(57)【要約】【課題】  内燃機関の排気浄化装置において導入される排出ガスを適切な温度に制御する。【解決手段】  ＥＣＵ１１００は、触媒再生制御が開始すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、グロープラグ１４００に電力を通電するステップ（Ｓ２００）と、触媒再生制御が終了ではないと判断されると（Ｓ３００にてＮＯ）、グロープラグ１４００の通電時間が連続通電可能時間内でないと（Ｓ４００にてＮＯ）、所定時間電力の通電をオフにするステップと（Ｓ５００、Ｓ６００にてＹＥＳ）、触媒再生制御が終了した判断すると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、グロープラグへの電力の通電をオフにするステップ（Ｓ８００）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気浄化機構における温度制御装置であって、
前記排気浄化機構に導入される前記内燃機関からの排出ガスの温度上昇の要否を判断するための判断手段と、
前記判断手段により前記温度上昇が必要であると判断されると、電力を用いて前記排出ガスの温度を上昇させるように、前記内燃機関または前記内燃機関の補機を制御するための制御手段とを含む、温度制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、ディーゼルエンジンであって、
前記制御手段は、前記ディーゼルエンジンに設けられたグロープラグに電力を通電させるように制御するための手段を含む、請求項１記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記内燃機関の出力を上昇させるように制御するための手段を含む、請求項１記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、ディーゼルエンジンであって、
前記制御手段は、前記内燃機関の補機であって、オルタネータにより発電された電力が供給されるライト、電動ファンおよびグロープラグのうちの少なくとも一つに電力を通電させるように制御するための手段をさらに含む、請求項３記載の温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系内に設けられた排気浄化装置に関し、特に排気浄化装置に導入される排出ガスの温度制御を行なう温度制御装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンや希薄燃焼を行なうガソリンエンジンでは、高い空燃比（リーン雰囲気）の混合気を燃焼に供して機関運転を行なう運転領域が、全運転領域の大部分を占める。この種のエンジン（内燃機関）では一般に、酸素の存在下で窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収するＮＯｘ吸収剤（触媒）がその排気系に備えられる。
【０００３】
また、ディーゼルエンジンから排出されるカーボン等の微粒子は、ＰＭ（Particulate Matter）と呼ばれ、その除去に関して、多くの技術が開発されている。たとえば、フィルタ状の触媒付き排気トラップを排気通路に介装した排気微粒子処理装置がある。この触媒付きトラップは、その触媒作用により堆積した排気微粒子を自己燃焼させるものである。以下に示す公報にこれらに関する技術が開示されている。
【０００４】
特開２００２−２８５８３１号公報（特許文献１）は、ディーゼル排ガスの浄化のために使用した触媒の触媒活性を少なくとも部分的に再生することができる方法を開示する。このディーゼルエンジンの排ガスライン中の触媒の触媒活性の再生法は、ディーゼルエンジンの排ガスライン中に設けられる、フィルタ機能を有さないハニカム構造体上に少なくとも酸化機能を有する触媒活性塗膜を有する触媒を用いる。そして、その触媒活性が煤粒子および炭化水素の沈着により低下していると、触媒活性が再生される。すなわち、触媒上に沈着している煤粒子および炭化水素の燃焼を触媒の上流の排ガス温度を時間的に限定し４５０℃を上回る温度に上昇させることにより開始し、触媒の触媒活性を少なくとも部分的に再生する。
【０００５】
このディーゼルエンジンの排ガスライン中の触媒の触媒活性の再生法によると、触媒活性の規則的な再生は可燃性の成分の強すぎる沈着を回避し、発熱反応を触媒が損傷しない値に制限する。このことは熱による損傷に対して触媒を保護するために著しく寄与する。そのため、触媒の寿命を高めることができる。
【０００６】
特開２００１−３５５４３３号公報（特許文献２）は、脱離スモーク量から微粒子のフィルタへの堆積量を推定し、微粒子がフィルタ上に堆積状に堆積してしまう前に排気ガス温を上昇させて微粒子を燃焼し、フィルタの再生が不能になるような事態を回避できる内燃機関の排気浄化装置を開示する。この排気浄化装置は、排気ガス中に含まれる微粒子を除去するために機関排気通路内に配置したフィルタにより排気ガス中の微粒子をいったん捕集し、この捕集した微粒子を酸化除去してフィルタの再生を図る。フィルタは、内燃機関が排出する単位時間当たりの機関排出微粒子量がフィルタによる単位時間当たりの酸化除去可能微粒子量よりも少ないときは捕集した微粒子を輝炎が生じない状態で酸化除去するフィルタである。機関排気通路のうちフィルタの下流側に設置し、設置個所における排気ガスに含まれる微粒子の濃度を検出する微粒子濃度センサとを有し、この微粒子濃度センサの出力値が特定の設定値を超えたときにフィルタ上の微粒子の酸化除去を促進する。
【０００７】
この内燃機関の排気浄化装置によると、脱離スモーク量から微粒子のフィルタへの堆積量を推定し、微粒子がフィルタ上に積層状に堆積してしまう前に排気ガス温を上昇させて微粒子を燃焼し、フィルタの再生が不能になるような事態を回避することができる。
【特許文献１】特開２００２−２８５８３１号公報
【特許文献２】特開２００１−３５５４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された触媒活性の再生法は、燃料の後噴射を実施して遅い燃焼位置いわゆる後燃え現象を発生させて、触媒の温度を活性温度まで昇温させる。あるいは触媒の上流に設置したバーナーで触媒の温度を活性温度まで昇温させる。
【０００９】
しかしながら、燃料の後噴射はオイル希釈も同時に進行させる問題がある。また、バーナーでは、急激な温度上昇による排気系のケースの耐久性や装置も複雑になり、バーナー燃料の問題もある。
【００１０】
また、特許文献２に開示された内燃機関の排気浄化装置においては、排気ガス中のＰＭの濃度に基づいてＰＭのフィルタへの堆積量を推定する。そして、ＰＭがフィルタに積層状に堆積する前に排気ガス温を上昇させて酸化除去を促進し、ＰＭを酸化することによりフィルタの再生不能事態を回避する効果を発現する。しかしながら、この排気浄化装置においては、酸化除去を促進するために新たに電気ヒータを設けることが必須である。そのため、装置が複雑となり、重量の増加およびコストの上昇という問題がある。
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関の排気浄化装置において導入される排出ガスを、簡単な構造で、新たなコストアップを招くことなく、適切な温度に制御するための温度制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明に係る温度制御装置は、内燃機関の排気浄化機構における温度制御装置である。温度制御装置は、排気浄化機構に導入される内燃機関からの排出ガスの温度上昇の要否を判断するための判断手段と、判断手段により温度上昇が必要であると判断されると、電力を用いて排出ガスの温度を上昇させるように、内燃機関または内燃機関の補機を制御するための制御手段とを含む。
【００１３】
第１の発明によると、ディーゼルエンジンの排出ガスを浄化するため、特に排出ガス中に含まれるカーボン等の微粒子であるＰＭなどを除去するための触媒（たとえば、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate NOx Reduction）触媒）が排気系内に設けられることがある。そして、この触媒において捕集されたＰＭが堆積することにより触媒に含まれるフィルタが目詰まりを起こすおそれがある。そのため、排出ガスの温度を触媒の活性温度に上昇させて、ＰＭを酸化させて除去する、いわゆる触媒再生制御が行なわれる。この触媒再生制御時に、触媒の前端詰まりを防止するために、触媒に導入される排出ガスの温度を所定の温度（触媒の活性温度）以上にする必要がある。そこで、触媒再生制御時に内燃機関（たとえば、ディーゼルエンジンに設けられるグロープラグ）または内燃機関の補機（たとえば、オルタネータ）を制御することにより、排出ガスの温度が上昇するように制御する。そのため、たとえば、触媒再生制御時にグロープラグに電力を通電することにより、グロープラグ自身の発熱により排気温度を上昇させることができる。そして、グロープラグの電気負荷によりオルタネータの発電量を増加するように制御されるため、エンジンへの負荷が高まる。その結果、燃料の供給量が増加されエンジンの出力が高められる。そのため、排出ガスの温度を上昇させることができる。したがって、バーナー、あるいは、電気ヒータが不要となり、簡単な構造で新たなコストアップを招くことなく排気温度を上昇させることができる。
【００１４】
第２の発明に係る温度制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、内燃機関はディーゼルエンジンである。そして、制御手段は、ディーゼルエンジンに設けられたグロープラグに電力を通電させるように制御するための手段を含む。
【００１５】
第２の発明によると、ディーゼルエンジンにおいて、触媒再生制御時にグロープラグに通電することにより、グロープラグ自身の発熱により排気温度を上昇させることができる。さらに、グロープラグに電力を通電することにより、オルタネータからの電力の供給も増えて、エンジン負荷が上昇し、排気温度が上昇する相乗効果を有する。
【００１６】
第３の発明に係る温度制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は内燃機関の出力を上昇させるように制御するための手段を含む。
【００１７】
第３の発明によると、触媒再生制御時に、内燃機関（たとえば、ディーゼルエンジン）の出力を上昇させることにより、排気温度を上昇させることができる。
【００１８】
第４の発明に係る温度制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、内燃機関はディーゼルエンジンである。そして、制御手段は、内燃機関の補機であって、オルタネータにより発電された電力が供給されるライト、電動ファンおよびグロープラグのうちの少なくとも一つに電力を通電させるように制御するための手段をさらに含む。
【００１９】
第４の発明によると、ディーゼルエンジンにおいて、触媒再生制御時に、補機であって、オルタネータにより発電された電力が供給されるライト、電動ファンおよびグロープラグのうちの少なくとも一つに電力を通電させることにより、電気負荷が高められる。そのため、オルタネータの発電量を増加するように制御されるため、エンジンへの負荷が高まる。その結果、燃料の供給量が増加され、エンジンの出力が高められる。そのため、排出ガスの温度を上昇させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２１】
本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置における温度制御装置を、ディーゼルエンジンシステムに適用した実施の形態について説明する。まず、この温度制御装置が適用されるディーゼルエンジンシステムについて説明する。なお、このディーゼルエンジンシステムは、ディーゼルエンジンのクリーン排気を実現するために、高圧コモンレール式燃料噴射装置、大容量電子制御ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）クーラ、ＤＰＮＲ触媒を組合せ、ＰＭおよびＮＯｘを連続かつ同時に低減するシステムである。
【００２２】
図１において、内燃機関（以下、エンジンという）１０００は、燃料供給系１００、燃焼室２００、吸気系３００および排気系４００等を主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンシステムである。
【００２３】
燃料供給系１００は、サプライポンプ１１０、コモンレール１２０、燃料噴射弁１３０、遮断弁１４０、調量弁１６０、燃料添加ノズル１７０、機関燃料通路８００および添加燃料通路８１０、グロープラグ１４００等を備えて構成される。
【００２４】
サプライポンプ１１０は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした上で、機関燃料通路８００を介してコモンレール１２０に供給する。コモンレール１２０は、サプライポンプ１１０から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁１３０に分配する。燃料噴射弁１３０は、その内部に電磁ソレノイドを備え、図示しない渦流室を介して適宜開弁して燃焼室２００内に燃料を噴射供給する。
【００２５】
渦流室には、グロープラグ１４００が設置されており、グロープラグ１４００の先端の発熱部により、渦流室内に噴射される燃料を予熱することができる。すなわち、エンジンの始動時において、燃焼室が冷えて着火しにくい状態において、グロープラグ１４００の発熱による燃焼室の予熱を行なうことにより、始動性を高めている。
【００２６】
サプライポンプ１１０は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を、添加燃料通路８１０を介して燃料添加ノズル（還元剤噴射ノズル）１７０に供給する。添加燃料通路８１０には、サプライポンプ１１０から燃料添加ノズル１７０に向かって遮断弁１４０および調量弁１６０が順次配設されている。遮断弁１４０は、緊急時において添加燃料通路８１０を遮断し、燃料供給を停止する。調量弁１６０は、燃料添加ノズル１７０に供給する燃料の圧力（燃圧）を制御する。燃料添加ノズル１７０は所定圧以上の燃圧（たとえば０．２ＭＰａ）が付与されると開弁し、排気系４００（排気ポート４１０）内に燃料を噴射供給する機械式の開閉弁である。すなわち、調量弁１６０により燃料添加ノズル１７０上流の燃圧が制御されることにより、所望の燃料が適宜のタイミングで燃料添加ノズル１７０より噴射供給（添加）される。
【００２７】
吸気系３００は、各燃焼室２００内に供給される吸入空気の通路（吸気通路）を形成する。排気系４００は、上流から下流にかけ、排気ポート４１０、排気マニホールド４２０、触媒上流側通路４３０、触媒下流側通路４４０という各種通路部材が順次接続されて構成され、各燃焼室２００から排出される排気ガスの通路（排気通路）を形成する。
【００２８】
さらに、このエンジン１０００には、周知の過給機（ターボチャージャ）５００が設けられている。ターボチャージャ５００は、シャフト５１０を介して連結された２つのタービンホイール５２０およびタービンホイール５３０を備える。一方のタービンホイール（吸気側タービンホイール）５３０は、吸気系３００内の吸気に晒され、他方のタービンホイール（排気側タービンホイール）５２０は排気系４００内の排気に晒される。このような構成を有するターボチャージャ５００は、排気側タービンホイール５２０が受ける排気流（排気圧）を利用して吸気側タービンホイール５３０を回転させ、吸気圧を高めるといったいわゆる過給を行なう。
【００２９】
吸気系３００において、ターボチャージャ５００に設けられたインタークーラ３１０は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１０よりもさらに下流に設けられたスロットル弁３２０は、その開度を無段階に調節することができる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、同吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有する。
【００３０】
また、エンジン１０００には、燃焼室２００の上流（吸気系３００）および下流（排気系４００）をバイパスする排気還流通路（ＥＧＲ通路）６００が形成されている。このＥＧＲ通路６００は、排気の一部を適宜吸気系３００に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路６００には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在に調整することができるＥＧＲ弁６１０と、ＥＧＲ通路６００を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ６２０とが設けられている。
【００３１】
排気系４００において、排気側タービンホイール５３０の下流（触媒上流側通路４３０と触媒下流側通路４４０との間）には、ＤＰＮＲ触媒４６０が備えられている。
【００３２】
ＤＰＮＲ触媒４６０は、多孔質セラミック構造体に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を組合わせて構成される。エンジン１００からの排出ガスがセラミックスの隙間を通る間に触媒で酸化や還元することで、無害なガスへと化学変化させて排出する。
【００３３】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、排気中に多量の酸素が存在している状態においてはＮＯｘを吸収し、排気中の酸素濃度が低く、かつ還元成分（たとえば燃料の未燃成分（ＨＣ））が多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ2やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに反応することによってさらに還元されてＮ2となる。ちなみにＨＣやＣＯは、ＮＯ2やＮＯを還元することで、自身は酸化されてＨ2ＯやＣＯ2となる。
【００３４】
また、ＤＰＮＲ触媒４６０において、リーン燃焼時（酸素の多い希薄燃焼時）に多孔質構造の触媒により、一時的にＰＭが捕集されると同時に、ＮＯｘを吸蔵する際に生成される活性酸素と排出ガス中の酸素により酸化浄化される。すなわち、ＮＯｘは、リーン燃焼時に触媒にいったん吸蔵され、その後、瞬間的なリッチ燃焼（酸素の少ない濃空燃比燃焼）により還元浄化される。さらに、ＰＭは、リッチ燃焼時に吸蔵ＮＯｘが還元される際に生成する活性酸素により酸化浄化される。このとき、この触媒において捕集されたＰＭが堆積することにより触媒に含まれるフィルタが目詰まりを起こすおそれがある。そのため、排出ガスを所定の温度（触媒の活性温度）以上に上昇させて、堆積したＰＭを酸化させて除去する、いわゆる触媒再生制御が行なわれる。
【００３５】
エンジン１０００の各部位には、各種センサが取り付けられており、それぞれの部位の環境条件や、エンジン１０００の運転状態に関する信号を出力する。
【００３６】
たとえば、レール圧センサ７００は、コモンレール１２０内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ７１０は、添加燃料通路８１０内を流通する燃料のうち、調量弁１６０へ導入される燃料の圧力（燃圧）Ｐｇに応じた検出信号を出力する。エアフロメータ７２０は、吸気系３００内のスロットル弁３２０下流において吸入空気の流量（吸気量）Ｇａに応じた検出信号を出力する。空燃比（Ａ／Ｆ）センサ７３０は、排気系４００の触媒ケーシングの下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ７４０は、同じく排気系４００の触媒ケーシング下流において排気の温度（排気温度）Ｔｅｘに応じた検出信号を出力する。
【００３７】
また、アクセル開度センサ７５０はエンジン１０００のアクセルペダルに取り付けられ、同ペダルへの踏み込み量Ａｃｃに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ７６０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力する。これら各センサ７００〜７６０は、電子制御装置（ＥＣＵ）１１００と電気的に接続されている。
【００３８】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびバックアップＲＡＭ、タイマーやカウンタ等を備え、これらと、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器を含む外部入力回路および外部出力回路とが双方向性バスにより接続されて構成される。
【００３９】
このように構成されたＥＣＵ１１００は、上記各種センサの検出信号を外部入力回路を介して入力し、これら信号に基づいてエンジン１０００の燃料噴射等についての基本制御を行なう他、還元剤（還元剤として機能する燃料）添加にかかる添加タイミングや供給量の決定等に関する還元剤（燃料）添加制御等、エンジン１０００の運転状態に関する各種制御を実行する。
【００４０】
オルタネータ９００は、クランクシャフトとベルトを介して接続される。そして、オルタネータ９００は、クランクシャフトの回転を駆動力として、発電を行なう。このとき、発電された電力は、電気的に接続された車両の各種補機（電気負荷）に供給されたり、その一部は、図示しないバッテリを充電することに用いられる。ＥＣＵ１１００において電気負荷が高まることが検知されたときは、ＥＣＵ１１００は、オルタネータ９００における発電量を増加させるように制御する。すなわち、ＥＣＵ１１００は、エンジンの出力を高めるように燃料の供給量を増加させるように制御する。
【００４１】
また、ＥＣＵ１１００は、少なくとも渦流室に設けられるグロープラグ１４００、車両前方に設置されたライト１２００およびラジエタに設置された冷却電動ファン１３００に対して、エンジンの始動時、運転者からの操作およびラジエタ内の温度等の定められた条件に基づいて、オルタネータ９００やバッテリからの電力供給（通電）のオンやオフを制御する。
【００４２】
次に、ＥＣＵ１１００の実行する燃料添加の基本原理についてその概略を説明する。
【００４３】
一般に、ディーゼルエンジンでは、燃焼室内で燃焼に供される燃料および空気の混合気の酸素濃度が、ほとんどの運転領域で高濃度状態にある。
【００４４】
燃焼に供される混合気の酸素濃度は、燃焼に供された酸素を差し引いてそのまま排気中の酸素濃度に反映されるのが通常であり、混合気中の酸素濃度（空燃比）が高ければ、排気中の酸素濃度（空燃比）も基本的には同様に高くなる。一方、上述したように、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は排気中の酸素濃度が高ければＮＯｘを吸収し、低ければＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出する特性を有するため、排気中の酸素が高濃度状態にある限りＮＯｘを吸収することとなる。ただし、当該触媒のＮＯｘ吸収量に限界量が存在し、同触媒が限界量のＮＯｘを吸収した状態では、排気中のＮＯｘが同触媒に吸収されず触媒ケーシングを素通りすることとなる。
【００４５】
そこで、エンジン１０００のように燃料添加ノズル１７０を備えた内燃機関では、適宜の時期に燃料添加ノズル１７０を通じ排気系４００の触媒４５０上流に燃料を添加（以下、排気添加という）することで、一時的に排気中の酸素濃度を低減し、かつ還元成分量（ＨＣ等）を増大させる。すると触媒４５０は、これまでに吸収したＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出し、自身のＮＯｘ吸収能力を回復（再生）するようになる。放出されたＮＯ2やＮＯが、ＨＣやＣＯと反応して速やかにＮ2に還元されることは上述した通りである。そして、ＰＭは吸蔵ＮＯｘが還元される際に生成する活性酸素により酸化浄化される。
【００４６】
このとき、自身の吸収したＮＯｘを上記態様で放出しつつ還元浄化する触媒４５０にとって、触媒ケーシング内に流入する排気中の還元成分量（燃料の濃度）と、酸素濃度（空燃比）とにより還元浄化の効率が決定づけられることとなる。
【００４７】
そこで、エンジン１０００では、排気中の適切な還元成分量および空燃比を安定して得ることができるように、排気系４００への燃料添加（燃料添加制御）を実施する。
【００４８】
なお、ＥＣＵ１１００においては、ＰＭがＤＰＮＲ触媒４６０に捕集されている状態を触媒４５０の前後の差圧を検出することにより検知している。
【００４９】
触媒４５０において、図２に示すように、ＤＰＮＲ触媒４６０にターボチャージャ５００からの排出ガスは、触媒４５０に導入される。ここで、ＤＰＮＲ触媒４６０に含まれる多孔質セラミック構造体に堆積したＰＭによりが触媒前端が詰まるおそれがある場合に触媒４５０に導入される排出ガスを所定の温度（触媒の活性温度）以上に上昇させる触媒再生制御が行なわれる。
【００５０】
本発明は、触媒の再生制御時において、ＥＣＵ１１００は、グロープラグ１４００に電力を通電させるように制御することにより触媒の入口ガスの温度を上昇させることを特徴とする。すなわち、グロープラグ１４００に電力を通電させることにより、グロープラグ１４００自身が発熱することにより、排出ガスの温度を上昇させることができる。また、グロープラグ１４００への電気負荷を増加させることにより、ＥＣＵ１１００は、オルタネータ９００の発電量を増加するように制御する。すなわち、ＥＣＵ１１００は、燃料の供給量を増加させて、エンジン出力を高めるように制御する。その結果、排出ガスの温度を上昇させることができる。
【００５１】
図３にディーゼルエンジンの燃料室内に配置されるグロープラグ１４００を示す。グロープラグ１４００は、ピストン１４１０の上方のコンパッションチャンバ１４２０内の渦流室１４４０に設けられる。グロープラグ１４００は、エンジンの始動直前に電流を通じて先端を赤熱させ、これに噴射ノズル１４３０から燃料噴霧の一部を吹きつけて、燃料室の予熱を行ない、着火・燃焼を促進させる始動補助装置である。
【００５２】
図４を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１１００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００５３】
ステップ（以下、ステップをＳと略して記載する）１００にて、ＥＣＵ１１００は、触媒再生制御が開始されたか否かを判断する。すなわち、たとえば、触媒４６０の前後の差圧に基づいて、フィルタの目詰まりがあるおそれがあるか否かが判断される。触媒再生制御が開始されると判断されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、触媒再生制御が開始されるまで待機する。
【００５４】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ１１００は、グロープラグ１４００に電力を通電する。Ｓ３００にて、ＥＣＵ１１００は、触媒再生制御が終了したか否かを判断する。触媒再生制御が終了すると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ８００に移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ４００に移される。
【００５５】
Ｓ４００にて、ＥＣＵ１１００は、グロープラグ１４００の通電時間が連続通電可能時間内であるかの判断を行なう。ここで、「連続通電可能時間」とは、グロープラグ１４００の仕様（たとえば、グロープラグ１４００の寿命、耐久性等）に基づいて決定される時間である。ＥＣＵ１００は、通電時間が連続通電可能通電時間内であると判断すると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００に移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ５００に移される。
【００５６】
Ｓ５００にて、ＥＣＵ１１００は、グロープラグ１４００への電力の通電をオフにする。Ｓ６００にて、ＥＣＵ１１００は、グロープラグ１４００への電力の通電をオフにしてから所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が経過したと判断されると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００に移される。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、処理はＳ７００に移される。
【００５７】
Ｓ７００にて、ＥＣＵ１１００は、触媒再生制御が終了したか否かの判断を行なう。触媒再生制御が終了すると（Ｓ７００にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ７００にてＮＯ）、処理はＳ６００に移される。
【００５８】
Ｓ８００にて、ＥＣＵ１１００は、グロープラグへの電力の通電をオフにする。
【００５９】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１１００の動作について説明する。
【００６０】
ディーゼルエンジンの運転中にフィルタの目詰まりのおそれがあると判断され、触媒再生制御が開始されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１１００は、グロープラグ１４００に電力を通電する（Ｓ２００）。このとき、グロープラグ１４００自身の発熱により排気温度が上昇する。さらに、グロープラグへの電力の通電により電気負荷が高められて、オルタネータの負荷が増加され、エンジン１０００の負荷が上昇することにより、ＥＣＵ１１００は、燃料の供給量を増加するように制御し、その結果、排気温度が上昇する。
【００６１】
触媒再生制御が終了するまでに（Ｓ３００にてＮＯ）、グロープラグの耐久性等に基づいて設定された連続通電時間を超えると（Ｓ４００にてＮＯ）、ＥＣＵ１１００は、グロープラグ１４００の電力の通電をオフにする（Ｓ５００）。そして、所定の時間が経過すると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１１００は、グロープラグ１４００に電力を通電する（Ｓ２００）。そして、ＥＣＵ１１００は、触媒再生制御が終了したと判断すると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、グロープラグ１４００への電力の通電をオフにする（Ｓ８００）。
【００６２】
以上のようにして、本実施の形態に係る温度制御装置によると、触媒再生制御時に、グロープラグに電力を断続的に通電させるように制御することにより、グロープラグの寿命を短くすることなく、グロープラグ自身の発熱により排出ガスの温度を上昇させることができる。さらに、グロープラグの発熱により電気負荷が高められ、オルタネータにおける発電量が増加するように制御される。すなわち、燃料の供給量が増加され、エンジンの出力が高めるように制御されることにより、排出ガスの温度を上昇させることができる。そのため、新たなコストアップとなるバーナや電気ヒータを必要としないで、触媒再生制御時に、触媒前端の詰まりを防止することができる。
【００６３】
なお、上述した実施の形態においては、グロープラグ１４００に通電させる場合について説明したが、本発明に係る温度制御装置において、電気負荷を高めるためにディーゼルエンジンに設けられるグロープラグを用いることに限定されない。たとえば、触媒再生制御時に、ライト１２００または冷却電動ファン１３００等の電気負荷を高める各種補機を動作させるように制御することにより、オルタネータにおける発電量を増加するように制御してもよい。すなわち、燃料の供給量が増加され、エンジンの出力が高められることにより、排出ガスの温度を上昇させることができる。あるいは、グロープラグ１４００、ライト１２００および冷却電動ファン１３００のうちの少なくとも一つを動作させるように制御してもよい。
【００６４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態にかかるディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。
【図２】図１の触媒を示す構成図である。
【図３】ディーゼルエンジンの燃料室内に配置されるグロープラグ１４００を示す。
【図４】本発明の実施の形態に係るディーゼルエンジンシステムのＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１００  燃料供給系、１１０ サプライポンプ、１２０ コモンレール、１３０  燃料噴射弁、１４０  遮断弁、１６０  調量弁、１７０  燃料添加ノズル、２００  燃焼室、３００  吸気系、３１０  インタークーラ、３２０  スロットル弁、４００  排気系、４１０  排気ポート、４２０  排気マニホールド、４３０  触媒上流側通路、４４０  触媒下流側通路、４５０  触媒、４６０  ＤＰＮＲ触媒、５００  ターボチャージャ、５１０  シャフト、５２０  排気側タービンホイール、５３０  吸気側タービンホイール、６００  ＥＧＲ通路、６１０  ＥＧＲ弁、６２０  ＥＧＲクーラ、７００  レール圧センサ、７１０  燃圧センサ、７２０  エアフロメータ、７３０  空燃比センサ、７４０  排気温センサ、７５０  アクセル開度センサ、７６０  クランク角センサ、８００  機関燃料通路、８１０  添加燃料通路、９００  オルタネータ、１０００  エンジン、１１００  ＥＣＵ、１２００  ライト、１３００  冷却電動ファン、１４００  グロープラグ、１４１０  ピストン、１４２０  コンパッションチャンバ、１４３０  噴射ノズル、１４４０渦流室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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