(57)【要約】【課題】本発明は、フィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなることを抑制することを課題とする。【解決手段】フィルタに流入する排気のＣＯ２濃度である流入側ＣＯ２濃度を検出する流入側ＣＯ２濃度検出手段と、フィルタから流出する排気のＣＯ２濃度である流出側ＣＯ２濃度を検出する流出側ＣＯ２濃度検出手段と、を備え、フィルタ再生制御の実行が開始された後（Ｓ１０１）、流入側ＣＯ２濃度と流出側ＣＯ２濃度との差が所定濃度差以下となったとき（Ｓ１０３）にフィルタ再生制御の実行を停止させる（Ｓ１０４)。【選択図】図２
2008101543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
該パティキュレートフィルタを昇温させることで該パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を酸化させ除去するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生手段と、
前記パティキュレートフィルタに流入する排気のＣＯ２濃度である流入側ＣＯ２濃度を検出する流入側ＣＯ２濃度検出手段と、
前記パティキュレートフィルタから流出する排気のＣＯ２濃度である流出側ＣＯ２濃度を検出する流出側ＣＯ２濃度検出手段と、を備え、
前記フィルタ再生手段によってフィルタ再生制御の実行が開始された後、流入側ＣＯ２濃度と流出側ＣＯ２濃度との差が所定濃度差以下となったときにフィルタ再生制御の実行を停止させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気に含まれる粒子状物質（Particulate Matter：以下、ＰＭと称する）を捕集するために排気通路にパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタと称する）を設ける技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、このようなフィルタを備えた排気浄化システムにおいて、フィルタに捕集されたＰＭを燃焼させるべく、フィルタの入口側に燃焼用空気を送り込むと共に該燃焼用空気を加熱する技術が開示されている。また、この特許文献１には、ＰＭの燃焼を開始する前とＰＭの燃焼を行っているときとにおけるフィルタの出口側ガスのＣＯ２濃度の差が所定の判定値よりも小さくなったことを条件として燃焼用空気の加熱を停止させることが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３３９９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィルタを備えた内燃機関の排気浄化システムにおいては、フィルタを昇温させることでＰＭを酸化させ除去するフィルタ再生制御が行われる。このフィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなるとフィルタの劣化を促進させる虞がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、フィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなることを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、フィルタ再生制御の実行中に、フィルタに流入する排気のＣＯ２濃度とフィルタから流出する排気のＣＯ２濃度との差が所定濃度差以下となったときにフィルタ再生制御の実行を停止させるものである。
【０００７】
より詳しくは、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、
排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
該パティキュレートフィルタを昇温させることで該パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を酸化させ除去するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生手段と、
前記パティキュレートフィルタに流入する排気のＣＯ２濃度である流入側ＣＯ２濃度を検出する流入側ＣＯ２濃度検出手段と、
前記パティキュレートフィルタから流出する排気のＣＯ２濃度である流出側ＣＯ２濃度を検出する流出側ＣＯ２濃度検出手段と、を備え、
前記フィルタ再生手段によってフィルタ再生制御の実行が開始された後、流入側ＣＯ２濃度と流出側ＣＯ２濃度との差が所定濃度差以下となったときにフィルタ再生制御の実行を停止させることを特徴とする。
【０００８】
フィルタ再生制御が実行されることでフィルタに捕集されたＰＭが酸化すると、流出側ＣＯ２濃度が流入側ＣＯ２濃度に比べて高くなる。そして、捕集されていたＰＭの酸化が終了すると、即ち、フィルタからのＰＭの除去が完了すると、流入側ＣＯ２濃度と流出側ＣＯ２濃度との差が零もしくは零近傍の値となる。
【０００９】
ここで、所定濃度差とは、フィルタにおいてＰＭの酸化が行われていないと判断出来る閾値である。
【００１０】
従って、本発明によれば、フィルタに捕集されていたＰＭの除去が完了した時点でフィルタ再生制御の実行を停止させることが出来る。そのため、フィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなることを抑制することが出来る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなることを抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
＜内燃機関の吸排気系の概略構成＞
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
【００１４】
内燃機関１は車両駆動用のディーゼルエンジンである。この内燃機関１には、吸気通路３および排気通路２が接続されている。吸気通路３にはエアフローメータ１１が設けられている。排気通路２には排気中のＰＭを捕集するフィルタ５が設けられている。フィルタ５より上流側の排気通路２には前段触媒として酸化触媒４が設けられている。尚、本実施例において、前段触媒は酸化機能を有する触媒であればよく、酸化触媒４に代えて、三元触媒や吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等の触媒を設けてもよい。
【００１５】
酸化触媒４よりも上流側の排気通路２には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁６が設けられている。また、フィルタ５には該フィルタ５の温度を検出する温度センサ７が設けられている。さらに、酸化触媒４より下流側かつフィルタ５より上流側の排気通路２には、フィルタ５に流入する排気のＣＯ２濃度（流入側ＣＯ２濃度）を検出する上流側ＣＯ２濃度センサ８が設けられている。フィルタ５より下流側の排気通路２には、フィルタ５から流出する排気のＣＯ２濃度（流出側ＣＯ２濃度）を検出する下流側ＣＯ２濃度センサ９が設けられている。尚、本実施例においては、上流側ＣＯ２濃度センサ８および下流側ＣＯ２濃度センサ９がそれぞれ本発明に係る流入側ＣＯ２濃度検出手段および流出側ＣＯ２濃度検出手段に相当する。
【００１６】
以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０にはエアフローメータ１１および温度センサ７、上流側ＣＯ２濃度センサ８、下流側ＣＯ２濃度センサ９が電気的に接続されている。そして、これらの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
【００１７】
また、ＥＣＵ１０には燃料添加弁６および内燃機関１の燃料噴射弁が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０によってこれらが制御される。
【００１８】
＜フィルタ再生制御＞
本実施例においては、フィルタ５に捕集されたＰＭを除去すべくフィルタ再生制御が行われる。フィルタ再生制御では燃料添加弁６によって排気中に燃料が添加される。添加された燃料は酸化触媒４に供給され該酸化触媒４において酸化される。このときに生じる酸
化熱によって排気が昇温され、該排気によってフィルタ５が昇温される。そして、フィルタ再生制御においては、燃料添加弁６からの燃料添加量を制御することでフィルタ５の温度を目標温度に制御する。ここで、目標温度とは、フィルタ５に捕集されたＰＭを酸化させ除去することが可能となる閾値以上の値であり、実験等によって予め定められている。
【００１９】
また、本実施例において、フィルタ再生制御は、フィルタ５におけるＰＭの捕集量が所定捕集量以上となったときに実行される。フィルタ５におけるＰＭの捕集量は、内燃機関１での燃料噴射量および燃料添加弁６からの燃料添加量、吸入空気量、フィルタ５に流入する排気の温度等の履歴に基づいて推定される。
【００２０】
＜フィルタ再生制御の実行停止制御＞
ここで、本実施例に係るフィルタ再生制御の実行停止制御のルーチンについて図２に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で繰り返し実行されるものである。
【００２１】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ず、Ｓ１０１において、フィルタ再生制御が実行中であるか否かを判別する。このＳ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００２２】
フィルタ再生制御の実行中、フィルタ５においてＰＭが酸化されている場合、流出側ＣＯ２濃度が流入側ＣＯ２濃度に比べて高くなる。そして、捕集されていたＰＭの酸化が終了すると、流出側ＣＯ２濃度と流入側ＣＯ２濃度との差が零もしくは零近傍の値となる。
【００２３】
そこで、Ｓ１０２においては、流出側ＣＯ２濃度から流入側ＣＯ２濃度を減算することでＣＯ２濃度差ΔＲｇを算出する。
【００２４】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０３に進み、ＣＯ２濃度差ΔＲｇが所定濃度差ΔＲｇ０以下であるか否かを判別する。ここで、所定濃度差ΔＲｇ０とは、フィルタ５においてＰＭの酸化が行われていないと判断出来る閾値である。Ｓ１０３において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０４に進む。一方、Ｓ１０３において、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。この場合、フィルタ再生制御の実行が継続される。
【００２５】
Ｓ１０４に進んだＥＣＵ１０は、燃料添加弁６による燃料添加を停止する。即ち、フィルタ再生制御の実行を停止する。その後、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００２６】
本ルーチンによれば、フィルタ５に捕集されていたＰＭの除去が完了した時点でフィルタ再生制御の実行を停止させることが出来る。そのため、フィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなることを抑制することが出来る。これにより、フィルタ５の劣化を抑制することが出来る。また、燃料添加弁６からの燃料添加量が過剰に多くなることを抑制することが出来るため、燃費の悪化を抑制することが出来る。
【００２７】
尚、本実施例において、上流側ＣＯ２濃度センサ８によって流入側ＣＯ２濃度を検出するが、吸入空気量および内燃機関１での燃料噴射量、燃料添加弁６からの燃料添加量等に基づいて流入側ＣＯ２濃度を推定してもよい。また、上流側ＣＯ２濃度センサ８に代えて、吸気通路３に吸気のＣＯ２濃度を検出するＣＯ２濃度センサが設けられている場合は、該ＣＯ２濃度センサの検出値を用いて流入側ＣＯ２濃度を推定してもよい。これらの場合、流入側ＣＯ２濃度の推定を行うＥＣＵ１０が本発明に係る流入側ＣＯ２濃度検出手段に相当する。
【００２８】
また、本実施例に係るフィルタ再生制御おいては、燃料添加弁６による燃料添加に代えて、内燃機関１において主燃料噴射よりも後の時期に副燃料噴射を実行することで酸化触媒４に燃料を供給してもよい。また、ヒータ等を用いてフィルタ５を昇温させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図。
【図２】実施例に係るフィルタ再生制御の実行停止制御のルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３０】
１・・・内燃機関
２・・・排気通路
４・・・酸化触媒
５・・・パティキュレートフィルタ
６・・・燃料添加弁
７・・・温度センサ
８・・・上流側ＣＯ２濃度センサ
９・・・下流側ＣＯ２濃度センサ
１０・・ＥＣＵ
１１・・エアフローメータ
【図１】
2008101543.tif 000003
【図２】
2008101543.tif 000004