JP2004190668A - 排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 再生処理中に減速状態となった場合でもフィルタのベッド温度の上昇を抑制しつつ再生処理を継続させる。
【解決手段】 排気通路（２）にパティキュレートを捕集するフィルタ（４１）を備え、フィルタ（４１）の再生時期になると排気温度を第１目標排気温度まで上昇させてフィルタ（４１）の再生処理を行うエンジンの排気浄化装置において、再生処理中に減速時になったか否かを判定する減速時判定手段（３１）と、この判定結果より再生処理中に減速時になったとき、前記第１目標排気温度よりも低い第２目標排気温度が得られるように排気温度を制御する排気温度制御手段（３１）と、同じく再生処理中に減速時になったとき、排気流量を増量側に制御する排気流量制御手段（３１）とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明はディーゼルエンジンの排気パティキュレートを処理する排気浄化装置に関する。

ディーゼルエンジンから排出される排気パティキュレートを処理するために、排気系にパティキュレートを捕集するフィルタを配置し、フィルタに所定量のパティキュレートが堆積したとき、フィルタ温度を上昇させてフィルタに堆積しているパテキュレートを燃焼処理する、いわゆるフィルタの再生処理を行うものが各種提案されている（特許文献１参照）。
特開平５−４４４３７号公報

ところで、フィルタの再生処理中に、急減速が行われると、排気流量が急減少する。この場合に、フィルタに流入する排気はパティキュレートの燃焼に必要な酸素を供給するほか、燃焼した熱を奪ってフィルタ下流に排出するという冷却機能をも有しているため、このように再生処理の途中で排気流量が急減少すると、フィルタの熱が逃げずらくなりかつフィルタに捕集されているパティキュレートは燃焼し続けるため、フィルタのベッド温度が急上昇して限界ベッド温度を超えかねない。

これに対処するためフィルタ再生処理の途中で急減速が行われたときには再生処理を中止することが考えられる。しかしながら、運転中に減速する機会は多いのであるから、急減速のたびに再生処理を中止するのでは、再生処理の機会を狭めてしまう。

また、減速時におけるベッド温度の急上昇はフィルタに捕集されているパティキュレートの量に依存するのであるから、パティキュレートの捕集量が少ない段階で再生処理に入れば、つまり再生処理のインターバルを短くして再生処理の頻度を高めれば、再生処理の途中で減速状態となってもベッド温度の急上昇を抑制することができる、とも考えられる。しかしながら、再生処理のためにはベッド温度が目標ベッド温度（３５０℃〜６５０℃の範囲）となるように排気温度を上昇させる必要があり、そのため例えばポスト噴射を行うとすれば、このように再生処理の頻度を高めたとき、ポスト噴射を行う機会も増え、燃費の悪化を招く。従って、この方法も得策でない。

そこで本発明は、再生処理中に所定の減速時になったか否かを判定し、再生処理中に減速時になったと判定されたときには、排気の冷却機能を取り戻すために排気流量を増量側に制御しつつ、通常の場合（所定の減速時を除くという意味）の第１目標排気温度よりも低い第２目標排気温度が得られるように排気温度を制御することにより、再生処理中に減速状態となった場合でもフィルタのベッド温度の上昇を抑制しつつ再生処理を継続させることを目的とする。

一方、上記の従来装置では、フィルタの再生時に車両が減速状態になると、外気からの吸気量を制限し排気還流量を増加させて、高温の排気を多量に吸気に混入させ、これにより吸気温度を上昇させ、排気の昇温状態を維持するようにしている。しかしながら、従来装置は、排気の昇温を目的とするものに過ぎず、再生処理中の減速によってフィルタのベッド温度が上昇してしまう点を技術的課題とし、そのベッド温度の上昇を回避しようとする本願発明とは技術的思想が異なる。また、本願発明では減速時の排気温度の目標値は通常の場合より低めているのであり、排気温度の制御方向が、排気温度を上昇させようとする従来装置とは異なっている。

本発明は、排気通路にパティキュレートを捕集するフィルタを備え、フィルタの再生時期になると排気温度を第１目標排気温度まで上昇させてフィルタの再生処理を行うエンジンの排気浄化装置において、再生処理中に所定の減速時になったか否かを判定し、この判定結果より再生処理中に減速時になったとき、前記第１目標排気温度よりも低い第２目標排気温度が得られるように排気温度を制御すると共に、同じく再生処理中に減速時になったとき、排気流量を増量側に制御するように構成する。

本発明によれば、再生処理中に所定の減速が行われ、フィルタのベッド温度が上昇しようとするときに、排気流量を増量側に制御するので排気による冷却機能が取り戻され、かつ排気温度が減速状態でない場合よりも低い温度の第２目標温度へと制御されるので、フィルタのベッド温度の上昇を抑制しつつ再生処理を継続して行わせることができる。

また、再生処理中に減速が行われたときにも再生処理が継続されるので、再生処理の機会を増大させることができる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態を示す概略構成図である。

図１において、１はディーゼルエンジンで、排気通路２と吸気通路３のコレクタ部３ａとを結ぶＥＧＲ通路４に、圧力制御弁（図示しない）からの制御圧力に応動するダイヤフラム式のＥＧＲ弁６（ＥＧＲ装置）を備えている。圧力制御弁は、エンジンコントローラ３１からのデューティ制御信号により駆動されるもので、これによって運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るようにしている。

エンジンにはコモンレール式の燃料噴射装置１０を備える。この燃料噴射装置１０は、主に燃料タンク（図示しない）、サプライポンプ１４、コモンレール（蓄圧室）１６、気筒毎に設けられるノズル１７からなり、サプライポンプ１４により加圧された燃料は蓄圧室１６にいったん蓄えられ、この蓄圧室１６の高圧燃料が気筒数分のノズル１７へと分配される。

ノズル１７（燃料噴射弁）は、針弁、ノズル室、ノズル室への燃料供給通路、リテーナ、油圧ピストン、リターンスプリングなどからなり、油圧ピストンへの燃料供給通路に三方弁（図示しない）が介装されている。三方弁（電磁弁）のＯＦＦ時には、針弁が着座状態にあるが、三方弁がＯＮ状態になると針弁が上昇してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。つまり三方弁のＯＦＦからＯＮへの切換時期により燃料の噴射開始時期が、またＯＮ時間により燃料噴射量が調整され、蓄圧室１６の圧力が同じであればＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。

ＥＧＲ通路４の開口部下流の排気通路２に、排気の熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービン２２と吸気を圧縮するコンプレッサ２３とを同軸で連結した可変容量ターボ過給機２１を備える。タービン２２のスクロール入口に、アクチュエータ２５により駆動される可変ノズル２４（可変容量機構）が設けられ、エンジンコントローラ３１により、可変ノズル２４は低回転速度域から所定の過給圧が得られるように、低回転速度側ではタービン２２に導入される排気の流速を高めるノズル開度（傾動状態）に、高回転速度側では排気を抵抗なくタービン２２に導入させノズル開度（全開状態）に制御する。

上記のアクチュエータ２５は、制御圧力に応動して可変ノズル２６を駆動するダイヤフラムアクチュエータ２６と、このダイヤフラムアクチュエータ２６への制御圧力を調整する圧力制御弁２７とからなり、可変ノズル２４の実開度が目標ノズル開度となるように、デューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が圧力制御弁２７に出力される。

コレクタ３ａ入口には、アクチュエータ４３により駆動される吸気絞り弁４２（吸気絞り装置）が設けられている。上記のアクチュエータ４３は、制御圧力に応動して吸気絞り弁４２を駆動するダイヤフラムアクチュエータ４４と、このダイヤフラムアクチュエータ４４への制御圧力を調整する圧力制御弁４５とからなり、吸気絞り弁４２が目標開度まで閉じられるように、デューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が圧力制御弁４５に出力される。

アクセルセンサ３２、エンジン回転速度とクランク角度を検出するセンサ３３、水温センサ３４、エアフローメータ３５からの信号が入力されるエンジンコントローラ３１では、これらの信号に基づいて目標ＥＧＲ率と目標過給圧とが得られるようにＥＧＲ制御と過給圧制御を協調して行う。

排気通路２には排気中のパティキュレートを捕集するフィルタ４１が設置される。フィルタ４１のパティキュレートの堆積量が所定値に達すると、排気温度を上昇させてフィルタ４１に堆積しているパティキュレートを燃焼除去する。

フィルタ４１の圧力損失（フィルタ４１の上流と下流の圧力差）を検出するために、フィルタ４１をバイパスする差圧検出通路に差圧センサ３６が設けられる。

この差圧センサ３６により検出されるフィルタ４１の圧力損失ΔＰは、温度センサ３７からのフィルタ入口温度Ｔ１、温度センサ３８からのフィルタ出口温度Ｔ２と共にエンジンコントローラ３１に送られ、主にマイクロプロセッサで構成されるエンジンコントローラ３１では、これらに基づいてフィルタ４１の再生処理を行う。

フィルタ４１の再生処理を行うこうしたエンジンを前提として、本発明では
（１）再生処理の途中で急減速時になったか否かを判定し、
（２）再生処理の途中で急減速時になったときには通常の場合（急減速時を除くという意味）の目標排気温度（第１目標排気温度）よりも低い目標排気温度（第２目標排気温度）を設定し、
（３）排気流量を増量側に制御しつつこの第２目標排気温度が得られるように排気温度を制御する。

これについてさらに説明すると、この実施形態では、後述する図３により再生処理フラグを設定するのであるが、この場合に図３のステップ４での再生実施条件より減速時を除いている。つまり、差圧センサ３６により検出されるフィルタ４１の圧力損失ΔＰが再生開始判定値ΔＰＨｍａｘを超えても減速時には再生処理フラグ＝１とならないようにしている。減速時に再生処理を行わせないようにしている理由は、再生処理の途中で急減速が行われた場合のフィルタ４１のベッド温度の急上昇を回避するためである。これを図２を参照して説明すると、図２は再生処理の途中で急減速が行われた場合の排気流量、排気温度、ベッド温度の動きをモデルで示している。

減速時に再生処理を開始する場合と、図２のように再生の途中で急減速が行われた場合とでは厳密には同じでないが、急減速がフィルタ４１のベッド温度に与える影響では同じである。すなわち、フィルタ４１の再生処理の途中で急減速のためアクセルペダルを素早く戻すと、急激に排気流量が減少する（図２第３段目の破線参照）。フィルタ４１に流入する排気はフィルタ４１におけるパティキュレートの燃焼に必要な酸素を供給するほか、燃焼した熱を奪ってフィルタ４１下流に排出するという冷却機能をも有しているため、このように再生処理の途中で排気流量が急減少すると、フィルタ４１の熱が逃げずらくなりかつフィルタ４１に捕集されているパティキュレートは燃焼し続けるため、フィルタ４１のベッド温度が急上昇して限界ベッド温度を超える可能性がある（図２最下段の破線参照）。

減速時に再生処理を開始する場合も同様であり、減速による排気流量の減少によりフィルタ４１のベッド温度が急上昇して限界ベッド温度を超えかねないのである。そこで、減速時には再生処理に入らないようにするため、図３のステップ４での再生実施条件より減速時を除くようにしたものである。

しかしながら、運転中に減速する機会は多いのであるから、減速時を再生処理を行わない運転条件にしているのでは、再生処理の機会を狭めてしまうことになっている。

また、再生処理中に急減速が行われたときには図２で前述したように減速による排気流量の減少を受けてフィルタ４１のベッド温度が急上昇し限界ベッド温度を超えかねない。

そこで、再生処理中に急減速が行われたときでも、フィルタ４１のベッド温度が限界ベッド温度を超えないように配慮しながら再生処理を継続して行うことができないか、と本発明の発明者が考慮した結果、創出されたのが本発明である。すなわち、本発明では急減速を判定したとき（図２第２段目のように急減速フラグ＝１となったとき）、排気流量を増量側に制御してほぼ急減速前の値を保持させつつ（図２第３段目の実線参照）、目標排気温度を通常時の値（図２第４段目の第１目標排気温度ｔＴｅｘｈ１を参照）より低い値（図２第４段目の第２目標排気温度ｔＴｅｘｈ２を参照）へと引き下げ、この第２目標排気温度ｔＴｅｘｈ２を目指して排気温度を制御することにより、再生処理の途中で急減速が行われたとしても、フィルタ４１のベッド温度を限界ベッド温度を超えさせることなく、再生処理を継続させようとするのである。

エンジンコントローラ３１により行われるこれら制御の内容を、以下、フローチャートに基づいて詳述する。

図３は再生処理フラグを設定するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

図３においてステップ１ではフィルタ４１の圧力損失ΔＰを差圧センサ３６の出力から読み込む。

ステップ２では再生処理フラグをみる。再生処理フラグは後述する再生処理条件が成立したとき１となるフラグである。エンジン始動時にはゼロに初期設定されているので、再生処理条件の成立する前にはステップ３、４に進み、再生処理条件をみる。再生処理条件の成立は、フィルタ４１の圧力損失ΔＰが再生開始判定値ΔＰＨｍａｘを超えかつ再生実施条件にあることである。

ここで、再生実施条件はエンジンの運転条件がフィルタ４１の再生に適しているか否かを判定するための条件である。ここではエンジンの回転速度と燃料噴射量（エンジン負荷相当）により定まる運転条件が所定の領域にある場合に再生実施条件が成立する。

アイドル領域（あるいはアイドルに近い低負荷域を含む）では再生実施条件が非成立であるとしている。これは、アイドル領域はもともと排気温度が低く、ポスト噴射及び吸気絞りを行っても排気温度を第１目標排気温度ｔＴｂｅｄ１へと上昇させることができないからである。ここで、第１目標排気温度ｔＴｂｅｄ１はフィルタ４１に堆積したパティキュレートが自着火して速やかに燃焼する温度であり、４５０℃〜６５０℃の範囲である。

また、エンジン回転速度と燃料噴射量とが所定の領域にある場合でも、エンジンが減速している場合には再生実施条件は成立しないと判定する。

このため圧力損失ΔＰが再生開始判定値ΔＰＨｍａｘ以下のときやエンジンの運転条件が再生実施条件にないときにはそのまま今回の処理を終了する。

フィルタ４１の圧力損失ΔＰが再生開始判定値ΔＰＨｍａｘを超えかつエンジンの回転速度と燃料噴射量により定まる運転条件が再生実施条件にあるときには再生処理を行うことができると判断しステップ５に進んで再生処理フラグ＝１とする。

この再生処理フラグ＝１により次回からはステップ２よりステップ３へと進むことができないため、そのまま処理を終了する。すなわち、再生処理フラグは、ステップ５で１になった後、後述する再生処理の終了のタイミングでゼロにリセットされるようになっている（図５ステップ３７参照）。

図４は急減速フラグを設定するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ１１では再生処理フラグをみる。再生処理フラグ＝０であるときにはそのまま今回の処理を終了する。

再生処理フラグ＝１であるときにはステップ１２に進み急減速フラグ（ゼロに初期設定）をみる。ここでは急減速フラグ＝０であるとして述べると、このときにはステップ１３以降に進む。

ステップ１３ではセンサ３３により検出されるエンジン回転速度Ｎｅを読み込み、ステップ１４で前回のエンジン回転速度からの偏差（つまり回転速度の演算周期当たりの変化量）ΔＮｅを算出する。ΔＮｅが正の値であれば、減速中であることを、正または負の値であれば加速中または定常状態であることを表す。

ステップ１５ではΔＮｅと所定値α（正の値）を比較する。ΔＮｅがα未満であるときには急激な減速中でない、つまり緩やかな減速中、定常時、加速時のいずれかにあると判断しそのまま今回の処理を終了する。

ΔＮｅがα以上であるときには急激な減速中であると判断してステップ１６に進み急減速フラグ＝１とする。

ここで、急減速以外は減速中であっても本制御を実施しない。これは、緩やかな減速時には排気流量の減少によるフィルタ４１のベッド温度の上昇もそれほどでなく、従ってベッド温度が限界ベッド温度を超えることはないと判断しているためである。最終的にはαはマッチングにより定める。

この急減速フラグ＝１により次回からはステップ１２よりステップ１３以降に進むことができない。

図５は再生処理中の急減速時制御を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。ここで、急減速時制御は上記（３）の制御であり、排気温度制御と排気流量制御からなり、後述するように排気温度制御フラグ＝１となったとき図７のフローにより排気温度制御が、また排気流量制御フラグ＝１となったとき図１１のフローにより排気流量制御が行われる。

ステップ２１では再生処理フラグをみる。再生処理フラグ＝１であるときにはステップ２２以降に進む。

ステップ２２、２３では今回と前回の急減速フラグをみる。今回に急減速フラグ＝０であるときにはフィルタ４１の再生処理は必要であるものの急減速制御は不要であると判断し、ステップ３９に進んで通常時の排気温度制御、つまり排気温度を第１目標排気温度ｔＴｅｘｈ１まで上昇させる制御を行い今回の処理を終了する。

今回に急減速フラグ＝１であってかつ前回に急減速フラグ＝０である、つまり今回初めて急減速フラグ＝１となったときにはステップ２４〜２８に進む。すなわち、ステップ２４では温度センサ３７、３８により検出されるフィルタ入口温度Ｔ１、フィルタ出口温度Ｔ２を読み込み、ステップ２５でこれら温度Ｔ１、Ｔ２を用いて、
ｒＴｂｅｄ＝ｂ１×Ｔ１＋ｂ２×Ｔ２…（１）
ただし、ｂ１、ｂ２：定数、
の式によりフィルタ４１の現在のベッド温度ｔＴｂｅｄを算出（推定）する。（１）式のｂ１、ｂ２は実験により決まる値である。

ステップ２６では実ベッド温度ｒＴｂｅｄより図６を内容とするテーブルを検索することにより目標排気温度を第１目標排気温度ｔＴｂｅｄ１から、より低い第２目標排気温度ｔＴｂｅｄ２へ切換える際のディレイ時間ｔｄｌｙを演算する。ディレイ時間ｔｄｌｙは図６のように実ベッド温度ｒＴｂｅｄが高いほど小さくなる値である。実ベッド温度ｒＴｂｅｄが低い場合にはディレイ時間ｔｄｌｙを大きく設定することでベッド温度の上昇を妨げないようにすることが好ましい。一方、実ベッド温度ｒＴｂｅｄが高い場合にはディレイ時間ｔｄｌｙを極力小さくすることでベッド温度の上限温度の超過を防止する必要がある。ディレイ時間ｔｄｌｙはこれらの要求を満足させる値に設定している。

ステップ２７ではタイマを起動する。このタイマは急減速フラグがゼロより１へと切換わってからの経過時間を計測するためのものである。

今回、前回とも急減速フラグ＝１であるときにはステップ２２、２３よりステップ２９以降に進む。ステップ２９、３０では今回にタイマ値がディレイ時間以上になっているか否か、前回にタイマ値がディレイ時間以上であったか否かをみる。今回にタイマ値がディレイ時間未満であるときにはそのまま今回の処理を終了する。

今回にタイマ値がディレイ時間以上になり前回にタイマ値がディレイ時間未満であった、つまり今回初めてタイマ値がディレイ時間に達したときにはステップ３１、３２に進み排気温度制御フラグ（ゼロに初期設定）＝１かつ排気流量制御フラグ（ゼロに初期設定）＝１とする。

ここで、排気温度制御フラグは後述する図７のフローで、また排気流量制御フラグは後述する図１１のフローで使用される。

今回、前回ともタイマ値がディレイ時間以上であるときにはステップ２９、３０よりステップ３３、３４に進みステップ２４、２５と同様にして、温度センサ３７、３８により検出されるフィルタ入口温度Ｔ１、フィルタ出口温度Ｔ２を用いて、前述の（１）式によりフィルタ４１の現在のベッド温度ｒＴｂｅｄを算出する。

ステップ３５ではこの実ベッド温度ｒＴｂｅｄと限界ベッド温度を比較する。排気温度制御と排気流量制御を開始した当初は実ベッド温度ｒＴｂｅｄが限界ベッド温度を超えていないので、ステップ３６に進み、これに対して排気温度制御と排気流量制御を開始した後に何らかの理由で実ベッド温度ｒＴｂｅｄが限界ベッド温度を超えたときには再生処理を中止するため、ステップ３７、３８での再生処理の終了操作に進む。

ステップ３６では再生終了か否かをみる。再生終了を判定する方法としては様々な方法が開示されている。いずれの方法でもかまわない。簡単には例えば、再生に要する時間は予め分かっているので、再生処理の開始時に起動したタイマ値がこの時間を超えたとき再生終了と判断させればよい。

再生終了タイミングに達していないときには排気温度制御と排気流量制御を継続するためステップ３１、３２の操作を実行する。

一方、再生終了タイミングに達したときには再生処理を終了させるため、ステップ３６よりステップ３７に進んで再生処理フラグ＝０とし、また次回の再生処理中の急減速時に備えるためステップ３８で排気温度制御フラグ、排気流量制御フラグ、急減速フラグをいずれもゼロに戻しておく。

図７は排気温度制御を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ４１では排気温度制御フラグをみる。排気温度制御フラグ＝０であるときにはそのまま今回の処理を終了する。

排気温度制御フラグ＝１であるときにはステップ４２に進んでエンジン回転速度Ｎｅ、エンジン負荷としての燃料噴射量Ｑｆを読み込み、これらＮｅ、Ｑｆにより定まる運転条件がポスト噴射により排気温度を第２目標排気温度ｔＴｅｘｈ２へと上昇させる領域（ポスト噴射域）にあるのか、それともメイン噴射時期の遅角により排気温度を第２目標排気温度ｔＴｅｘｈ２へと上昇させる領域（メイン噴射時期遅角域）にあるのかをステップ４３でみる。これらポスト噴射域、メイン噴射時期遅角域はエンジン回転速度Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆをパラメータとして図８のように予め定めている。

運転条件がポスト噴射域にあるときにはステップ４４に進みエンジン回転速度Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆから図９を内容とするマップを検索することによりポスト噴射量を演算し、これに対して運転条件がメイン噴射時期遅角域にあるときにはステップ４３よりステップ４５に進みエンジン回転速度Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆから図１０を内容とするマップを検索することによりメイン噴射時期遅角量を演算する。

図９、図１０の特性は第２目標排気温度ｔＴｅｘｈ２が得られるように予め設定したものである。第２目標排気温度ｔＴｅｘｈ２は一定値であり、運転条件が相違しても一定値の第２目標排気温度ｔＴｅｘｈ２が得られるように、ポスト噴射量、メイン噴射時期遅角量を低負荷になるほどまた低回転速度になるほど大きくなる値で設定している。

このようにして演算されるポスト噴射量とメイン噴射時期遅角量とは燃料噴射量、燃料噴射時期を演算するための図示しないフローにおいて用いられ、ポスト噴射やメイン噴射時期の遅角が行われる。

図１１は排気流量制御を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ５１では排気流量制御フラグをみる。排気流量制御フラグ＝０であるときにはそのまま今回の処理を終了する。

排気流量制御フラグ＝１であるときにはステップ５２に進んで排気流量が増える側（排気流量を増加させる方向）にＥＧＲ弁開度（ＥＧＲ弁６の開度）、可変ノズル開度（可変ノズル２４のノズル開度）、吸気絞り弁開度（吸気絞り弁４２の開度）を制御する。

ＥＧＲ弁開度、可変ノズル開度及び吸気絞り弁開度と排気流量との間には図１２に示す関係があり、また、同図の特性は運転条件（Ｎｅ、Ｑｆ）により変化するので、最終的には図１３に示したように運転条件に応じて目標ＥＧＲ弁開度、目標可変ノズル開度、目標吸気絞り弁開度の特性を求めてこれをマップにしておき、そのときの運転条件に応じて当該マップを検索することにより、目標ＥＧＲ弁開度、目標可変ノズル開度、目標吸気絞り弁開度を演算させればよい。

ＥＧＲ弁６、可変ノズル２４、吸気絞り弁４２は、図１１の排気流量制御においては排気流量制御手段であり、ここでは３つの排気流量制御手段を同時に作動させているが、これに限らず少なくとも１つの排気流量制御手段をさせればよい。

ステップ５３ではエアフロメータ３５より検出される吸入空気流量Ｑａ、燃料噴射量Ｑｆ、温度センサ３７により検出されるフィルタ入口温度Ｔ１［℃］、差圧センサ３６により検出される圧力損失△Ｐを読み込み、これらを用いて
ｒＱｅｘｈ＝Ａ×（Ｑａ＋σ２×σ１×Ｑｆ）
×｛Ｐ０／（273＋20）｝×｛（273＋Ｔ１）／（Ｐ０＋△Ｐ）｝…（２）
ただし、Ａ ：定数、
σ１：燃料密度（一定値）、
σ２：排気密度（一定値）、
Ｐ０：大気圧、
の式により実排気流量ｒＱｅｘｈを算出（推定）する。（２）式において｛Ｐ０／（273＋20）｝×｛（273＋Ｔ１）／（Ｐ０＋△Ｐ）｝の項は基準状態（２０℃、大気圧）への換算係数である。

ステップ５５ではこの実排気流量ｒＱｅｘｈと上限値Ｑｍａｘを比較する。ここで、上限値Ｑｍａｘは図１４のように定めている。すなわち、排気流量と再生処理中のベッド温度との間には図１４に示す関係があり、排気流量は増やせばよいというものでなく、排気流量を増やし過ぎると却って再生処理中のベッド温度を低下させてしまうことになる。そこで、排気流量制御に上限値Ｑｍａｘを定めておき、この上限値Ｑｍａｘと限界ベッド温度に対する排気流量（下限値）との間を制御範囲とするのである。

実排気流量ｒＱｅｘｈが上限値Ｑｍａｘ以下に収まっているときにはそのまま今回の処理を終了し、実排気流量ｒＱｅｘｈが上限値Ｑｍａｘを超えているときにはステップ５６に進んで目標ＥＧＲ弁開度と目標可変ノズル開度を増大方向へ、目標スロットル弁開度を減少方向へ補正し、補正した目標値に対応してＥＧＲ弁開度、可変ノズル開度及び吸気絞り弁開度を制御する。

このときの各補正量は次のようにして決定する。すなわち、実排気流量ｒＱｅｘｈと上限値Ｑｍａｘとの差ｒＱｅｘｈ−Ｑｍａｘを計算する。そして、差ｒＱｅｘｈ−Ｑｍａｘに基づき、エンジンコントローラ３１のメモリに予め格納されている図１５〜図１７に示す特性のテーブルを検索してＥＧＲ弁開度、可変ノズル開度及び吸気絞り弁開度の各補正量を決定する。

ステップ５２で排気流量を増加させるために用いた図１３の目標ＥＧＲ弁開度、目標可変ノズル開度及び目標吸気絞り弁開度の各マップはいずれも排気流量が上限値Ｑｍａｘ以下に収まるように定めている。しかしながら、図１３ののマップを適用した場合でも、何らかの原因で実排気流量が上限値Ｑｍａｘを上回らないことを確実にするためステップ５５、５６を追加したのである。

ここで本実施形態の作用を説明する。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、再生処理中に急減速が行われ、フィルタ４１のベッド温度が急上昇しようとするときに、排気流量を増量側に制御するので（図２第３段目の実線参照）、排気による冷却機能が取り戻され、かつ排気温度が、急減速状態でない場合の値である第１目標排気温度ｔＴｂｅｄ１から、この温度ｔＴｂｅｄ１よりも低い温度である第２目標排気温度ｔＴｂｅｄ２へと制御されるので（図２第４段目の実線参照）、フィルタ４１のベッド温度の急上昇を抑制しつつ再生処理を継続して行わせることができる。

また、再生処理中に急減速が行われたときにも再生処理が継続されるので、再生処理の機会を増大させることができる。

また、排気流量を増加させることで、フィルタ４１のベッド温度の上昇を抑制することができるが、排気流量が過度に多いと却ってフィルタのベッド温度を低下させることになり、再生効率が低下してフィルタの再生が不完全な状態で終了することがあり得るのであるが、本実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、排気流量を増量側に制御する場合に予め定めた上限値Ｑｍａｘを超えないようにするので（図１１のステップ５５、５６）、フィルタ４１のベッド温度が下がり過ぎることを防止して再生効率を上げることができる。

請求項１に記載の急減速時判定手段の機能は図４のフローにより、排気温度制御手段の機能は図５、図７のフローにより、排気流量制御手段の機能は図５、図１１のフローにより果たされている。

本発明の一実施形態を示す概略構成図。 本実施形態の作用を説明するための波形図。 再生処理フラグの設定を説明するためのフローチャート。 急減速フラグの設定を説明するためのフローチャート。 フィルタ再生処理中の急減速時制御を説明するためのフローチャート。 ディレイ時間の特性図。 排気温度制御を説明するためのフローチャート。 運転領域図。 ポスト噴射量の特性図。 メイン噴射時期遅角量の特性図。 排気流量制御を説明するためのフローチャート。 ＥＧＲ弁開度、可変ノズル開度及び吸気絞り弁開度と排気流量との関係を示す特性図。 目標ＥＧＲ弁開度、目標可変ノズル開度及び目標吸気絞り弁開度の特性図。 排気流量と再生処理中のベッド温度との関係を示す特性図。 ＥＧＲ弁開度補正量の特性図。 可変ノズル開度補正量の特性図。 吸気絞り弁開度補正量の特性図。

符号の説明

１ エンジン
６ ＥＧＲ弁（ＥＧＲ装置）
１７ ノズル（燃料噴射弁）
２１ 可変容量ターボ過給機
２４ 可変ノズル（可変容量機構）
３１ エンジンコントローラ
３３ クランク角センサ
３６ 差圧センサ
３７、３８ 温度センサ
４１ フィルタ
４２ 吸気絞り弁

Claims (7)

1. 排気通路にパティキュレートを捕集するフィルタを備え、
   フィルタの再生時期になると排気温度を第１目標排気温度まで上昇させてフィルタの再生処理を行うエンジンの排気浄化装置において、
   再生処理中に所定の減速時になったか否かを判定する減速時判定手段と、
   この判定結果より再生処理中に減速時になったとき、前記第１目標排気温度よりも低い第２目標排気温度が得られるように排気温度を制御する排気温度制御手段と、
   同じく再生処理中に減速時になったとき、排気流量を増量側に制御する排気流量制御手段と
   を備えることを特徴とする排気浄化装置。
2. 排気流量制御手段が排気流量を増量側に制御する場合に排気流量が予め定めた上限値を超えないように制限することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 排気温度の第２目標排気温度への上昇を、燃料噴射時期の遅角により達成することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
4. 排気温度の第２目標排気温度への上昇を、ポスト噴射により達成することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
5. 吸気絞り弁を備える場合に、排気流量制御手段はこの吸気絞り弁であることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
6. 可変容量機構を有するターボ過給機を備える場合に、排気流量制御手段はこの可変容量機構であることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
7. ＥＧＲ装置を備える場合に、排気流量制御手段はこのＥＧＲ装置であることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。

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