JP2010156281A - Ｄｐｆの再生制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＰＦの強制再生中に、ＤＯＣの活性状態が十分でなくなる場合、および、エンジン負荷が急減してＤＰＦに堆積されたＰＭが異常燃焼する可能性がある場合を早期に判定して該強制再生を中断し、強制再生の効率化および再生精度の向上を図るＤＰＦの再生制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】排気通路に備えＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼除去するＤＰＦの再生制御装置において、強制再生中に、エンジンが予め設定された第１運転領域に入る変化をしたときには即時に強制再生を中断する第１中断手段９２と、予め設定された第２運転領域に入る変化をしたときには該第２運転領域内の運転が一定時間継続したときに強制再生を中断する第２中断手段１０２とを備え、前記強制再生中のエンジン運転条件の変化をみて第１中断手段９２と第２中断手段１０２との一方が選択されて強制再生が中断される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの排気通路に排ガス中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を備えるとともに該ＤＰＦに捕集したＰＭを燃焼除去してＤＰＦを強制再生するＤＰＦの再生制御装置に関するものであり、特に、その強制再生中に、エンジンの運転状態が所定の運転領域に入るような変化があった場合に強制再生を中断させるＤＰＦの再生制御装置に関する。

ディーゼルエンジンから排出される黒煙の対策として、排気中に含まれるＰＭをＤＰＦによって捕集し除去する技術が知られている。
運転中にこのＤＰＦにＰＭが堆積していき、やがてその堆積量が許容値を上回ると、目詰まりが生じて排圧を上昇させて運転性に悪影響を及ぼすため、堆積したＰＭを除去して強制的に再生する必要がある。
ＤＰＦの強制再生の実施にあたっては、ＤＰＦに流入するガス温度を高温に保つ必要があり、ガス温度上昇のために吸気スロットルバルブや、排気スロットルバルブの開度を小さくして、吸気ガス量の減少、タイミングを変えた燃料噴射、または排ガス後処理装置（ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）＋ＤＰＦ）への燃料（軽油）供給、すなわち、ＤＯＣの上流側への燃料の添加または燃焼室内へのポスト噴射等が行われている。

例えば、ＤＰＦの強制再生の実施時には、図３に示すように、強制再生の開始（ｔ１）後に燃焼室内への主噴射後にアーリーポトス噴射を実施して、ＤＯＣが十分酸化燃焼させることができる温度にまで高めて活性化し（ＤＯＣ昇温ステージＡ）、その後（ｔ２以降）、燃焼室内に燃焼に寄与しないタイミングでレイトポスト噴射を実施して、ＤＰＦの前段のＤＯＣにて燃料が酸化されて発生する酸化熱で、ＤＰＦに流入する排ガス温度を上昇せしめて、ＤＰＦでＰＭが燃焼を開始する５００〜６５０℃まで昇温させて、ＰＭを燃焼除去する（ＤＰＦ入口温度制御ステージＢ）ように制御される。

しかし、ＤＯＣが十分活性を持つ温度に達していない状態で、ＤＯＣ昇温ステージＡから前記ＤＰＦ入口温度制御ステージＢへ進んで、レイトポスト噴射を行うと、燃料が酸化燃焼されずＤＰＦ入口温度を昇温できない。
すなわち、触媒活性が低下して酸化触媒に必要な昇温機能が得られず、後段に設置されたＤＰＦの再生処理が実施できなくなるおそれがある。更に後段へのＨＣの排出や、低温では燃料のミスト化やＳＯＦ成分の割合が多くなる懸念がありＤＯＣ入口部の閉塞のおそれがある。

このため、ＤＯＣ昇温ステージＡにおいて、ＤＯＣが十分活性しない状態でＤＰＦ入口温度制御ステージＢへ進んでレイトポスト噴射をしないようにする必要がある。
また、図３の点線Ｃで示すようにＤＰＦ入口温度制御ステージＢへ進んだ後においてエンジン運転状態が低負荷に変わるとＤＯＣ温度が下がり活性が低下してしまった場合においても、ＤＰＦ入口温度制御ステージＢにおけるレイトポスト噴射を継続し続けることがないように、ＤＯＣの活性が不十分の場合には強制再生を中断する必要がある。

また、ＤＰＦ入口温度制御ステージＢに突入後に、エンジン負荷の急減少（排ガス量の低下）が起こると、図３の点線Ｄ（ＤＰＦ出口温度）で示すように、ＤＰＦフィルタでＰＭ燃焼により発生した熱が蓄積してＤＰＦ内部が異常昇温し、フィルタ自体の熱溶損やクラックによる破損、またはフィルタに触媒が担持されていればその触媒が熱劣化のおそれがあるので、異常昇温を避けるために、負荷の急減少が起こるような運転中の排ガス量を絞るような強制再生を実施できなくするか、強制再生を開始するＰＭ堆積量の閾値量を著しく少なくして、異常昇温した時の温度を抑えるようにしなければならない。

一方、急負荷低減時の異常昇温を回避する技術として、例えば、特許文献１（特許第４０７５５７３号公報）が知られている。
特許文献１には、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の急速燃焼の可能性があると判断した時に、内燃機関とその負荷との断接を行うクラッチの切断時に、内燃機関の回転を通常時よりも緩い速度で徐々にクラッチ切断後の回転数に切り替える制御行うことが示されている。そして、十分にパティキュレートフィルタに流入するガス量を確保してパティキュレートの異常昇温が防止されることが示されている。

特許第４０７５５７３号公報

しかし、前記特許文献１の技術は強制再生中に限ったものではない上に、クラッチの切断時の作動だけを対象とし、しかもエンジン回転数をゆっくり下げる制御であるため、クラッチの切断時以外の急激な低負荷への変化時には適用できない。

また、前記したようにＤＯＣが十分活性を持たない温度状態で、ＤＰＦ入口温度制御ステージＢを開始して、レイトポスト噴射を行うと、燃料が酸化燃焼されずＤＰＦ入口温度を昇温できない。
すなわち、触媒活性が低下して酸化触媒に必要な昇温機能が得られず、後段に設置されたＤＰＦの再生処理が実施できなくなるおそれがある。更に後段へのＨＣの排出や、低温では燃料のミスト化やＳＯＦ成分の割合が多くなる懸念がありＤＯＣ入口部の閉塞のおそれがあるため、このようなＤＯＣの未活性時に強制再生を中断することが必要である。

さらに、前記したようにエンジン負荷の急減少（排ガス量の低下）が起こると、ＤＰＦフィルタでＰＭ燃焼により発生した熱が蓄積してＤＰＦ内部が異常昇温し、フィルタ自体が熱溶損やクラックによる破損、またはフィルタに触媒が担持されていればその触媒が熱劣化するおそれがあるので、負荷の急減少が起こるような運転中の強制再生を実施できなくすることが必要である。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ＤＰＦの強制再生中に、ＤＯＣの活性状態が十分でない場合、および、エンジン負荷が急減してＤＰＦに堆積されたＰＭが異常燃焼の可能性がある場合を早期に判定して該強制再生を中断し、再生時間の増大や昇温効率低下による燃費低下や、ＤＰＦ異常昇温による破損やＨＣのリーク、ＤＯＣ入口部の閉塞などのトラブルを回避するＤＰＦの再生制御装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するもので、ディーゼルエンジンの排気通路に排ガス中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を備えるとともに該ＤＰＦに捕集したＰＭを燃焼除去してＤＰＦを強制再生するＤＰＦの再生制御装置において、強制再生中に、エンジンが予め設定された第１運転領域に入る変化をしたときには即時に強制再生を中断する第１中断手段と、予め設定された第２運転領域に入る変化をしたときには該第２運転領域内の運転が一定時間継続したときに強制再生を中断する第２中断手段とを備え、前記強制再生中のエンジン運転条件の変化に対して前記第１中断手段と第２中断手段との一方が選択されて強制再生が中断されることを特徴とする。

かかる発明によれば、強制再生中に、エンジンが予め設定された第１運転領域に入る変化をしたときに即時に強制再生を中断する第１中断手段を備えるため、すなわち、負荷急減時のようなＤＰＦ内のＰＭに供給される排ガス量が急激に減少してＰＭが異常燃焼して、異常昇温する恐れがある運転領域に突入したと判定したような場合に、即座に強制再生を中断することができるため、ＤＰＦ内部が異常昇温し、フィルタ自体の熱溶損やクラックによる破損を回避し、またはフィルタに触媒が担持されていればその触媒が熱劣化をすることを回避できる。
このように中断制御によって異常昇温のリスクが低減し、強制再生までに補足できるＰＭ堆積量を増大することができ、再生インターバルを伸ばすことができ燃費を低減できる。

また、予め設定された第２運転領域に入る変化をしたときには該第２運転領域内の運転が一定時間継続したときに強制再生を中断する第２中断手段を備えるため、すなわち、ＤＰＦの前段に配置されたＤＯＣの活性が十分に行われないような運転状態が継続したときに、強制再生を中断することができるため、レイトポスト噴射が不必要に噴射されることがなく、後段へのＨＣの排出や、低温では燃料のミスト化やＳＯＦ成分の割合が多くなる懸念がありＤＯＣ入口部の閉塞のおそれがあるがこのような弊害が回避される。
またＤＰＦ入口温度制御ステージＢに入れるかどうかの可否判断にも適用できる。

また、本発明において好ましくは、前記第１中断手段と第２中断手段とのそれぞれの前記運転領域がエンジン回転数とエンジン負荷もしくは燃料噴射量とをパラメータとする共通の運転領域マップに設定され、該共通の運転領域マップに基づいて前記第１中断手段と第２中断手段とが選択されて実施される。
このように共通の運転領域マップに第１運転領域と第２運転領域とがそれぞれ設定されるため、制御ロジックが簡潔化されて再生制御装置が簡単化される。

また、強制再生の中断条件を排ガス温度の検出値に基づかずにエンジンの運転状態に基づき予め設定したマップによって判定するため、排ガス温度に変化が出る以前の早期の段階で中断すべき傾向を把握でき、前記したようなＤＰＦ内部の異常昇温によるフィルタ自体の熱溶損やクラックによる破損、またはフィルタに触媒が担持されていればその触媒が熱劣化のおそれを早期に回避できる。

また、本発明において好ましくは、前記第１運転領域はアイドリング状態を含む低回転低負荷運転状態であるとよく、アイドリング状態を含む低回転低負荷運転状態に突入した時には、即座に強制再生を中断することができ、排ガス量が低下するような負荷の急減少時のＤＰＦ内でのＰＭの異常燃焼が防止される。

また、本発明において好ましくは、前記第２運転領域は全負荷の５０％以下の低中負荷領域であるとよい。このような低中負荷領域の運転が一定時間継続したときに、強制再生を中断するので、すなわち、ＤＰＦの前段に配置されたＤＯＣは、全負荷の５０％以下の低中負荷領域の運転が一定時間以上継続すると温度が低下する恐れがあるため、このような運転状態が継続したときに、強制再生を中断して、ＤＯＣの触媒活性機能の低下によって、後段に設置されたＤＰＦの再生処理が実施できなくなるおそれを回避する。また、レイトポスト噴射の中止によってＨＣのリークやＤＯＣ入口部の閉塞の防止や燃費を向上できる。

また、本発明において好ましくは、前記第２運転領域は前記ＤＰＦの上流側に設けられたＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）の入口温度または出口温度のうち低い方の温度がＤＯＣの活性判定温度に達しない運転領域である。
このように、エンジンの回転数、負荷によって設定される運転領域ではなく、ＤＯＣの出口、または入口の温度のうち低い方が一定温度、例えば３００℃（ＤＯＣの活性判定温度）に達しない運転領域での運転状態が一定時間以上継続すると、ＤＰＦへの排ガス温度が低下するおそれがあるため、強制再生を中断して、ＤＯＣの触媒活性機能の低下によって、後段に設置されたＤＰＦの再生処理が実施できなくなるおそれを回避する。また、レイトポスト噴射の中止によってＨＣのリークやＤＯＣ入口部の閉塞の防止や燃費を向上できる。
また、ＤＯＣの出口または入口の温度に基づいて判定するので、ＤＯＣの活性状態を確実に判定でき、強制再生の中断制御を精度良く確実に行うことができる。

また、本発明において好ましくは、前記第１運転領域と第２運転領域とが重なる運転領域に入る変化をしたときには前記第１中断手段を優先して実施するとよい。このように第１中断手段を優先するため、負荷の急減少時のＤＰＦ内でのＰＭの異常燃焼の回避を優先させて、ＤＰＦ内部が異常昇温し、フィルタ自体が熱溶損またはフィルタに担持されている触媒の熱劣化を確実に防止できる。
なお第一中断手段又は第２中断手段における、再生の中断手段については、単に吸気スロットルバルブや、排気スロットルバルブの制御をやめたり、タイミングを変えた燃料噴射をやめたり、レイトポストの噴射を中止したり、さまざまな組合せを取ることができる。

本発明によれば、ＤＰＦの強制再生中に、ＤＯＣの活性状態が十分でない場合、および、エンジン負荷が急減してＤＰＦに堆積されたＰＭが異常燃焼の可能性がある場合を早期に判定して該強制再生を中断し、再生時間の増大や昇温効率低下による燃費低下や、ＤＰＦ異常昇温による破損やＨＣのリーク、ＤＯＣ入口部の閉塞などのトラブルを回避するＤＰＦの再生制御装置を提供することができる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、ディーゼルエンジン（以下エンジン１という）の排気通路２にＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）３と該ＤＯＣ３の下流側にＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）５とからなる排ガス後処理装置６を備えた全体構成を示す。
図１において、エンジン１は、排気タービン１３とこれに同軸駆動されるコンプレッサ１５を有する排気ターボ過給機１７を備えており、該排気ターボ過給機１７のコンプレッサ１５から吐出された空気は空気管１９を通って吸気スロットルバルブ２３で吸気流量が制御された後、シリンダ毎に設けられた吸気ポート２７からエンジン１の燃焼室２９内に吸入される。

エンジン１においては、燃料の噴射時期及び噴射量がエンジン制御手段３１によって制御されており、かかる噴射時期及び噴射量にてシリンダ毎に設けられた燃料噴射装置の燃料噴射弁３３から燃焼室２９内に噴射される。

また、排気通路２の途中から、ＥＧＲ（排ガス再循環）管３９が分岐されて、排ガスの一部（ＥＧＲガス）がＥＧＲ管３９を通り、ＥＧＲクーラ４１降温され、吸気スロットルバルブ２３の下流部位にＥＧＲバルブ４５を介して投入されるようになっている。

エンジン１の燃焼室２９で燃焼された燃焼ガス即ち排ガス４７は、シリンダ毎に設けられた排気ポート４９が集合した排気マニホールド及び排気通路２を通って、前記排気ターボ過給機１７の排気タービン１３を駆動してコンプレッサ１５の動力源となった後、排気通路２を通って排ガス後処理装置６のＤＯＣ３に入る。

また、ＤＰＦ５の再生制御装置９には、吸気スロットルバルブ２３の開度信号、エアフローセンサ５５の信号、ＤＯＣ３の入口の排ガス温度センサ５６、ＤＯＣ３の出口の温度センサ、すなわち、ＤＰＦ５の入り口の排ガス温度センサ５７からの温度信号、およびＤＰＦ５の入口圧力センサ５９と出口圧力センサ６１の圧力信号に基づく差圧センサ６３からの差圧信号、さらにエンジン回転数信号、エンジン負荷信号または燃料噴射量信号がそれぞれ入力されている。

ＤＰＦの再生制御装置９は、エンジン制御手段３１と、強制再生を中断する強制再生中断手段８０とを有し、該強制再生中断手段８０には、第１中断手段９２と第２中断手段１０２と中断手段選定部１１２とが設けられている。

ＤＰＦ５の強制再生時には、再生制御装置９によって、図３に示すように、まず、ｔ１時点で強制再生の制御が開始されると、ＤＯＣ３を活性化するためのＤＯＣ昇温ステージＡを行う。このＤＯＣ昇温ステージＡでは吸気スロットルバルブ２３を絞り、さらに、エンジン制御手段３１によって燃焼室２９内への主噴射後にアーリーポトス噴射を実施するようになっている。燃焼室２９内への噴射でなくＤＯＣ３の上流側の排気通路２に噴射してもよい。
そして、ＤＯＣ３の入口の排ガス温度センサ５６によって、ＤＯＣ３の入口温度が２５０〜３００℃に達すると十分活性を有すると判定して、ｔ２時点で次のＤＰＦ５に堆積しているＰＭを燃焼除去する制御するためのＤＰＦ入口温度制御ステージＢへ進む。

このＤＰＦ入口温度制御ステージＢでは、エンジン制御手段３１によってアーリーポトス噴射後の燃焼に寄与しないクランク角において、レイトポスト噴射を実施する。燃焼室２９内への噴射でなくＤＯＣ３の上流側の排気通路２に噴射してもよい。
そして、活性化されたＤＯＣ３でＤＰＦ５に流入する排ガス温度を上昇せしめて、ＤＰＦ５でＰＭが燃焼する５００〜６５０℃の温度まで昇温して、ＰＭを燃焼除去する。

以上のような強制再生制御の実施中において、一定の条件のもとに強制再生中断手段８０によって、強制再生が中断される。
強制再生の中断制御について図２の制御ブロック図を参照して説明する。エンジン回転数とエンジン負荷もしくは燃料噴射量とを基に異常昇温領域マップ９０を用いて現在の実エンジンの運転状態が強制再生中の運転状態から異常昇温領域（第１運転領域）に突入したか否かを判定する。
異常昇温領域マップ９０は、図４に示すように、横軸にエンジン回転数を取り、縦軸にエンジン負荷もしくは燃料噴射量を取り、Ｙの領域が異常昇温領域として予め設定されている。このＹ領域は、アイドル状態を含む低負荷低回転領域に設定されている。

そして、強制再生中にエンジンの運転条件がＹ領域内に領域外から変化して突入した場合には、その領域内の継続時間Ｔ１を第１中断手段９２のＴ１カウント部９４でカウントする。すなわち、Ｙ領域内に突入する変化をした場合には、突入後に該領域内の継続時間Ｔ１が判定基準時間Ｔ１Ｓ以上になるか否かを継続時間判定部９６で判定して、判定基準時間Ｔ１Ｓ以上Ｙ領域内の運転が継続された場合にはＹｅｓ信号を出力し、未満の場合にはＮＯ信号を出力する。

また、現在の実エンジンの運転状態が強制再生中の運転状態から強制再生不可領域（第２運転領域）に突入したか否かを、強制再生不可領域マップ１００を用いて判定する。
強制再生不可領域マップ１００は、図４のＸ＋Ｙの領域であり、強制再生不可領域として予め設定されている。このＸ領域は、低回転で全負荷の５０％程度以下の負荷領域に設定されている。また、Ｙ領域は、前記のようにアイドル状態を含む低負荷低回転領域に設定されている。

そして、強制再生不可領域のＸ＋Ｙに領域内に領域外から突入した場合には、その領域内の継続時間Ｔ２を第２中断手段１０２のＴ２カウント部１０４でカウントする。すなわち、Ｘ＋Ｙの領域内に突入する変化をした場合には、突入後に該領域内の継続時間Ｔ２が判定基準時間Ｔ２Ｓ以上になるか否かを継続時間判定部１０６で判定して、判定基準時間Ｔ２Ｓ以上の場合にはＹｅｓ信号を出力し、未満の場合にはＮＯ信号を出力する。

このように強制再生不可領域マップ１００と異常昇温領域マップ９０とは、共通の座標軸、すなわち共通のパラメータによって構成された１つの運転領域マップ１１０として設定されるため、制御ロジックが簡潔化される。

第１中断手段９２は、ＤＰＦ５の異常昇温に対する制御中断であるため、Ｔ１Ｓの判定基準時間はＹ領域に突入したと判定したときには、即座に中断するように極めて短時間（例えば、０〜２秒）に設定されている。
一方、第２中断手段１０２は、ＤＯＣ３の不活性を、エンジン回転数を基に判定して中断制御する場合には、即座に中断すると再度再生開始するまで一定の条件を要し、再生が効率的に行われず、また頻繁に中断するおそれもあり効率的でないため、またエンジン回転数がすぐにＤＯＣの不活性状態に結びつかないため、Ｔ２Ｓの判定基準時間は、Ｔ１Ｓに比べて長い時間（例えば、３０〜６０秒）に設定されている。

また、後述するように、第２中断手段１０２が、ＤＯＣ３の不活性を、ＤＯＣ入口温度又は出口温度を基に判定して中断制御を行う場合には、ＤＯＣの不活性状態がすぐに分かるため、Ｔ２Ｓの判定基準時間は、前記エンジン回転数による判定に比べて短く、且つＴ１Ｓに比べて同じか長い時間（例えば、０〜１０秒）に設定されている。

そして、中断手段選定部１１２によって、第１中断手段９２と第２中断手段１０２とが、共に中断Ｙｅｓの判定の場合には、第１中断手段９２よる中断を優先して処理するようになっている。
すなわち、図４のＸ領域とＹ領域とが重なる領域においては、第１中断手段よる中断制御を優先して、ＤＰＦ５の異常昇温を回避するようになっている。第１中断手段９２を優先するため、負荷の急減少時のＤＰＦ５内でのＰＭの異常燃焼の回避を優先させて、ＤＰＦ内部が異常昇温し、フィルタ自体が熱溶損またはフィルタに担持されている触媒の熱劣化を確実に防止できるようになっている。

また、第１中断手段９２が中断Ｙｅｓで、第２中断手段１０２が中断ＮＯの判定の場合には、第１中断手段９２によって中断が実施され、逆に、第１中断手段９２が中断ＮＯで、第２中断手段１０２が中断Ｙｅｓの判定の場合には、第２中断手段１０２によって中断が実施される。
第１中断手段９２、第２中断手段１０２における再生中断は、吸気スロットルバルブ２３の制御をオフにして開度の全開と、エンジン制御手段３１によってアーリーポスト噴射、およびレイトポスト噴射の停止とを組み合わせて行う。第１中断手段９２による中断は、ＤＰＦ５内の異常昇温を防止するため、吸気スロットルバルブ２３の全開、アーリーポスト噴射の停止、レイトポスト噴射の停止を組合わせて一部実施したり、すべて実施することで迅速な対応を行うようになっている。
尚、いずれの手段もＮＯの場合は、再生が再開されることとなる。

また、前記第２中断手段１０２の他の例として、エンジン回転数と負荷とによる強制再生不可領域マップ１００を用いずに、ＤＯＣ３の入口の排ガス温度センサ５６、ＤＯＣ３の出口の温度センサ、すなわち、ＤＰＦ５の入り口の排ガス温度センサ５７からの温度信号によって、ＤＯＣ３の入口温度をまたは出口温度を検出して、そのうち低い方の温度が一定温度、すなわちＤＯＣ３が活性していると判定できる温度、例えば３００度に達しているか、否かによって判定する。
達していない運転状態が一定時間以上継続した場合には、ＤＰＦ５への排ガス温度が低下する恐れがあるため、強制再生を中断するようにする。
このように、強制再生の中断をエンジン回転数と負荷とによらずに排ガス温度の検出値に基づいて判定するので、中断制御を精度良く確実に行うことができる。

以上のように本実施形態によると、強制再生中に、エンジンが予め設定された第１運転領域Ｙに入る変化をしたときに即時に強制再生を中断する第１中断手段９２を備えるため、ＤＰＦ５内のＰＭに供給される排ガス量が急激に減少してＰＭが異常燃焼して、異常昇温する恐れがある運転領域に突入したと判定した場合には、即座に強制再生の中断により排ガス量を増大させることができ、これによって、ＤＰＦ５内部が異常昇温し、フィルタ自体の熱溶損を回避し、またはフィルタに触媒が担持されていればその触媒が熱劣化をすることを回避できる。さらに、強制再生までに補足できるＰＭ堆積量を増大することができ、再生インターバルを伸ばすことができ燃費を低減できる。

また、ＤＰＦの前段に配置されたＤＯＣの活性が十分に行われないような運転状態が継続したときに、強制再生の中断を第２中断手段１０２によって行われるため、ＤＯＣの触媒活性機能の低下が回避されて、排ガスが昇温されず後段に設置されたＤＰＦの再生処理が実施できなくなるおそれが防止される。さらに、レイトポスト噴射燃料のＤＯＣおよびＤＰＦを通過（スリップ）して排出されるＨＣ排出量増大、及び燃費の悪化を抑制できる。

また、強制再生の中断条件を排ガス温度の検出値に基づかずにエンジンの運転状態に基づき予め設定したマップによって判定するため、排ガス温度に変化が出る以前の早期の段階で中断すべき傾向を把握でき、前記したようなＤＰＦ５内部の異常昇温によるフィルタ自体の熱溶損やクラックによる破損を回避し、またはフィルタに触媒が担持されていればその触媒が熱劣化をすることを回避できる。
このように中断制御によって異常昇温のリスクが低減し、強制再生までに補足できるＰＭ堆積量を増大することができ、再生インターバルを伸ばすことができ燃費を低減できる。
すなわち、排ガス温度に基づく制御に比べて応答遅れを回避して、早い段階での強制再生の中断を判定して早期の対応が可能になる。

また、強制再生の中断条件を排ガス温度の検出値に基づいて、ＤＯＣ３の入口温度、または出口温度のうち低い方の温度が一定温度、すなわちＤＯＣ３が活性していると判定できる温度、例えば３００度に達しているか、否かによって判定するため、活性状態を確実に判定でき、さらに強制再生の中断制御を精度良くかく確実に行うことができる。

本発明によれば、ＤＰＦの強制再生中に、ＤＯＣの活性状態が十分でない場合、および、エンジン負荷が急減してＤＰＦに堆積されたＰＭが異常燃焼の可能性がある場合を早期に判定して該強制再生を中断して、強制再生の効率化および再生精度の向上を図ることができるので、ディーゼルエンジンのＤＰＦの再生制御装置に適する。

排気通路にＤＯＣ及びＤＰＦを備えたディーゼルエンジンの全体構成図である。 ＤＰＦの再生制御装置の構成ブロック図である。 強制再生時のＤＰＦ入口、出口温度、ＤＯＣ入口温度の変化の概要を示す説明図である。 運転領域マップ示す説明図である。

符号の説明

１ ディーゼルエンジン（エンジン）
２ 排気通路
３ ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）
５ ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）
６ 排ガス後処理制御装置
９ ＤＰＦの再生制御装置
２３ スロットルバルブ
３１ エンジン制御装置
３３ 燃料噴射弁
５５ エアフローセンサ
５６，５７ 排ガス温度センサ
６３ 差圧センサ
８０ 強制再生中断手段
９０ 異常昇温領域マップ
９２ 第１中断手段
１００ 強制再生不可領域マップ
１０２ 第２中断手段
１１０ 運転領域マップ
１１２ 中断手段選定部

Claims (6)

1. ディーゼルエンジンの排気通路に排ガス中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を備えるとともに該ＤＰＦに捕集したＰＭを燃焼除去してＤＰＦを強制再生するＤＰＦの再生制御装置において、
   強制再生中に、エンジンが予め設定された第１運転領域に入る変化をしたときには即時に強制再生を中断する第１中断手段と、予め設定された第２運転領域に入る変化をしたときには該第２運転領域内の運転が一定時間継続したときに強制再生を中断する第２中断手段とを備え、前記強制再生中のエンジン運転条件の変化に対して前記第１中断手段と第２中断手段との一方が選択されて強制再生が中断されることを特徴とするＤＰＦの再生制御装置。
2. 前記第１中断手段と第２中断手段とのそれぞれの前記運転領域がエンジン回転数とエンジン負荷もしくは燃料噴射量とをパラメータとする共通の運転領域マップに設定され、該共通の運転領域マップに基づいて前記第１中断手段と第２中断手段とが選択されて実施されることを特徴とする請求項１記載のＤＰＦの再生制御装置。
3. 前記第１運転領域はアイドリング状態を含む低回転低負荷運転状態であることを特徴とする請求項１または２記載のＤＰＦの再生制御装置。
4. 前記第２運転領域は全負荷の５０％以下の低中負荷領域であることを特徴とする請求項１または２記載のＤＰＦの再生制御装置。
5. 前記第２運転領域は前記ＤＰＦの上流側に設けられたＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）の入口温度または出口温度のうち低い方の温度がＤＯＣの活性判定温度に達しない運転領域であることを特徴とする請求項１記載のＤＰＦの再生制御装置。
6. 前記第１運転領域と第２運転領域とが重なる運転領域に入る変化をしたときには前記第１中断手段を優先して実施することを特徴とする請求項１記載のＤＰＦの再生制御装置。

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