JP2003027990A

JP2003027990A - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP2003027990A
Application number: JP2001213661A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hiranuma; 智平沼; Yoshihisa Takeda; 好央武田; Sei Kawatani; 聖川谷; Kenji Kawai; 健二河合; Junya Watanabe; 純也渡邊; Takeshi Hashizume; 剛橋詰; Shinichi Saito; 真一斎藤; Kioko Aida; 樹穂子会田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ディーゼルエンジンの排気通路に配設される
パティキュレートフィルタの過熱による溶損を効率よく
防止可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】ポスト噴射手段により燃料が追加供給さ
れているとき(S12)、内燃機関が低速低負荷運転になる
と(S14)、ＥＧＲ弁を調節してＥＧＲガス量を増大させ
るとともに吸気絞り弁を調節して吸入空気量を低減させ
る吸入空気制限手段を備え（S22低λ燃焼制御）、ポス
ト噴射手段は、吸入空気制限手段により吸入空気量が低
減されているときには、該吸入空気量の低減によっても
主燃焼後に余剰となる酸素量に応じた分だけ燃料の追加
供給を行う（S22ポスト噴射制御）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に係り、詳しくは、ディーゼルエンジンの排気通
路に配設されるパティキュレートフィルタの過熱溶損を
防止する技術に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】バス、トラック等に搭載されるデ
ィーゼルエンジンから排出される排ガスには、ＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯx等のほか、パティキュレートマター（ＰＭと
略す）が多く含まれている。そこで、ディーゼルエンジ
ンの後処理装置として、ＰＭを捕捉し外部熱源により焼
却除去するディーゼル・パティキュレートフィルタ（Ｄ
ＰＦと略す）やＨＣ、ＣＯを処理する酸化触媒が実用化
されている。また、最近では、外部熱源の代わりにＤＰ
Ｆの上流側にＰＭを酸化除去するための酸化剤を供給す
る酸化触媒を設け、連続的にＤＰＦ上のＰＭを処理する
連続再生式ＤＰＦが開発されている。

【０００３】ところで、連続再生式ＤＰＦであっても、
酸化触媒やＤＰＦの温度が低い不活性状況下では、ＰＭ
が十分に処理されないことがあり、このような場合に
は、ＤＰＦに捕捉されたＰＭが所定量に達すると、当該
ＰＭを強制的に燃焼除去すべく強制再生を行うようにし
ている。強制再生の手法として、例えば、主燃焼用の燃
料供給を行った後、膨張行程や排気行程において燃料噴
射ノズルにより燃料の追加供給を行うポスト噴射の技術
がある。

【０００４】このポスト噴射による強制再生では、ポス
ト噴射を行うと、追加燃料は膨張仕事に寄与せずに筒内
で酸化され、排温が上昇し酸化触媒を昇温する。そし
て、酸化触媒が昇温し活性状態になると、ポスト噴射タ
イミングを遅角させＨＣとして供給し、触媒上で酸化反
応を起こし反応熱が多量に発生することになり、これに
よりＤＰＦに供給される排気の温度が高温となり、ＤＰ
Ｆ上のＰＭが強制的にして良好に燃焼除去されることに
なる。なお、ＰＭが燃焼を開始すると、この燃焼熱によ
ってＰＭは連鎖的に燃焼除去される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、強制再生が
実施されてＤＰＦ上のＰＭが燃焼すると、上記の如く燃
焼熱が発生するが、強制再生が実施されている最中に内
燃機関が低速低負荷運転（アイドル運転等）になると、
排気流量が低下するために熱の持ち去り量が少なくな
り、ＤＰＦが過熱して溶損し易いという問題がある。

【０００６】そこで、強制再生が実施されている最中に
内燃機関が低速低負荷運転になったような場合には、例
えば強制再生を中止するとともに、吸入空気量（新気
量）を絞るようにして排気中の酸素量を低下させ、ＰＭ
の燃焼自体を抑えることが考えられている。しかしなが
ら、このように吸入空気量を絞るようにすると、ＰＭの
燃焼が抑えられてＤＰＦの溶損が比較的良好に防止され
ることになるが、未だ十分なものではない。また、同時
に酸化触媒での酸化反応も遅滞し、一旦昇温した酸化触
媒の温度が低下してしまうことになる。このように、酸
化触媒の温度が低下してしまうと、その後内燃機関が低
速低負荷運転を脱したとき、継続して強制再生を行いた
い場合において、酸化触媒を再度改めて昇温させなけれ
ばならず、エネルギ効率が悪く、燃費悪化を招き好まし
いことではない。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、ディーゼ
ルエンジンの排気通路に配設されるパティキュレートフ
ィルタの過熱による溶損を効率よく防止可能な内燃機関
の排気浄化装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、燃料を燃焼室内に直接噴
射する燃料噴射ノズルを有した内燃機関の排気浄化装置
において、内燃機関の排気通路に介装された酸化触媒
と、前記排気通路の前記酸化触媒よりも下流の部分に配
設され、パティキュレートマターを捕捉するパティキュ
レートフィルタと、排気の一部をＥＧＲガスとして内燃
機関の吸気系に環流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲガ
スの流通量を調節するＥＧＲ弁と、内燃機関の吸気通路
に設けられ、吸入空気量を調節する吸気絞り弁と、前記
パティキュレートフィルタに捕捉されたパティキュレー
トマターが所定量に達したとき、前記燃料噴射ノズルに
より、主燃焼用の燃料供給を行った後、燃料の追加供給
を行うポスト噴射手段と、前記ポスト噴射手段により燃
料が追加供給されているとき、内燃機関が低速低負荷運
転になると、前記ＥＧＲ弁を調節してＥＧＲガス量を増
大させるとともに前記吸気絞り弁を調節して吸入空気量
を低減させる吸入空気制限手段とを備え、前記ポスト噴
射手段は、前記吸入空気制限手段により吸入空気量が低
減されているときには、該吸入空気量の低減によっても
余剰となる酸素量に応じた分だけ主燃焼後に燃料の追加
供給を行うことを特徴としている。

【０００９】従って、ポスト噴射手段により燃料が追加
供給されているときに内燃機関が低速低負荷運転（アイ
ドル運転等）になると、排気流量が低下するために熱の
持ち去り量が少なくなってＤＰＦが過熱し易くなるが、
吸入空気制限手段によりＥＧＲ弁が調節されてＥＧＲガ
ス量が増大させられるとともに吸気絞り弁が調節されて
吸入空気量が低減させられることで、排気中の酸素量が
少なくなってＰＭの燃焼自体が抑えられ、ＤＰＦの過熱
が防止される。さらに、吸入空気制限手段によって吸入
空気量が低減されているときに、ポスト噴射手段によ
り、吸入空気量の低減によっても主燃焼後に余剰となる
酸素量に応じた分だけ燃料が追加供給されることで、余
剰酸素と追加燃料とが筒内ならびに酸化触媒上で良好に
反応し、より一層排気中の酸素量が少なくされてＰＭの
燃焼が抑えられる。これにより、ポスト噴射手段による
燃料の追加供給中に内燃機関が低速低負荷運転になった
場合であっても、ＤＰＦの過熱による溶損が防止され
る。

【００１０】また、余剰酸素と追加燃料とが筒内ならび
に酸化触媒上で良好に反応することで、酸化触媒の温度
低下が防止され、その後内燃機関が低速低負荷運転を脱
したときに継続して強制再生を行いたい場合であって
も、酸化触媒を改めて昇温させる必要がなく、エネルギ
効率の悪化なく、燃費悪化なく即座に強制再生を再開可
能である。

【００１１】また、請求項２の発明では、前記吸入空気
制限手段は、前記ポスト噴射手段による燃料の追加供給
が開始された後の経過時間が、所定の期間範囲内にある
とき、ＥＧＲガス量を増大させるとともに吸入空気量を
低減させ、前記ポスト噴射手段は、該吸入空気量の低減
によっても余剰となる酸素量に応じた分だけ主燃焼後に
燃料の追加供給を行うことを特徴としている。

【００１２】従って、ポスト噴射手段により燃料が追加
供給されているときに内燃機関が低速低負荷運転（アイ
ドル運転等）になると、排気流速が低下するために熱の
持ち去り量が少なくなってＤＰＦが過熱し易くなるが、
ＤＰＦが未だ十分に昇温していない場合やＰＭの燃焼除
去がほぼ完了してＤＰＦの温度上昇がない場合には、排
気流量が低下してもＤＰＦの過熱は生じないと考えら
れ、ポスト噴射開始からＤＰＦがＰＭを燃焼させるに十
分な温度に達するまでの期間と、上記ＰＭを燃焼させる
に十分な温度に達してから所定時間経過した以降の期間
とを除く、所定の期間範囲内にあるときにのみ、ＥＧＲ
ガス量を増大させるとともに吸入空気量を低減させ、吸
入空気量の低減によっても主燃焼後に余剰となる酸素量
に応じた分だけ燃料の追加供給を行うことで、吸入空気
制限手段やポスト噴射手段を無駄なく適正に機能させる
ようにでき、ＤＰＦの過熱による溶損が燃費悪化等なく
効率よく防止される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき説明する。図１を参照すると、本発明に係る
内燃機関の排気浄化装置の概略構成図が示されており、
以下、同図に基づき本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置の構成を説明する。

【００１４】図１に示すように、内燃機関であるエンジ
ン１は例えばコモンレール式直列４気筒のディーゼルエ
ンジンである。コモンレール式のエンジン１では、燃焼
室２に臨んで電磁式の燃料噴射ノズル４が各気筒毎に設
けられており、各燃料噴射ノズル４は高圧パイプ５によ
りコモンレール６に接続されている。そして、コモンレ
ール６は、高圧ポンプ８の介装された高圧パイプ７を介
して燃料タンク９に接続されている。なお、エンジン１
がディーゼルエンジンであるため、燃料としては軽油が
使用される。

【００１５】エンジン１の吸気通路１０には電磁式の吸
気絞り弁１２が設けられており、一方、排気通路２０に
は、電磁式の排気絞り弁２２が設けられている。排気絞
り弁２２は、例えば排気ブレーキである。排気通路２０
の排気絞り弁２２よりも上流部分からはＥＧＲ通路３０
が延びており、該ＥＧＲ通路３０の終端は吸気通路１０
の吸気絞り弁１２よりも下流部分に接続されている。そ
して、ＥＧＲ通路３０には、電磁式のＥＧＲ弁３２が介
装されている。

【００１６】また、排気通路２０の排気絞り弁２２より
も下流部分には、後処理装置が介装されている。後処理
装置は、ディーゼル・パティキュレートフィルタ（ＤＰ
Ｆ）２６の上流に酸化触媒２４を設けて構成されてい
る。なお、ＤＰＦ２６の上流に酸化触媒２４を設けた当
該タイプの後処理装置は全体として連続再生式ＤＰＦ２
３と呼ばれるものである。

【００１７】連続再生式ＤＰＦ２３は、酸化触媒２４に
おいて酸化剤（ＮＯ₂）を生成し、該生成された酸化剤
によって下流のＤＰＦ２６に堆積したパティキュレート
マター（ＰＭ）を常時連続的に酸化除去するように構成
されている。電子コントローラ（ＥＣＵ）４０の入力側
には、アクセルペダル４２の踏込量、即ちアクセル開度
θaccを検出するアクセル開度センサ４４等の各種セン
サ類が接続され、出力側には、上記燃料噴射ノズル４、
高圧ポンプ８、吸気絞り弁１２、排気絞り弁２２、ＥＧ
Ｒ弁３２等の各種デバイス類が接続されている。

【００１８】これにより、各種入力情報に基づき各種デ
バイス類が制御され、エンジン１が適正に運転制御され
る。また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、
ＤＰＦ２６や酸化触媒２４の温度が低く連続再生式ＤＰ
Ｆ２３が連続再生機能を果たせないような状況のときに
酸化触媒２４を活性化させるため、或いはＤＰＦ２６に
捕捉されたＰＭを強制的に燃焼除去（強制再生）させる
ために、燃料噴射ノズル４により主燃焼用の主噴射を行
った後に、当該燃料噴射ノズル４により膨張行程或いは
排気行程において燃料の追加供給、即ちポスト噴射を行
うようにしている（ポスト噴射手段）。

【００１９】これにより、触媒の冷態時には、膨張行程
側でポスト噴射した追加燃料が未燃燃料（ＨＣ，ＣＯ
等）となって排気中の酸素と反応して排気昇温が行わ
れ、酸化触媒２４を早期に活性化させ、さらに排気行程
側においてポスト噴射させて、未燃燃料（ＨＣ，ＣＯ
等）を酸化触媒２４で酸化させ、この酸化反応の熱によ
ってＤＰＦ２６を加熱させてＤＰＦ２６上のＰＭを強制
的に燃焼除去することができる。

【００２０】以下、上記のように構成された内燃機関の
排気浄化装置の作用について説明する。図２を参照する
と、本発明に係る連続再生式ＤＰＦ２３の強制再生制御
の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下
同フローチャートに沿い説明する。

【００２１】強制再生制御では、先ず、ステップＳ１０
において、連続再生式ＤＰＦ２３が連続再生機能を果た
せずにＰＭ量が除去の必要な所定量に達したか否かを判
別する。ここでは、例えば、ＰＭ量がフィルタ差圧やエ
ンジン負荷やエンジン回転速度Ｎe等と相関が高いこと
から、ＰＭ量が所定量に達したか否かを、フィルタ差圧
やエンジン負荷やエンジン回転速度Ｎe等に基づいて判
別する。なお、運転時間に基づいて判別するようにして
もよい。

【００２２】ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）の
場合には、ＰＭ量が所定量に達するのを待つ。一方、判
別結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、次にステップＳ１２
に進む。ステップＳ１２では、ＰＭを強制的に除去すべ
く強制再生の実施時間をカウントするタイマｔ１をスタ
ートさせ、その後ステップＳ１４に移行し強制再生を行
う。具体的には、上述したように、主噴射の後に、まず
膨張行程におけるポスト噴射を行う。これによりポスト
噴射された燃料が筒内で酸化されて排気温度が上昇し、
結果、酸化触媒２４を活性温度（例えば３００℃）まで
加熱することとなる。酸化触媒２４の温度が昇温し活性
状態になると、主噴射後のポスト噴射のタイミングを遅
らせる。これによりポスト噴射された燃料はＨＣとして
排気通路２０を通って酸化触媒２４に供給される。供給
されたＨＣは酸化触媒２４によって酸化され、その反応
熱によりＤＰＦ２６の温度が上昇して、ＤＰＦ２６上の
ＰＭが強制的に燃焼除去される。

【００２３】尚、ポスト噴射のタイミングは、予めトル
ク変動がなく、ＨＣ，ＣＯの生成量が多くなるよう最適
なタイミングに設定されている。ところで、ＤＰＦ２６
上でＰＭが燃焼すると燃焼熱が発生するが、この燃焼熱
はエンジン１が高速高負荷側の運転状態では排気流量も
多く、持ち去られる熱量も多い。一方、強制再生中にエ
ンジン１がアイドル運転等の低速低負荷運転に移行した
ような場合には、急に排気流量が少なくなるため、熱の
持ち去り量が少なくなり、ＤＰＦ２６が加熱する虞があ
る。

【００２４】そこで、本発明では、以下のような制御を
行うことによって、ＤＰＦ２６の過熱を防止している。
ステップＳ１６では、エンジン１がアイドル運転（低速
低負荷運転）に移行したか否かを判別する。アイドル運
転に移行したか否かは、例えばアクセル開度センサ４４
からのアクセル開度θaccやエンジン回転速度Ｎeの情報
等に基づき、ＥＣＵ４０においてアイドル運転が成立し
たか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合はス
テップＳ１８に進む。ここではステップＳ１２において
スタートしたタイマｔ１が所定の時間Ｔｅ以上経過した
か否かが判定され、真（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ
２０に進み強制再生を終了する。ここで、所定時間Ｔｅ
はＤＰＦ２６に溜まった所定量のＰＭを、ポスト噴射に
より燃焼させてＤＰＦ２６を強制再生した場合のＤＰＦ
再生が終了するまでに要する時間であって、実験的に求
められた時間である。

【００２５】ステップＳ１８の判別結果が偽（Ｎｏ）の
場合はステップＳ１６のアイドル運転の判別に戻り、ア
イドル運転に移行したことが判別されない限り、タイマ
ｔ１が所定時間Ｔｅになるまで強制再生が継続される。
ステップＳ１６でアイドル運転に移行したことが判別さ
れるとステップＳ２２に進み、ここではタイマｔ１が所
定時間Ｔａに達しているか否かを判別し、判別結果が偽
（Ｎｏ）でタイマｔ１が所定時間Ｔａに達していない場
合には、ステップＳ２０に進んで強制再生を終了する。
ここで、所定時間Ｔａは、ＤＰＦ２６はポスト噴射によ
って段々に昇温されるのであるが、ＤＰＦ２６に捕集さ
れたＰＭの燃焼が開始する温度に達するまでの時間を実
験的に求めて設定されるものである（例えば５０秒）。

【００２６】つまり、経過時間が所定時間Ｔａに達して
いないような状況では、ＤＰＦ２６は未だＰＭを燃焼さ
せるに十分な温度には加熱されておらず、ＤＰＦ２６が
過熱してしまう虞は無いものと判断して、強制再生を中
止するようにする。一方、ステップＳ２２の判別により
タイマｔ１が所定時間Ｔａに達したものと判別されると
ステップＳ２４に進み、タイマｔ１が所定時間Ｔｂ（Ｔ
ａ＜Ｔｂ＜Ｔｅ）に達しているか否かを判別する。ここ
で、所定時間Ｔｂは、ＤＰＦ２６がポスト噴射による連
続再生中に低速軽負荷に突入したとしてもＤＰＦ２６の
過熱が起こらない状態になったとみなされる時間であ
る。つまり、ＰＭの燃焼が進行して未燃のＰＭ残存量が
少量となり、熱の持ち去り量が低下したとしてもＰＭの
燃焼が活性化するには至らない程度の量まで、再生燃焼
が進行していることを意味しており、これは実験的に求
めて設定される（例えば６００秒）。

【００２７】ステップＳ２４の判別結果が偽（Ｎｏ）
で、タイマｔ１が所定時間Ｔａと所定時間Ｔｂとの間に
あると判定された場合には、ＤＰＦ２６が加熱する虞が
あると判断でき、この場合にはステップＳ２６に進みタ
イマｔ１を停止した後、ステップＳ２８に進み過熱を防
止するための操作が行われる。このステップＳ２８で
は、排気中の酸素量を低減させる低λ燃焼制御を行うと
共に、当該低λ制御に応じてポスト噴射による燃料供給
を実施する。

【００２８】つまり、タイマｔ１の経過時間が所定時間
Ｔａと所定時間Ｔｂとの間にあるような場合には、ＤＰ
Ｆ２６が加熱（燃焼状態）されており、排気流量が少な
くなるとＤＰＦ２６が過熱してしまう可能性が高いた
め、このような場合には、先ず、排気中の酸素量を低減
させてＤＰＦ２６上のＰＭの燃焼を抑制するようにする
（吸入空気制限手段）。具体的には、吸気絞り弁１２を
閉じる一方、ＥＧＲ弁３２を開弁してＥＧＲ量を増大さ
せ、燃焼室２内への新気の流入、即ち酸素の流入を抑制
する。この際、排気絞り弁２２をも閉じるようにする
と、排ガスをより多くＥＧＲ通路３０側に導くことがで
き効果的である。これにより、排気中の酸素量を低減で
き、ＤＰＦ２６におけるＰＭの燃焼を抑制してＤＰＦ２
６の過熱を良好に防止でき、ＤＰＦ２６の溶損を未然に
防ぐことができる。

【００２９】ところが、このように吸気絞り弁１２，Ｅ
ＧＲ弁３２，排気絞り弁２２を操作しても、実際には排
気中の酸素量を完全に低減させることは困難である。そ
こで、ステップＳ２８では、さらに主燃焼後の余剰とな
っている酸素量に応じてポスト噴射を行う。即ち、余剰
となっている酸素をＤＰＦ２６に達する前に筒内ならび
に酸化触媒２４上において略完全に酸化反応させるよ
う、酸素と反応する分量の燃料をポスト噴射によって供
給する。ここで、ポスト噴射量（例えば、１０〜４０mm
³／stroke）は、例えばエアフローセンサ（図示せず）
の出力に基づき設定される。これにより、より一層の酸
素量を低減することができ、より確実にＤＰＦ２６の過
熱、溶損を防止することができる。

【００３０】尚、ステップＳ２８における上述の低λ燃
焼制御およびポスト噴射制御は次のステップＳ３０でア
イドル運転か否かが判別され、アイドル運転が継続中の
み継続して行われる。ステップＳ３０で偽（Ｎｏ）アイ
ドル運転ではないことが判別されると、ステップＳ３２
に進み、低λ燃焼制御およびポスト噴射制御を解除す
る。これは、アイドル運転（低速軽負荷運転）でない場
合には、排気流量が多いためにＤＰＦ２６が過熱するこ
とが無くなることによるものである。

【００３１】次のステップＳ３４では、ステップＳ２６
で停止されていたタイマｔ１を再スタートし、ステップ
Ｓ１４に戻り、中断されていたポスト噴射による強制再
生を再び開始する。この時、上述したように、ステップ
Ｓ２８におけるポスト噴射制御を行う場合には、余剰と
なっている酸素は筒内ならびに酸化触媒２４上において
ポスト噴射による未燃燃料（ＨＣ，ＣＯ）と酸化反応す
るため、その反応熱によって酸化触媒２４は十分に活性
化された状態に維持されているので、あらためてポスト
噴射を実施し、酸化触媒２４を昇温させて活性化させる
ことなくＤＰＦ２６の昇温が可能であり、エネルギの効
率および燃費を悪化させることなく、即座に強制再生を
再開してＰＭの燃焼除去を継続することができる。ま
た、タイマｔ１はステップＳ２６で停止した経過時間か
ら再びカウントされて、ステップＳ１６でアイドル運転
が判別されない限り、タイマｔ１が所定時間Ｔｅに達す
るまで強制再生が実施されるので、強制再生が中断され
てＤＰＦ２６内の燃焼されなかった残りのＰＭを、完全
に燃焼除去することができる。

【００３２】ステップＳ２４で真（Ｙｅｓ）と判別さ
れ、タイマｔ１が所定時間Ｔｂに達している場合には、
ステップＳ３８で強制再生が行われる。この時、タイマ
ｔ１の経過時間はＤＰＦ２６の過熱の可能性が無い所定
時間Ｔｂを経過しているので、たとえアイドル運転に突
入したとしてもＤＰＦ２６が溶損することはない。そし
て、この強制再生はタイマｔ１が所定時間Ｔｅに達する
まで行われ（ステップＳ４０）、所定時間Ｔｅに達した
場合は強制再生を終了する（ステップＳ４２）。

【００３３】以上で本発明の実施形態についての説明を
終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではな
い。例えば、上記実施形態では、強制再生中にアイドル
運転に移行した場合を例に説明したが、本発明は強制再
生中にアイドル運転以外の低速低負荷運転状態に移行し
た場合にも適用可能である。

【００３４】また、電気ヒータや軽油バーナーなど、他
の熱源を用いた強制再生中の低速低負荷運転移行時のフ
ィルタ溶損回避策としても適用可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、ポスト噴射
手段により燃料が追加供給されているときに内燃機関が
低速低負荷運転（アイドル運転等）になった場合には、
吸入空気制限手段によりＥＧＲ弁を調節してＥＧＲガス
量を増大させるとともに吸気絞り弁を調節して吸入空気
量を低減させるので、排気中の酸素量を少なくしてＰＭ
の燃焼自体を抑えることができ、ＤＰＦの過熱を防止で
き、さらに、吸入空気量が低減されているときに、吸入
空気量の低減によっても主燃焼後に余剰となる酸素量に
応じた分だけ燃料を追加供給するので、余剰酸素と追加
燃料とを筒内ならびに酸化触媒上で良好に反応させ、よ
り一層排気中の酸素量を少なくしてＰＭの燃焼を抑える
ことができる。これにより、ポスト噴射手段による燃料
の追加供給中に内燃機関が低速低負荷運転になった場合
であっても、ＤＰＦの過熱による溶損を防止することが
できる。

【００３６】また、余剰酸素と追加燃料とが筒内ならび
に酸化触媒上で良好に反応することになるので、酸化触
媒の温度低下を防止でき、その後内燃機関が低速低負荷
運転を脱したときに継続して強制再生を行いたい場合で
あっても、酸化触媒を改めて昇温させる必要がなく、エ
ネルギ効率の悪化なく、燃費悪化なく即座に強制再生を
再開することができる。

【００３７】また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置
によれば、ポスト噴射手段により燃料が追加供給されて
いるときに内燃機関が低速低負荷運転（アイドル運転
等）になった場合に、ＤＰＦが未だ十分に昇温していな
いときやＰＭの燃焼除去がほぼ完了してＤＰＦの温度上
昇がないときを除く所定の期間範囲内にあるときにの
み、ＥＧＲガス量を増大させるとともに吸入空気量を低
減させ、吸入空気量の低減によっても主燃焼後に余剰と
なる酸素量に応じた分だけ燃料の追加供給を行うので、
吸入空気制限手段やポスト噴射手段を無駄なく適正に機
能させるようにでき、ＤＰＦの過熱による溶損を燃費悪
化等なく効率よく防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構
成図である。

【図２】本発明に係る連続再生式ＤＰＦの強制再生制御
の制御ルーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ディーゼルエンジン４燃料噴射ノズル１０吸気通路１２吸気絞り弁２０排気通路２２排気絞り弁２３連続再生式ＤＰＦ２４酸化触媒２６ディーゼル・パティキュレートフィルタ（ＤＰ
Ｆ）３０ＥＧＲ通路３２ＥＧＲ弁４０電子コントローラ（ＥＣＵ）４４アクセル開度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０１Ｎ 3/18 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｅ４Ｄ０４８ 3/24 ＲＳＦ０２Ｄ 21/08 ３０１ＤＦ０２Ｄ 21/08 ３０１ 41/38 Ｂ 41/38 43/00 ３０１Ｈ 43/00 ３０１３０１Ｋ３０１Ｎ３０１ＷＢ０１Ｄ 53/36 １０３Ｃ (72)発明者川谷聖東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者河合健二東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者渡邊純也東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者橋詰剛東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者斎藤真一東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者会田樹穂子東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA05 BA13 BA15 BA20 CA03 DA10 FA10 FA18 FA33 3G090 AA01 CA01 DA04 DA18 DA20 DB03 DB07 EA02 EA04 EA06 EA07 3G091 AA02 AA11 AA18 AA28 AB02 AB13 BA00 BA03 BA04 BA08 BA10 BA15 BA19 BA38 CA02 CA03 CA13 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DB10 EA01 EA03 EA05 EA30 EA32 FA02 FA04 FA08 FA12 FA13 FA14 FB02 FC02 FC05 FC07 GA06 HA15 HA36 HA37 HA42 HB03 HB05 3G092 AA02 AA06 AA17 AB03 BB01 BB06 BB13 DC03 DC09 DC12 DC15 EA17 FA15 FA18 GA04 GA05 GA17 HA11Z HD08Z HE01Z 3G301 HA02 HA04 HA13 JA21 JA24 KA07 KA08 KA24 LA00 LA03 LB11 MA11 MA19 MA23 MA26 NE01 NE06 NE23 PA17Z PD14Z PE01Z PF03Z 4D048 AA14 AB01 AC02 CC27 CD05 CD08 DA01 DA02 DA03 DA08 DA10 DA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射
ノズルを有した内燃機関の排気浄化装置において、内燃機関の排気通路に介装された酸化触媒と、前記排気通路の前記酸化触媒よりも下流の部分に配設さ
れ、パティキュレートマターを捕捉するパティキュレー
トフィルタと、排気の一部をＥＧＲガスとして内燃機関の吸気系に環流
させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲガスの流通量を調節するＥＧＲ弁と、内燃機関の吸気通路に設けられ、吸入空気量を調節する
吸気絞り弁と、前記パティキュレートフィルタに捕捉されたパティキュ
レートマターが所定量に達したとき、前記燃料噴射ノズ
ルにより、主燃焼用の燃料供給を行った後、燃料の追加
供給を行うポスト噴射手段と、前記ポスト噴射手段により燃料が追加供給されていると
き、内燃機関が低速低負荷運転になると、前記ＥＧＲ弁
を調節してＥＧＲガス量を増大させるとともに前記吸気
絞り弁を調節して吸入空気量を低減させる吸入空気制限
手段とを備え、前記ポスト噴射手段は、前記吸入空気制限手段により吸
入空気量が低減されているときには、該吸入空気量の低
減によっても余剰となる酸素量に応じた分だけ主燃焼後
に燃料の追加供給を行うことを特徴とする内燃機関の排
気浄化装置。
【請求項２】前記吸入空気制限手段は、前記ポスト噴
射手段による燃料の追加供給が開始された後の経過時間
が、所定の期間範囲内にあるとき、ＥＧＲガス量を増大
させるとともに吸入空気量を低減させ、前記ポスト噴射
手段は、該吸入空気量の低減によっても余剰となる酸素
量に応じた分だけ主燃焼後に燃料の追加供給を行うこと
を特徴とする、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装
置。