(57)【要約】【課題】フィルタ再生を短時間で確実に行なえる排気浄化装置を提供する。【解決手段】エキゾーストブレーキ４の作動時のギャップを調整可能なアクチュエータ５と、再生指令信号１７を受けた際にアドリング回転数を高くし且つエキゾーストブレーキ４を作動させてパティキュレートフィルタ３の上流で排気に燃料を添加するフィルタ再生機能を具備したエンジン制御手段７と、アクチュエータ５に付帯するコントローラ６とを有し、フィルタ再生中に、エンジン制御手段７から得た燃料実噴射量の情報９に基づいてエキゾーストブレーキ４のギャップを調整する機能をコントローラ６に具備させている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン排気系統に組み込んだ触媒再生型パティキュレートフィルタと、エキゾーストブレーキ作動時のギャップを調整可能なアクチュエータと、該アクチュエータに付帯するコントローラと、再生指令信号を受けた際にアドリング回転数を高くし且つエキゾーストブレーキを作動させてフィルタ上流で排気に燃料を添加するフィルタ再生機能を具備したエンジン制御手段とを有し、該エンジン制御手段から得た情報に基づき、フィルタ再生時の燃料実噴射量が予め定めてある最適領域に収まるようにアクチュエータでエキゾーストブレーキのギャップを調整する機能を、コントローラに具備させたことを特徴とする排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気（軽油の燃焼ガス）には、炭素質よりなる煤と、高沸点炭化水素成分からなるＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）を主な成分として、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）が加わった組成のパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）が含まれている。
【０００３】
近年、触媒再生型のパティキュレートフィルタを車両用ディーゼルエンジンの排気系統に組み込み、捕集したパティキュレートを酸化反応により燃焼除去することが行なわれている。
【０００４】
パティキュレートフィルタに用いる酸化触媒には活性温度領域があり、排気温度が活性下限に達しない運転状態が続くと、パティキュレートが良好に燃焼除去されないという事象が起きる。
【０００５】
そこで、車両が停止しているときに、エキゾーストブレーキにより排気流量を抑えつつエンジンのアイドリング回転数を上げてフィルタ床温度を燃料の酸化反応に適した状態にする操作と、圧縮行程での燃料主噴射後、燃料が着火しない時期に排気に燃料を添加するポスト噴射でフィルタ床温度を上昇させる操作を行なって、パティキュレートフィルタの再生を図る排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
エキゾーストブレーキは、車両用内燃機関の排気系統に組み込んだボディと、流路開口を拡縮し得るようにボディ内に枢支したバタフライバルブと、当該バタフライバルブを、流路が開いた状態、あるいは若干のギャップを残してほとんど閉じた状態に択一的に設定するアクチュエータとで構成してある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１５５９１４号公報
【特許文献２】実願昭６０−１３５１５２号（実開昭６２−４３１４３号）のマイクロフィルム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、先述の操作によりパティキュレートフィルタを再生する際に、エキゾーストブレーキ作動時におけるバタフライバルブのギャップが狭過ぎると、ポスト噴射で燃料を添加した排気がパティキュレートフィルタへ充分に届かず、従って、図４に示すように、フィルタ中間部床温度はある時点で触媒活性温度領域になるが、その高温状態を保てずに低下する。
【０００８】
このような場合、パティュレートフィルタへの燃料到達量を確保するために、エンジン制御手段（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が燃料実噴射量（立方ｍｍ／ストローク／サイクル）を増加させるが、結果的には燃料実噴射量が最適な領域Ｘ（機種により異なるが、例えば４５〜５０立方ｍｍ／ストローク／サイクル）を上回り、空気と燃料のバランスが取れなくなって黒煙が発生し、最悪の場合、フィルタ床温度が上がらず、パティキュレートの燃焼除去が困難になることがある。
【０００９】
また、バタフライバルブのギャップが広過ぎると、フィルタ床温度の上昇率が緩やかになって、フィルタ再生に要する時間が延びる。
【００１０】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、フィルタ再生を短時間で確実に行なえる排気浄化装置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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、エンジン排気系統に組み込んだ触媒再生型パティキュレートフィルタと、エキゾーストブレーキ作動時のギャップを調整可能なアクチュエータと、該アクチュエータに付帯するコントローラと、再生指令信号を受けた際にアドリング回転数を高くし且つエキゾーストブレーキを作動させてフィルタ上流で排気に燃料を添加するフィルタ再生機能を具備したエンジン制御手段とを有し、該エンジン制御手段から得た情報に基づき、フィルタ再生時の燃料実噴射量が予め定めてある最適領域に収まるようにアクチュエータでエキゾーストブレーキのギャップを調整する機能を、コントローラに具備させている。
【００１２】
本発明では、フィルタ再生時に燃料実噴射量が最適領域を上回った場合、コントローラがエキゾーストブレーキのギャップを拡げる調整を行なって、パティキュレートフィルタへの燃料到達量を確保する。
【００１３】
また反対に、フィルタ再生時に燃料実噴射量が最適領域を下回った場合、コントローラがエキゾーストブレーキのギャップを狭める調整を行なって排気流通量を抑える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の排気浄化装置によれば下記のような優れた効果を奏し得る。
【００１５】
（１）燃料実噴射量が最適領域を上回った場合には、作動中のエキゾーストブレーキのギャップを拡げる調整によりパティキュレートフィルタへの燃料到達量を確保するので、エンジン制御手段が無闇に燃料実噴射量を増やすことが回避され、このため、黒煙が発生せず、フィルタ床温度を高めてパティキュレートを確実に燃焼除去できる。
【００１６】
（２）燃料実噴射量が最適領域を下回った場合には、作動中のエキゾーストブレーキのギャップを狭める調整により排気流通量を抑えるので、フィルタ床温度が効率よく上昇し、フィルタ再生が短時間で完了する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図示例とともに説明する。
【００１８】
図１乃至図３は本発明の排気浄化装置の実施の形態の一例を示すものであり、エンジン１の排気系統２に組み込んだ触媒再生型のパティキュレートフィルタ３と、排気系統２に組み込んであるエキゾーストブレーキ４のバタフライバルブを動かすアクチュエータ５と、該アクチュエータ５に付帯するコントローラ６と、エンジン制御手段７とを有している。
【００１９】
アクチュエータ５には、実質的に無段階に近い多段階の位置決めが可能なステッピングサーボモータ（直流モータ）を用いており、エキゾーストブレーキ４のバタフライバルブを、流路が開いた状態、あるいは若干のギャップを残してほとんど閉じた状態に設定することに加えて、エキゾーストブレーキ４の作動時のギャップを拡縮調整できる。
【００２０】
コントローラ６は、
Ａ．エンジン制御手段７から作動指令信号８を受けた際にエキゾーストブレーキ４が若干のギャップを残してほとんど閉じた状態になるようにアクチュエータ５を駆動する機能、
Ｂ．エンジン制御手段７から得た燃料実噴射量の情報９に基づき、作動中のエキゾーストブレーキ４のギャップ調整がなされるようにアクチュエータ５を駆動する機能、
を具備している。
【００２１】
Ｂ項の機能をより具体的に説明すると、燃料実噴射量の最適な領域、つまり、フィルタ再生中に黒煙などが発生せず且つエンジン１が止まらない状況を保持可能な燃料実噴射量の領域Ｘ（例えば４５〜５０立方ｍｍ／ストローク／サイクル）がエンジン１の特性に対応して定めてあり、フィルタ再生中に燃料実噴射量が最適領域を上回ると、コントローラ６が作動中のエキゾーストブレーキ４のギャップを拡げる調整を行ない、パティキュレートフィルタ３への燃料到達量を確保し、反対にフィルタ再生中に燃料実噴射量が最適領域を下回ると、コントローラ６が作動中のエキゾーストブレーキ４のギャップを狭める調整を行ない、排気流通量を抑えるようになっている（図２参照）。
【００２２】
エンジン制御手段７は、主にエンジン１の燃料噴射制御を担い、
Ｃ．回転センサ１０により得たエンジン回転数の情報１１、温度センサ１２，１３により得たフィルタ床温度の情報１４，１５などの要件を元に燃料実噴射量を算定する機能、
Ｄ．再生スイッチ１６から再生指令信号１７を受けた際にエンジン１のアドリング回転数を高くし且つコントローラ６に対して作動指令信号８を送り、ポスト噴射による排気への燃料添加を行なう機能、
などを具備している。
【００２３】
この排気浄化装置では、フィルタ再生中にエキゾーストブレーキ４のギャップを拡げる調整を行なってパティキュレートフィルタ３への燃料到達量を確保し、エンジン制御手段７が無闇に燃料実噴射量を増やすことを回避するので、黒煙の発生を防ぎ且つフィルタ床温度を高めてパティキュレートを確実に燃焼除去でき、また、エキゾーストブレーキ４のギャップを狭める調整により排気流通量を抑えるので、フィルタ床温度が効率よく上昇し、フィルタ再生が短時間で完了する（図３参照）。
【００２４】
なお、本発明の排気浄化装置は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の排気浄化装置は、様々な車種に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の排気浄化装置の実施の形態の一例を示す概念図である。
【図２】図１に関連するコントローラのフローチャートである。
【図３】図１の排気浄化装置の再生時におけるエンジン回転数、燃料実噴射量、及びフィルタ床温度の関係を示す線図である。
【図４】従来の排気浄化装置の再生時におけるエンジン回転数、燃料実噴射量、及びフィルタ床温度の関係を示す線図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    エンジン
２    排気系統
３    パティキュレートフィルタ
４    エキゾーストブレーキ
５    アクチュエータ
６    コントローラ
７    エンジン制御手段
９    情報
１７  再生指令信号
【図１】
2005291144.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005291144.tif 000005
【図４】
2005291144.tif 000006