JP2005299460A - 内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルタが故障した場合における大気へのパティキュレートの放出量を抑制することができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】 内燃機関３から排出された排ガス中のパティキュレートを捕集することによって排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置１であって、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ１４と、フィルタ１４が故障しているか否かを判定するフィルタ故障判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ６）と、フィルタ１４が故障していると判定されたときに、内燃機関３における燃焼によって生成されるパティキュレートの量であるＰＭ量を低減するＰＭ量低減手段（ＥＣＵ２、図３のステップ９〜１４、図６、図７）と、を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関、特にディーゼルエンジンの排ガス中のパティキュレートをフィルタによって捕集する内燃機関の排ガス浄化装置に関する。

一般に、この種の排ガス浄化装置では、フィルタへのパティキュレート（以下「ＰＭ」という）の堆積量が多くなると、排圧の上昇によってディーゼルエンジン（以下「エンジン」という）の出力の低下や燃費の悪化を招く。このため、フィルタをヒータで加熱することなどによって、フィルタに堆積したＰＭを燃焼させることで、フィルタの再生が行われている。しかし、このような排ガス浄化装置では、フィルタの再生を堆積したＰＭを燃焼させることによって行うので、フィルタが過熱状態になることにより、フィルタの亀裂や破損などが生じるおそれがあり、その場合には、多量のＰＭが大気に放出されてしまう。

このような不具合を回避するための従来の排ガス浄化装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この排ガス浄化装置では、エンジンの運転中に検出された排気管のフィルタよりも上流側の排気圧力に基づいて、フィルタが故障しているか否かを判定する。そして、故障と判定した場合には、フィルタの交換を運転者に促すために、その旨を運転者に知らせるようになっている。

しかし、上記従来の排ガス浄化装置では、フィルタが故障していると判定した場合に、その旨を運転者に知らせるに過ぎないので、運転者がこの判定結果を受けた後、フィルタの交換を実際に行うまでの間は、多量のＰＭが大気に放出されるおそれがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、フィルタが故障した場合における大気へのパティキュレートの放出量を抑制することができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することを目的とする。

特開２００２−２２７６３４号公報

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、内燃機関３から排出された排ガス中のパティキュレートを捕集することによって排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置１であって、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ１４と、フィルタ１４が故障しているか否かを判定するフィルタ故障判定手段（実施形態における（以下本項において同じ）ＥＣＵ２、図３のステップ６）と、フィルタ故障判定手段によりフィルタ１４が故障していると判定されたときに、内燃機関３における燃焼によって生成されるパティキュレートの量であるＰＭ量を低減するＰＭ量低減手段（ＥＣＵ２、図３のステップ９〜１４、図６、図７）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の排ガス浄化装置によれば、フィルタ故障判定手段により、フィルタが故障しているか否かが判定されるとともに、フィルタが故障していると判定されたときには、ＰＭ量低減手段によりＰＭ量が低減される。このように、フィルタが故障していると判定されたときに、ＰＭ量、すなわち、内燃機関における燃焼によって生成されるパティキュレートの量を低減するので、フィルタが故障した状態において、内燃機関で生成され、フィルタに流入するパティキュレートの量が低減される。したがって、フィルタが故障した場合における大気へのパティキュレートの放出量を抑制することができる。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置１において、ＰＭ量低減手段は、内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＰ）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ２０、アクセル開度センサ２５、ＥＣＵ２）と、内燃機関３を制御するための制御パラメータ（目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤ、目標過給圧ＰＣＣＭＤ）を、検出された内燃機関３の運転状態に応じ、ＰＭ量を低減するように決定する制御パラメータ決定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ７〜１２、図６、図７）と、決定された制御パラメータに基づいて内燃機関３を制御する制御手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１３，１４）と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、制御パラメータ決定手段によって、検出された内燃機関の運転状態に応じて制御パラメータがＰＭ量を低減するように決定され、決定した制御パラメータに基づき、制御手段によって内燃機関が制御される。以上により、ＰＭ量が低減される。また、この制御パラメータの決定を検出された内燃機関の運転状態に応じて行うので、内燃機関をその実際の運転状態に見合うように制御しながら、ＰＭ量を低減できる。したがって、内燃機関のドライバビリティーや所要の出力を維持しながら、ＰＭ量を低減することができる。

本発明の請求項３に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置１において、内燃機関３は、燃焼により生成された燃焼ガスの一部をＥＧＲガスとして燃焼室３ｃ内に存在させるＥＧＲ装置１２を備えており、ＰＭ量低減手段は、ＰＭ量の低減を、燃焼室３ｃ内に存在させるＥＧＲガスの量（目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤ）を低減することによって行うＥＧＲガス量低減手段（ＥＣＵ２、図３のステップ９，１０，１３、図６）であることを特徴とする。

この構成によれば、フィルタが故障していると判定されたときのＰＭ量の低減が、ＥＧＲガス量低減手段によって、燃焼室内に存在させるＥＧＲガスの量を低減することにより行われる。このようにＥＧＲガスの量を低減すると、燃焼温度が上昇することによって、ＰＭ量が低減される。また、ＥＧＲガスの量を低減すると、ＥＧＲの動作に伴って燃焼室内に存在させられる、パティキュレートの核となる物質の量が減少することにより、パティキュレートが生成されにくくなるので、それによってもＰＭ量が低減される。以上により、フィルタが故障していると判定されたときに、ＰＭ量を確実に低減することができる。

また、ＥＧＲ装置は、ＮＯｘを低減するために、内燃機関に一般的に設けられているものである。本発明によれば、そのような既存のＥＧＲ装置を利用しながら、格別の機構を設けることなく、ＰＭ量を低減できるので、排ガス浄化装置のコストを抑制することができる。

本発明の請求項４に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置１において、内燃機関３は、吸気を過給する過給装置７を備えており、ＰＭ量低減手段は、ＰＭ量の低減を、吸気の過給圧（目標過給圧ＰＣＣＭＤ）を増大させることによって行う過給圧増大手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１１，１２，１４、図７）であることを特徴とする。

この構成によれば、フィルタが故障していると判定されたときのＰＭ量の低減が、過給圧増大手段によって、吸気の過給圧を増大させることにより行われる。このように吸気の過給圧を増大させると、内燃機関の燃焼室に供給される吸気の量が増加することにより、燃焼温度が上昇するので、ＰＭ量が低減される。したがって、フィルタが故障していると判定されたときに、ＰＭ量を確実に低減することができる。

また、過給装置は、内燃機関の出力を高めるために、内燃機関に設けられることが多い。本発明では、そのような既存の過給装置を利用しながら、格別の機構を設けることなく、ＰＭ量を低減できるので、排ガス浄化装置のコストを抑制することができる。

本発明の排ガス浄化装置およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。 排ガス浄化装置の一部を示す図である。 ＥＧＲガス量などを制御する処理を示すフローチャートである。 図３の処理で用いられるＮＥＧＲＭマップの一例である。 図３の処理で用いられるＮＰＣＭマップの一例である。 図３の処理で用いられるＢＥＧＲＭマップの一例である。 図３の処理で用いられるＢＰＣＭマップの一例である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を説明する。図１に示すように、本発明の排ガス浄化装置１を適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３は、車両（図示せず）に搭載された、例えば４気筒（１つのみ図示）のディーゼルエンジンである。

エンジン３は、気筒ごとにピストン３ａとシリンダヘッド３ｂを備えており、ピストン３ａとシリンダヘッド３ｂによって燃焼室３ｃが形成されている。シリンダヘッド３ｂには、吸気管４および排気管５がそれぞれ接続されるとともに、燃焼室３ｃに臨むように燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）６が取り付けられている。

インジェクタ６は、燃焼室３ｃの天壁中央部に配置されており、コモンレールを介して高圧ポンプ（いずれも図示せず）に接続されている。高圧ポンプは、後述するＥＣＵ２による制御により、燃料タンク（図示せず）の燃料を、高圧に昇圧した後、コモンレールを介してインジェクタ６に送り、インジェクタ６はこの燃料を燃焼室３ｃに噴射する。インジェクタ６の燃料噴射の時間（燃料噴射量）およびタイミングは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御される（図２参照）。

また、エンジン３のクランクシャフト３ｄには、マグネットロータ２０ａが取り付けられている。このマグネットロータ２０ａとＭＲＥピックアップ２０ｂによって、クランク角センサ２０（運転状態検出手段）が構成されている。クランク角センサ２０は、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥ（内燃機関の運転状態）を求める。ＴＤＣ信号は、各気筒のピストン３ａが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、４気筒タイプの本例では、クランク角１８０゜ごとに出力される。

吸気管４には、過給装置７が設けられており、過給装置７は、ターボチャージャで構成された過給機８と、これに連結されたアクチュエータ９と、ベーン開度制御弁１０を備えている。

過給機８は、吸気管４の途中に設けられたコンプレッサハウジング８ａと、これに回転自在に収容されたコンプレッサブレード８ｂと、排気管５の途中に設けられたタービンハウジング８ｃと、これに回転自在に収容されたタービンブレード８ｄと、これらのブレード８ｂ，８ｄを連結するシャフト８ｅと、複数の可変ベーン８ｆ（２つのみ図示）を有している。過給機８は、排気管５内の排ガスによってタービンブレード８ｄが回転駆動された際に、これと一体のコンプレッサブレード８ｂも回転駆動されることにより、吸気管４内の吸入空気を加圧する過給動作を行う。

可変ベーン８ｆは、過給機８が発生する過給圧を変化させるためのものであり、タービンハウジング８ｃのタービンブレード８ｄを収容する部分の壁に回動自在に取り付けられている。また、各可変ベーン８ｆは、前記アクチュエータ９に機械的に連結されており、アクチュエータ９で駆動されることによって、その開度（以下「ベーン開度」という）が変化する。

アクチュエータ９は、負圧によって作動するダイアフラム式のものであり、ベーン開度制御弁１０を介して、エンジン３を動力源とする負圧ポンプ（図示せず）に接続されている。負圧ポンプは、エンジン３の運転中、エンジン３で駆動されることにより負圧を発生し、ベーン開度制御弁１０を介してアクチュエータ９に供給する。ベーン開度制御弁１０は、電磁弁で構成されており、その弁開度がＥＣＵ２からの駆動信号に応じて変化することにより、アクチュエータ９に供給される負圧が変化する。この負圧の変化に伴い、アクチュエータ９を介して可変ベーン８ｆのベーン開度が変化することにより、過給圧が制御される。より具体的には、このベーン開度を閉じ側に変化させると、タービンブレード８ｄに流入する排ガスの流速が大きくなることにより、コンプレッサブレード８ｂから下流側に流れる吸入空気量が増大することによって、過給圧が上昇する。

また、吸気管４の過給装置７よりも上流側および下流側には、エアフローセンサ２１および過給圧センサ２２がそれぞれ設けられている。エアフローセンサ２１は吸入空気量Ｑを検出し、過給圧センサ２２は吸気管４内の過給圧ＰＡＣＴを検出し、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。

さらに、吸気管４のインテークマニホールド４ａは、その集合部から分岐部にわたって、スワール管路４ｂとバイパス管路４ｃに仕切られており、これらの管路４ｂ，４ｃはそれぞれ、吸気ポートを介して各燃焼室３ｃに連通している。

バイパス管路４ｃには、スワール装置１１が設けられている。スワール装置１１は、スワール弁１１ａと、これを開閉するアクチュエータ１１ｂと、スワール制御弁１１ｃを備えている。スワール装置１１は、スワール弁１１ａの開度を変化させることによって燃焼室３ｃ内にスワールを発生させるものであり、このスワールにより、燃焼室３ｃ内が攪拌される。アクチュエータ１１ｂは、スワール制御弁１１ｃを介して前記負圧ポンプに接続されている。アクチュエータ１１ｂおよびスワール制御弁１１ｃはそれぞれ、過給装置７のアクチュエータ９およびベーン開度制御弁１０と同様に構成されている。すなわち、スワール制御弁１１ｃは、電磁弁で構成されており、その弁開度がＥＣＵ２からの駆動信号に応じて変化し、それに応じて、ダイアフラム式のアクチュエータ１１ｂに供給される負圧が変化することによって、スワール弁１１ａの開度が制御される。

また、エンジン３には、ＥＧＲ管１２ａとＥＧＲ制御弁１２ｂを有するＥＧＲ装置１２が設けられている。ＥＧＲ管１２ａは、吸気管４と排気管５の間に、具体的には、インテークマニホールド４ａの集合部のスワール管路４ｂと排気管５の過給機８よりも上流側とをつなぐように接続されている。このＥＧＲ管１２ａを介して、エンジン３の排ガスの一部が吸気管４に再循環され、それにより、エンジン３の燃焼室３ｃ内の燃焼温度が低下することで、排ガス中のＮＯｘが減少する。

ＥＧＲ制御弁１２ｂは、ＥＧＲ管１２ａに取り付けられており、リニア電磁弁で構成され、そのバルブリフト量がＥＣＵ２からの駆動信号に応じてリニアに変化する。ＥＣＵ２は、ＥＧＲ制御弁１２ｂのバルブリフト量を制御することにより、ＥＧＲ管１２ａを介して吸気管４に還流される排ガスの量であるＥＧＲガス量を制御する。

また、ＥＧＲ制御弁１２ｂには、バルブリフト量センサ２３が取り付けられており、このバルブリフト量センサ２３は、ＥＧＲ制御弁１２ｂのバルブリフト量ＬＡＣＴを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、排気管５の過給装置７よりも下流側には、上流側から順に、触媒装置１３およびフィルタ１４が設けられている。この触媒装置１３は、ＮＯｘ触媒と酸化触媒（いずれも図示せず）を組み合わせたものである。このＮＯｘ触媒は、エンジン３に供給される混合気の空燃比がリーンの場合には、排ガス中のＮＯｘを吸着し、排ガスを浄化するとともに、空燃比がリッチの場合には、吸着したＮＯｘを還元するという特性を有する。上記酸化触媒は、排ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化し、排ガスを浄化する。

フィルタ１４は、多孔質セラミックなどで構成されたハニカムコア（図示せず）を有しており、排ガス中の煤などのパティキュレート（以下「ＰＭ」という）を捕集することによって、大気に排出されるＰＭの量を低減する。また、フィルタ１４のハニカムコアには、触媒装置１３と同様の酸化触媒（図示せず）が担持されている。

さらに、排気管５には、触媒装置１３とフィルタ１４の間と、フィルタ１４の下流側に、圧力導入通路５ａが接続されており、この圧力導入通路５ａには、差圧センサ２４が接続されている。差圧センサ２４は、排気管５内のフィルタ１４よりも上流側と下流側の間の差圧（以下「差圧」という）ＤＰを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２５（運転状態検出手段）が接続されており、アクセル開度センサ２５は、アクセルペダル（図示せず）の操作量であるアクセル開度ＡＰ（内燃機関の運転状態）を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

ＥＣＵ２（フィルタ故障判定手段、ＰＭ量低減手段、運転状態検出手段、制御パラメータ決定手段、制御手段、ＥＧＲガス量低減手段および過給圧増大手段）は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種センサ２０〜２５からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。

ＣＰＵは、これらの入力信号に応じて、エンジン３の運転状態を判別し、判別した運転状態に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、フィルタ１４の故障の有無を判定するとともに、この判定結果に応じて、ＥＧＲガス量および過給圧を制御する処理を実行する。

次に、この処理について、図３を参照しながら説明する。本処理は、所定時間（例えば０．０１ｓｅｃ）ごとに実行される。まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同様）では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、図４に示すＮＥＧＲＭマップを検索することにより、通常時用ＥＧＲマップ値ＮＥＧＲＭを求める。次いで、求めた通常時用ＥＧＲマップ値ＮＥＧＲＭを、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤ（制御パラメータ、燃焼室に存在させるＥＧＲガスの量）として設定する（ステップ２）。

このＮＥＧＲＭマップは、フィルタ１４が故障していないときに還流させるべきＥＧＲガス量を定めたものであり、通常時用ＥＧＲマップ値ＮＥＧＲＭは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、およびアクセル開度ＡＰが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、およびアクセル開度ＡＰが大きいほど、燃焼温度が上昇することによって、ＮＯｘ生成量が増大する傾向にあるので、これを抑制するためである。

次に、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、図５に示すＮＰＣＭマップを検索することにより、通常時用過給圧マップ値ＮＰＣＭを求め（ステップ３）、目標過給圧ＰＣＣＭＤ（制御パラメータ、過給圧）として設定する（ステップ４）。このＮＰＣＭマップは、フィルタ１４が故障していないときに得られるべき過給圧を定めたものであり、通常時用過給圧マップ値ＮＰＣＭは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、およびアクセル開度ＡＰが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、およびアクセル開度ＡＰが大きいほど、エンジン３に要求される出力がより高くなるためである。

次いで、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、ＤＰＪＵＤマップ（図示せず）を検索することにより、判定値ＤＰＪＵＤを求める（ステップ５）。このマップでは、判定値ＤＰＪＵＤは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、より大きな値に設定されている。

次に、差圧ＤＰが上記判定値ＤＰＪＵＤよりも小さいか否かを判別する（ステップ６）。この答がＮＯで、フィルタ１４の上下流間の差圧ＤＰが比較的大きいときには、フィルタ１４が正常であると判定し、後述するステップ１３に進む。

一方、上記ステップ６の答がＹＥＳで、ＤＰ＜ＤＰＪＵＤ、すなわち差圧ＤＰが小さいときには、フィルタ１４が故障していると判定し、後述するステップ７以降に進む。

以上のように差圧ＤＰに基づいてフィルタ１４の故障の有無を判定するのは、次の理由による。すなわち、フィルタ１４が正常な場合には、フィルタ１４の通気抵抗によって差圧ＤＰが比較的大きくなる一方、フィルタ１４の亀裂や破損が生じ、故障している場合には、フィルタ１４の通気抵抗が減少することにより、差圧ＤＰが小さくなるためである。また、差圧ＤＰは、排ガスの流速が大きいほどより大きくなる。これに対して、判定値ＤＰＪＵＤは、前述したように、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、すなわち排ガスの流速が大きいほど、より大きな値に設定される。したがって、上記ステップ６によるフィルタ１４の故障の判定を、排ガスの流速に応じて適切に行うことができる。

前記ステップ６の答がＹＥＳで、フィルタ１４が故障していると判定されたときには、ステップ７〜１２において、フィルタ１４の故障時用のＥＧＲガス量および過給圧を設定する。まず、ステップ７および８では、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰがそれぞれ、所定の判定回転数ＮＥＲＥＦ（例えば１０００ｒｐｍ）および判定開度ＡＰＲＥＦ（例えば５゜）よりも小さいか否かを判別する。

これらの答がいずれもＹＥＳで、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰがともに小さいときには、エンジン３が低負荷運転状態にあるとして、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、図６に示すＢＥＧＲＭマップを検索することにより、故障時用ＥＧＲマップ値ＢＥＧＲＭを求める（ステップ９）。次いで、求めた故障時用ＥＧＲマップ値ＢＥＧＲＭを、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤとして設定し（ステップ１０）、後述するステップ１３に進む。

上記ＢＥＧＲＭマップは、フィルタ１４が故障しているときに還流させるべきＥＧＲガス量を定めたものであり、故障時用ＥＧＲマップ値ＢＥＧＲＭは、図４の通常時用ＥＧＲマップ値ＮＥＧＲＭと同様、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰが大きいほど、より大きな値に設定されている。また、故障時用ＥＧＲマップ値ＢＥＧＲＭは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰの全領域において、通常時用ＥＧＲマップ値ＮＥＧＲＭよりも小さな値に設定されている。これにより、フィルタ１４が故障していると判定されたときに、正常時よりもＥＧＲガス量が低減されることによって、燃焼温度が高められるとともに、ＥＧＲガスの還流に伴って燃焼室３ｃに流入するＰＭの核となる物質の量が減少する。したがって、燃焼によって生成されるＰＭの量（以下「ＰＭ量」という）を確実に低減することができる。

一方、前記ステップ７および８の答のいずれかがＮＯで、エンジン３の負荷が比較的高いときには、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、図７に示すＢＰＣＭマップを検索することにより、故障時用過給圧マップ値ＢＰＣＭを求める（ステップ１１）。次いで、求めた故障時用過給圧マップ値ＢＰＣＭを、目標過給圧ＰＣＣＭＤとして設定し（ステップ１２）、ステップ１３に進む。

上記ＢＰＣＭマップは、フィルタ１４が故障しているときに得られるべき過給圧を定めたものであり、故障時用過給圧マップ値ＢＰＣＭは、図５の通常時用過給圧マップ値ＮＰＣＭと同様、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰが大きいほど、より大きな値に設定されている。また、故障時用過給圧マップ値ＢＰＣＭは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰの全領域において、通常時用過給圧マップ値ＮＰＣＭよりも大きな値に設定されている。これにより、フィルタ１４が故障していると判定されたときに、正常時よりも過給圧が増大する。その結果、燃焼温度が高められるとともに、ＥＧＲガス量が減少することで、ＥＧＲガスの還流に伴って燃焼室３ｃに流入するＰＭの核となる物質の量が減少する。したがって、ＰＭ量を確実に低減することができる。

上記ステップ１３では、前記ステップ２または１０で設定された目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤに応じて、ＥＧＲ制御弁１２ｂのバルブリフト量を制御する。これにより、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤになるように制御される。

次いで、前記ステップ４または１２で設定された目標過給圧ＰＣＣＭＤに応じて、可変ベーン８ｆのベーン開度を制御する（ステップ１４）ことにより、過給圧ＰＡＣＴを目標過給圧ＰＣＣＭＤになるように制御し、本処理を終了する。

以上のように、本実施形態によれば、フィルタ１４が故障していると判定された場合に、ＥＧＲガス量の低減または過給圧の増大を行うので、ＰＭ量を確実に低減することができる。したがって、フィルタが故障した場合における大気へのパティキュレートの放出量を抑制することができる。

また、前述したように、エンジン３の低負荷運転状態のときとそれ以外のときで、ＰＭ量を低減するために、ＥＧＲガス量の低減と過給圧の増大を使い分けることによって、次のような効果を得ることができる。すなわち、エンジン３が低負荷運転状態にあるときには、過給圧を高めると、ドライバビリティーが悪化しやすいので、ＥＧＲガス量を低減することによって、ドライバビリティーを維持しながら、ＰＭ量を低減することができる。一方、エンジン３の負荷が比較的高いときには、過給圧を増大させることによって、負荷に応じたエンジン３の所要の出力を確保しながら、ＰＭ量を低減することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、ＰＭ量の低減を、ＥＧＲガス量の低減または過給圧の増大によって行っているが、これを他の適当な任意の手法によって行ってもよい。例えば、インジェクタ６による燃料噴射の時間およびタイミングや、スワール装置１１によるスワールの強さを制御することなどによって行ってもよい。また、実施形態では、ＥＧＲ装置として、排ガスの一部をＥＧＲ管１２ａを介して吸気管４に還流させるＥＧＲ装置１２を用いたが、これに代えて、エンジン３の排気弁（図示せず）の閉弁タイミングを早めることによって、燃焼ガスの一部を燃焼室３ｃ内に残留させる、いわゆる内部ＥＧＲタイプのものを用いてもよい。

さらに、実施形態では、過給装置として、ターボチャ−ジャ式の過給装置７を用いたが、これに代えて、スーパーチャージャ式のものを用いてもよい。また、過給圧を変化させるための構成は、例示した可変ベーンに限らず、ウェイストゲート弁など、任意のものでよい。さらに、本発明は、車両に搭載されたディーゼルエンジンの排ガス浄化装置に限らず、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む、様々な産業用の内燃機関の排ガス浄化装置に適用できることはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

符号の説明

１ 排ガス浄化装置
２ ＥＣＵ（フィルタ故障判定手段、ＰＭ量低減手段、運転状態検出
手段、制御パラメータ決定手段、制御手段、ＥＧＲガス
量低減手段、過給圧増大手段）
３ エンジン
３ｃ 燃焼室
７ 過給装置
１２ ＥＧＲ装置
１４ フィルタ
２０ クランク角センサ（運転状態検出手段）
２５ アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
ＮＥ エンジン回転数（内燃機関の運転状態）
ＡＰ アクセル開度（内燃機関の運転状態）
ＥＧＲＣＭＤ 目標ＥＧＲガス量（制御パラメータ、燃焼室に存在させるＥＧＲ
ガスの量）
ＰＣＣＭＤ 目標過給圧（制御パラメータ、過給圧）

Claims (4)

1. 内燃機関から排出された排ガス中のパティキュレートを捕集することによって排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置であって、
   排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタと、
   当該フィルタが故障しているか否かを判定するフィルタ故障判定手段と、
   当該フィルタ故障判定手段により前記フィルタが故障していると判定されたときに、前記内燃機関における燃焼によって生成されるパティキュレートの量であるＰＭ量を低減するＰＭ量低減手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。
2. 前記ＰＭ量低減手段は、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   前記内燃機関を制御するための制御パラメータを、前記検出された内燃機関の運転状態に応じ、前記ＰＭ量を低減するように決定する制御パラメータ決定手段と、
   当該決定された制御パラメータに基づいて前記内燃機関を制御する制御手段と、を有することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
3. 前記内燃機関は、燃焼により生成された燃焼ガスの一部をＥＧＲガスとして燃焼室内に存在させるＥＧＲ装置を備えており、
   前記ＰＭ量低減手段は、前記ＰＭ量の低減を、前記燃焼室内に存在させるＥＧＲガスの量を低減することによって行うＥＧＲガス量低減手段であることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
4. 前記内燃機関は、吸気を過給する過給装置を備えており、
   前記ＰＭ量低減手段は、前記ＰＭ量の低減を、吸気の過給圧を増大させることによって行う過給圧増大手段であることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。

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