JP2007198282A - 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム - Google Patents

排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム Download PDF

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Abstract

【課題】ＤＰＦの再生の際に、酸化触媒で排気ガス中に供給する未燃燃料を酸化してＤＰＦを昇温する再生制御において、内燃機関の運転状態によらず、排気ガス中に供給する未燃燃料を確実に酸化でき、白煙の流出を防止できる排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムを提供する。
【解決手段】内燃機関１０の排気通路１１に、上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置１２ａとＤＰＦ１２ｂを配置した排気ガス浄化装置１２、又は酸化触媒を担持したＤＰＦを備え、前記ＤＰＦ１２ｂを再生する際に、前記酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度Ｔｇ２が所定の判定温度Ｔｃ１以上になった時に前記酸化触媒の上流側に未燃燃料を供給し、該未燃燃料を前記酸化触媒で酸化して前記ＤＰＦ１２ｂを昇温する制御を行う排気ガス浄化システム１において、前記所定の判定温度Ｔｃ１を、内燃機関１０のエンジン回転数Ｎｅに応じて変化させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のシリンダ内燃料噴射におけるポスト噴射又は排気管内直接噴射等により排気ガス中に供給した未燃燃料を酸化触媒で酸化し、この酸化熱を利用してディーゼルパティキュレートフィルタを昇温して再生する排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムに関する。
ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下ＰＭとする）の排出量は、ＮＯｘ、ＣＯそしてＨＣ等と共に年々規制が強化されてきており、このＰＭをディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter ：以下ＤＰＦとする）と呼ばれるフィルタで捕集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する技術が開発され、その中に、触媒を担持した連続再生型ＤＰＦ装置がある。
この連続再生型ＤＰＦ装置では、排気ガス温度が約３５０℃以上の時には、フィルタに捕集されたＰＭは連続的に燃焼して浄化され、フィルタは自己再生するが、排気温度が低い場合には、触媒の温度が低下して活性化しないため、酸化反応が促進されず、ＰＭを酸化してフィルタを再生することが困難となる。そのため、ＰＭのフィルタへの堆積により目詰まりが進行するため、この目詰まりによる排圧上昇の問題が生じる。
かかる問題を解決する手法の一つとして、フィルタの目詰まりが所定の量を超えたときに、排気ガスを強制的に昇温させて、捕集ＰＭを強制的に燃焼除去する強制再生制御を行うものがある。このフィルタの目詰まりの検出方法には、フィルタの前後差圧で検出する方法やエンジンの運転状態からＰＭ累積量を求めて検出する方法等がある。
そして、この強制再生制御では、排気ガス昇温制御を行ってフィルタに流入する排気ガスをフィルタに捕集されたＰＭが燃焼する温度以上に昇温する。この排気ガス昇温制御としては、シリンダ内（筒内）における燃料噴射で、マルチ噴射（多段遅延噴射）やポスト噴射（後噴射）等をする方法や、排気管内に直接噴射する方法等がある。
このマルチ噴射は、シリンダ内に燃料を多段階で噴射する遅延多段噴射であり、このマルチ噴射により、シリンダ内で仕事せずに燃焼する燃料量を増加させ、シリンダから排出される排気ガスの温度を酸化触媒の触媒活性温度以上に上昇させる。また、ポスト噴射は、シリンダ内噴射において、主噴射後、マルチ噴射よりもさらに遅いタイミングで補助噴射を行う噴射であり、このポスト噴射により、シリンダから排出される排気ガス中に未燃燃料であるＨＣ（炭化水素）を増加して、このＨＣを酸化触媒で酸化することにより、酸化触媒下流の排気ガスの温度を上昇させることができる。
この排気昇温においては、低速・低負荷運転状態などの排気ガスの温度が低い場合には、最初にマルチ噴射を行って、酸化触媒に流入する排気ガスの温度を、酸化触媒の触媒活性温度以上まで上昇させる。そして、酸化触媒が触媒活性温度以上に上昇した後は、排気ガスの温度を触媒活性温度以上に維持しながらポスト噴射を行って、ＨＣを酸化触媒に供給する。このＨＣは酸化触媒で酸化され発熱するので、排気ガスは更に温度が上昇した状態でフィルタに流入する。この高温の排気ガスによりフィルタに溜まったＰＭは燃焼して除去される。
この排気ガス昇温制御を行う排気ガス浄化システムの例として、酸化触媒の上流側に未燃燃料を添加するためのシリンダ内噴射におけるポスト噴射等の燃料添加手段と、所定の温度範囲内に到達していないときは、この燃料添加手段により添加された燃料が酸化可能になる温度まで触媒床温度を上げるための、吸気絞りやシリンダ内噴射におけるアフタ噴射等の昇温手段とを備えた排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
しかしながら、内燃機関から排出され、酸化触媒に流入する排気ガス温度が低いと、酸化触媒が活性化しない。そのために、未燃燃料を供給しても酸化触媒で酸化できず、フィルタ（ＤＰＦ）の昇温に寄与することなく、大気中に白煙となって流出してしまう。
そのため、これらの特許文献１〜３の排気浄化装置では、フィルタの下流側の温度センサで検出される排気ガス温度が低い運転領域、即ち、酸化触媒上での燃料の酸化反応が困難な排気温度の極めて低い運転領域では、吸気絞りやアフタ噴射等の昇温手段で排気温度を上昇させている。また、排気ガスの温度等が所定の判定温度より高い場合に未燃燃料を供給し、所定の判定温度以下の場合には未燃燃料の供給を禁止するように構成されている。
そして、従来技術においては、酸化触媒の触媒活性化温度（ライトオフ温度）等の一定の温度、例えば、特許文献３では、排気温度に対して約２００℃に固定されていた。
しかしながら、酸化触媒の温度等がこの所定の判定値を超えていても、エンジンの運転状態によっては、排気ガス中に供給した未燃燃料が酸化触媒で酸化されず、白煙が生じる場合があることが分かった。
これに関して、本発明者らは、実験等により、酸化触媒が未燃燃料を酸化できるか否かは、酸化触媒の温度だけでなく、酸化触媒を通過する排気ガスの流速が関係し、この排気ガスの流速に関係するエンジン回転数と大きな相関を持つとの知見を得た。
つまり、エンジン回転数が変化すると、排気ガスの流量及び流速が変化し、排気ガスが酸化触媒に接触している時間が変化するため、酸化触媒の温度が同じでも未燃燃料を酸化触媒で酸化しきれる場合と酸化しきれない場合とが生じる。更に、未燃燃料が酸化触媒で酸化しきれる場合の酸化温度は、エンジンの機種や酸化触媒を担持する装置の径、長さ、熱容量等とも関係するが、これらが固定された時には、排気ガス浄化システムのエンジン回転数と相関を持ち、エンジン回転数が上昇するに連れて上昇することが分かった。
つまり、エンジン回転数が上昇すると、排気ガス流量が増加し、酸化触媒を通過する際の排気ガスの流速が大きくなり、酸化触媒との接触時間が短くなる。そのため、エンジン回転数が高くなると、未燃燃料が酸化しきるのに必要な酸化触媒の温度は高くなる。
特開２００３−１５５９１５号公報 特開２００３−１５５９１６号公報 特開２００３−１５５９１７号公報
本発明は、上記の知見を得て、上記の白煙発生の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＤＰＦの強制再生の際に、酸化触媒で排気ガス中に供給する未燃燃料を酸化してＤＰＦを昇温する強制再生制御において、内燃機関の運転状態によらず、排気ガス中に供給する未燃燃料を確実に酸化でき、未燃燃料の流出である白煙の発生を防止できる排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムを提供することにある。
上記のような目的を達成するための排気ガス浄化方法は、上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置とディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄化装置、又は、酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄化装置を内燃機関の排気通路に備え、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを強制再生する際に、前記酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度が所定の判定温度以上となった時に、前記酸化触媒の上流側に未燃燃料を供給し、該未燃燃料を前記酸化触媒で酸化して、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを昇温する制御を行う排気ガス浄化システムにおいて、前記所定の判定温度を、内燃機関のエンジン回転数に応じて変化させることを特徴とする。
また、上記のような目的を達成するための排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に、上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置とディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄化装置、又は、酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄化装置と、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを強制再生する制御を行う再生制御装置を備えると共に、前記再生制御装置が、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを強制再生する際に、前記酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度が所定の判定温度以上となった時に前記酸化触媒の上流側に未燃燃料を供給し、該未燃燃料を前記酸化触媒で酸化して前記ディーゼルパティキュレートフィルタを昇温する制御を行う排気ガス浄化システムにおいて、前記再生制御装置が、前記所定の判定温度を、内燃機関のエンジン回転数に応じて変化させるように構成される。
この酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度とは、酸化触媒の温度（ベッド温度）を判定用の温度として用いることが好ましいが、直接測定することが困難であるため、この酸化触媒の温度の代わりとする温度である。
この触媒温度指標温度としては、酸化触媒に流入する排気ガスの温度や酸化触媒から流出する排気ガスの温度やこれらの両者の温度から導かれる温度（例えば平均温度等）等を用いることができ、更には、これらの両者の温度をそれぞれ用いて、アンド（ＡＮＤ）やオア（ＯＲ）で使用することもできる。なお、酸化触媒の温度を計測できる場合は、この酸化触媒の温度もここでいう触媒温度指標温度に含むこととする。
つまり、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記触媒温度指標温度として、前記酸化触媒の上流側又は下流側に配置した排気ガスの温度を検出する温度センサで検出された温度を用いる。
あるいは、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記排気ガス浄化装置が、上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置とディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄化装置である場合に、前記触媒温度指標温度として、前記酸化触媒の上流側に配置した排気ガスの温度を検出する第１温度センサで検出された温度と、前記酸化触媒装置と前記ディーゼルパティキュレートフィルタの間の排気ガスの温度を検出する第２温度センサで検出された温度とを用いる。
これらの触媒温度指標温度に対する所定の判定温度とエンジン回転数との関係は、エンジンの種類や酸化触媒を担持する装置の径、長さ、熱容量や排気ガス浄化システムの配置や車両等によっても異なり、必ずしも直線関係にはならないが、エンジン回転数が高くなると所定の判定温度は高くなる傾向にある。この所定の判定温度とエンジン回転数との関係を予め実験等によって求めておき、マップデータや関数の形で再生制御装置に記憶させておく。
本発明に係る排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムによれば、ＤＰＦの強制再生の際に、排気ガス中に未燃燃料を供給するか否かを判定する際の、酸化触媒に対する触媒温度指標温度に関する所定の判定温度をエンジン回転数に応じて変化させるので、排気ガス中に供給した未燃燃料を確実に酸化できて、ＤＰＦを効率よく昇温できると共に、白煙の発生を防止することができる。
以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムについて、図面を参照しながら説明する。
図１に、この実施の形態の排気ガス浄化システム１の構成を示す。この排気ガス浄化システム１は、ディーゼルエンジン（内燃機関）１０の排気通路１１に排気ガス浄化装置１２を備えて構成される。
この排気ガス浄化装置１２は、連続再生型ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）装置の一つであり、上流側に酸化触媒装置１２ａを、下流側に触媒付きフィルタ装置１２ｂを配置して構成される。
この酸化触媒装置１２ａは、多孔質のセラミックのハニカム構造等の担持体に、白金（Ｐｔ）等の酸化触媒を担持させて形成され、触媒付きフィルタ装置１２ｂは、多孔質のセラミックのハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタ等で形成される。排気ガスＧ中のＰＭ（粒子状物質）は、多孔質のセラミックの壁で捕集（トラップ）される。また、このフィルタの部分に白金や酸化セリウム等の触媒を担持する。
そして、触媒付きフィルタ装置１２ｂのＰＭの堆積量を推定するために、排気ガス浄化装置１２の前後に接続された導通管に差圧センサ２１が設けられる。また、この排気ガス浄化装置１２の上流側に排気ブレーキ弁（エキゾーストブレーキ）１８が、下流側に排気絞り弁（エキゾーストスロットル）１３が設けられる。
更に、触媒付きフィルタ装置１２ｂの再生制御用に、酸化触媒装置１２ａの上流側に酸化触媒入口排気温度センサ（第１温度センサ）２２が、酸化触媒装置１２ａと触媒付きフィルタ装置１２ｂの間にフィルタ入口排気温度センサ（第２温度センサ）２３がそれぞれ設けられる。
この酸化触媒入口排気温度センサ２２は、酸化触媒装置１２ａに流入する排気ガスの温度である第１排気ガス温度Ｔｇ１を検出する。また、フィルタ入口排気温度センサ２３は、触媒付きフィルタ装置１２ｂに流入する排気ガスの温度である第２排気ガス温度Ｔｇ２を検出する。
吸気通路１４には、エアクリーナ１５、ＭＡＦセンサ（吸入空気量センサ）１９、吸気絞り弁（インテークスロットル）１６、吸気温度Ｔａを検出するための吸気温度センサ２９等が設けられる。この吸気絞り弁１６は、吸気マニホールドへ入る吸気Ａの量を調整する。
これらのセンサの出力値は、エンジン１０の運転の全般的な制御を行うと共に、排気ガス浄化装置１２の再生制御も行う制御装置（ＥＣＵ：エンジンコントロールユニット）３０に入力され、この制御装置３０から出力される制御信号により、吸気絞り弁１６や、燃料噴射装置（噴射ノズル）１７や、排気絞り弁１３や、排気ブレーキ弁１８や、図示しないＥＧＲ通路にＥＧＲクーラと共に設けられたＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブ等が制御される。
この燃料噴射装置１７は燃料ポンプ（図示しない）で昇圧された高圧の燃料を一時的に貯えるコモンレール噴射システム（図示しない）に接続されており、制御装置３０には、エンジンの運転のために、アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）２４からのアクセル開度、回転数センサ２５からのエンジン回転数等の情報の他、車両速度、冷却水温度等の情報も入力され、燃料噴射装置１７から所定量の燃料が噴射されるように通電時間信号が出力される。
また、この排気ガス浄化装置１２の再生制御において、走行中に自動的に強制再生するだけでなく、触媒付きフィルタ装置１２ｂのＰＭの捕集量が一定量を超えて、触媒付きフィルタ装置１２ｂが目詰まった時に、運転者（ドライバー）に注意を促し、任意に運転者が車両を停止して強制再生ができるように、注意を喚起するための警告手段である点滅灯（ＤＰＦランプ）２６及び異常時点灯ランプ２７と、手動再生ボタン（マニュアル再生スイッチ）２８が設けられる。
この排気ガス浄化システム１の制御においては、通常の運転でＰＭを捕集するが、この通常の運転において、強制再生時期であるか否かを監視し、強制再生時期であると判断されると警告又は走行自動再生を行う。
また、手動再生が、走行中に強制再生を行う走行自動再生と併用され、走行距離やＤＰＦ差圧の値により適宜選択実施される。この手動再生の強制再生制御は、排気ガス浄化装置１２の前後に配置された差圧センサ２１によって検知される差圧ΔＰｍが所定値ΔＰ１を超えると、警告手段である点滅灯２６を点滅させてＤＰＦの再生を運転者に促し、この運転者によって車両が停止され、手動再生ボタン２８が押されることにより、即ち再生開始指示入力を受けることにより、開始される。なお、これらの強制再生制御を行う再生制御装置は制御装置３０に組み込まれる。
そして、この手動再生や走行自動再生における強制再生は、本発明の第１の実施の形態では、図２に例示するような制御フローに従って行われる。この第１の実施の形態では、酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度としては、フィルタ入口排気温度センサ２３で検出された第２排気ガス温度Ｔｇ２を用い、所定の判定温度として第１判定温度Ｔｃ１を用いる。そして、この第２排気ガス温度Ｔｇ２が所定の第１判定温度Ｔｃ１以上となった時にポスト噴射により未燃燃料を酸化触媒装置１２ａの上流側に供給する。
この図２の制御フローがスタートすると、ステップＳ１１で、強制再生開始であるか否かを判定し、強制再生開始でない場合には、この強制再生を実施することなく、リターンする。また、ステップＳ１１で強制再生開始である場合には、ステップＳ１２に行く。
この強制再生開始であるか否かは、例えば、走行自動再生であれば、差圧センサ２１の検出値などから触媒付きフィルタ装置１２ｂのＰＭの捕集量が一定量を超えたことを検知した時に強制再生開始となり、手動再生であれば、手動再生を行うように促された運転者が車両を停止して手動再生ボタン２８を操作した時に強制再生開始となる。
この具体的な判断は、強制再生開始フラグなどを使用して、このフラグが１であれば、強制再生開始であるとし、０（ゼロ）であれば、強制再生開始でないとして、ステップＳ１１でこのフラグが１であるか０（ゼロ）であるかをチェックすることで行える。
ステップＳ１２では、第１判定温度Ｔｃ１を算出する。この第１判定温度Ｔｃ１は、フィルタ入口排気温度センサ２３で検出された排気ガス温度である第２排気ガス温度Ｔｇ２がこの温度以上になると、酸化触媒装置１２ａの酸化触媒で、ポスト噴射により供給される未燃燃料であるＨＣが十分に酸化され、ＨＣが白煙となって排気ガス浄化システム１の下流に流出しないという温度である。
従来技術では、この第１判定温度Ｔｃ１は、エンジン回転数Ｎｅによらず、触媒活性温度（例えば、２５０℃程度）等に固定されていたが、本発明では、この第１判定温度Ｔｃ１を、図４に示すように、エンジン回転数Ｎｅによって変化させる。即ち、エンジン回転数Ｎｅの増加と共に、高くなるように設定する。なお、この図４では、第１判定温度Ｔｃ１より下側ではポスト噴射を禁止し、上側ではポスト噴射を許可する。また、この第１判定温度Ｔｃ１の一例を示せば、アイドル回転数Ｎｅａで２００℃程度に、定格回転数Ｎｅｂで３００℃程度とし、その間は線形補間する。
このエンジン回転数Ｎｅと第１判定温度Ｔｃ１との関係は、エンジンの種類や酸化触媒１２ａの径、長さ、熱容量等や排気ガス浄化システム１の配置などによって異なるが、これらを固定した場合には、エンジン回転数Ｎｅと第１判定温度Ｔｃ１との関係は、予め実験などにより把握できるので、この関係を、マップデータや関数として制御装置３０に記憶しておき、エンジン回転数Ｎｅからマップデータ等を参照してこの第１判定温度Ｔｃ１を算出する。
次のステップＳ１３では、第２排気ガス温度Ｔｇ２のチェックを行う。この第２排気ガス温度Ｔｇ２が、ステップＳ１２で算出した第１判定温度Ｔｃ１より低いときには、ステップＳ１４で、マルチ噴射を行う第１排気ガス昇温制御を、所定の時間（ステップＳ１３の第２排気ガス温度Ｔｇ２のチェックのインターバルに関係する時間）Δｔ１の間行う。そして、ステップＳ１２に戻る。
また、ステップＳ１３の判定で、第２排気ガス温度Ｔｇ２が所定の第１判定温度Ｔｃ１以上であると、ステップＳ１５に行き、このステップＳ１５で、第２判定温度Ｔｃ２を算出する。
この第２判定温度Ｔｃ２は、ステップＳ１７の第２排気ガス昇温制御の目標温度であり、フィルタ入口排気温度センサ２３で検出された排気ガスの温度である第２排気ガス温度Ｔｇ２をこの温度以上に維持することにより、触媒付きフィルタ装置１２ｂに捕集されたＰＭの燃焼を良好な状態に維持する。この第２判定温度Ｔｃ２は、通常はＰＭの燃焼開始温度（例えば、３５０℃程度）よりも高い値とし、例えば、５００℃程度とする。また、時間によって多段階に変化させてもよい。
次のステップＳ１６では、第２排気ガス温度Ｔｇ２のチェックを行う。この第２排気ガス温度Ｔｇ２が第２判定温度Ｔｃ２より低いときは、ステップＳ１７の第２排気ガス昇温制御に行き、第２排気ガス温度Ｔｇ２が第２判定温度Ｔｃ２以上の時は、ステップＳ１８の再生温度維持制御に行く。
ステップＳ１７では、マルチ噴射に加えてポスト噴射を行う第２排気ガス昇温制御を、所定の時間（ステップＳ１６の第２排気ガス温度Ｔｇ２のチェックのインターバルに関係する時間）Δｔ２の間行う。マルチ噴射により排気ガス温度を上昇させると共に、ポスト噴射により、排気ガス中に供給されたＨＣ（未燃燃料）は、酸化触媒で酸化され発熱する。この発熱により、第２排気ガス温度Ｔｇ２が第１排気ガス温度Ｔｇ１よりも上昇した状態で触媒付きフィルタ装置１２ｂに流入するようになる。このステップＳ１７の後は、ステップＳ１９に行く。
そして、ステップＳ１６の判定で、第２排気ガス温度Ｔｇ２が第２判定温度Ｔｃ２以上の場合には、ステップＳ１８で、エンジン１０のシリンダ内（筒内）噴射においてマルチ噴射を行う再生温度維持制御を、所定の時間（ステップＳ１６の第２排気ガス温度Ｔｇ２の継続時間のチェックのインターバルに関係する時間）Δｔ３の間行う。
また、ステップＳ１８では、ＰＭ燃焼累積時間のカウントを行う。このカウントは、第２排気ガス温度Ｔｇ２が所定の第２判定温度Ｔｃ２以上の場合にのみＰＭ燃焼累積時間ｔａをカウントする（ｔａ＝ｔａ＋Δｔ３）。このステップＳ１８の後は、ステップＳ１９に行く。
ステップＳ１９では、強制再生制御の終了か否かを判定するために、ＰＭ燃焼累積時間ｔａのチェックを行う。このチェックではＰＭ燃焼累積時間ｔａが所定の判定時間Ｔａｃを超えたか否かをチェックする。即ち、超えていれば、強制再生が完了したとして、ステップＳ２０に行き、超えてなければ、強制再生は完了していないとして、ステップＳ１２に戻る。そして、ＰＭ燃焼累積時間ｔａが所定の判定時間ｔａｃを超えるまで、ステップＳ１４の第１排気ガス昇温制御か、ステップＳ１７の第２排気ガス昇温制御か、ステップＳ１８の再生温度維持制御を行う。
そして、ステップＳ２０では、強制再生制御を終了して通常噴射制御に復帰する。その後、リターンする。
なお、この第１及び第２排気ガス昇温制御や再生温度維持制御では、吸気絞り弁１６やＥＧＲ弁等による吸気絞りや、排気絞り弁１３や排気ブレーキ弁１８等による排気絞りを併用する。
この図２の制御フローに従った強制再生制御により、触媒付きフィルタ装置１２ｂを強制再生する際に、酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度Ｔｇ２が、その時の内燃機関１０のエンジン回転数Ｎｅに応じて変化する所定の判定温度である第１判定温度Ｔｃ１以上となった時に、第２排気昇温制御により酸化触媒の上流側に未燃燃料（ＨＣ）を供給し、この未燃燃料を酸化触媒で酸化して触媒付きフィルタ装置１２ｂを昇温する制御を行うことができる。上記では、触媒温度指標温度をフィルタ入口排気温度センサ２３による第２排気ガス温度Ｔｇ２を用いたが、酸化触媒入口排気温度センサ２２による第１排気ガス温度Ｔｇ１を用いてもよい。
次に、第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態では、図３に示すような制御フローに従って強制再生制御が行われる。この第２の実施の形態では、酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度としては、フィルタ入口排気温度センサ２３で検出された第２排気ガス温度Ｔｇ２と酸化触媒入口排気温度センサ２２で検出された第１排気ガス温度Ｔｇ１の両方を用い、この両方のそれぞれに対しての所定の判定温度として第１判定温度Ｔｃ１と第３判定温度Ｔｃ３を用いる。
そして、この第２排気ガス温度Ｔｇ２が第１判定温度Ｔｃ１を超え、かつ、第１排気ガス温度Ｔｇ１が第３判定温度Ｔｃ３を超えた時に酸化触媒装置１２ａの上流側にポスト噴射により未燃燃料を供給する。
この図３の第２の実施の形態では、ステップＳ１２とステップＳ１３が、ステップＳ１２ＡとステップＳ１３Ａに置き換わる点のみが第１の実施の形態と異なる。ステップＳ１２Ａでは、第１判定温度Ｔｃ１に加えて第３判定温度Ｔｃ３を算出し、ステップＳ１３Ａでは、第２排気ガス温度Ｔｇ２が第１判定温度Ｔｃ１以上であるか否かと、第１排気ガス温度Ｔｇ１が第３判定温度Ｔｃ３以上であるか否かとを判定する。
そして、第２排気ガス温度Ｔｇ２が第１判定温度Ｔｃ１以上であり、かつ、第１排気ガス温度Ｔｇ１が第３判定温度Ｔｃ３以上である場合のみステップＳ１５に行き、その他はステップＳ１４に行く。
この第２の実施の形態では、このステップＳ１２Ａで算出される第１判定温度Ｔｃ１と第３判定温度Ｔｃ３を、それぞれ、エンジン回転数Ｎｅによって変化させる。即ち、エンジン回転数Ｎｅの増加と共に高くなるように設定する。
このエンジン回転数Ｎｅと第１判定温度Ｔｃ１及び第３判定温度Ｔｃ３との関係は、エンジンの種類や酸化触媒１２ａの径、長さ、熱容量等や排気ガス浄化システム１の配置などによって異なるが、これらを固定した場合には、このエンジン回転数Ｎｅと第１判定温度Ｔｃ１及び第３判定温度Ｔｃ３との関係は、予め実験などにより把握できるので、この関係を、マップデータや関数として制御装置３０に記憶しておき、エンジン回転数Ｎｅからマップデータ等を参照して、この第１判定温度Ｔｃ１及び第３判定温度Ｔｃ３を算出する。
この図３の制御フローに従った強制再生制御により、触媒付きフィルタ装置１２ｂを強制再生する際に、酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度Ｔｇ２が、その時の内燃機関１０のエンジン回転数Ｎｅに応じて変化する所定の判定温度である第１判定温度Ｔｃ１以上で、かつ、同じく酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度Ｔｇ１が、その時の内燃機関１０のエンジン回転数Ｎｅに応じて変化する所定の判定温度である第３判定温度Ｔｃ３以上となった時に、第２排気昇温制御により酸化触媒の上流側に未燃燃料（ＨＣ）を供給し、この未燃燃料を酸化触媒で酸化して触媒付きフィルタ装置１２ｂを昇温する制御を行うことができる。
そして、上記の排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム１によれば、触媒付きフィルタ（ＤＰＦ）１２ｂの強制再生の際に、排気ガス中に未燃燃料を供給するか否かを判定する際の、酸化触媒指標温度Ｔｇ２，Ｔｇ１に関する所定の判定温度Ｔｃ１，Ｔｃ３をエンジン回転数Ｎｅに応じて変化させるので、排気ガス中に供給した未燃燃料を確実に酸化できて、触媒付きフィルタ１２ｂを効率よく昇温できると共に、白煙の発生を防止することができる。上記では、触媒温度指標温度であるＴｇ２，Ｔｇ１の両方について、エンジン回転数Ｎｅに応じて判定温度Ｔｃ１，Ｔｃ３をそれぞれ変化させているが、どちらか一方でもよい。
なお、上記の実施の形態では、排気ガス浄化システムの排気ガス浄化装置としては、上流側の酸化触媒装置と下流側の触媒付きフィルタ（ＤＰＦ）との組み合わせを例にして説明したが、酸化触媒を担持したフィルタ（ＤＰＦ）であってもよい。更に、酸化触媒の上流側に未燃燃料を供給する方法としてポスト噴射で説明したが、排気通路１４に未燃燃料供給装置を配置して、この未燃燃料供給装置から直接排気通路１４内に未燃燃料を噴射する排気管内直接噴射の方法を採用してもよい。
また、上記の図３及び図４の制御フローでは複雑になるのを避けるため、記載しなかったが、通常は、触媒付きフィルタ１２ｂにおけるＰＭの異常燃焼を避けるために、第２排気ガス温度Ｔｇ２を常時監視し、ステップＳ１８において第２排気ガス温度Ｔｇ２が第２判定値Ｔｃ２よりも高い所定の判定値（第４判定温度Ｔｃ４）を超えた場合には、ポスト噴射等を中止し、マルチ噴射のみにしてもよい。
排気ガス浄化システムの全体構成を示す図である。 第１の実施の形態の強制再生制御フローを示す図である。 第２の実施の形態の強制再生制御フローを示す図である。 第１判定値温度とエンジン回転数との関係を示す図である。
符号の説明
１ 排気ガス浄化システム
１０ ディーゼルエンジン
１２ 連続再生型ＤＰＦ装置
１２ａ 酸化触媒
１２ｂ 触媒付きフィルタ
１３ 排気絞り弁（エキゾーストスロットル）
１６ 吸気絞り弁（インテークスロットル）
１８ 排気ブレーキ弁（エキゾーストブレーキ）
２１ 差圧センサ
２２ 酸化触媒入口排気温度センサ
２３ フィルタ入口排気温度センサ
３０ 制御装置（ＥＣＵ）
Ｔｃ１ 第１判定温度（所定の判定温度）
Ｔｃ２ 第２判定温度
Ｔｃ３ 第３判定温度（所定の判定温度）
Ｔｃ４ 第４判定温度
Ｔｇ１ 第１排気ガス温度（触媒温度指標温度）
Ｔｇ２ 第２排気ガス温度（触媒温度指標温度）

Claims (4)

  1. 上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置とディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄化装置、又は、酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄化装置を内燃機関の排気通路に備え、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを強制再生する際に、前記酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度が所定の判定温度以上となった時に、前記酸化触媒の上流側に未燃燃料を供給し、該未燃燃料を前記酸化触媒で酸化して、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを昇温する制御を行う排気ガス浄化システムにおいて、
    前記所定の判定温度を、内燃機関のエンジン回転数に応じて変化させることを特徴とする排気ガス浄化方法。
  2. 内燃機関の排気通路に、上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置とディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄化装置、又は、酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄化装置と、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを強制再生する制御を行う再生制御装置を備えると共に、前記再生制御装置が、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを強制再生する際に、前記酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度が所定の判定温度以上となった時に前記酸化触媒の上流側に未燃燃料を供給し、該未燃燃料を前記酸化触媒で酸化して前記ディーゼルパティキュレートフィルタを昇温する制御を行う排気ガス浄化システムにおいて、
    前記再生制御装置が、前記所定の判定温度を、内燃機関のエンジン回転数に応じて変化させることを特徴とする排気ガス浄化システム。
  3. 前記触媒温度指標温度として、前記酸化触媒の上流側又は下流側に配置した排気ガスの温度を検出する温度センサで検出された温度を用いることを特徴とする請求項２記載の排気ガス浄化システム。
  4. 前記排気ガス浄化装置が、上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置とディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄化装置であって、前記触媒温度指標温度として、前記酸化触媒の上流側に配置した排気ガスの温度を検出する第１温度センサで検出された温度と、前記酸化触媒装置と前記ディーゼルパティキュレートフィルタの間の排気ガスの温度を検出する第２温度センサで検出された温度とを用いることを特徴とする請求項２記載の排気ガス浄化システム。
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