(57)【要約】【課題】  内燃機関の排気ガス浄化装置の再生のための排気昇温制御の際に、触媒温度が高い状態では、下り坂運転や減速運転等に移行した場合であっても、触媒温度の低下を防止し、再生を継続できる排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムを提供する。【解決手段】  排気ガス浄化装置１２の再生制御の際の排気昇温制御において、エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度αから算出される主燃料噴射量Ｑｆが、所定の判定用噴射量Ｑｓよりも低い場合で、かつ、排気ガス浄化装置１２の触媒装置１２ａの触媒温度を指標する触媒温度指標値Ｔｇ１が所定の判定値Ｔｃより低いときは通常噴射を行い、高いときは通常噴射に加えてポスト噴射を行う一方、前記主燃料噴射量Ｑｆが前記所定の判定用噴射量Ｑｓ以上である場合にはマルチ噴射に加えてポスト噴射を行う。【選択図】  図３
2007023876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に、排気ガス中の成分を浄化するための排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御におけるポスト噴射を伴う再生制御を行う再生制御手段を備えた排気ガス浄化システムにおいて、
前記再生制御の際の排気昇温制御で、
エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量よりも低い場合で、かつ、
前記排気ガス浄化装置の触媒装置の触媒温度を指標する触媒温度指標値が所定の判定値より低いときは、前記主燃料噴射量で通常噴射を行う第１噴射制御を行い、
前記触媒温度指標値が前記所定の判定値より高いときは、前記主燃料噴射量の通常噴射に加えて、前記触媒温度指標値に従って算出される噴射量でポスト噴射を行う第２噴射制御を行う一方、
エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量以上である場合には、前記主燃料噴射量のマルチ噴射に加えてポスト噴射を行う第３噴射制御を行う排気ガス浄化システムの制御方法。
【請求項２】
前記排気ガス浄化装置を、連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置で形成した請求項１記載の排気ガス浄化システムの制御方法。
【請求項３】
内燃機関の排気通路に、排気ガス中の成分を浄化するための排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御におけるポスト噴射を伴う再生制御を行う触媒再生制御手段を備えた排気ガス浄化システムにおいて、
前記触媒再生制御手段が、前記再生制御の際の排気昇温制御で、
エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量よりも低い場合で、かつ、
前記排気ガス浄化装置の触媒装置の触媒温度を指標する触媒温度指標値が所定の判定値より低いときは、前記主燃料噴射量で通常噴射を行う第１噴射制御を行い、
前記触媒温度指標値が前記所定の判定値より高いときは、前記主燃料噴射量の通常噴射に加えて、前記触媒温度指標値に従って算出される噴射量でポスト噴射を行う第２噴射制御を行う一方、
エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量以上である場合には、前記主燃料噴射量のマルチ噴射に加えてポスト噴射を行う第３噴射制御を行う排気ガス浄化システム。
【請求項４】
前記排気ガス浄化装置を、フィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置、フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置、フィルタに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ディーゼルパティキュレートフィルタ装置のいずれか一つ又はその組合せで形成した請求項３に記載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、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガス中の成分を浄化するための排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、ポスト噴射を行なう排気昇温制御を含む再生制御を行う排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル内燃機関から排出される粒子状物質（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、この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、その中に、ＤＰＦ装置及び触媒を担持した連続再生型ＤＰＦ装置がある。
【０００３】
これらの連続再生型ＤＰＦ装置では、排気ガス温度が約３５０℃以上の時には、このＤＰＦに捕集されたＰＭは連続的に燃焼して浄化され、ＤＰＦは自己再生するが、排気温度が低い場合、例えば、内燃機関のアイドル運転や低負荷・低速度運転等の低排気温度状態が継続した場合等においては、排気ガス温度が低く触媒の温度が低下して活性化しないため、酸化反応が促進されず、ＰＭを酸化してフィルタを再生することが困難となる。従って、ＰＭのフィルタへの堆積が継続されて、フィルタの目詰まりが進行するため、このフィルタの目詰まりによる排圧上昇の問題が生じる。
【０００４】
かかる問題を解決する手法の一つとして、フィルタの目詰まりが所定の量を超えたときに、排気ガスを強制的に昇温させて、捕集されているＰＭを強制的に燃焼除去する再生制御（以下、ＰＭ再生制御という）が行われる。このフィルタの目詰まりの検出方法には、フィルタの前後差圧で検出する方法やエンジンの運転状態から捕集されるＰＭ量を予め設定したマップデータ等から算出してＰＭ累積量を求めて検出する方法等がある。
【０００５】
そして、このＰＭ再生制御では、排気昇温制御が行われるが、排気ガス温度がフィルタの上流に設けた酸化触媒又はフィルタに担持された酸化触媒の活性温度よりも低い場合には、排気昇温制御を行ってフィルタに流入する排気ガスをフィルタに捕集されたＰＭが燃焼する温度以上に昇温する。これにより、フィルタ温度を高くしてＰＭを燃焼除去してフィルタを再生させる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
このマルチ噴射では、燃料噴射を多段で行い火をつないで主噴射を失火させずに、噴射時期を遅延させるという制御を行い、また、ポスト噴射では、マルチ噴射よりも更に遅い時期に噴射をするという制御を行う。
【０００７】
従来技術の制御の一つではあるが、排気ガスの昇温に際して、昇温効果を高めるために、マルチ噴射に加えてポスト噴射を行うが、このマルチ噴射量を、エンジン回転数（エンジン回転速度）と主燃料噴射量とをパラメータとするマップデータにより決めている再生制御がある。
【０００８】
この再生制御では、主燃料噴射量は、アクセル開度及び回転数に基づいて決めており、アクセル開度が少なく燃料噴射量が少ない場合には、エンジン回転数が高くても、マルチ噴射を停止し、通常噴射のみを行うように制御されている。
【０００９】
つまり、図４に示すように、横軸のエンジン回転数Ｎｅに対して、マルチ噴射を禁止する主燃料噴射量（閾値：実線Ａ）Ｑｓが決まっており、この判定用の燃料噴射量Ｑｓよりも主燃料噴射量Ｑｆが小さいマルチ噴射禁止領域Ｒｓに入るとマルチ噴射を禁止し、マルチ噴射の禁止に伴ってポスト噴射も禁止していた。なお、点線Ｂは、トルク０（ゼロ）Ｎｍ時、燃料噴射によって発生するトルクとフリクションが釣り合う際の主燃料噴射量Ｑｂである。
【００１０】
そのため、中負荷や高負荷でエンジン運転中に下り坂に遭遇したり、減速したりして、アクセル開度が小さくなると、このアクセル開度に伴って決定される燃料噴射量Ｑｆが少なくなり、マルチ噴射が禁止されることになる。この中負荷や高負荷の走行により、触媒温度は高くなっているにも係わらず、燃料噴射量Ｑｆが少ない通常運転を行うため、排気ガス浄化装置の温度が低くなってしまうという問題があった。
【特許文献１】特開平２００４−２３２４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガス中の成分を浄化するための排気ガス浄化装置を備え、この排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御におけるポスト噴射を行って排気ガスを昇温する排気昇温制御の際に、中負荷や高負荷のエンジン運転状態のように触媒温度が高い状態において、下り坂運転や減速運転等のように、一時的に燃料噴射量が少ない状態に移行した場合であっても、触媒温度の低下を防止して再生時間を短縮することができて、燃費を向上できる排気ガス浄化システムの制御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】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の排気ガス浄化システムの制御方法は、内燃機関の排気通路に、排気ガス中の成分を浄化するための排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御におけるポスト噴射を伴う再生制御を行う再生制御手段を備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記再生制御の際の排気昇温制御で、エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量よりも低い場合で、かつ、前記排気ガス浄化装置の触媒装置の触媒温度を指標する触媒温度指標値が所定の判定値より低いときは、前記主燃料噴射量で通常噴射を行う第１噴射制御を行い、前記触媒温度指標値が前記所定の判定値より高いときは、前記主燃料噴射量の通常噴射に加えて、前記触媒温度指標値に従って算出される噴射量でポスト噴射を行う第２噴射制御を行う一方、エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量以上である場合には、前記主燃料噴射量のマルチ噴射に加えてポスト噴射を行う第３噴射制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
この触媒温度指標値とは、排気ガス浄化装置に備えた酸化触媒装置の触媒、触媒付きフィルタの触媒等の触媒温度（触媒ベッド温度）を表すのに用いる指標値であり、触媒温度を検出できる場合には触媒温度であり、触媒を担持した装置に流入する排気ガスの温度で触媒温度の代用をする場合には排気ガス温度であり、エンジン回転数と負荷等のパラメータ（履歴を含める場合は履歴を含める）から触媒温度を推定する場合には、これらのパラメータで決まる指標値である。
【００１４】
この制御方法によれば、中負荷や高負荷のエンジン運転状態のように触媒温度が高い状態において、下り坂運転や減速運転等のように、一時的に燃料噴射量が少ない状態に移行した場合であっても、触媒温度指標値をチェックして、触媒温度が触媒活性化温度（例えば、２５０℃）以上であれば、マルチ噴射は行わないが、通常噴射にポスト噴射を加えた噴射制御を行う。このポスト噴射を行う噴射制御により排気ガスを昇温し、触媒温度を維持する。これにより、触媒温度が低下することを防止できるので、再生効率低下を回避でき、再生時間を短縮することができる。従って、燃費も向上できる。
【００１５】
つまり、ポスト噴射により、トルク発生に使用される燃料の熱以外に、膨張行程又は排気行程で噴出した燃料の一部がシリンダ内や排気マニホールドや排気管内で燃焼し、排気ガス温度を上昇させると共に、上流側に酸化触媒がある時は、未燃状態で排気ガス中に流出した燃料が酸化触媒で酸化され、この酸化反応で発生する熱により、排気ガスが昇温することになる。
【００１６】
上記の排気ガス浄化システムの排気ガス浄化装置は、この連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置（連続再生型ＤＰＦ装置）以外にも、排気ガス浄化能力をポスト噴射を利用して回復する排気ガス装置であれば広く適用することができる。
【００１７】
また、上記の目的を達成するための本発明の排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に、排気ガス中の成分を浄化するための排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御におけるポスト噴射を伴う再生制御を行う触媒再生制御手段を備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記触媒再生制御手段が、前記再生制御の際の排気昇温制御で、エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量よりも低い場合で、かつ、前記排気ガス浄化装置の触媒装置の触媒温度を指標する触媒温度指標値が所定の判定値より低いときは、前記主燃料噴射量で通常噴射を行う第１噴射制御を行い、前記触媒温度指標値が前記所定の判定値より高いときは、前記主燃料噴射量の通常噴射に加えて、前記触媒温度指標値に従って算出される噴射量でポスト噴射を行う第２噴射制御を行う一方、エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量以上である場合には、前記主燃料噴射量のマルチ噴射に加えてポスト噴射を行う第３噴射制御を行うように構成する。
【００１８】
また、上記の排気ガス浄化システムにおいては、前記連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置としては、フィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置、フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置、フィルタに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ディーゼルパティキュレートフィルタ装置のいずれか一つ又はその組合せを採用することができる。
【００１９】
これらの構成により、上記の排気ガス浄化システムの制御方法を実施できる排気ガス浄化システムを提供でき、同様の作用効果が発揮される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムによれば、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガス中の成分を浄化するための排気ガス浄化装置を備え、この排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するための再生制御の排気昇温制御で、中負荷や高負荷のエンジン運転状態のように触媒温度が高い状態において、下り坂運転や減速運転等のように、一時的に燃料噴射量が少ない状態に移行した場合であっても、触媒温度指標値をチェックして、触媒温度が触媒活性化温度以上であれば、通常噴射にポスト噴射を加えた噴射制御により排気ガス昇温を継続し、触媒温度を維持できる。従って、再生時間を短縮することができ、燃費も向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムについて、酸化触媒と触媒付きフィルタの組合せで構成される連続再生型ＤＰＦ装置を備えた排気ガス浄化システムを例にして、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１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は、ディーゼルエンジン（内燃機関）１０の排気通路１１に連続再生型ＤＰＦ装置１２を設けて構成される。この連続再生型ＤＰＦ装置１２は、上流側に酸化触媒１２ａを、下流側に触媒付きフィルタ１２ｂを有して構成される。また、この連続再生型ＤＰＦ装置１２の下流側に排気絞り弁（排気スロットル）１３が設けられる。
【００２３】
この酸化触媒１２ａ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１２ｂ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や、アルミナ等の無機繊維をランダムに積層したフェルト状のフィルタ等で形成される。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。
【００２４】
そして、触媒付きフィルタ１２ｂに、モノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタを採用した場合には、排気ガスＧ中のＰＭ（ディーゼルパティキュレート：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、繊維型フィルタタイプを採用した場合には、フィルタの無機繊維でＰＭを捕集する。
【００２５】
そして、触媒付きフィルタ１２ｂのＰＭの堆積量を推定するために、連続再生型ＤＰＦ装置１２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１２ｂの再生制御用に、酸化触媒１２ａの上流側に酸化触媒入口排気温度センサ２２が、酸化触媒１２ａと触媒付きフィルタ１２ｂの間にフィルタ入口排気温度センサ２３がそれぞれ設けられる。
【００２６】
これらのセンサの出力値は、エンジン１０の運転の全般的な制御を行うと共に、連続再生型ＤＰＦ装置１２の再生制御も行う制御装置（ＥＣＵ：エンジンコントロールユニット）３０に入力され、この制御装置３０から出力される制御信号により、吸気通路１４に設けられ、エアクリーナ１５を通過して吸気マニホールドへ入る吸気Ａの量を調整する吸気絞り弁１６や、エンジン１０の燃料噴射装置（噴射ノズル）１７や、図示しないＥＧＲ通路にＥＧＲクーラと共に設けられたＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブ等が制御される。
【００２７】
この燃料噴射装置１７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噴射システム（図示しない）に接続されており、制御装置３０には、エンジンの運転のために、アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）２４からのアクセル開度、回転数センサ２５からのエンジン回転数等の情報の他、車両速度、冷却水温度等の情報も入力され、燃料噴射装置１７から所定量の燃料が噴射されるように通電時間信号が出力される。
【００２８】
また、この連続再生型ＤＰＦ装置１２の再生制御において、走行中に自動的に強制再生するだけでなく、触媒付きフィルタ１２ｂのＰＭの捕集量が一定量を超えて、触媒付きフィルタ１２ｂが目詰まった時に、ドライバー（運転者）に注意を促し、任意にドライバーが車両を停止して強制再生ができるように、注意を喚起するための点滅灯（ＤＰＦランプ）２６、警告灯（警告ランプ）２７と、再生ボタン（手動再生スイッチ）２８が設けられる。
【００２９】
そして、制御装置３０は、図２に示すように、エンジン１０の運転を制御するエンジン制御手段２０Ｃと、排気ガス浄化システム１のためのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）制御手段３０Ｃ等を有して構成される。そして、このＤＰＦ制御手段３０Ｃは、通常運転制御手段３１Ｃ、捕集量検出手段３２Ｃ、走行距離検出手段３３Ｃ、再生時期判定手段３４Ｃ、再生制御手段３５Ｃ、任意再生警告手段３６Ｃ等を有して構成される。
【００３０】
通常運転制御手段３１Ｃは、特に、連続再生型ＤＰＦ装置１２の再生に関係なしに行われる通常の運転を行うための手段であり、アクセルポジションセンサ２４の信号及び回転数センサ２５の信号に基づいて制御装置３０で演算された通電時間信号により、所定量の燃料が燃料噴射装置１７から噴射される通常の噴射制御が行われる。言い換えれば、再生制御のための制御を特に行わないようにする手段である。
【００３１】
捕集量検出手段３２Ｃは、連続再生型ＤＰＦ装置１２の触媒付きフィルタ１２ｂに捕集されるＰＭの捕集量を検出する手段であり、この実施の形態では、連続再生型ＤＰＦ装置１２の前後の差圧、即ち、差圧センサ２１による測定値ΔＰm を用いて検出する。
【００３２】
走行距離検出手段３３Ｃは、ＤＰＦ再生の後に車両が走行した距離ΔＭc を検出する手段であり、強制再生が行われた場合には、再生の開始時から再生終了時までの適当な時期にリセットされる。
【００３３】
再生時期判定手段３４Ｃは、捕集量検出手段３２Ｃで検出された差圧検出値ΔＰm 及び走行距離検出手段３３Ｃにより検出された走行距離ΔＭc を、それぞれ所定の判定値と比較することにより、ＤＰＦの再生開始時期を判定する手段である。
【００３４】
再生制御手段３５Ｃは、排気昇温手段３５１Ｃを有して構成される。
【００３５】
本発明においては、この排気昇温手段３５１Ｃは次のように構成される。なお、この実施の形態では、排気ガス浄化装置１２の酸化触媒（触媒装置）１２ａの触媒温度を指標する触媒温度指標値を酸化触媒（触媒装置）１２ａに流入する排気ガスの温度Ｔｇ１とする。また、所定の判定温度（所定の判定値）Ｔｃとしては、排気ガスの温度Ｔｇ１がこの所定の判定温度Ｔｃ以上になった場合に、酸化触媒１２ａが活性化状態となる温度（例えば、２５０℃程度）に設定する。
【００３６】
この排気昇温手段３５１Ｃは、主燃料噴射量Ｑｆをエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度αから予め設定されたマップデータに基づいて算出する。この主燃料噴射量Ｑｆが、図４に示すように所定の判定用噴射量Ｑｓよりも低いマルチ噴射禁止領域Ｒｓにある場合には、排気ガス温度Ｔｇ１が所定の判定温度Ｔｃより低いときは、主燃料噴射量Ｑｆで通常噴射を行う第１噴射制御を行い、排気ガス温度Ｔｇ１が所定の判定温度Ｔｃより高いときは、主燃料噴射量Ｑｆで行われる通常噴射に加えて、排気ガス温度Ｔｇ１に従って算出される噴射量Ｑｐでポスト噴射を行う第２噴射制御を行う。
【００３７】
また、エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度αから算出される主燃料噴射量Ｑｆが、所定の判定用噴射量Ｑｓ以上である場合には、主燃料噴射量Ｑｆで行われるマルチ噴射に加えて、予め設定されたデータに基づいてポスト噴射を行う第３噴射制御を行う。
【００３８】
このように、排気ガス温度Ｔｇ１が所定の判定温度Ｔｃより高くなった後に、通常噴射＋ポスト噴射、あるいは、マルチ噴射＋ポスト噴射を行って、フィルタ入口排気温度センサ２３で検知されるフィルタ入口排気温度Ｔｇ２を上げて、触媒付きフィルタ１２ｂをＰＭの酸化除去に適した温度や環境になるようにする。これにより、触媒付きフィルタ１２ｂに捕集されたＰＭを強制的に燃焼除去して触媒付きフィルタ１２ｂを強制再生する。
【００３９】
なお、この第１〜第３噴射制御においては、必要に応じて、吸気絞り弁１６を絞る吸気絞り制御や排気絞り弁１３を絞る排気絞り制御等を併用する。
【００４０】
この構成により、中負荷や高負荷のエンジン運転状態のように触媒温度が高い状態において、下り坂運転や減速運転等のように、一時的に主燃料噴射量Ｑｆが少ない状態に移行した場合であっても、排気ガス温度Ｔｇ１をチェックして、触媒温度が触媒活性化温度以上であれば、マルチ噴射は行わないが、通常噴射にポスト噴射を加えた噴射制御を行い、ポスト噴射を行う第２噴射制御により排気ガスを昇温し、酸化触媒１２ａを触媒活性化状態に維持する。これにより、触媒の活性が低下することを防止できるので、再生効率低下を回避でき、再生時間を短縮することができる。従って、燃費も向上できる。
【００４１】
任意再生警告手段３６Ｃは、点滅灯（ＤＰＦランプ）２６、警告灯（警告ランプ）２７等で構成され、ドライバー（運転者）に、点滅灯２６の点滅により手動による再生制御手段３５Ｃの作動を促す警告を行ったり、警告灯２７の点灯によりドライバーに車両をサービスセンターに持っていくように促す手段である。なお、この警告を受けたドライバーは手動再生ボタン（マニュアル再生スイッチ）２８を操作することにより、再生制御手段３５Ｃによる再生制御を開始することができる。
【００４２】
そして、これらの各種手段を有するＤＰＦ制御手段３０Ｃは、捕集量検出手段３２Ｃで検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm と、走行距離検出手段３３Ｃで検出されたＤＰＦ再生の後の走行距離ΔＭc に基づいて、通常運転制御手段３１Ｃによる通常の運転を継続したり、ドライバーに対して手動による再生制御手段３５Ｃの作動を促す警告を行ったり、自動的に再生制御手段３５Ｃを作動させたりする手段として構成される。
【００４３】
次に、この排気ガス浄化システム１のＤＰＦ制御について説明する。この排気ガス浄化システム１の制御においては、通常運転制御手段３１Ｃによって通常の運転が行われ、ＰＭを捕集するが、この通常の運転において、再生時期判定手段３４Ｃによって、再生時期であるか否かを監視し、再生時期であると判断されると任意再生警告手段３６Ｃによる警告又は再生制御手段３５Ｃによる走行自動再生を行う。
【００４４】
つまり、捕集量検出手段３２Ｃで検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm と走行距離検出手段３３Ｃで検出された走行距離ΔＭc が、所定の範囲内に入るか否かによって、任意再生の要否、走行自動再生の要否を判断して、必要に応じて、各種の処理を行った後戻って、更に、通常運転制御手段３１Ｃによる通常の運転を行う。そして、通常の運転とＤＰＦ制御を繰り返しながら、車両の運転が行われる。
【００４５】
このＤＰＦ制御について、図５に示すＤＰＦ制御用マップを参照しながら説明する。なお、このＤＰＦ制御は図６に例示するようなＤＰＦ制御フローにより実施できる。
【００４６】
先ず、走行距離ΔＭc が第１閾値ΔＭ1 より小さい領域Ｒm1にある時は、強制再生を行うと、オイル中の燃料の蒸発が不十分であるため、オイルダイリューションの問題等を回避するために再生制御の実行を禁止する。
【００４７】
次に、走行距離ΔＭc が第１閾値ΔＭ1 と第２閾値ΔＭ2 との間の所定の範囲内Ｒm2にある場合には、まだ、走行が不十分でエンジンオイルに混入した燃料分の蒸発が十分に行われていないため自動強制再生は行わずに、車両を停止して手動再生ボタン２８を押して強制再生を行う任意再生（マニュアル再生）を促すために、検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm が、第１閾値ΔＰ1 を超える（マニュアル点滅１）と点滅灯（ＤＰＦランプ）２６をゆっくり点滅させる。更に、検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm が、第１閾値ΔＰ1 より大きな第２閾値ΔＰ2 を超える（マニュアル点滅２）と点滅灯２６を早く点滅させ、ドライバーに対して、車両を停止しての手動による強制再生を強く促す。
【００４８】
そして、走行距離ΔＭc が第２閾値ΔＭ2 と第３閾値ΔＭ3 との間の所定の範囲内Ｒm3にある場合には、エンジンオイルに混入した燃料分の蒸発が十分に行われ、走行中の自動強制再生（走行自動再生）が可能になっているので、検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm が、第１閾値ΔＰ1 を超える（走行自動再生１）と、自動的に再生制御を行う。この走行自動再生により、ドライバーに手動による強制再生、即ち、手動再生ボタン２８のＯＮ／ＯＦＦ操作に関する負担を少なくする。
【００４９】
更に、検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm に関係なく、走行距離ΔＭc が第３閾値ΔＭ3 を超えた所定の範囲内Ｒm4にある場合（走行自動再生２）には、触媒付きフィルタ１２ｂにおけるＰＭの偏積に起因する熱暴走及びＤＰＦの溶損を防止するために、自動的に再生制御を行う。
【００５０】
これらの再生制御では、図３に示すように、ステップＳ４１で主燃料噴射量Ｑｆをエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度αから予め設定されたマップデータに基づいて算出する。
【００５１】
次のステップＳ４２で、この主燃料噴射量Ｑｆが、所定の判定用噴射量Ｑｓよりも少ないか否かを判定する。そして、主燃料噴射量Ｑｆが所定の判定用噴射量Ｑｓよりも低い場合、即ち、マルチ噴射禁止領域Ｒｓにある場合には、ステップＳ４３で、排気ガス温度Ｔｇ１が所定の判定温度Ｔｃより低いか否かの判定を行う。
【００５２】
このステップＳ４３の判定で、排気ガス温度Ｔｇ１が所定の判定温度Ｔｃより低いときは、ステップＳ４４で第１噴射制御を行う。この第１噴射制御では、主燃料噴射量Ｑｆでマルチ噴射やポスト噴射を行わない通常噴射を行う。
【００５３】
このステップＳ４３の判定で、排気ガス温度Ｔｇ１が所定の判定温度Ｔｃ以上のときは、ステップＳ４５で第２噴射制御を行う。この第２噴射制御では、主燃料噴射量Ｑｆの通常噴射に加えてポスト噴射を行う。このポスト噴射の噴射量Ｑｐは予め設定されたマップデータに従って算出される。この第２噴射制御では、必要に応じて、排気絞り及び吸気絞りを行う。
【００５４】
また、ステップＳ４２の判定で、主燃料噴射量Ｑｆが所定の判定用噴射量Ｑｓよりも多い場合、即ち、マルチ噴射禁止領域Ｒｓにない場合には、ステップＳ４６で、第３噴射制御を行う。この第３噴射制御では、マルチ噴射に加えてポスト噴射を行う。このマルチ噴射の噴射量は主燃料噴射量Ｑｆであり、ポスト噴射の噴射量Ｑｐは予め設定されたマップデータに従って算出された値とする。また、この第３噴射制御では、必要に応じて、排気絞り及び吸気絞りを行う。
【００５５】
そして、これらの第１噴射制御、第２噴射制御、第３噴射制御をそれぞれ所定の時間（再生制御完了のチェックのインターバルに関係する時間）の間行い、ステップＳ４７に行く。
【００５６】
ステップＳ４７では再生制御が完了したか否かの判定を行う。この判定は、触媒付きフィルタ１２ｂに流入する排気ガスの温度Ｔｇ２が所定の温度Ｔｒ以上になっている時間が予め設定されている再生時間を経過したか否かで判定したり、フィルタ前後の差圧が所定値以下になっているかどうかで判定することができる。
【００５７】
ステップＳ４７の判定で、再生制御が完了していない場合は、ステップＳ４１に戻り、第１噴射制御〜第３噴射制御のいずれかを再生制御が完了するまで繰り返す。このステップＳ４７の判定で、再生制御が完了した場合は、ステップＳ４８の再生制御の終了作業を行い、リターンする。この再生制御の終了作業では、マルチ噴射＋ポスト噴射制御の終了、吸気絞り制御の終了、排気絞り制御の終了を行う。また、必要に応じて、再生制御を終了したということで再生制御フラグをリセットしたりする。
【００５８】
このように、排気ガス温度Ｔｇ１が所定の判定温度Ｔｃより高くなった後に、通常噴射＋ポスト噴射を、あるいは、マルチ噴射＋ポスト噴射を行うことにより、フィルタ入口排気温度センサ２３で検知されるフィルタ入口排気温度Ｔｇ２を上げて、触媒付きフィルタ１２ｂをＰＭの酸化除去に適した温度や環境になるようにする。これにより、触媒付きフィルタ１２ｂに捕集されたＰＭを強制的に燃焼除去して触媒付きフィルタ１２ｂを強制再生する。
【００５９】
なお、走行距離ΔＭc に関係せずに、検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm が第３閾値ΔＰ3 を超える（Ｒp4：警告灯点滅）と、急激なＰＭの燃焼である熱暴走を回避するために、任意再生及び走行自動再生を禁止した状態にすると共に、ドライバーにサービスセンターに持っていくことを促すための警告灯２７を点灯する。
【００６０】
従って、上記の排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム１では、中負荷や高負荷のエンジン運転状態のように触媒温度が高い状態において、下り坂運転や減速運転等のように、一時的に主燃料噴射量Ｑｆが少ない状態に移行した場合であっても、排気ガス温度（触媒温度指標値）Ｔｇ１をチェックして、所定の判定温度（所定の判定値）以上であれば、即ち、触媒温度が触媒活性化温度以上になる状態であれば、マルチ噴射は行わないが、通常噴射にポスト噴射を加えた第２噴射制御を行い、この第２噴射制御により排気ガスを昇温し、酸化触媒１２ａを触媒活性化状態に維持する。これにより、触媒の活性が低下することを防止できるので、再生効率低下を回避でき、再生時間を短縮することができる。従って、燃費も向上できる。
【００６１】
なお、上記の説明では、排気ガス浄化システムにおけるＤＰＦ装置として、フィルタに触媒を担持させると共にこのフィルタの上流側に酸化触媒を設けた装置を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、触媒を担持しないフィルタのＤＰＦ装置、フィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型ＤＰＦ装置、フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ＤＰＦ装置等の他のタイプのＤＰＦにも適用可能である。
【００６２】
更に、本発明は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒、ＮＯｘ直接還元型触媒等のＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ浄化能力の回復に際しての再生制御においても適用可能である。また、排気ガス浄化装置が、酸化触媒、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒、ＮＯｘ直接還元型触媒、ＳＣＲ触媒（選択還元型触媒）などを担持している場合の硫黄被毒からの回復のために硫黄パージ等においても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【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】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの制御手段の構成を示す図である。
【図３】再生制御フローの一例を示す図である。
【図４】エンジン回転数と主燃料噴射量の所定の判定用噴射量との関係の一例を示す図である。
【図５】排気ガス浄化システムのＤＰＦ制御用マップを模式的に示す図である。
【図６】排気ガス浄化システムのＤＰＦ制御フローの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    排気ガス浄化システム
１０    ディーゼルエンジン
１２    連続再生型ＤＰＦ装置
１２ａ  酸化触媒
１２ｂ  触媒付きフィルタ
３０    制御装置（ＥＣＵ）
３０Ｃ  ＤＰＦ制御手段
３１Ｃ  通常運転制御手段
３２Ｃ  捕集量検出手段
３３Ｃ  走行距離検出手段
３４Ｃ  再生時期判定手段
３５Ｃ  再生制御手段
３５１Ｃ  排気昇温手段
３６Ｃ  任意再生警告手段
Ｒｓ  マルチ噴射禁止領域
Ｑｆ  主燃料噴射量
Ｑｐ  ポスト噴射量  
Ｑｍ  マルチ噴射量  
Ｑｓ  所定の判定用噴射量
Ｔｇ１  酸化触媒に流入する排気ガスの温度
Ｔｇ２  触媒付きフィルタに流入する排気ガスの温度
Ｔｇ３  触媒付きフィルタの下流側の排気ガスの温度
Ｔｃ    所定の判定温度
Ｔｒ    所定の第２判定温度
【図１】
2007023876.tif 000003
【図２】
2007023876.tif 000004
【図３】
2007023876.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年11月10日(2006.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に、排気ガス中の成分を浄化するための排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御におけるポスト噴射を伴う再生制御を行う触媒再生制御手段を備えた排気ガス浄化システムにおいて、
前記再生制御の際の排気昇温制御で、
エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量よりも低い場合で、かつ、
前記排気ガス浄化装置の触媒装置の触媒温度を指標する触媒温度指標値が所定の判定値より低いときは、前記主燃料噴射量で通常噴射を行う第１噴射制御を行い、
前記触媒温度指標値が前記所定の判定値より高いときは、前記主燃料噴射量の通常噴射に加えて、前記触媒温度指標値に従って算出される噴射量でポスト噴射を行う第２噴射制御を行う一方、
エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量以上である場合には、前記主燃料噴射量のマルチ噴射に加えてポスト噴射を行う第３噴射制御を行う排気ガス浄化システムの制御方法。
【請求項２】
前記排気ガス浄化装置を、連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置で形成した請求項１記載の排気ガス浄化システムの制御方法。
【請求項３】
内燃機関の排気通路に、排気ガス中の成分を浄化するための排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御におけるポスト噴射を伴う再生制御を行う触媒再生制御手段を備えた排気ガス浄化システムにおいて、
前記触媒再生制御手段が、前記再生制御の際の排気昇温制御で、
エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量よりも低い場合で、かつ、
前記排気ガス浄化装置の触媒装置の触媒温度を指標する触媒温度指標値が所定の判定値より低いときは、前記主燃料噴射量で通常噴射を行う第１噴射制御を行い、
前記触媒温度指標値が前記所定の判定値より高いときは、前記主燃料噴射量の通常噴射に加えて、前記触媒温度指標値に従って算出される噴射量でポスト噴射を行う第２噴射制御を行う一方、
エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量以上である場合には、前記主燃料噴射量のマルチ噴射に加えてポスト噴射を行う第３噴射制御を行う排気ガス浄化システム。
【請求項４】
前記排気ガス浄化装置を、フィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置、フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置、フィルタに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ディーゼルパティキュレートフィルタ装置のいずれか一つ又はその組合せで形成した請求項３に記載の排気ガス浄化システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の排気ガス浄化システムの制御方法は、内燃機関の排気通路に、排気ガス中の成分を浄化するための排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御におけるポスト噴射を伴う再生制御を行う触媒再生制御手段を備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記再生制御の際の排気昇温制御で、エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量よりも低い場合で、かつ、前記排気ガス浄化装置の触媒装置の触媒温度を指標する触媒温度指標値が所定の判定値より低いときは、前記主燃料噴射量で通常噴射を行う第１噴射制御を行い、前記触媒温度指標値が前記所定の判定値より高いときは、前記主燃料噴射量の通常噴射に加えて、前記触媒温度指標値に従って算出される噴射量でポスト噴射を行う第２噴射制御を行う一方、エンジン回転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量以上である場合には、前記主燃料噴射量のマルチ噴射に加えてポスト噴射を行う第３噴射制御を行うことを特徴とする。