積量ＰＭが強制再生終了判定値ＰＭ２より大であれば今回の制御周期が終了する。
【００３６】
従って、フィルタ３２の強制再生中に主噴射が行われている場合には、ステップＳ２から、ステップＳ８及びステップＳ３０を経てステップＳ１８乃至Ｓ２２で第２の追加燃料によるポスト噴射が行われ、フィルタ３２の強制再生が継続されることになる。
一方、フィルタ３２の強制再生中に、アクセルペダルの踏み込みが解除されるなどして主噴射が行われなくなると、各気筒では主噴射による燃料の燃焼が行われないために排気温度が低下する。このようにして温度が低下した排気が酸化触媒３０に流入すると、酸化触媒３０の温度が徐々に低下していく。この結果、触媒温度センサ３４によって検出された酸化触媒３０の入口側温度Ｔｃが２００℃以下になると、ステップＳ３０からステップＳ１８には進まずに、ステップＳ３２に進み、触媒活性化フラグＦ２の値を０にして今回の制御周期を終了する。
【００３７】
このように、フィルタ３２の強制再生中に酸化触媒３０の入口側温度Ｔｃが２００度以下に低下すると、ステップＳ１８乃至Ｓ２２には進まず、ポスト噴射が中止される。これにより、酸化触媒３０が活性化していない状態でポスト噴射によって酸化触媒３０に供給されたＨＣの酸化反応が不十分となって白煙が発生するという不具合が防止される。
なお、ステップＳ３０では、酸化触媒３０の活性化温度である２５０℃より低い２００度以下となったときに、ステップＳ１８に進まないようにしてポスト噴射を中止するようにしている。これは、酸化触媒３０の入口側温度Ｔｃが活性化温度の２５０度以下となっても、酸化触媒３０の内部の温度はそれよりも幾分高温であり、ある程度はポスト噴射を継続しても、ＨＣの酸化反応を持続させることが可能であり、白煙が発生しない状態を維持できるからである。即ち、白煙が発生しない限界の温度まではポスト噴射を継続して強制再生を続行することによって、効率よくフィルタ３２の強制再生を行うと共に、白煙の発生も防止するようにしている。なお、本実施形態では白煙が発生しない下限温度を２００℃としているが、酸化触媒３０やエンジン１の特性などに応じ、予め実験等によって得られた最適な温度が適用される。
【００３８】
また、このようにＨＣの酸化反応が不十分となる前にポスト噴射が中止されるので、酸化反応が不十分となって酸化触媒３０やフィルタ３２に残留したＨＣが、ポスト噴射の再開によって排気温度が上昇したときに急激に酸化してフィルタ３２が過昇温となるといった問題の発生を防止することができる。
こうしてステップＳ３２で触媒活性化フラグＦ２の値を０として今回の制御周期を終了した後、次の制御周期で再びステップＳ２から処理が開始されると、強制再生フラグＦ１の値は１のままであるのでステップＳ８に進み、触媒活性化フラグＦ２の値が０となったことからステップＳ８からステップＳ１０に処理が進む。
【００３９】
酸化触媒３０の入口側温度Ｔｃは、前述のように２００℃以下となっていることから、ステップＳ１０からステップＳ１２に進み、主噴射の行われていない無噴射状態であるか否かが判定される。依然として無噴射の状態であれば、前述したように第１の追加燃料噴射による触媒３０の昇温制御が行えないことから、そのまま今回の制御周期を終了するので、その次の制御周期以降でも、無噴射の状態が継続する限りはステップＳ２からステップＳ８を経てステップＳ１２の処理が繰り返されることになる。
【００４０】
そして、アクセルペダルが踏み込まれるなどして主噴射が再開すると、ステップＳ１２では無噴射状態にないと判定してステップＳ１４に進むので、前述したように、吸気制御弁１６及び排気絞り弁３０が閉方向に制御されると共に、各気筒の膨張行程において第１の追加燃料噴射が行われて酸化触媒３０の昇温制御が実行される。この結果、第１の追加燃料が、主噴射によって生じた気筒内の高温の燃焼ガスと混合して排気ポートや排気マニホールド１８内で燃焼し、高温の排気が酸化触媒３０に供給されることにより、酸化触媒３０の温度が再び上昇する。
【００４１】
このようにして酸化触媒３０の入口側温度Ｔｃが上昇し、活性化温度の２５０℃以上となると、ステップＳ１０からステップＳ１６に進むようになり、ステップＳ１６で触媒活性化フラグＦ２の値を再び１とした後、前述したようにステップＳ１８乃至Ｓ２２の処理で第２の追加燃料によるポスト噴射が行われ、フィルタ３２の入口側温度Ｔｆが６００℃に調整されてフィルタ３２の強制再生が再開される。
【００４２】
こうしてフィルタ３２に堆積したパティキュレートが焼却され、ステップＳ２４においてパティキュレートの推定堆積量ＰＭが強制再生終了判定値ＰＭ２以下になったと判定すると、フィルタ３２の強制再生が完了したものとしてステップＳ２６に進み、強制再生フラグＦ１の値を０とし、更にステップＳ２８で触媒活性化フラグＦ２の値も０にリセットして今回の制御周期を終了する。
【００４３】
このようにして強制再生フラグＦ１の値が０になると、次の制御周期ではステップＳ２からステップＳ４へと進み、パティキュレートの推定堆積量ＰＭに基づき強制再生の要否を判定するので、再びフィルタ３２の強制再生が必要となるまでは、ステップＳ２とステップＳ４の処理が繰り返されることになる。
以上のようにして強制再生制御が行われることにより、フィルタ３２の強制再生中に酸化触媒３０の入口側温度Ｔｃが酸化触媒３０の活性化温度より低い２００度以下に低下するとポスト噴射が中止されるので、酸化触媒３０が活性化していない状態でポスト噴射によって酸化触媒３０に供給されたＨＣの酸化反応が不十分となって白煙が発生するという不具合が防止される。
【００４４】
また、酸化触媒３０の活性化温度である２５０℃より低い２００度以下となったときにポスト噴射を中止するようにしているので、白煙が発生しない限界の温度までは可能な限り強制再生を続行することで、効率よくフィルタ３２の強制再生を行うと共に、更に温度が低下したときに白煙の発生を防止することができる。
更に、ＨＣの酸化反応が不十分となる前にポスト噴射が中止されるので、酸化反応が不十分となって酸化触媒３０やフィルタ３２に残留したＨＣが、ポスト噴射の再開によって排気温度が上昇したときに急激に酸化してフィルタ３２が過昇温となるといった問題の発生を防止することができる。
【００４５】
以上で本発明の一実施形態に係る排気浄化装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態ではフィルタ３２の強制再生を行う際に、酸化触媒３０に導入される排気中へのＨＣの供給方法として、インジェクタ４によるポスト噴射を採用したが、排気中へのＨＣの供給はこれに限られるものではない。例えば、排気管２０や排気後処理装置２８内の酸化触媒３０の上流側に燃料を直接供給する燃料添加弁を設け、この燃料添加弁から排気中にＨＣを供給するようにしてもよい。この場合、強制再生制御におけるポスト噴射が燃料添加弁による燃料噴射に置き換わるだけで、図２のフローチャートに基づく制御内容に実質的な変更はない。
【００４６】
また、上記実施形態において、酸化触媒３０は排気後処理装置２８内にフィルタ３２とは別体に配置したが、酸化触媒をフィルタに担持させるようにしてもよい。この場合も酸化触媒を担持したフィルタの入口側温度が酸化触媒の活性化温度（例えば２５０℃）より低い所定温度（例えば２００℃）以下に低下したらポスト噴射を中止するようにすることで、白煙の発生を防止することができる。
【００４７】
更に、上記実施形態では、フィルタ３２の強制再生開始及び終了の判定を、フィルタ３２へのパティキュレートの推定堆積量ＰＭに基づき行ったが、これに限られるものではなく、フィルタ３２前後の排気圧力差に基づき行ってもよいし、前回の強制再生実施後のエンジン１への燃料供給量の積算値に基づいて行ってもよく、種々知られている方法を採用することが可能である。
【００４８】
また、上記実施形態では、酸化触媒３０の入口側の排気温度を検出する触媒温度センサ３４の検出値Ｔｃを、酸化触媒３０の入口側温度として用いたが、触媒温度センサ３４の検出値Ｔｃとフィルタ温度センサ３６の検出値Ｔｆとの加重平均値を酸化触媒３０の入口側温度として用いてもよい。この場合、入口側温度Ｔｃ’は下式によって求められる。なお、下式において、０＜ａ＜１である。
【００４９】
Ｔｃ’＝ａ・Ｔｃ＋（１−ａ）・Ｔｆ
最後に、上記実施形態はディーゼルエンジンの排気浄化装置に本発明を適用したものであったが、エンジン形式はこれに限定されるものではなく、フィルタを用いてパティキュレートの除去を行い、排気中へのＨＣの供給によりパティキュレートを焼却してフィルタの再生を行うエンジンであればどのようなものでも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の全体構成図である。
【図２】図１の排気浄化装置で行われる強制再生制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１  エンジン
３０  酸化触媒
３２  フィルタ（パティキュレートフィルタ）
３４  触媒温度センサ（触媒入口温度検出手段）
４２  ＥＣＵ（再生制御手段）
【図１】
2006274907.tif 000003
【図２】
2006274907.tif 000004