(57)【要約】【課題】  触媒全体を温度差なく所定の温度に維持することを可能にする内燃機関の排気浄化装置の制御方法を提供する。【解決手段】  内燃機関であるディーゼルエンジン１の排気通路である排気管３に設けた排気浄化用触媒を、燃焼式バーナ５を用いて加熱制御する内燃機関の排気浄化装置の制御方法であって、温度センサ７により検出される触媒の入口温度が第１の所定温度より低い、又は温度センサ８により検出される触媒の出口温度が第１の所定温度より低い第２の所定温度より高いときは、燃焼式バーナ５を、燃料及び空気を供給して燃焼させ、触媒の入口温度が前記第１の所定温度以上で、且つ触媒の出口温度が前記第２の所定温度以下のときは、燃焼式バーナ５を、燃焼させずに少なくとも燃料を吐出させるように制御する。【選択図】  図１
2005282443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けた排気浄化用触媒を、燃焼式バーナを用いて加熱制御する内燃機関の排気浄化装置の制御方法であって、
前記触媒の入口温度が第１の所定温度より低い、又は前記触媒の出口温度が前記第１の所定温度より低い第２の所定温度より高いときは、前記燃焼式バーナを、燃料及び空気を供給して燃焼させ、
前記触媒の入口温度が前記第１の所定温度以上で、且つ前記触媒の出口温度が前記第２の所定温度以下のときは、前記燃焼式バーナを、燃焼させずに少なくとも燃料を吐出させるように制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置の制御方法。
【請求項２】
内燃機関の排気通路に設けた排気浄化用触媒を、燃焼式バーナを用いて加熱制御する内燃機関の排気浄化装置の制御方法であって、
前記触媒の入口温度が所定温度より低い、又は前記触媒の入口温度と出口温度との差である入口出口温度差が所定温度差よりも小さいときは、前記燃焼式バーナを、燃料及び空気を供給して燃焼させ、
前記触媒の入口温度が前記所定温度以上で、且つ前記触媒の入口出口温度差が前記所定温度差以上のときは、前記燃焼式バーナを、燃焼させずに少なくとも燃料を吐出させるように制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置の制御方法。
【請求項３】
内燃機関の排気通路に設けた排気浄化用触媒を、燃焼式バーナを用いて加熱制御する内燃機関の排気浄化装置の制御方法であって、
前記触媒の入口温度が所定温度より低いときは、前記燃焼式バーナを、燃料及び空気を供給して燃焼させ、
前記入口温度が前記所定温度以上で、且つ前記燃焼式バーナが既に燃焼させられているときにはその燃焼時間が所定時間以上経過したときには、前記燃焼式バーナを、燃焼させずに少なくとも燃料を吐出させるように制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置の制御方法に関し、特に触媒暖機のための燃焼式バーナを有する内燃機関の排気浄化装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等に搭載される内燃機関では、環境保護等の理由により排気中の有害ガス成分を低減させることが要求されている。その対策として、内燃機関の排気通路に触媒等を設け、排気中の有害成分を浄化する排気浄化装置が一般に研究され、用いられている。
【０００３】
特に、ディーゼルエンジンの場合は、排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させることが緊急の課題となっている。このような要求に対し、排気中のＰＭを捕捉するフィルタの一種であるＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）や、ＮＯｘを低減させるＮＯｘ低減触媒等を、単独で又は複合させて排気系に具備した内燃機関の研究開発が進められている。
【０００４】
ところで、例えば、上記ＤＰＦは、捕集されたＰＭを酸化除去しなければ、連続して用いることができないという問題点を有している。そこで、この問題点を解決するための技術として、触媒を使用することで走行中に連続して再生が行われる連続再生式ＤＰＦ（ＤＰＲ：Diesel Particulate active Reduction system）と呼ばれる技術がある。これは、ＤＰＦ内の排気通路表面に触媒を担持し、酸化反応を起こさせ、その際の反応熱により、捕捉したＰＭを燃焼させるものである。
【０００５】
また、上記ＮＯｘ低減触媒も、ＮＯｘ吸収効率が低下した時点で、ＮＯｘの放出及び還元浄化をさせる必要があり、このためには雰囲気酸素濃度を低下させたり、温度を高くしたりすることが求められている。
【０００６】
一方、ディーゼルエンジンは、概して排気温度が低く、このことは触媒の温度（以下、触媒温度という）を一定以上に上げる必要がある上記ＤＰＲや上記ＮＯｘ低減触媒にとって、大きな障害となっている。そこで、このような場合に触媒温度を上げる技術が種々提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、内燃機関の始動時等で触媒温度が低い場合に排気浄化装置の触媒をバーナを用いて加熱することにより短時間で活性温度に到達させる技術、すなわち、バーナを利用して触媒を加熱する技術が開示されている。
【０００８】
また、例えば、特許文献２には、排気系に燃料を添加することで、触媒の温度を上昇させる技術が開示されている。具体的には、ディーゼル機関の排気系に配置されパティキュレートを捕集するためのフィルタと、排気系のフィルタの上流側に配置された酸化触媒へ軽油を供給する軽油供給手段と、フィルタ再生に際して酸化触媒の温度が所定値以下の時に、軽油供給手段から酸化触媒へ供給される軽油を軽油供給初期においてだけ加熱して気化するバーナ等の加熱手段とを具備し、酸化触媒において軽油を燃焼させ、その燃焼熱によって常用運転域における特定領域においてフィルタの再生を可能にする技術が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−８６８４５号公報
【特許文献２】特開平８−３１２３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、排気系に燃焼式バーナを備えて触媒の温度を上昇させるときに、燃焼式バーナの燃焼熱のみを用いて触媒を加熱すると、触媒の入口温度が出口温度よりも高くなる。そこで出口温度を十分な温度まで上昇させるためには、入口温度を上昇させる必要があるが、触媒には例えば７００℃といった耐熱温度があるために、その耐熱温度を超えて触媒を加熱することができない。すなわち、上記特許文献１に開示された技術のように、燃焼式バーナで触媒を加熱するのみでは、入口温度を十分に上げることができても、出口温度を十分に上げることができず、触媒全体を所定の温度に維持できないという問題がある。
【００１１】
また、上記特許文献２に開示された技術のように、軽油を加熱して酸化触媒に供給して、酸化触媒での軽油の燃焼を起こさせることでは、触媒の入口ではその入口近傍が燃焼熱のみにより加熱されるのに対して、触媒の出口ではその出口近傍の燃焼熱に加えて入口から出口近傍までの燃焼熱により加熱されるため、入口温度よりも出口温度の方が高くなる。従って、この場合も触媒全体を所定の温度に維持できないという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、上記問題を解消し、触媒の入口温度を触媒の耐熱温度内に維持したまま、触媒の出口温度を上昇させて、触媒全体を温度差なく所定の温度に維持させることを可能にする内燃機関の排気浄化装置の制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の一形態は、内燃機関の排気通路に設けた排気浄化用触媒を、燃焼式バーナを用いて加熱制御する内燃機関の排気浄化装置の制御方法であって、触媒の入口温度が第１の所定温度より低い、又は触媒の出口温度が前記第１の所定温度より低い第２の所定温度より高いときは、燃焼式バーナを、燃料及び空気を供給して燃焼させ、触媒の入口温度が前記第１の所定温度以上で、且つ触媒の出口温度が前記第２の所定温度以下のときは、燃焼式バーナを、燃焼させずに少なくとも燃料を吐出させるように制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の形態は、内燃機関の排気通路に設けた排気浄化用触媒を、燃焼式バーナを用いて加熱制御する内燃機関の排気浄化装置の制御方法であって、触媒の入口温度が所定温度より低い、又は触媒の入口温度と出口温度との差である入口出口温度差が所定温度差よりも小さいときは、燃焼式バーナを、燃料及び空気を供給して燃焼させ、触媒の入口温度が前記所定温度以上で、且つ触媒の入口出口温度差が前記所定温度差以上のときは、燃焼式バーナを、燃焼させずに少なくとも燃料を吐出させるように制御することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のさらに他の形態は、内燃機関の排気通路に設けた排気浄化用触媒を、燃焼式バーナを用いて加熱制御する内燃機関の排気浄化装置の制御方法であって、触媒の入口温度が所定温度より低いときは、燃焼式バーナを、燃料及び空気を供給して燃焼させ、入口温度が前記所定温度以上で、且つ燃焼式バーナが既に燃焼させられているときにはその燃焼時間が所定時間以上経過したときには、燃焼式バーナを、燃焼させずに少なくとも燃料を吐出させるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一形態によれば、触媒の加熱が必要なときであって、触媒の入口温度が第１の所定温度よりも低かったり出口温度が第２の所定温度よりも高かったりする場合には燃焼式バーナを燃焼させて燃焼式バーナから供給される燃焼熱により触媒を所定温度以上に加熱する触媒加熱状態に、そして、触媒の入口温度が第１の所定温度以上で且つ出口温度が第２の所定温度以下の場合には触媒に未燃の燃料を燃焼式バーナから供給して触媒上で自発的な燃焼を起こさせて触媒の温度を所定温度以上に維持する維持状態にすることができる。また、触媒の出口温度が第２の所定温度以下になったときに触媒加熱状態から維持状態に移行させるようにするので、一旦触媒加熱状態から維持状態に移行し、その後また触媒加熱状態に移行した後に維持状態に移行させるときに、燃焼式バーナの燃焼による加熱のみをうけて出口温度が低下してきたことを切り替えの要素にでき、触媒加熱状態と維持状態の切り替えにより、入口温度を除く出口温度などが触媒の耐熱温度を超えることを確実に防ぐことが可能になる。そして、このような加熱が触媒の加熱が必要な限り繰り返し行われるので、入口温度と出口温度との温度差を低減して触媒全体の温度の上昇を図り、触媒全体を所定の温度に維持することを可能にする。
【００１７】
また、本発明の他の形態によれば、触媒の加熱が必要なときであって、触媒の入口温度が所定温度よりも低くかったり入口出口温度差が所定温度差よりも小さかったりする場合には触媒加熱状態に、そして、触媒の入口温度が所定温度以上で且つ入口出口温度差が所定温度差以上の場合には維持状態にすることができる。また、入口出口温度差が所定温度差以上になったときに触媒加熱状態から維持状態に移行させるようにしているので、入口温度の温度上昇と出口温度の温度低下のスピードの違いを考慮した温度制御が行われ、入口温度と出口温度の上昇が達成されるばかりか、触媒加熱状態と維持状態を繰り返し行っても触媒の耐熱温度を超えることを確実に防ぐことができるようになる。そして、このような加熱が触媒の加熱が必要な限り繰り返し行われるので、入口温度と出口温度との温度差を低減して触媒全体の温度の上昇を図り、触媒全体を所定の温度に維持することを可能にする。
【００１８】
また、本発明のさらに他の形態によれば、触媒の加熱が必要なときであって、触媒の入口温度が所定温度よりも低い場合には触媒加熱状態に、そして、触媒の入口温度が所定温度以上で且つ触媒加熱状態に既になっているときにはその時間が所定時間以上経過している場合には維持状態にすることができる。触媒の加熱時間が所定時間以上経過したときに触媒加熱状態から維持状態に移行させるようにしているので、燃焼式バーナを用いた触媒の加熱時間を考慮することにより触媒に供給される熱量に基づく温度制御ができるようになる。そして、このような加熱が触媒の加熱が必要な限り繰り返し行われるので、入口温度と出口温度との温度差を低減して触媒の最低温度の上昇を図り、触媒全体を所定の温度に維持することを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の制御方法の具体的な実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の制御方法が実施され装置の構成を示すブロック図であり、内燃機関としてディーゼルエンジン１に適用された例が示されている。ディーゼルエンジン１には、新気が図示しないエアフィルタにて埃や塵を除去された後、吸気管２を経て供給される。そして、燃焼室内で燃料が燃焼されて、その排気ガスが排気管３を介して排気浄化装置としての触媒を備えたＤＰＲ４に導かれる。
【００２１】
ここで、ＤＰＲ４は、ＰＭを捕捉するフィルタを備え、フィルタ内に酸化触媒が担持されている。すなわち、このフィルタは、表面に多孔・高表面積のアルミナ材を担持しているハニカム形状の一体型構造を有するセラミック材の担体で構成されており、この担体に触媒である例えば白金が担持されている。そして、ＤＰＲ４は、ＤＰＲ４の触媒の入口温度を測定する温度センサ７と、その出口温度を測定する温度センサ８とを備えている。
【００２２】
また、ＤＰＲ４には、上流側からディーゼルエンジン１の排気ガスと共に燃焼式バーナ５により発生された燃焼ガスが導かれるようになっている。燃焼式バーナ５には、吐出側に逆止弁５２を有する小型のエアポンプ５１と図示しない燃料タンクからの燃料を加圧供給する燃料ポンプ５３とが接続され、さらにその出口は配管５４を介して排気管３に接続されている。燃焼式バーナ５には、エアポンプ５１から空気が、また燃料ポンプ５３から燃料が供給され、図示しない点火プラグにより着火され燃焼が開始されるように構成されている。この燃焼式バーナ５で発生した燃焼ガスは、配管５４を介して排気管３に導入され、ＤＰＲ４に流入する。そして、ＤＰＲ４に流入した燃焼ガスは、ＤＰＲ４内に担持されている触媒を加熱する。尚、後述するＥＣＵ６の制御の下、燃焼式バーナ５から燃焼ガスや、未燃の燃料や、空気を、それぞれ排気管３へ供給可能になっている。
【００２３】
一方、燃焼式バーナ５の制御の他、エンジンの燃料噴射制御等の基本制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）６を本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は備えている。ＥＣＵ６は、ＣＰＵと、種々のプログラムやデータを記録するメモリと、入力インタフェース回路と、出力インタフェース回路とを備える、例えばマイクロコンピュータで構成されている。入力インタフェース回路には、温度センサ７、８や、エンジンの回転数や負荷などのエンジンの運転状態を検出する手段である図示しないセンサが電気配線を介して接続されている。そして、ＥＣＵ６は、ディーゼルエンジン１の回転数や負荷を検知ないしは算出して運転状態を得ることができる。一方、出力インタフェース回路は、エアポンプ５１や燃料ポンプ５３などに接続されていて、燃焼式バーナ５の燃焼が後述するＥＣＵ６から制御可能になっている。
【００２４】
上記構成の内燃機関の排気浄化装置に対する燃焼式バーナ５の制御の一例について図２のフローチャートを用いて説明する。なお、図２の排気浄化制御ルーチンは、所定時間毎に実行されるルーチンである。
【００２５】
まず、ＥＣＵ６は、エンジンの始動と共に図２の排気浄化制御ルーチンを開始する。そこで、ＥＣＵ６は、まずステップＳ１０１において、「触媒の加熱が必要か否か」を判別する。この触媒の加熱が必要か否かは、ディーゼルエンジン１の運転状態に基づき見積もられるＤＰＲ４でのＰＭの捕捉量の累積値が所定量を超えたか否か、ディーゼルエンジン１の特定領域での運転状態が所定時間以上続いたか否か、触媒温度が所定温度以下であるか否か、またはディーゼルエンジン１の排気ガスの排気温度が所定温度以下であるか否か、等により判別が行われる。そして、触媒の加熱が必要でないと判別したときには、ステップＳ１０７に進む。また、触媒の加熱が必要であると判別したときには、ステップＳ１０２に進む。
【００２６】
そこで、ステップＳ１０１での判別の結果、触媒の加熱が必要であるときは、ステップＳ１０２に進み、ＥＣＵ６は、「触媒の入口温度が第１の所定温度Ｔ１以上か否か」を判別する。具体的には、ＤＰＲ４の温度センサ７により入力インタフェース回路に送られてくる入力信号値より求められる触媒の入口温度が第１の所定温度Ｔ１以上であるか否かを判別することが行われる。この第一の実施形態では、第１の所定温度Ｔ１は、例えば５００℃としている。そして、ＥＣＵ６は、入口温度が第１の所定温度Ｔ１以上のときには、ステップＳ１０３へ進む。一方、入口温度が第１の所定温度Ｔ１より低いときには、ステップＳ１０９に進んで、後述するように燃焼式バーナ５が着火され、燃焼状態とされる。
【００２７】
次に、上述のステップＳ１０２での判別の結果、触媒の入口温度が第１の所定温度Ｔ１以上であったときは、ステップＳ１０３に進み、ＥＣＵ６は、「触媒の出口温度が第２の所定温度Ｔ２以下か否か」を判別する。具体的には、ＤＰＲ４の温度センサ８により入力インタフェース回路に送られてくる入力信号値より求められる触媒の出口温度が第２の所定温度Ｔ２以下であるか否かを判別することが行われる。この第一の実施形態では、第２の所定温度Ｔ２は、原則として第１の所定温度Ｔ１より低く、例えば３００℃としている。そして、ＥＣＵ６は、出口温度が第２の所定温度Ｔ２以下のときには、ステップＳ１０４に進む。一方、出口温度が第２の所定温度Ｔ２より高いときには、ステップＳ１０９に進んで燃焼式バーナ５が着火される。すなわち、上述のステップＳ１０２における判別で触媒の入口温度が第１の所定温度Ｔ１より低く、又は上述のステップＳ１０２における判別で触媒の入口温度が第１の所定温度Ｔ１以上であってもステップＳ１０３における判別で触媒の出口温度が第２の所定温度Ｔ２よりも高いときには、ステップＳ１０９における燃焼式バーナ５の着火が行われて燃焼状態とされ、これにより触媒加熱状態とされるのである。なお、触媒加熱状態とは、燃焼式バーナ５で空気と燃料が供給されている燃焼状態で、触媒を加熱している状態をいう。ただし、ＥＣＵ６が、燃焼式バーナ５に設けられた図示しない炎センサにより既に燃焼式バーナ５が燃焼中、すなわち燃焼状態であると判別するときには、着火させずにその状態を保つ。
【００２８】
そこで、ステップＳ１０２、Ｓ１０３での判別の結果、触媒の入口温度が第１の所定温度Ｔ１以上で、触媒の出口温度が第２の所定温度Ｔ２以下であったときは、ステップＳ１０４に進み、ＥＣＵ６は、「燃焼式バーナが燃焼状態であるか否か」を判別する。具体的には、炎センサにより入力インタフェース回路に送られてくる入力信号値より、燃焼状態であるか否かを判別することが行われる。そして、燃焼状態であるときには、ステップＳ１０５に進んで燃焼式バーナ５の燃焼が停止され、その後ステップＳ１０６において燃料のみの供給が開始される。一方、燃焼式バーナ５が燃焼状態にないときには、ステップＳ１０６に進んで、燃料のみの供給が開始される。なお、この燃料の供給の開始では、燃焼式バーナ５には多少の空気が供給されてもよいが、燃焼式バーナ５では燃焼されずに燃焼式バーナ５から吐出され、触媒での触媒燃焼に費やされる燃料量が供給される。かくて、この触媒燃焼により、触媒温度がある温度以上に維持される。以下、これを維持状態という。
【００２９】
一方、ステップＳ１０１で、触媒の加熱が不必要であるとして、ステップＳ１０７へ進んだときには、ＥＣＵ６は、「燃焼式バーナが作動しているか否か」を判別する。燃焼式バーナ５が作動しているときには、ＥＣＵ６は、ステップＳ１０８に進み、燃焼式バーナ５の停止処理を行う。一方、燃焼式バーナ５が作動していないときにはこの制御ルーチンを一旦終了する。
【００３０】
次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の制御方法の第二の実施形態について説明する。また、第二の実施形態におけるハード構成は、図１の上記第一の実施形態の構成と同じであるので、その部分の説明は省略する。そこで、第二の実施形態における内燃機関の排気浄化装置に対する燃焼式バーナ５の制御ルーチンの一例について説明するが、第二の実施形態の排気浄化制御ルーチンは、図２に示した上記第一の実施形態の排気浄化制御ルーチンのステップＳ１０３での処理のみが異なり、触媒の出口温度ではなく、触媒の入口温度と出口温度の差である、入口出口温度差（入口温度−出口温度）を用いることとしている。この相違点のみをステップＳ１０３´として説明する。なお、第二の実施形態の排気浄化制御ルーチンのステップＳ１０２における触媒の入口温度の判別の基準である第１の所定温度Ｔ１を、第二の実施形態では単に所定温度Ｔ１とし、例えば５００℃としている。
【００３１】
ステップＳ１０２の判別で触媒の入口温度が所定温度Ｔ１以上であったのでステップＳ１０３´に進むと、ステップＳ１０３´で、ＥＣＵ６は、「入口出口温度差が所定温度差Ｔ３以上か否か」を判別する。具体的には、ＤＰＲ４の温度センサ７を用いて求める入口温度と、ＤＰＲ４の温度センサ８を用いて求める出口温度との差である入口出口温度差が所定温度差Ｔ３以上であるか否かを判別することが行われる。この第二の実施形態では、所定温度差Ｔ３は、例えば２００℃としている。そして、ＥＣＵ６は、入口出口温度差が所定温度差Ｔ３以上のときには、ステップＳ１０４に進む。一方、入口出口温度差が所定温度差Ｔ３より小さいときには、ステップＳ１０９に進んで燃焼式バーナ５が着火されて、燃焼状態にされる。なお、ＥＣＵ６は、炎センサにより既に燃焼式バーナ５が燃焼状態であると判別するときには、着火させずにその状態を保つ。
【００３２】
次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の制御方法の第三の実施形態について説明する。また、第三の実施形態におけるハード構成は、図１の上記第一の実施形態の構成と同じであるので、その部分の説明は省略する。そこで、第三の実施形態における内燃機関の排気浄化装置に対する燃焼式バーナ５の制御ルーチンの一例について説明するが、図３に示した第三の実施形態の排気浄化制御ルーチンは、図２に示した上記第一の実施形態の排気浄化制御ルーチンのステップＳ１０３及びステップＳ１０４での処理が異なり、具体的には、その処理に触媒の出口温度ではなく、燃焼式バーナ５が燃焼状態であれば燃焼式バーナ５を着火させて燃焼状態として触媒を加熱した触媒加熱時間を用いることとしている。この相違点のみをステップＳ１０３´´およびステップＳ１０４´´として説明する。なお、本第三の実施形態の排気浄化制御ルーチンのステップＳ１０２における触媒の入口温度の判別の基準である第一の所定温度Ｔ１を、第三の実施形態では単に所定温度Ｔ１とし、例えば５００℃としている。また、ここで触媒加熱時間とは、燃焼式バーナ５を着火して燃焼状態とし、触媒をその燃焼熱で加熱している触媒加熱状態での連続した加熱時間をいう。
【００３３】
ステップＳ１０２で触媒の入口温度が所定温度Ｔ１以上であったのでステップＳ１０３´´に進むと、ステップＳ１０３´´でＥＣＵ６は、「燃焼式バーナが燃焼状態であるか否か」を判別する。この判別は、上記ステップＳ１０４と同様に、炎センサを用いて行われる。そして、燃焼状態であるときにはステップＳ１０４´´に進み、燃焼状態にないときにはステップＳ１０６に進んで燃料のみを供給する。
【００３４】
ステップＳ１０３´´で燃焼状態にあると判別されてステップＳ１０４´´に進むと、ステップＳ１０４´´で、ＥＣＵ６は、「触媒加熱時間が所定時間ｔ以上か否か」を判別する。具体的には、ＥＣＵ６は、時間を計測する手段である図示しないタイマ装置で、燃焼式バーナ５に着火した時からの触媒加熱時間を計測していて、所定時間ｔと、カウントアップされた触媒加熱時間とを比較して、触媒加熱時間が所定時間以上経過したか否かを判別することが行われる。ただし、この第三の実施形態では、所定時間ｔは３０秒としている。そして、ＥＣＵ６は、触媒加熱時間が所定時間ｔ以上のときには、ステップＳ１０５に進む。一方、触媒加熱時間が所定時間ｔより短いときには、この制御ルーチンを一旦終了する。なお、所定時間ｔは、１５秒から３０秒に任意に設定することが望ましい。
【００３５】
実施形態により上記した三つの本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の制御方法の作用について、図４及び図５を参照してさらに説明する。まず触媒を加熱する必要があるときには、例えば燃焼式バーナ５を着火させて燃焼状態とし、その燃焼熱を触媒に供給することで触媒を加熱する触媒加熱状態とする。その結果、例えば図４に燃焼式バーナ燃焼の曲線Ａで示すように、触媒の入口温度が所定温度Ｔ１以上に至るように加熱される。その後、燃焼式バーナ５を失火させてから燃焼式バーナ５から未燃の燃料のみを触媒に供給して触媒燃焼を起こさせて維持状態とする。その結果、図４に燃焼式バーナ燃焼後燃料供給の曲線Ｂで示すように、入口温度は所定温度Ｔ１よりも低くなるが触媒の出口温度が上昇する。そして、この後、少なくとも入口温度が所定温度以上か否かにより、触媒加熱状態と維持状態とを交互に切り替えて繰り返し行うことで、図５に例示するように触媒の入口温度と出口温度をほぼ同じ温度まで上昇させつつ、触媒全体を触媒の耐熱温度以下に抑えたまま、触媒の全体を加熱して触媒全体の温度を所定の温度以上に維持することが可能になる。
【００３６】
以上、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の制御方法について、好ましい実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態の異なる組み合わせを本発明は含むものである。また、本発明は、これらの実施形態に限定されない。
【００３７】
具体的には、本発明は、触媒として、カリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類金属、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類、貴金属を用いることが可能である。また、本発明は、上記した第一から第三の実施形態で用いた内燃機関の排気浄化手段としてのＤＰＲ以外に、ＰＭとＮＯｘを同時に連続的に浄化するＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx Reduction system）等の内燃機関の排気浄化手段を用いることも可能である。
また、上記第一から第三の実施形態では、触媒温度を温度センサを用いて検出することとした。しかし、触媒温度を、内燃機関であるディーゼルエンジンの運転状態から推定することとしてもよい。また、上記第一から第三の実施形態では、触媒加熱状態から維持状態に移行する際に、燃焼式バーナを失火させてから移行することを述べたが、本発明はこの失火に際して燃料および空気を共に供給停止することのみならず、燃料のみ一時停止することをも含めるものである。さらに、上記第一から第三の実施形態では、内燃機関をディーゼルエンジンとしたが、ガソリンエンジンの排気浄化装置にも本発明は適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の制御方法の第一の実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る第一の実施形態における排気浄化制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る第三の実施形態における排気浄化制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】触媒の入り口からの距離と、触媒温度との関係を、二つの形態に関して表したグラフである。
【図５】触媒の入口温度と出口温度の推移を時間に関して表したグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１  ディーゼルエンジン
２  吸気管
３  排気管
４  ＤＰＲ
５  燃焼式バーナ
６  ＥＣＵ
７、８  温度センサ
５１  エアポンプ
５２  逆止弁
５３  燃料ポンプ
５４  配管
【図１】
2005282443.tif 000003
【図２】
2005282443.tif 000004
【図３】
2005282443.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005282443.tif 000007