JP2004324579A

JP2004324579A - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP2004324579A
Application number: JP2003122073A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hashizume; 剛橋詰
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】排気浄化手段の排気浄化性能についての再生処理において、排気浄化手段を所定温度以上に昇温制御しているときに給油作業を行っても、高温の排気が作業者などに不快感を与えることがない技術を提供する。
【解決手段】内燃機関のフィルタについてのＰＭ再生処理において、フィルタを噴霧燃焼器によって所定温度以上に昇温制御しているときに、車両の燃料給油口が開けられたことを給油口センサが検出した場合には、その昇温制御を中断する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置に関し、特に、その排気浄化性能を再生するために、排気浄化装置を所定温度以上まで昇温制御するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジン等の排気浄化装置として、排気通路に配置されて排気中のパティキュレート（排気微粒子）を捕集するパティキュレート・フィルタ（以下、フィルタという）などが知られている。
【０００３】
かかるフィルタにおいては、捕集されたパティキュレートが増加すると、フィルタの目詰まりによって排気圧力が上昇しエンジン性能が低下するので、フィルタの上流側の排気通路内にバーナ等の加熱手段を配設し、捕集したパティキュレートを酸化除去することでフィルタの排気浄化性能の再生を図るようにしている。
【０００４】
しかしながら、フィルタについての再生処理を行う場合に、捕集されたパティキュレートをバーナ等によって酸化除去する再生方式では、排気温度が比較的高温となるため、フィルタの再生中に、給油作業を行うと、高温の排気ガスがテールパイプから排出され、給油作業者などが作業中に不快を感じるおそれがある。
【０００５】
これを防止する技術として、フィルタの再生中に車両が停車した場合は、フィルタに冷却ガスを噴射し、排気ガス温度を低下させる技術が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００６】
なお、上記以外の従来技術として、特許文献２に示すものが例示できる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０９−４９４１９号公報
【特許文献２】
特開昭６０−４３１１３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的とするところは、排気浄化手段の排気浄化性能についての再生処理において、排気浄化手段を所定温度以上に昇温制御しているときに給油作業を行っても、高温の排気が作業者などに不快感を与えることがない技術を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、内燃機関の排気浄化手段についての再生処理において、排気浄化手段を所定温度以上に昇温制御しているときに、車両の燃料給油口が開けられた場合、その昇温制御を中断するものである。
【００１０】
より詳しくは、本発明は、燃料給油口を備えた車両において、排気浄化手段と、排気浄化手段についての再生処理を行う排気浄化性能再生手段と、再生処理の実行時に排気浄化手段を昇温制御する昇温制御手段と、燃料給油口の開閉を検出する開閉状態検出手段と、再生処理中に前記燃料給油口が開けられたことが検出されると前記排気浄化手段の昇温制御を中断する昇温制御中断手段と、を備える。
【００１１】
すなわち、排気浄化手段についての再生処理時に、昇温制御手段が排気浄化手段を所定温度以上に昇温制御する。また、排気浄化手段が昇温制御されている最中に燃料の給油口が開けられたときに、開閉状態検出手段がそのことを検出する。そして、その検出信号を契機として昇温制御中断手段が昇温制御手段による昇温制御を中断する。
【００１２】
このことにより、排気浄化手段についての再生処理中に給油作業が行われた場合に、排気浄化手段の昇温制御が自動的に中断される。よって、給油作業中に車両のテールパイプから排出される排気ガスの温度が低下する。これにより、高温の排気ガスが車両のテールパイプから排出されることがなくなり、給油作業者に不快感を与えることがない。
【００１３】
なお、本発明においては、排気浄化手段についての再生処理中に、作業者が燃料給油口を開いたことが検出されたとき、積極的に排気ガスの温度を低下させる冷却制御を行ってもよい。このようにすれば、車両のテールパイプから排出される排気ガスの温度をさらに迅速に低下させることができる。よって給油作業者に不快感を与えることを、より早急に防止することができる。
【００１４】
また、本発明における排気浄化手段としては、排気通路に配置されて排気中のパティキュレートを捕集するフィルタの他、排気の酸素濃度が高いときにＮＯｘを吸蔵し、排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときにＮＯｘを放出する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を例示することができる。
【００１５】
また、本発明における排気浄化性能の再生処理としては、前記フィルタにおいて捕集されたＰＭを、フィルタの温度を上昇させることにより酸化させ、フィルタの目詰まりを解消するためのＰＭ再生処理や、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒において、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを還元除去するために、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度を上昇させ、かつ排気をリッチ空燃比に制御するＳ被毒再生処理を例示することができる。
【００１６】
さらに、本発明においては、排気浄化手段の昇温制御を中断することと併せて、排気浄化性能の再生処理中に、運転者に、給油すべきでない旨の警告をするようにしてもよい。このようにすれば、排気浄化手段についての再生処理中に給油しないように、運転者を促すことができる。
【００１７】
さらに、本発明においては、排気浄化手段の昇温制御を中断することと併せて、排気浄化手段についての再生処理が終了するまでの時間を運転者に報知するようにしてもよい。そのことで、上記と同様、排気浄化手段についての再生処理中には給油しないように、運転者を促すことができる。
【００１８】
また、本発明においては、昇温制御を中断しているときに、作業者が燃料給油口を閉めたことが検出された場合、所定の条件に基づいて、排気浄化手段の昇温制御を再開するとよい。そして、上記の所定の条件としては、作業者が燃料給油口を閉めたことが検出されてから所定時間以上経過したこと、または、車両の車速が所定車速以上であることを例示することができる。
【００１９】
ここで、作業者が燃料給油口を閉めたことが検出された場合、その時から所定時間以上経過したこと、または、車両の車速が所定車速以上であること、あるいはその両方によって、車両が給油所から出て走行を開始したことを推定することができる。
【００２０】
従って、給油作業者が車両の周囲で作業をする可能性がなくなってから排気浄化手段の昇温制御を再開するので、高温の排気が、給油作業者に不快感を与えることを防止しながら、排気浄化手段についての再生処理を完了させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１において、内燃機関１は、４気筒の水冷式ディーゼルエンジンである。内燃機関１には、吸気枝管２が接続され、この吸気枝管２の各枝管が各気筒の燃焼室と図示しない吸気ポートを介して連通している。
【００２３】
前記吸気枝管２は、吸気管３に接続されている。そして、吸気管３からは、吸気導入通路１５が分岐しており、後述する噴霧燃焼器１４に吸気が供給されるよう構成されている。また、内燃機関１には、燃料噴射弁１０が取り付けられている。この燃料噴射弁１０は、燃料分配管１１、コモンレール１２を介して燃料通路１３に接続されており、この燃料通路１３の末端には、燃料ポンプ２３が連結されている。
【００２４】
なお、上述の燃料ポンプ２３は、燃料タンク２２の内部に配設されており、燃料タンク２２内の燃料を燃料通路１３側へ圧送する。また、燃料タンク２２には、車両外部から燃料を補給する燃料給油口２４が連通されている。この燃料供給口２４は、開閉自在になっており、給油作業時には、燃料給油口２４を開いて燃料を補給したのち、燃料供給口２４を閉める動作が行われる。
【００２５】
さらに、燃料供給口２４には、燃料供給口２４の開閉状態を検出する開閉状態検出手段である給油口センサ２５が備えられている。この給油口センサ２５は、具体的には、燃料給油口２４の図示しない蓋体の開閉を検出する機械式センサから構成されており、燃料給油口２４の蓋体が閉められると、この蓋体が前記機械式センサを押すことにより、スイッチがＯＮされる。
【００２６】
逆に、燃料給油口２４の蓋体が開けられると、前記機械式センサが開放され、スイッチがＯＦＦされる。これらの動作によって燃料給油口２４の開閉状態が検出される。なお、この給油口センサ２５は、蓋体の開閉による圧力の相違によって、燃料給油口２４の開閉状態を検出する圧力センサなど、他の原理に基づくものであってもよいことはもちろんである。
【００２７】
一方、内燃機関１には、排気枝管６が接続され、この排気枝管６の各枝管が各気筒の燃焼室と図示しない排気ポートを介して連通している。この排気枝管６は、排気通路７に接続され、その排気通路７には、本実施の形態における昇温制御手段である噴霧燃焼器１４が設けられている。
【００２８】
この噴霧燃焼器１４には、燃料導入通路２０が接続されている。この燃料導入通路２０は、図１に示すようにコモンレール１２に燃料を輸送する燃料通路１３から分岐したものである。これにより、燃料ポンプ２３によって圧送され、燃料通路１３を流れる燃料の一部を噴霧燃焼器１４へ供給することが可能になっている。
【００２９】
また、噴霧燃焼器１４には、空気ポンプ１４ａが備えられている。この空気ポンプ１４ａは、吸気管３から吸気導入通路１５内に空気を導き、その空気を噴霧燃焼器１４に供給し、さらに噴霧燃焼器１４を介して排気通路７側へ送出するためものである。
【００３０】
さらに、噴霧燃焼器１４には、図示しない点火装置が備えられている。燃料導入通路２０から供給される燃料に、この図示しない点火装置により点火がされ、空気ポンプ１４ａから送出される空気と燃料との反応により燃焼を起こさせる。
【００３１】
また、排気通路７における、噴霧燃焼器１４の下流側には吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８が設けられている。この吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８は、内燃機関１からの排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するものである。すなわち、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８に流入する排気の空燃比がリーン雰囲気にあるときは、排気中のＮＯｘを吸蔵する。そして、流入排気の空燃比がリッチ雰囲気であり且つ還元剤が存在するときには、吸蔵していたＮＯｘを放出しつつ窒素に還元せしめる。
【００３２】
吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８は、アルミナを担体とし、その担体上に、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）等のアルカリ土類金属と、ランタン（Ｌａ）もしくはイットリウム（Ｙ）等の希土類とから選択された少なくとも１つと、白金（Ｐｔ）等の貴金属と、を担持して構成されている。
【００３３】
ここで、内燃機関１の燃料には硫黄（Ｓ）成分が含まれている場合がある。このような場合、燃料が内燃機関１で燃焼されると硫黄酸化物（ＳＯｘ）が生成される。この硫黄酸化物（ＳＯｘ）は吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８に吸蔵されると吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のＮＯｘ吸蔵能力を低下させる。
【００３４】
従って、吸蔵還元型ＮＯ_Ｘ触媒８においては、適宜のタイミングで、吸蔵還元型ＮＯ_Ｘ触媒８に吸蔵された硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去するために、吸蔵還元型ＮＯ_Ｘ触媒８の温度を５００℃から７００℃程度の高温に上昇させたうえで、流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とする、いわゆるＳ被毒再生処理を行う必要がある。
【００３５】
次に、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の下流側には、フィルタ１６が配置されている。このフィルタ１６は、排気中のパティキュレート（排気微粒子）を捕集することにより、パティキュレートの排出を低減する。
【００３６】
かかるフィルタ１６においては、捕集されたパティキュレートが増加すると、フィルタ１６の目詰まりによって排気圧力が上昇しエンジン性能が低下する。従って、適宜のタイミングで、フィルタ１６が捕集したパティキュレートを酸化除去するために、フィルタ１６の温度を５００℃から７００℃程度の高温に上昇させる、いわゆるＰＭ再生処理を実施する必要がある。
【００３７】
なお、本実施の形態においては、前記吸蔵還元型ＮＯ_Ｘ触媒８と、フィルタ１６を別々のケースに収納して並べて配置しているが、これらを同一のケースに収納してもよいことはもちろんであるし、触媒が担持されたフィルタ１６を用いても構わない。
【００３８】
また、本実施の形態における吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８とフィルタ１６の間の排気通路７には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８から排出し、フィルタ１６へ流入する排気の温度を検知するための排気温度センサ２８が備えられている。そして、フィルタ１６の下流には、マフラ２６が配置されており、マフラ２６はその下流側において、テールパイプ２７に連通されている。
【００３９】
また、内燃機関１には、内燃機関１の制御用の電子制御ユニット（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）２１が併設されている。ＥＣＵ２１は、双方向性バスによって相互に接続された、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力インタフェース回路、出力インタフェース回路等から構成され、前記入力インタフェース回路には各種のセンサが電気配線を介して接続されている。本実施の形態における給油口センサ２５や排気温度センサ２８も同様にＥＣＵ２１の入力インターフェース回路に電気的に接続されている。
【００４０】
ＥＣＵ２１は、各種センサの出力信号値に基づいて内燃機関１の運転状態を判別し、その判別結果に基づいて燃料噴射弁１０、噴霧燃焼器１４、あるいは空気ポンプ１４ａなどに対する制御信号値を算出する。このようにして算出された各種の制御信号値は、出力インタフェース回路から電気回線を介して燃料噴射弁１０、噴霧燃焼器１４、あるいは空気ポンプ１４ａなどに向かって出力される。
【００４１】
また、ＥＣＵ２１に備えられたＲＯＭには各種プログラムが記憶されている。例えば、フィルタ１６のいわゆるＰＭ再生処理を行うＰＭ再生ルーチン、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のＳ被毒再生処理を行うＳ被毒再生ルーチンのほか、本実施の形態において後述する昇温制御中断ルーチンや、昇温制御再開ルーチンなども記憶されている。
【００４２】
また、ＥＣＵ２１に備えられたＲＡＭには、各種のフラグの値が記憶されており、本実施の形態において後述するＰＭ再生フラグや、昇温制御中断フラグの値もこのＲＡＭに記憶されている。
【００４３】
次に、本実施の形態において、いわゆるＰＭ再生処理が実施されているときに、給油作業が行われた場合の制御について説明する。
【００４４】
フィルタ１６においては、前述のように、適宜のタイミングでいわゆるＰＭ再生処理が行われる。その場合には、フィルタ１６の温度は５００℃から７００℃程度の高温に制御される。そして本実施の形態においては、噴霧燃焼器１４を燃焼させ、その燃焼熱を下流側のフィルタ１６に供給することにより、フィルタ１６の温度を高温に制御している。
【００４５】
このＰＭ再生処理の実施途中で、給油作業を行った場合、フィルタの温度は５００℃以上まで上昇しているため、車外に排出される排気ガスの温度もそれに伴い高温となり、給油作業を行う作業者に不快感を与える可能性がある。そこで、本実施の形態においては、いわゆるＰＭ再生処理中において、燃料給油口２４が開けられたことを給油口センサ２５が検出した場合には、噴霧燃焼器１４の燃焼を停止することにより、フィルタ１６の昇温制御を中断する。
【００４６】
図２は、本実施の形態における昇温制御中断ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ２１内のＲＯＭに記憶されたもので、内燃機関１の運転中、所定時間毎に実行される。なお、いわゆるＰＭ再生処理が実施されるときには、同じくＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されているＰＭ再生ルーチンが実行される。そして、このＰＭ再生ルーチンが実行されるときには、ＰＭ再生フラグが１にセットされ、さらに、ＰＭ再生処理が開始してからの時間ｔ_０がカウントされるものとする。
【００４７】
上記の、昇温制御中断ルーチンが実行されると、まずＳ２０１において、フィルタ１６のＰＭ再生処理中かどうかが判断される。ここでは、先述した、ＰＭ再生ルーチンが実行されたときに１にセットされるＰＭ再生フラグの値をＥＣＵ２１内のＲＡＭから読み出すことによって、このことが判断される。
【００４８】
Ｓ２０１において、ＰＭ再生処理中でないと判断された場合には、そのまま本ルーチンを終了する。一方、Ｓ２０１において、ＰＭ再生処理中であると判断された場合には、Ｓ２０２に進む。
【００４９】
Ｓ２０２においては、燃料給油口２４が開けられているかどうかが確認される。具体的には、本実施の形態における開閉状態検出手段である給油口センサ２５の出力が確認される。ここで、燃料給油口２４が閉まっていると判断された場合には、そのまま本ルーチンを終了する。一方、燃料給油口２４が開けられたと判断された場合には、Ｓ２０３に進む。
【００５０】
Ｓ２０３においては、フィルタ１６の昇温制御の中断処理を行う。具体的には、噴霧燃焼器１４の燃焼を停止して、フィルタ１６への燃焼熱の供給を停止する。また、このとき、ＰＭ再生処理を開始してからの時間ｔ_０は、ＥＣＵ２１内のＲＡＭに記憶する。また、前述のＰＭ再生フラグの値は０にリセットする。さらにここで、昇温制御中断フラグの値を１にセットする。このＳ２０３の処理が実施されたのち、本ルーチンを終了する。
【００５１】
上記したように、本実施の形態においては、フィルタ１６のいわゆるＰＭ再生処理中に、燃料給油口２４が開けられた場合には、噴霧燃焼器１４の燃焼を停止することにより、フィルタ１６の昇温制御を中断しているので、給油作業時には、テールパイプ２７から排出される排気の温度は下がり、給油作業をする作業者などに高温の排気が不快感を与えることがない。
【００５２】
なお、本実施の形態においては、排気浄化手段はフィルタ１６を含んで構成され、昇温制御手段は噴霧燃焼器１４を含んで構成される。また、排気浄化性能再生手段は、上記したＰＭ再生ルーチンを記憶したＲＯＭ及びそれを備えたＥＣＵ２１を含んで構成される。また、昇温制御中断手段は、本実施の形態における昇温制御中断ルーチンを記憶したＲＯＭ及びＥＣＵ２１を含んで構成される。
【００５３】
本実施の形態においては、上述したように、フィルタ１６のいわゆるＰＭ再生処理中に燃料給油口２４が開けられたことを給油口センサ２５が検出することにより、噴霧燃焼器１４によるフィルタ１６の昇温制御を中断する。そして、さらに本実施の形態においては、その後において燃料給油口２４が閉められたことを、給油口センサ２５が検出した場合には、その検出がされてから所定時間以上が経過したことを条件に、噴霧燃焼器１４によるフィルタ１６の昇温制御を再開する。以下、その制御について説明する。
【００５４】
図３は、本実施の形態における昇温制御再開ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ２１内のＲＯＭに記憶されたもので、内燃機関１の運転中、所定時間毎に実行される。
【００５５】
本ルーチンが実行されると、まず、Ｓ３０１において、フィルタ１６のいわゆるＰＭ再生処理の中断中かどうかが判断される。先述の、昇温制御中断ルーチンのＳ２０３においては、昇温制御が中断されたときに昇温制御中断フラグの値を１にセットしたが、ここでは、この昇温制御中断フラグの値を確認することによってＰＭ再生処理の中断中かどうかが判断される。
【００５６】
Ｓ３０１において、フィルタ１６のＰＭ再生処理の中断中ではないと判断された場合には、そのまま本ルーチンを終了する。一方、Ｓ３０１において、フィルタ１６のＰＭ再生処理の中断中であると判断された場合にはＳ３０２に進む。Ｓ３０２においては、燃料給油口２４の給油口センサ２５の出力を読み込むことにより、燃料給油口２４が閉められたかどうかが判断される。
【００５７】
ここで、燃料給油口２４が開いていると判断された場合には、まだ給油作業中であると判断されるので、そのまま本ルーチンを終了する。一方、燃料給油口２４が閉められたと判断された場合には、Ｓ３０３に進む。
【００５８】
本ルーチンにおけるＳ３０３からＳ３０５の処理においては、燃料給油口２４が閉められたと判断されてから所定時間経過されるまで、フィルタ１６のＰＭ再生処理の再開を待つための処理が実行される。まず、Ｓ３０３においては、タイマスタートされ、時間ｔの計測が開始される。
【００５９】
そして、Ｓ３０４においては、時間ｔが所定時間ｔ_１より大きいかどうかが判断される。ここで、時間ｔがｔ_１以下である場合には、Ｓ３０４の処理の前に戻り、再び、Ｓ３０４においてｔがｔ_１より大きいがどうかが判断される。そして、Ｓ３０４において、ｔがｔ_１より大きいと判断されるまで、この処理が繰り返される。
【００６０】
ここで、所定時間ｔ_１は、一般的な給油所において、燃料給油口２４が閉められてから、車両が給油所を出るまでに必要な時間として充分な時間であり例えば３分などの値が設定される。そして、Ｓ３０４において、ｔがｔ_１より大きいと判断された場合には、車両が給油所を出た可能性が高いと判断され、Ｓ３０５にて、タイマリセットしたのち、Ｓ３０６に進む。
【００６１】
Ｓ３０６においては、フィルタ１６の昇温制御が再開される。具体的には噴霧燃焼器１４の燃焼を開始し、その燃焼熱のフィルタ１６への供給を再開させる。
【００６２】
このとき、前述の昇温制御中断ルーチンのＳ２０３においてＥＣＵ２１内のＲＡＭに記憶した、ＰＭ再生処理を開始してからの時間ｔ_０を読み出し、そこから、ＰＭ再生処理時間のカウントを再開する。すなわち、中断していた時点からＰＭ再生処理を再開する。また、このときに、先述のＰＭ再生フラグを再度１にセットし、昇温制御中断フラグの値を０にリセットしてから、本ルーチンを終了する。
【００６３】
以上説明したように、本ルーチンによれば、フィルタ１６の昇温制御が中断されている間に、燃料給油口２４が閉められたことを給油口センサ２５の出力によって検出したときに、その検出より所定時間ｔ_１の経過後であることを条件に、フィルタ１６の昇温制御を再開する。
【００６４】
よって、車両が給油所を出たと判断できてから、フィルタ１６の昇温制御を再開することとなり、給油所内で、高温の排気をテールパイプ２７から排出することがない。従って、給油作業者などに不快感を与えることを防止しながら、フィルタ１６のいわゆるＰＭ再生処理を完了させることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、上記のとおり、燃料給油口２４が閉められたことの検出から所定時間ｔ_１の経過後であることを条件にフィルタ１６の昇温制御を再開したが、例えば、車両の車速が所定車速より大きいことを条件にしてもよい。これは、車両の車速が所定車速より大きい場合は、車両は、給油所を出て道路の走行を開始したと推定できるからである。
【００６６】
さらに、燃料給油口２４が閉められたことの検出から所定時間ｔ_１の経過後であり且つ、車両の車速が所定車速より大きいことを条件にしてもよい。
【００６７】
また、本実施の形態においては、排気浄化手段は、フィルタ１６を含んで構成され、排気浄化性能再生手段は、ＰＭ再生ルーチンを記憶したＲＯＭ及びそれを備えたＥＣＵ２１を含んで構成されたが、排気浄化手段は吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８を含んで構成されてもよい。
【００６８】
また、排気浄化性能再生手段としては、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のＳ被毒再生処理を行うプログラムであるＳ被毒再生ルーチンを記憶したＲＯＭと、それを備えたＥＣＵ２１とを含んで構成されてもよい。すなわち、本発明は、フィルタ１６のＰＭ再生処理の他、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のＳ被毒再生処理に適用することも可能である。
【００６９】
さらに、本実施の形態における昇温制御中断ルーチン及び、昇温制御再開ルーチンを適用することと併せて、ＰＭ再生処理の開始時に、ＰＭ再生ルーチンにおいて、運転者に、給油すべきでない旨の警告をするようにしてもよい。例えば、ＰＭ再生処理が開始されると、運転席近傍のアラームランプが点灯してもよい。あるいは、「排気ガスフィルタの浄化処理中です。給油しないでください。」などの表示をするようにしてもよい。このようにすれば、フィルタ１６についてのＰＭ再生処理中には、運転者に、給油しないよう促すことができる。
【００７０】
同様に、ＰＭ再生ルーチンにおいて、フィルタ１６についてのＰＭ再生処理が終了するまでの時間を運転者に報知するようにしてもよい。例えば、ＰＭ再生処理が開始したときに、運転席近傍に、ＰＭ再生処理が終了するまでの時間を表示する。そのことで、上記と同様、フィルタ１６についてのＰＭ再生処理中には、運転者に、給油しないよう促すことができる。
【００７１】
加えて、本実施の形態においては、上記した昇温制御中断ルーチン及び、昇温制御再開ルーチンを両方実行するようにしたが、昇温制御中断ルーチンのみを実行するようにしてもよい。すなわち、フィルタ１６のＰＭ再生処理実行中に、燃料給油口２４が開けられた場合には、ＰＭ再生処理を中止し、次回の通常のＰＭ再生ルーチンの実行タイミングまで、ＰＭ再生処理を再開しないようにしてもよい。
【００７２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。ここでは、前述の第１の実施の形態と異なる構成について説明する。その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００７３】
本実施の形態においては、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８についてのいわゆるＳ被毒再生処理中に、燃料の給油作業がされた場合に、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の昇温制御を中断し、さらに積極的に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８を冷却する例について説明する。
【００７４】
図４に本実施の形態における昇温制御中断及び冷却ルーチンを示す。本ルーチンは、ＥＣＵ２１内のＲＯＭに記憶されたもので、内燃機関１の運転中、所定時間毎に実行される。なお、いわゆるＳ被毒再生処理が実施されるときには、同じくＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されているＳ被毒再生ルーチンが実行される。そして、このＳ被毒再生ルーチンが実行されるときには、Ｓ被毒再生フラグを１にセットし、Ｓ被毒再生処理が開始されてからの時間ｔ_０がカウントされているものとする。
【００７５】
本ルーチンが実行されると、まずＳ４０１において、前述のＳ被毒再生フラグの値を確認することによって、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のいわゆるＳ被毒再生処理中かどうかが判断される。
【００７６】
Ｓ４０１において、Ｓ被毒再生処理中でないと判断された場合には、そのまま本ルーチンを終了する。一方、Ｓ４０１において、Ｓ被毒再生処理中であると判断された場合には、Ｓ４０２に進む。
【００７７】
Ｓ４０２においては、本実施の形態における開閉状態検出手段である、給油口センサ２５の出力が確認される。ここで、燃料給油口２４が閉められていると判断された場合には、そのまま本ルーチンを終了する。一方、燃料給油口２４が開けられたと判断された場合には、Ｓ４０３に進む。
【００７８】
Ｓ４０３においては、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の昇温制御を中断して、さらに、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の冷却を開始する。具体的には、噴霧燃焼器１４の燃焼を停止することにより、排気への燃焼熱の供給を中断し、さらに、噴霧燃焼器１４の空気ポンプ１４ａだけを作動させる。
【００７９】
この空気ポンプ１４ａは、本来、噴霧燃焼器１４の燃焼のための空気を供給するものであるが、噴霧燃焼器１４の燃焼を停止し、空気ポンプ１４ａのみを作動させることによって、吸気管３内の低温の空気のみを排気通路７を介して、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８に供給することができ、そのことにより、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の温度を急激に下降させることができる。
【００８０】
また、Ｓ４０３においては、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の昇温制御を中断すると同時に、Ｓ被毒再生処理を開始してからの時間ｔ_０を、ＥＣＵ２１内のＲＡＭに記憶する。また、ＥＣＵ２１のＲＡＭに記憶されているＳ被毒再生フラグの値は０にリセットする。さらに、昇温制御中断フラグの値を１にセットする。Ｓ４０３の処理が完了すると、Ｓ４０４に進む。
【００８１】
Ｓ４０４においては、まず、昇温制御中断フラグの値を確認する。ここで、この値を確認するのは、Ｓ４０３において、昇温制御中断フラグの値を１にセットしているが、その後、後述する昇温制御再開ルーチンが実行され、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の昇温制御が再開されたかどうかを確認するためである。
【００８２】
もし、Ｓ４０４において、昇温制御中断フラグが０にリセットされていれば、後述する昇温制御再開ルーチンにおいて、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の昇温制御が再開されたと判断できるので、そのまま本ルーチンを終了する。
【００８３】
次に、Ｓ４０５に進み、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の温度が所定温度Ｔ_２より低くなったかどうかが判断される。具体的には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の下流側に配置された排気温度センサ２８から出力される排気温度信号を検出し、その排気の温度とＴ_２とを比較することに判断される。ここでＴ_２は、通常運転時の排気温度と同等と判断するための閾値としての排気温度であり、５００℃以下の値を設定するとよい。
【００８４】
Ｓ４０５において、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の温度が、Ｔ_２以上と判断された場合には、Ｓ４０４の処理の直前に戻り、Ｓ４０４の処理のあと、再びＳ４０５において吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の温度がＴ_２より低いかどうかが判断され、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の温度がＴ_２より低いと判断されるまでこの処理が繰り返される。なお、この繰り返し処理の間、Ｓ４０４において、毎回、昇温制御中断フラグの値は確認されており、昇温制御中断フラグが０にリセットされている場合は、本ルーチンを終了する。
【００８５】
そして、Ｓ４０５において、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の温度がＴ_２より低いと判断された場合には、Ｓ４０６に進む。Ｓ４０６においては、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の冷却を終了する。具体的には、空気ポンプ１４ａの作動を停止する。この処理が完了したのち、本ルーチンを終了する。
【００８６】
以上、説明したように、本ルーチンにおいては、昇温制御中断及び冷却ルーチンのＳ４０３以降の処理において、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の昇温制御を中断するばかりでなく、積極的に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８を冷却する処理を行っているため、Ｓ被毒再生処理中に給油作業が行われた場合に、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８から排出される排気の温度は急激に低くなる。
【００８７】
これにより、給油作業時に、車両のテールパイプから排出される排気の温度も早急に低くなるので、作業者に不快感を与えることを早急に防止することができる。
【００８８】
図５は、本実施の形態における昇温制御再開ルーチンを示すフローチャートである。本実施の形態においては、燃料給油口２４が閉められたことを給油口センサ２５が検知した場合、その検出がされてから所定時間が経過し且つ、車両の車速が所定車速以上になることを条件に、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の昇温制御を再開する例について説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ２１内のＲＯＭに記憶されたルーチンであり、内燃機関１の運転中、所定時間毎に実行される。
【００８９】
本ルーチンが実行されると、まず、Ｓ５０１において、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のいわゆるＳ被毒再生処理の中断中かどうかが判断される。これは、先述の、昇温制御中断及び冷却ルーチンのＳ４０３において、昇温制御が中断されたときに１にセットされる昇温制御中断フラグの値を確認することによって判断される。
【００９０】
Ｓ５０１において、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のいわゆるＳ被毒再生処理の中断中ではないと判断された場合には、そのまま本ルーチンを終了する。一方、Ｓ５０１において、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のＳ被毒再生処理の中断中であると判断された場合には、Ｓ５０２に進む。Ｓ５０２においては、燃料給油口２４の給油口センサ２５の出力を読み込むことにより、燃料給油口２４が閉められたかどうかが判断される。
【００９１】
ここで、燃料給油口２４が開けられていると判断された場合には、まだ給油作業中であると判断されるので、そのまま本ルーチンを終了する。一方、燃料給油口２４が閉められたと判断された場合には、Ｓ５０３以降の処理に進む。
【００９２】
本ルーチンにおけるＳ５０３からＳ５０５の処理においては、燃料給油口２４が閉められたと判断されてから所定時間が経過するまで、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のＳ被毒再生処理の再開を待つための処理が実行される。これらの処理は、図３に示した第１の実施の形態における昇温制御再開ルーチンのＳ３０３からＳ３０５までの処理と同じであるので、ここでは、詳細な説明は省略する。Ｓ５０３からＳ５０５までの処理のあと、Ｓ５０６に進む。
【００９３】
Ｓ５０６においては、車両の車速が所定車速Ｓ_１より大きいかどうかが判断される。ここで、所定車速Ｓ_１は、車両が道路の走行を開始したと判断するに充分な車速が設定されており、例えば、２０ｋｍ／ｈなどの車速が設定されている。
【００９４】
ここで、車速がＳ_１以下であると判断された場合には、車両は、まだ給油所から出て、道路の走行を開始していない可能性があると判断されるので、Ｓ５０６の処理の前に戻り、再度Ｓ５０６において車速が所定車速Ｓ_１より大きいかどうかが判断され、ここで車速が所定車速Ｓ_１より大きいと判断されるまでこの処理が繰り返される。
【００９５】
Ｓ５０６において、車速が所定車速Ｓ_１より大きいと判断されると、そのことにより、車両が給油所を出て、道路を走行し始めたと推定できので、Ｓ５０７に進む。Ｓ５０７においては、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のいわゆるＳ被毒再生処理が再開される。具体的には噴霧燃焼器１４の燃焼を開始し、その燃焼熱の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８への供給を再開させる。
【００９６】
前述の昇温制御中断ルーチンのＳ４０３においては、Ｓ被毒再生処理を開始してからの時間ｔ_０を、ＥＣＵ２１内のＲＡＭに記憶したが、Ｓ５０７においては、そのｔ_０の値をＲＡＭから読み出し、そこから、Ｓ被毒再生処理時間のカウントを再開する。すなわち、中断していた時点からＳ被毒再生処理を再開する。また、このときに、先述のＳ被毒再生フラグを１にセットし、昇温制御中断フラグの値を０にリセットしてから、本ルーチンを終了する。
【００９７】
以上説明したように、本ルーチンによれば、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の昇温制御が中断されている間に、燃料給油口２４が閉められたことを燃料給油口センサ２５の出力によって検出したときに、その検出から所定時間ｔ_１の経過後であり且つ、車両の車速が所定車速Ｓ_１より大きいことを条件に、吸蔵還元型ＮＯ_Ｘ触媒８の昇温制御を再開する。
【００９８】
よって、車両が給油所を出て、道路の走行を開始したと推定できてから、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の昇温制御を再開することとなり、給油所内で、高温の排気をテールパイプ２７から排出することがなくなる。従って、給油作業者などに不快感を与えることを、より確実に防止しながら、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のいわゆるＳ被毒再生処理を完了させることができる。
【００９９】
なお、本実施の形態においては、上記のとおり、燃料給油口２４が閉められたことの検出から所定時間ｔ_１の経過後であり且つ、車両の車速が所定車速Ｓ_１より大きいことを条件に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の昇温制御を再開したが、ｔ_１及びＳ_１の値を最適化することで、燃料給油口２４が閉められたことの検出から所定時間ｔ_１の経過後であること、または、車両の車速が所定車速Ｓ_１より大きいこと、のどちらか一方を条件に、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８の昇温制御を再開してもよい。
【０１００】
また、本実施の形態においては、排気浄化手段は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８を含んで構成され、排気浄化性能再生手段は、Ｓ被毒再生処理ルーチンを記憶したＲＯＭ及びそれを備えたＥＣＵ２１を含んで構成されたが、排気浄化手段はフィルタ１６を含んで構成されてもよい。
【０１０１】
また、排気浄化性能再生手段としては、フィルタ１６のＰＭ再生ルーチンを記憶したＲＯＭと、それを備えたＥＣＵ２１とを含んで構成されてもよい。すなわち、本発明は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のＳ被毒再生処理の他、フィルタ１６のＰＭ再生処理に適用することも可能である。
【０１０２】
さらに、本実施の形態における昇温制御中断及び冷却ルーチン及び、昇温制御再開ルーチンを適用することと併せて、Ｓ被毒再生ルーチンが開始されたときに、運転者に、給油すべきでない旨の警告をするようにしてもよい。また、同様に、Ｓ被毒再生ルーチンが開始されたときに、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のＳ被毒再生処理が終了するまでの時間を運転者に報知するようにしてもよい。これらにより、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のＳ被毒再生処理中には、運転者に、給油しないよう促すことができる。
【０１０３】
加えて、本実施の形態においては、上記した昇温制御中断及び冷却ルーチンと、昇温制御再開ルーチンとを両方実行するようにしたが、昇温制御中断及び冷却ルーチンのみを実行するようにしてもよい。すなわち、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒８のＳ被毒再生処理実施中に、燃料給油口２４が開けられた場合には、Ｓ被毒再生処理を中止し、次回の通常のＳ被毒再生ルーチンの実行タイミングまで、Ｓ被毒再生処理を再開しないようにしてもよい。
【０１０４】
【発明の効果】
上述のように本発明にあっては、排気浄化手段の排気浄化性能についての再生処理において、排気浄化手段を所定温度以上に昇温制御しているときに給油作業を行っても、高温の排気が作業者などに不快感を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明における第１の実施の形態に係る昇温制御中断ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明における第１の実施の形態に係る昇温制御再開ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明における第２の実施の形態に係る昇温制御中断及び冷却ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明における第２の実施の形態に係る昇温制御再開ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…内燃機関
７…排気通路
８…吸蔵還元型ＮＯｘ触媒
１４…噴霧燃焼器
１４ａ…空気ポンプ
１６…フィルタ
２１…ＥＣＵ
２２…燃料タンク
２３…燃料ポンプ
２４…燃料給油口
２５…給油口センサ
２６…マフラ
２７…テールパイプ
２８…排気温度センサ

Claims

燃料タンクへ内燃機関の燃料を供給する開閉自在の燃料給油口を備えた車両において、
内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化手段と、
前記排気浄化手段の排気浄化性能の再生処理を行う排気浄化性能再生手段と、
前記排気浄化性能再生手段による排気浄化性能の再生処理時に、前記排気浄化手段を所定温度以上に昇温制御する昇温制御手段と、
前記燃料給油口の開閉状態を検出する開閉状態検出手段と、
前記昇温制御手段により前記排気浄化手段を所定温度以上に昇温制御しているときに、前記燃料給油口が開けられたことを前記開閉状態検出手段が検出した場合には、前記昇温制御手段による前記排気浄化手段の昇温制御を中断する昇温制御中断手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
前記昇温制御中断手段による前記排気浄化手段の昇温制御の中断後、前記燃料給油口が閉められたことを前記開閉状態検出手段が検出した場合、所定の条件に基づいて、前記昇温制御手段による前記排気浄化手段の昇温制御を再開する昇温制御再開手段を、
さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記所定の条件は、前記燃料給油口が閉められたことを検出したときから所定時間経過後であること、及び、前記車両の車速が所定車速以上であること、の少なくとも一方であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。