(57)【要約】【課題】エンジンオイルの希釈の発生を抑えつつ、排出ガス温度を上昇させて、排出ガス浄化装置の性能低下を回復(ＤＰＦの再生やＮＯｘトラップ触媒の硫黄被毒を解除)できる排出ガス温度制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の運転状態が第１の運転領域の場合には排出ガス温度を上昇させるためのメイン燃料噴射の噴射時期のリタードとメイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射との両方を行う。一方、第１の運転領域よりも高負荷である第２の運転領域の場合には排出ガス温度を上昇させるため、メイン燃料噴射の噴射時期のリタードを行い、メイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射は禁止するので、エンジンオイルの希釈を抑えつつ、排出ガス浄化装置の性能を回復できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出ガスを浄化する排出ガス浄化装置を備える内燃機関の排出ガス温度を制御する方法であって、
排出ガス浄化装置の浄化性能が低下したか否かを判定し、
内燃機関の運転状態が第１の運転領域にあるか、第１の運転領域よりも高負荷運転条件である第２の運転領域にあるかを判定し、
前記排出ガス浄化装置の浄化性能が低下したときに、内燃機関の運転領域が第１の運転領域にある場合には、排出ガス温度を上昇させるため、メイン燃料噴射の噴射時期のリタードと、メイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射との、両方を行い、内燃機関の運転領域が第２の運転領域にある場合には、排出ガス温度を上昇させるため、メイン燃料噴射の噴射時期のリタードを行い、メイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射は禁止する、
ことを特徴とする内燃機関の排出ガス温度制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排出ガス温度制御方法において、
内燃機関の運転状態が第１の運転領域にある場合には、前記メイン燃料噴射の噴射時期を所定のリタード量に設定すると共に、前記メイン燃料噴射のリタード量に基づいてポスト噴射量を設定する、
ことを特徴とする内燃機関の排出ガス温度制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の排出ガス温度制御方法において、
前記所定のリタード量は、メイン噴射時期がリタードすることによるオイル希釈量に基づいて設定される、
ことを特徴とする内燃機関の排出ガス温度制御方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の内燃機関の排出ガス温度制御方法において、
内燃機関の運転状態が第２の運転領域より高負荷運転条件である第３の運転領域にあるかを判定し、
第３の運転領域では、メイン燃料噴射の噴射時期のリタードを禁止し、メイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射のみを実行する、
ことを特徴とする内燃機関の排出ガス温度制御方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の内燃機関の排出ガス温度制御方法において、
前記排出ガス浄化装置は、ディーゼルエンジンの排出ガス中に含まれる排気微粒子を捕捉するディーゼルパティキュレートフィルタである、
ことを特徴とする内燃機関の排出ガス温度制御方法。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の内燃機関の排出ガス温度制御方法において、
前記排出ガス浄化装置は、排気空燃比がリーンのときに流入する窒素酸化物をトラップし、排気空燃比がリッチになったらトラップしていた窒素酸化物を離脱浄化するＮＯｘトラップ触媒である、
ことを特徴とする内燃機関の排出ガス温度制御方法。
【請求項７】
内燃機関システムであって、
内燃機関の排気通路に設けられて排出ガスを浄化する排出ガス浄化装置と、
内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、
前記排出ガス浄化装置の浄化性能が低下したときに、して排出ガス温度を上昇させて排出ガス浄化装置の機能を回復するため前記インジェクタの燃料噴射を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
排出ガス浄化装置の浄化性能が低下したか否かを判定し、
内燃機関の運転状態が第１の運転領域にあるか、第1の運転領域より高負荷運転条件である第２の運転領域にあるかを判定し、
前記排出ガス浄化装置の浄化性能が低下したときに、内燃機関の運転領域が第１の運転領域にある場合には、排出ガス温度を上昇させるため、メイン燃料噴射の噴射時期のリタードと、メイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射との、両方を行い、内燃機関の運転領域が第２の運転領域にある場合には、排出ガス温度を上昇させるため、メイン燃料噴射の噴射時期のリタードを行い、メイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射は禁止する、
ことを特徴とする内燃機関システム。
【請求項８】
排出ガスを浄化する排出ガス浄化装置を備える内燃機関の排出ガス温度を制御する装置であって、
排出ガス浄化装置の浄化性能が低下したか否かを判定する性能低下判定手段と、
内燃機関の運転状態が第１の運転領域にあるか、第１の運転領域よりも高負荷運転条件である第２の運転領域にあるかを判定する運転領域判定手段と、
前記排出ガス浄化装置の浄化性能が低下したときに、内燃機関の運転領域が第１の運転領域にある場合には、排出ガス温度を上昇させるため、メイン燃料噴射の噴射時期のリタードと、メイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射との、両方を行い、内燃機関の運転領域が第２の運転領域にある場合には、排出ガス温度を上昇させるため、メイン燃料噴射の噴射時期のリタードを行い、メイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射は禁止する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排出ガス温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンから排出される排出ガスの温度を制御する方法及び装置並びに内燃機関システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンから排出される排出ガスを浄化するために、排気通路に種々の排出ガス浄化装置を設置したものが知られている。例えば、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート(Particulate Matter；以下「ＰＭ」という)を捕捉するディーゼルパーティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter；以下「ＤＰＦ」という)や、排気空燃比がリーンのときに流入する窒素酸化物ＮＯｘをトラップし、排気空燃比がリッチになったらトラップしていた窒素酸化物ＮＯｘを離脱浄化するＮＯｘトラップ触媒などが装着されている。ＤＰＦがＰＭを捕捉し続けると、やがて目詰まりを生じてしまう。またＮＯｘトラップ触媒はエンジンから排出される硫黄成分により経時的に硫黄被毒する。そこでこのような場合には、排出ガス温度を上昇させて、堆積したＰＭを強制的に燃焼除去してＤＰＦを再生したり、硫黄被毒を解除する。
【０００３】
例えば特許文献１に示される技術では、メイン燃焼の燃料噴射時期をリタード(遅角)することで排出ガス温度を上昇させている。
【特許文献１】特開２００５−４２７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、排出ガス温度を上昇させるためにメイン燃焼の燃料噴射時期をリタードすると、エンジンの運転状態によってはエンジンオイルを希釈してしまうことが明らかになった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、エンジンオイルの希釈を抑えつつ、排出ガス温度を上昇させて、排出ガス浄化装置の性能を回復(ＤＰＦの再生やＮＯｘトラップ触媒の硫黄被毒を解除)できる排出ガスの温度を制御する方法及び装置並びに内燃機関システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、排出ガスを浄化する排出ガス浄化装置を備える内燃機関に適用され、排出ガス温度を制御する方法に関するものである。具体的な構成として以下を備える。排出ガス浄化装置の浄化性能が低下したか否かを判定する。そして、排出ガス浄化装置の浄化性能が低下したときの内燃機関の運転状態が第１の運転領域にあるか、第1の運転領域より高負荷運転条件である第２の運転領域にあるかを判定する。
【０００７】
この結果、内燃機関の運転領域が第1の運転領域にある場合には、排出ガス温度を上昇させるため、メイン燃料噴射の噴射時期のリタードと、メイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射との、両方を行う。一方、内燃機関の運転領域が第１の運転領域よりも高負荷の第２の運転領域にある場合には、排出ガス温度を上昇させるため、メイン燃料噴射の噴射時期のリタードを行い、メイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射は禁止する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、内燃機関の運転状態が第１の運転領域の場合には排出ガス温度を上昇させるためのメイン燃料噴射の噴射時期のリタードとメイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射との両方を行う。一方、第１の運転領域よりも高負荷の第２の運転領域の場合には排出ガス温度を上昇させるため、メイン燃料噴射の噴射時期のリタードを行い、メイン燃料噴射後の追加燃料の噴射であるポスト噴射は禁止するので、エンジンオイルの希釈を抑えつつ、排出ガス浄化装置の性能を回復できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態についてさらに詳しく説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態の排出ガス温度制御装置が適用されるディーゼルエンジンの全体構成図である。
【００１１】
ディーゼルエンジン１０のシリンダには、コンプレッサにより圧縮された吸入空気がインタークーラと吸気絞り弁２２と吸気マニホールド２１を介して供給される。この供給される吸入空気はエンジン１０内のピストンの往復動作により圧縮される。そして、高圧ポンプ１４で高圧化されコモンレール１３に一旦蓄圧された燃料がインジェクタ１２から所定の噴射タイミングで噴射されることで吸入空気と噴射燃料との混合気が燃焼して所望のエンジントルクを発生する。
【００１２】
燃焼によりディーゼルエンジン１０から発生した排出ガスは、排気通路２３を通流する。そして、排気通路２３を通流する排出ガスの一部は排出ガス再循環装置(Exhaust Gas Recirculation；以下「ＥＧＲ装置」という)３０を介して吸気通路２１に還流される。ＥＧＲ装置３０は、ＥＧＲ通路３１にＥＧＲクーラ３２とＥＧＲバルブ３３とから構成される。ＥＧＲクーラ３２は排気通路２３から還流する排出ガスを冷却する。ＥＧＲバルブ３３はコントローラ７０によりその開度がデューティ制御される。コントローラ７０は、運転状態に応じてディーゼルエンジンに最適なＥＧＲ量を供給するために、運転状態に基づいてＥＧＲバルブ３３の開度を調整して所望のＥＧＲ量を供給する。。
【００１３】
一方、排気通路２３を流通する排出ガスは、後述する排気系後処理装置により有害成分が浄化される。本実施形態では、排気系の上流側にディーゼル酸化触媒(Diesel Oxidative Catalyst；以下「ＤＯＣ」という)４０を配置している。ＤＯＣ４０は、パラジウム、白金などの触媒による酸化作用でディーゼルエンジン１０から排出される排気微粒子(Particulate Matter (PM))を減少させる。ＤＯＣ４０に燃料の未燃成分(炭化水素ＨＣ)が流入すると、触媒反応によって高温になった排出ガスがＤＯＣ４０から流出する。
【００１４】
ＤＰＦアッセンブリ５０は、ＤＯＣ４０の下流に設けられる。ＤＰＦアッセンブリ５０は、ＤＰＦハウジング５１にＤＰＦ５２を内蔵する。ＤＰＦ５２は、例えばコージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造である。ＤＰＦ５２には、多孔質薄壁によって格子状に流路が区画される。各流路の入口は、交互に目封じされる。入口が目封じされない流路は、出口が目封じされる。ＤＰＦ５２に流入した排出ガスは、各流路を区画する多孔質薄壁を透過して下流へ排出される。排出ガスに含まれるＰＭは多孔質薄壁の内側表面で捕捉されて堆積する。捕捉されたＰＭはＤＰＦ５２の温度(以下、ベッド温度と記す。)が高温であればＤＰＦ５２内で燃焼するものの、ベッド温度が高温でなければＤＰＦ５２に堆積したＰＭの燃焼量は少なく、ＰＭの燃焼量よりもディーゼルエンジン１０から排出されてＤＰＦ５２に堆積するＰＭ堆積量のほうが多くなる。この状態が継続しＤＰＦ５２がＰＭを捕捉し続けると、やがて目詰まりを生じてしまう。そこでＰＭがある程度堆積したら排出ガス温度を上昇させて、堆積したＰＭを強制的に燃焼除去する。
【００１５】
差圧センサ６１は、ＤＰＦハウジング５１の上流室５１ａ(ＤＰＦ５２の入口)及び下流室５１ｂ(ＤＰＦ５２の出口)の差圧(圧力損失)を検出し、差圧信号をコントローラ７０に出力する。
【００１６】
ＤＰＦ入口温度センサ６２は、ＤＰＦ５２の入口温度Ｔinを検出し、入口温度信号をコントローラ７０に出力する。
【００１７】
ＤＰＦ出口温度センサ６３は、ＤＰＦ５２の出口温度Ｔoutを検出し、出口温度信号をコントローラ７０に出力する。
【００１８】
クランク角センサ６４は、ディーゼルエンジン１０のクランクシャフト１１の回転速度を検出する。
【００１９】
コントローラ７０は中央演算装置(ＣＰＵ)、読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)及び入出力インタフェース(Ｉ／Ｏインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。
【００２０】
コントローラ７０は、差圧センサ６１の差圧信号を入力し、この差圧の大小に基づいてＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmを推定する。コントローラ７０は、ＰＭ堆積量Ｍpmに基づいてＤＰＦ再生時期を判定する。コントローラ７０は、ＤＰＦ入口温度センサ６２の入口温度信号及びＤＰＦ出口温度センサ６３の出口温度信号を入力し、これらに基づきＤＰＦ５２のベッド温度を算出する。またコントローラ７０は、入力信号に基づいてインジェクタ１２及び高圧ポンプ１４を制御して燃料噴射量、噴射時期を調整する。コントローラ７０は、入力信号に基づいてスロットルバルブ２２の開度を調整する。コントローラ７０は、ＥＧＲバルブ３３をデューティ制御する。コントローラ７０は、これらをコントロールすることで空気過剰率(空燃比)を調整(λコントロール)して排出ガス中に含まれる未燃成分(炭化水素ＨＣ)を調整し、ＤＯＣ４０から流出する排出ガス温度を上昇させてＤＰＦ再生を実行する。
【００２１】
ここで本実施形態の理解を容易にするために本件発明者らの知見について説明する。上述のようにディーゼルエンジン１０から排出されたＰＭをＤＰＦ５２が捕捉し続けると、やがて目詰まりを生じてしまう。そこでＰＭがある程度堆積したら排出ガス温度を上昇させて、堆積したＰＭを強制的に燃焼除去する必要がある。
【００２２】
排出ガス温度を上昇させるには、メイン燃料の噴射時期を通常の噴射時期からリタードするリタード燃焼のほかに、メイン燃料を噴射した後に膨張行程で追加燃料を噴射するポスト噴射がある。図２(Ａ)に示すように、メイン燃料噴射の噴射終了時期が通常のメイン噴射の噴射終了時期に近ければ、メイン噴射によるリタード燃焼はポスト噴射に比べてエンジンオイルを希釈しない。中負荷運転領域では、低負荷運転領域に比べ比較的排出ガスの温度も高くなっているため、通常のメイン噴射の噴射終了時期に対して若干リタードさせるだけで、排出ガスの温度を堆積したＰＭが燃焼する温度まで上昇させることができる。そこで通常は、排出ガス温度を上昇させるために、ポスト噴射よりもリタード燃焼を優先的に実施する。
【００２３】
ところが低負荷運転時は中負荷に比して要求される燃料噴射量が小さい。このため、低負荷運転時にＤＰＦ５２に堆積したＰＭを燃焼させるべく排出ガス温度を上昇させるためには、メイン噴射の噴射時期を中負荷時よりも大きく遅角する。しかしながら、燃料の噴射終わり時期を中負荷時の遅角量に比して大きく遅角すると、膨張行程にポスト噴射する場合よりもエンジンオイルを希釈することが本件発明者らによって知見された。
【００２４】
この点について説明する。
【００２５】
メイン燃料の噴射時期を大きくリタードすると、所定のクランクアングル(なおこのタイミングはエンジンの仕様によって決まるので適合によって設定しておく)以降に噴射された燃料がエンジンオイルを希釈する、ということが本件発明者らによって知見されたのである。すなわち図２(Ｂ)のハッチング部分の燃料がエンジンオイルを希釈するのである。
【００２６】
そのため図２(Ａ)に示すようにリタード燃焼の噴射終わり時期が遅くなると、オイル希釈が急激に増大し、ついにはリタード燃焼のほうがポスト噴射よりもエンジンオイルを希釈するのである。
【００２７】
また高回転高負荷時には、メイン燃料の噴射量が多いことに起因し、スモーク排出量が多くなる。スモーク排出量を減らすには、図３(Ａ)に示すようにＴＤＣよりもメイン燃料噴射時期を進角するか、若しくはメイン燃料噴射時期をＴＤＣよりも遅角するとよい。ところが図３(Ｂ)に示すようにメイン燃料の噴射時期を遅角すると、排気通路中での燃焼が促進されてベッド温度が上昇し、ＤＰＦ５２の熱劣化を促進する虞がある。このため、ベッド温度が上がり過ぎないようにメイン燃料の噴射時期には遅角限界が存在する。メイン燃料の噴射時期を遅角側で制御することにより排気温度を上昇させる場合には、ＤＰＦのベッド温度が上がり過ぎない範囲で噴射時期がガードされることとなり、スモーク排出量を十分に低減することができない。スモーク排出量が多ければ、その中に含まれるＰＭの排出量も多いので、ＤＰＦの再生に時間も要することになる。
【００２８】
そこで、本実施形態では、ＤＰＦ５２にＰＭが所定量堆積してＰＭの再生タイミングになったら場合、通常の運転領域ではメイン燃料の噴射時期のリタード制御を行う。また低負荷運転時には、メイン燃料の噴射時期のリタード制御だけではエンジンオイルの希釈量が多くなってしまうので、メイン燃料の噴射時期のリタード制御に加えてポスト噴射制御を行う。さらに高回転高負荷時には、スモーク排出量を増やさないためにメイン燃料噴射量を進角し、ポスト噴射により排気温度を上昇させる。
【００２９】
次に、本実施形態の排出ガス温度制御装置の具体的な動作を説明する。図４は、排出ガス温度制御装置の動作を説明するメインフローチャートである。コントローラ７０はＤＰＦ５２の再生タイミングとなってから、所定時間(例えば１０ミリ秒)毎に図４の処理を繰り返し実行する。
【００３０】
ステップＳ１において、コントローラ７０は、ＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmを推定する。具体的には、例えば差圧センサ６１で検出した差圧に基づいてＰＭ堆積量Ｍpmを推定する。
【００３１】
ステップＳ２において、コントローラ７０は、推定したＰＭ堆積量Ｍpmに応じたマップを選択する。このマップは図５に示すようにＰＭ堆積量が多いとき(すなわちＤＰＦの排出ガス浄化性能が低下しているとき)には、領域Ｉと領域IIとの境界線及び領域IIと領域IIIとの境界線が破線側に移動し、領域Ｉ及び領域IIIが拡大され、領域IIが縮小される。なお複数のマップを用意しておきＰＭ堆積量に応じて最適なマップを選択しても、またそれらのマップの境界線をＰＭ堆積量に応じて直線補間することで、無段階に境界線を設定してもよい。なおこれらのマップはあらかじめ実験を通じて設定され、ＲＯＭに格納されている。本実施形態では図６に示したマップを使用する。
【００３２】
ステップＳ３において、コントローラ７０は、エンジンの回転速度及び負荷に基づいて現在の運転領域を判定する。
【００３３】
ステップＳ４において、コントローラ７０は、現在の運転領域が領域Ｉであるか否かを判定する。領域ＩであればステップＳ５へ処理を移行し、そうでなければステップＳ６へ処理を移行する。
【００３４】
ステップＳ５において、コントローラ７０は、図７のフローチャートの処理を実行することでリタード噴射制御及びポスト噴射制御を行う。
【００３５】
まず、図７のステップＳ５１では、目標排気温度EXTtempを設定する。目標排気温度EXTtempはＰＭ再生に必要となる排気温度であり、ＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmに基づいて設定される。ＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmが多いときは、再生温度を高くしてしまうとＰＭの燃焼熱が大きくなりＤＰＦ５２の熱劣化を促進する可能性がある。そこで、ＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmが多いときは、目標排気温度EXTtempは低い温度に設定される。
【００３６】
一方、ＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmが少なくなったときは、ＰＭの燃焼熱が小さくなるので、早期にＰＭを再生するために目標排気温度EXTtempはＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmが多いときに比して高い温度に設定される。
【００３７】
このようにして、ＤＰＦ５２に堆積したＰＭ堆積量Ｍpmに応じてＤＰＦ５２の熱劣化を抑制するように目標排気温度EXTtempが設定される。
【００３８】
目標排気温度EXTtempの設定が終了すると、Ｓ５２に移行して現在の運転状態が検出される。具体的にはエンジン回転速度Neと燃料噴射量Qが呼び出される。
【００３９】
そして、ステップＳ５３・Ｓ５４において、メイン噴射のリタード量ITretとポスト噴射量FIpstとを設定して本ルーチンを終了する。より詳細に説明すると、ステップＳ５３では、メイン噴射のリタード量ITretをITret-Aに設定する。このITret-Aは、図２(Ａ)に示すポスト噴射量によるオイル希釈量よりもメイン噴射のリタード制御によるオイル希釈量の方が多くなるリタード量である。
【００４０】
このように設定することでメイン噴射のリタード量ITretが大きくなり過ぎて、オイル希釈が増大することが抑制される。そして、ステップＳ５４では、メイン噴射のリタード量ITretがITret-Aでガードされることにより目標排気温度EXTtempを達成できないので、排気温度の不足分をポスト噴射量で補うためにメイン噴射のリタード量ITretに基づいてポスト噴射量FIpstを設定する。例えば、ポスト噴射量FIpstは目標排気温度EXTtempとメイン噴射をリタード量ITret-Aに設定して燃焼を行った場合の排気温度の偏差に基づいて設定すれば良い。このようにすることで、オイル希釈を増大することを抑制して、メイン噴射のリタード燃焼とポスト噴射により目標排気温度EXTtempを達成できる。
【００４１】
ここで、再び図４のメインフローチャートの説明に戻る。ステップＳ６において、コントローラ７０は、現在の運転領域が領域IIであるか否かを判定する。領域IIであればステップＳ７へ処理を移行し、コントローラ７０は、リタード噴射制御を実行する。このリタード燃焼は、図７のフローチャートのステップＳ５１〜Ｓ５３と同様の処理で行われる。但し、運転状態が領域IIであるため負荷が低負荷時より高いので、リタード燃焼のみでオイル希釈が大きくなることがない。このため、ポスト噴射制御を禁止して、リタード燃焼のみを実行することになる。
【００４２】
一方、ステップＳ６の判定が否定されると、運転状態が領域IIIであると判定して、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８のポスト噴射制御の処理は、図８のサブルーチンによって実行される。
【００４３】
ステップＳ８１において、目標排気温度EXTtempを設定する。目標排気温度EXTtempはＰＭ再生に必要となる排気温度であり、ＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmに基づいて設定される。ＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmが多いときは、再生温度を高くしてしまうとＰＭの燃焼熱が大きくなりＤＰＦ５２の熱劣化を促進する可能性がある。そこで、ＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmが多いときは、目標排気温度EXTtempは低い温度に設定される。
【００４４】
一方、ＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmが少なくなったときは、ＰＭの燃焼熱が小さくなるので、早期にＰＭを再生するために目標排気温度EXTtempはＤＰＦ５２のＰＭ堆積量Ｍpmが多いときに比して高い温度に設定される。
【００４５】
このようにして、ＤＰＦ５２に堆積したＰＭ堆積量Ｍpmに応じてＤＰＦ５２の熱劣化を抑制するように目標排気温度EXTtempが設定される。
【００４６】
目標排気温度EXTtempの設定が終了すると、Ｓ８２に移行して現在の運転状態が検出される。具体的にはエンジン回転速度Neと燃料噴射量Qが呼び出される。
【００４７】
そして、ステップＳ８３では、エンジン回転速度Neと燃料噴射量Qとに基づいてメイン燃料噴射の噴射時期ITが演算により求められる。高負荷・高回転の運転状態では燃料噴射量が大きくなる。このため、低負荷領域と比して燃料噴射量が増大するので、シリンダ内での燃料密度が高くなりスモークが発生してしまう。そこで、本実施形態では、スモーク発生量が少なくなるようにメイン燃料噴射時期ITを設定する。
【００４８】
次に、ステップＳ８４では、ステップＳ８３で設定されたメイン燃料噴射時期ITと燃料噴射量Qとエンジン回転速度Neに基づいて排気温度EXtempを推定し、この排気温度EXtempの推定値が再生可能温度であるかを判定する。領域IIIの中でも、特に高回転・高負荷側では燃料噴射量Qが大きく燃焼熱が高いために、再生のための特別な制御を実行すること無くＤＰＦ５２に堆積しているＰＭを再生可能である。
【００４９】
そこで、ステップＳ８４において、排気温度EXtempが再生可能温度よりも大きい場合にはステップＳ８６に進み、ポスト噴射量FIpstを０に設定し、本ルーチンを終了する。
【００５０】
一方、ステップＳ８４が否定されると、スモークの発生を抑制するために設定されたメイン噴射の噴射時期だけでは再生することが困難であると判断し、ステップＳ８５にてポスト噴射量FIpstを設定する。
【００５１】
ステップＳ８５のポスト噴射量FIpstは、目標排気温度EXTtempとメイン噴射のみによって得られる排気温度EXtempの推定値に基づいて設定される。このように、ポスト噴射量FIpstを設定することで、高負荷運転時に最適な再生温度を達成することができる。
【００５２】
本実施形態によれば、ＤＰＦ５２の再生タイミングになったら通常の運転領域においてはメイン燃料の噴射時期のリタード制御を行う。そして、低負荷運転時には、メイン燃料の噴射時期のリタード制御に加えてポスト噴射制御を行うようにした。このようにしたので、エンジンオイルの希釈を抑えつつ、排出ガス温度を十分に高温化できるのである。また高回転高負荷時には、リタード燃焼からポスト噴射に切り替えるようにしたので、ＤＰＦのベッド温度が上がりすぎることなく、またスモーク排出量も低く抑えることができるのである。
【００５３】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５４】
例えば、上記実施形態では、ＤＰＦの再生制御を例示して説明したが、例えば排気空燃比がリーンのときに流入する窒素酸化物をトラップし、排気空燃比がリッチになったらトラップしていた窒素酸化物を離脱浄化するＮＯｘトラップ触媒の硫黄被毒解除制御についても同様の制御をすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による排出ガス温度制御装置の一実施形態を示すシステム図である。
【図２】リタード燃焼によるオイル希釈を説明する図、及びメイン燃料噴射をリタードした場合に、オイル希釈に寄与する燃料噴射タイミングを説明する図である。
【図３】高回転高負荷時に噴射タイミングに応じたスモーク発生量を説明する図、及び高回転高負荷時にリタード燃焼した場合の問題について説明する図である。
【図４】排出ガス温度制御装置の動作を説明するメインフローチャートである。
【図５】ＰＭ堆積量によるマップの違いを説明する図である。
【図６】マップの一例を示す図である。
【図７】領域Ｉでのポスト噴射とメイン噴射のリタード制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】領域IIIでのポスト噴射とメイン噴射の制御を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ディーゼルエンジン
４０  ディーゼル酸化触媒
５２  ディーゼルパーティキュレートフィルタ(ＤＰＦ；排出ガス浄化装置)
７０  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図３】
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