(57)【要約】  【課題】簡易にＤＯＣ２の不在の診断がなされるエンジンを提供する。  【解決手段】排気導出経路１にＤＯＣ２を収容するためのＤＯＣ収容部１ａを備えたエンジンにおいて、ＤＯＣ収容部１ａの排気上流側に配置された燃料供給装置８と、ＤＯＣ収容部１ａの排気出口側に配置されたＤＯＣ出口側温度センサ６と、ＤＯＣ出口側温度センサ６に連携された制御装置５を備え、ＤＯＣ診断要求時には、ＤＯＣ収容部１ａの排気入口側での排気３の温度がＤＯＣ活性化温度に至った後、制御装置５の制御で、燃料供給装置８から排気３中に未燃燃料が供給され、ＤＯＣ収容部１ａの排気入口側での排気３の温度と、ＤＯＣ出口側温度センサ６で検出されたＤＯＣ収容部１ａの排気出口側での排気３の温度の温度差が所定値未満であることに基づいて、制御装置５でＤＯＣ２の不在の診断がなされるように構成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気導出経路(１)にＤＯＣ(２)を収容するためのＤＯＣ収容部(１ａ)を備えたエンジンにおいて、
ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気上流側に配置された燃料供給装置(８)と、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気出口側に配置されたＤＯＣ出口側温度センサ(６)と、ＤＯＣ出口側温度センサ(６)に連携された制御装置(５)を備え、
ＤＯＣ診断要求時には、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側での排気(３)の温度がＤＯＣ活性化温度に至った後、制御装置(５)の制御で、燃料供給装置(８)から排気(３)中に未燃燃料が供給され、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側での排気(３)の温度と、ＤＯＣ出口側温度センサ(６)で検出されたＤＯＣ収容部(１ａ)の排気出口側での排気(３)の温度の温度差(ΔＴ)が所定値未満であることに基づいて、制御装置(５)でＤＯＣ(２)の不在の診断(Ｓ６−１)がなされるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載されたエンジンにおいて、
ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側に配置されたＤＯＣ入口側温度センサ(１０)を備え、このＤＯＣ入口側温度センサ(１０)が制御装置(５)に連携され、
ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側での排気(３)の温度が、ＤＯＣ入口側温度センサ(１０)で検出されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。
【請求項３】
請求項１に記載されたエンジンにおいて、
ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側での排気(３)の温度が、吸気量とエンジン運転に要する燃焼室(２３)への燃料供給量に基づく制御装置(５)の演算で、予測されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載されたエンジンにおいて、
記憶装置(５ａ)を備え、
制御装置(５)でＤＯＣ(２)の不在の診断(Ｓ６−１)がなされた場合には、制御装置(５)の制御で、ＤＯＣ(２)の不在を示す故障診断コードが記憶装置(５ａ)に記憶される、ことを特徴とするエンジン。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載されたエンジンにおいて、
制御装置(５)に連携された表示装置(３５)を備え、
制御装置(５)でＤＯＣ(２)の不在の診断(Ｓ６−１)がなされた場合には、制御装置(５)の制御で、ＤＯＣ(２)の不在を示す故障診断表示が表示装置(３５)に表示される、ことを特徴とするエンジン。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載されたエンジンにおいて、
制御装置(５)でＤＯＣ(２)の不在の診断(Ｓ６−１)がなされた場合には、制御装置(５)の制御で、エンジン出力が制限されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載されたエンジンにおいて、
制御装置(５)でＤＯＣ(２)の不在の診断(Ｓ６−１)がなされた場合には、制御装置(５)の制御で、エンジン出力が停止されるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに関し、詳しくは、簡易にＤＯＣの不在の診断がなされるエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気導出経路にＤＯＣを収容するためのＤＯＣ収容部を備えたエンジンがある (例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８５３４０号公報(図１、図４、図６参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
《問題点》  ＤＯＣの不在を確認することができない。
特許文献１のものでは、エンジン出荷前にＤＯＣ収容部にＤＯＣを収容し忘れた場合、或いは、エンジン出荷後にエンジン使用者がＤＯＣ収容部から不正にＤＯＣを抜き取った場合であっても、ＤＯＣの不在を診断することができない。
【０００５】
本発明の課題は、簡易にＤＯＣの不在の診断がなされるエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
図１に例示するように、排気導出経路(１)にＤＯＣ(２)を収容するためのＤＯＣ収容部(１ａ)を備えたエンジンにおいて、
図１に例示するように、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気上流側に配置された燃料供給装置(８)と、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気出口側に配置されたＤＯＣ出口側温度センサ(６)と、ＤＯＣ出口側温度センサ(６)に連携された制御装置(５)を備え、
図２に例示するように、ＤＯＣ診断要求時には、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側での排気(３)の温度がＤＯＣ活性化温度に至った後、制御装置(５)の制御で、燃料供給装置(８)から排気(３)中に未燃燃料が供給され、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側での排気(３)の温度と、ＤＯＣ出口側温度センサ(６)で検出されたＤＯＣ収容部(１ａ)の排気出口側での排気(３)の温度の温度差(ΔＴ)が所定値未満であることに基づいて、制御装置(５)でＤＯＣ(２)の不在の診断(Ｓ６−１)がなされるように構成されている、ことを特徴とするエンジン。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、次の効果を奏する。
《効果》  簡易にＤＯＣの不在の診断がなされる。
ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側と排気出口側での排気(３)の温度差(ΔＴ)に基づいて簡易にＤＯＣ(２)の不在の診断がなされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの模式図である。
【図２】図１のエンジンのＤＯＣ診断モードの制御を説明するフローチャートである。
【図３】図１のエンジンのＤＰＦ再生モードの制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜図３は本発明の実施形態に係るエンジンを説明する図であり、この実施形態では、立形の直列４気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００１０】
エンジンの構成は、次の通りである。
クランク軸(１１)の架設方向を前後方向、フライホイール(１２)の配置された側を後側、その反対側を前側、前後方向と直交するエンジン幅方向を横方向とする。
図１に示すように、このエンジンは、シリンダヘッド(１３)の横一側に組みつけられた吸気マニホルド(１４)と、シリンダヘッド(１３)の横他側に組み付けられた排気マニホルド(１５)を備えている。
図１に示すように、このエンジンは、制御装置(５)を備えている。
制御装置(５)は、エンジンＥＣＵである。エンジンＥＣＵは、電子制御ユニットの略称で、エンジンＥＣＵはマイコンである。
【００１１】
図１に示すように、このエンジンは、排気装置を備えている。
排気装置は、排気マニホルド(１５)と、排気マニホルド(１５)に設けられた過給機(１６)の排気タービン(１６ａ)と、排気タービン(１６ａ)の排気出口(１６ｂ)から導出された排気導出経路(１)を備えている。
排気導出経路(１)には、排気上流側からＤＯＣ収容部(１ａ)と排気絞弁(９)とＤＰＦ収容部(１ｂ)が設けられ、ＤＯＣ収容部(１ａ)にはＤＯＣ(２)が収容され、ＤＰＦ収容部(１ｂ)にはＤＰＦ(７)が収容され、排気絞弁(９)の弁アクチュエータ(９ａ)は制御装置(５)に連携されている。
【００１２】
ＤＯＣは、ディーゼル酸化触媒の略称である。
ＤＯＣ(２)は、酸化触媒成分を担持する担体を備えている。担体は、内部に軸長方向に沿う多数のセルが貫通状に並設されたフロースルー式のメタルハニカムであり、セル内に白金やパラジウムやロジウム等の酸化触媒成分が担持されている。
ＤＰＦは、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称であり、ＤＰＦ(７)は、排気(３)に含まれるＰＭを捕捉する。ＰＭは、粒子状物質の略称である。
ＤＰＦ(７)は、内部に軸長方向に沿う多数のセルが並設され、隣り合うセルの入口と出口が交互に目封じされたウォールフロー型のセラミックハニカムである。
ＤＯＣ収容部(１ａ)とＤＰＦ収容部(１ｂ)は、いずれも金属ケースである。
【００１３】
図１に示すように、このエンジンは、吸気装置を備えている。
吸気装置は、過給機(１６)のコンプレッサ(１６ｄ)と、コンプレッサ(１６ｄ)の吸気入口(１６ｅ)の吸気上流側に設けられたエアフローセンサ(１７)と、コンプレッサ(１６ｄ)の過給気出口(１６ｆ)と吸気マニホルド(１４)の間に配置されたインタークーラ(１８)と、インタークーラ(１８)と吸気マニホルド(１４)の間に配置された吸気絞り弁(１９)と、排気マニホルド(１５)と吸気マニホルド(１４)の間に配置されたＥＧＲクーラ(２０)と、ＥＧＲクーラ(２０)と吸気マニホルド(１４)の間に配置されたＥＧＲ弁(２１)を備えている。ＥＧＲは、排気ガス還流の略称である。
吸気絞り弁(１９)とＥＧＲ弁(２１)は、いずれも電動式開閉弁で、これらの弁を駆動するアクチュエータは制御装置(５)を介して電源(４)に電気的に接続されている。エアフローセンサ(１７)は吸気温度センサを備え、制御装置(５)に電気的に接続されている。電源(４)はバッテリである。図１中の符号(４２)は吸気である。
【００１４】
図１に示すように、このエンジンは、燃料供給装置(８)を備えている。
燃料供給装置(８)は、各燃焼室(２３)に設けられた燃料噴射弁(２４)と、燃料噴射弁(２４)から噴射する燃料を蓄圧するコモンレール(２５)と、コモンレール(２５)に燃料タンク(２６)から燃料を圧送する燃料サプライポンプ(２７)を備えている。
燃料噴射弁(２４)は電磁式開閉弁を備え、燃料サプライポンプ(２７)は、電動式調圧弁を備え、これらは制御装置(５)を介して電源(４)に電気的に接続されている。
【００１５】
図１に示すように、このエンジンは、調速装置を備えている。
調速装置は、エンジンの目標回転数を設定するアクセルレバー(２８)の設定位置を検出するアクセルセンサ(２９)と、エンジンの実回転数を検出する実回転数センサ(３０)を備え、これらセンサ(２９)(３０)は制御装置(５)に電気的に接続されている。
【００１６】
図１に示すように、このエンジンは、始動装置を備えている。
始動装置は、スタータモータ(３１)と、キースイッチ(２２)を備え、スタータモータ(３１)とキースイッチ(２２)は、制御装置(５)を介して電源(４)に電気的に接続されている。キースイッチ(２２)は、ＯＦＦ位置と、ＯＮ位置と、スタート位置を備えている。
【００１７】
制御装置(５)は、次のような運転制御を行うように構成されている。
エンジンの目標回転数と実回転数の回転数偏差を小さくするように、燃料噴射弁(２４)からの燃料噴射量や噴射タイミングを設定し、負荷変動によるエンジンの回転数変動を小さくする。
エンジンの回転数と負荷と吸気量と吸気温度に応じ、吸気絞り弁(１９)とＥＧＲ弁(２１)の開度を調節し、吸気量やＥＧＲ率を調節する。
キースイッチ(２２)がスタート位置に投入されると、スタータモータ(３１)を駆動し、エンジンの始動を行う。キースイッチ(２２)がＯＮ位置に投入されると、電源(４)からエンジン各部への通電により、エンジン運転状態が維持され、キースイッチ(２２)がＯＦＦ位置に投入されると、燃料噴射弁(２４)からの燃料噴射が停止され、エンジンが停止される。
【００１８】
図１に示すように、このエンジンは、排気導出経路(１)にＤＯＣ(２)を収容するためのＤＯＣ収容部(１ａ)を備えている。
このエンジンは、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気上流側に配置された燃料供給装置(８)と、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気出口側に配置されたＤＯＣ出口側温度センサ(６)と、ＤＯＣ出口側温度センサ(６)に連携された制御装置(５)を備えている。  図２に示すように、このエンジンは、ＤＯＣ診断要求時には、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側での排気(３)の温度がＤＯＣ活性化温度に至った後、制御装置(５)の制御で、燃料供給装置(８)から排気(３)中に未燃燃料が供給され、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側での排気(３)の温度と、ＤＯＣ出口側温度センサ(６)で検出されたＤＯＣ収容部(１ａ)の排気出口側での排気(３)の温度の温度差(ΔＴ)が所定値未満であることに基づいて、制御装置(５)でＤＯＣ(２)の不在の診断(Ｓ６−１)がなされるように構成されている。
このエンジンでは、次の利点がある。
すなわち、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側と排気出口側での排気(３)の温度差(ΔＴ)に基づいて簡易にＤＯＣ(２)の不在の診断がなされる。
【００１９】
図１に示すように、このエンジンは、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側に配置されたＤＯＣ入口側温度センサ(１０)を備え、このＤＯＣ入口側温度センサ(１０)が制御装置(５)に連携されている。
そして、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側での排気(３)の温度が、ＤＯＣ入口側温度センサ(１０)で検出されるように構成されている。
このエンジンでは、ＤＯＣ入口側温度センサ(１０)による排気入口側での排気(３)の温度の実測で、ＤＯＣの不在の診断精度が高まる。
【００２０】
排気(３)の温度の実測に代え、吸気量とエンジン運転に要する燃焼室(２３)への燃料供給量に基づく制御装置(５)の演算で、排気(３)の温度が予測されるように構成してもよい。この場合、ＤＯＣ入口側温度センサ(１０)が省略される。
【００２１】
図１に示すように、このエンジンは、記憶装置(５ａ)を備えている。
図２に示すように、制御装置(５)でＤＯＣ(２)の不在の診断(Ｓ６−１)がなされた場合には、制御装置(５)の制御で、ＤＯＣ(２)の不在が特定される故障診断コードが記憶装置(５ａ)に記憶(Ｓ７)される。
このエンジンでは、故障診断ツール等による記憶装置(５ａ)からの故障診断コードの読み取りで、事後にＤＯＣ(２)の不在の履歴が確認される。
【００２２】
記憶装置(５ａ)には、制御装置(５)に内蔵された不揮発性メモリ等を用いることができ、例えばフラッシュメモリ、Ｐ−ＲＯＭ、ＥＰ−ＲＯＭ、Ｅ２Ｐ−ＲＯＭを用いることができる。
故障診断コードは、複数桁の数字や記号で示される。
故障診断ツールには、故障診断プログラムをインストールしたノートパソコンや携帯用端末等を用いることができる。
エンジン搭載機械のダッシュボード(４０)にポート(４１)が設けられ、故障履歴確認時には、このポート(４１)に故障診断ツールのプラグが差し込まれ、故障診断ツールのディスプレイに、故障診断コードが表示される。
ポート(４１)には、ＵＳＢポート等を用いることができる。ＵＳＢは、ユニバーサル・シリアル・バスの略称である。
【００２３】
図１に示すように、このエンジンは、制御装置(５)に連携された表示装置(３５)を備えている。
図２に示すように、このエンジンでは、制御装置(５)でＤＯＣ(２)の不在の診断(Ｓ６−１)がなされた場合には、制御装置(５)の制御で、ＤＯＣ(２)の不在を示す故障診断表示が表示装置(３５)に表示される。
このエンジンでは、故障診断表示により、運転者等にＤＯＣ(２)の不在が報知される。
【００２４】
表示装置(３５)は、ポート(４１)とともに、エンジン搭載機械のダッシュボード(４０)に配置されている。
表示装置(３５)には、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等を用いることができる。ＥＬはエレクトロルミネッセンスの略称である。
【００２５】
図２に示すように、制御装置(５)でＤＯＣ(２)の不在の診断(Ｓ６−１)がなされた場合には、制御装置(５)の制御で、エンジン出力が制限されるように構成されている。
このエンジンによれば、エンジン出力の制限による不自由を解消するため、運転者等によるＤＯＣ(２)の取り付けが動機付けられる。
【００２６】
制御装置(５)でＤＯＣ(２)の不在の診断(Ｓ６−１)がなされた場合には、エンジン出力の制限に代え、制御装置(５)の制御で、エンジン出力が停止されるように構成されていてもよい。
この場合も、エンジン出力の停止による不自由を解消するため、運転者等によるＤＯＣ(２)の取り付けが動機付けられる。
【００２７】
エンジンの制御の流れは、次の通りである。
このエンジンでは、制御装置(５)で次の制御がなされる。
図２に示すＤＯＣ診断モードは、ＤＯＣ(２)の診断要求があった場合に、制御装置(５)で設定される。
図３に示すＤＰＦ再生モードは、ＤＰＦ(７)に所定量のＰＭが堆積し、ＤＰＦ再生要求があった場合に、制御装置(５)で設定される。
ＤＰＦ再生モードの実施中に、ＤＯＣ診断モードが設定された場合には、ＤＰＦ再生モードの実施が中断され、ＤＯＣ診断が終了した後にＤＰＦ再生モードが再開される。
【００２８】
図２に示すように、ステップ(Ｓ１)でＤＯＣ(２)の診断要求があったか否かが判定される。前回の診断終了(Ｓ６−２)後から累積したエンジン運転時間が所定時間経過している場合には、制御装置(５)により診断要求指令が発令され、経過していない場合には、診断要求指令は発令されない。発令に要する経過時間は例えば１０時間とし、１０時間未満ではステップ(Ｓ１)での判定が否定され、１０時間を経過すると、ステップ(Ｓ１)での判定が肯定される。
エンジン運転の経過時間に代え、キースイッチ(２２)によるエンジン始動操作時に、制御装置(５)によるＤＯＣ(２)の診断要求指令が発令されるようにしてもよい。
ステップ(Ｓ１)での判定が肯定されると、ステップ(Ｓ２−１)に移行する。
【００２９】
ステップ(Ｓ２−１)では、ＤＯＣ入口側温度センサ(１０)で検出された排気(３)の温度がＤＯＣ(２)の活性化温度領域にあるか否かが判定され、判定が肯定されると、ステップ(Ｓ３)に移行する。ステップ(Ｓ２−１)での判定が否定されると、ステップ(Ｓ２−２)で、排気絞弁(９)の開度が調節される。活性化温度領域は、例えば、２５０℃〜３００℃に設定され、排気(３)の検出温度がこの領域未満である場合には、排気絞弁(９)の開度を小さくするよう調節され、排気(３)の温度がこの領域を超える場合には、排気絞弁(９)の開度を大きくするよう調節される。
【００３０】
ステップ(Ｓ３)では、ポスト噴射が行われ、ステップ(Ｓ４)に移行する。
ポスト噴射とは、燃焼サイクル中、燃料噴射弁(２４)からメイン噴射後、膨張行程または排気行程で燃焼室(２３)に行われる燃料噴射である。
排気(３)への未燃燃料の供給は、ポスト噴射の他、排気導出経路(１)中に燃料噴射ノズルで燃料を噴射する排気管噴射によって行うこともできる。
ポスト噴射によって排気(３)中に供給された未燃燃料は、ＤＯＣ(２)で触媒燃焼され、ＤＯＣ(２)の排気出口側での排気(３)の温度が上がる。
ステップ(Ｓ４)では、ポスト噴射(Ｓ３)が開始されてから所定時間経過したか否かが判定され、ステップ(Ｓ４)での判断が肯定されると、ステップ(Ｓ５)に移行し、ステップ(Ｓ４)での判断が否定されると、ステップ(Ｓ３)に戻る。
このポスト噴射(Ｓ３)の経過時間は、例えば６０秒に設定されている。ポスト噴射によって排気(３)中に供給された未燃燃料が、ＤＯＣ(２)で触媒燃焼され、ＤＯＣ(２)の排気出口での排気(３)の温度が十分に昇温するに必要な長さとして、６０秒が選定されている。
【００３１】
ステップ(Ｓ５)では、ＤＯＣ収容部(１ａ)の排気入口側での排気(３)の温度と、ＤＯＣ出口側温度センサ(６)で検出されたＤＯＣ収容部(１ａ)の排気出口側での排気(３)の温度の温度差(ΔＴ)が所定値未満か否かが判定され、ステップ(Ｓ４)での判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ６−１)に移行し、ステップ(Ｓ４)での判定が否定定された場合には、ステップ(Ｓ６−２)に移行する。
ステップ(Ｓ６−１)では、ＤＯＣ(２)が不在の診断がなされ、ステップ(Ｓ７)に移行する。ステップ(Ｓ６−２)では、ＤＯＣ(２)の存在によりＤＯＣ診断が終了され、ステップ(Ｓ１)に戻る。
ステップ(Ｓ５)での温度差(ΔＴ)の判定値は、例えば５℃に設定されている。ＤＯＣ(２)が不在であれば、温度差(ΔＴ)はＯ℃になるが、ＤＯＣ出口側温度センサ(６)やＤＯＣ入口側温度センサ(１０)の測定誤差等を考慮して、５℃未満に設定されている。
【００３２】
ステップ(Ｓ７)では記憶装置に故障診断コードが記憶され、ステップ(Ｓ８)で表示装置に故障診断表示がなされ、ステップ(Ｓ９)でリンプホームモードが設定される。
リンプホームモードは、エンジン出力が制限される。
リンプホームモードに代えて、エンジン出力を停止してもよい。
【００３３】
図３に示すように、ステップ(Ｓ１０)では、ＤＰＦ再生要求があるか否かが判定され、再生要求判定が肯定されると、ステップ(Ｓ１１−１)に移行され、ＤＰＦ再生モードとなる。
ＤＰＦ再生要求は、ＤＰＦ(７)に堆積したＰＭの堆積推定値が所定値に到達した場合に制御装置(５)によりなされる。
ＰＭの堆積推定値は、差圧センサ(３２)でＤＰＦ(７)の排気入口と排気出口の差圧を検出し、差圧が所定圧以上である場合には、ＤＰＦ再生が要求され、差圧が所定圧未満である場合には、ＤＰＦ再生は要求されない。
【００３４】
図３に示すＤＰＦ再生モードでは、ＤＯＣ入口側温度センサ(１０)で検出される排気(３)の目標排気温度がＤＯＣ(２)の活性化に適合するＤＯＣ活性化温度領域に設定される。
図３に示すステップ(Ｓ１１−１)では、ＤＯＣ入口側温度センサ(１０)で検出される排気(３)の温度がＤＯＣ活性化温度領域か否か判定され、ステップ(Ｓ１１−１)での判定が肯定されると、ステップ(Ｓ１２)に移行する。ステップ(Ｓ１１−１)での判定が否定されると、ステップ(Ｓ１１−２)で排気絞弁(９)の開度が調節され、ステップ(Ｓ１１−１)に戻る。
【００３５】
ＤＯＣ活性化温度領域は、例えば、２５０℃〜３００℃に設定され、ＤＯＣ入口側温度センサ(１０)で検出された排気(３)の温度がこの領域未満である場合には、排気絞弁(９)の開度を小さくするように調節され、排気(３)の温度がこの領域を超える場合には、排気絞弁(９)の開度を大きくするように調節され、排気(３)の温度が目標排気温度であるＤＯＣ活性化温度領域に収められる。
排気(３)の温度が目標排気温度であるＤＯＣ活性化温度領域に至った後は、制御装置(５)で、ＤＯＣ出口側温度センサ(６)で検出される排気(３)の目標排気温度がＤＰＦ(７)の再生温度に適合するＤＰＦ再生温度領域に設定される。ＤＰＦ再生温度領域は、ＤＯＣ活性化温度領域よりも高く、例えば５００℃〜５５０℃に設定される。
これにより、ＤＰＦ(７)の排気入口での排気(３)の温度は、ＤＰＦ(７)の再生に適した６００℃〜６５０℃に調節される。
【００３６】
ステップ(Ｓ１２)では、ポスト噴射がなされ、ステップ(Ｓ１３−１)に移行する。
ポスト噴射によって排気(３)中に供給された未燃燃料は、ＤＯＣ(２)で触媒燃焼され、排気(３)の温度が上がり、ＤＰＦ(７)に堆積したＰＭが焼却除去され、ＤＰＦ(７)が再生される。
燃料噴射弁(２４)から噴射されるポスト噴射の噴射タイミングと噴射量は、エアフローセンサ(１７)で検出された吸気量と、ＤＯＣ入口側温度センサ(１０)やＤＯＣ出口側温度センサ(６)やＤＯＣ(２)と排気絞弁(９)の間の排気温度センサ(３９)で検出された排気(３)の温度、ＤＰＦ入口側温度センサ(３８)で検出された排気(３)の温度等に基づいて、制御装置(５)で設定され、制御される。
排気(３)への未燃燃料の供給は、ポスト噴射の他、排気導出経路(１)中に燃料噴射ノズルで燃料を噴射する排気管噴射によって行うこともできる。
【００３７】
ステップ(Ｓ１３−１)では、ＤＯＣ出口側温度センサ(６)で検出される排気(３)の温度が触媒燃焼温度領域か否かが判定され、ステップ(Ｓ１３−１)での判定が肯定されると、ステップ(Ｓ１４)に移行し、ステップ(Ｓ１３−１)での判定が否定されると、ステップ(Ｓ１３−２)で排気絞弁(９)の開度が調節され、ステップ(Ｓ１２)に戻る。ＤＯＣ出口側温度センサ(６)で検出された排気(３)の温度が触媒燃焼温度領域未満である場合には、排気絞弁(９)の開度を小さくするように調節され、排気(３)の温度がこの領域を超える場合には、排気絞弁(９)の開度を大きくするように調節され、排気(３)の検出温度が目標排気温度である触媒燃焼温度領域に収められる。
ステップ(Ｓ１４)では、ＤＰＦ入口側温度センサ(３８)で検出した排気(３)の温度がＤＰＦ再生温度領域か否かが判定され、ステップ(Ｓ１４)での判定が否定されると、ステップ(Ｓ１５)に移行し、ステップ(Ｓ１４)での判定が肯定されると、ステップ(Ｓ１２)に戻る。
【００３８】
ステップ(Ｓ１５)では、ＤＰＦ再生が終了したか否かが判定され、判定が肯定されると、ステップ(Ｓ１６)で排気絞弁(９)の開度が全開にされ、ステップ(Ｓ１０)に戻る。ステップ(Ｓ１５)での判定が否定されるとステップ(Ｓ１２)に戻る。
ＤＰＦ入口側温度センサ(３８)で検出した排気(３)の温度がＤＰＦ再生温度領域に維持された時間の累積が所定時間に到達した場合、ステップ(Ｓ１５)での判定が肯定され、到達していない場合、ステップ(Ｓ１５)での判定が否定される。このＤＰＦ再生温度領域は、例えば６００℃〜６５０℃に設定する。差圧センサ(３２)でＤＰＦ(７)の排気入口(７ａ)と排気出口(７ｂ)の差圧を検出し、差圧が所定圧未満である場合には、ステップ(Ｓ１５)での判定が肯定され、差圧が所定圧以上である場合には、ステップ(Ｓ１５)での判定が否定されるようにしてもよい。ＤＰＦ出口側温度センサ(３３)で検出した排気(３)の温度が所定の上限温度を超える異常温度に到達した場合には、ＤＰＦ再生を緊急停止させる。上限温度は、例えば７００℃に設定する。
【００３９】
ＤＰＦ再生に関する主要な構成と利点は、次の通りである。
図１に示すように、ＤＰＦ(７)の排気上流側に配置されたＤＯＣ(２)と排気温度センサ(３９)と排気絞弁(９)と、排気温度センサ(３９)と排気絞弁(９)を連携させた制御装置(５)を備えている。
図１、図３に示すように、制御装置(５)の制御で、ＤＯＣ活性化処理と、その後のＤＰＦ再生処理がなされ、ＤＯＣ活性化処理では、ＤＯＣ(２)の排気出口(２ｂ)での排気(３)の目標温度が第１の温度領域(Ｅ１)に設定されて、排気絞弁(９)の開度が制御され、ＤＰＦ再生処理では、前記目標温度が第２の温度領域(Ｅ２)に設定されるとともに、ＤＰＦ(７)の排気入口(７ａ)の排気(３)の目標温度が第３の温度領域(Ｅ３)に設定されて、排気絞弁(９)の開度が制御されるとともに、排気(３)中に未燃燃料が供給されるように構成されている。
図３に示すように、第１の温度領域(Ｅ１)よりも第２の温度領域(Ｅ２)が高く、第２の温度領域(Ｅ２)よりも第３の温度領域(Ｅ３)が高く、第１の温度領域(Ｅ１)と第２の温度領域(Ｅ２)の温度差(Ｔ１２)が第２の温度領域(Ｅ２)と第３の温度領域(Ｅ３)の温度差(Ｔ２３)よりも大きくなるように設定されている。
【００４０】
このエンジンでは、次の利点がある。
ＤＯＣ活性化処理からＤＰＦ再生処理移行時に、未燃燃料の触媒燃焼で排気(３)が昇温しても、高い第２の温度領域(Ｅ２)を目標温度とするＤＰＦ再生処理では排気絞弁(９)の開きが緩やかになり、排気絞弁(９)の急激な開きに伴う不慮の事態、すなわち、背圧の急低下で、排気(３)の温度が急低下し、ポスト噴射等による未燃燃料の供給が停止され、ＤＰＦ再生が停滞するという不慮の事態が起こりにくく、ＤＰＦ再生が促進される。
【００４１】
図３に示すように、ＤＯＣ活性化の第１の温度領域(Ｅ１)と触媒燃焼の第２の温度領域(Ｅ２)の温度差(Ｔ１２)は、最小２００°Ｃ〜最大３００°Ｃの範囲となり、触媒燃焼の温度領域(Ｅ２)とＤＰＦ再生の第３の温度領域(Ｔ３)の温度差(Ｔ２３)は、最小５０°Ｃ〜最大１５０°Ｃの範囲となる。
図４に示すように、温度差(Ｔ１２)(Ｔ２３)の比率は、最大３００:５０、最小２００：１５０、すなわち最大６：１、最小１．３：１となる。
温度差(Ｔ１２)(Ｔ２３)の比率が６：１を超えて温度差(Ｔ１２)が大きくなると、触媒燃焼の第２の温度領域(Ｅ２)が高くなり過ぎ、排気絞弁(９)が熱劣化しやすく、１．３：１未満を下回って温度差(Ｔ１２)が小さくなると、触媒燃焼の第２の温度領域(Ｅ２)が低くなり過ぎ、ＤＰＦ再生処理での排気絞弁(９)の開きが急激になり、排気絞弁(９)の急激な開きに伴う不慮の事態、すなわち、背圧の急低下で、排気(３)の温度が急低下し、ポスト噴射等による未燃燃料の供給が停止され、ＤＰＦ再生が停滞するという不慮の事態が起こりやすく、ＤＰＦ再生が停滞する。
ポスト噴射は、排気(３)の温度が触媒活性化温度領域を下回ると、停止される。
【符号の説明】
【００４２】
(１)…排気導出経路、(１ａ)…ＤＯＣ収容部、(２)…ＤＯＣ、(５)…制御装置、(５ａ)…記憶装置、(６)…ＤＯＣ出口側温度センサ、(８)…燃料供給装置、(１０)…ＤＯＣ入口側温度センサ、(３５)…表示装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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