(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の燃料噴射量を取得する燃料噴射量取得部と、
排気中の窒素化合物を還元浄化する触媒の温度を取得する温度取得部と、
前記触媒の温度を制御する温度制御部と、
前記触媒の温度が所定の閾値未満であり、かつ前記燃料噴射量の所定時間内の変化量が、前記触媒の昇温に伴う前記車両の駆動トルクの変動の大きさに基づいて定められる閾値以上であり、前記車両が変速中であると判断されることを条件として、前記温度制御部に前記触媒を昇温させる実行制御部と、
を有することを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
前記実行制御部は、前記燃料噴射量を、エンジンの回転数に基づいて定められた閾値と比較することにより、前記温度制御部に前記触媒を昇温させるか否かを決定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】
コンピュータが実行する、
車両の燃料噴射量を取得するステップと、
排気中の窒素化合物を還元浄化する触媒の温度を取得するステップと、
前記触媒の温度が所定の閾値未満であり、かつ前記燃料噴射量の所定時間内の変化量が、前記触媒の昇温に伴う前記車両の駆動トルクの変動の大きさに基づいて定められる閾値以上であり、前記車両が変速中であると判断されることを条件として前記触媒を昇温させるステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスを浄化させる排気浄化装置及び排気浄化装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関からの排気に含まれる粒子状物質を、触媒を用いて浄化する排気浄化装置が知られている。特許文献１には、排気浄化装置における触媒を活性化させるために、触媒の温度が低い場合に燃料噴射量を増加させて触媒を昇温させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１０４４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
触媒を昇温させることにより、排気に含まれる粒子状物質を除去する能力が向上する。しかし、触媒を昇温させるために燃料噴射量を変化させると、車両の駆動トルクが変化することにより加速感が変化したり異音が発生したりするので、ドライバビリティ（運転のしやすさ）が低下してしまうという問題が生じていた。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、排気浄化装置を昇温モードに遷移させる際のドライバビリティの低下を抑制することができる排気浄化装置及び制御方法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】
本発明の第１の態様の排気浄化装置は、車両の燃料噴射量を取得する燃料噴射量取得部と、排気中の窒素化合物を還元浄化する触媒の温度を取得する温度取得部と、前記触媒の温度を制御する温度制御部と、前記触媒の温度が所定の閾値未満であり、かつ前記燃料噴射量が所定の条件を満たす場合に前記温度制御部に前記触媒を昇温させる実行制御部と、を有する。
【０００７】
前記実行制御部は、前記燃料噴射量を、エンジンの回転数に基づいて定められた閾値と比較することにより、前記温度制御部に前記触媒を昇温させるか否かを決定してもよい。
【０００８】
前記実行制御部は、前記燃料噴射量が、前記触媒の昇温に伴う前記車両の駆動トルクの変動の大きさに基づいて定められる第１閾値以上であることを条件として、前記温度制御部に前記触媒を昇温させてもよい。
【０００９】
また、前記実行制御部は、前記燃料噴射量の所定時間内の変化量が、前記触媒の昇温に伴う前記車両の駆動トルクの変動の大きさに基づいて定められる第２閾値以上であることを条件として、前記温度制御部に前記触媒を昇温させてもよい。
【００１０】
また、前記実行制御部は、前記燃料噴射量が、前記車両が停止している状態を示していることを条件として、前記温度制御部に前記触媒を昇温させてもよい。
【００１１】
本発明の第２の態様の制御方法は、コンピュータが実行する、車両の燃料噴射量を取得するステップと、排気中の窒素化合物を還元浄化する触媒の温度を取得するステップと、前記触媒の温度が所定の閾値未満であり、かつ前記燃料噴射量が所定の条件を満たす場合に前記温度制御部に前記触媒を昇温させるステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排気浄化装置を昇温モードに遷移させる際のドライバビリティの低下を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る排気浄化装置の構成を示す図である。
【図２】排気浄化装置の動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［排気浄化装置１の概要］
図１は、本実施形態に係る排気浄化装置１の構成を示す図である。排気浄化装置１は、車両に搭載されており、触媒を用いて、ディーゼルエンジンからの排気に含まれる粒子状物質を除去する装置である。触媒は、例えば、尿素水を加水分解して生成されるアンモニアを還元剤として用いて排気中の窒素化合物を選択的に還元浄化する選択的還元触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）である。
【００１５】
触媒を活性化させるには、触媒を所定の温度（例えば、２５０℃以上）に昇温させる必要がある。ところが、排気浄化装置１が触媒を昇温させるモード（以下、昇温モードという）に遷移すると、吸気を絞ったりアフター噴射量を増加させたりして触媒を昇温させることにより、車両の駆動トルクが変動して加速感が変化するので、ドライバビリティが低下する。
【００１６】
しかし、車両の走行状態によっては、駆動トルクが変動しても、運転者は駆動トルクが変動したことに気付かず、ドライバビリティが低下しない場合がある。そこで、排気浄化装置１は、燃料噴射量が、駆動トルクの影響がドライバビリティに与える影響が小さい走行状態に対応する大きさであることを条件に、触媒を昇温モードに遷移させることを特徴としている。
【００１７】
［排気浄化装置１の構成］
以下、図１を参照しながら、排気浄化装置１の詳細について説明する。
排気浄化装置１は、燃料噴射量取得部１１と、温度取得部１２と、温度制御部１３と、実行制御部１４とを有する。排気浄化装置１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）がプログラムを実行することにより、燃料噴射量取得部１１、温度取得部１２、温度制御部１３及び実行制御部１４として機能する。
【００１８】
燃料噴射量取得部１１は、例えば、燃料噴射量検出手段（不図示）から燃料噴射量を取得する。燃料噴射量取得部１１は、取得した燃料噴射量を実行制御部１４に通知する。燃料噴射量取得部１１は、アクセル開度等に基づいて燃料噴射量を算出することにより、燃料噴射量を取得してもよい。
【００１９】
温度取得部１２は、触媒の温度を取得する。温度取得部１２が触媒の温度を取得する方法は任意であり、温度取得部１２は、例えば、排気浄化装置１の排気系に設けられた温度センサから得られる信号に基づいて特定される触媒の温度を取得する。温度取得部１２は、特定した触媒の温度を実行制御部１４に通知する。
【００２０】
温度制御部１３は、触媒を通過する吸気若しくは排気の量の制御（以下、吸排気制御という）又はアフター噴射量の増加等により、触媒の温度を制御する。温度制御部１３は、昇温モードに遷移すると、排気管内噴射、ポスト噴射及び吸気スロットルを使用した吸気絞り等を用いて吸気量又は排気量を制御することにより排気温度を上昇させることで、触媒を昇温させる。
【００２１】
温度制御部１３が吸排気制御をしたりアフター噴射量を増加させたりすることにより、車両の駆動トルクが変動する。例えば、吸気量の絞り込みに伴い、気筒内の作動空気量が減ることによりポンピングロスが増大して駆動トルクが低下する。このような駆動トルクの変動に伴うドライバビリティの低下を防ぐために、温度制御部１３は、実行制御部１４から許可されたタイミングで昇温モードに遷移する。
【００２２】
実行制御部１４は、触媒の温度及び燃料噴射量が所定の条件を満たす場合に、温度制御部１３を昇温モードに遷移させる。実行制御部１４は、触媒の温度が、触媒が活性化していない温度に対応する所定の閾値未満であることを第１の条件とする。そして、実行制御部１４は、燃料噴射量が、温度制御部１３が触媒の温度を上昇させる制御をすることにより発生する車両の駆動トルクの変動が、車両の運転者のドライバビリティに与える影響の大きさが十分に小さいと想定される状態に対応する量となっていることを第２の条件とする。
【００２３】
トルクの変動がドライバビリティに与える影響は、車両の走行状況によって異なる。例えば、エンジンにある程度の大きさの負荷がかかった状態で車両が走行している間であれば、温度制御部１３が昇温モードに遷移して吸排気制御の状態が変化したとしても、ドライバビリティへの影響が小さいと考えられる。また、車両の走行速度が変化している間であれば、温度制御部１３が昇温モードに遷移しても、ドライバビリティへの影響が小さいと考えられる。さらに、車両が停止している間であれば、温度制御部１３が昇温モードに遷移しても、ドライバビリティへの影響が小さいと考えられる。
【００２４】
上記の車両の走行状況は、燃料噴射量によって特定することが可能である。そこで、実行制御部１４が、上記の第１の条件及び第２の条件の両方が満たされる場合に、温度制御部１３を昇温モードに遷移させることで、昇温モードに遷移させることによるドライバビリティへの影響を抑制することができる。実行制御部１４は、例えば、燃料噴射量を所定の閾値と比較することにより、第２の条件が満たされているかどうかを判定することにより、駆動トルクの変動がドライバビリティに与える影響の大きさが十分に小さい場合に、温度制御部１３を昇温モードに遷移させる。
【００２５】
実行制御部１４は、複数の判断基準に基づいて、第２の条件が満たされているかどうかを判定する。実行制御部１４は、例えば、燃料噴射量が、駆動トルクの変動の大きさに基づいて定められる第１閾値以上であることを条件として、温度制御部１３を昇温モードに遷移させる。この際、実行制御部１４は、燃料噴射量が第１閾値以上の所定の範囲内であることを条件としてもよい。
【００２６】
また、実行制御部１４は、燃料噴射量の所定時間内の変化量が、駆動トルクの変動の大きさに基づいて定められる第２閾値以上であることを条件として、温度制御部１３を昇温モードに遷移させる。実行制御部１４は、触媒の温度に対応する駆動トルクの変動量に基づいて、第２閾値を決定してもよい。
【００２７】
さらに、実行制御部１４は、燃料噴射量が、車両が停止している状態を示していることを条件として、温度制御部１３を昇温モードに遷移させる。実行制御部１４は、例えば、燃料噴射量が、車両に小さな負荷がかかっている所定の閾値未満であることを条件として、車両が停止している状態であると判定する。
【００２８】
実行制御部１４は、上記の各閾値をエンジンの回転数に基づいて決定してもよい。車両にかかっている負荷が同一の場合、エンジンの回転数が大きいほど燃料噴射量も大きい。そこで、実行制御部１４は、エンジンの回転数が大きい場合に、閾値を大きくする。このようにすることで、実行制御部１４は、車両にかかっている負荷の大きさに応じて適切なタイミングで温度制御部１３を昇温モードに遷移させることができる。
【００２９】
［排気浄化装置１の動作フローチャート］
図２は、排気浄化装置１の動作フローチャートである。
まず、燃料噴射量取得部１１は、触媒の温度を取得する（Ｓ１１）。続いて、実行制御部１４は、ステップＳ１１で取得された触媒の温度が所定の閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ１２）。実行制御部１４は、触媒の温度が所定の閾値以上であると判定した場合（Ｓ１２においてＮＯ）、温度制御部１３を昇温モードに遷移させる必要がないので、ステップＳ１１に処理を戻す。
【００３０】
実行制御部１４は、ステップＳ１２において、触媒の温度が所定の閾値未満であると判定した場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、温度制御部１３を昇温モードに遷移させた場合のドライバビリティへの影響が十分に小さいか否かを判定するために、ステップＳ１３からＳ１５までを実行する。
【００３１】
実行制御部１４は、ステップＳ１３において、燃料噴射量が第１閾値以上であるか否かを判定する。実行制御部１４は、燃料噴射量が第１閾値以上であり、エンジンにある程度の負荷がかかっていると判断される場合に（Ｓ１３においてＹＥＳ）、温度制御部１３を昇温モードに遷移させる（Ｓ１７）。
【００３２】
実行制御部１４は、ステップＳ１４において、燃料噴射の変化量が第２閾値以上であるか否かを判定する。実行制御部１４は、燃料噴射の変化量が第２閾値以上であり、変速中であると判断される場合に（Ｓ１４においてＹＥＳ）、温度制御部１３を昇温モードに遷移させる（Ｓ１７）。
【００３３】
実行制御部１４は、ステップＳ１５において、燃料噴射量が第３閾値未満であるか否かを判定する。実行制御部１４は、燃料噴射量が第３閾値未満であり、車両が停止していると判断される場合に（Ｓ１５においてＹＥＳ）、温度制御部１３を昇温モードに遷移させる（Ｓ１７）。
【００３４】
実行制御部１４は、ステップＳ１３からＳ１５までの全ての条件が満たされない場合であっても、所定の時間が経過すると（Ｓ１６においてＹＥＳ）、温度制御部１３を昇温モードに遷移させる（Ｓ１７）。この際、実行制御部１４は、温度制御部１３に対して、緩やかに温度を変化させるように指示する。このようにすることで、ステップＳ１３からＳ１５までの全ての条件が満たされない場合に長時間にわたって昇温モードに遷移しないことで、排気を十分に浄化できなくなることを防止できる。
【００３５】
［本実施形態の排気浄化装置１による効果］
以上説明したように、本実施形態の実行制御部１４は、触媒の温度が所定の閾値未満であり、かつ燃料噴射量が、温度制御部１３が触媒の温度を制御することにより発生する車両の駆動トルクの変動量に基づいて定められる所定の条件を満たす場合に、温度制御部１３に触媒を昇温させる。このようにすることで、触媒の昇温モードにおいて実行される吸排気制御やアフター噴射の影響により生じる駆動トルクの変動がドライバビリティに与える影響を抑制することができる。
【００３６】
また、実行制御部１４は、燃料噴射量を、エンジンの回転数に基づいて定められた閾値と比較することにより、温度制御部１３に触媒を昇温させるか否かを決定するので、道路の状況に応じて適切な閾値を用いて、昇温モードに遷移するかどうかを制御することができる。
【００３７】
また、実行制御部１４は、燃料噴射量が、駆動トルクの変動の大きさに基づいて定められる第１閾値以上であることを条件として、温度制御部１３に触媒を昇温させる。このようにすることで、実行制御部１４は、エンジンにある程度の負荷がかかっており、運転者が駆動トルクの変動に気付きにくいタイミングで温度制御部１３を昇温モードに遷移させることができる。
【００３８】
さらに、実行制御部１４は、燃料噴射量が、車両が停止している状態を示していることを条件として、又は燃料噴射量の所定時間内の変化量が、駆動トルクの変動の大きさに基づいて定められる第２閾値以上であることを条件として温度制御部１３に触媒を昇温させることもできる。このようにすることで、実行制御部１４は、車両が停止中や変速中のように、駆動トルクの変動がドライバビリティに影響しづらいタイミングで温度制御部１３を昇温モードに遷移させることができる。
【００３９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４０】
１  排気浄化装置
１１  燃料噴射量取得部
１２  温度取得部
１３  温度制御部
１４  実行制御部
【図１】
0006759630.tif 000002
【図２】
0006759630.tif 000003