(57)【要約】      （修正有）【課題】ＤＰＦの再生効率を高くすることができる、ディーゼルエンジンの排気処理装置を提供する。【解決手段】制御手段は、ＤＰＦ上流側の排気温度が所定温度よりも高いＤＰＦ再生温度領域に入るように、ＤＰＦ再生手段によるＤＰＦ再生用燃料の供給Ｓ３を行い、ＤＰＦ上流側の排気温度がＤＰＦ再生温度領域に入っているＤＰＦ再生状態の積算時間が所定のＤＰＦ再生終了要求値に達し、ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値が所定値よりも高いＤＰＦ再生終了要求領域に入っている場合には、制御手段は、ＤＰＦ再生手段によるＤＰＦ再生用燃料の供給を停止Ｓ６させる。【選択図】図２
2011069325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路(１)にＤＰＦ(２)を配置し、排気(３)中のＰＭをＤＰＦ(２)で捕捉し、制御手段(４)は、ＤＰＦ(２)に堆積するＰＭのＰＭ増減推定値の積算に基づいて、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値を推定し、このＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至った場合には、制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給で、排気(３)中に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料を排気(３)中で燃焼させて、排気(３)を昇温させ、昇温した排気(３)の熱でＤＰＦ(２)に堆積したＰＭを焼却除去するようにした、ディーゼルエンジンの排気処理装置において、
制御手段(４)は、ＤＰＦ上流側の排気温度が所定温度よりも高いＤＰＦ再生温度領域に入るように、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給(Ｓ３)を行い、ＤＰＦ上流側の排気温度がＤＰＦ再生温度領域に入っているＤＰＦ再生状態の積算時間が所定のＤＰＦ再生終了要求値に達し、ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値が所定値よりも高いＤＰＦ再生終了要求領域に入っている場合には、制御手段(４)は、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給を停止(Ｓ６)させ、
ＤＰＦ再生用燃料の供給停止後の処理として、
制御手段(４)は、ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値に基づいて、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留推定値を推定(Ｓ７)し、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留推定値を次回のＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値の初期値として記憶(Ｓ８)し、
記憶したＰＭ堆積推定値の初期値にＤＰＦ(２)のＰＭ増減推定値を積算してＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値を推定(Ｓ１)するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値が所定値よりも低いためにＤＰＦ再生終了要求領域に入っていない場合には、所定の延長時間が経過するまで、制御手段(４)は、ＤＰＦ上流側の排気温度が所定温度よりも高いＤＰＦ再生温度領域に入るように、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給(Ｓ９)を行い、所定の延長時間が経過したことに基づいて、制御手段(４)は、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給を停止(Ｓ６)させ、
その後、制御手段(４)は、前記ＤＰＦ再生用燃料の供給停止後の処理と同様の処理を行うことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気処理装置に関し、詳しくは、ＤＰＦの再生効率を高くすることができる、ディーゼルエンジンの排気処理装置に関する。
この明細書及び特許請求の範囲の用語中、ＤＰＦはディーゼル・パティキュレート・フィルタ、ＤＯＣはディーゼル酸化触媒、ＰＭは排気中の粒子状物質の略称である。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの排気処理装置として、排気通路にＤＰＦを配置し、排気中のＰＭをＤＰＦで捕捉し、制御手段は、ＤＰＦに堆積するＰＭのＰＭ増減推定値の積算に基づいて、ＤＰＦのＰＭ堆積推定値を推定し、このＤＰＦのＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至った場合には、制御手段がＤＰＦ再生手段によるＤＰＦ再生用燃料の供給で、排気中に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料を排気中で燃焼させて、排気を昇温させ、昇温した排気の熱でＤＰＦに堆積したＰＭを焼却除去するようにしたものがある(特許文献１参照)。
この種のディーゼルエンジンの排気処理装置によれば、ＤＰＦ再生用燃料の供給でＤＰＦを再生することができる利点がある。
しかし、この従来技術の明細書の段落「００４８」では、ＤＰＦ再生用燃料の供給(ポスト供給)を停止した後、ＤＰＦのＰＭ堆積推定値(積算値)を初期値の０にするため、問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
《問題》  ＤＰＦの再生効率が低い。
ＤＰＦ再生用燃料の供給(ポスト供給)を停止した後、ＤＰＦのＰＭ堆積推定値(積算値)を初期値の０にするためには、ＤＰＦのＰＭ残留量が０になるまで、ＰＭの焼却除去を継続する必要があるが、ＰＭの焼却除去速度は、ＤＰＦのＰＭ残留量が少なくなるにつれて遅くなるため、ＤＰＦの再生効率が低くなる。
【０００５】
本発明の課題は、ＤＰＦの再生効率を高くすることができる、ディーゼルエンジンの排気処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１〜図３に例示するように、排気通路(１)にＤＰＦ(２)を配置し、排気(３)中のＰＭをＤＰＦ(２)で捕捉し、制御手段(４)は、ＤＰＦ(２)に堆積するＰＭのＰＭ増減推定値の積算に基づいて、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値を推定し、このＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至った場合には、制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給で、排気(３)中に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料を排気(３)中で燃焼させて、排気(３)を昇温させ、昇温した排気(３)の熱でＤＰＦ(２)に堆積したＰＭを焼却除去するようにした、ディーゼルエンジンの排気処理装置において、
制御手段(４)は、ＤＰＦ上流側の排気温度が所定温度よりも高いＤＰＦ再生温度領域に入るように、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給(Ｓ３)を行い、ＤＰＦ上流側の排気温度がＤＰＦ再生温度領域に入っているＤＰＦ再生状態の積算時間が所定のＤＰＦ再生終了要求値に達し、ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値が所定値よりも高いＤＰＦ再生終了要求領域に入っている場合には、制御手段(４)は、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給を停止(Ｓ６)させ、
ＤＰＦ再生用燃料の供給停止後の処理として、
制御手段(４)は、ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値に基づいて、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留推定値を推定(Ｓ７)し、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留推定値を次回のＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値の初期値として記憶(Ｓ８)し、
記憶したＰＭ堆積推定値の初期値にＤＰＦ(２)のＰＭ増減推定値を積算してＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値を推定(Ｓ１)するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【発明の効果】
【０００７】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》  ＤＰＦの再生効率を高めることができる。
図１〜図３に例示するように、制御手段(４)は、ＤＰＦ上流側の排気温度が所定温度よりも高いＤＰＦ再生温度領域に入るように、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給(Ｓ３)を行い、ＤＰＦ上流側の排気温度がＤＰＦ再生温度領域に入っているＤＰＦ再生状態の積算時間が所定のＤＰＦ再生終了要求値に達し、ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値が所定値よりも高いＤＰＦ再生終了要求領域に入っている場合には、制御手段(４)は、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給を停止(Ｓ６)させるので、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留量が０になるまでＰＭの焼却除去を継続する場合とは異なり、ＰＭ残留量が少ない領域でのＰＭの焼却除去を回避することができ、ＰＭの燃焼除去速度が遅いこの領域での燃焼除去を回避することによりＤＰＦ(２)の再生効率を高めることができる。
【０００８】
《効果》  ＤＰＦにＰＭが残留しても、次回のＤＰＦのＰＭ堆積推定値の推定に支障は生じない。
図１〜図３に例示するように、制御手段(４)は、ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値に基づいて、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留推定値を推定(Ｓ７)し、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留推定値を次回のＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値の初期値として記憶(Ｓ８)し、記憶したＰＭ堆積推定値の初期値にＤＰＦ(２)のＰＭ増減推定値を積算してＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値を推定(Ｓ１)するようにしので、ＤＰＦ(２)にＰＭが残留しても、次回のＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値の推定に支障は生じない。
【０００９】
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＤＰＦのＰＭ残留量が多くなり過ぎるのを防止することができる。
図１〜図３に例示するように、ＤＰＦ再生状態でのＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値が所定値よりも低いためにＤＰＦ再生終了要求領域に入っていない場合には、所定の延長時間が経過するまで、制御手段(４)は、ＤＰＦ上流側の排気温度が所定温度よりも高いＤＰＦ再生温度領域に入るように、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給(Ｓ９)を行うので、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留量が多くなり過ぎるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る排気処理装置を備えたディーゼルエンジンの模式図である。
【図２】図１のエンジンの制御手段によるＤＰＦのＰＭ堆積量の推定とＤＰＦの再生処理のフローチャートである。
【図３】図２にフローチャートの続きである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１〜図３は本発明の実施形態に係る排気処理装置を備えたディーゼルエンジンを説明する図であり、この実施形態では、コモンレール式のディーゼルエンジンについて説明する。
【００１２】
図１に示すように、このエンジンは、燃焼室(６)に燃料インジェクタ(７)が取り付けられ、この燃料インジェクタ(７)にコモンレール(８)が接続され、コモンレール(８)に燃料サプライポンプ(９)が接続され、燃料サプライポンプ(９)に燃料タンク(１０)が接続され、燃料タンク(１０)の燃料が燃料サプライポンプ(９)でコモンレール(８)に圧送され、コモンレール(８)で蓄圧された燃料が燃料インジェクタ(７)から燃焼室(６)に噴射されるようになっている。
【００１３】
図１に示すように、エンジンの目標回転数設定手段(１１)と実回転数検出手段(１２)とは、制御手段(４)を介して燃料インジェクタ(７)の電磁バルブに連携させている。制御手段(４)は、エンジンＥＣＵである。エンジンＥＣＵとは、エンジン電子制御ユニットの略称である。
エンジンの目標回転数と実回転数とに基づいて、制御手段(４)は、燃料インジェクタ(７)の電磁バルブの開弁時期と開弁期間とを制御し、所定のタイミングと量で燃料インジェクタ(７)から燃料のメイン噴射を行わせる。
【００１４】
図１に示すように、燃焼室(６)から導出される吸気通路(１３)に、上流から順に、エアクリーナ(１４)、過給機(１５)のコンプレッサ(１６)、吸気絞り弁(１７)を配置している。吸気絞り弁(１７)は制御手段(４)に連携させている。図中の符号(２３)は吸気の流れを示す。
燃焼室(１４)から導出される排気通路(１)に、上流から順に、過給機(４)の排気タービン(１８)、ＤＯＣ(１９)、ＤＰＦ(２)を配置している。
ＤＯＣ(１９)の上流にＤＯＣ入口排気温度センサ(２０)を設け、ＤＯＣ(１９)とＤＰＦ(２)との間にＤＰＦ入口排気温度センサ(２１)を設け、両センサ(２０)(２１)を制御手段(４)に連携させている。
【００１５】
排気処理装置は、排気(３)中のＰＭをＤＰＦ(２)で捕捉し、制御手段(４)は、ＤＰＦ(２)に堆積するＰＭのＰＭ増減推定値の積算に基づいて、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値を推定し、このＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至った場合には、制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給で、排気(３)中に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料を排気(３)中で燃焼させて、排気(３)を昇温させ、昇温した排気(３)の熱でＤＰＦ(２)に堆積したＰＭを焼却除去する。
【００１６】
ＰＭ増減推定値は、エンジン回転数と燃料のメイン噴射量とＤＰＦ入口排気温度とＰＭ堆積値とＰＭ増減値との関係を実験的に求めたマップデータに基づいて、制御手段(４)が推定する。ＤＰＦ再生手段(５)は、吸気絞り弁(１７)と、コモンレールシステム(２２)とＤＯＣ(１９)で構成される。ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至ったが、ＤＯＣ入口排気温度が所定のＤＯＣ活性化温度に達していない場合には、これをＤＯＣ入口排気温度センサ(２０)で検出したことに基づいて、制御手段(４)は、吸気絞り弁(１７)の開度を小さくするとともに、燃料インジェクタ(７)からメイン噴射後のアフター噴射を行い、排気(３)の温度をＤＯＣ活性化温度まで高める。排気(３)の温度がＤＯＣ活性化温度に到達した場合には、これをＤＯＣ入口排気温度センサ(２０)で検出したことに基づいて、制御手段(４)は、ＤＰＦ再生用燃料の供給を行う。
【００１７】
すなわち、制御手段(４)は、ＤＰＦ上流側の排気温度が所定温度よりも高いＤＰＦ再生温度領域に入るように、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給(Ｓ３)を行い、ＤＰＦ上流側の排気温度がＤＰＦ再生温度領域に入っているＤＰＦ再生状態の積算時間が所定のＤＰＦ再生終了要求値に達し、ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値が所定値よりも高いＤＰＦ再生終了要求領域に入っている場合には、制御手段(４)は、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給を停止(Ｓ６)させる。ここでいうＤＰＦ上流側の排気温度はＤＰＦ入口排気温度である。
【００１８】
ＤＰＦ再生用燃料の供給(Ｓ３)は、燃料インジェクタ(７)から行われるメイン噴射後のポスト噴射であり、ポスト噴射の噴射タイミングはアフター噴射より遅い。ＤＰＦ再生用燃料の供給(Ｓ３)は、排気通路に設けた燃料噴射ノズルからの燃料噴射によって行うこともできる。ＤＰＦ再生温度領域は、６００°Ｃ前後(プラスマイナス５°)の温度領域である。ＤＰＦ再生状態の積算時間のＤＰＦ再生終了要求値は１０分である。
【００１９】
ＤＰＦ再生用燃料の供給停止後の処理として、
制御手段(４)は、ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値に基づいて、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留推定値を推定(Ｓ７)し、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留推定値を次回のＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値の初期値として記憶(Ｓ８)し、記憶したＰＭ堆積推定値の初期値にＤＰＦ(２)のＰＭ増減推定値を積算してＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値を推定(Ｓ１)する。
【００２０】
ＰＭ残留推定値の推定(Ｓ７)は、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積値とＤＰＦ再生状態の積算時間とＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値とＰＭ残留値との関係を実験的に求めたマップデータに基づいて、制御手段(４)が行う。
ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値が所定値よりも低いためにＤＰＦ再生終了要求領域に入っていない場合には、所定の延長時間が経過するまで、制御手段(４)は、ＤＰＦ上流側の排気温度が所定温度よりも高いＤＰＦ再生温度領域に入るように、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給(Ｓ９)を行い、所定の延長時間が経過したことに基づいて、制御手段(４)は、ＤＰＦ再生手段(５)によるＤＰＦ再生用燃料の供給を停止(Ｓ６)させ、その後、制御手段(４)は、前記ＤＰＦ再生用燃料の供給停止後の処理と同様の処理を行う。
【００２１】
制御手段によるＤＰＦのＰＭ堆積量の推定とＤＰＦの再生処理の流れは次の通りである。
図２に示すように、ステップ(Ｓ１)では、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値の初期値にＤＰＦ(２)のＰＭ増減推定値を積算して、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値を推定し、ステップ(Ｓ２)に進む。
ステップ(Ｓ２)では、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値がＤＰＦ再生要求値に至ったか否かが判定され、判定が否定の場合は、ステップ(Ｓ１)に戻り、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ３)に進む。
【００２２】
ステップ(Ｓ３)では、ＤＰＦ上流の排気温度がＤＰＦ再生温度領域に入るようにＤＰＦ再生用燃料を供給し、ステップ(Ｓ４)に進む。ステップ(Ｓ４)では、ＤＰＦ上流の排気温度がＤＰＦ再生温度領域に入っているＤＰＦ再生状態の積算時間がＤＰＦ再生終了要求値に達したか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ５)に進み、判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ３)に戻る。
ステップ(Ｓ５)では、ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値がＤＰＦ再生終了要求領域に入っているか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ６)に進む。ステップ(Ｓ６)では、ＤＰＦ再生用燃料の供給を停止し、ステップ(Ｓ７)に進む。
【００２３】
図３に示すように、ステップ(Ｓ７)では、ＤＰＦ再生用燃料の供給量の積算値に基づいて、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留推定値を推定し、ステップ(Ｓ８)に進む。ステップ(Ｓ８)では、ＤＰＦ(２)のＰＭ残留推定値を次回のＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値の初期値として記憶し、ステップ(Ｓ１)に戻る。
ステップ(Ｓ５)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ９)に進む。ステップ(Ｓ９)では、ＤＰＦ上流の排気温度がＤＰＦ再生温度領域に入るようにＤＰＦ再生用燃料を供給し、ステップ(Ｓ１０)に進む。ステップ(Ｓ１０)では、所定の延長時間が経過したか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ６)に進み、判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ９)に戻る。
【符号の説明】
【００２４】
(１) 排気通路
(２) ＤＰＦ
(３) 排気
(４) 制御手段
(５) ＤＰＦ再生手段
【図１】
2011069325.tif 000003
【図２】
2011069325.tif 000004
【図３】
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