(57)【要約】【課題】  排気ガス低温時における連続再生型ＤＰＦの再生制御で多段噴射を行う際に、出力トルクの変動を防止しながら、排気ガス中のＮＯｘ量の増加と排気温度の大幅な上昇を行って、効率よくＤＰＦ再生を行える排気ガス浄化システムを提供する。【解決手段】  連続再生型ＤＰＦ３の再生制御運転が要求され、ＤＰＦ入口排気温度Ｔ１がＰＭ強制燃焼温度Ｔpmより低い時に、通常運転における燃料噴射の適正燃料噴射時期ｔｎよりも早い時期ｔ１に燃料噴射する早期噴射と遅い時期ｔ２に燃料噴射する遅延噴射を実行する、多段噴射を伴う再生制御運転を行う排気ガス浄化システム１において、内燃機関Ｅに具備したグロープラグ１６を、少なくとも早期噴射の実行時にオンされた状態にして筒内を加熱する。【選択図】  図３
2005083263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に連続再生型ＤＰＦを備え、該連続再生型ＤＰＦの再生制御運転が要求された時であって、前記連続再生型ＤＰＦの入口の排気温度が、前記連続再生型ＤＰＦに捕集されたＰＭが燃焼を開始するＰＭ強制燃焼温度より低い時に、通常運転における燃料噴射の適正燃料噴射時期よりも早い時期に燃料噴射する早期噴射と遅い時期に燃料噴射する遅延噴射を実行する、多段噴射を伴う再生制御運転を行う内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、
エンジンに具備したグロープラグを、少なくとも早期噴射の実行時にオンされた状態にして筒内を加熱することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項２】
内燃機関の排気通路に連続再生型ＤＰＦを備え、該連続再生型ＤＰＦの再生制御運転が要求された時であって、前記連続再生型ＤＰＦの入口の排気温度が、前記連続再生型ＤＰＦに捕集されたＰＭが燃焼を開始するＰＭ強制燃焼温度より低い時に、通常運転における燃料噴射の適正燃料噴射時期よりも早い時期に燃料噴射する早期噴射と遅い時期に燃料噴射する遅延噴射を実行する、多段噴射を伴う再生制御装置を備えた内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、
グロープラグを具備すると共に、前記再生制御装置が、前記グロープラグを、少なくとも早期噴射の実行時にオンされた状態にして筒内を加熱することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化システム。
【請求項３】
前記連続再生型ＤＰＦは、ＰＭを捕集するフィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型ＤＰＦ、ＰＭを捕集するフィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ＤＰＦ、ＰＭを捕集するフィルタに酸化触媒を担持させると共に該フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ＤＰＦのいずれかであることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の排気ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グロープラグ付きのディーゼルエンジンにおいて、連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を備えて、エンジンの排気ガスを浄化する内燃機関の排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出される微粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下ＰＭとする）の排出量は、ＮＯｘ，ＣＯそしてＨＣ等と共に年々規制が強化されてきており、規制の強化に伴いエンジンの改良のみでは、対応できなくなってきている。そこで、エンジンから排出されるＰＭをディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter ：以下ＤＰＦとする）と呼ばれるフィルタで捕集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する技術が開発されている。
【０００３】
直接、このＰＭを捕集するＤＰＦにはセラミック製のモノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタや、セラミックや金属を繊維状にした繊維型タイプのフィルタ等があり、これらのＤＰＦを用いた排気ガス浄化システムは、他の排気ガス浄化システムと同様に、エンジンの排気通路の途中に設置され、エンジンで発生する排気ガスを浄化して排出している。
【０００４】
ＤＰＦはフィルタがＰＭを捕集すると捕集量に比例して排圧が上昇するので、捕集されたＰＭを燃焼させるなどして除去し、ＤＰＦを再生する必要があり、この再生方法は色々な方法が提案されており、電気ヒーター加熱タイプ、バーナー加熱タイプ、逆洗タイプ等がある。
【０００５】
しかしながら、これらの再生方法をとる場合には、外部からエネルギーの供給を受けてＰＭの燃焼を行うので、燃費の悪化を招き、また、再生時の制御が難しく、ＰＭ捕集、ＰＭ燃焼（ＤＰＦ再生）を交互に行うような二系統のＤＰＦシステムが必要になる等、システムが大きく複雑になるという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するために、酸化触媒を利用しＰＭの酸化温度を下げ、外部からエネルギーを受けることなく、エンジンからの排気熱でＰＭを酸化してＤＰＦを再生する技術が提案されている。この場合には、ＤＰＦ再生が基本的には連続的になるため連続再生型ＤＰＦシステムと呼ばれているが、これらのシステムは、より簡素化された一系統のＤＰＦシステムとなり、再生制御も簡素化されるという利点がある。
【０００７】
図５に一例として示すＮＯ2 再生型ＤＰＦシステム１Ｘは、ＮＯ2 （二酸化窒素）によりＰＭを酸化し、ＤＰＦを再生するシステムであり、通常のウオールフローフィルタ３Ａｂの上流に酸化触媒３Ａａを配置し、排気ガス中のＮＯ（一酸化窒素）を酸化する。従って、酸化触媒３Ａａ後流の排気ガス中のＮＯｘは殆どがＮＯ2 になる。このＮＯ2 で、下流側のフィルタ３Ａｂに捕集されたＰＭを酸化してＣＯ2 （二酸化炭素）とし、ＰＭを除去している。このＮＯ2 は、Ｏ2 よりエネルギー障壁が小さいため、ＰＭ酸化温度（ＤＰＦ再生温度）を低下させ、外部からエネルギーの供給なしに排気ガス中の熱エネルギーで連続的にＰＭ燃焼が生じる。
【０００８】
なお、図５のＥはディーゼルエンジン、２は排気通路、４は燃料ポンプシステム、５は電子制御ボックス、７はバッテリー、８は消音器、９は燃料タンクである。
【０００９】
また、図６に、図５のＮＯ2 再生型ＤＰＦシステムの改良システム１Ｙを示す。この改良システム１Ｙは、酸化触媒３２Ａの多孔質触媒コート層３１をウオールフローフィルタ３Ｂの多孔質壁面３０に塗布し、ＮＯの酸化とこれにより発生したＮＯ2 によるＰＭの酸化を、ウオールフローフィルタ３Ｂの壁表面上で行うように構成し、システムを簡素化している。
【００１０】
そして、図７に、ウオールフローフィルタ３Ｃの多孔質壁面３０に、酸化触媒３２Ａと酸化物等のＰＭ酸化触媒３２Ｂとの多孔質触媒コート層３１を塗布し、フィルタ３Ｃに蓄積したＰＭを低温で燃焼し、連続再生するシステム１Ｚを示す。
【００１１】
そして、これらの触媒付きＤＰＦシステムは、触媒及びＮＯ2 によるＰＭの酸化反応によって通常のフィルタよりもＰＭ酸化開始排気温度（ＰＭ強制燃焼温度）を下げてＰＭの連続再生を実現するシステムである。
【００１２】
しかしながら、ＰＭ酸化開始排気温度を下げても、まだ、３５０℃程度の排気ガス温度は必要であり、アイドルや低負荷のエンジン運転条件では、排気ガス温度が不足し、ＰＭの酸化及びＤＰＦの再生が生じない。
【００１３】
従って、このようなアイドルや低負荷のエンジン運転条件を継続するとＰＭが蓄積してもＰＭ酸化状態にならないため、排圧が上昇し、燃費の悪化を招き、また、エンジン停止等のトラブルが生じるおそれがある。
【００１４】
そこで、これらの連続再生型ＤＰＦシステムでは、エンジン運転条件からフィルタへのＰＭ蓄積量を算出したり、又は、ＰＭ蓄積量に対応したフィルタ圧損からＰＭ蓄積量を推定したりして、ＤＰＦ再生必要条件を設定し、このＤＰＦ再生必要条件を満たした時に、蓄積したＰＭを強制的に燃焼させて除去するＤＰＦ再生制御を行っている。
【００１５】
このＤＰＦ再生制御は、コモンレール等の電子制御式燃料噴射システムにおいて、多段噴射（スプリット噴射）とし、早期噴射と遅延噴射を組み合わせて、早期噴射でピストンのサイクル中の負の仕事を増加させることにより、低負荷条件でもエンジンの発生トルク量を変えることなく、ＰＭを酸化するのに必要な排気ガス中のＮＯｘを増加させると共に、遅延噴射により排気ガスの温度をＰＭ強制燃焼温度以上に上昇させる燃料噴射制御方法や連続再生型ＤＰＦの再生制御方法が提案され、運転条件によっては効果が確認されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１６】
この燃料噴射制御方法による排気ガス中のＮＯｘ増加と、排気ガスの昇温、及び、負の仕事の発生は、多段噴射の極端に早期に噴射された１段目の燃料噴射が噴射と同時期に着火し、筒内（シリンダ内）が上死点前に高圧、高温になることにより実現される。
【００１７】
しかしながら、冷間時や、極端に低負荷な条件下においては、極端に噴射時期を早めた早期噴射にすると、筒内温度が噴射した燃料の着火温度に達していないため、早期噴射で噴射された燃料が着火せず、筒内が上死点前に高圧、高温にならず、ＮＯｘ増加、排気ガス昇温、負の仕事の発生に対して十分な効果を得られないという問題がある。
【００１８】
一方、これらの連続再生型ＤＰＦを備えるディーゼルエンジンは、通電により高温となるグロープラグ（予熱栓、加熱栓）を備えていることが多い。ディーゼルエンジンは、混合気を高圧縮することにより自然発火させているが、冬期等の外気温が低い時期になると混合気も低温になるため自然発火が難しくなり、エンジン始動が困難となるため、始動時のみ、このグロープラグにより、筒内、特に燃焼室を予熱して暖めておき、エンジン始動時の燃料が自然発火し易くなるようにしている。そして，エンジンが始動して、暖機するとグロープラグによる予熱を終了している。
【特許文献１】特開２００２−２７６４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、既に備えているグロープラグを利用し、あるいは、新たにグロープラグを設けて、上述の問題を解決するすべくなされたものであり、その目的は、排気ガス低温時の再生制御で早期噴射と遅延噴射で構成される多段噴射を行う連続再生型ＤＰＦにおいて、少なくとも多段噴射の早期噴射の実行時にオンされた状態にして筒内を加熱するグローアシスト加熱を併用することにより、出力トルクの変動を防止しながら、排気ガス中のＮＯｘの増加と、排気ガス温度の大幅な上昇を行って、効率よくＤＰＦ再生を行うことができる排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
以上のような目的を達成するための排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に連続再生型ＤＰＦを備え、該連続再生型ＤＰＦの再生制御運転が要求された時であって、前記連続再生型ＤＰＦの入口の排気温度が、前記連続再生型ＤＰＦに捕集されたＰＭが燃焼を開始するＰＭ強制燃焼温度より低い時に、通常運転における燃料噴射の適正燃料噴射時期よりも早い時期に燃料噴射する早期噴射と遅い時期に燃料噴射する遅延噴射を実行する、多段噴射を伴う再生制御運転を行う内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、エンジンに具備したグロープラグを、少なくとも早期噴射の実行時にオンされた状態にして筒内を加熱する方法として構成される。
【００２１】
また、排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に連続再生型ＤＰＦを備え、該連続再生型ＤＰＦの再生制御運転が要求された時であって、前記連続再生型ＤＰＦの入口の排気温度が、前記連続再生型ＤＰＦに捕集されたＰＭが燃焼を開始するＰＭ強制燃焼温度より低い時に、通常運転における燃料噴射の適正燃料噴射時期よりも早い時期に燃料噴射する早期噴射と遅い時期に燃料噴射する遅延噴射を実行する、多段噴射を伴う再生制御装置を備えた内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、グロープラグを具備すると共に、前記再生制御装置が、前記グロープラグを、少なくとも早期噴射の実行時にオンされた状態にして筒内を加熱するように構成される。
【００２２】
上記の構成によれば、再生制御運転において、多段噴射（スプリット噴射）の少なくとも早期噴射の実行時にオンされた状態にして筒内をグローアシスト加熱することにより、早期噴射における筒内及び噴射された燃料噴霧の加熱により、負の仕事が発生すると同時に、ＮＯｘの発生量が増加する。そして、早期噴射で負の仕事が発生するので、アウトプット出力の増加を伴うことなく、遅延噴射の噴射量を増加して、排気ガスの温度を大幅に上昇できる。
【００２３】
従って、アイドルや低負荷域等における内燃機関の運転条件でも、効率よく排気ガスを昇温し、排出ＮＯｘ量を増加してＤＰＦ再生を行うことができるようになる。また、何時でもＤＰＦ再生を行えるようになるので、ＰＭの過剰蓄積による排圧の上昇を抑制し、この高排圧に起因するエンジンストールを回避できる。また、効率良く排気ガスを昇温できるので、燃費を向上できる。
【００２４】
そして、排気ガスが低温のためにＤＰＦ再生ができずにＰＭが過剰に蓄積する現象を回避できるので、このＰＭ過剰蓄積の後におけるＰＭ着火時にＰＭが暴走燃焼してフィルタを溶損するような事故を防止できる。
【００２５】
また、上記の内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、前記連続再生型ＤＰＦとしては、ＰＭを捕集するフィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型ＤＰＦ、ＰＭを捕集するフィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ＤＰＦ、ＰＭを捕集するフィルタに酸化触媒を担持させると共に該フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ＤＰＦ等を採用することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の内燃機関の排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムによれば、酸化触媒と触媒付きＤＰＦを備えた連続再生型ＤＰＦにおいて、従来技術では排気ガス温度が不足してＤＰＦＰＭ強制再生燃焼が行えなかったアイドル、低負荷域等におけるエンジンの運転条件でも、効率よく排気ガスを昇温し、排出ＮＯｘ量を増加してＤＰＦ再生を行うことができるようになる。また、効率良く排気ガスを上昇できるので、燃費を向上できる。
【００２７】
そして、アイドルや低負荷域のエンジン運転域でもＤＰＦ再生を行え、これにより、何時でもＤＰＦ再生を行えるようになるので、ＰＭの過剰蓄積による排圧の上昇を抑制し、この高排圧に起因するエンジンストールを回避できる。また、ＤＰＦ再生不能のためにＰＭが過剰に蓄積する現象を回避できるので、このＰＭ過剰蓄積の後におけるＰＭ着火時にＰＭが暴走燃焼してフィルタを溶損するような事故を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムについて、上流側の酸化触媒と下流側の触媒付きフィルタの組合せで構成される連続再生型ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を例にして図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１及び図２に、この実施の形態の排気ガス浄化システム１の構成を示す。この排気ガス浄化システム１では、ディーゼルエンジンＥの排気マニホールド１１に接続する排気通路２に、上流側に酸化触媒３Ａａを下流側に触媒付きフィルタ３Ａｂを有して構成される連続再生型ＤＰＦ３が設けられている。
【００３０】
この酸化触媒３Ａａは、多孔質のセラミックのハニカム構造等の担持体に、白金（Ｐｔ）等の酸化触媒を担持させて形成され、触媒付きフィルタ３Ａｂは、多孔質のセラミックのハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタで形成される。このフィルタの部分に白金や酸化セリウム等の触媒を担持する。この触媒付きフィルタ３Ａｂでは、排気ガスＧ中のＰＭ（微粒子状物質）は多孔質のセラミックの壁で捕集（トラップ）される。
【００３１】
そして、触媒付きフィルタ３ＡｂのＰＭの堆積量を推定するために、連続再生型ＤＰＦ装置３の前後に接続された導通管に差圧センサ２１が設けられる。また、触媒付きフィルタ３Ａｂの再生制御用に、連続再生型ＤＰＦ装置３の入口近傍に、排気温度センサ２２が設けられる。
【００３２】
これらのセンサの出力値は、エンジンＥの運転の全般的な制御を行うと共に、触媒付きフィルタ３Ａｂの再生制御も行う制御装置（電子制御ボックス：ＥＣＵ：エンジンコントロールユニット）５に入力され、この制御装置５から出力される制御信号により、エンジンＥの燃料噴射弁１５や、吸気通路６に設けられ、吸気マニホールドへの吸気量を調整する吸気弁１１等が制御される。
【００３３】
この燃料噴射弁１５は燃料ポンプ（図示しない）で昇圧された高圧の燃料を一時的に貯えるコモンレール（図示しない）に接続されており、制御装置５には、エンジンの運転のために、ＰＴＯのスイッチのＯＮ／ＯＦＦ，ニュートラルスイッチのＯＮ／ＯＦＦ，車両速度，冷却水温度，エンジン回転数，アクセル開度等の情報も入力される。
【００３４】
そして、吸入空気Ａは、吸気通路６でターボチャージャ１７のコンプレッサ１７ａとインタークーラ１２を経由して、吸気弁１１で吸気量を調整された後、シリンダ１３内の燃焼室１４に入る。この燃焼室１４には、燃料噴射弁１５とグロープラグ１６が設けられている。この燃料噴射弁１５から燃料噴射により、燃料と吸入空気Ａとが混合し、ピストン１８の圧縮により、自然発火して燃焼し、排気ガスＧを発生する。この排気ガスＧは、排気通路２のターボチャージャ１７のタービン１７ｂを経由して、連続再生型ＤＰＦ３に入り、浄化された排気ガスＧｃになって、消音器８を経由して大気中に放出される。
【００３５】
この排気ガス浄化システム１において、差圧センサ２１の差圧が上昇し、連続再生型ＤＰＦ装置３の触媒付きフィルタ３ＡｂのＰＭ蓄積量が再生が必要な設定量を超えたが、エンジン運転条件がアイドルや低負荷等でＰＭの酸化及びＤＰＦ再生に必要な排気温度に達していない場合に、排気ガス昇温制御を行って、連続再生型ＤＰＦ装置３を再生する。
【００３６】
この排気ガス浄化システム１における再生制御は、差圧センサ２１，排気温度センサ２２の検出値ΔＰ，Ｔ１を、制御装置５に入力し、燃料噴射弁１５とグロープラグ１６や吸気弁１１等を制御して行う。
【００３７】
そして、本発明においては、連続再生型ＤＰＦ装置３の再生制御において、差圧センサ２１の差圧ΔＰが上昇し、再生開始制御が必要となったが、エンジン運転条件がアイドルや低負荷域等の運転状態で排気ガスの温度がＤＰＦ再生に必要な温度に達していない場合、又は、排気ガス中のＮＯｘ量がＤＰＦ再生に必要な量に達していない場合に、グローアシスト加熱併用再生制御運転を行って、排気ガスを昇温し、また、排気ガス中のＮＯｘ量を増加して、ＤＰＦ再生を行う。
【００３８】
このグローアシスト加熱併用再生制御運転は、多段噴射（早期噴射＋遅延噴射）を実行するときにグロープラグ１６もオンされる再生制御運転である。この多段噴射（スプリット噴射）における作動指圧線図を図３に示す。なお、図３では２段の多段噴射であるが、より多段の方が好ましい。
【００３９】
このグローアシスト加熱を併用した多段噴射では、図３に示すように、燃料噴射の１段目の早期噴射の噴射時期ｔ１を通常運転における燃料噴射の適正燃料噴射時期ｔｎより極端に早い時期とすると共に、少なくともグロープラグ１６を早期噴射時期にオンされた状態でグローアシスト加熱を行い（Ａ）、これにより、筒内（シリンダ内）及び噴射された燃料噴霧を加熱し、負の仕事（Ｗｍ）を発生させると同時に、ＮＯｘの発生量を増やす。この時、筒内の作動ガスの温度も増加する（Ｂ）。
【００４０】
このグロープラグ１６は、多段噴射している間はずっとオンでもよいが、要するに早期噴射の燃料を噴射と同時に着火できれば良く、オンの期間も、グロープラグ１６の応答速度を考慮した早期噴射時期前後のみでも良い。
【００４１】
次に、２段目の遅延噴射の燃料噴射を行うが、この噴射では１段目の負の仕事（Ｗｍ）に打ち勝って正の仕事（Ｗｐ）が取り出せる量の燃料を噴射する。この時、排気ガスを昇温させるために、この２段目の噴射時期ｔ２を通常運転における燃料噴射の適正燃料噴射時期ｔｎより遅延させる、即ち、リタード側とする。
【００４２】
これらの噴射制御では、１段目の燃料噴射の時期ｔ１をグローアシスト加熱によって極端に進角できるようになるので、排出ＮＯｘ量を増加できる。また、１段目の燃料噴射で筒内温度が非常に高くなっているため、２段目の噴射時期のリタード量を増加でき、排気ガスの温度を大きく上昇させることができる。しかも、１段目の燃料噴射によって負の仕事（Ｗｍ）が行われるため、アウトプット出力（Ｗｏ＝Ｗｐ−Ｗｍ）を増すことなく、２段目の噴射量を増加できるので、アイドルや低負荷域の運転状態でも排気ガスを大幅に昇温できる。
【００４３】
従って、アイドルや低負荷域の運転条件下でも、ＤＰＦ再生が必要な時には、ＤＰＦ再生に必要な排気ガスの温度とＮＯｘ量を確保できる。その上、アウトプット出力（発生出力）の制御は１段目の噴射量と２段目の噴射量の割合を制御することにより可能となるので、この割合の制御により、通常運転と再生制御運転との切替時における出力トルクの変動を防止できる。
【００４４】
次に、このグローアシスト加熱併用再生制御運転を行う排気ガス浄化方法について説明する。この排気ガス浄化方法は、図４に例示するような制御フローに従って行われる。
【００４５】
この図４の制御フローは、エンジンＥを含む車両全体を制御するメイン制御フローに組み込まれた再生制御フローとして例示する制御スローであり、エンジンＥのスタートスイッチオンと共にスタートするメイン制御フローから繰り返し呼ばれて実行を繰り返す。
【００４６】
図４の制御フローがメイン制御フローから呼ばれてスタートすると、ステップＳ１０で、通常噴射制御運転を所定の時間（再生開始か否かの判定を行う時間間隔に関係する時間）の間行う。この通常噴射制御運転は、ＤＰＦの再生に関係なく、エンジンに要求される回転数と負荷に対して通常の燃料噴射が行われ、グロープラグ１６も冷間期の暖機始動時等の予熱以外ではオフで運転される。
【００４７】
次のステップＳ１１で、触媒付きＤＰＦ３ＡｂのＰＭ捕集状態が再生制御が必要な再生開始の状態になったか否かを、差圧センサ２１で検出される差圧ΔＰが所定の再生開始用差圧判定値ΔＰ０以上になったか否かで判定する。
【００４８】
なお、この再生開始の判定は、エンジンの運転状態から予め入力されたＰＭ蓄積量マップデータを参照しながら、触媒付きＤＰＦ３ＡｂのＰＭ蓄積量を算出すると共に、このＰＭ蓄積量の総和であるＰＭ累積量を計算して、このＰＭ累積量が所定の限界蓄積量より大きくなった時に再生開始の状態になったとしてもよい。
【００４９】
この再生開始の判定で、差圧ΔＰが再生開始用差圧判定値ΔＰ０より小さい間は、再生開始ではないとして、ステップＳ１０に戻り、通常噴射制御運転を繰り返す。そして、この再生開始の判定で、差圧ΔＰが再生開始用差圧判定値ΔＰ０以上となり、再生開始となった場合はステップＳ１２に行く。
【００５０】
ステップＳ１２では、排気温度センサ２２で検出された排気温度（ＤＰＦ入口排気温度）Ｔ１がＰＭ強制燃焼温度Ｔpmよりも小さいか否かを判定する。このＰＭ強制燃焼温度Ｔpmとは、排気温度Ｔ１がこの温度Ｔpm以上であれば、触媒付きＤＰＦ３Ａｂに捕集されたＰＭが排気ガス中のＮＯｘやＯ2 によって強制的に燃焼除去される温度であり、ＰＭ酸化開始排気温度と同じである。
【００５１】
この判定で、排気温度Ｔ１がＰＭ強制燃焼温度Ｔpm以上の場合は、ステップＳ１６のグロープラグオフの通常ＰＭ再生制御運転を所定の時間（ＤＰＦの再生終了か否かの判定を行う時間間隔に関係する時間）の間行い、ステップＳ１７のＤＰＦの再生終了か否かの判定に行き、ＤＰＦの前後差圧ΔＰが再生終了用差圧判定値ΔＰ１０より小さくなったか否か判定する。
【００５２】
ＤＰＦの前後差圧ΔＰが再生終了用差圧判定値ΔＰ１より小さくなければ、ステップＳ１６に戻り、通常ＰＭ再生制御運転を繰り返し行い、触媒付きＤＰＦ３Ａｂに蓄積されたＰＭを燃焼除去する。そして、ステップＳ１７の判定でＤＰＦの前後差圧ΔＰが再生終了用差圧判定値ΔＰ１より小さくなれば、再生が終了したとしてリターンに行く。
【００５３】
この通常ＰＭ再生制御運転では、エンジンＥの燃料噴射のメイン噴射（主噴射）のタイミングを遅延操作（リタード）したり、ポスト噴射（後噴射）を行ったり、吸気絞りを行ったりして、排気ガスの温度を上昇させ、ＰＭの酸化除去に適した温度や環境になるようにし、連続再生型ＤＰＦ３に捕集されたＰＭを酸化除去する。
【００５４】
例えば、吸気絞り、ＥＧＲ、ＶＮＴ等の空気系の装置で、排気ガス中のＮＯｘ濃度を増加させ、ポスト噴射を行うことで目標温度を５００℃程度にして設定時間の間その状態を保持し、その後同様な制御を行いながら、目標温度を６００℃程度にして設定時間の間その状態を保持することで、ＰＭを燃焼させて再生を行う。
【００５５】
また、ステップＳ１２の判定で、排気温度Ｔ１がＰＭ強制燃焼温度Ｔpmよりも小さい場合は、大きくなるまでステップＳ１３のグローアシスト加熱併用再生制御運転を所定の時間（排気温度Ｔ１のチェックを行う時間間隔に関係する時間）の間行い、再度、ステップＳ１４の排気温度のチェックを行う。この排気温度のチェックで、排気温度Ｔ１がＰＭ強制燃焼温度Ｔpmより大きくなったらステップＳ１５に行き、小さい間はステップＳ１３に戻る。
【００５６】
このステップＳ１３のグローアシスト加熱併用再生制御運転は、上記したように、グロープラグ１６を少なくとも早期噴射の実行時にオンされた状態にして筒内を加熱するグローアシスト加熱を併用した多段噴射（早期噴射＋遅延噴射）の再生制御運転であり、グローアシスト加熱により、早期噴射実行時において筒内及び噴射された燃料噴霧を加熱し、負の仕事（Ｗｍ）を発生させると同時に、ＮＯｘの発生量を増やし、次の遅延噴射で排気ガスの温度を上昇させる。この時に早期噴射で負の仕事（Ｗｍ）が発生するので、アウトプット出力（Ｗｏ＝Ｗｐ−Ｗｍ）を増すことなく、２段目の噴射量を増加できるので、排気ガスの温度を大幅に上昇できる。
【００５７】
このステップＳ１３のグローアシスト加熱併用再生制御運転により、連続再生型ＤＰＦ３に流入する排気ガスの温度をＰＭ強制燃焼温度Ｔpmよりも上げて、また、ＮＯｘ量をＤＰＦ再生に必要な量に増加してＤＰＦ再生を行う。
【００５８】
次に、ステップＳ１５では、ＤＰＦの再生終了か否かの判定を、ＤＰＦの前後差圧ΔＰが再生終了用差圧判定値ΔＰ１より小さくなったか否かで行う。そして、ＤＰＦの前後差圧ΔＰが再生終了用差圧判定値ΔＰ１より小さくなければ、ステップＳ１３に戻り、小さくなるまでステップＳ１３のグローアシスト加熱併用再生制御運転を繰り返し行い、触媒付きＤＰＦ３Ａｂに蓄積されたＰＭが燃焼除去されて、ステップＳ１５の判定でＤＰＦの前後差圧ΔＰが再生終了用差圧判定値ΔＰ１より小さくなれば再生が終了したとして、リターンに行く。
【００５９】
そして、図４のＤＰＦの再生制御フローが終了して、メイン制御フローに戻り、再度呼ばれて、エンジンが停止されるまで、繰り返される。そして、特に図示していないが、エンジンキーがオフにされると、制御フローの実行途中でも割り込みが生じ、メインの制御フローに戻る。
【００６０】
上記の構成の排気ガス浄化システム１によれば、ＤＰＦの再生制御において、排気温度センサ２２で検出されたＤＰＦ入口排気温度Ｔ１がＰＭ強制燃焼Ｔpm以下の時に、グロープラグ１６を少なくとも早期噴射実行時にオンされた状態にして筒内を加熱して多段噴射を行うグローアシスト加熱併用再生制御運転を行って、アイドルや低負荷域においても、効率よく排気ガスの温度を昇温でき、また、排出ＮＯｘ量を増加できる。
【００６１】
なお、上記の説明では、連続再生型ＤＰＦとして、ＰＭを捕集するフィルタに酸化触媒を担持させると共に該フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ＤＰＦを例示したが、本発明はこれに限定されず、ＰＭを捕集するフィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型ＤＰＦやＰＭを捕集するフィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ＤＰＦにも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムのシステム構成図である。
【図２】本発明に係る排気ガス浄化システムのエンジン部分の構成を示す図である。
【図３】本発明に係るグローアシスト加熱併用再生制御運転における作動指圧線図を示す図である。
【図４】本発明に係る再生制御の制御フローの一例を示す図である。
【図５】従来技術の排気ガス浄化システムの一例を示すシステム構成図である。
【図６】従来技術の排気ガス浄化システムの他の一例を示すシステム構成図である。
【図７】従来技術の排気ガス浄化システムの他の一例を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    排気ガス浄化システム
２    排気通路
３    連続再生型パティキュレートフィルタ
３Ａａ    酸化触媒
３Ａｂ    触媒付きフィルタ
１３    シリンダ
１５    燃料噴射弁
１６    グロープラグ
Ｅ    ディーゼルエンジン
Ｇ    排気ガス
Ｔ１    フィルタ入口排気温度
Ｔpm    ＰＭ強制燃焼温度
【図１】
2005083263.tif 000003
【図２】
2005083263.tif 000004
【図３】
2005083263.tif 000005
【図４】
2005083263.tif 000006
【図５】
2005083263.tif 000007
【図６】
2005083263.tif 000008
【図７】
2005083263.tif 000009