JP2009167839A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パティキュレートフィルタに可溶有機成分が過剰吸着したときにも、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生を抑制して、好適にパティキュレートフィルタの再生制御を実施することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】電子制御ユニット１７は、排気通路１３に設けられたパティキュレートフィルタ１４に捕集されたＰＭを、排気への還元剤の添加を通じて除去するＰＭ自動再生制御を実施する。そして電子制御ユニット１７は、パティキュレートフィルタ１４のＳＯＦ吸着量を監視するとともに、その吸着量が規定値以上のときには、規定値未満となるまで、ＰＭ自動再生制御における排気への還元剤の添加を禁止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気通路に設けられたパティキュレートフィルタに捕集された微粒子物質を、前記パティキュレートフィルタに流入する排気への還元剤の添加を通じて除去する再生制御を実施する内燃機関の排気浄化装置に関する。

周知のように、ディーゼル機関等の内燃機関の排気浄化装置として、排気中の微粒子物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を捕集するパティキュレートフィルタが実用されている。パティキュレートフィルタは、セラミクス等からなる多孔質の隔壁に排気を通過させて微粒子物質を捕集するもので、捕集された微粒子物質は、隔壁の表面や細孔に堆積する。

こうしたパティキュレートフィルタに捕集された微粒子物質の量が過剰となると、フィルタが目詰りを起してしまい、内燃機関の背圧が上昇してしまう。そこでパティキュレートフィルタを備える排気浄化装置では、フィルタに微粒子物質の酸化反応を促進する触媒を担持させておくとともに、必要に応じて再生制御を実施することで、フィルタの目詰まりを解消するようにしている。

上記のような再生制御を行うには、触媒が十分に活性化するように、触媒床温を十分に高温化する必要がある。そこで再生制御に際しては、フィルタに流入する排気に還元剤となる未燃燃料成分を添加して、その未燃燃料成分の触媒上での発熱反応により、触媒床温を高温化するようにしている。なお排気への還元剤の添加は、例えば内燃機関の膨張行程や排気行程に燃焼に寄与しない燃料を噴射する、いわゆるポスト噴射を実施すること等によって行なわれる。

ところで排気中の微粒子物質としては大きくは、固体状の煤（スート：Ｓｏｏｔ）と、その周囲に付着する液状の可溶有機成分（ＳＯＦ：Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ）との２種類のものがある。ここで可溶有機成分は、煤の燃焼温度（６００℃以上）に比して低い温度（２５０℃以上）で燃焼する。そこでパティキュレートフィルタに吸着された可溶有機成分の量が多いときには、排気温度が低くても、可溶有機成分が急速に燃焼して白煙や排気のＨＣ臭が発生したり、或いはその燃焼による発熱で煤までもが急速に燃焼してフィルタが過昇温となってしまったりすることがある。

そこで従来、特許文献１に記載された発明では、パティキュレートフィルタの可溶有機成分の吸着量を監視し、その量が規定値に到達すると再生制御を実行してこれを除去することで、上記のような白煙やＨＣ臭の発生、過昇温を招く程度までフィルタに可溶有機成分が過剰吸着しない状態を維持するようにしている。また特許文献２にも同様に、パティキュレートフィルタの可溶有機成分の吸着量を監視し、その量が規定値に到達すると再生制御を実行する発明が開示されている。
特開２００６−２９１７８８号公報 特開２００５−０４８７０９号公報

ところで上記のようなパティキュレートフィルタの再生制御は、実行可能な条件が限定されているため、状況によっては、可溶有機成分の吸着量が規定値に達しても、再生制御を実行することができないことがある。例えば内燃機関が長時間、アイドル状態で放置されたときや、長時間の低負荷運転時などには、再生制御を実行する機会が無く、パティキュレートフィルタに可溶有機成分が上記規定値を大幅に超えて吸着されてしまうことがある。このときの上記従来の技術では、こうして可溶有機成分が過剰に吸着された状態に一旦なってしまえば、有効な対処を行うことはできないため、白煙やＨＣ臭の発生やフィルタの過昇温はもはや避けられないことになる。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、パティキュレートフィルタに可溶有機成分が過剰吸着したときにも、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生を抑制して、好適にパティキュレートフィルタの再生制御を実施することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、排気通路に設けられたパティキュレートフィルタに捕集された微粒子物質を、前記パティキュレートフィルタに流入する排気への還元剤の添加を通じて除去する再生制御を実施する内燃機関の排気浄化装置において、前記パティキュレートフィルタへの可溶有機成分の吸着量を監視するとともに、その吸着量が規定値以上のときには、前記再生制御における還元剤の添加を制限する添加制限手段を備えることをその要旨としている。

上記構成では、排気通路に設けられたパティキュレートフィルタに捕集された微粒子物質を、排気への燃料添加やポスト噴射等による同フィルタに流入する排気への還元剤の添加を通じて除去する、パティキュレートフィルタの再生制御が実施される。そして監視されるパティキュレートフィルタへの可溶有機成分の吸着量が規定値以上であると、こうした再生制御における排気への還元剤の添加が制限されるようになる。例えば還元剤の添加量を通常よりも減量したり、添加開始時期が通常よりも遅らされたりするようになる。そのため、可溶有機成分の吸着量が多いときには、再生制御のための触媒の高温化が抑えられ、触媒上での可溶有機成分の燃焼反応が抑制されるようになる。したがって上記構成によれば、パティキュレートフィルタに可溶有機成分が過剰吸着したときにも、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生を抑制して、好適にパティキュレートフィルタの再生制御を実施することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記還元剤の添加は、内燃機関の膨張行程に燃焼室に燃料を噴射するポスト噴射を通じて行われることをその要旨としている。

上記のようなパティキュレートフィルタの再生制御における還元剤の添加は、こうしたポスト噴射を通じて行うことができる。勿論、排気に燃料を直接添加することによっても、還元剤の添加は可能である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記添加制限手段は、前記可溶有機成分の吸着量が前記規定値以上のときには、前記再生制御における還元剤の添加を禁止することをその要旨としている。

上記構成では、可溶有機成分の吸着量が規定値以上のときには、再生制御における還元剤の添加が禁止されるようになる。すなわち、再生制御における還元剤の添加は、可溶有機成分の吸着量が規定値未満となってから開始されるようになる。そのため、可溶有機成分の過剰吸着による、再生制御時の白煙やＨＣ臭の発生やパティキュレートフィルタの過昇温をより確実に回避することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記添加制限手段は、前記可溶有機成分の吸着量が前記規定値以上のときには、そうでないときに比して前記再生制御における還元剤の添加量を低減することをその要旨としている。

上記構成では、可溶有機成分の吸着量が規定値以上のときには、再生制御における還元剤の添加量が通常よりも低減されるようになり、触媒の高温化が抑えられて触媒上での可溶有機成分の燃焼反応が抑制されるようになる。そしてその結果、パティキュレートフィルタへの可溶有機成分の過剰吸着時における、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生が抑制されるようになる。

請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記再生制御は、前記パティキュレートフィルタの温度を目標値とすべく前記還元剤の添加量を調整することで行われ、前記添加制限手段は、前記可溶有機成分の吸着量が前記規定値以上のときには、前記再生制御での前記パティキュレートフィルタの温度目標値を、そうでないときに比して低下させることで、前記還元剤の添加の制限を行うことをその要旨としている。

上記構成では、再生制御に際して、パティキュレートフィルタの温度を目標値とすべく還元剤の添加量の調整が行われる。そして可溶有機成分の吸着量が基準値以上のときには、こうした再生制御での温度目標値が通常よりも低下されるようになる。そのため、可溶有機成分の吸着量が多いときには、再生制御での還元剤の添加量が低減されるようになり、触媒の高温化が抑えられて触媒上での可溶有機成分の燃焼反応が抑制されるようになる。そしてその結果、パティキュレートフィルタへの可溶有機成分の過剰吸着時における、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生が抑制されるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記添加制限手段は、前記可溶有機成分の吸着量が前記規定値に近づくにつれ、前記温度目標値を通常の値に近づけることをその要旨としている。

上記構成では、可溶有機成分の吸着量が規定値に近づくにつれ、再生制御でのパティキュレートフィルタの温度目標値が通常の値に近づけられるようになる。そのため、上記のような可溶有機成分の過剰吸着に伴う不具合を抑えながらも、可溶有機成分の吸着量の低減に併せてパティキュレートフィルタの温度を徐々に上昇させることが可能となる。したがってパティキュレートフィルタへの可溶有機成分の過剰吸着時における、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生を抑制しながらも、再生制御の長期化を必要最小限に留めることができるようになる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の内燃機関の排気浄化装置を具体化した第１の実施の形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。なお本実施の形態では、ディーゼル機関の排気浄化装置に本発明を適用した場合を例に説明する。

図１は、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置についてその全体構成を模式的に示したものである。同図に示すように、ディーゼル機関の吸気通路１０を通じて空気の導入される燃焼室１１には、燃料噴射弁１２が設置されており、その燃料噴射弁１２から噴射された燃料がその内部で燃焼されるようになっている。こうした燃焼により発生した排気は、排気通路１３に送り出される。排気通路１３には、排気中の微粒子物質を捕集するパティキュレートフィルタ１４が設置されている。

パティキュレートフィルタ１４は、セラミクス等からなる多孔質の隔壁に排気を通過させて排気中の微粒子物質を捕集するものとなっている。このパティキュレートフィルタ１４には、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されており、このＮＯｘ触媒によって触発される反応により、上記捕集されたＰＭが燃焼（酸化）されて除去されるようになっている。

こうしたディーゼル機関の制御は、電子制御ユニット１５によって実施されている。電子制御ユニット１５は、機関制御に係る各種演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、機関制御用のプログラムやデータが予め記憶されたリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、外部との信号の入出力に係る入出力ポート（Ｉ／Ｏ）を備えて構成されている。こうした電子制御ユニット１５の入力ポートには、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ１６、機関回転速度を検出するＮＥセンサ１７、機関冷却水の温度を検出する水温センサ１８、排気温を検出する排気温センサ１９、上記パティキュレートフィルタ１４の温度（触媒床温）を検出する床温センサ２０などのセンサが接続されている。そして電子制御ユニット１５は、これらセンサの検出結果より把握される機関運転状態に応じて燃料噴射弁１２等を駆動制御することで機関制御を実施している。

さて本実施の形態の内燃機関の排気浄化装置では、電子制御ユニット１５は、パティキュレートフィルタ１４の微粒子物質の堆積量を監視するようにしている。この監視は、例えば次の態様で、パティキュレートフィルタ１４の微粒子物質の堆積量を推定して求めることで行われる。すなわち、電子制御ユニット１５は、機関回転速度や機関負荷（燃料噴射量）から単位時間当りの内燃機関の微粒子物質の排出量を求めるとともに、この求められた排出量と触媒床温とから単位時間に新規に堆積する微粒子物質の量であるＰＭ堆積速度を算出する。一方、パティキュレートフィルタ１４に堆積した微粒子物質は、機関運転中にその一部が加熱分解されて脱離する。そこで電子制御ユニット１５は、触媒床温から単位時間当りの微粒子物質の脱離量であるＰＭ脱離速度を算出し、このＰＭ脱離速度と上記ＰＭ堆積速度との差から単位時間当りの微粒子物質堆積量（ＰＭ堆積量）の変化量を算出する。そしてその算出されたＰＭ堆積量の変化量を積算することで、パティキュレートフィルタ１４の現時点のＰＭ堆積量を推定するようにしている。また電子制御ユニット１５は、こうしたＰＭ堆積量の推定と同様の手法にて、パティキュレートフィルタ１４の現時点の可溶有機成分の吸着量（ＳＯＦ吸着量）の推定を併せ行なってもいる。

そして電子制御ユニット１５は、ＰＭ堆積量が一定値を超えると、パティキュレートフィルタ１４に堆積したＰＭを除去してその目詰まりを防止するためのＰＭ自動再生制御を実施する。ここでのＰＭ自動再生制御は、ディーゼル機関の膨張行程や排気行程に、燃焼に寄与しない燃料を燃焼室に噴射するポスト噴射を実施して、パティキュレートフィルタ１４に流入する排気に還元剤となる未燃燃料を添加して、触媒床温を触媒の活性温度まで上昇させることで行われる。すなわち、ポスト噴射によってパティキュレートフィルタ１４に還元剤となる未燃燃料成分を供給することで、その未燃燃料成分の触媒上での発熱反応によって触媒床温を上昇させる。そして触媒床温を十分上昇させることで、触媒を活性化して、触媒上でのＰＭの酸化反応を促進することで、パティキュレートフィルタ１４に堆積したＰＭを燃焼して除去するようにしている。

こうしたＰＭ自動再生制御においては、触媒の活性温度（例えば６００℃）を目標床温として設定し、実際の触媒床温がその目標床温となるように、ポスト噴射の燃料噴射量を調整することで行われる。なお、ＰＭ自動再生制御でのポスト噴射は、機関冷却水温、排気温に基づく開始条件の成立に応じて開始されるようになっている。

ところで上述したように、パティキュレートフィルタ１４のＳＯＦ吸着量が過剰な状態で、ＰＭ自動再生制御が実行されると、比較的低い温度（例えば２５０℃）から、多量のＳＯＦが燃焼して、白煙や過昇温が発生することがある。本実施の形態では、こうしたＳＯＦの過剰吸着時におけるＰＭ自動再生制御の実施に伴う白煙や過昇温の発生を抑制すべく、以下の対策を講じている。すなわち、本実施の形態では、上述したようにパティキュレートフィルタ１４のＳＯＦ吸着量を監視するとともに、その吸着量が規定値以上のときには、ＰＭ自動再生制御におけるポスト噴射による排気への還元剤の添加を禁止するようにしている。

図２は、こうした本実施の形態でのＰＭ自動再生制御の制御態様の一例を示している。同図の時刻Ｔ１には、ＰＭ堆積量が一定値を超え、ＰＭ自動再生制御を実施させるためのＰＭ自動再生フラグがオン（ＯＮ）とされ、その後の時刻Ｔ２にはポスト噴射の開始条件が成立している。ここで本来であれば、この時刻Ｔ２よりポスト噴射が開始されるが、同図の例では、このときのＳＯＦ吸着量が規定値以上となっており、そのため、この時点ではポスト噴射は開始されないようになっている。そしてパティキュレートフィルタ１４からの自然脱離により、ＳＯＦ吸着量が規定値未満となった時刻Ｔ３よりポスト噴射が開始されている。このように本実施の形態では、ＳＯＦが過剰吸着されているときには、ポスト噴射を一旦は禁止し、ＳＯＦ吸着量が十分に低下するのを待ってからポスト噴射を開始するようにしている。

図３は、こうした本実施の形態に採用されるＰＭ自動再生制御ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、機関運転中に、電子制御ユニット１５によって一定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとなっている。

さて本ルーチンの処理が開始されると、電子制御ユニット１５はまずステップＳ１０において、ＰＭ自動再生制御の実行条件が成立しているか否かを、すなわちパティキュレートフィルタ１４のＰＭ堆積量が一定値を超えているか否かを確認する。ここで実行条件が不成立であれば（Ｓ１０：ＮＯ）、電子制御ユニット１５はステップＳ１４において、ＰＭ自動再生フラグをオフ（ＯＦＦ）にセットして今回の本ルーチンの処理を終了する。

一方、実行条件が成立していれば（Ｓ１０：ＹＥＳ）、電子制御ユニット１５は、ステップＳ１２においてＰＭ自動再生フラグをオン（ＯＮ）にセットし、続くステップＳ２０においてポスト噴射開始条件が成立しているか否かを確認する。ここで開始条件が未成立であれば（Ｓ２０：ＮＯ）、電子制御ユニット１５は、ステップＳ３０においてポスト噴射を禁止して、今回の本ルーチンの処理を終了する。すなわち、このときには、ポスト噴射の開始を少なくとも、機関冷却水温や排気温に基づく開始条件が成立するまでは、待つことになる。

一方、このときにポスト噴射開始条件が成立していれば（Ｓ２０：ＹＥＳ）、電子制御ユニット１５は、ステップＳ４０において、パティキュレートフィルタ１４のＳＯＦ吸着量が規定値以上であるか否かを確認する。そしてＳＯＦ吸着量が規定値以上であれば（ＬＳ４０：ＹＥＳ）、ステップＳ３０においてポスト噴射を禁止して、今回の本ルーチンの処理を終了する。すなわち、このときには、ポスト噴射の開始を、ＳＯＦ吸着量が規定値未満に低下するまで待つことになる。そして電子制御ユニット１５は、ＳＯＦ吸着量が規定値未満となっていれば（Ｓ４０：ＮＯ）、ステップＳ５０においてポスト噴射を実施する。

なお、こうした本実施の形態では、上記ＰＭ自動再生制御ルーチンのステップＳ４０及びステップＳ３０の処理が、上記添加制限手段の行う処理に相当している。
以上説明した本実施の形態の内燃機関の排気浄化装置によれば、次の効果を奏することができる。

（１）本実施形態では、パティキュレートフィルタ１４のＳＯＦ吸着量を監視するとともに、その吸着量が規定値以上のときには、ポスト噴射によるＰＭ自動再生制御での、排気への還元剤の添加を禁止するようにしている。すなわち、本実施の形態では、排気通路１３に設けられたパティキュレートフィルタ１４に捕集されたＰＭを、ポスト噴射を通じた排気への還元剤の添加を通じて除去する、パティキュレートフィルタ１４のＰＭ自動再生制御が実施される。そして監視されるパティキュレートフィルタ１４へのＳＯＦ吸着量が規定値以上であると、こうしたＰＭ自動再生制御におけるポスト噴射が、ひいては排気への還元剤の添加が禁止されるようになる。そしてこのときには、ＳＯＦ吸着量が十分に低下するまで、ポスト噴射の開始時期が遅延されるようになる。そのため、ＳＯＦ吸着量が多いときには、ＰＭ自動再生制御のための触媒の高温化が抑えられ、触媒上でのＳＯＦの燃焼反応が抑制されるようになる。したがって本実施の形態によれば、パティキュレートフィルタ１４にＳＯＦが過剰吸着したときにも、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生を回避して、好適にパティキュレートフィルタ１４のＰＭ自動再生制御を実施することができるようになる。

なお上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、ＳＯＦ吸着量が規定値以上のときには、ポスト噴射を完全に禁止するようにしていた。もっとも、パティキュレートフィルタ１４にＳＯＦが過剰吸着されているときに、ポスト噴射を完全に禁止しないまでも、一定の制限を加えるだけでも、ＳＯＦの過剰吸着による白煙やＨＣ臭、過昇温の発生を抑制することは可能である。すなわち、ＳＯＦ吸着量が規定値以上のときには、そうでないときに比して、ＰＭ自動再生制御におけるポスト噴射の燃料噴射量を、ひいては排気への還元剤の添加量を低減することでも、ＳＯＦが過剰吸着された状況でのＰＭ自動再生制御下での触媒の高温化が抑えられて触媒上でのＳＯＦの燃焼反応が抑制されるようになる。そしてその結果、パティキュレートフィルタへの可溶有機成分の過剰吸着時における、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生が抑制されるようになる。

（第２の実施の形態）
続いて、本発明の内燃機関の排気浄化装置を具体化した第２の実施の形態を、図４を併せ参照して、上記実施の形態と異なる点を中心に説明する。なお、本実施の形態において上記実施の形態と同等、或いはそれに準じた構成については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

さて上述したように、パティキュレートフィルタ１４にＳＯＦ吸着量が規定値以上のときには、ポスト噴射を禁止したり、ポスト噴射の燃料噴射量を減量したりすることで、ＳＯＦが過剰吸着された状況でのＰＭ自動再生制御の実施による白煙やＨＣ臭、過昇温といった不具合を抑制することができる。ところでＰＭ自動再生制御時には、触媒床温を目標床温とすべく、ポスト噴射の燃料噴射量の調整が行われており、目標床温を変更することで、ポスト噴射を制限することが可能である。すなわち、目標床温が下げられれば、その分、目標床温を達成するために必要となるポスト噴射の燃料噴射量は低減することになり、ＳＯＦの過剰吸着時には目標床温を通常よりも低下させることで、白煙やＨＣ臭、過昇温といった不具合の抑制を図ることが可能となる。

そこで本実施の形態では、ＳＯＦ吸着量が規定値以上のときには、ＰＭ自動再生制御でのパティキュレートフィルタ１４の温度目標値である目標床温を、そうでないときに比して低下させることで、ポスト噴射による排気への還元剤添加の制限を行うようにしている。こうした本実施の形態では、ＳＯＦが過剰吸着されているときには、目標床温の低下により、ＰＭ自動再生制御での排気への還元剤の添加量が低減されるようになり、触媒の高温化が抑えられて触媒上でのＳＯＦの燃焼反応が抑制されるようになる。そしてその結果、パティキュレートフィルタ１４へのＳＯＦの過剰吸着時における、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生が抑制されるようになる。

更に本実施の形態では、ＳＯＦ吸着量が規定値に近づくにつれ、目標床温を通常の値に段階的に近づけるようにしている。そのため、上記のようなＳＯＦの過剰吸着に伴う不具合を抑えながらも、ＳＯＦ吸着量の低減に併せてパティキュレートフィルタ１４の温度（触媒床温）を徐々に上昇させることが可能となる。したがってパティキュレートフィルタ１４へのＳＯＦの過剰吸着時における、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生を抑制しながらも、再生制御の長期化を必要最小限に留めることができるようになる。

図４は、こうした本実施の形態におけるＰＭ自動再生制御の制御態様の一例を示している。同図に示すように、ポスト噴射開始条件の成立する時刻Ｔ４には、ＳＯＦ吸着量が規定値を大きく上回った状態となっている。このときの目標床温は、通常の値、すなわちＳＯＦ吸着量が規定値未満のときに設定される値よりも大幅に低い値に設定される。そのため、このときのポスト噴射は、極めて限定的にしか行われず、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生は抑制されるようになる。

一方、その後、ＳＯＦ吸着量が減少すると、それに併せて目標床温は、本来の値に近づくように段階的に上昇される。そのため、触媒床温は、ＳＯＦ吸着量の減少に併せて徐々に上昇されることとなり、ＳＯＦ吸着量が規定値未満となってポスト噴射が本格的に開始された後、直ちに触媒床温を本来の目標床温として、パティキュレートフィルタ１４に堆積したＰＭの除去を効果的に行うことができるようになる。

なお、こうした本実施の形態では、触媒床温がパティキュレートフィルタ１４の温度に、目標床温がパティキュレートフィルタ１４の温度の目標値にそれぞれ対応している。
以上説明した本実施の形態の内燃機関の排気浄化装置によれば、次の効果を奏することができる。

（２）本実施の形態では、触媒床温を目標床温とすべくポスト噴射の燃料噴射量を調整することでＰＭ自動再生制御を行うようにしている。そしてパティキュレートフィルタ１４のＳＯＦ吸着量が規定値以上のときには、そうしたＰＭ自動再生制御での目標床温を、そうでないときに比して低下させることで、ポスト噴射の制限を行うようにしている。そのため、ＳＯＦ吸着量が多いときには、目標床温の低下によってＰＭ自動再生制御での還元剤の添加量が低減されるようになり、触媒の高温化が抑えられて触媒上でのＳＯＦの燃焼反応が抑制されるようになる。そしてその結果、パティキュレートフィルタ１４へのＳＯＦの過剰吸着時における、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生が抑制されるようになる。

（３）本実施の形態では、ＳＯＦ吸着量が規定値に近づくにつれ、目標床温を通常の値に段階的に近づけるようにしている。そのため、ＳＯＦの過剰吸着に伴う不具合を抑えながらも、ＳＯＦ吸着量の低減に併せて触媒床温を徐々に上昇させることが可能となる。したがってパティキュレートフィルタ１４へのＳＯＦの過剰吸着時における、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生を抑制しながらも、ＰＭ自動再生制御の長期化を必要最小限に留めることができるようになる。

以上説明した各実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・第２の実施の形態では、ＳＯＦ吸着量が規定値に近づくにつれ、目標床温をその通常の値へと段階的に上昇させるようにしていたが、このときの目標床温の変更を連続的に行うようにしても良い。

・第２の実施の形態では、ＳＯＦ吸着量が規定値に近づくにつれ、目標床温をその通常の値へと近づけるようにしていたが、ＳＯＦ吸着量が規定値以上となるときには、目標床温を通常の値よりも低い一定の値に固定するようにしても良い。この場合にも、白煙やＨＣ臭、過昇温の発生といったＳＯＦの過剰吸着による不具合を抑制することは可能である。

・上記実施の形態では、ＰＭ自動再生制御における触媒床温の昇温のための排気への還元剤の添加を、ポスト噴射によって行うようにしていたが、パティキュレートフィルタ１４上流側の排気通路１３に燃料添加弁を設置し、その燃料添加弁から排気中に直接燃料を添加することによって行うようにすることもできる。

・上記実施の形態では、ディーゼル機関に採用される排気浄化装置に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、ディーゼル機関以外の内燃機関に適用される排気浄化装置にも同様に適用可能である。要は、排気通路に設けられたパティキュレートフィルタに捕集された微粒子物質を、同フィルタに流入する排気への還元剤の添加を通じて除去する再生制御を実施する内燃機関の排気浄化装置であれば、本発明は上記実施の形態と同様、或いはそれに準じた態様で適用することが可能である。

本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第１実施形態についてその全体構成を模式的に示す略図。 同実施形態におけるＰＭ自動再生制御時の制御態様の一例を示すタイムチャート。 同実施形態に適用されるＰＭ自動再生制御ルーチンの処理手順を示すフローチャート。 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第２実施形態についてそのＰＭ自動再生制御時の制御態様の一例を示すタイムチャート。

符号の説明

１０…吸気通路、１１…燃焼室、１２…燃料噴射弁、１３…排気通路、１４…パティキュレートフィルタ、１５…電子制御ユニット、１６…アクセルセンサ、１７…ＮＥセンサ、１８…水温センサ、１９…排気温センサ、２０…床温センサ。

Claims (6)

1. 排気通路に設けられたパティキュレートフィルタに捕集された微粒子物質を、前記パティキュレートフィルタに流入する排気への還元剤の添加を通じて除去する再生制御を実施する内燃機関の排気浄化装置において、
   前記パティキュレートフィルタへの可溶有機成分の吸着量を監視するとともに、その吸着量が規定値以上のときには、前記再生制御における還元剤の添加を制限する添加制限手段を備える
   ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記還元剤の添加は、内燃機関の膨張行程や排気行程に燃焼に寄与しない燃料を燃焼室に噴射するポスト噴射を通じて行われる
   請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記添加制限手段は、前記可溶有機成分の吸着量が前記規定値以上のときには、前記再生制御における還元剤の添加を禁止する
   請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記添加制限手段は、前記可溶有機成分の吸着量が前記規定値以上のときには、そうでないときに比して前記再生制御における還元剤の添加量を低減する
   請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 前記再生制御は、前記パティキュレートフィルタの温度を目標値とすべく前記還元剤の添加量を調整することで行われ、
   前記添加制限手段は、前記可溶有機成分の吸着量が前記規定値以上のときには、前記再生制御での前記パティキュレートフィルタの温度目標値を、そうでないときに比して低下させることで、前記還元剤の添加の制限を行う
   請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. 前記添加制限手段は、前記可溶有機成分の吸着量が前記規定値に近づくにつれ、前記温度目標値を通常の値に近づける
   請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。

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