JP2004308509A

JP2004308509A - ディーゼルエンジン用排気浄化装置

Info

Publication number: JP2004308509A
Application number: JP2003101391A
Authority: JP
Inventors: Sueaki Inoue; 季明井上
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-04
Also published as: JP4013813B2

Abstract

【課題】簡単な構成かつ低コストで最適なフィルタ再生処理を行うことができる排気浄化装置を提供する。
【解決手段】ディーゼルエンジン１の排気通路には排気中の微粒子を捕集し蓄積する酸化触媒付フィルタ８が設けられている。フィルタ８を再生する際、フィルタ８に第１の噴射量の燃料をポスト噴射により供給し、それによるフィルタ８を通過する排気の温度上昇に基づきフィルタ８に蓄積されている微粒子の量を推定する。そして、推定された微粒子の量が多くなるほど大きくなる第２の噴射量を設定し、第１の噴射量の燃料をフィルタ８に供給した後、第２の噴射量の燃料をポスト噴射によりフィルタ８に供給することでフィルタ８の再生処理を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンの排気浄化装置に関し、特に、ディーゼルエンジンから排出されるディーゼルパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの排気ガス中にはカーボン粒子を主とする微粒子（ディーゼルパティキュレート）が含まれているため、ディーゼルエンジンのなかには排気通路に微粒子を捕集するフィルタを設け、微粒子が大気中に放出されないようにしたものがある。このようなディーゼルエンジンでは、フィルタに捕集されている微粒子の量が多くなるとフィルタの捕集能力が低下してくるので、捕集量が多くなってきた場合は適当なタイミングで捕集されている微粒子を燃焼させ、フィルタを再生する必要がある。
【０００３】
特許文献１では、フィルタの上流側に燃料を未点火のまま噴射してフィルタが有する酸化触媒上で反応させ、その反応熱によりフィルタ内部の温度を酸化触媒の活性下限温度以上に維持することでフィルタに捕集されている微粒子を燃焼させ、フィルタの再生処理を行っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１２２０１５
【０００５】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかしながら、特許文献１に開示されている排気浄化装置では、フィルタ下流に温度センサを取り付けるとともにフィルタ前後に圧力センサを取り付け、フィルタ出口温度、フィルタ前後の圧力差に基づき再生処理を行っており、その構成の複雑さが排気浄化装置にかかるコストを上昇させる原因となっていた。
【０００６】
本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたものであり、簡単な構成かつ低コストで最適なフィルタ再生処理を行うことができる排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】
フィルタの再生処理時には、まず、フィルタに第１の噴射量の燃料を供給し、それによるフィルタを通過する排気の温度上昇に基づきフィルタに蓄積されている微粒子の量を推定する。そして、推定された微粒子の量が多くなるほど大きくなる第２の噴射量を設定し、フィルタに第１の噴射量の燃料を供給した後、第２の噴射量の燃料をフィルタに供給することでフィルタの再生処理を行う。
【０００８】
【作用及び効果】
本発明によれば、第１の噴射量でフィルタに燃料を供給したときのフィルタを通過する排気の温度上昇に基づき、フィルタに蓄積されている微粒子の量を推定し、推定された微粒子の量に見合った第２の噴射量の燃料がその後供給されてフィルタの再生処理が行われる。
【０００９】
フィルタを通過する排気の温度上昇を検出する手段を設ければ足り、簡単な構成かつ低コストで最適なフィルタの再生処理を実現することができる。蓄積されている微粒子の量に見合った燃料量が供給されるので、フィルタの再生が不完全なまま再生処理が終了したり、フィルタ再生後も燃料が供給し続けられてフィルタの劣化を引き起こしたりするのを未然に防ぐことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る排気浄化装置を備えたディーゼルエンジン１の概略構成を示しており、車両に搭載されている。エンジン１はいわゆるコモンレール方式のディーゼルエンジンである。図示しない燃料タンクから供給される燃料は、高圧燃料噴射ポンプ２によりコモンレール３に圧送され、これによってコモンレール３内に蓄えられた高圧の燃料は所定のタイミングで各インジェクタ４から各気筒５に噴射される。
【００１２】
エンジン１の排気は排気マニホールド６を通って排気管７に流入し、ディーゼルパティキュレートフィルタ（酸化触媒付きフィルタ）８を通って大気に排出される。フィルタ８はセラミック、金属製不織布等の耐熱性を有する多孔質の材料から形成されており、排気が流れる多数の細い流路を有している。また、フィルタ８は酸化触媒を有しており、酸化触媒はフィルタ８と一体的に設けられている。エンジン１の排気がフィルタ８に流入すると、フィルタ８は排気に含まれているカーボン粒子を主とする微粒子（ディーゼルパティキュレート）を捕集し、捕集された微粒子はフィルタ８に蓄積される。
【００１３】
フィルタ８の上流側にはフィルタ８の入口温度Ｔｉｎ（フィルタ８に流入する排気の温度）を検出する上流側温度センサ２４、フィルタ８の出口温度Ｔｏｕｔ（フィルタ８から流出する排気の温度）を検出する下流側温度センサ２５が取り付けられている。
【００１４】
エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵ）２０には、エンジン１の吸入空気量を検出するエアフローメータ２１、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ２２、運転者によるアクセル操作量を検出するアクセル操作量センサ２３からの信号等、車両の運転状態を示す信号が入力され、入力された信号に基づき高圧燃料噴射ポンプ２、インジェクタ４を駆動し、エンジン１の燃料噴射制御を行う。さらに、ＥＣＵ２０には温度センサ２４、２５からの信号も入力され、フィルタ８の状態を判断するのに用いられる。
【００１５】
ＥＣＵ２０はフィルタ８の再生処理の要否を判断し、フィルタ８の再生処理が必要であると判断した場合には、まず、空燃比を小側に変更するとともに、通常の燃料噴射後にエンジン１の各気筒内に燃料を追加的に噴射するポスト噴射を数十秒程度継続する第１の再生処理を行い、そのときのフィルタ８を通過する排気の温度の上昇代に基づきフィルタ８に蓄積されている微粒子の量を推定する。フィルタ８に蓄積されている微粒子の量が多いほど燃料が供給されたときに生じる燃焼の規模が大きくなり、フィルタ８を通過する排気の温度上昇代も大きくなるので、第１の再生処理を行ったときのフィルタ８を通過する排気の温度上昇代をモニタすることによって、フィルタ８に蓄積されている微粒子を正確に推定することができる。フィルタ８に蓄積されている微粒子の量を推定したら、推定量に応じた燃料噴射量を設定し、設定した燃料噴射量でポスト噴射を推定量に応じた時間だけ継続し、フィルタ８の完全な再生を行う（第２の再生処理）。さらに、ＥＣＵ２０は、第２の再生処理によるフィルタ８における排気温度の上昇代に基づきフィルタ８の劣化判定を併せて行う。
【００１６】
以下、ＥＣＵ２０が行うフィルタ８の再生処理について図２に示すフローチャートを参照しながら詳しく説明する。このフローチャートはフィルタ８の再生処理が必要である判断されたとき、例えば、前回の再生処理実行時から所定時間経過したときに実行される。
【００１７】
まず、ステップＳ１では、エンジン１の運転状態（例えば、エンジン回転速度と負荷ないし燃料噴射量の組み合わせ）が所定の再生処理領域内にあるかどうかが判断される。再生処理領域は、フィルタ８の再生処理の効率、再生処理が運転性能に与える影響等を考慮して設定され、例えば中速中負荷領域（定常運転領域）に設定される。
【００１８】
運転状態が所定の再生処理領域内にあると判断されたらステップＳ２に進み、第１の再生処理が行われる。第１の再生処理では各インジェクタ４から噴射される燃料量を増量補正してエンジン１の空燃比λを通常運転時の１．４以上から１．０程度まで減少させるとともに、所定の噴射量ＰＯＳＴＩＮＪ０（第１の噴射量）の燃料を通常の燃料噴射の後に追加的に噴射するポスト噴射を行う。この第１の再生処理は数十秒程度継続される。
【００１９】
ステップＳ３では、第１の再生処理を行ったときのフィルタ８を通過する排気の温度上昇代ΔＴを演算する。具体的には、図３に示すように、フィルタ８の出口温度Ｔｏｕｔの最大値から入口温度Ｔｉｎの最大値を減じることでフィルタ８における排気の上昇代ΔＴを求める。フィルタ８の入口温度Ｔｉｎと出口温度Ｔｏｕｔの差を排気の温度上昇代ΔＴとするのは、フィルタ８に蓄積している微粒子の量を正確に推定するためにはポスト噴射により噴射された追加燃料がフィルタ８の酸化触媒により反応し、これによって微粒子が燃焼することによる温度上昇代を正確に知ることが必要であるところ、出口温度Ｔｏｕｔの温度上昇代にはエンジン１の空燃比を変更したことによる温度上昇代も含まれており、この空燃比変更による温度上昇代を除く必要があるからである。空燃比を変更したことによる排気温度の変化の影響は出口温度Ｔｏｕｔ、入口温度Ｔｉｎの双方に現れるので、出口温度Ｔｏｕｔから入口温度Ｔｉｎを減じることでこの影響を除くことができる。
【００２０】
なお、ここでは推定精度を優先してフィルタ８の入口温度Ｔｉｎと出口温度Ｔｏｕｔの差からフィルタ８に蓄積している微粒子の量を推定しているが、フィルタ８の出口温度Ｔｏｕｔの上昇代のみに基づきフィルタ８に蓄積されている微粒子の量を推定するようにしても構わない。これによれば、微粒子蓄積量の推定精度が若干落ちるものの、上流側温度センサ２４が不要になり、装置の構成をさらに簡略化し、コストを下げることができるという利点がある。なお、フィルタ８の出口温度Ｔｏｕｔの上昇代のみに基づき微粒子の蓄積量を推定する場合であっても、上昇代のうち燃料がフィルタ８上で反応し微粒子が燃焼することによる温度上昇代を、出口温度Ｔｏｕｔの変化特性等から抽出することができれば、微粒子の蓄積量の正確な推定が可能である。
【００２１】
ステップＳ４では、ステップＳ３で求めたフィルタ８を通過する排気の温度上昇代ΔＴに基づきフィルタ８に蓄積されている微粒子の量ＥＳＴＰＭを推定する。具体的には、実験結果に基づき作成される図４に示すようなテーブルを予め用意しておき、これを参照することによってフィルタ８に蓄積されている微粒子の量ＥＳＴＰＭを推定する。
【００２２】
図４に示すように、フィルタ８を通過する排気の温度上昇代ΔＴが大きいほどフィルタ８に蓄積されている微粒子の量も多くなる。これは、フィルタ８に燃料が供給されると酸化触媒上で反応し、その反応熱によって蓄積されている微粒子が燃焼するのであるが、蓄積されている微粒子の量が多いほどそれだけ燃えるものも多く、排気温度の上昇代も大きくなるからである。
【００２３】
ステップＳ５ではステップＳ４で推定した微粒子蓄積量ＥＳＴＰＭに基づき図５に示すテーブルを参照して、後述する第２の再生処理でのポスト燃料噴射量ＰＯＳＴＩＮＪ（第２の噴射量）と、第２の再生処理を行う時間ＲＴＭ（再生時間）を設定する。フィルタ８に蓄積されている微粒子の量が多いほど、フィルタ８の再生に要する燃料量は多くなり、また、再生に要する時間は長くなることから、ポスト燃料噴射量ＰＯＳＴＩＮＪ、第２の再生処理を行う時間ＲＴＭはそれぞれステップＳ４で推定された微粒子蓄積量ＥＳＴＰＭが多くなるほど大きな値に設定される。なお、第２の再生処理を行う時間ＲＴＭは第１の再生処理の時間よりも長く設定され、例えば、推定された微粒子蓄積量ＥＳＴＰＭに応じて変化する５分程度の長さに設定される。
【００２４】
ステップＳ６では、エンジン１の運転状態が所定の再生処理領域にあるかどうかが再び判断される。再生処理領域にあるかどうか再度判断するのは、第１の再生処理を実行している間にエンジン１の運転状態が所定の再生処理領域を外れている可能性もあるからである。エンジン１の運転状態が所定の再生処理領域にあると判断された場合は第２の再生処理を行うべくステップＳ７に進み、タイマＴＭを開始させる。タイマＴＭは第２の再生処理を開始してからの経過時間を計測するために用いられる。
【００２５】
ステップＳ８では、エンジン１の空燃比λを第１の再生処理同様に通常運転時よりも濃くして１．０程度とし、ステップＳ５で設定されたポスト燃料噴射量ＰＯＳＴＩＮＪでもってポスト噴射を行う。
【００２６】
ステップＳ９では、フィルタ８の出口温度Ｔｏｕｔが所定の高温度Ｔｏｕｔｔｈよりも高くなっていないか判断される。所定の高温度Ｔｏｕｔｔｈは、フィルタ８の内部温度がフィルタ８及びその酸化触媒を劣化させない温度の上限に設定される。フィルタ８の出口温度Ｔｏｕｔが所定の高温度Ｔｏｕｔｔｈを超えていると判断された場合は、第２の再生処理を直ちに中止、すなわち、エンジン１の空燃比λを通常運転時の１．４以上に戻し、さらにポスト燃料噴射を中止する。これにより、温度が過度に上昇することによってフィルタ８、その酸化触媒が劣化するのを未然に防ぐことができる。
【００２７】
フィルタ８の出口温度Ｔｏｕｔが所定の高温度Ｔｏｕｔｔｈを超えていない場合はステップＳ１０に進み、タイマＴＭがステップＳ５で設定した再生処理時間ＲＴＭを超えていないかどうか判断する。再生処理時間ＲＴＭを超えている場合はフィルタ８の再生処理が完了したと判断してステップＳ１１に進んで劣化判定を行った後、フィルタ８の再生処理を終了し、超えていない場合はステップＳ８に戻ってタイマＴＭが再生処理時間ＲＴＭを超えるまで第２の再生処理を継続する。
【００２８】
ステップＳ１１ではフィルタ８の劣化判定を行う。劣化判定は、ステップＳ４で推定された微粒子蓄積量ＥＳＴＰＭが劣化していないフィルタ８に蓄積しているときに第２の再生処理を行ったとした場合に予想されるフィルタ８における排気温度の上昇代ΔＴ１００と、ステップＳ７からＳ１０で実際に第２の再生処理を行ったときのフィルタ８における排気温度の上昇代ΔＴとの比較により行われる。
【００２９】
具体的には、ステップＳ３と同様にフィルタ８の入口温度Ｔｉｎと出口温度Ｔｏｕｔの差に基づき、さらに具体的には出口温度Ｔｏｕｔの最大値から入口温度Ｔｉｎの最大値を減じて実際の排気温度の上昇代ΔＴを求め、これの予想される排気温度の上昇代ΔＴ１００に対する比率が所定値ＤＬ（例えば、６０％）以下の場合に、フィルタ８が劣化していると判断する。これは、実際の排気温度の上昇代ΔＴが予想される排気温度の上昇代ΔＴ１００よりも小さいということは、ステップＳ４で推定されただけの微粒子量が実際にはフィルタ８に蓄積していなかったことを意味し、フィルタ８が劣化してその微粒子捕集能力が低下しているといえるからである。
【００３０】
なお、予想されるフィルタ８における排気上昇代ΔＴ１００は、推定された微粒子蓄積量ＥＳＴＰＭと予想されるフィルタ８における排気上昇代ΔＴ１００との関係を規定したテーブルを実験データ等に基づき予め用意しておき、これを参照して求めるものとし、フィルタ８の劣化を判定する所定値ＤＬは要求される排気性能に応じて設定される。
【００３１】
次に、上記再生処理を行うことによる作用について説明する。
【００３２】
本発明に係る排気浄化装置では、フィルタ８に蓄積されている微粒子の量が増大し、フィルタ８の再生処理を行うことが必要となった場合は、エンジン１の空燃比λを１．０程度まで濃くし、さらに、通常の燃料噴射の後にポスト噴射を行う第１の再生処理が行われる。この第１の再生処理はフィルタ８に蓄積されている微粒子の量を推定するために行われるので、推定するのに必要最低限の時間、例えば、数十秒程度だけ行われる。
【００３３】
図７はフィルタ８に蓄積されている微粒子の量を変えて第１の再生処理を行ったときのフィルタ８の入口温度Ｔｉｎ、出口温度Ｔｏｕｔの変化を示している。フィルタ８に蓄積されている微粒子の量に応じてフィルタ８における排気温度の上昇代が変わり、温度上昇代が一番大きい▲１▼のケースが最も蓄積されている微粒子の量が多く、▲２▼、▲３▼の順に蓄積されている微粒子の量は少なくなる。このように、微粒子の蓄積量に応じてフィルタ８を通過する排気温度の上昇代が変化するので、フィルタ８における排気温度の上昇代をモニタすることによって、フィルタ８に蓄積されている微粒子の量を正確に推定することができる。
【００３４】
第１の再生処理に続いて行われる第２の再生処理では、ポスト噴射における燃料噴射量、再生処理を行う時間が、推定された微粒子蓄積量に基づいて行われ、図８に示すように、蓄積されている微粒子の量が最も多い▲１▼のケースでポスト燃料噴射量は最も多くなり、蓄積されている微粒子の量が少なくなる▲２▼、▲３▼ではポスト噴射での噴射量も小さくなる。また、再生処理時間は、図９に示すように、蓄積されている微粒子の量が最も多い▲１▼のケースで再生処理時間が最も長くなり、蓄積されている微粒子の量が少なくなる▲２▼、▲３▼では再生処理時間も短くなる。これにより、フィルタ８に蓄積されている微粒子を処理するのに必要かつ十分な燃料をフィルタ８に供給することができ、最適なフィルタ再生処理を実行することができる。
【００３５】
以上説明したように、本発明に係るディーゼルエンジン用排気浄化装置は、エンジン１に接続されてエンジン１の排気が流通する排気通路７と、排気通路７の途中に設けられてエンジン１の排気中に含まれる微粒子を捕集し蓄積する酸化触媒付きフィルタ８と、フィルタ８を再生する際にフィルタ８に燃料を供給する手段（ポスト燃料噴射）と、フィルタ８を通過する排気の温度上昇を検出する手段（温度センサ２４、２５）とを備え、フィルタ８を再生する際、フィルタ８に第１の噴射量の燃料を供給し（第１の再生処理）、それによるフィルタ８を通過する排気の温度上昇に基づきフィルタ８に蓄積されている微粒子の量を推定し、推定された微粒子の量が多くなるほど大きくなる第２の噴射量を設定し、第１の噴射量の燃料を供給した後、第２の噴射量の燃料をフィルタ８に供給することでフィルタ８の再生処理（第２の再生処理）を行うように構成する。
【００３６】
第１の噴射量の燃料を供給したときのフィルタ８における排気の温度上昇からフィルタ８に蓄積されている微粒子の量を推定し、その後、推定された微粒子の量に見合った第２の噴射量の燃料をフィルタ８に供給することでフィルタ８の再生処理を行うようにしたことにより、簡単かつ低コストで最適なフィルタ再生処理を実現することができる。
【００３７】
つまり、再生処理を行うにあたっては、最低限、フィルタ８を通過する排気の温度上昇を検出する手段を追加すればよく、フィルタ下流に温度センサを取り付けるとともにフィルタ前後に圧力センサを取り付けていた従来の構成と比べて装置構成を大幅に簡略化し、コストを下げることができる。また、フィルタ８に蓄積されている微粒子の量を第１の噴射量の燃料をフィルタ８に供給したときのフィルタ８での排気の温度上昇に基づき推定するようにしたことでフィルタ８に蓄積されている微粒子の量を正確に推定することができ、また、推定された微粒子蓄積量に見合った第２の噴射量の燃料をフィルタ８に供給し、フィルタ８の再生を行うようにしたことにより、再生が十分に行われないまま再生処理が中断されたり、再生終了後も燃料が供給され続けてフィルタ８に悪影響を与えたりするのを防止できる。
【００３８】
フィルタ８に燃料を供給するには、エンジン１の通常燃料噴射の後にエンジン１の各気筒内に燃料を追加的に噴射（ポスト噴射）するようにするのが好適である。この方法によれば、追加燃料を供給するインジェクタ等の装置を新たに追加することなく本発明を適用することができ、装置の構成が複雑化するのを抑えることができる。
【００３９】
フィルタ８を通過する排気の温度上昇としては、フィルタ８の出口温度と入口温度の差を検出するのが好ましい。フィルタ８に蓄積されている微粒子の量を正確に推定するためには、フィルタ８に供給された燃料がフィルタ８の酸化触媒上で反応して微粒子が燃焼することによる温度上昇を知ることが必要であるが、フィルタ８を通過する排気の温度はエンジン１の運転状態によっても変化してしまう。例えば、再生処理中にエンジン１の空燃比を変更すれば排気温度も変化し、出口温度だけをモニタするだけでは燃料がフィルタ上で反応することによる温度変化と区別することが難しい。上記実施形態でフィルタ８の出口温度と入口温度の差をフィルタ８を通過する排気の温度上昇としているのは、エンジン１の運転状態の変化の影響を除くためであり、これによって、燃料がフィルタ８の酸化触媒上で反応することによる温度上昇を正確に知ることができ、微粒子蓄積量の推定精度を向上させることができる。
【００４０】
なお、上記実施形態ではフィルタ８の出口温度と入口温度の差をもってフィルタ８を通過する排気の温度上昇としているが、フィルタ８の出口温度に代えてフィルタ８の内部温度を用いても同様の制御が可能である。この場合、図１０に示すように、フィルタ８の下流に設けられていた温度センサ２５をなくし、その代わりにフィルタ８の内部温度を検出する温度センサ２７を取り付け、ＥＵＣ２０における制御では、出口温度Ｔｉｎに代えてフィルタ８の内部温度を用いるようにすればよい。
【００４１】
あるいは、フィルタ８を通過する排気の温度上昇として、フィルタ８の出口温度（あるいは内部温度）の変化を用いてもよい。この場合、微粒子蓄積量の推定精度が若干落ちるが、フィルタ８の出口側に温度センサを設けるだけでよいので、装置の構成をさらに簡略化し、コストを下げることができる。なお、この場合であっても、フィルタ８の出口温度（あるいは内部温度）の上昇代から、例えば、出口温度の変化特性を見るなどなして、燃料が酸化触媒上で反応し微粒子が燃焼することによる温度上昇分を見極めることができれば、入口温度と出口温度の差に基づく場合とほぼ同等の精度でフィルタ８に蓄積されている微粒子の量を推定することが可能である。
【００４２】
また、フィルタ８の再生処理（第２の再生処理）が行われる時間は、推定された微粒子の蓄積量が多くなるほど長く設定される。これは、蓄積されている微粒子の量が多くなるほどそれを再生に要する時間も長くなるからであり、再生処理を行う時間を推定微粒子蓄積量に応じて設定することでより適切な再生処理を行うことが可能となる。
【００４３】
さらに、再生処理中は、フィルタ８の出口温度（あるいは内部温度）をモニタし、フィルタ８の出口温度（あるいは内部温度）がフィルタ８を劣化させない所定の上限温度を超えたときは直ちにフィルタ８の再生処理を中止する。これにより、フィルタ８の温度が過度に上昇してフィルタ８やフィルタ８の酸化触媒が劣化するのを未然に防ぐことができる。
【００４４】
さらに、再生処理を行う際、第２の噴射量の燃料をフィルタ８に供給した場合に予測されるフィルタ８での排気の温度上昇と、第２の噴射量の燃料をフィルタ８に実際に供給した場合のフィルタ８での排気の温度上昇とに基づきフィルタ８が劣化したかどうかを判断する。フィルタ８が劣化しているときは第２の噴射量の燃料を実際に供給した場合の排気温度上昇が、予想される温度上昇よりも小さくなるので、これによってフィルタ８の劣化の有無を判断することができる。この方法によれば、新たな構成を追加することなくフィルタ８の劣化判定が可能になる。
【００４５】
また、再生処理を行う際に、エンジン１の空燃比を小側に変更する（上記実施形態では通常時の１．４以上から１．０程度まで減少させる）ようにする。これにより、エンジン１の排気温度を上昇させて微粒子の燃焼を補助し、再生処理がより効率的に行われるようにすることができる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施形態は本発明を説明するためのものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の構成に限定する趣旨ではない。上記実施形態は当業者にとって自明な範囲で種々の変更が可能であり、例えば、ここでは車両用ディーゼルエンジンを例にとって説明したが、本発明は車両用に限らず、ディーゼルエンジンに広く適用可能なものである。適用可能なディーゼルエンジンの種類も上記したコモンレール式のディーゼルエンジンに限定されるものではない。
【００４７】
さらに、再生処理時にフィルタ８に供給する追加燃料をポスト噴射を行うことによって供給しているが、フィルタ８に追加燃料を供給する方法はこれ以外の方法であっても良く、例えば、図１に示すように、フィルタ８の上流に追加インジェクタ２６を取り付け、ポスト噴射に代えて、あるいはポスト噴射とともにこの追加インジェクタ２６から燃料を排気中に供給するようにしてもよい。この構成は、エンジン１がコモンレール式でない等の理由によりポスト噴射ができない場合や、フィルタ８に確実に短時間のうちに燃料を供給したい場合に有効である。
【００４８】
また、フィルタ８に蓄積されている微粒子の量の推定は、上記実施形態ではフィルタ８における排気温度の上昇代に基づき推定しているが、排気温度の上昇速度や単位時間あたりの上昇量に基づき推定するようにしても同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排気浄化装置を備えたディーゼルエンジンの概略構成図である。
【図２】エンジンコントロールユニットが行うディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理の内容を示したフローチャートである。
【図３】第１の再生処理を行ったときのフィルタの入口温度と出口温度の変化を示したタイムチャートである。
【図４】第１の再生処理を行ったときのフィルタを通過する排気の温度の上昇代とフィルタに蓄積されている微粒子の量の関係を規定したテーブルである。
【図５】推定されたフィルタに蓄積されている微粒子の量から、ポスト噴射での燃料噴射量、第２の再生処理の時間を設定するためのテーブルである。
【図６】第２の再生処理を行ったときのフィルタの入口温度と出口温度の変化を示したタイムチャートであり、実線はフィルタが劣化していない場合のフィルタ出口温度の変化、一点鎖線はフィルタが劣化している場合のフィルタ出口温度の変化を示す。
【図７】第１の再生処理を行ったときのフィルタを通過する排気の温度の上昇代がフィルタに蓄積されている微粒子の量に応じて変化する様子を示したタイムチャートである。
【図８】フィルタに蓄積されている微粒子の量に応じてポスト噴射での燃料噴射量が変更される様子を示した図である。
【図９】フィルタに蓄積されている微粒子の量に応じて第２の再生処理の時間が変更される様子を示した図である。
【図１０】実施形態の一部変更例である。
【図１１】同じく実施形態の一部変更例である。
【符号の説明】
１ディーゼルエンジン
２高圧燃料噴射ポンプ
３コモンレール
４インジェクタ
８ディーゼルパティキュレートフィルタ（フィルタ）
２０エンジンコントロールユニット
２４上流側温度センサ
２５下流側温度センサ
２６追加インジェクタ
２７内部温度センサ

Claims

エンジンに接続されて前記エンジンの排気が流通する排気通路と、
前記排気通路の途中に設けられて前記エンジンの排気中に含まれる微粒子を捕集し蓄積する酸化触媒付きフィルタと、
前記フィルタを再生する際に前記フィルタに燃料を供給する手段と、
前記フィルタを通過する排気の温度上昇を検出する手段と、
前記フィルタの再生する際、前記フィルタに第１の噴射量の燃料を供給し、それによる前記フィルタを通過する排気の温度上昇に基づき前記フィルタに蓄積されている微粒子の量を推定する手段と、
推定された微粒子の量が多くなるほど大きくなる第２の噴射量を設定する手段と、
前記第１の噴射量の燃料を前記フィルタに供給した後、前記第２の噴射量の燃料を前記フィルタに供給することで前記フィルタの再生処理を行う手段と、
を備えたことを特徴とするディーゼルエンジン用排気浄化装置。
前記フィルタに燃料を供給する手段は、前記エンジンの通常燃料噴射の後に前記エンジンの気筒内に燃料を追加的に噴射する手段であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン用排気浄化装置。
前記フィルタに燃料を供給する手段は、前記排気通路の途中に設けられて前記前記フィルタ上流の排気中に燃料を追加的に噴射する手段であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン用排気浄化装置。
前記排気の温度上昇を検出する手段は、前記フィルタの出口温度もしくは内部温度と前記フィルタの入口温度の差を前記排気の温度上昇として検出することを特徴とする請求項１から３のいずれかひとつに記載のディーゼルエンジン用排気浄化装置。
前記排気の温度上昇を検出する手段は、前記フィルタの出口温度もしくは内部温度の変化を前記排気の温度上昇として検出することを特徴とする請求項１から３のいずれかひとつに記載のディーゼルエンジン用排気浄化装置。
推定された微粒子の量が多くなるほど長くなる再生処理時間を設定する手段を備え、前記フィルタの再生処理を行う手段は、設定された再生処理時間の間、前記第２の噴射量の燃料を前記フィルタに供給することを特徴とする請求項１から５のいずれかひとつに記載のディーゼルエンジン用排気浄化装置。
前記フィルタの再生処理を行っている間に前記フィルタの出口温度もしくは内部温度が前記フィルタを劣化させない所定の上限温度を超えたときは直ちに前記フィルタの再生処理を中止することを特徴とする請求項１から６のいずれかひとつに記載のディーゼルエンジン用排気浄化装置。
前記第２の噴射量の燃料を前記フィルタに供給した場合に予測される前記フィルタを通過する排気の温度上昇と、前記第２の噴射量の燃料を前記フィルタに実際に供給した場合の前記フィルタを通過する排気の温度上昇と、に基づき前記フィルタが劣化したかどうかを判断することを特徴とする請求項１から６のいずれかひとつに記載のディーゼルエンジン用排気浄化装置。
前記フィルタの再生処理を行っている間、前記エンジンの空燃比を小側に変更することを特徴とする請求項１から８のいずれかひとつに記載のディーゼルエンジン用排気浄化装置。