JP2008267287A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイル希釈やスモークを抑制しつつ排気温度を調整することができるエンジンの排気浄化装置を提供する。
【解決手段】排気浄化装置１００は、排気中のパティキュレートを捕集するフィルタ３１と、フィルタ３１の再生時期を検出する再生時期検出手段３４とを備え、フィルタ再生時にフィルタ３１に堆積しているパティキュレートを燃焼させる。この排気上装置１００は、フィルタ３１に流入する排気の温度を検出する排気温度検出手段３２と、排気の空気過剰率を制御する空気過剰率制御手段（Ｓ２３、Ｓ３３）と、燃料を噴射するインジェクタ１１の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段（Ｓ２５、Ｓ３５）と、フィルタ再生時に、検出された排気温度が目標排気温度となるように、空気過剰率と燃料噴射時期のうち空気過剰率を優先的に制御して排気温度を調整する排気温度調整手段（Ｓ２２〜Ｓ２５、Ｓ３２〜Ｓ３５）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの排気浄化装置に関する。

従来から、ディーゼルエンジンの排気中のパティキュレート（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ；以下「ＰＭ」という。）を捕集して、排気を浄化するディーゼルパティキュレートフィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ；以下「ＤＰＦ」という。）を備えた排気浄化装置が知られている。排気浄化装置のＤＰＦは、排気中のＰＭを捕集し続けると次第に目詰まりし、排気浄化能力が低下する。そのため、このような排気浄化装置では、ＤＰＦにある程度のＰＭが堆積したときに排気の温度を上昇させる。これにより、高温の排気をＤＰＦに供給し、ＰＭを強制的に燃焼除去（以下「ＤＰＦ再生」という。）して、ＤＰＦの浄化能力の低減を抑制する。

特許文献１に記載の排気浄化装置では、排気通路内の排気温度とＤＰＦ再生時の目標排気温度との差に基づいて燃料噴射時期を制御することでＤＰＦ再生時の排気温度を調整し、ＤＰＦ再生を実施する。
特開２００４−３１６６１０号公報

ところで、上記した排気浄化装置においては、排気温度を上昇させるために燃料噴射時期を遅角するが、燃料噴射時期を遅角しすぎると未燃燃料が潤滑油に混じりオイル希釈が生じるという問題がある。また、排気温度を低下させるために燃料噴射時期を進角するが、燃料噴射時期を進角しすぎるとスモークが発生するという問題がある。

そこで、本発明は、オイル希釈やスモークを抑制しつつ排気温度を調整することができるエンジンの排気浄化装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、ディーゼルエンジン（１０）の排気通路（３０）に設けられ、排気中のパティキュレートを捕集するフィルタ（３１）と、フィルタ（３１）の再生時期を検出する再生時期検出手段（３４）とを備え、フィルタ再生時にフィルタ（３１）に堆積しているパティキュレートを燃焼させる排気浄化装置（１００）である。この排気上装置（１００）は、フィルタ（３１）に流入する排気の温度を検出する排気温度検出手段（３２）と、エンジン（１０）からの排気の空気過剰率を制御する空気過剰率制御手段（Ｓ２３、Ｓ３３）と、エンジン（１０）に燃料を噴射するインジェクタ（１１）の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段（Ｓ２５、Ｓ３５）と、フィルタ再生時に、検出された排気温度が目標排気温度となるように、空気過剰率と燃料噴射時期のうち空気過剰率を優先的に制御して排気温度を調整する排気温度調整手段（Ｓ２２〜Ｓ２５、Ｓ３２〜Ｓ３５）と、を備える。

本発明によれば、オイル希釈やスモーク発生への影響が小さい空気過剰率を優先的に制御して排気温度を調整し、空気過剰率制御によっても排気温度が目標温度に達しない場合に燃料噴射時期を制御する。これにより、オイル希釈やスモークを抑制しつつ排気温度を調整することが可能となる。

以下、図面を参照してエンジンの排気浄化装置の実施形態を説明する。

図１は、エンジンの排気浄化装置１の構成を示す図である。

排気浄化装置１００は、ディーゼルエンジン１０と、外部からの新気をエンジン１０へ流す吸気通路２０と、エンジン１０からの排気を流す排気通路３０とを備える。

吸気通路２０には、ターボチャージャ４０のコンプレッサ４１と、インタークーラ２１と、吸気絞り弁２２とが吸気通路上流側から順次配置される。

ターボチャージャ４０は、コンプレッサ４１と排気通路３０に配置されるタービン４３とがシャフトを介して接続されている。ターボチャージャ４０のコンプレッサ４１は、タービン４３が排気によって回転することで駆動する。そして、コンプレッサ４１は、吸気通路２０を流れる吸気を過給する。このターボチャージャ４０は、コンプレッサ４１に流入する吸気の流速を調整する可変ノズル４２を有する。この可変ノズル４２は、可変ノズル開度を制御することで吸気の過給圧を調整する。可変ノズル４２は、アクチュエータ４４によって車両の運転状態に基づいて可変ノズル開度が制御される。

インタークーラ２１は、コンプレッサ４１よりも下流側の吸気通路２０に設置される。このインタークーラ２１は、コンプレッサ４１によって圧縮されて高温となった吸気を冷却する。

吸気絞り弁２２は、インタークーラ２１よりも下流側の吸気通路２０に設置される。この吸気絞り弁２２は、吸気通路２０の吸気流通面積を変化させることで、エンジン１０に導入される吸気量を調整する。そして、吸気絞り弁２２を通過した吸気は、吸気コレクタ２３で分配されてエンジン１０の各気筒に流入する。

上記した吸気通路２０と接続するエンジン１０は、各気筒にそれぞれインジェクタ１１を備える。

インジェクタ１１は、燃料をエンジン１０の各気筒の燃焼室内に噴射する。このインジェクタ１１には、高圧ポンプ１２で高圧化された燃料がコモンレール１３を介して供給される。そして、噴射された燃料は、燃焼室内で高圧縮化されて高温になった吸気とともに燃焼する。燃焼により得られたエネルギーでエンジン１０は出力回転し、その回転は変速機１４を介して図示しない車輪に伝達され、燃焼により生じた排気は排気通路３０に排出される。

排気通路３０には、排ガス再循環装置(Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ；以下「ＥＧＲ装置」と称する。)５０と、ターボチャージャ４０のタービン４３と、ＤＰＦアッセンブリ３１とが排気通路上流側から順次配置される。

ＥＧＲ装置５０は、エンジン１０から排出された排気の一部を吸気通路２０に還流し、燃焼を抑制して窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する。このＥＧＲ装置５０のＥＧＲ通路５１は、吸気通路２０と排気通路３０とを連通する。ＥＧＲ通路５１には、ＥＧＲ弁５２が設置される。ＥＧＲ弁５２は、吸気通路２０に流入するＥＧＲガス流量（ＥＧＲ量）を調整する。

ターボチャージャ４０のタービン４３は、ＥＧＲ装置５０よりも下流側の排気通路３０に設置される。このタービン４３は、排気通路３０を流れる排気によって回転する。これにより、ターボチャージャ４０のコンプレッサ４１を駆動し、吸気通路２０を流れる吸気を過給する。

ＤＰＦ３１は、タービン４３よりも下流側の排気通路３０に設置される。このＤＰＦ３１は、例えばコージェライト等のセラミックからなる多孔質のハニカム構造体であって、排気が流れる流路を多孔質薄壁によって格子状に仕切る。各流路の入口は交互に目封じされ、入口が目封じされない流路は出口が目封じされるので、ＤＰＦ３１に流入した排気に含まれるＰＭは多孔質薄壁を通過する際に、その内側表面で捕集される。したがって、ＤＰＦ３１は、エンジン１０から排出された排気に含まれるＰＭを捕集し、ＰＭが除去された排気を下流に流す。

上記したＤＰＦ３１の上流側の排気通路３０には、温度センサ３２と、空気過剰率を検出するための酸素センサ３３と、圧力センサ３４が設置される。

温度センサ３２は、ＤＰＦ３１に流入する排気の排気温度を検出し、コントローラ６０に検出信号を出力する。この温度センサ３２に検出された排気温度からＤＰＦ３１のＤＰＦ温度と推定する。なお、ＤＰＦ３１に温度センサを設置し、ＤＰＦ温度を直接検出するようにしてもよい。

酸素センサ３３は、ＤＰＦ３１の入口側の排気の空気過剰率を検出し、コントローラ６０に検出信号を出力する。

圧力センサ３４は、ＤＰＦ３１の入口側の排気圧力を検出し、コントローラ６０に検出信号を出力する。この圧力センサ３４によって検出された排気圧力の上昇量に基づいてＤＰＦ３１に堆積したＰＭの堆積量（以下「ＰＭ堆積量」という。）を推定する。

上記した排気浄化装置１００は、エンジン１０を制御するためにコントローラ６０を備える。

コントローラ６０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏインタフェースから構成される。このコントローラ６０には、温度センサ３２、酸素センサ３３、圧力センサ３４、その他図示しない車速センサ等の車両の運転状態を検出する各種センサの出力が入力する。

コントローラ６０は、上記各種センサからの検出信号に基づいて、燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御するためのインジェクタ１１への燃料噴射指令信号、吸気絞り弁２２への開度指令信号、ＥＧＲ弁５２への開度指令信号、可変ノズル４２を制御するためのアクチュエータ４４への開度指令信号等を出力する。

また、コントローラ６０は、圧力センサ３４で検出された排気圧力からＰＭ堆積量を推定し、このＰＭ堆積量に基づいてＤＰＦ再生の再生時期を判断する。コントローラ６０は、ＤＰＦ３１が継続してＰＭを捕集し続けてＰＭ堆積量が所定量に達したと判断した場合には、空気過剰率や燃料噴射時期を制御して排気温度を上昇させ、ＤＰＦ温度を６００℃以上にしてＤＰＦ３１に堆積したＰＭを強制的に燃焼除去する。そして、ＤＰＦ再生中は、ＤＰＦ温度に基づいて決定される排気の目標温度と実際の排気温度とがほぼ一致するように、燃料噴射時期などをフィードバック制御して排気温度を調整する。

ところで、排気温度が目標温度よりも低い場合には燃料噴射時期を遅角して排気温度を上昇させるが、燃料噴射時期を遅角しすぎると未燃燃料によるオイル希釈が生じる。また、排気温度が目標温度よりも高い場合には燃料噴射時期を進角して排気温度を低下させるが、燃料噴射時期を進角しすぎるとスモークが発生する。

図６（Ａ）は、燃料噴射時期とオイル希釈量との関係を示す図である。横軸は燃料噴射時期を示し、縦軸はオイル希釈量を示す。

図６（Ａ）に示す通り、燃料噴射時期とオイル希釈量との関係は、空気過剰率によらず、実線Ａのように燃料噴射時期を遅角するにしたがってオイル希釈量は増加する。つまり、燃料噴射時期が遅角されるほど、燃料が気筒内壁面に付着しやすくなるので、未燃燃料が潤滑油に混じりやすくなってオイル希釈量が増大する。

図６（Ｂ）は、燃料噴射時期とスモーク発生量との関係を示す図である。横軸は燃料噴射時期を示し、縦軸はスモーク発生量を示す。

図６（Ｂ）の実線Ｂ〜Ｄに示す通り、燃料噴射時期が進角されるにしたがってスモーク発生量は増大する。つまり、燃料噴射時期が進角されるほど、燃料がピストン頂面に液膜として残りやすくなり、スモークの発生量が増大する。

また、燃料噴射時期とスモーク発生量との関係は、空気過剰率によっても変化する。空気過剰率がリッチになるほど混合気中の酸素濃度が低下するので、実線Ｄに示すようにスモークが発生しやすくなる。これに対して、空気過剰率がリーンになるほど混合気中の酸素濃度は増加するので、実線Ｂに示すようにスモークが発生しにくくなる。

このように、排気温度を調整するために燃料噴射時期を制御すると、燃料噴射時期制御に起因してスモークが発生したり、オイル希釈が生じたりする。そこで、本実施形態では、オイル希釈やスモークの発生が抑制される範囲で空気過剰率や燃料噴射時期を制御して排気温度を調整する（図２参照）。

図２（Ａ）は、所定の空気過剰率における燃料噴射時期と排気温度との関係を示す図である。横軸は燃料噴射時期を示し、縦軸は排気温度を示す。

図２（Ａ）に示す通り、実線Ｆ上の基本制御位置から燃料噴射時期を遅角すると排気温度は上昇し、進角すると排気温度は低下する。また、この基本制御位置から空気過剰率をリッチにすると実線Ｇに示すように排気温度は上昇し、リーンにすると実線Ｅに示すように排気温度は低下する。

ここで、燃料噴射時期の遅角制御の限界は、図２（Ｂ）に示すオイル希釈限界値によって決定する。つまり、オイル希釈限界値に達する燃料噴射時期に基づいて基本制御位置からの遅角補正限界値（遅角限界値）ＦＢ_{IT_RET}が決定され、このオイル希釈限界値を超えない範囲で燃料噴射時期が遅角制御される。

一方、燃料噴射時期の進角制御の限界は、図２（Ｃ）に示すように、空気過剰率とスモーク発生限界値とによって決定される。つまり、空気過剰率がリッチ側に制御されたときの実線Ｄにおいて、スモーク発生限界値に達する燃料噴射時期に基づいて基本制御位置からの進角補正限界値ＦＢ_{IT_ADV}が決定され、この進角補正限界値（進角限界値）ＦＢ_{IT_ADV}を超えない範囲で燃料噴射時期が進角制御される。

また、図２（Ｃ）の実線Ｃに示すように、空気過剰率はリッチになるほどスモーク発生量が増大し、スモーク発生限界値に達しやすくなる。そのため、空気過剰率のリッチ制御の限界は、スモーク発生限界値や燃焼性能などに基づいて決定され、図２（Ａ）の実線Ｇに示すように実線Ｆからのリッチ補正限界値（リッチ限界値）ＦＢλ_{_RI}が決定される。そして、このリッチ補正限界値ＦＢλ_{_RI}を超えない範囲で空気過剰率がリッチ制御される。

一方、空気過剰率をリーン側に制御するとスモーク発生量は抑制されるので、空気過剰率のリーン制御の限界は、スモーク発生量やオイル希釈量ではなく燃焼性能などのエンジン運転状態に基づいて決定される。そして、図２（Ａ）の実線Ｅに示すように、実線Ｆからのリーン補正限界値（リーン限界値）ＦＢλ_{_LE}が決定され、このリーン補正限界値ＦＢλ_{_LE}を超えない範囲で空気過剰率がリーン制御される。このように、空気過剰率がスモークの発生やオイル希釈に与える影響は、燃料噴射時期と比較して小さい。

次に、排気浄化装置１００の排気温度制御の詳細について図３を参照して説明する。

図３は、コントローラ６０が実行する排気温度の制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは一定周期ごと、例えば１０ミリ秒周期で実施される。

ステップＳ１では、コントローラ６０は、温度センサ３２で検出した排気温度Ｔ_EXHが、ＤＰＦ温度に応じて決定される排気の目標温度Ｔ₀よりも小さいか否かを判定する。つまり、コントローラ６０は、排気温度Ｔ_EXHと目標温度Ｔ₀とが一致するように常時フィードバック制御を行い、その排気温度Ｔ_EXHと目標温度Ｔ₀とに基づいて排気温度Ｔ_EXHを上昇又は低下させる。

なお、排気温度Ｔ_EXHを常時フィードバック制御するのではなく、ＤＰＦ再生後一定時間経過した後や、排気温度Ｔ_EXHが目標温度Ｔ₀に対して所定の温度幅に入ったときに、排気温度Ｔ_EXHと目標温度Ｔ₀とに基づいてフィードバック制御するようにしてもよい。

Ｔ_EXH＜Ｔ₀の場合には排気温度Ｔ_EXHを上昇させる必要があると判断し、ステップＳ２に移る。一方、Ｔ_EXH≧Ｔ₀の場合には排気温度Ｔ_EXHを低下させる必要があると判断し、ステップＳ３に移る。

ステップＳ２では、コントローラ６０は、排気温度Ｔ_EXHを上昇させるために排気温度上昇処理を実行する。この排気温度上昇処理の詳細については図４を参照して後述する。

ステップＳ３では、コントローラ６０は、排気温度Ｔ_EXHを低下させるために排気温度低下処理を実行する。この排気温度低下処理の詳細については図５を参照して後述する。

図４は、コントローラ６０が実行する排気温度上昇処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。

ステップＳ２１では、コントローラ６０は、排気温度Ｔ_EXHが上昇する状態にあるかどうかを判断するために、燃料噴射時期の補正値ＦＢ_ITがゼロ以下か否かを判定する。

ここで、補正値ＦＢ_ITは、基本制御位置からの燃料噴射時期の補正量を示す。この補正値ＦＢ_ITは、正の場合には燃料噴射時期が進角していることを示し、負の場合には遅角していることを示す。補正値ＦＢ_IT≦０の場合は燃料噴射時期が遅角されているので、排気温度Ｔ_EXHが上昇する状態にあると判断してステップＳ２２に移る。一方、補正値ＦＢ_IT＞０の場合は燃料噴射時期が進角されているので、排気温度Ｔ_EXHが低下する状態にあると判断してステップＳ２６に移る。

ステップＳ２２では、コントローラ６０は、後述するステップＳ２３で空気過剰率をリッチ制御するために、空気過剰率の補正値ＦＢλがリッチ補正限界値ＦＢλ_{_RI}よりも大きいか否かを判定する。

ここで、補正値ＦＢλは、基本制御位置における空気過剰率からの補正量を示す。この補正値ＦＢλは、正の場合には空気過剰率がリーンであることを示し、負の場合にはリッチであることを示す。補正値ＦＢλ＞ＦＢλ_{_RI}の場合は、空気過剰率をリッチ制御してもスモーク限界値を超えず、また燃焼性能も悪化しないので、ステップＳ２３に移る。一方、補正値ＦＢλ≦ＦＢλ_{_RI}となると、スモーク限界値を超えたり、燃焼性能が悪化したりするので、空気過剰率の制御はせずにステップＳ２４に移る。

ステップＳ２３では、コントローラ６０は、排気温度Ｔ_EXHを上昇させるために吸気絞り弁２２の開度を絞り、空気過剰率をリッチ補正限界値ＦＢλ_{_RI}を超えない範囲でリッチ制御する。なお、排気温度Ｔ_EXHと目標温度Ｔ₀との差に基づいて、可変ノズル４２の開度、ＥＧＲ弁５２の開度、インジェクタ１１の燃料噴射量などを制御することで空気過剰率を調整することもできる。

なお、ＥＧＲ弁５２を開弁し、ターボチャージャ４０の可変ノズル４２を絞るとともに吸気絞り弁２２を開くことで、ＥＧＲ率を一定に保ったまま吸気中の酸素量を増加させ、さらに燃料噴射量を増加するように制御することによって、同一空気過剰率でもスモーク発生量や燃費の悪化を抑制しつつ排気温度Ｔ_EXHを上昇させることができる。

ステップＳ２４では、コントローラ６０は、後述するステップＳ２５で燃料噴射時期を遅角制御するために、燃料噴射時期の補正値ＦＢ_ITが遅角補正限界値ＦＢ_{IT_RET}よりも大きいか否かを判定する。

補正値ＦＢ_IT＞ＦＢ_{IT_RET}の場合は、燃料噴射時期を遅角制御してもオイル希釈限界値を超えないので、ステップＳ２５に移る。一方、補正値ＦＢ_IT≦ＦＢ_{IT_RET}の場合は、燃料噴射時期をこれ以上遅角するとオイル希釈限界を超えてしまうので遅角制御せずに処理を抜ける。

ステップＳ２５では、コントローラ６０は、排気温度Ｔ_EXHを上昇させるために、排気温度Ｔ_EXHと目標温度Ｔ₀との差に基づいて燃料噴射時期を遅角補正限界値ＦＢ_{IT_RET}を超えない範囲で遅角制御し、処理を抜ける。

ステップＳ２６では、コントローラ６０は、燃料噴射時期の補正値ＦＢ_ITが０となるように燃料噴射時期を制御し、一旦処理を抜ける。つまり、補正値ＦＢ_IT＞０の場合は燃料噴射時期が進角されているので、排気温度Ｔ_EXHを上昇させる必要があるにもかかわらず、このままでは排気温度Ｔ_EXHは低下するため、補正値ＦＢ_ITがゼロとなるように燃料噴射時期を制御する。

図５は、コントローラ６０が実行する排気温度低下処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。

ステップＳ３１では、コントローラ６０は、排気温度Ｔ_EXHが低下する状態にあるかどうかを判断するために、燃料噴射時期の補正値ＦＢ_ITがゼロ以上か否かを判定する。

補正値ＦＢ_IT≧０の場合は燃料噴射時期が進角されているので、排気温度Ｔ_EXHが低下する状態にあると判断してステップＳ３２に移る。一方、補正値ＦＢ_IT＜０の場合は燃料噴射時期が遅角されているので、排気温度Ｔ_EXHが上昇する状態にあると判断してステップＳ３６に移る。

ステップＳ３２では、コントローラ６０は、後述するステップＳ３３で空気過剰率をリーン制御するために、空気過剰率の補正値ＦＢλがリーン補正限界値ＦＢλ_{_LE}よりも小さいか否かを判定する。

そして、補正値ＦＢλ＜ＦＢλ_{_LE}の場合は、空気過剰率をリーン制御しても燃焼性能をできるので、ステップＳ３３に移る。一方、補正値ＦＢλ≧ＦＢλ_{_LE}となると、燃焼性能などのエンジン運転状態が悪化するので、空気過剰率制御はせずにステップＳ３４に移る。

ステップＳ３３では、コントローラ６０は、排気温度Ｔ_EXHを低下させるために吸気絞り弁２２の開度を開き、空気過剰率をリーン補正限界値ＦＢλ_{_LE}を超えない範囲でリーン制御する。つまり、排気温度Ｔ_EXHと目標温度Ｔ₀との差に基づいて吸気絞り弁開度、可変ノズル開度、ＥＧＲ弁開度、燃料噴射量などを制御し、空気過剰率をリーン側に調整する。

ステップＳ３４では、コントローラ６０は、後述するステップＳ３５で燃料噴射時期を進角制御するために、燃料噴射時期の補正値ＦＢ_ITが遅角補正限界値ＦＢ_{IT_ADV}よりも小さいか否かを判定する。

補正値ＦＢ_IT＜ＦＢ_{IT_ADV}の場合は、燃料噴射時期を進角制御してもスモーク限界値を超えないので、ステップＳ３５に移る。一方、補正値ＦＢ_IT≧ＦＢ_{IT_ADV}の場合は、燃料噴射時期をこれ以上進角するとスモーク限界値を超えてしまうので進角制御せずに処理を抜ける。

ステップＳ３５では、コントローラ６０は、排気温度Ｔ_EXHを低下させるために、排気温度Ｔ_EXHと目標温度Ｔ₀との差に基づいて燃料噴射時期を進角補正限界値ＦＢ_{IT_ADV}を超えない範囲で進角制御し、処理を抜ける。

ステップＳ３６では、コントローラ６０は、燃料噴射時期の補正値ＦＢ_ITが０となるように燃料噴射時期を制御し、一旦処理を抜ける。つまり、補正値ＦＢ_IT＜０の場合は燃料噴射時期が遅角されているので、排気温度Ｔ_EXHを低下させる必要があるにもかかわらず、このままでは排気温度Ｔ_EXHが上昇してしまうため、補正値ＦＢ_ITがゼロとなるように燃料噴射時期を制御する。

以上により、本実施形態は下記の効果を得ることができる。

排気温度が目標温度よりも小さい場合には、排気温度上昇処理を実行する（ステップＳ２）。この排気温度上昇処理では、まずオイル希釈やスモーク発生への影響が小さい空気過剰率をリッチ制御して排気温度を上昇させる（ステップＳ２２、Ｓ２３）。そして、空気過剰率制御によっても排気温度が目標温度に達しない場合には、オイル希釈限界値を超えないように燃料噴射時期を遅角制御して排気温度を上昇させる（ステップＳ２４、Ｓ２５）。このように、空気過剰率と燃料噴射時期のうち空気過剰率を優先的に制御することで、オイル希釈やスモークを抑制するとともに排気温度を上昇させることが可能となる。

また、排気温度が目標温度よりも大きい場合には、排気温度低下処理を実行する（ステップＳ３）。この排気温度低下処理では、まずオイル希釈やスモーク発生への影響が小さい空気過剰率をリーン制御して排気温度を低下させる（ステップＳ３２、Ｓ３３）。そして、空気過剰率制御によっても排気温度が目標温度まで低下しない場合には、スモーク限界値を超えないように燃料噴射時期を進角制御して排気温度を低下させる（ステップＳ３４、Ｓ３５）。このように、空気過剰率と燃料噴射時期のうち空気過剰率を優先的に制御することで、オイル希釈やスモークを抑制するとともに排気温度を低下させることが可能となる。

本発明は上記した実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。

例えば、本実施形態では、ＤＰＦ３１の入口側の排気圧力の上昇量に基づいてＰＭ堆積量を推定してＤＰＦ再生時期を判断するが、前回ＤＰＦ再生時からの走行距離と、エンジン回転速度の積算値と、排気圧力とに基づいてＰＭ堆積量を推定するようにしてもよい。

ＤＰＦ再生時において、排気温度を調整するためにインジェクタ１５の主噴射時期やポスト噴射時期を制御するようにしてもよい。また、インジェクタ１５の主噴射量だけでなく、ポスト噴射量に基づいて空気過剰率を制御して、排気温度を調整するようにしてもよい。

エンジンの排気浄化装置の構成を示す図である。 所定の空気過剰率における燃料噴射時期と排気温度との関係を示す図である。 排気温度の制御ルーチンを示すフローチャートである。 排気温度上昇処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 排気温度低下処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 燃料噴射時期と、オイル希釈量又はスモーク発生量との関係を示す図である。

符号の説明

１００ 排気浄化装置
１０ ディーゼルエンジン
１１ インジェクタ
２０ 吸気通路
２２ 吸気絞り弁
３０ 排気通路
３１ ＤＰＦ（フィルタ）
３２ 温度センサ（排気温度検出手段）
３３ 空気過剰率センサ
３４ 圧力センサ（再生時期検出手段）
４０ ターボチャージャ
４１ 可変ノズル
５０ ＥＧＲ装置
５２ ＥＧＲ弁
６０ コントローラ
Ｓ２３、Ｓ３３ 空気過剰率制御手段
Ｓ２５、Ｓ３５ 燃料噴射時期制御手段
Ｓ２２〜Ｓ２５、Ｓ３２〜Ｓ３５ 排気温度調整手段

Claims (5)

1. ディーゼルエンジンの排気通路に設けられ、排気中のパティキュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタの再生時期を検出する再生時期検出手段とを備え、前記フィルタ再生時にフィルタに堆積しているパティキュレートを燃焼させる排気浄化装置であって、
   前記フィルタに流入する排気の温度を検出する排気温度検出手段と、
   前記エンジンからの排気の空気過剰率を制御する空気過剰率制御手段と、
   前記エンジンに燃料を噴射するインジェクタの燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、
   前記フィルタ再生時に、前記検出された排気温度が目標排気温度となるように、前記空気過剰率と前記燃料噴射時期のうち空気過剰率を優先的に制御して排気温度を調整する排気温度調整手段と、
   を備えることを特徴とする排気浄化装置。
2. 前記排気温度調整手段は、
   前記排気温度が目標温度よりも低いときは、まず空気過剰率をリッチ限界値の範囲内でリッチ制御し、空気過剰率をリッチ限界値まで制御しても前記排気温度が目標温度よりも低いときは、燃料噴射時期を遅角限界値の範囲内で遅角制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 前記排気温度調整手段は、
   前記排気温度が目標温度よりも高いときは、まず空気過剰率をリーン限界値の範囲内でリーン制御し、空気過剰率をリーン限界値まで制御しても前記排気温度が目標温度よりも高いときは、燃料噴射時期を進角限界値の範囲内で進角制御する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
4. 前記空気過剰率制御手段は、
   前記インジェクタの燃料噴射量、前記エンジンに流入する吸気の過給圧、前記エンジンの吸気通路に還流されるＥＧＲ量、前記エンジンに流入する吸気量のうち少なくとも１つを制御することで空気過剰率を調整する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の排気浄化装置。
5. 前記インジェクタは、前記排気温度と目標温度とに基づいて主噴射の後にポスト噴射し、
   前記空気過剰率制御手段は前記インジェクタの主噴射量またはポスト噴射量を制御し、
   前記燃料噴射時期制御手段は前記インジェクタの主噴射時期またはポスト噴射時期を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の排気浄化装置。