JP2017020427A

JP2017020427A - 排気浄化装置の再生制御方法及び装置

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Publication number: JP2017020427A
Application number: JP2015139334A
Authority: JP
Inventors: 美穂石川; Yoshio Ishikawa
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2017-01-26

Abstract

【課題】パティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量を好適に推定し、強制再生を適切なタイミングで実行し得る排気浄化装置の再生制御方法及び装置を提供する。
【解決手段】排気管２の途中に配したパティキュレートフィルタ４の上流側に再生用酸化触媒５を装備し、排気ガス１中に燃料を添加してその燃料が再生用酸化触媒５で酸化反応した反応熱により排気温度を上昇させ、パティキュレートフィルタ４に捕集済みのパティキュレートを燃焼させてパティキュレートフィルタ４を強制再生する排気浄化装置の再生制御方法に関し、再生用酸化触媒５とパティキュレートフィルタ４の間の排気圧と、パティキュレートフィルタ４の下流側の排気圧との差圧を測定する差圧センサ２３を備え、該差圧センサ２３からの検出信号２３ａに基づいて昇温制御の実行を決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気浄化装置においてパティキュレートフィルタの強制再生を行うための制御方法及び装置に関する。

ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤分と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来行われている。

前記パティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。

そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて体積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ないため、酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタの採用が検討されている。

すなわち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となる。

ただし、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用した場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、このような低い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞がある。

そこで、パティキュレートフィルタの前段に、フロースルー型の酸化触媒を別途配置し、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階で前記酸化触媒上流側の排気ガス中に燃料を添加してパティキュレートフィルタの強制再生を行うことが考えられる。

つまり、パティキュレートフィルタより上流側で添加された燃料（ＨＣ）が前段の酸化触媒を通過する間に酸化反応し、その反応熱で昇温した排気ガスの流入により直後のパティキュレートフィルタの触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタの再生化が図られることになる。

この種の燃料添加を実行するための具体的手段としては、例えば、圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を追加することで排気ガス中に燃料を添加すれば良い。

ここで、パティキュレートフィルタの強制再生を決定するための基準として、例えば、パティキュレートフィルタの入側と出側との差圧を用いることができる。すなわち、パティキュレートフィルタの入側と出側との間で排気圧を測定しておき、その差圧が所定の値以上となった時にパティキュレートの堆積量が増加していると見なして強制再生を実行すれば良い。

図５はこうした排気浄化装置の一例を示すもので、排気ガス１が流通する排気管２の途中に介装されたフィルタケース３内に、捕集済みパティキュレートの酸化反応を助勢する機能を高めた酸化触媒を担持したパティキュレートフィルタ４が収容されている。

フィルタケース３内におけるパティキュレートフィルタ４の前段にはフロースルー型の再生用酸化触媒５が装備されており、この再生用酸化触媒５は、排気ガス１中の炭化水素の酸化反応を助勢する機能を高めたものとなっている。

そして、再生用酸化触媒５の上流側であるフィルタケース３の入口パイプ６と、パティキュレートフィルタ４の下流側であるフィルタケース３の出口パイプ７には、差圧センサ８が圧力取り出し用のパイプを介して接続され、再生用酸化触媒５の上流及びパティキュレートフィルタ４の下流の間の差圧を測定するようになっており、差圧センサ８の値が所定の閾値以上となった時に再生用酸化触媒５に対して燃料が添加され、強制再生が実行されるようになっている。

この他に、例えば、エンジンの現在の運転状態に基づくパティキュレートの基本的な発生量を推定し、この基本的な発生量に対しパティキュレートの発生にかかわる各種の条件を考慮した補正係数を掛け且つ現在の運転状態におけるパティキュレートの処理量を減算して最終的な発生量を求め、この最終的な発生量を時々刻々積算してパティキュレートフィルタ４におけるパティキュレートの堆積量を推定するといったことも可能である。

尚、この種の排気浄化装置の再生制御に関連する一般的技術水準を示す文献としては、例えば、下記特許文献１がある。

特開２００５−１８８３９６号公報

図５に示した上述の例では、再生用酸化触媒５の上流とパティキュレートフィルタ４の下流の間に生じる差圧からパティキュレートフィルタ４へのパティキュレートの堆積量を推定し、強制再生の実行を決定している。しかしながら、前記差圧はパティキュレートフィルタ４の目詰まりのみを要因として生じるものではなく、再生用酸化触媒５の前端面付近に未燃の燃料等が付着することによっても生じる場合がある。

市街地での走行時や道路の渋滞時等、低負荷での運転が続くような条件下では、排気温度が上昇しにくい。そして、再生用酸化触媒５の活性温度に対し、排気温度が十分に上昇していない状態でパティキュレートフィルタ４の強制再生を実行すると、気化しないままの燃料が再生用酸化触媒５に添加され、そのままパティキュレート等を含んだ状態で再生用酸化触媒５に付着する場合がある。

すなわち、再生用酸化触媒５では、燃料の酸化反応は下流に進むに従って進んでいくため、下流側では比較的温度が上昇しやすい一方、上流側では低温の状態が保たれ、未反応の燃料が残存してしまいやすい。そして、特に前端面付近では、低温の状態が長引くと未燃の燃料がパティキュレートと共に付着したままとなりやすく、この付着物の量が増えるとフロースルー型の再生用酸化触媒５であっても詰まりの原因となるのである。

そして、上述の如く再生用酸化触媒５の上流とパティキュレートフィルタ４の下流の間で差圧を測定する場合、再生用酸化触媒５の詰まりは、パティキュレートフィルタ４の目詰まりと同様に差圧を上昇させる。したがって、前記差圧からだけでは、再生用酸化触媒５とパティキュレートフィルタ４のいずれにどの程度の付着物やパティキュレートが堆積しているのか判定できず、パティキュレートフィルタ４におけるパティキュレートの推定堆積量と実際の堆積量とが乖離する原因となる。そして、両者が乖離した状態で強制再生を実行すると、パティキュレートに燃え残りが生じたり、あるいは燃え残りを生じながら強制再生を繰り返した結果、多量に堆積したパティキュレートが異常燃焼してパティキュレートフィルタ４に溶損を招く虞がある。

また、エンジンの運転状態に基づきパティキュレートの発生量を積算して堆積量を推定する方法でも、パティキュレートの堆積量を正確に推定することは困難であるし、再生用酸化触媒５の前端面付近に付着物が発生した結果としてパティキュレートフィルタ４への堆積量に誤差が生じてしまう事情は同じである。

本発明は、斯かる実情に鑑み、パティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量を好適に推定し、強制再生を適切なタイミングで実行し得る排気浄化装置の再生制御方法及び装置を提供しようとするものである。

本発明は、排気管途中に配したパティキュレートフィルタの上流側に再生用酸化触媒を装備し、排気ガス中に燃料を添加してその燃料が前記再生用酸化触媒で酸化反応した反応熱により排気温度を上昇させ、前記パティキュレートフィルタに捕集済みのパティキュレートを燃焼させて前記パティキュレートフィルタを強制再生する排気浄化装置の再生制御方法であって、前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧と、前記パティキュレートフィルタの下流側の排気圧との差圧に基づいて昇温制御の実行を決定することを特徴とする排気浄化装置の再生制御方法にかかるものである。

本発明の排気浄化装置の再生制御方法においては、前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧と、前記パティキュレートフィルタの下流側の排気圧との差圧に基づいて、前記パティキュレートフィルタの上流側の排気温度を前記パティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの燃焼除去が可能な第一目標温度まで上昇させる第一の昇温制御の実行を決定する一方、前記再生用酸化触媒の上流側の排気圧と、前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧との差圧に基づいて、前記パティキュレートフィルタの上流側の排気温度を前記第一目標温度より高い第二目標温度まで上昇させる第二の昇温制御の実行を決定することが好ましい。

本発明の排気浄化装置の再生制御方法においては、前記第二の昇温制御において、前記第一の昇温制御と比較して単位時間あたりの温度上昇率を高くすることが好ましい。

また、本発明は、排気管途中に配したパティキュレートフィルタの上流側に再生用酸化触媒を装備し、排気ガス中に燃料を添加してその燃料が前記再生用酸化触媒で酸化反応した反応熱により排気温度を上昇させ、前記パティキュレートフィルタに捕集済みのパティキュレートを燃焼させて前記パティキュレートフィルタを強制再生するよう構成されている排気浄化装置の再生制御装置であって、前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧と、前記パティキュレートフィルタの下流側の排気圧との差圧を測定する圧力検出装置を備え、該圧力検出装置からの検出信号に基づいて昇温制御の実行を決定するよう構成されていることを特徴とする排気浄化装置の再生制御装置にかかるものである。

本発明の排気浄化装置の再生制御装置においては、前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧と、前記パティキュレートフィルタの下流側の排気圧との差圧を測定する圧力検出装置からの検出信号に基づいて、前記パティキュレートフィルタの上流側の排気温度を前記パティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの燃焼除去が可能な第一目標温度まで上昇させる第一の昇温制御の実行を決定する一方、前記再生用酸化触媒の上流側の排気圧と、前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧との差圧を測定する圧力検出装置からの検出信号に基づいて、前記パティキュレートフィルタの上流側の排気温度を前記第一目標温度より高い第二目標温度まで上昇させる第二の昇温制御の実行を決定するよう構成されていることが好ましい。

本発明の排気浄化装置の再生制御装置においては、前記第二の昇温制御において、前記第一の昇温制御と比較して単位時間あたりの温度上昇率を高くするよう構成されていることが好ましい。

本発明の排気浄化装置の再生制御装置においては、前記再生用酸化触媒より上流側の排気管途中に昇温用酸化触媒を備えることが好ましい。

上記手段によれば、以下のような作用が得られる。

再生用酸化触媒の上流とパティキュレートフィルタの下流の間の差圧ではなく、パティキュレートフィルタの上流と下流の間の差圧をパティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量の基準とするので、パティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量を、再生用酸化触媒への付着物の量に左右されることなく把握することができる。

また、パティキュレートフィルタの前後及び再生用酸化触媒の前後それぞれの差圧に応じ、パティキュレートフィルタの強制再生に対応した第一の昇温制御と、再生用酸化触媒の付着物除去に対応した第二の昇温制御とを使い分け、昇温制御の最適化を図ることができる。

第二の昇温制御において、単位時間あたりの温度上昇率を高くして排気温度を一気に上昇させることで、再生用酸化触媒の温度を少ない燃料で上昇させることができ、余分な燃料を噴射することによる燃費の悪化を防止することができる。

昇温用酸化触媒を再生用酸化触媒より上流側に配置し、高温の排気ガスを昇温用酸化触媒に導入することで排気温度を上昇させ、前記第一の昇温制御や前記第二の昇温制御において再生用酸化触媒を活性化して昇温制御を実行しやすくし、パティキュレートフィルタの強制再生や、再生用酸化触媒の付着物の燃焼除去を効率的に行うことができる。

本発明の排気浄化装置の再生制御方法及び装置によれば、パティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量を好適に推定し、強制再生を適切なタイミングで実行し得る。

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。本発明の具体的な制御手順を示すフローチャートである。本発明における第一の昇温制御を示すグラフである。本発明における第二の昇温制御を示すグラフである。従来の排気浄化装置の一例を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図５と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図中、９はターボチャージャ１０を装備したディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ１１から導かれた吸気１２が吸気管１３を通しターボチャージャ１０のコンプレッサ１０ａへ送られ、該コンプレッサ１０ａで加圧された吸気１２がインタークーラ１４へと送られて冷却され、該インタークーラ１４から更に吸気マニホールド１５へと吸気１２が導かれてディーゼルエンジン９の各気筒１６（図１では概略的に四気筒のみを図示）に分配されるようになっている。

さらに、このディーゼルエンジン９の各気筒１６から排出された排気ガス１は、排気マニホールド１７を介しターボチャージャ１０のタービン１０ｂへと送られ、該タービン１０ｂを駆動した排気ガス１が排気管２を介し車外へ排出されるようにしてある。

この排気管２の途中にはフィルタケース３が介装されており、該フィルタケース３内には、酸化触媒を一体的に担持した触媒再生型のパティキュレートフィルタ４が収容されており、該パティキュレートフィルタ４の前段には、フロースルー型の再生用酸化触媒５が収容されている。

また、図示しない運転席のアクセルには、アクセル開度をディーゼルエンジン９の負荷として検出するアクセルセンサ１８が備えられていると共に、ディーゼルエンジン９の適宜位置には、その回転数を検出する回転センサ１９が装備されており、これらアクセルセンサ１８及び回転センサ１９からのアクセル開度信号１８ａ及び回転数信号１９ａは、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置２０に対し入力されるようになっている。

この制御装置２０においては、ディーゼルエンジン９の各気筒１６に燃料を噴射する燃料噴射装置２１に向け燃料の噴射タイミング及び噴射量を指令する燃料噴射信号２１ａが出力されるようになっている。

ここで、燃料噴射装置２１は、各気筒１６毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が燃料噴射信号２１ａにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング及び噴射量（開弁時間）が適切に制御されるようになっている。

そして、制御装置２０では、アクセル開度信号１８ａ及び回転数信号１９ａに基づき現在の運転状態に応じた通常のメイン噴射を指示する燃料噴射信号２１ａが出力されるようになっている一方、必要に応じて、圧縮上死点（クランク角０°）付近で行われる燃料のメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を追加したり、メイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を更に追加したりする燃料噴射信号２１ａが出力されるようにもなっている。

このように構成された排気浄化装置に関し、本実施例においては、再生用酸化触媒５より上流側の排気管２（タービン１０ｂの出口付近）に、フロースルー型の昇温用酸化触媒２２が設けられている。

そして、フィルタケース３には、パティキュレートフィルタ４の前後の差圧を計測するための圧力検出装置としての差圧センサ２３と、再生用酸化触媒５の前後の差圧を計測するための圧力検出装置としての差圧センサ２４が取り付けられている。差圧センサ２３は、再生用酸化触媒５とパティキュレートフィルタ４の間、及びパティキュレートフィルタ４の下流側に、圧力取り出し用のパイプを介して接続され、前記二箇所における排気圧の差圧を検出信号２３ａとして制御装置２０に入力するようになっている。差圧センサ２４は、再生用酸化触媒５の上流側、及び再生用酸化触媒５とパティキュレートフィルタ４の間に、圧力取り出し用のパイプを介して接続され、前記二箇所における排気圧の差圧を検出信号２４ａとして制御装置２０に入力するようになっている。

また、再生用酸化触媒５の直後には、該再生用酸化触媒５を出た直後でありパティキュレートフィルタ４の上流側にあたる排気ガス１の温度を検出する温度センサ２５が装備され、該温度センサ２５からの検出信号２５ａが制御装置２０に入力されるようになっている。

次に、上記した本実施例の作動を説明する。

本実施例における強制再生は、図２にフローチャートで示す如き制御手順により行われる。

まず、ステップＳ１において、差圧センサ２３からの検出信号２３ａに基づき、パティキュレートフィルタ４の前後における差圧が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ここで、差圧が閾値以上であった場合には、パティキュレートフィルタ４において捕集されたパティキュレートの量が一定以上のレベルに達したと判断し、ステップＳ２に移ってパティキュレートフィルタ４の強制再生のための第一の昇温制御を実行する。

第一の昇温制御は、制御装置２０からの燃料噴射信号２１ａにより燃料噴射装置２１からポスト噴射が実行され、排気ガス１中に添加された燃料が再生用酸化触媒５で酸化反応してその反応熱により排気温度が上昇することで為されるが、このとき、排気温度の上昇は、温度センサ２５からの検出信号２５ａに基づき図３に示す如く管理される。

すなわち、パティキュレートフィルタ４にパティキュレートが多量に捕集されている状態で排気温度を急に上昇させると、堆積したパティキュレートが一気に燃焼する異常燃焼が発生し、パティキュレートフィルタ４に溶損を招く虞がある。このため、パティキュレートフィルタ４の強制再生にあたっては、温度センサ２５からの検出信号２５ａにより排気温度を監視しながらポスト噴射の量を少しずつ増やし、パティキュレートフィルタ４においてパティキュレートの燃焼除去が可能な温度Ｔ_１まで、排気温度を徐々に上昇させていくのである（この温度Ｔ_１を第一目標温度とする）。第一目標温度Ｔ_１に達したパティキュレートフィルタ４では、捕集済みのパティキュレートが酸化燃焼してパティキュレートフィルタ４の強制再生が進行する。

尚、本実施例の場合、上記したように昇温用酸化触媒２２が再生用酸化触媒５より上流側の排気管２に備えられている。このため、ディーゼルエンジン９から排出されて間もない高温の排気ガス１が昇温用酸化触媒２２に導入され、排気温度の低い運転状態でも比較的容易に活性化して排気温度を上昇させ、再生用酸化触媒５をも活性化することで昇温制御を実行しやすくなっている。

第一目標温度Ｔ_１をある程度の時間維持し、パティキュレートを燃焼除去したら、ポスト噴射を終了し（図３参照）、ステップＳ１に戻る（図２参照）。

ステップＳ１において、差圧センサ２３によって検出される差圧が閾値未満であった場合には、パティキュレートフィルタ４において捕集されたパティキュレートの量が一定のレベルに達していないと判断し、ステップＳ３に移る。

ステップＳ３では、差圧センサ２４からの検出信号２４ａにもとづき、再生用酸化触媒５の前後における差圧が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ここで、差圧が閾値以上であった場合には、再生用酸化触媒５に未燃の燃料やパティキュレートが一定のレベル以上付着していると判断し、ステップＳ４に移って再生用酸化触媒５の付着物除去のための第二の昇温制御を実行する。尚、ここで言う差圧の「閾値」は、ステップＳ１における閾値とは別個に設定される。

第二の昇温制御は、上記した第一の昇温制御と同様、制御装置２０からの燃料噴射信号２１ａにより燃料噴射装置２１からポスト噴射が実行され、排気ガス１中に添加された燃料が再生用酸化触媒５で酸化反応してその反応熱により排気温度が上昇することで為されるが、別の方法で実行しても良い。例えば、圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を追加することで行っても良いし、ＥＧＲ量や吸気量を減らすことで排気温度を上昇させることもできる。また、これらの方法を適宜組み合わせても良い。

第二の昇温制御において、排気温度の上昇は、温度センサ２５からの検出信号２５ａに基づき、図４に示す如く管理される。

再生用酸化触媒５において、未燃の燃料やパティキュレート等の付着物が発生している場合、その付着している場所は主として再生用酸化触媒５の前端面付近である。再生用酸化触媒５に燃料が添加されると、下流に進むほど酸化反応が進んで排気温度が上昇し、それに伴って触媒も活性化されていくため、前端面付近では排気温度が特に上昇しにくいからである。また、液体の状態で添加された燃料が前端面付近で気化することにより、気化熱が奪われて温度が低下するという要因もある。

第二の昇温制御はこの前端面付近の付着物を燃焼除去することを目的としているが、前述のように前端面付近では温度が上昇しにくい事情があるので、ここに付着した未燃の燃料やパティキュレートを燃焼除去するためには、再生用酸化触媒５の直後において検出される排気温度を第一目標温度Ｔ_１より高くする必要がある。

このため、再生用酸化触媒５の付着物を除去する第二の昇温制御においては、ポスト噴射の量を一気に増やし、温度センサ２５からの検出信号２５ａによって検出される排気温度を、第一目標温度Ｔ_１より高い温度Ｔ_２まで上昇させる（この温度Ｔ_２を第二目標温度とする）。

すると、再生用酸化触媒５における相対的に下流側の部分で発生した熱が上流側にも伝わることにより、再生用酸化触媒５は前端面付近においても触媒の活性温度に達することになって前端面付近に付着した未燃の燃料やパティキュレートが酸化燃焼され、付着物が除去されることになる。

尚、ここでは第二の昇温制御の温度管理を、第一の昇温制御の温度管理と同様に再生用酸化触媒５とパティキュレートフィルタ４の間に設置した温度センサ２５によって行っているが、例えば再生用酸化触媒５の上流に別の温度センサを設置し、第二の昇温制御にあたっては該再生用酸化触媒５の上流の温度センサによって温度管理を行うようにしても良い。

また、第二の昇温制御を実行する際には、第一の昇温制御の場合と比較して目標温度を高くすることに加え、単位時間あたりの温度上昇率を高くすることが有効である。すなわち、再生用酸化触媒５の前端面付近に未燃の燃料やパティキュレートが付着した状態で少しずつ燃料を添加すると、前端面付近の温度が上がっていない状態で未燃の燃料がさらに追加され、付着物が却って増加することになりかねない。増加した付着物はその後の昇温に伴って燃焼除去されるとしても、昇温制御の初期には余分な燃料を噴射して燃焼させることになり、燃費の悪化を招いてしまう。このため、第二の昇温制御においてはポスト噴射における燃料の添加量を一気に上昇させ、再生用酸化触媒５の昇温を急激に行うことが望ましい。これにより、結果的に再生用酸化触媒５の温度を少ない燃料で上昇させることができ、燃費の悪化を防止することができる。

尚、ステップＳ４で第二の昇温制御を実行する際には、予めステップＳ１において、パティキュレートフィルタ４におけるパティキュレートの堆積量が一定のレベルを下回っていることが判定されているか、堆積量が多い場合にはステップＳ２において強制再生が実行されているので（図２参照）、排気温度を一気に上昇させてもパティキュレートフィルタ４においてパティキュレートの異常燃焼が起こる心配はない。

また、本実施例の場合、上記したように昇温用酸化触媒２２が再生用酸化触媒５より上流側の排気管２に備えられている。このため、ポスト噴射された燃料が昇温用酸化触媒２２に導入されて排気温度を上昇させることで、再生用酸化触媒５の前端面における排気温度を上昇させ、未燃の燃料やパティキュレートといった付着物の燃焼除去をより効率的に実行し得るようになっている。

第二目標温度Ｔ_２をある程度の時間維持し、再生用酸化触媒５の付着物を燃焼除去したら、ポスト噴射を終了し（図４参照）、再びステップＳ１に戻る（図２参照）。

このように、本実施例では、再生用酸化触媒５の上流とパティキュレートフィルタ４の下流の間の差圧ではなく、パティキュレートフィルタ４の上流と下流の間の差圧をパティキュレートフィルタ４におけるパティキュレートの堆積量の基準としている。このため、再生用酸化触媒５への付着物によって再生用酸化触媒５の前後に生じる差圧に左右されることなく、パティキュレートフィルタ４におけるパティキュレートの堆積量を推定することができる。したがって、パティキュレートフィルタ４の強制再生を実行すべきタイミングを適切に把握することができ、パティキュレートフィルタ４における燃え残りや異常燃焼といった事態を防止し得る。

また、パティキュレートフィルタ４の前後の差圧と、再生用酸化触媒５の前後の差圧を別々に検出しているので、それぞれの差圧に応じ、パティキュレートフィルタ４の強制再生に対応した第一の昇温制御と、再生用酸化触媒５の付着物の燃焼除去に対応した第二の昇温制御とを使い分け、昇温制御の最適化を図ることができる。

以上のように、上記本実施例は、排気管２の途中に配したパティキュレートフィルタ４の上流側に再生用酸化触媒５を装備し、排気ガス１中に燃料を添加してその燃料が再生用酸化触媒５で酸化反応した反応熱により排気温度を上昇させ、パティキュレートフィルタ４に捕集済みのパティキュレートを燃焼させてパティキュレートフィルタ４を強制再生するよう構成されている排気浄化装置の再生制御装置に関し、再生用酸化触媒５とパティキュレートフィルタ４の間の排気圧と、パティキュレートフィルタ４の下流側の排気圧との差圧を測定する圧力検出装置（差圧センサ）２３を備え、該圧力検出装置（差圧センサ）２３からの検出信号２３ａに基づいて昇温制御（第一の昇温制御）の実行を決定するよう構成されているので、パティキュレートフィルタ４におけるパティキュレートの堆積量を再生用酸化触媒５への付着物の量に左右されることなく把握することができる。

また、本実施例においては、再生用酸化触媒５とパティキュレートフィルタ４の間の排気圧と、パティキュレートフィルタ４の下流側の排気圧との差圧を測定する圧力検出装置（差圧センサ）２３からの検出信号２３ａに基づいて、パティキュレートフィルタ４の上流側の排気温度をパティキュレートフィルタ４におけるパティキュレートの燃焼除去が可能な第一目標温度Ｔ_１まで上昇させる第一の昇温制御の実行を決定する一方、再生用酸化触媒５の上流側の排気圧と、再生用酸化触媒５とパティキュレートフィルタ４の間の排気圧との差圧を測定する圧力検出装置（差圧センサ）２４からの検出信号２４ａに基づいて、パティキュレートフィルタ４の上流側の排気温度を第一目標温度Ｔ_１より高い第二目標温度Ｔ_２まで上昇させる第二の昇温制御の実行を決定するよう構成されているので、パティキュレートフィルタ４の前後及び再生用酸化触媒５の前後それぞれの差圧に応じ、パティキュレートフィルタ４の強制再生に対応した第一の昇温制御と、再生用酸化触媒５の付着物除去に対応した第二の昇温制御とを使い分け、昇温制御の最適化を図ることができる。

また、本実施例においては、前記第二の昇温制御において、前記第一の昇温制御と比較して単位時間あたりの温度上昇率を高くするよう構成されているので、再生用酸化触媒５の温度を少ない燃料で上昇させることができ、余分な燃料を噴射することによる燃費の悪化を防止することができる。

また、本実施例においては、再生用酸化触媒５より上流側の排気管２の途中に昇温用酸化触媒２２を備えているので、高温の排気ガス１を昇温用酸化触媒２２に導入することで排気温度を上昇させ、前記第一の昇温制御や前記第二の昇温制御において再生用酸化触媒５を活性化して昇温制御を実行しやすくし、パティキュレートフィルタ４の強制再生や、再生用酸化触媒５の付着物の燃焼除去を効率的に行うことができる。

したがって、上記本実施例によれば、パティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量を好適に推定し、強制再生を適切なタイミングで実行し得る。

尚、本発明の排気浄化装置の再生制御方法及び装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、排気ガス中への燃料の添加はポスト噴射ではなく、排気管に備えた燃料添加装置から燃料を直噴することによっても行い得ること等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１排気ガス
２排気管
４パティキュレートフィルタ
５再生用酸化触媒
２２昇温用酸化触媒
２３圧力検出装置（差圧センサ）
２３ａ検出信号
２４圧力検出装置（差圧センサ）
２４ａ検出信号
Ｔ_１第一目標温度
Ｔ_２第二目標温度

Claims

排気管途中に配したパティキュレートフィルタの上流側に再生用酸化触媒を装備し、排気ガス中に燃料を添加してその燃料が前記再生用酸化触媒で酸化反応した反応熱により排気温度を上昇させ、前記パティキュレートフィルタに捕集済みのパティキュレートを燃焼させて前記パティキュレートフィルタを強制再生する排気浄化装置の再生制御方法であって、
前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧と、前記パティキュレートフィルタの下流側の排気圧との差圧に基づいて昇温制御の実行を決定することを特徴とする排気浄化装置の再生制御方法。
前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧と、前記パティキュレートフィルタの下流側の排気圧との差圧に基づいて、前記パティキュレートフィルタの上流側の排気温度を前記パティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの燃焼除去が可能な第一目標温度まで上昇させる第一の昇温制御の実行を決定する一方、
前記再生用酸化触媒の上流側の排気圧と、前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧との差圧に基づいて、前記パティキュレートフィルタの上流側の排気温度を前記第一目標温度より高い第二目標温度まで上昇させる第二の昇温制御の実行を決定することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の再生制御方法。
前記第二の昇温制御においては、前記第一の昇温制御と比較して単位時間あたりの温度上昇率を高くすることを特徴とする請求項２に記載の排気浄化装置の再生制御方法。
排気管途中に配したパティキュレートフィルタの上流側に再生用酸化触媒を装備し、排気ガス中に燃料を添加してその燃料が前記再生用酸化触媒で酸化反応した反応熱により排気温度を上昇させ、前記パティキュレートフィルタに捕集済みのパティキュレートを燃焼させて前記パティキュレートフィルタを強制再生するよう構成されている排気浄化装置の再生制御装置であって、
前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧と、前記パティキュレートフィルタの下流側の排気圧との差圧を測定する圧力検出装置を備え、該圧力検出装置からの検出信号に基づいて昇温制御の実行を決定するよう構成されていることを特徴とする排気浄化装置の再生制御装置。
前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧と、前記パティキュレートフィルタの下流側の排気圧との差圧を測定する圧力検出装置からの検出信号に基づいて、前記パティキュレートフィルタの上流側の排気温度を前記パティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの燃焼除去が可能な第一目標温度まで上昇させる第一の昇温制御の実行を決定する一方、
前記再生用酸化触媒の上流側の排気圧と、前記再生用酸化触媒と前記パティキュレートフィルタの間の排気圧との差圧を測定する圧力検出装置からの検出信号に基づいて、前記パティキュレートフィルタの上流側の排気温度を前記第一目標温度より高い第二目標温度まで上昇させる第二の昇温制御の実行を決定するよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載の排気浄化装置の再生制御装置。
前記第二の昇温制御においては、前記第一の昇温制御と比較して単位時間あたりの温度上昇率を高くするよう構成されていることを特徴とする請求項５に記載の排気浄化装置の再生制御装置。
前記再生用酸化触媒より上流側の排気管途中に昇温用酸化触媒を備えたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の排気浄化装置の再生制御装置。