JP4103515B2 - 排気ガス浄化システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化触媒又はディーゼルパティキュレートフィルタを備え、内燃機関の排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムに関し、より詳細には、長時間のアイドル運転等によって酸化触媒又はディーゼルパティキュレートフィルタに蓄積された未燃炭化水素の大気中への排出を防止できる排気ガス浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンを搭載している自動車においては、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下ＰＭとする）を浄化するために、エンジンの排気通路に酸化触媒や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）等の粒子状物質低減装置を配置しているが、このディーゼル自動車においては、アイドリング中に排出される未燃ＨＣ（炭化水素）やＰＭのうちの有機可溶成分（ＳＯＦ：Soluble Organic Fraction：以下ＳＯＦとする）や水蒸気等が、酸化触媒の表面やフィルタの表面に付着して溜め込まれ蓄積する。
【０００３】
このアイドリング状態が継続し、未燃ＨＣやＳＯＦの蓄積が数時間継続した後に、走行を開始する等によりアクセル開度が大きくなった場合に、排気ガス温度が酸化触媒が活性化される温度域まで昇温されないまま、排気ガスの流速が増加するので、酸化触媒やフィルタに付着した未燃ＨＣやＳＯＦが一挙に脱離し、排気管後端より大気中に白煙として排出されるため、後続車の視界不良や悪臭といった問題が発生する。
【０００４】
これに対し、再生用の電気ヒータを有するＤＰＦでは、アイドリング状態中に電気ヒータを使用してＤＰＦを加熱して付着した未燃ＨＣ等を焼却除去できるが、この場合には、電力消費量が多くなるという問題が生じる。
【０００５】
また、電気ヒータ等の加熱源を備えていない連続再生式ＤＰＦや酸化触媒においては、エンジンの燃料噴射において後噴出する等の燃料噴射制御により排気ガスを昇温させて、酸化触媒やＤＰＦの温度を上昇させて未燃ＨＣ等を酸化除去する方法もあるが、制御用のプログラムが改めて必要になるという問題がある。
【０００６】
そして、従来のディーゼルエンジンの排気中に含まれる未燃成分を酸化処理する触媒を備える車両の排気浄化装置においては、エンジン排気通路の触媒上流側に絞り弁を設け、この絞り弁を開閉するアクチュエータをパーキングブレーキスイッチを介してバッテリ側に接続し、駐車時に排気絞りを効かせてエンジンの排気温度を上昇させることにより、触媒を活性化させて、発進時の白煙や臭気の発生量を大幅に低減している（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２２２０１２号公報 （第３頁）
【特許文献２】
特開平９−２６４１６２号公報 （第２頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この排気浄化装置では、駐車中も排気ガス温度が高温に保たれ、未燃ＨＣ等は活性化されている酸化触媒で酸化されているため、酸化触媒への付着及び蓄積は無くなるが、パーキングブレーキを作動させた時に、常に、絞り弁が閉弁し排気絞りが利くため、駐車中は常に排気絞りが継続し、また、信号待ちや短時間の停車においても排気絞りをすることになり、そのため、燃費が著しく悪化するという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上述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、燃費の悪化を極力抑えながら、アイドル運転が長時間継続することによる未燃ＨＣ等の酸化触媒やＤＰＦへの付着及び溜め込みを防ぐことができ、アイドル運転が長時間継続した後の白煙の発生を防止することができる排気ガス浄化システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するための排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に酸化触媒とディーゼルパティキュレートフィルタのいずれか一方又は両方を有する排気ガス処理装置を備えた車両の排気ガス浄化システムにおいて、該排気ガス処理装置の上流に絞り弁を配置すると共に、内燃機関の運転状態がアイドリング状態であることを検出するアイドリング状態検出手段と、該アイドリング状態検出手段によって検出されたアイドリング状態の継続時間を計測する継続時間計測手段と、前記アイドリング状態の継続時間が所定の判定値を超えた時に、前記絞り弁を閉じる絞り弁制御手段とを有する制御装置を具備し、更に、前記絞り弁を閉じた状態を、エンジンの運転状態がアイドリング状態から逸脱した場合、又は、パワーテイクオフの作動時に、解除することを特徴として構成される。
【００１１】
この排気ガス浄化システムによれば、パーキングブレーキの作動によって検知されるアイドリング状態への移行と同時に排気絞りを作動せず、アイドリング状態が発生してから、所定の判定値（継続時間）を経過した時に、排気絞りを利かせることにより、一時的な駐停車の度に排気絞りが作動することを回避でき、燃費の悪化を抑制できる。
【００１２】
そして、この絞り弁の作動により、エンジンの燃焼状態を変化させて、排気ガス中の未燃ＨＣやＳＯＦをより凝縮したススの形に変質させると共に、排気ガス量も減少させるので、酸化触媒又はＤＰＦに流入する未燃ＨＣ、ＳＯＦ等が低減し、アイドル運転が長時間継続した後の白煙の発生が防止される。
また、絞り弁を閉じた状態を、エンジンの運転状態がアイドリング状態から逸脱した場合に解除したり、パワーテイクオフ（ＰＴＯ）作動時には解除するように構成すると、この構成により、酸化触媒やＤＰＦに未燃ＨＣやＳＯＦの付着が生じない運転状態では、未燃ＨＣやＳＯＦ対策のための絞り弁の閉弁状態を解除する。なお、絞り弁として排気ブレーキを使用している場合には、未燃ＨＣやＳＯＦ対策のための排気ブレーキの使用を止めて、通常の排気ブレーキ運転に使用するようにする。
【００１３】
そして、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記絞り弁制御手段は、前記アイドリング状態の継続時間が所定の判定値を超えた時に、前記アイドリング状態が解除されたことが検出されるまで、所定の閉弁時間の間の閉弁状態と所定の開弁時間の間の開弁状態とを繰り返すように構成される。
【００１４】
つまり、アイドリング状態の継続時間が所定の判定値（継続時間）を経過した時に、排気絞りを利かせるが、この排気絞りは、排気絞りを所定の閉弁時間（除去時間）行って、この排気ガス処理装置に蓄積された未燃ＨＣ，ＳＯＦを除去した後に、排気絞りを所定の開弁時間（休止時間）の間解除するサイクルを繰り返すことで行われ、この繰り返しは、アイドリング状態が解除されるまで継続される。
【００１５】
この短時間の開弁時間を挟むことにより、即ち、間欠解除を行うことにより、黒煙及び白煙の発生を防止する効果が増すことが実験的に確かめられている。
【００１６】
なお、上記の所定の判定値は、１時間〜５時間、好ましくは２時間〜３時間であり、閉弁時間（除去時間）は、１時間〜５時間、好ましくは２時間〜３時間であり、また、開弁時間（休止時間）は、１秒〜１０秒、好ましくは、４秒から７秒である。
【００１７】
また、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記絞り弁として排気ブレーキを利用することにより、新たに絞り弁及び絞り弁用のアクチュエータ等を設ける必要がなくなる。
【００１８】
また、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記アイドリング状態検出手段を、パーキングブレーキスイッチがオンの時にアイドリング状態とする手段とし、前記継続時間計測手段を、パーキングブレーキスイッチがオンになった時に計測を開始するタイマーで継続時間を計測する手段とすることにより、アイドリング状態の検出及び継続時間の計測を簡単に行うことができる。
【００１９】
そして、前記アイドリング状態検出手段は、パーキングブレーキの作動の有無、アクセルペダルスイッチのオンオフ、アクセル開度センサの出力、エンジン回転速度センサの出力、車速センサの出力、発電機の電気出力のうちの１つ又は２つ以上の組合せにより、アイドリング状態を検出するように構成することもできる。この構成により、既存の装置等で、アイドリング状態の検出を簡単に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムについて、酸化触媒と触媒付きフィルタの組合せの連続再生型ＤＰＦ装置を備えた排気ガス浄化システムを例にして、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１及び図２に、この実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システム１０の構成を示す。この内燃機関の排気ガス浄化システム１０では、エンジン（内燃機関）１の排気マニホールド１３に接続する排気通路２に設けられ、上流側に酸化触媒３ａを下流側に触媒付きフィルタ３ｂが設けられた連続再生型ＤＰＦ装置（排気ガス処理装置）３を有し、更に、この連続再生型ＤＰＦ装置３の上流に排気絞り弁（排気ブレーキ）１１を設けて構成される。
【００２３】
この酸化触媒３ａ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（Ｐｔ）等の酸化触媒を担持させて形成され、触媒付きフィルタ３ｂ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や、アルミナ等の無機繊維をランダムに積層したフェルト状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。
【００２４】
そして、触媒付きフィルタ３ｂに、モノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタを採用した場合には、排気ガスＧ中の粒子状物質（以下ＰＭとする）は多孔質のセラミックの壁で捕集（トラップ）され、繊維型フィルタタイプを採用した場合には、フィルタの無機繊維でＰＭを捕集する。
【００２５】
そして、触媒付きフィルタ３ｂのＰＭの堆積量を推定するために、連続再生型ＤＰＦ装置３の前後に接続された導通管に差圧センサ６が設けられる。また、触媒付きフィルタ３ｂの再生制御用に、酸化触媒３ａと触媒付きフィルタ３ｂの間に温度センサ７が設けられる。
【００２６】
これらのセンサの出力値は、エンジン１の運転の全般的な制御を行うと共に、触媒付きフィルタ３ｂの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）５に入力され、この制御装置５から出力される制御信号により、エンジン１の燃料噴射装置４や、吸気マニホールド１２への吸気量を調整する吸気弁８や、ＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブ９等が制御される。
【００２７】
この燃料噴射装置４は燃料ポンプ４２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４１に接続されており、また、制御装置５には、エンジンの運転のために、パーキングブレーキスイッチのＯＮ／ＯＦＦ，パワーテイクオフ（ＰＴＯ）のスイッチのＯＮ／ＯＦＦ，ニュートラルスイッチのＯＮ／ＯＦＦ，車両速度、冷却水温度Ｔｗ，エンジン回転数Ｎｅ，アクセル開度Ｑ等の情報も入力される。
【００２８】
この制御装置５には、ＰＭ捕集量推定手段５１Ａと再生制御手段５１Ｂを有するＤＰＦ再生制御手段５１も設けられており、ＰＭ捕集量推定手段５１Ａにより、触媒付きフィルタ３ｂの前後の差圧ΔＰを使用し、この差圧ΔＰとＰＭの捕集量を対応させて、連続再生型ＤＰＦ装置３の触媒付きフィルタ３ｂに捕集されるＰＭの捕集量を推定し、再生制御手段５１Ｂにより、差圧ΔＰが所定の再生用の判定値ΔＰａ以上の時に再生制御を行う。
【００２９】
この再生制御は、連続再生型ＤＰＦ装置３の種類に応じて多少制御が異なるが、エンジン１の燃料噴射の主噴射（メイン）のタイミングを遅延操作（リタード）したり、後噴射（ポストインジェクション）を行ったり、吸気絞りを行ったりして、排気ガス温度を上昇させ、ＰＭの酸化除去に適した温度や環境になるようにし、連続再生型ＤＰＦ装置３に捕集されたＰＭを酸化除去する。
【００３０】
そして、本発明においては、図３に示すように、制御装置５は、白煙対策制御手段５２を備え、この白煙対策制御手段５２は、アイドリング状態検出手段５２Ａ、継続時間計測手段５２Ｂ、絞り弁制御手段５２Ｃを有して構成される。
【００３１】
そして、このアイドリング状態検出手段５２Ａは、パーキングブレーキスイッチがオンの時にアイドリング状態とするように構成され、継続時間計測手段５２Ｂは、パーキングブレーキスイッチがオンになった時に計測を開始するタイマーで継続時間を計測するように構成される。
【００３２】
また、絞り弁制御手段５２Ｃは、アイドリング状態の継続時間が所定の判定値（継続時間：例えば、１時間〜５時間）を超えた時に、排気絞り弁１１を閉じるように構成され、更に、排気絞り弁１１を閉じた状態を、エンジン１の運転状態がアイドリング状態から逸脱した場合に解除したり、パワーテークオフ（ＰＴＯ）作動時には解除するように構成する。
【００３３】
上記の構成の排気ガス浄化システム１０によれば、酸化触媒３ａや触媒付きフィルタにおける未燃ＨＣやＳＯＦの蓄積及び酸化除去に関して、図４〜図８に例示するようなフローに従って白煙対策制御が行われる。
【００３４】
この図４〜図８の白煙対策制御は、ＰＭ捕集量推定手段５１Ａや再生制御手段５１ＢによるＰＭ捕集推定量が所定の値を超えたと判断した時にフィルタ再生を行う通常のフィルタ再生用の制御と並行して行われる制御であり、最初にアイドリング状態検出手段５２Ａでアイドリング状態か否かを判定し、継続時間計測手段５２Ｂでアイドリング状態の継続時間ｔｍを計測し、絞り弁制御手段５２Ｃでアイドリング状態の継続時間ｔｍが所定の判定値ｔｍ１を超えた時に、排気絞り弁１１を閉じる。この所定の判定値（継続時間）ｔｍ１は、１時間〜５時間、好ましくは２時間〜３時間に設定される。
【００３５】
図４及び図５に示すように、この白煙対策制御がスタートすると、継続時間計測に入り、ステップＳ１１でタイマーがリセットされ、ステップＳ１２で、アイドリング状態か否かを判断する。図５では、パーキングブレーキがＯＮの場合にはアイドリング状態であると判断する。
【００３６】
ステップＳ１２で、パーキングブレーキがＯＦＦでアイドリング状態で無いと判断されると、ステップＳ１１に戻り、パーキングブレーキがＯＮでアイドリング状態と判断されると、ステップＳ１３でタイマーの作動を開始し、継続時間ｔｍを計測し始めてステップＳ１４に行く。
【００３７】
ステップＳ１４では、アイドリング状態の継続時間ｔｍが所定の判定値（継続時間）ｔｍ１を超えたか否かが判断され、超えていない場合には、ステップＳ１２に戻り、超えている場合には、継続時間ｔｍの計測を終了し、絞り弁制御（閉弁制御）のステップＳ２１に行く。
【００３８】
図６に示すように、ステップＳ２１では、タイマーのリセットを行い、ステップＳ２２で、排気絞り弁（エキゾーストブレーキ）１１をＯＮにし、排気絞りを行い、ステップＳ２３で、排気絞りの時間ｔｍを測定し、ステップＳ２４に行く。
【００３９】
ステップＳ２４では、アイドリング状態が継続しているか否かを、パーキングブレーキのＯＮ／ＯＦＦでチェックし、パーキングブレーキがＯＮでアイドリング状態が継続していると判断された場合には、ステップＳ２５で所定の閉弁時間（除去時間）ｔｍ２を経過したか否かをチェックし、経過していれば、絞り弁制御（開弁制御）のステップＳ３１に行き、経過していなければ、ステップＳ２２に戻る。この所定の閉弁時間（除去時間）ｔｍ２は、１時間〜５時間、好ましくは２時間〜３時間に設定される。
【００４０】
また、ステップＳ２４でパーキングブレーキがＯＦＦでアイドリング状態が終了したと判断された場合には、ステップＳ２６に行き、排気絞り弁（エキゾーストブレーキ）１１をＯＦＦにし、この白煙対策制御フローを終了して、リターンする。
【００４１】
図７に示すように、ステップＳ３１では、タイマーのリセットを行い、ステップＳ３２で、排気絞り弁（エキゾーストブレーキ）１１をＯＦＦにし、排気絞りの解除を行い、ステップＳ３３で、排気絞りの休止時間ｔｍを測定し、ステップＳ３４に行く。
【００４２】
ステップＳ３４では、アイドリング状態が継続しているか否かを、パーキングブレーキのＯＮ／ＯＦＦでチェックし、パーキングブレーキがＯＮでアイドリング状態が継続していると判断された場合には、ステップＳ３５で所定の開弁時間（休止時間）ｔｍ３を経過したか否かをチェックし、経過していれば、ステップＳ２１に戻り、経過していなければ、ステップＳ３２に戻る。この所定の開弁時間（休止時間）ｔｍ３は、１秒〜１０秒好ましくは４秒〜７秒に設定される。
【００４３】
また、ステップＳ３４でパーキングブレーキがＯＦＦでアイドリング状態が終了したと判断された場合には、この白煙対策制御フローを終了して、排気絞り弁（エキゾーストブレーキ）１１をＯＦＦのままリターンする。
【００４４】
なお、ここでいうエキゾーストブレーキ１１のＯＦＦとは、白煙対策のためのエキゾーストブレーキ１１の使用を止めて、エキゾーストブレーキ１１を通常の排気ブレーキ運転に使用するようにすることである。
【００４５】
この排気絞りにより、エンジン１の燃焼状態を変化させ、未燃ＨＣ，ＳＯＦをより凝縮したススの形に変質させると共に、排気ガス量を減少させることにより、酸化触媒３ａ又は触媒付きフィルタ３ｂに流入する未燃ＨＣ，ＳＯＦ等を低減し、排気温度の上昇により、酸化触媒３ａ又は触媒付きフィルタ３ｂに付着して蓄積された未燃ＨＣ，ＳＯＦ等を酸化除去できる。
【００４６】
このリターンをした後は、再度、この白煙対策制御が呼び出されて、スタートし、ステップＳ１０〜ステップＳ３０、より詳細には、ステップＳ１１〜ステップＳ３５を繰り返す。この繰り返しをエンジン１の運転中行い、酸化触媒３ａや触媒付きフィルタ３ｂに対する未燃ＨＣやＳＯＦの蓄積の監視と除去を行う。
【００４７】
上記の排気ガス浄化システム及び白煙対策制御によれば、パーキングブレーキのＯＮ／ＯＦＦでアイドリング状態か否かを判断し、アイドリング状態が所定の時間（継続時間）ｔｍ１を経過した場合に、アイドリング状態を脱するまで、図８に示すように、所定の閉弁時間（除去時間）ｔｍ２の間のエキゾーストブレーキ１１をＯＮした排気絞りと、所定の開弁時間（休止時間）ｔｍ３の間のエキゾーストブレーキ１１をＯＦＦした排気絞り解除と、繰り返し行うことができる。従って、アイドリング運転が長時間継続した後の白煙の発生を防止することができる。
【００４８】
また、酸化触媒やＤＰＦに未燃ＨＣやＳＯＦの付着が生じない運転状態やこの運転状態になった場合では、未燃ＨＣやＳＯＦ対策のための排気絞り弁１１の閉弁状態を解除できる。
【００４９】
なお、上記のパーキングスイッチでアイドリングを判断する以外に、エキゾーストブレーキ用のアクセルスイッチでアイドリングを判断する方法、磁気センサ等でエンジン回転速度を検出してアイドリングを判断する方法、アクセルセンサでアイドリング状態を判断する方法等を用いても同様な効果が得られる。
〔実験結果〕
次に、上記の排気ガス浄化システムの効果を確認するために行った実験結果について説明する。
【００５０】
この実験では、図９に示すように、排気量１９リットルのディーゼルエンジン１を搭載し、酸化触媒付きマフラー３０を装着した車両に対し、パーキングブレーキを作動させると、エキゾーストブレーキ１１が作動する制御ユニットを作製し、同車両に設置した。
【００５１】
また、制御機構として、図６に示すような、パーキングブレーキ作動状態をアイドリング状態と同等とみなす回路を構成した。
【００５２】
図１０の回路では、バッテリ６１が、キーＯＮ回路６２，エキゾーストブレーキリレー７１，エキゾーストブレーキスイッチ６５，アクセルスイッチ６６，クラッチスイッチ６７を介してアースに接続され、これらのキーＯＮ回路６２とスイッチ６６，６７，６８がＯＮになると、エキゾーストブレーキリレー７１がＯＮになり、エキゾーストブレーキマグネチックバルブ６８が作動し、エキゾーストブレーキを絞るように構成されている。
【００５３】
また、制御装置５が、バッテリ６１にキーＯＮ回路６２を介して接続され、キーＯＮ回路６２がＯＮになるとバッテリ６１から制御装置５に電力が供給されるように構成され、また、パーキングブレーキランプ６４、パーキングブレーキスイッチ６３を介してバッテリ６１と制御装置５を接続し、パーキングブレーキスイッチ６３がＯＮされると、パーキングブレーキランプ６４が点灯すると共に、その信号Ｓ１が制御装置５に入力されるように構成されている。
【００５４】
そして、更に、制御回路５からアイドリング状態が所定の判定値（継続時間）を超えた時に出力されるエキゾーストスイッチＯＮ信号Ｓ２によって作動するエキゾーストブレーキ作動用リレー７２を追加して設けている。
【００５５】
このエキゾーストブレーキ作動用リレー７２は、エキゾーストブレーキリレー７１とエキゾーストブレーキスイッチ６５の間ａと、アースｂとの間に配置し、エキゾーストスイッチＯＮ信号Ｓ２の出力により、エキゾーストブレーキ作動用リレー７２がＯＮになると、エキゾーストブレーキリレー７１もＯＮになり、エキゾーストブレーキマグネチックバルブ６８が作動し、エキゾーストブレーキを絞るように構成している。
【００５６】
また、制御装置５において、タイマーを設けて停車後（アイドリング開始後）所定時間経過した後にエキゾーストスイッチＯＮ信号Ｓ２を出力するように構成した。これにより、燃費の悪化を防止すると共に、信号待ち等や短時間の停車等で不用意にエキゾーストブレーキが作動することを回避している。
【００５７】
そして、この装置を搭載した車両で、８時間アイドリング状態を保持した後、８０ｋｍ／ｈまで急加速した際の排気管から排出される白煙を観察した。なお、実施例１では、所定の判定値（継続時間）を１時間とした。また、比較例として、本発明の装置を搭載しない状態で同様な評価を行った。
【００５８】
その結果、比較例では、加速中に後続車から評価車両が確認できないレベルの白煙が排出され、その状態が約３０秒継続したのに対して、実施例１では、若干の黒煙の排出は認められたが、白煙の排出は認められず、本発明が非常に有効であることが確認された。
【００５９】
また、実施例２として、８時間アイドリング状態に対して、２時間継続した後、２時間毎に５秒間解除する吸気絞りを繰り返した後の走行状態についても、同様な評価を行った所、実施例１よりも黒煙・白煙とも排出が認められず、間欠解除を含む運転の方がより有効であることが確認された。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明の排気ガス浄化システムによれば、パーキングブレーキの作動等で検出されるアイドリング状態に入る同時に排気絞りを作動せず、アイドリング状態に入ってから、所定の判定値（継続時間）を経過した時に、排気絞りを利かせることにより、アイドリング状態の継続によって排気ガス処理装置の酸化触媒やＤＰＦに蓄積された未燃ＨＣやＳＯＦの量がある程度増加した時に、排気絞りを利かせるので、燃費の悪化を抑制できる。
【００６１】
そして、この絞り弁の作動により、エンジンの燃焼状態が変化し、排気ガス中の未燃ＨＣやＳＯＦがより凝縮したススの形に変質すると共に、排気ガス量も減少するので、酸化触媒又はＤＰＦに流入する未燃ＨＣ，ＳＯＦ等が低減し、アイドル運転が長時間継続した後の白煙の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムのシステム構成図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの設置状況を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システムの制御装置の構成を示す図である。
【図４】白煙対策制御のフローを示す図である。
【図５】絞り弁制御開始判定のフローを示す図である。
【図６】絞り弁制御（閉弁制御）のフローを示す図である。
【図７】絞り弁制御（開弁制御）のフローを示す図である。
【図８】白煙対策制御の時系列の例を示す図である。
【図９】実施例に用いた車両の概要を示す図である。
【図１０】実施例に用いた制御用回路を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）
２ 排気通路
３ 連続再生型ＤＰＦ装置（排気ガス処理装置）
３ａ 酸化触媒
３ｂ 触媒付きフィルタ
４ 燃料噴射装置
５ 制御装置（ＥＣＵ）
１０ 排気ガス浄化システム
１１ 排気絞り弁
５２ 白煙対策制御手段
５２Ａ アイドリング状態検出手段
５２Ｂ 継続時間計測手段
５２Ｃ 絞り弁制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化触媒又はディーゼルパティキュレートフィルタを備え、内燃機関の排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムに関し、より詳細には、長時間のアイドル運転等によって酸化触媒又はディーゼルパティキュレートフィルタに蓄積された未燃炭化水素の大気中への排出を防止できる排気ガス浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンを搭載している自動車においては、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下ＰＭとする）を浄化するために、エンジンの排気通路に酸化触媒や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）等の粒子状物質低減装置を配置しているが、このディーゼル自動車においては、アイドリング中に排出される未燃ＨＣ（炭化水素）やＰＭのうちの有機可溶成分（ＳＯＦ：Soluble Organic Fraction：以下ＳＯＦとする）や水蒸気等が、酸化触媒の表面やフィルタの表面に付着して溜め込まれ蓄積する。
【０００３】
このアイドリング状態が継続し、未燃ＨＣやＳＯＦの蓄積が数時間継続した後に、走行を開始する等によりアクセル開度が大きくなった場合に、排気ガス温度が酸化触媒が活性化される温度域まで昇温されないまま、排気ガスの流速が増加するので、酸化触媒やフィルタに付着した未燃ＨＣやＳＯＦが一挙に脱離し、排気管後端より大気中に白煙として排出されるため、後続車の視界不良や悪臭といった問題が発生する。
【０００４】
これに対し、再生用の電気ヒータを有するＤＰＦでは、アイドリング状態中に電気ヒータを使用してＤＰＦを加熱して付着した未燃ＨＣ等を焼却除去できるが、この場合には、電力消費量が多くなるという問題が生じる。
【０００５】
また、電気ヒータ等の加熱源を備えていない連続再生式ＤＰＦや酸化触媒においては、エンジンの燃料噴射において後噴出する等の燃料噴射制御により排気ガスを昇温させて、酸化触媒やＤＰＦの温度を上昇させて未燃ＨＣ等を酸化除去する方法もあるが、制御用のプログラムが改めて必要になるという問題がある。
【０００６】
そして、従来のディーゼルエンジンの排気中に含まれる未燃成分を酸化処理する触媒を備える車両の排気浄化装置においては、エンジン排気通路の触媒上流側に絞り弁を設け、この絞り弁を開閉するアクチュエータをパーキングブレーキスイッチを介してバッテリ側に接続し、駐車時に排気絞りを効かせてエンジンの排気温度を上昇させることにより、触媒を活性化させて、発進時の白煙や臭気の発生量を大幅に低減している（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２２２０１２号公報 （第３頁）
【特許文献２】
特開平９−２６４１６２号公報 （第２頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この排気浄化装置では、駐車中も排気ガス温度が高温に保たれ、未燃ＨＣ等は活性化されている酸化触媒で酸化されているため、酸化触媒への付着及び蓄積は無くなるが、パーキングブレーキを作動させた時に、常に、絞り弁が閉弁し排気絞りが利くため、駐車中は常に排気絞りが継続し、また、信号待ちや短時間の停車においても排気絞りをすることになり、そのため、燃費が著しく悪化するという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上述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、燃費の悪化を極力抑えながら、アイドル運転が長時間継続することによる未燃ＨＣ等の酸化触媒やＤＰＦへの付着及び溜め込みを防ぐことができ、アイドル運転が長時間継続した後の白煙の発生を防止することができる排気ガス浄化システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するための排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に酸化触媒とディーゼルパティキュレートフィルタのいずれか一方又は両方を有する排気ガス処理装置を備えた車両の排気ガス浄化システムにおいて、該排気ガス処理装置の上流に絞り弁を配置すると共に、内燃機関の運転状態がアイドリング状態であることを検出するアイドリング状態検出手段と、該アイドリング状態検出手段によって検出されたアイドリング状態の継続時間を計測する継続時間計測手段と、前記アイドリング状態の継続時間が所定の判定値を超えた時に、前記絞り弁を閉じる絞り弁制御手段とを有する制御装置を具備し、更に、前記絞り弁を閉じた状態を、エンジンの運転状態がアイドリング状態から逸脱した場合、又は、パワーテイクオフの作動時に、解除することを特徴として構成される。
【００１１】
この排気ガス浄化システムによれば、パーキングブレーキの作動によって検知されるアイドリング状態への移行と同時に排気絞りを作動せず、アイドリング状態が発生してから、所定の判定値（継続時間）を経過した時に、排気絞りを利かせることにより、一時的な駐停車の度に排気絞りが作動することを回避でき、燃費の悪化を抑制できる。
【００１２】
そして、この絞り弁の作動により、エンジンの燃焼状態を変化させて、排気ガス中の未燃ＨＣやＳＯＦをより凝縮したススの形に変質させると共に、排気ガス量も減少させるので、酸化触媒又はＤＰＦに流入する未燃ＨＣ、ＳＯＦ等が低減し、アイドル運転が長時間継続した後の白煙の発生が防止される。
また、絞り弁を閉じた状態を、エンジンの運転状態がアイドリング状態から逸脱した場合に解除したり、パワーテイクオフ（ＰＴＯ）作動時には解除するように構成すると、この構成により、酸化触媒やＤＰＦに未燃ＨＣやＳＯＦの付着が生じない運転状態では、未燃ＨＣやＳＯＦ対策のための絞り弁の閉弁状態を解除する。なお、絞り弁として排気ブレーキを使用している場合には、未燃ＨＣやＳＯＦ対策のための排気ブレーキの使用を止めて、通常の排気ブレーキ運転に使用するようにする。
【００１３】
そして、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記絞り弁制御手段は、前記アイドリング状態の継続時間が所定の判定値を超えた時に、前記アイドリング状態が解除されたことが検出されるまで、所定の閉弁時間の間の閉弁状態と所定の開弁時間の間の開弁状態とを繰り返すように構成される。
【００１４】
つまり、アイドリング状態の継続時間が所定の判定値（継続時間）を経過した時に、排気絞りを利かせるが、この排気絞りは、排気絞りを所定の閉弁時間（除去時間）行って、この排気ガス処理装置に蓄積された未燃ＨＣ，ＳＯＦを除去した後に、排気絞りを所定の開弁時間（休止時間）の間解除するサイクルを繰り返すことで行われ、この繰り返しは、アイドリング状態が解除されるまで継続される。
【００１５】
この短時間の開弁時間を挟むことにより、即ち、間欠解除を行うことにより、黒煙及び白煙の発生を防止する効果が増すことが実験的に確かめられている。
【００１６】
なお、上記の所定の判定値は、１時間〜５時間、好ましくは２時間〜３時間であり、閉弁時間（除去時間）は、１時間〜５時間、好ましくは２時間〜３時間であり、また、開弁時間（休止時間）は、１秒〜１０秒、好ましくは、４秒から７秒である。
【００１７】
また、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記絞り弁として排気ブレーキを利用することにより、新たに絞り弁及び絞り弁用のアクチュエータ等を設ける必要がなくなる。
【００１８】
また、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記アイドリング状態検出手段を、パーキングブレーキスイッチがオンの時にアイドリング状態とする手段とし、前記継続時間計測手段を、パーキングブレーキスイッチがオンになった時に計測を開始するタイマーで継続時間を計測する手段とすることにより、アイドリング状態の検出及び継続時間の計測を簡単に行うことができる。
【００１９】
そして、前記アイドリング状態検出手段は、パーキングブレーキの作動の有無、アクセルペダルスイッチのオンオフ、アクセル開度センサの出力、エンジン回転速度センサの出力、車速センサの出力、発電機の電気出力のうちの１つ又は２つ以上の組合せにより、アイドリング状態を検出するように構成することもできる。この構成により、既存の装置等で、アイドリング状態の検出を簡単に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムについて、酸化触媒と触媒付きフィルタの組合せの連続再生型ＤＰＦ装置を備えた排気ガス浄化システムを例にして、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１及び図２に、この実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システム１０の構成を示す。この内燃機関の排気ガス浄化システム１０では、エンジン（内燃機関）１の排気マニホールド１３に接続する排気通路２に設けられ、上流側に酸化触媒３ａを下流側に触媒付きフィルタ３ｂが設けられた連続再生型ＤＰＦ装置（排気ガス処理装置）３を有し、更に、この連続再生型ＤＰＦ装置３の上流に排気絞り弁（排気ブレーキ）１１を設けて構成される。
【００２３】
この酸化触媒３ａ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（Ｐｔ）等の酸化触媒を担持させて形成され、触媒付きフィルタ３ｂ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や、アルミナ等の無機繊維をランダムに積層したフェルト状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。
【００２４】
そして、触媒付きフィルタ３ｂに、モノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタを採用した場合には、排気ガスＧ中の粒子状物質（以下ＰＭとする）は多孔質のセラミックの壁で捕集（トラップ）され、繊維型フィルタタイプを採用した場合には、フィルタの無機繊維でＰＭを捕集する。
【００２５】
そして、触媒付きフィルタ３ｂのＰＭの堆積量を推定するために、連続再生型ＤＰＦ装置３の前後に接続された導通管に差圧センサ６が設けられる。また、触媒付きフィルタ３ｂの再生制御用に、酸化触媒３ａと触媒付きフィルタ３ｂの間に温度センサ７が設けられる。
【００２６】
これらのセンサの出力値は、エンジン１の運転の全般的な制御を行うと共に、触媒付きフィルタ３ｂの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）５に入力され、この制御装置５から出力される制御信号により、エンジン１の燃料噴射装置４や、吸気マニホールド１２への吸気量を調整する吸気弁８や、ＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブ９等が制御される。
【００２７】
この燃料噴射装置４は燃料ポンプ４２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４１に接続されており、また、制御装置５には、エンジンの運転のために、パーキングブレーキスイッチのＯＮ／ＯＦＦ，パワーテイクオフ（ＰＴＯ）のスイッチのＯＮ／ＯＦＦ，ニュートラルスイッチのＯＮ／ＯＦＦ，車両速度、冷却水温度Ｔｗ，エンジン回転数Ｎｅ，アクセル開度Ｑ等の情報も入力される。
【００２８】
この制御装置５には、ＰＭ捕集量推定手段５１Ａと再生制御手段５１Ｂを有するＤＰＦ再生制御手段５１も設けられており、ＰＭ捕集量推定手段５１Ａにより、触媒付きフィルタ３ｂの前後の差圧ΔＰを使用し、この差圧ΔＰとＰＭの捕集量を対応させて、連続再生型ＤＰＦ装置３の触媒付きフィルタ３ｂに捕集されるＰＭの捕集量を推定し、再生制御手段５１Ｂにより、差圧ΔＰが所定の再生用の判定値ΔＰａ以上の時に再生制御を行う。
【００２９】
この再生制御は、連続再生型ＤＰＦ装置３の種類に応じて多少制御が異なるが、エンジン１の燃料噴射の主噴射（メイン）のタイミングを遅延操作（リタード）したり、後噴射（ポストインジェクション）を行ったり、吸気絞りを行ったりして、排気ガス温度を上昇させ、ＰＭの酸化除去に適した温度や環境になるようにし、連続再生型ＤＰＦ装置３に捕集されたＰＭを酸化除去する。
【００３０】
そして、本発明においては、図３に示すように、制御装置５は、白煙対策制御手段５２を備え、この白煙対策制御手段５２は、アイドリング状態検出手段５２Ａ、継続時間計測手段５２Ｂ、絞り弁制御手段５２Ｃを有して構成される。
【００３１】
そして、このアイドリング状態検出手段５２Ａは、パーキングブレーキスイッチがオンの時にアイドリング状態とするように構成され、継続時間計測手段５２Ｂは、パーキングブレーキスイッチがオンになった時に計測を開始するタイマーで継続時間を計測するように構成される。
【００３２】
また、絞り弁制御手段５２Ｃは、アイドリング状態の継続時間が所定の判定値（継続時間：例えば、１時間〜５時間）を超えた時に、排気絞り弁１１を閉じるように構成され、更に、排気絞り弁１１を閉じた状態を、エンジン１の運転状態がアイドリング状態から逸脱した場合に解除したり、パワーテークオフ（ＰＴＯ）作動時には解除するように構成する。
【００３３】
上記の構成の排気ガス浄化システム１０によれば、酸化触媒３ａや触媒付きフィルタにおける未燃ＨＣやＳＯＦの蓄積及び酸化除去に関して、図４〜図８に例示するようなフローに従って白煙対策制御が行われる。
【００３４】
この図４〜図８の白煙対策制御は、ＰＭ捕集量推定手段５１Ａや再生制御手段５１ＢによるＰＭ捕集推定量が所定の値を超えたと判断した時にフィルタ再生を行う通常のフィルタ再生用の制御と並行して行われる制御であり、最初にアイドリング状態検出手段５２Ａでアイドリング状態か否かを判定し、継続時間計測手段５２Ｂでアイドリング状態の継続時間ｔｍを計測し、絞り弁制御手段５２Ｃでアイドリング状態の継続時間ｔｍが所定の判定値ｔｍ１を超えた時に、排気絞り弁１１を閉じる。この所定の判定値（継続時間）ｔｍ１は、１時間〜５時間、好ましくは２時間〜３時間に設定される。
【００３５】
図４及び図５に示すように、この白煙対策制御がスタートすると、継続時間計測に入り、ステップＳ１１でタイマーがリセットされ、ステップＳ１２で、アイドリング状態か否かを判断する。図５では、パーキングブレーキがＯＮの場合にはアイドリング状態であると判断する。
【００３６】
ステップＳ１２で、パーキングブレーキがＯＦＦでアイドリング状態で無いと判断されると、ステップＳ１１に戻り、パーキングブレーキがＯＮでアイドリング状態と判断されると、ステップＳ１３でタイマーの作動を開始し、継続時間ｔｍを計測し始めてステップＳ１４に行く。
【００３７】
ステップＳ１４では、アイドリング状態の継続時間ｔｍが所定の判定値（継続時間）ｔｍ１を超えたか否かが判断され、超えていない場合には、ステップＳ１２に戻り、超えている場合には、継続時間ｔｍの計測を終了し、絞り弁制御（閉弁制御）のステップＳ２１に行く。
【００３８】
図６に示すように、ステップＳ２１では、タイマーのリセットを行い、ステップＳ２２で、排気絞り弁（エキゾーストブレーキ）１１をＯＮにし、排気絞りを行い、ステップＳ２３で、排気絞りの時間ｔｍを測定し、ステップＳ２４に行く。
【００３９】
ステップＳ２４では、アイドリング状態が継続しているか否かを、パーキングブレーキのＯＮ／ＯＦＦでチェックし、パーキングブレーキがＯＮでアイドリング状態が継続していると判断された場合には、ステップＳ２５で所定の閉弁時間（除去時間）ｔｍ２を経過したか否かをチェックし、経過していれば、絞り弁制御（開弁制御）のステップＳ３１に行き、経過していなければ、ステップＳ２２に戻る。この所定の閉弁時間（除去時間）ｔｍ２は、１時間〜５時間、好ましくは２時間〜３時間に設定される。
【００４０】
また、ステップＳ２４でパーキングブレーキがＯＦＦでアイドリング状態が終了したと判断された場合には、ステップＳ２６に行き、排気絞り弁（エキゾーストブレーキ）１１をＯＦＦにし、この白煙対策制御フローを終了して、リターンする。
【００４１】
図７に示すように、ステップＳ３１では、タイマーのリセットを行い、ステップＳ３２で、排気絞り弁（エキゾーストブレーキ）１１をＯＦＦにし、排気絞りの解除を行い、ステップＳ３３で、排気絞りの休止時間ｔｍを測定し、ステップＳ３４に行く。
【００４２】
ステップＳ３４では、アイドリング状態が継続しているか否かを、パーキングブレーキのＯＮ／ＯＦＦでチェックし、パーキングブレーキがＯＮでアイドリング状態が継続していると判断された場合には、ステップＳ３５で所定の開弁時間（休止時間）ｔｍ３を経過したか否かをチェックし、経過していれば、ステップＳ２１に戻り、経過していなければ、ステップＳ３２に戻る。この所定の開弁時間（休止時間）ｔｍ３は、１秒〜１０秒好ましくは４秒〜７秒に設定される。
【００４３】
また、ステップＳ３４でパーキングブレーキがＯＦＦでアイドリング状態が終了したと判断された場合には、この白煙対策制御フローを終了して、排気絞り弁（エキゾーストブレーキ）１１をＯＦＦのままリターンする。
【００４４】
なお、ここでいうエキゾーストブレーキ１１のＯＦＦとは、白煙対策のためのエキゾーストブレーキ１１の使用を止めて、エキゾーストブレーキ１１を通常の排気ブレーキ運転に使用するようにすることである。
【００４５】
この排気絞りにより、エンジン１の燃焼状態を変化させ、未燃ＨＣ，ＳＯＦをより凝縮したススの形に変質させると共に、排気ガス量を減少させることにより、酸化触媒３ａ又は触媒付きフィルタ３ｂに流入する未燃ＨＣ，ＳＯＦ等を低減し、排気温度の上昇により、酸化触媒３ａ又は触媒付きフィルタ３ｂに付着して蓄積された未燃ＨＣ，ＳＯＦ等を酸化除去できる。
【００４６】
このリターンをした後は、再度、この白煙対策制御が呼び出されて、スタートし、ステップＳ１０〜ステップＳ３０、より詳細には、ステップＳ１１〜ステップＳ３５を繰り返す。この繰り返しをエンジン１の運転中行い、酸化触媒３ａや触媒付きフィルタ３ｂに対する未燃ＨＣやＳＯＦの蓄積の監視と除去を行う。
【００４７】
上記の排気ガス浄化システム及び白煙対策制御によれば、パーキングブレーキのＯＮ／ＯＦＦでアイドリング状態か否かを判断し、アイドリング状態が所定の時間（継続時間）ｔｍ１を経過した場合に、アイドリング状態を脱するまで、図８に示すように、所定の閉弁時間（除去時間）ｔｍ２の間のエキゾーストブレーキ１１をＯＮした排気絞りと、所定の開弁時間（休止時間）ｔｍ３の間のエキゾーストブレーキ１１をＯＦＦした排気絞り解除と、繰り返し行うことができる。従って、アイドリング運転が長時間継続した後の白煙の発生を防止することができる。
【００４８】
また、酸化触媒やＤＰＦに未燃ＨＣやＳＯＦの付着が生じない運転状態やこの運転状態になった場合では、未燃ＨＣやＳＯＦ対策のための排気絞り弁１１の閉弁状態を解除できる。
【００４９】
なお、上記のパーキングスイッチでアイドリングを判断する以外に、エキゾーストブレーキ用のアクセルスイッチでアイドリングを判断する方法、磁気センサ等でエンジン回転速度を検出してアイドリングを判断する方法、アクセルセンサでアイドリング状態を判断する方法等を用いても同様な効果が得られる。
〔実験結果〕
次に、上記の排気ガス浄化システムの効果を確認するために行った実験結果について説明する。
【００５０】
この実験では、図９に示すように、排気量１９リットルのディーゼルエンジン１を搭載し、酸化触媒付きマフラー３０を装着した車両に対し、パーキングブレーキを作動させると、エキゾーストブレーキ１１が作動する制御ユニットを作製し、同車両に設置した。
【００５１】
また、制御機構として、図６に示すような、パーキングブレーキ作動状態をアイドリング状態と同等とみなす回路を構成した。
【００５２】
図１０の回路では、バッテリ６１が、キーＯＮ回路６２，エキゾーストブレーキリレー７１，エキゾーストブレーキスイッチ６５，アクセルスイッチ６６，クラッチスイッチ６７を介してアースに接続され、これらのキーＯＮ回路６２とスイッチ６６，６７，６８がＯＮになると、エキゾーストブレーキリレー７１がＯＮになり、エキゾーストブレーキマグネチックバルブ６８が作動し、エキゾーストブレーキを絞るように構成されている。
【００５３】
また、制御装置５が、バッテリ６１にキーＯＮ回路６２を介して接続され、キーＯＮ回路６２がＯＮになるとバッテリ６１から制御装置５に電力が供給されるように構成され、また、パーキングブレーキランプ６４、パーキングブレーキスイッチ６３を介してバッテリ６１と制御装置５を接続し、パーキングブレーキスイッチ６３がＯＮされると、パーキングブレーキランプ６４が点灯すると共に、その信号Ｓ１が制御装置５に入力されるように構成されている。
【００５４】
そして、更に、制御回路５からアイドリング状態が所定の判定値（継続時間）を超えた時に出力されるエキゾーストスイッチＯＮ信号Ｓ２によって作動するエキゾーストブレーキ作動用リレー７２を追加して設けている。
【００５５】
このエキゾーストブレーキ作動用リレー７２は、エキゾーストブレーキリレー７１とエキゾーストブレーキスイッチ６５の間ａと、アースｂとの間に配置し、エキゾーストスイッチＯＮ信号Ｓ２の出力により、エキゾーストブレーキ作動用リレー７２がＯＮになると、エキゾーストブレーキリレー７１もＯＮになり、エキゾーストブレーキマグネチックバルブ６８が作動し、エキゾーストブレーキを絞るように構成している。
【００５６】
また、制御装置５において、タイマーを設けて停車後（アイドリング開始後）所定時間経過した後にエキゾーストスイッチＯＮ信号Ｓ２を出力するように構成した。これにより、燃費の悪化を防止すると共に、信号待ち等や短時間の停車等で不用意にエキゾーストブレーキが作動することを回避している。
【００５７】
そして、この装置を搭載した車両で、８時間アイドリング状態を保持した後、８０ｋｍ／ｈまで急加速した際の排気管から排出される白煙を観察した。なお、実施例１では、所定の判定値（継続時間）を１時間とした。また、比較例として、本発明の装置を搭載しない状態で同様な評価を行った。
【００５８】
その結果、比較例では、加速中に後続車から評価車両が確認できないレベルの白煙が排出され、その状態が約３０秒継続したのに対して、実施例１では、若干の黒煙の排出は認められたが、白煙の排出は認められず、本発明が非常に有効であることが確認された。
【００５９】
また、実施例２として、８時間アイドリング状態に対して、２時間継続した後、２時間毎に５秒間解除する吸気絞りを繰り返した後の走行状態についても、同様な評価を行った所、実施例１よりも黒煙・白煙とも排出が認められず、間欠解除を含む運転の方がより有効であることが確認された。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明の排気ガス浄化システムによれば、パーキングブレーキの作動等で検出されるアイドリング状態に入る同時に排気絞りを作動せず、アイドリング状態に入ってから、所定の判定値（継続時間）を経過した時に、排気絞りを利かせることにより、アイドリング状態の継続によって排気ガス処理装置の酸化触媒やＤＰＦに蓄積された未燃ＨＣやＳＯＦの量がある程度増加した時に、排気絞りを利かせるので、燃費の悪化を抑制できる。
【００６１】
そして、この絞り弁の作動により、エンジンの燃焼状態が変化し、排気ガス中の未燃ＨＣやＳＯＦがより凝縮したススの形に変質すると共に、排気ガス量も減少するので、酸化触媒又はＤＰＦに流入する未燃ＨＣ，ＳＯＦ等が低減し、アイドル運転が長時間継続した後の白煙の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムのシステム構成図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの設置状況を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システムの制御装置の構成を示す図である。
【図４】白煙対策制御のフローを示す図である。
【図５】絞り弁制御開始判定のフローを示す図である。
【図６】絞り弁制御（閉弁制御）のフローを示す図である。
【図７】絞り弁制御（開弁制御）のフローを示す図である。
【図８】白煙対策制御の時系列の例を示す図である。
【図９】実施例に用いた車両の概要を示す図である。
【図１０】実施例に用いた制御用回路を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）
２ 排気通路
３ 連続再生型ＤＰＦ装置（排気ガス処理装置）
３ａ 酸化触媒
３ｂ 触媒付きフィルタ
４ 燃料噴射装置
５ 制御装置（ＥＣＵ）
１０ 排気ガス浄化システム
１１ 排気絞り弁
５２ 白煙対策制御手段
５２Ａ アイドリング状態検出手段
５２Ｂ 継続時間計測手段
５２Ｃ 絞り弁制御手段
Claims (5)
- 内燃機関の排気通路に酸化触媒とディーゼルパティキュレートフィルタのいずれか一方又は両方を有する排気ガス処理装置を備えた車両の排気ガス浄化システムにおいて、該排気ガス処理装置の上流に絞り弁を配置すると共に、内燃機関の運転状態がアイドリング状態であることを検出するアイドリング状態検出手段と、該アイドリング状態検出手段によって検出されたアイドリング状態の継続時間を計測する継続時間計測手段と、前記アイドリング状態の継続時間が所定の判定値を超えた時に、前記絞り弁を閉じる絞り弁制御手段とを有する制御装置を具備し、
更に、前記絞り弁を閉じた状態を、エンジンの運転状態がアイドリング状態から逸脱した場合、又は、パワーテイクオフの作動時に、解除することを特徴とする排気ガス浄化システム。 - 前記絞り弁制御手段は、前記アイドリング状態の継続時間が所定の判定値を超えた時に、前記アイドリング状態が解除されたことが検出されるまで、所定の閉弁時間の間の閉弁状態と所定の開弁時間の間の開弁状態とを繰り返すことを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化システム。
- 前記絞り弁として排気ブレーキを利用することを特徴とする請求項１又は２に記載の排気ガス浄化システム。
- 前記アイドリング状態検出手段が、パーキングブレーキスイッチがオンの時にアイドリング状態であるとする手段であり、前記継続時間計測手段が、パーキングブレーキスイッチがオンになった時に計測を開始するタイマーで継続時間を計測する手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気ガス浄化システム。
- 前記アイドリング状態検出手段が、パーキングブレーキの作動の有無、アクセルペダルスイッチのオンオフ、アクセル開度センサの出力、エンジン回転速度センサの出力、車速センサの出力、発電機の電気出力のうちの１つ又は２つ以上の組合せにより、アイドリング状態を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気ガス浄化システム。
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