JP2003083033A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
エンジンの排気浄化装置Info
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- JP2003083033A JP2003083033A JP2001272260A JP2001272260A JP2003083033A JP 2003083033 A JP2003083033 A JP 2003083033A JP 2001272260 A JP2001272260 A JP 2001272260A JP 2001272260 A JP2001272260 A JP 2001272260A JP 2003083033 A JP2003083033 A JP 2003083033A
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- exhaust gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気中のＨＣ量が増えることによるパティキ
ュレートフィルタの異常発熱を抑制できる排気浄化装置
を提供する。 【解決手段】 排気浄化装置は、ＥＧＲ装置１５と、制
御部１６と、酸化触媒４３と、パティキュレートフィル
タ４４と、温度センサ５３などを備えている。フィルタ
４４の再生時にポスト燃料噴射が行われる。制御部１６
は、酸化触媒４３の上流側排気中のＨＣが、酸化触媒４
３において過剰発熱を生じない適正量となるようにＥＧ
Ｒバルブ２３の基本開度を制御する。制御部１６は、ポ
スト燃料噴射によって昇温可能な排気温度を上限温度と
して設定する上限温度設定手段として機能する。またこ
の制御部１６は、温度センサ５３の検知結果と上記上限
温度設定手段により設定された上限温度とを比較し、そ
の比較結果に基き上記ＥＧＲ装置を制御する。
ュレートフィルタの異常発熱を抑制できる排気浄化装置
を提供する。 【解決手段】 排気浄化装置は、ＥＧＲ装置１５と、制
御部１６と、酸化触媒４３と、パティキュレートフィル
タ４４と、温度センサ５３などを備えている。フィルタ
４４の再生時にポスト燃料噴射が行われる。制御部１６
は、酸化触媒４３の上流側排気中のＨＣが、酸化触媒４
３において過剰発熱を生じない適正量となるようにＥＧ
Ｒバルブ２３の基本開度を制御する。制御部１６は、ポ
スト燃料噴射によって昇温可能な排気温度を上限温度と
して設定する上限温度設定手段として機能する。またこ
の制御部１６は、温度センサ５３の検知結果と上記上限
温度設定手段により設定された上限温度とを比較し、そ
の比較結果に基き上記ＥＧＲ装置を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジンの排気を浄化するための排気浄化装置に関する。
ジンの排気を浄化するための排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンにおいて、その排気
（排出ガス）を浄化するための装置として、酸化触媒と
パティキュレートフィルタを用いる連続再生式ＤＰＦ
（Dieselparticulate filter）が知られている。この種
の浄化装置は、排気中のＮＯを酸化触媒によって酸化さ
せてＮＯ２に変化させ、ＮＯ２によってパティキュレー
トフィルタ中のスート（主として炭素）を比較的低い温
度域で燃焼させることができる。
（排出ガス）を浄化するための装置として、酸化触媒と
パティキュレートフィルタを用いる連続再生式ＤＰＦ
（Dieselparticulate filter）が知られている。この種
の浄化装置は、排気中のＮＯを酸化触媒によって酸化さ
せてＮＯ２に変化させ、ＮＯ２によってパティキュレー
トフィルタ中のスート（主として炭素）を比較的低い温
度域で燃焼させることができる。
【０００３】上記連続再生式ＤＰＦにおいて、パティキ
ュレートフィルタにスートが過剰に堆積すると、エンジ
ン出力が低下するばかりか、スート燃焼時の異常高温に
よって、パティキュレートフィルタが溶損するおそれが
ある。このため、堆積したスートを、何らかの昇温手段
によって的確なタイミングで強制的に燃焼（すなわち強
制再生）させる必要がある。
ュレートフィルタにスートが過剰に堆積すると、エンジ
ン出力が低下するばかりか、スート燃焼時の異常高温に
よって、パティキュレートフィルタが溶損するおそれが
ある。このため、堆積したスートを、何らかの昇温手段
によって的確なタイミングで強制的に燃焼（すなわち強
制再生）させる必要がある。
【０００４】強制再生の手段として、エンジンの膨張行
程で燃料の噴射（いわゆるポスト燃料噴射）を行うこと
が知られている。ポスト燃料噴射が行われると、排気中
に混入された燃料（主としてＨＣ）が酸化触媒で燃焼
し、排ガス温度が高温になることでパティキュレートフ
ィルタ内のスートがＯ２によって高温で燃焼する。
程で燃料の噴射（いわゆるポスト燃料噴射）を行うこと
が知られている。ポスト燃料噴射が行われると、排気中
に混入された燃料（主としてＨＣ）が酸化触媒で燃焼
し、排ガス温度が高温になることでパティキュレートフ
ィルタ内のスートがＯ２によって高温で燃焼する。
【０００５】また排気浄化手段の一例として、従来よ
り、排出ガスの一部をエンジンの吸気系に還流させるＥ
ＧＲ装置が採用されている。従来のＥＧＲ装置は、エン
ジンの吸気系と排気系との差圧等に応じて開度が変化す
るＥＧＲバルブを備えており、ＥＧＲバルブの開度に応
じて排気の還流量が変化するようになっていた。
り、排出ガスの一部をエンジンの吸気系に還流させるＥ
ＧＲ装置が採用されている。従来のＥＧＲ装置は、エン
ジンの吸気系と排気系との差圧等に応じて開度が変化す
るＥＧＲバルブを備えており、ＥＧＲバルブの開度に応
じて排気の還流量が変化するようになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】連続再生式ＤＰＦを備
えたエンジンにおいて、ＥＧＲ装置は、パティキュレー
トフィルタにスートが所定量堆積したとき（ポスト燃料
噴射を行う強制再生時）に、ＥＧＲ還流量が酸化触媒の
反応に適したＨＣ量となるようにＥＧＲバルブの開度が
調整されるのが通例である。
えたエンジンにおいて、ＥＧＲ装置は、パティキュレー
トフィルタにスートが所定量堆積したとき（ポスト燃料
噴射を行う強制再生時）に、ＥＧＲ還流量が酸化触媒の
反応に適したＨＣ量となるようにＥＧＲバルブの開度が
調整されるのが通例である。
【０００７】しかし上記ＥＧＲ装置においては、ＥＧＲ
バルブの開度が同じでも排気の背圧によってＥＧＲ還流
量が変化することがある。例えば排気の背圧が高くなる
と、排気系から吸気系に還流する排出ガスの量が増え
る。ＥＧＲ還流量が増えると、酸化触媒を通る排気中の
ＨＣ量が増える傾向となるが、ＨＣ量が増え過ぎると酸
化触媒での反応が過剰となり、酸化触媒の温度が異常に
高くなる原因となる。
バルブの開度が同じでも排気の背圧によってＥＧＲ還流
量が変化することがある。例えば排気の背圧が高くなる
と、排気系から吸気系に還流する排出ガスの量が増え
る。ＥＧＲ還流量が増えると、酸化触媒を通る排気中の
ＨＣ量が増える傾向となるが、ＨＣ量が増え過ぎると酸
化触媒での反応が過剰となり、酸化触媒の温度が異常に
高くなる原因となる。
【０００８】このためポスト燃料噴射時に何らかの原因
によってＥＧＲバルブの開度あるいは還流量が最適値よ
りも大きくなると、排気中のＨＣ量が増加し、その結
果、酸化触媒の温度が通常時よりも高くなる。酸化触媒
の下流側には、スートを再燃焼させるパティキュレート
フィルタが設けられているため、酸化触媒が異常発熱す
ると、パティキュレートフィルタがさらに高温となり、
パティキュレートフィルタが溶損するおそれがある。
によってＥＧＲバルブの開度あるいは還流量が最適値よ
りも大きくなると、排気中のＨＣ量が増加し、その結
果、酸化触媒の温度が通常時よりも高くなる。酸化触媒
の下流側には、スートを再燃焼させるパティキュレート
フィルタが設けられているため、酸化触媒が異常発熱す
ると、パティキュレートフィルタがさらに高温となり、
パティキュレートフィルタが溶損するおそれがある。
【０００９】従ってこの発明の目的は、ＥＧＲ装置を備
えたエンジンにおいて、排気中のＨＣ量が増えることに
よるパティキュレートフィルタの異常発熱を抑制できる
排気浄化装置を提供することにある。
えたエンジンにおいて、排気中のＨＣ量が増えることに
よるパティキュレートフィルタの異常発熱を抑制できる
排気浄化装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の排気浄化装置は
請求項１に記載したように構成され、パティキュレート
フィルタと、酸化触媒と、ＥＧＲ装置と、排気温度検知
手段と、再生手段と、上限温度設定手段と、比較手段
と、ＥＧＲ制御手段などを備えている。上記排気温度検
知手段は、パティキュレートフィルタ近傍の排気温度を
検出または推定するものである。
請求項１に記載したように構成され、パティキュレート
フィルタと、酸化触媒と、ＥＧＲ装置と、排気温度検知
手段と、再生手段と、上限温度設定手段と、比較手段
と、ＥＧＲ制御手段などを備えている。上記排気温度検
知手段は、パティキュレートフィルタ近傍の排気温度を
検出または推定するものである。
【００１１】上記再生手段は、所定の再生時期になると
エンジンの膨張行程以降にポスト燃料噴射を行うことに
よって排気温度を上昇させて上記パティキュレートフィ
ルタに堆積されたスートを再燃焼させる。上記上限温度
設定手段は、ポスト燃料噴射によって昇温可能な排気温
度を上限温度として設定する。
エンジンの膨張行程以降にポスト燃料噴射を行うことに
よって排気温度を上昇させて上記パティキュレートフィ
ルタに堆積されたスートを再燃焼させる。上記上限温度
設定手段は、ポスト燃料噴射によって昇温可能な排気温
度を上限温度として設定する。
【００１２】上記比較手段は、上記排気温度検知手段の
検知結果と上記上限温度設定手段により設定された上限
温度を比較する。ＥＧＲ制御手段は、この比較手段の比
較結果に基き上記ＥＧＲ装置を制御する。
検知結果と上記上限温度設定手段により設定された上限
温度を比較する。ＥＧＲ制御手段は、この比較手段の比
較結果に基き上記ＥＧＲ装置を制御する。
【００１３】上記ＥＧＲ制御手段は、例えば上記比較手
段の比較結果が上限温度よりも排気温度が高いときに上
記ＥＧＲ装置をＥＧＲ量が減少する方向に制御すること
により、過剰のＨＣ供給による再生時の酸化触媒の異常
発熱を防止してもよい。またこのＥＧＲ制御手段は、上
記比較手段による上限温度と排気温度の差に基き上記Ｅ
ＧＲ装置を制御することにより、ＥＧＲ量が過度に低下
することによる燃費の悪化を防止してもよい。
段の比較結果が上限温度よりも排気温度が高いときに上
記ＥＧＲ装置をＥＧＲ量が減少する方向に制御すること
により、過剰のＨＣ供給による再生時の酸化触媒の異常
発熱を防止してもよい。またこのＥＧＲ制御手段は、上
記比較手段による上限温度と排気温度の差に基き上記Ｅ
ＧＲ装置を制御することにより、ＥＧＲ量が過度に低下
することによる燃費の悪化を防止してもよい。
【００１４】上記ＥＧＲ制御手段は、例えば、ポスト燃
料噴射時に上記酸化触媒上流側の排気中のＨＣが該酸化
触媒で過剰発熱を生じない量となるようにＥＧＲバルブ
の基本開度を制御する。そしてこのＥＧＲ制御手段は、
上記温度検知手段による検出温度が、ポスト燃料噴射時
のパティキュレートフィルタ上流側の排気目標温度に定
数を加えた値を超えたとき、上記検出温度と上記排気目
標温度との差に応じて上記ＥＧＲバルブの開度補正い、
上記検出温度と上記排気目標温度との差が所定の値以下
になったとき上記開度補正を終了するように構成されて
いてもよい。
料噴射時に上記酸化触媒上流側の排気中のＨＣが該酸化
触媒で過剰発熱を生じない量となるようにＥＧＲバルブ
の基本開度を制御する。そしてこのＥＧＲ制御手段は、
上記温度検知手段による検出温度が、ポスト燃料噴射時
のパティキュレートフィルタ上流側の排気目標温度に定
数を加えた値を超えたとき、上記検出温度と上記排気目
標温度との差に応じて上記ＥＧＲバルブの開度補正い、
上記検出温度と上記排気目標温度との差が所定の値以下
になったとき上記開度補正を終了するように構成されて
いてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て、図１〜図４を参照して説明する。図１に、排気浄化
装置１０を備えたディーゼルエンジン１１を模式的に示
す。このエンジン１１は、エンジン本体１２と、吸気系
１３および排気系１４と、ＥＧＲ装置１５と、マイクロ
コンピュータ等を用いた制御部（コントロールユニッ
ト）１６などを備えている。
て、図１〜図４を参照して説明する。図１に、排気浄化
装置１０を備えたディーゼルエンジン１１を模式的に示
す。このエンジン１１は、エンジン本体１２と、吸気系
１３および排気系１４と、ＥＧＲ装置１５と、マイクロ
コンピュータ等を用いた制御部（コントロールユニッ
ト）１６などを備えている。
【００１６】エンジン本体１２は、ピストン２０と、燃
焼室２１と、燃料噴射弁２２などを含んでいる。ＥＧＲ
装置１５は、ＥＧＲバルブ２３と、ＥＧＲクーラ２４
と、アクチュエータ２５などを含んでいる。ＥＧＲバル
ブ２３は、制御部１６によって制御されるＤＣサーボモ
ータを用いたアクチュエータ２５によって、開度を正確
かつ応答性良く変化させることができる。
焼室２１と、燃料噴射弁２２などを含んでいる。ＥＧＲ
装置１５は、ＥＧＲバルブ２３と、ＥＧＲクーラ２４
と、アクチュエータ２５などを含んでいる。ＥＧＲバル
ブ２３は、制御部１６によって制御されるＤＣサーボモ
ータを用いたアクチュエータ２５によって、開度を正確
かつ応答性良く変化させることができる。
【００１７】吸気系１３は、吸気管３０と、コンプレッ
サ３１と、インタークーラ３２と、スロットル３３など
を含んでいる。スロットル３３は、アクチュエータ３４
によって開度を変化させることができる。排気系１４
は、排気管４０と、タービン４１と、シャッタ４２と、
酸化触媒４３と、パティキュレートフィルタ４４と、外
囲器４５などを含んでいる。
サ３１と、インタークーラ３２と、スロットル３３など
を含んでいる。スロットル３３は、アクチュエータ３４
によって開度を変化させることができる。排気系１４
は、排気管４０と、タービン４１と、シャッタ４２と、
酸化触媒４３と、パティキュレートフィルタ４４と、外
囲器４５などを含んでいる。
【００１８】外囲器４５に、酸化触媒４３とパティキュ
レートフィルタ４４が収納されている。排気管４０と外
囲器４５は、排気通路として機能する。コンプレッサ３
１とタービン４１は、互いに一体に回転する。シャッタ
４２はアクチュエータ４６によって開度を変化させるこ
とができる。
レートフィルタ４４が収納されている。排気管４０と外
囲器４５は、排気通路として機能する。コンプレッサ３
１とタービン４１は、互いに一体に回転する。シャッタ
４２はアクチュエータ４６によって開度を変化させるこ
とができる。
【００１９】パティキュレートフィルタ４４の前後差圧
を検出するために、パティキュレートフィルタ４４の上
流側に第１の圧力センサ５１が設けられ、パティキュレ
ートフィルタ４４の下流側に第２の圧力センサ５２が設
けられている。これらのセンサ５１，５２は、差圧検出
手段の一例である。
を検出するために、パティキュレートフィルタ４４の上
流側に第１の圧力センサ５１が設けられ、パティキュレ
ートフィルタ４４の下流側に第２の圧力センサ５２が設
けられている。これらのセンサ５１，５２は、差圧検出
手段の一例である。
【００２０】酸化触媒４３とパティキュレートフィルタ
４４との間に、この発明で言う排気温度検知手段の一例
としての温度センサ５３が設けられている。この温度セ
ンサ５３は、フィルタ入口温度すなわちパティキュレー
トフィルタ４４の直上流の排気温度を検出する機能を有
している。なお、この発明で言う温度検知手段は、温度
センサ５３等による測定値に基いて、酸化触媒４３の入
口温度あるいはパティキュレートフィルタ４４の入口温
度を推定してもよい。
４４との間に、この発明で言う排気温度検知手段の一例
としての温度センサ５３が設けられている。この温度セ
ンサ５３は、フィルタ入口温度すなわちパティキュレー
トフィルタ４４の直上流の排気温度を検出する機能を有
している。なお、この発明で言う温度検知手段は、温度
センサ５３等による測定値に基いて、酸化触媒４３の入
口温度あるいはパティキュレートフィルタ４４の入口温
度を推定してもよい。
【００２１】制御部１６は、マイクロプロセッサ等の演
算機能を有する電子部品等によって構成され、下記マッ
プＭ１，Ｍ２を記憶するメモリを含んでいる。この制御
部１６には、運転状態検出手段の一例であるエンジン回
転数センサ５４と、噴射量検出器５５が接続されてい
る。運転状態検出手段として、エンジン回転数センサ５
４以外に、吸入空気量あるいは排出ガス空燃比のうち少
なくとも１つを検出するようにしてもよい。
算機能を有する電子部品等によって構成され、下記マッ
プＭ１，Ｍ２を記憶するメモリを含んでいる。この制御
部１６には、運転状態検出手段の一例であるエンジン回
転数センサ５４と、噴射量検出器５５が接続されてい
る。運転状態検出手段として、エンジン回転数センサ５
４以外に、吸入空気量あるいは排出ガス空燃比のうち少
なくとも１つを検出するようにしてもよい。
【００２２】制御部１６は、圧力センサ５１，５２によ
って検出される差圧と、温度センサ５３の検出温度と、
エンジン回転数センサ５４によって検出されるエンジン
回転数に基き、予め作成された第１のマップにより、パ
ティキュレートフィルタ４４のスートの第１の推定堆積
量を求めるようになっている。
って検出される差圧と、温度センサ５３の検出温度と、
エンジン回転数センサ５４によって検出されるエンジン
回転数に基き、予め作成された第１のマップにより、パ
ティキュレートフィルタ４４のスートの第１の推定堆積
量を求めるようになっている。
【００２３】さらに制御部１６は、エンジン回転数セン
サ５４によって検出されるエンジン回転数と、噴射量検
出器５５から入力した燃料噴射量に基き、予め作成され
た第２のマップにより、パティキュレートフィルタ４４
のスートの第２の推定堆積量（前回の強制再生終了後か
らの累積値）を求めるようになっている。
サ５４によって検出されるエンジン回転数と、噴射量検
出器５５から入力した燃料噴射量に基き、予め作成され
た第２のマップにより、パティキュレートフィルタ４４
のスートの第２の推定堆積量（前回の強制再生終了後か
らの累積値）を求めるようになっている。
【００２４】制御部１６は、ＥＧＲバルブ２３のアクチ
ュエータ２５の作動を制御する機能を有しかつ、燃料噴
射弁２２の噴射量および噴射時期を制御する機能も有し
ている。すなわち制御部１６は、この発明で言うＥＧＲ
制御手段として機能するとともに、この発明で言う上限
温度設定手段および比較手段としても機能し、かつ、ポ
スト噴射制御手段およびメイン噴射制御手段としても機
能する。
ュエータ２５の作動を制御する機能を有しかつ、燃料噴
射弁２２の噴射量および噴射時期を制御する機能も有し
ている。すなわち制御部１６は、この発明で言うＥＧＲ
制御手段として機能するとともに、この発明で言う上限
温度設定手段および比較手段としても機能し、かつ、ポ
スト噴射制御手段およびメイン噴射制御手段としても機
能する。
【００２５】ここで言うメイン噴射とは、エンジン１１
の運転状態に応じて、エンジン本体１２の圧縮行程で燃
料を噴射する通常の燃料噴射操作である。ポスト燃料噴
射はエンジン本体１２の膨張行程以降（膨張行程あるい
は排気行程）において、燃料噴射弁２２から燃焼室２１
内に燃料を噴射する操作であり、この発明で言う再生手
段として機能する。
の運転状態に応じて、エンジン本体１２の圧縮行程で燃
料を噴射する通常の燃料噴射操作である。ポスト燃料噴
射はエンジン本体１２の膨張行程以降（膨張行程あるい
は排気行程）において、燃料噴射弁２２から燃焼室２１
内に燃料を噴射する操作であり、この発明で言う再生手
段として機能する。
【００２６】次に上記排気浄化装置１０の作用について
説明する。エンジン１１が運転されると、排気中に含ま
れるスートがパティキュレートフィルタ４４に捕捉され
る。また、排気中のＮＯが酸化触媒４３によって酸化さ
れてＮＯ２に変化する。連続再生中はこのＮＯ２によっ
て、フィルタ４４中のスートが比較的低い温度域（例え
ば２７０℃〜３５０℃前後）で燃焼することによって、
パティキュレートフィルタ４４の連続再生が行われる。
酸化触媒４３の酸素の変換効率は、ある温度域（例えば
２００℃以上の活性温度域）で最大となるから、排気温
度がこの温度域にあればＮＯ２によってスートが燃焼
し、連続再生を行うことができる。
説明する。エンジン１１が運転されると、排気中に含ま
れるスートがパティキュレートフィルタ４４に捕捉され
る。また、排気中のＮＯが酸化触媒４３によって酸化さ
れてＮＯ２に変化する。連続再生中はこのＮＯ２によっ
て、フィルタ４４中のスートが比較的低い温度域（例え
ば２７０℃〜３５０℃前後）で燃焼することによって、
パティキュレートフィルタ４４の連続再生が行われる。
酸化触媒４３の酸素の変換効率は、ある温度域（例えば
２００℃以上の活性温度域）で最大となるから、排気温
度がこの温度域にあればＮＯ２によってスートが燃焼
し、連続再生を行うことができる。
【００２７】排気温度が上記活性温度のピーク値よりも
若干低い場合には、酸化触媒４３の変換効率を高めるた
めに、酸化触媒４３の温度を上記ピーク値付近まで高め
る制御（連続再生サポート処理）が行われる。連続再生
サポート処理は、例えばシャッタ４２をある程度絞り、
排気温度を高めることにより行われる。
若干低い場合には、酸化触媒４３の変換効率を高めるた
めに、酸化触媒４３の温度を上記ピーク値付近まで高め
る制御（連続再生サポート処理）が行われる。連続再生
サポート処理は、例えばシャッタ４２をある程度絞り、
排気温度を高めることにより行われる。
【００２８】パティキュレートフィルタ４４にスートが
堆積し、所定の再生時期に至ったとき、すなわち堆積量
が許容値を超えて強制再生開始条件が成立したとき、強
制再生を開始する。この実施形態の場合、前述した第１
の推定堆積量と第２の推定堆積量の少なくとも一方が設
定値（例えば堆積量が２５グラム）を超えたときに、強
制再生条件が成立したと判断し、強制再生を開始する。
堆積し、所定の再生時期に至ったとき、すなわち堆積量
が許容値を超えて強制再生開始条件が成立したとき、強
制再生を開始する。この実施形態の場合、前述した第１
の推定堆積量と第２の推定堆積量の少なくとも一方が設
定値（例えば堆積量が２５グラム）を超えたときに、強
制再生条件が成立したと判断し、強制再生を開始する。
【００２９】図２中のステップＳ１において、強制再生
（ポスト燃料噴射）が実施される。ポスト燃料噴射が行
われると、エンジンの膨張行程あるいは排気行程におい
て燃焼室２１内に噴射された燃料が酸化触媒４３に到達
し、燃料（ＨＣ）が酸化させられることによって、連続
運転時よりも高い温度域（例えば５００℃〜５５０℃以
上）にてパティキュレートフィルタ４４にてスートがＯ
２により直接酸化（燃焼）させられる。なお酸化触媒４
３によって消費されなかった燃料（ＨＣ）がパティキュ
レートフィルタ４４上のスートに付着し、さらに燃焼が
活性化される。
（ポスト燃料噴射）が実施される。ポスト燃料噴射が行
われると、エンジンの膨張行程あるいは排気行程におい
て燃焼室２１内に噴射された燃料が酸化触媒４３に到達
し、燃料（ＨＣ）が酸化させられることによって、連続
運転時よりも高い温度域（例えば５００℃〜５５０℃以
上）にてパティキュレートフィルタ４４にてスートがＯ
２により直接酸化（燃焼）させられる。なお酸化触媒４
３によって消費されなかった燃料（ＨＣ）がパティキュ
レートフィルタ４４上のスートに付着し、さらに燃焼が
活性化される。
【００３０】この強制再生が実施されているとき、図２
のフローチャートに従って、ＥＧＲ制御手段（制御部１
６とアクチュエータ２５）によってＥＧＲバルブ２３の
開度制御がなされる。まずステップＳ２において、図３
に示す基本ＥＧＲ開度マップＭ１に基いてＥＧＲバルブ
２３の基本開度が制御される。
のフローチャートに従って、ＥＧＲ制御手段（制御部１
６とアクチュエータ２５）によってＥＧＲバルブ２３の
開度制御がなされる。まずステップＳ２において、図３
に示す基本ＥＧＲ開度マップＭ１に基いてＥＧＲバルブ
２３の基本開度が制御される。
【００３１】ここで言う基本開度は、スートがほぼ２５
グラム堆積したときのパティキュレートフィルタ４４の
上流排気圧力のもとで、ＨＣ排出量を所望の一定値に保
持することのできるＥＧＲ開度である。ＥＧＲバルブ２
３がこの基本開度に制御されていれば、酸化触媒４３の
上流側排気中のＨＣ量は、酸化触媒４３が過剰発熱を生
じない量となり、酸化触媒４３の温度をＯ２燃焼に適し
た５５０℃前後に保つことができる。
グラム堆積したときのパティキュレートフィルタ４４の
上流排気圧力のもとで、ＨＣ排出量を所望の一定値に保
持することのできるＥＧＲ開度である。ＥＧＲバルブ２
３がこの基本開度に制御されていれば、酸化触媒４３の
上流側排気中のＨＣ量は、酸化触媒４３が過剰発熱を生
じない量となり、酸化触媒４３の温度をＯ２燃焼に適し
た５５０℃前後に保つことができる。
【００３２】基本開度制御に用いるマップＭ１は、強制
再生時のパティキュレートフィルタ４４の上流排気圧力
のもとでＨＣ排出量を一定に保持するＥＧＲ開度を表し
ている。例えばエンジンが高回転でかつ燃料噴射量が多
くなくなるほど、ＥＧＲバルブ２３の開度が小さくなる
ように制御される。この基本開度制御により、ポスト燃
料噴射時に酸化触媒４３に到達するＴＨＣ(thermal hyd
ro carbon)が所望の値付近に保たれる。
再生時のパティキュレートフィルタ４４の上流排気圧力
のもとでＨＣ排出量を一定に保持するＥＧＲ開度を表し
ている。例えばエンジンが高回転でかつ燃料噴射量が多
くなくなるほど、ＥＧＲバルブ２３の開度が小さくなる
ように制御される。この基本開度制御により、ポスト燃
料噴射時に酸化触媒４３に到達するＴＨＣ(thermal hyd
ro carbon)が所望の値付近に保たれる。
【００３３】そののちステップＳ３（この発明で言う比
較手段）に移行することによって、“ＤＰＦ上流排気温
度”が“設定値１＋５０℃”を超えているか否かが判断
される。ここで“ＤＰＦ上流排気温度”は、温度センサ
５３によって検出されるパティキュレートフィルタ４４
の上流側排気の検出温度である。“設定値１”は、スー
トの２５グラム堆積時（すなわちポスト燃料噴射時）に
おけるパティキュレートフィルタ４４の上流排気基本目
標温度（例えば５５０℃）である。
較手段）に移行することによって、“ＤＰＦ上流排気温
度”が“設定値１＋５０℃”を超えているか否かが判断
される。ここで“ＤＰＦ上流排気温度”は、温度センサ
５３によって検出されるパティキュレートフィルタ４４
の上流側排気の検出温度である。“設定値１”は、スー
トの２５グラム堆積時（すなわちポスト燃料噴射時）に
おけるパティキュレートフィルタ４４の上流排気基本目
標温度（例えば５５０℃）である。
【００３４】上限温度設定手段として機能する制御部１
６には、ステップＳ３（比較手段）において使用する
“設定値１＋５０℃”すなわちポスト燃料噴射によって
昇温可能な排気温度が予め設定されている。なお、エン
ジンに応じて“５０℃”以外の定数が使用されてもよ
い。
６には、ステップＳ３（比較手段）において使用する
“設定値１＋５０℃”すなわちポスト燃料噴射によって
昇温可能な排気温度が予め設定されている。なお、エン
ジンに応じて“５０℃”以外の定数が使用されてもよ
い。
【００３５】上記ステップＳ３において“ＤＰＦ上流排
気温度”が“設定値１＋５０℃”を超えたとき、ステッ
プＳ４に移行する。
気温度”が“設定値１＋５０℃”を超えたとき、ステッ
プＳ４に移行する。
【００３６】ステップＳ４では、“ＤＰＦ上流排気温
度”すなわち温度センサ５３の検出温度と上記“設定値
１”との偏差“Ａ factor”が算出される。
度”すなわち温度センサ５３の検出温度と上記“設定値
１”との偏差“Ａ factor”が算出される。
【００３７】そしてステップＳ５において、上記ステッ
プＳ４で求めた偏差“Ａ factor”と、図４に示すＥＧ
Ｒ開度補正マップＭ２とに基いて、ＥＧＲバルブ２３の
開度補正量（−ΔＶ）を求め、ＥＧＲバルブ２３の開度
補正を行う。このマップＭ２は、偏差“Ａ factor”に
応じてＥＧＲ開度補正量（−ΔＶ）を求めるもので、例
えば、偏差“Ａ factor”の値が大きいほど、ＥＧＲバ
ルブ２３の開度補正量（−ΔＶ）を大きくしている。
プＳ４で求めた偏差“Ａ factor”と、図４に示すＥＧ
Ｒ開度補正マップＭ２とに基いて、ＥＧＲバルブ２３の
開度補正量（−ΔＶ）を求め、ＥＧＲバルブ２３の開度
補正を行う。このマップＭ２は、偏差“Ａ factor”に
応じてＥＧＲ開度補正量（−ΔＶ）を求めるもので、例
えば、偏差“Ａ factor”の値が大きいほど、ＥＧＲバ
ルブ２３の開度補正量（−ΔＶ）を大きくしている。
【００３８】ここで求めたＥＧＲ開度補正量（−ΔＶ）
に応じて、ＥＧＲバルブ２３の開度が上記基本ＥＧＲ開
度を基準として補正される。このＥＧＲ開度補正を行う
ことによって吸気系１３に還流されるＥＧＲガス量が減
ると、排気中のＨＣ量が減少するため、酸化触媒４３に
供給される排気中のＨＣ量も減少し、その結果、パティ
キュレートフィルタ４４の上流排気温度が下がることに
なる。
に応じて、ＥＧＲバルブ２３の開度が上記基本ＥＧＲ開
度を基準として補正される。このＥＧＲ開度補正を行う
ことによって吸気系１３に還流されるＥＧＲガス量が減
ると、排気中のＨＣ量が減少するため、酸化触媒４３に
供給される排気中のＨＣ量も減少し、その結果、パティ
キュレートフィルタ４４の上流排気温度が下がることに
なる。
【００３９】ステップＳ５を行ったのち、ステップＳ６
において“ＤＰＦ上流排気温度”と“設定値１”との差
が、設定値２以下になったか否かが判断される。設定値
２の一例は５０℃であるが、この値以外であってもかま
わない。ここで“ＤＰＦ上流排気温度”と“設定値１”
との差が設定値２以下になれば、上記のＥＧＲ開度補正
を終了する。ステップＳ６において“ＤＰＦ上流排気温
度”と“設定値１”との差が設定値２よりも大きければ
（“ＮＯ”の場合）、ステップＳ４からステップＳ５の
ＥＧＲ開度補正を続行する 上記実施形態の排気浄化装置１０によれば、強制再生中
に何らかの原因によってＥＧＲバルブ２３の開度が基本
開度よりも大きくなってＥＧＲ還流量が増加したり、あ
るいは基本開度でも背圧の変化によってＥＧＲ還流量が
増加するなどの原因により、酸化触媒４３の温度が所定
の値（例えば５５０℃）を超えても、排気中のＨＣ量を
減らす方向にＥＧＲバルブ２３が制御される。
において“ＤＰＦ上流排気温度”と“設定値１”との差
が、設定値２以下になったか否かが判断される。設定値
２の一例は５０℃であるが、この値以外であってもかま
わない。ここで“ＤＰＦ上流排気温度”と“設定値１”
との差が設定値２以下になれば、上記のＥＧＲ開度補正
を終了する。ステップＳ６において“ＤＰＦ上流排気温
度”と“設定値１”との差が設定値２よりも大きければ
（“ＮＯ”の場合）、ステップＳ４からステップＳ５の
ＥＧＲ開度補正を続行する 上記実施形態の排気浄化装置１０によれば、強制再生中
に何らかの原因によってＥＧＲバルブ２３の開度が基本
開度よりも大きくなってＥＧＲ還流量が増加したり、あ
るいは基本開度でも背圧の変化によってＥＧＲ還流量が
増加するなどの原因により、酸化触媒４３の温度が所定
の値（例えば５５０℃）を超えても、排気中のＨＣ量を
減らす方向にＥＧＲバルブ２３が制御される。
【００４０】このため酸化触媒４３の異常発熱が抑制さ
れ、ポスト燃料噴射時のＯ２燃焼によって高温となって
いるパティキュレートフィルタ４４がさらに高温となる
不具合を回避することができ、パティキュレートフィル
タ４４の溶損を防止できる。
れ、ポスト燃料噴射時のＯ２燃焼によって高温となって
いるパティキュレートフィルタ４４がさらに高温となる
不具合を回避することができ、パティキュレートフィル
タ４４の溶損を防止できる。
【００４１】なお、図２のフローチャートの場合、上記
マップＭ２に基いて補正されるＥＧＲバルブ２３の開度
は、単に“ＤＰＦ上流排気温度”と“設定値１”との偏
差に応じて設定されているが、さらに好ましくは、ＥＧ
Ｒ開度補正を排気温度が目標値（設定値）に収束するよ
うに、なまし処理等の遅延処理を行えば、さらに迅速に
設定値に収束することができる。
マップＭ２に基いて補正されるＥＧＲバルブ２３の開度
は、単に“ＤＰＦ上流排気温度”と“設定値１”との偏
差に応じて設定されているが、さらに好ましくは、ＥＧ
Ｒ開度補正を排気温度が目標値（設定値）に収束するよ
うに、なまし処理等の遅延処理を行えば、さらに迅速に
設定値に収束することができる。
【００４２】また本発明を実施するに当たり、パティキ
ュレートフィルタや酸化触媒の具体的な形態をはじめと
して、排気温度検知手段、ＥＧＲ装置、ポスト燃料噴射
を行う再生手段、比較手段あるいはＥＧＲ制御手段など
の制御部等、この発明の構成要素を発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでも
ない。
ュレートフィルタや酸化触媒の具体的な形態をはじめと
して、排気温度検知手段、ＥＧＲ装置、ポスト燃料噴射
を行う再生手段、比較手段あるいはＥＧＲ制御手段など
の制御部等、この発明の構成要素を発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでも
ない。
【００４３】
【発明の効果】請求項１に記載した排気浄化装置によれ
ば、ＥＧＲ装置を備えたエンジンにおいて、排気中のＨ
Ｃ量が増えることによる酸化触媒の異常発熱を抑制する
ことができ、ひいてはパティキュレートフィルタの溶損
を防止することができる。
ば、ＥＧＲ装置を備えたエンジンにおいて、排気中のＨ
Ｃ量が増えることによる酸化触媒の異常発熱を抑制する
ことができ、ひいてはパティキュレートフィルタの溶損
を防止することができる。
【００４４】請求項２に記載した発明によれば、過剰の
ＨＣ供給による再生時の酸化触媒の異常発熱を防止する
ことができる。請求項３に記載した発明によれば、ＥＧ
Ｒ量が過度に低下することによる燃費の悪化を防止する
ことができる。
ＨＣ供給による再生時の酸化触媒の異常発熱を防止する
ことができる。請求項３に記載した発明によれば、ＥＧ
Ｒ量が過度に低下することによる燃費の悪化を防止する
ことができる。
【図１】 排気浄化装置を備えたエンジンの概略図。
【図２】 本発明の一実施形態の排気浄化装置の処理内
容を示すフローチャート。
容を示すフローチャート。
【図３】 エンジン回転数と燃料噴射量に基いて、スー
ト堆積時の基本ＥＧＲ開度を求めるマップを示す図。
ト堆積時の基本ＥＧＲ開度を求めるマップを示す図。
【図４】 ＥＧＲの開度補正量を求めるマップを示す
図。
図。
１６…制御部
２２…燃料噴射弁
２３…ＥＧＲバルブ
４３…酸化触媒
４４…パティキュレートフィルタ
５３…温度センサ（温度検知手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 谷口 裕樹
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 波多野 清
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） 3G062 AA01 BA05 DA02 EA11 EB04
ED08 FA12 GA06 GA09 GA15
3G090 AA01 BA01 DA04 DA09 DA12
DA18 EA02 EA03 EA04 EA06
3G092 AA02 AA17 BB06 BB13 DC09
DC12 DG08 EA02 EC01 EC10
FA18 HB02X HD01Z HD07X
HD08Z HD09X HE01Z
Claims (3)
- 【請求項１】排気中のスートを堆積するパティキュレー
トフィルタと、 該パティキュレートフィルタの上流側排気通路に設けら
れた酸化機能を有する酸化触媒と、 該パティキュレートフィルタ上流側の排出ガスの一部を
エンジンの吸気系に還流するＥＧＲ装置と、 上記パティキュレートフィルタ近傍の排気温度を検出ま
たは推定する排気温度検知手段と、 所定の再生時期になるとエンジンの膨張行程以降にポス
ト燃料噴射を行うことによって排気温度を上昇させて上
記パティキュレートフィルタに堆積されたスートを再燃
焼させる再生手段と、 上記ポスト燃料噴射によって昇温可能な排気温度を上限
温度として設定する上限温度設定手段と、 上記排気温度検知手段の検知結果と上記上限温度設定手
段により設定された上限温度を比較する比較手段と、 上記比較手段の比較結果に基き上記ＥＧＲ装置を制御す
るＥＧＲ制御手段と、 を具備したことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項２】上記ＥＧＲ制御手段は、上記比較手段の比
較結果が上限温度よりも排気温度が高いときに上記ＥＧ
Ｒ装置をＥＧＲ量が減少する方向に制御することを特徴
とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項３】上記ＥＧＲ制御手段は、上記比較手段によ
る上限温度と排気温度の差に基き上記ＥＧＲ装置を制御
することを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄
化装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001272260A JP2003083033A (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | エンジンの排気浄化装置 |
| KR10-2002-0053399A KR100504422B1 (ko) | 2001-09-07 | 2002-09-05 | 엔진의 배기 정화 장치 |
| EP02019818A EP1291513B1 (en) | 2001-09-07 | 2002-09-05 | Exhaust emission control device of engine |
| DE60238235T DE60238235D1 (de) | 2001-09-07 | 2002-09-05 | Vorrichtung zur Abgasemissionssteuerung eines Motors |
| CNB021320047A CN1297733C (zh) | 2001-09-07 | 2002-09-06 | 发动机排气净化装置 |
| US10/235,497 US6758037B2 (en) | 2001-09-07 | 2002-09-06 | Exhaust emission control device of engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001272260A JP2003083033A (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | エンジンの排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003083033A true JP2003083033A (ja) | 2003-03-19 |
Family
ID=19097661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001272260A Withdrawn JP2003083033A (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | エンジンの排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003083033A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1770254A1 (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-04 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust purification system |
| JP2007285211A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気ガス還流制御装置 |
| JP2007297990A (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気ガス還流制御装置 |
| CN109667680A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-23 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种排温热管理方法及装置、系统 |
-
2001
- 2001-09-07 JP JP2001272260A patent/JP2003083033A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1770254A1 (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-04 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust purification system |
| CN100451303C (zh) * | 2005-09-28 | 2009-01-14 | 三菱自动车工业株式会社 | 排气净化系统 |
| US7628010B2 (en) | 2005-09-28 | 2009-12-08 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust purification system |
| JP2007285211A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気ガス還流制御装置 |
| JP2007297990A (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気ガス還流制御装置 |
| CN109667680A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-23 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种排温热管理方法及装置、系统 |
| CN109667680B (zh) * | 2018-12-28 | 2022-06-28 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种排温热管理方法及装置、系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |