JP2008215165A - 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】排気ガス中のＰＭを浄化するためのＤＰＦの強制再生において、緊急再生の際に、手動再生が選択されなくても、強制再生が確実に実施され、運転者の負担が減少し利便性を向上させることが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】強制再生終了後の浄化判定で浄化不十分と判定された後の強制再生、強制再生が未完了のまま時間切れとなった後の強制再生、車両の走行距離が所定の判定用距離よりも小さい状態でＤＰＦの前後差圧が所定の第１判定用差圧よりも大きくなったときの強制再生のいずれかである緊急再生の場合には、手動再生を促す警報を発し、その後、手動再生の指示を受けたときには手動再生を実施し、手動再生の指示を受けないまま所定の条件下になったときには自動再生を実施する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両搭載の内燃機関の排気通路に配設しＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の強制再生を、手動再生と自動再生の両方で行う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）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する排気ガス浄化装置の一つに連続再生型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、低速低負荷等の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、ＰＭを酸化してフィルタを自己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。
そこで、フィルタへのＰＭ堆積量が所定の量（閾値）を超えたときに、シリンダ内（筒内）におけるマルチ噴射（多段遅延噴射）やポスト噴射（後噴射）等により、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を行う。この強制再生では、ポスト噴射等によって排気ガス中に供給されたＨＣ（炭化水素）を、フィルタの上流側に配置された酸化触媒やフィルタに担持した酸化触媒で燃焼させることにより、この酸化反応熱を利用して、フィルタ入口やフィルタ表面の排気ガス温度を上昇させ、フィルタに蓄積されたＰＭが燃焼する温度以上にフィルタを昇温して、ＰＭを燃焼除去する。
この強制再生は、手動再生で行う場合と自動再生で行う場合とがある。手動再生の場合には、フィルタの目詰まりが所定の量を超えたときに、運転者に警告を出して、この警告を受けた運転者が、強制再生の開始用のボタンを押すことで、強制再生を行う。一方、自動再生では、フィルタの目詰まりが所定の量を超えたときに、特に運転者に警告を出すことなく、自動で走行中であっても強制再生を行う。
この手動再生と例としては、例えば、パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）に捕集されたパティキュレートを強制的に燃焼除去してパティキュレートフィルタを再生する強制再生手段と、強制再生手段を任意に作動せしめるよう運転席に設けられた操作手段（再生ボタン）とを備えた排気ガス浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）におけるパティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上であり、かつ、パティキュレートフィルタの温度が再生開始適合温度以上である場合に、表示ランプを点滅させることにより運転者に対してパティキュレートフィルタの再生を促し、運転者に再生スイッチを操作させ、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートを強制的に燃焼除去してパティキュレートフィルタを再生させる排気ガス浄化装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
この手動再生により、走行中の強制再生時のポスト噴射により未燃燃料がエンジンオイル（潤滑オイル）に混入してエンジンオイルを希釈するというオイルダイリューション（オイル希釈）の問題を解決でき、また、オイルダイリューションの問題が生じない時の自動再生により、手動再生の場合の運転者の再生制御開始信号の入力（停車と再生ボタン押し等）の煩わしさを少なくすることができる。
一方、車両の運転状態が様々であるため、手動再生や自動再生等の強制再生の実施でＤＰＦを十分に再生できず、更に強制再生を行う場合や、エンジンからのＰＭの発生量が多く、これに対応するために強制再生を行う場合等の緊急再生（エマジェンシー再生）の場合が生じる。
より具体的には、強制再生終了後の浄化判定で浄化不十分と判定された後の強制再生、強制再生が未完了のまま時間切れとなった後の強制再生、車両の走行距離が所定の判定用距離よりも小さい状態でディーゼルパティキュレートフィルタの前後差圧が所定の第１判定用差圧よりも大きくなったときの強制再生等の場合である。
従来は、この緊急再生の場合には、自動再生に入らず、警報ランプ（ＤＰＦランプ）を点灯又は点滅させて警報を発し、運転者に手動再生を実施するように警告をしていた。この警報を受けた運転者は車両を停止して、再生ボタンを押して手動再生の開始の指示を制御装置に出し、この指示を受けた制御装置が手動再生を実施していた。
しかしながら、この手動再生では、警報を受けた運転者は、車両を停止して手動再生ボタンを押すという手順を踏んで実行されるため、運転者が煩わしいと感じるという問題がある。また、緊急再生であり、強制再生を実施することが特に重要な場合であるにもかかわらず、手動再生のみに頼ると、運転者が警報を無視して手動再生を行わないときに、ＤＰＦの目詰まりが進行し、大きなトラブルに発展するという問題がある。
特開２００５−１５５４４４号公報 特開２００３−１５５９１４号公報
本発明は、上記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、排気ガス中のＰＭを浄化するためのＤＰＦの強制再生において、緊急再生の際に、手動再生の実行を促すように警報を発すると共に、所定の条件下で自動再生も実施するように制御して、手動再生が選択されなくても、強制再生が確実に実施され、運転者の負担が減少し利便性を向上させることが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、車両に搭載した内燃機関の排気通路に、ディーゼルパティキュレートフィルタを有する排気ガス浄化装置を備えた排気ガス浄化システムの排気ガス浄化方法において、強制再生終了後の浄化判定で浄化不十分と判定された後の強制再生、強制再生が未完了のまま時間切れとなった後の強制再生、車両の走行距離が所定の判定用距離よりも小さい状態で前記ディーゼルパティキュレートフィルタの前後差圧が所定の第１判定用差圧よりも大きくなったときの強制再生のいずれかである緊急再生の場合には、手動再生を促す警報を発し、その後、手動再生の指示を受けたときには手動再生を実施し、手動再生の指示を受けないまま所定の条件下になったときには自動再生を実施することを特徴とする。
また、上記の排気ガス浄化方法において、前記の警報が警報ランプの点灯又は点滅であり、前記所定の条件下が、運転者により自動再生の指示が入力されたこと、手動再生を促す警報を発してから所定の時間を経過したこと、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの前後差圧が所定の第２判定用差圧よりも大きくなったことのいずれかであることを特徴とする。なお、この所定の条件として、手動再生ボタンを操作しない、走行する、停車し続ける、アクセル操作をする等の条件を用いてもよい。
そして、上記の目的を達成するための排気ガス浄化システムは、車両に搭載した内燃機関の排気通路に、ディーゼルパティキュレートフィルタを有する排気ガス浄化装置と該排気ガス浄化装置の再生のための強制再生を実施する制御装置とを備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記制御装置が、強制再生終了後の浄化判定で浄化不十分と判定された後の強制再生、強制再生が未完了のまま時間切れとなった後の強制再生、車両の走行距離が所定の判定用距離よりも小さい状態で前記ディーゼルパティキュレートフィルタの前後差圧が所定の判定用差圧よりも大きくなったときの強制再生のいずれかである緊急再生の場合には、手動再生を促す警報を発し、その後、手動再生の指示を受けたときには手動再生を実施し、手動再生の指示を受けないまま所定の条件下になったときには自動再生を実施するように構成される。
また、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記の警報が警報ランプの点灯又は点滅であり、前記所定の条件下が、運転者により自動再生の指示が入力されたこと、手動再生を促す警報を発してから所定の時間を経過したこと、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの前後差圧が所定の第２判定用差圧よりも大きくなったことのいずれかであるように構成される。
なお、この排気ガス浄化システムの例としては、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ＤＰＦを配置した排気ガス浄化装置や、内燃機関の排気通路に酸化触媒を担持したＤＰＦを配置した排気ガス浄化装置等を備えた排気ガス浄化システムがある。
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、排気ガス中のＰＭを浄化するためのＤＰＦの強制再生において、緊急再生の際に、手動再生の実行を促すように警報を発すると共に、所定の条件下で自動再生も実施するように制御し、手動再生が選択されなくても、強制再生が確実に実施されるので、運転者の負担が減少し利便性を向上させることができる。
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とサイレンサー１３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（ＤＰＦ）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、白金等の酸化触媒を担持させて形成される。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。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。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。
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３１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）１４が、下流側に排気絞り弁（エキゾーストスロットル）１５が設けられる。
また、吸気通路１６には、エアクリーナ１７、ＭＡＦセンサ（吸入空気量センサ）１８、吸気絞り弁（インテークスロットル）１９が設けられる。この吸気絞り弁１９は、吸気マニホールドへ入る吸気Ａの量を調整する。また、ＥＧＲ通路２０にはＥＧＲクーラ２１とＥＧＲ量を調整するＥＧＲ弁２２が設けられる。
更に、触媒付きフィルタ装置１２ｂの強制再生制御用に、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３２が設けられ、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３３が設けられる。この酸化触媒入口排気温度センサ３２は、酸化触媒装置１２ａに流入する排気ガスの温度である酸化触媒入口排気温度Ｔｇ１を検出する。また、フィルタ入口排気温度センサ３３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フィルタ入口排気温度Ｔｇ２を検出する。
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の強制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）４０に入力され、この制御装置４０から出力される制御信号により、排気ブレーキ弁１４や、排気絞り弁１５や、吸気絞り弁１９や、ＥＧＲ弁２２や、燃料噴射装置（噴射ノズル）２３等が制御される。
この燃料噴射装置２３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４０には、エンジン１０の運転のために、アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）３４からのアクセル開度、回転数センサ３５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２３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の強制再生制御において、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ＤＰＦランプ２４及び異常時点灯ランプ２５と、手動再生ボタン（マニュアル再生スイッチ）２６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、強制再生開始の時期であるか否かを監視し、強制再生開始の時期であると判定されると強制再生を行う。この強制再生には、走行中に強制再生を行う自動再生と、警告によって運転者が車両を停止してから手動再生ボタン２６を押すことにより開始される手動再生とがあり、走行距離やＤＰＦ差圧の値により適宜選択実施される。この手動再生により、走行中の自動再生の場合の走行中の強制再生時のポスト噴射により未燃燃料がエンジンオイル（潤滑オイル）に混入してエンジンオイルを希釈するというオイルダイリューション（オイル希釈）の問題を解決でき、また、オイルダイリューションの問題が生じない時の自動再生により、手動再生の場合の運転者の再生制御開始信号の入力（停車と再生ボタン押し等）の煩わしさを少なくすることができる。
この強制再生制御では、マルチ噴射（多段遅延噴射）及び排気絞り（停車時）を行って排気温度を上昇させ、フィルタ入口排気温度センサ３３又は酸化触媒入口排気温度センサ３２で検知されるフィルタ入口排気温度Ｔｇ２又は酸化触媒入口排気温度Ｔｇ１が所定温度（約２５０℃）以上になった時にポスト噴射（後噴射）を行って、フィルタ入口温度Ｔｇ２を上昇させて強制再生を行う。なお、これらの強制再生を行う再生制御装置は制御装置４０に組み込まれる。
そして、本発明では、車両の運転状態が様々であるため、手動再生や自動再生等の強制再生の実施でＤＰＦを十分に再生できず、更に強制再生を行う場合や、エンジンからのＰＭの発生量が多く、これに対応するために強制再生を行う場合等の緊急再生（エマジェンシー再生）の場合に対して、手動再生を促す警報を発し、その後、手動再生の指示を受けたときには手動再生を実施し、手動再生の指示を受けないまま所定の条件下になったときには自動再生を実施するように構成する。
つまり、強制再生終了後の浄化判定で浄化不十分と判定された後の強制再生、強制再生が未完了のまま時間切れとなった後の強制再生、車両の走行距離が所定の判定用距離よりも小さい状態でＤＰＦの前後差圧が所定の第１判定用差圧よりも大きくなったときの強制再生のいずれかであるような緊急再生の場合には、ＤＰＦランプ２４の点灯又は点滅を行い、運転者により自動再生の指示が入力されたこと、所定の時間を経過したこと、ＤＰＦの前後差圧が所定の第２判定用差圧よりも大きくなったことのいずれかの所定の条件下になったときには自動再生を実施する。
次に、この排気ガス浄化システム１における制御について説明する。この制御においては、通常の運転でＰＭを捕集するが、この通常の運転において、再生時期であるか否かを監視し、再生時期であると判断されると警告又は走行中の自動再生を行う。この手動再生用の警告か自動再生かの判断は、周知の方法を用いることができる。例えば、前回の強制再生後の車両の運転状態の推移により、走行中の強制再生を行うとオイルダイリューションの問題が生じるとされる場合には、手動再生とし警告を行い、走行中の強制再生を行ってもオイルダイリューションの問題が生じないとされる場合には、自動再生とする。手動再生の警告の場合は、この警告を受けた運転者が車両を停止して手動再生ボタン２６を操作することにより強制再生が行われ、自動再生の場合は自動的に強制再生が行われる。この強制再生は例えば図３に示すような強制再生制御フローに従って後で説明するように行われる。
そして、本発明においては、これらの通常の手動再生や自動再生の強制再生に加えて、緊急再生用（エマジェンシー再生用）の制御が追加される。この緊急再生用の制御は、例えば、図２に示すような制御フローに従って行われる制御である。この図２の緊急再生用の制御フローは、通常運転時に通常運転を制御する上位の制御フローから、緊急再生が必要か否か、あるいは、今回の強制再生が緊急再生であるか否かを判断する度毎に呼ばれて実行されるものとして示してある。
この図２の制御フローでは、呼ばれてスタートすると、ステップＳ１で、緊急再生であるか否かの判定を行う。この判定は、前回の強制再生終了後の浄化判定で浄化不十分と判定された後の強制再生であるか否か、前回の強制再生の時に、再生中に触媒付きフィルタ装置１２ｂの温度が上昇せず、再生が未完了のまま時間切れとなった後の強制再生であるか否か、前回の強制再生終了後の車両の走行距離ΔＭが所定の判定用距離ΔＭ１よりも小さい状態で、かつ、触媒付きフィルタ装置１２ｂの前後差圧ΔＰが所定の第１判定用差圧ΔＰ１よりも大きくなったか否かを判定して、一つでもＹＥＳであれば、緊急再生であると判定し、いずれも否（ＮＯ）であれば、緊急再生ではないと判定する。
このステップＳ１の判定で、緊急再生でない（ＮＯ）と判定された時には、リターンに行き、上位の制御フローに戻る。一方、このステップＳ１の判定で、緊急再生である（ＹＥＳ）と判定された時には、ステップＳ２に行き、緊急再生の警告を行う。この警告は、手動再生を促す警報であり、点滅ランプ（ＤＰＦランプ）２４の点滅で、緊急再生であることと、手動再生を行うか、自動再生を行うかを車両の運転者に知らせるものである。音声メッセージを併用してもよい。
また、ＤＰＦ再生ランプを設けて、このＤＰＦ再生ランプの点灯又は点滅により、緊急再生の自動再生中であることを運転者に知らせて強制再生制御がスムーズに行われるようにするようにしてもよい。また、更には、通常、このＤＰＦ再生ンプは自動再生制御中は点灯又は点滅し続けて運転者に自動再生中であることを認識させるために使用するが、緊急再生の自動再生中は、ポスト噴射が可能な条件の時のみ、ＤＰＦ再生ランプを点灯又は点滅するように構成し、これにより、再生し易い運転条件を運転者に示す。この場合には、運転者はＤＰＦ再生ランプが点灯又は点滅するように運転することで、緊急再生をよりスムーズに完了することができるようになる。
その後、ステップＳ３で手動再生ボタン２６が入れられてオン（ＯＮ）であるか否かをチェックする。ステップＳ３の判定で手動再生ボタン２６がオンである場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ４で手動再生制御を行う。この手動再生は、運転者がステップＳ２の緊急再生の警告を受けて、車両を停止して、手動再生ボタン２６をオンすることを受けて、即ち、この手動再生ボタン２６のオンの信号を受けて、強制再生を開始する。
なお、その後運転者がステップＳ２の緊急再生の警告を受けて、ステップＳ３では、手動再生か自動再生かを選択するだけとし、その後運転者が車両を停止して、手動再生ボタン２６を再度オンすることを受けて、この手動再生ボタン２６のオンの信号を受けて強制再生を開始するように構成してもよい。そして、ステップＳ４の手動再生制御を行った後はリターンし、上位の制御フローに戻る。
ステップＳ３の判定で手動再生ボタン２６がオンとなっていない場合（ＮＯ）には、ステップＳ５で自動再生制御を行う。この自動再生の際には、ステップＳ２の緊急再生の警告を受けて、運転者が緊急再生に適した高速走行を実施することが好ましく、車両の取扱説明書などでその旨説明しておくことが好ましい。
この自動再生は、手動再生の指示を受けないまま所定の条件下になったときには強制再生を実施する。この強制再生は、ステップＳ３で運転者が手動再生ボタン２６を自動再生側に入れることを受けて、運転者により自動再生の指示が入力されたことを確認した場合や、ステップＳ３の判定で手動再生ボタン２６がオンとなっていない場合（ＮＯ）の判定を受けて、警報を発してから所定の時間を経過したことを確認した場合や、差圧センサ３１で検出された前後差圧ΔＰが、これ以上ＰＭの堆積が継続するとエンジン１０にトラブルが発生するというような所定の第２判定用差圧ΔＰ２（ΔＰ２＞ΔＰ１）よりも大きくなったことを確認した場合に、実施される。そして、ステップＳ５の強制再生制御を行った後はリターンし、上位の制御フローに戻る。
このステップＳ４やステップＳ５の強制再生制御は、図３に例示するような制御フローによって行われる。この図３の制御フローでは、酸化触媒の温度（ベッド温度）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３３で検出された第２排気ガス温度Ｔｇ２を用い、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（後噴射）により未燃燃料を酸化触媒装置１２ａの上流側に供給する。また、触媒付きフィルタ装置１２ｂの温度を指標するフィルタ温度指標温度としても、フィルタ入口排気温度センサ３３で検出された第２排気ガス温度Ｔｇ２を用い、この第２排気ガス温度Ｔｇ２が所定の第２判定温度Ｔｃ２以上となった時にポスト噴射を行わずにマルチ噴射（多段遅延噴射）による温度維持制御を行う。
この図３の制御フローがスタートすると、ステップＳ１１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３３で検出された排気ガス温度である第２排気ガス温度（触媒温度指標温度）Ｔｇ２がこの温度になると、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が十分に酸化される温度（例えば、約２５０℃）である。また、その時のエンジン回転数Ｎｅに従って変化する値を使用してもよい。また、フィルタ入口排気温度センサ３３で検出された第２排気ガス温度Ｔｇ２に替えて、酸化触媒入口温度センサ３２で検出された第１排気ガス温度Ｔｇ１を用いてもよい。
次のステップＳ１２では、第２排気ガス温度（触媒温度指標温度）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Ｓ１１で算出した第１判定温度Ｔｃ１より低いときには、ステップＳ１３で、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。
この第１排気ガス昇温制御では、ポスト噴射無しで、第１マルチ噴射用マップデータに基くマルチ噴射を行う。つまり、このマルチ噴射の制御時に、検出されたエンジン回転数と、検出されたアクセル開度などから算出される燃料噴射量とから、この第１マルチ噴射用マップデータを参照して、マルチ噴射の噴射量と噴射のタイミングを算出し、マルチ噴射を行う。このマルチ噴射の噴射量と噴射のタイミングを決める第１マルチ噴射用マップデータは、エンジン回転数と燃料噴射量、言い換えれば、検出されたアクセル開度などから算出される燃料噴射量とをベースとするマップデータであり、実験や計算などにより予め設定され、制御装置に入力されている。このマルチ噴射では、マルチ噴射の噴射量を増加し、マルチ噴射の噴射タイミングを、通常運転時の燃料噴射タイミングよりもより遅らせる。このマルチ噴射により、排気ガスの昇温効率を高くして排気ガスの迅速な昇温を図る。
このステップＳ１３の後は、ステップＳ１１に戻る。また、ステップＳ１２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Ｓ１４に行く。なお、酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度として、フィルタ入口排気温度センサ３３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３２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を用いて、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ようにすることもできる。
ステップＳ１４では、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Ｓ１６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３３で検出された排気ガスの温度である第２排気ガス温度（フィルタ温度指標温度）Ｔｇ２をこの温度Ｔｃ２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、約３５０℃）よりも高い値とし、例えば、５００℃程度とする。また、第２判定温度Ｔｃ２の値を時間によって多段階に変化させてもよい。
次のステップＳ１５では、第２排気ガス温度（フィルタ温度指標温度）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Ｓ１６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Ｓ１７の温度維持制御に行く。
ステップＳ１６では、第２排気ガス昇温制御を、所定の時間（ステップＳ１５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。この第２排気ガス昇温制御では、第１マルチ噴射用マップデータとは異なる第２マルチ噴射用マップデータに基くマルチ噴射を行う。このマルチ噴射の噴射量と噴射のタイミングを決める第２マルチ噴射用マップデータは、第１マルチ噴射用マップデータと同様に、エンジン回転数と燃料噴射量、言い換えれば、検出されたアクセル開度などから算出される燃料噴射量とをベースとするマップデータであり、実験や計算などにより予め設定され、制御装置に入力されている。
このマルチ噴射では、マルチ噴射の噴射量を排気ガス温度の維持に必要な量まで減少し、マルチ噴射の噴射タイミングに関しては、第１排気ガス昇温制御Ｓ１３時のマルチ噴射の噴射タイミングよりも遅れを少なくする。このマルチ噴射により、排気ガスの温度をある程度維持すると共に、ポスト噴射で燃料を酸化触媒装置１２ａに供給しながら、この燃料を酸化触媒で酸化させて、触媒付きフィルタ１２ｂに流入する排気ガス温度を上げる。
そして、第２排気ガス昇温制御のマルチ噴射により排気ガス温度の昇温を継続すると共に、ポスト噴射により排気ガス中に未燃燃料（ＨＣ）を供給し、この未燃燃料を酸化触媒装置１２ａで酸化してこの酸化熱により排気ガスの温度を更に昇温することができる。この昇温した排気ガスの温度Ｔｇ２が第２判定温度Ｔｃ２以上になると触媒付きフィルタ装置１２ｂに捕集されたＰＭが燃焼する。なお、この第２排気ガス昇温制御で、第２排気ガス温度Ｔｇ２を、制御目標の温度Ｔｃ２まで連続的に昇温してもよいが、二段階や多段階で昇温するようにしても良い。このステップＳ１６の後は、ステップＳ１８に行く。
そして、ステップＳ１５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Ｓ１７で、エンジン１０のシリンダ内（筒内）噴射においてポスト噴射を伴わないマルチ噴射を行なう温度維持制御を、所定の時間（ステップＳ１５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Ｓ１７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Ｓ１７の後は、ステップＳ１８に行く。
ステップＳ１８では、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、再生制御が完了したとして、ステップＳ１９に行き、超えてなければ、再生制御は完了していないとして、ステップＳ１１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Ｓ１３の第１排気ガス昇温制御か、ステップＳ１６の第２排気ガス昇温制御か、ステップＳ１７の温度維持制御を行う。
そして、ステップＳ１９では、強制再生制御を終了して、車両停車中であれば、排気ブレーキ弁１４や排気絞り弁１５を通常運転状態に戻して、通常噴射制御に復帰する。その後、リターンする。
この強制再生制御によって、強制再生制御の際に、フィルタ入口排気温度センサ３３で検出された排気ガスの温度である第２排気ガス温度（触媒温度指標温度）Ｔｇ２、即ち、触媒付きフィルタ装置１２ｂに流入する排気ガスの温度が所定の第１判定温度Ｔｃ１より低い場合は、シリンダ内燃料噴射制御でポスト噴射を伴わないマルチ噴射を行う第１排気ガス昇温制御Ｓ１３を行い、触媒温度指標温度Ｔｇ２が所定の第１判定温度Ｔｃ１以上の場合は、シリンダ内燃料噴射制御で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Ｓ１６を行う。
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、車両に搭載したエンジン（内燃機関）１０の排気通路１１に、触媒付きフィルタ装置（ＤＰＦ）１２ｂを有する排気ガス浄化装置１２を備えた排気ガス浄化システム１の排気ガス浄化方法において、強制再生終了後の浄化判定で浄化不十分と判定された後の強制再生、強制再生が未完了のまま時間切れとなった後の強制再生、車両の走行距離が所定の判定用距離よりも小さい状態で触媒付きフィルタ装置１２ｂの前後差圧ΔＰが所定の第１判定用差圧ΔＰ１よりも大きくなったときの強制再生のいずれかである緊急再生の場合には、手動再生を促す警報を発し、その後、手動再生の指示を受けたときには手動再生を実施し、手動再生の指示を受けないまま所定の条件下になったときには自動再生を実施することができる。
また、上記の排気ガス浄化方法において、前記の警報を点滅ランプ２４の点滅とし、前記所定の条件下が、運転者により自動再生の指示が入力されたこと、所定の時間を経過したこと、触媒付きフィルタ装置１２ｂの前後差圧ΔＰが所定の第２判定用差圧ΔＰ２（＞ΔＰ１）よりも大きくなったことのいずれかであるようにすることができる。
従って、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、排気ガス中のＰＭを浄化するための触媒付きフィルタ装置１２ｂの強制再生において、緊急再生の際に、手動再生の実行を促すように警報を発すると共に、所定の条件下で、自動再生も実施するように制御して、手動再生が選択されなくても、強制再生が確実に実施されると共に、運転者の負担が減少し利便性を向上させることができる。
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１２ａと下流側の触媒付きフィルタ１２ｂ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であってもよい。更に、酸化触媒１２ａの上流側に未燃燃料（ＨＣ）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１１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１１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。
本発明の実施の形態の排気ガス浄化システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態の緊急再生用制御の流れの一例を示す図である。 強制再生の制御フローの一例を示す図である。
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（内燃機関）
１１ 排気通路
１２ 連続再生型ＤＰＦ装置
１２ａ 酸化触媒
１２ｂ 触媒付きフィルタ
３１ 差圧センサ
４０ 制御装置（ＥＣＵ）

Claims (4)

  1. 車両に搭載した内燃機関の排気通路に、ディーゼルパティキュレートフィルタを有する排気ガス浄化装置を備えた排気ガス浄化システムの排気ガス浄化方法において、
    強制再生終了後の浄化判定で浄化不十分と判定された後の強制再生、強制再生が未完了のまま時間切れとなった後の強制再生、車両の走行距離が所定の判定用距離よりも小さい状態で前記ディーゼルパティキュレートフィルタの前後差圧が所定の第１判定用差圧よりも大きくなったときの強制再生のいずれかである緊急再生の場合には、手動再生を促す警報を発し、その後、手動再生の指示を受けたときには手動再生を実施し、手動再生の指示を受けないまま所定の条件下になったときには自動再生を実施することを特徴とする排気ガス浄化方法。
  2. 前記の警報が警報ランプの点灯又は点滅であり、前記所定の条件下が、運転者により自動再生の指示が入力されたこと、手動再生を促す警報を発してから所定の時間を経過したこと、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの前後差圧が所定の第２判定用差圧よりも大きくなったことのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化方法。
  3. 車両に搭載した内燃機関の排気通路に、ディーゼルパティキュレートフィルタを有する排気ガス浄化装置と該排気ガス浄化装置の再生のための強制再生を実施する制御装置とを備えた排気ガス浄化システムにおいて、
    前記制御装置が、
    強制再生終了後の浄化判定で浄化不十分と判定された後の強制再生、強制再生が未完了のまま時間切れとなった後の強制再生、車両の走行距離が所定の判定用距離よりも小さい状態で前記ディーゼルパティキュレートフィルタの前後差圧が所定の判定用差圧よりも大きくなったときの強制再生のいずれかである緊急再生の場合には、手動再生を促す警報を発し、その後、手動再生の指示を受けたときには手動再生を実施し、手動再生の指示を受けないまま所定の条件下になったときには自動再生を実施することを特徴とする排気ガス浄化システム。
  4. 前記の警報が警報ランプの点灯又は点滅であり、前記所定の条件下が、運転者により自動再生の指示が入力されたこと、手動再生を促す警報を発してから所定の時間を経過したこと、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの前後差圧が所定の第２判定用差圧よりも大きくなったことのいずれかであることを特徴とする請求項３記載の排気ガス浄化システム。
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