JP4126954B2 - エンジンの排ガス浄化装置 - Google Patents
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排ガスを浄化する排ガス浄化装置、特に、排気路上の触媒の経時的劣化を抑制することのできるエンジンの排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンはその排気路に排ガス浄化装置を配備して排ガス浄化を行っている。通常、排ガス浄化装置としては、排ガス中のＨＣ，ＣＯを酸化除去する酸化触媒、排ガス中のＮＯｘを還元除去する還元触媒、排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘをストイキオ雰囲気下で浄化する三元触媒を適宜内蔵したものや、排ガス中のパティキュレートを酸化触媒担持のフィルタに捕集して適時に焼却除去するパティキュレート除去装置が各エンジンの排気特性に応じて選択使用されている。
【０００３】
例えば、ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置としては、排ガス中のＨＣ，ＣＯを酸化除去すると共に、ＰＭ中のＳＯＦ分も浄化できる酸化触媒と、排ガス中のＮＯｘを還元除去する還元触媒とを直列配備したものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような排ガス浄化装置はその排ガス浄化効率をより向上させることが要求されており、その改良が進められている。
ところが、これら排ガス浄化装置で用いる例えば酸化触媒の各触媒成分は高温排ガスである酸素雰囲気下でさらされた状態で継続使用されることより触媒の劣化（シンタリング）が進む傾向にある。即ち、図６（ａ），（ｂ）に示すように、模式的に球状を成す酸化触媒ａは触媒担体ｂの表面上に一様に分散して一体的に担持され、各酸化触媒ａの表面に接する排ガス中のＨＣ及びＣＯとＯ２との酸化反応を促進させている。しかし、高温雰囲気下、例えば、６００℃以上の高温の排ガスに長時間さらされた場合、図６（ｂ）に示すように隣合う球状の酸化触媒ａ同士が相互に付着して結合する。この場合、酸化触媒ａの表面積が減少し、排ガス浄化効率が低減する。このため酸化触媒ａ全体としては、後述する図４中に失活として破線Ｌｂで示すように、走行距離の増加に応じて排ガス浄化効率の低下が進むこととなる。
【０００５】
このように排ガス浄化装置で用いる触媒はその劣化（シンタリング）が進むと、排ガス浄化性能を大きく低下させてしまうことより、経時的な触媒の劣化を抑制するような技術が望まれている。特に、近年、排ガス浄化装置はその耐久試験後における排ガス浄化性能が適性値を保持できることを要求されてきており、触媒劣化を改善する必要性が高まっており、以下の触媒の復活特性に着目し、本発明を構築するに至った。
【０００６】
即ち、上述の図６（ａ），（ｂ）で説明したように、酸化触媒ａは高温雰囲気下でに長時間さらされると結合してしまう。しかし、ここで、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、低温排ガス雰囲気下で酸化触媒ａの表面上に高濃度のＨＣを吸着させる。その後で高温排ガスを流入させ、その時点で結合し径大化した酸化触媒ａの表面上に付着するＨＣを一挙に燃焼させ、ＨＣやその他の付着物を高温雰囲気下で十分に焼却する。この処理により各酸化触媒ａが当初の球状に再度分散できる。結果として、浄化装置全体としては、酸化触媒ａの活性状態の表面積を元の状態に戻すことができ、排ガス浄化効率を元の状態に復活することが判明した。
【０００７】
本発明は、高温時に劣化が進んだ触媒に低温排ガス雰囲気下で高濃度のＨＣを供給することにより触媒を復活させて浄化性能の低下を抑制できるエンジンの排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、エンジンの排気通路の酸化触媒により排ガスを浄化する排ガス浄化装置と、上記排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、車両の走行距離または走行時間を積算する走行履歴算出手段と、上記排ガス浄化装置または上記排気通路の排ガス温度の排ガス温度を検出する温度検出手段と、上記走行履歴算出手段により算出された積算値が所定値以上となり、且つ上記温度検出手段の排ガス温度が上記酸化触媒の表面にＨＣを燃焼せずに付着させるに適した所定値以下の温度状態であることが検出された場合に、上記ＨＣ供給手段を駆動して排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように、走行距離または走行時間が所定値以上となり、且つ、排ガス温度が所定値以下の温度状態でＨＣを排気通路の酸化触媒に燃焼しないまま吸着させ、排ガス温度が所定値を上回った後で着火させて酸化触媒を復活させ、劣化を抑制できる。しかも、排気浄化を維持できるとともに、貴金属等の触媒種を増大させる必要もないためコストアップを抑制できる。また適切な時期に酸化触媒を復活させることにより燃費の悪化を最小限に抑えながら酸化触媒の劣化を防止できる。
特に、上記排ガス温度が所定値以下とは排気路上のＨＣが自己着火しない温度状態であるとしたので、触媒担体上の触媒表面をＨＣで覆い、排ガスの高温化時に一気に着火し、酸化触媒を高温雰囲気下に保持して酸化触媒を復活させ、劣化を防止できる。
【００１０】
請求項２の発明は、エンジンの排気通路の酸化触媒により排ガスを浄化する排ガス浄化装置と、上記排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、上記排ガス浄化装置または上記排気通路の排ガス温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段からの情報を基に、排ガス温度が所定値以上となった時からの時間を積算する温度履歴算出手段と、上記温度履歴算出手段により算出された時間積算値が所定値以上となり、且つ上記温度検出手段により上記排ガス浄化装置または上記排気通路の排ガス温度が上記酸化触媒の表面にＨＣを燃焼せずに付着させるに適した所定値以下の温度状態であることが検出された場合に、上記ＨＣ供給手段を駆動して排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
このように排ガス温度が所定値以上となった時の時間積算値が所定値以上となり、且つ、排ガス温度が所定値以下の温度状態でＨＣを排気通路の酸化触媒に燃焼しないまま吸着させ、排ガス温度が所定値を上回った後で着火させて酸化触媒を復活させ、劣化を防止できる。しかも、排気浄化を維持できるとともに、酸化触媒の劣化を抑制できるので貴金属等の触媒種を増大させる必要もないためコストアップを抑えられる。また適切な時期に酸化触媒を復活させることにより燃費の悪化を最小限に抑えながら酸化触媒の劣化を抑制できる。
特に、上記排ガス温度が所定値以下とは排気路上のＨＣが自己着火しない温度状態であるとしたので、触媒担体上の触媒表面をＨＣで覆い、排ガスの高温化時に一気に着火し、酸化触媒を高温雰囲気下に保持して酸化触媒を復活させ、劣化を防止できる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のエンジンの排ガス浄化装置において、上記制御手段は、上記ＨＣ供給手段によりＨＣ供給を実施した所定時間後に、上記温度検出手段により所定値以上の温度が検出されなかった場合に、エンジンの排ガス温度を上昇させる排温上昇制御手段を備えていることを特徴とする。
このように、排温上昇制御手段が排温を上昇させることで確実にＨＣを燃焼させることができ、酸化触媒を復活させ、酸化触媒の劣化を抑制できる。
例えば、上記排温上昇制御手段は燃料噴射時期遅角手段で良い。この場合、応答性良く、排温を昇温し、確実にＨＣを燃焼させ、酸化触媒を復活させ、劣化を抑制できる。その他、排温上昇制御手段は吸気絞り、排気絞り、ＥＧＲ増大、ポスト噴射等を用いてもよい。また、これらを組合わせれば更なる昇温効果が期待できる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２記載のエンジンの排ガス浄化装置において、上記ＨＣ供給手段によるＨＣ供給は、エンジンに装着されたインジェクタによる燃焼のための主燃料噴射を実施した後に膨張行程後期もしくは排気行程に後噴射を行うことを特徴とする。
このように、特別な供給装置を設ける必要もなくＨＣを触媒上流に供給し、酸化触媒を復活させ、酸化触媒の劣化を抑制できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としてのエンジンの排ガス浄化装置を図１を参照して説明する。なお、本発明は上述の図６（ａ）〜（ｄ）で説明した触媒復活特性に着目して構築された。
ここでのエンジンの排ガス浄化装置は、図示しない車両に搭載された多気筒ディーゼルエンジン（以後単にエンジンと記す）１に装着される。
エンジン１はエンジン制御装置（図には主要制御部を成すエンジンＥＣＵを記す）２を備え、エンジン１の排気系に酸化触媒装置３が配備される。
【００１５】
酸化触媒装置３は排気管４の途中に装着され、ケーシング５内に図示しないハニカム構造のセラミック製の触媒担体ｂ（図６（ａ）参照）をシール材７を介してずれなく支持しており、同担体ｂに酸化触媒ａとして機能するための触媒金属（例えば白金Ｐｔ）が担持される。
酸化触媒ａは排気路Ｅを流動する排気ガス中のＨＣ及びＣＯとＯ２との酸化反応を促進させることができる。
【００１６】
酸化触媒装置３には排気通路Ｅの排ガス温度相当の触媒温度Ｔｃを出力する温度検出手段としての触媒温度センサ８が配備され、この検出信号はエンジンＥＣＵ２に出力される。
図１において、エンジンＥＣＵ２はエンジン１のアクセルペダル開度θａを検出するアクセルペダル開度センサ９と、クランク角情報Δθを検出するクランク角センサ１１と、水温ｗｔを検出する水温センサ１８と、大気圧ｐａを出力する大気圧センサ１９が接続される。ここでクランク角情報ΔθはエンジンＥＣＵ２においてエンジン回転数Ｎｅの導出に用いられると共に後述の燃料噴射時期制御に使用される。
【００１７】
エンジンＥＣＵ２はその入出力回路に多数のポートを有し、アクセルペダル開度センサ９、クランク角センサ１１，触媒温度センサ８,水温センサ１８、大気圧センサ１９等よりの検出信号を採り込む。このエンジンＥＣＵ２は周知のエンジン制御処理機能を備え、特に、燃料圧力制御部ｎ１及び燃料供給制御部ｎ２としても機能する。
エンジン１は図示しない燃焼室にインジェクタ１６により燃料噴射を行う燃料噴射量調整部１２と、同部に燃料供給する燃料供給量調整部１３を備え、燃料噴射量調整部１２が燃料圧力制御部ｎ１に、燃料供給量調整部１３が燃料供給制御部ｎ２に制御される。
【００１８】
燃料供給量調整部１３はエンジン駆動の燃料供給ポンプ２９の高圧燃料をコモンレール１５に供給する。燃料供給ポンプ２９はエンジンＥＣＵ２に接続され、燃料供給制御部ｎ２の出力Ｄｐｆに応じてコモンレール１５内の圧力が所定圧力ｐｆとなるよう調整可能である。
燃料噴射量調整部１２はコモンレール１５に電磁バルブＶｐを介して連結されたインジェクタ１６により高圧燃料噴射を行う。電磁バルブＶｐはエンジンＥＣＵ２に接続され、燃料供給制御部ｎ２の出力Ｄｉｎｊに応じて燃料噴射量、即ち、所定圧力ｐｆと噴射期間Ｂｍ（図２参照）に応じた量、噴射時期ｔ１を調整可能である。なお、電磁バルブＶｐとエンジンＥＣＵ２の接続回線は１つのみ図示した。
【００１９】
ここで燃料圧力制御部ｎ１は、図２に示すように、主噴射Ｊ１のみの通常噴射モードと、主噴射Ｊ１及び膨張行程後期の後噴射Ｊ２を行うポスト噴射モードでの制御を行う。後噴射Ｊ２処理機能がここでのＨＣ供給手段を構成する。なお、後噴射Ｊ２を２点鎖線で示すように膨張行程後期に代えて排気行程で実施しても良い。
燃料圧力制御部ｎ１は、通常噴射モードではエンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル開度θａに応じた基本燃料噴射量ＩＮＪｂを求め、運転条件に応じた、たとえば水温や大気圧の各補正値ｄｔ，ｄｐを加えて主噴射Ｊ１用の燃料噴射量ＩＮＪｎ（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を導出する。ポスト噴射モードでは主噴射Ｊ１用の燃料噴射量ＩＮＪｎに加え、後噴射Ｊ２用の後噴射量ＩＮＪｐを予め一定量として設定する。なお、場合により、後噴射量ＩＮＪｐは大気温度の低いほど増加するように設定しても良い。
【００２０】
更に、主噴射Ｊ１の噴射時期ｔ１は、周知の基本進角値に運転条件に応じた補正を加えて導出され、ポスト噴射モードでの後噴射Ｊ２の噴射時期ｔ２は、例えば、主噴射後の一定時期δとして設定する。
ここで燃料噴射量ＩＮＪｎ、後噴射量ＩＮＪｐはコモンレール１５の所定圧力ｐｆと電磁バルブＶｐのオン期間である噴射期間Ｂｍ（図２参照）に基く値として算出される。
【００２１】
燃料圧力制御部ｎ１はこれら演算された主噴射Ｊ１用及び後噴射Ｊ２用の各噴射時期ｔ１，ｔ２及び燃料噴射量ＩＮＪｎ、後噴射量ＩＮＪｐ相当の情報を含む出力Ｄｉｎｊ、Ｄ’ｉｎｊを燃料噴射用ドライバ１７にセットする。これにより、燃料噴射用ドライバ１７は主噴射Ｊ１用及び後噴射Ｊ２用の各噴射時期ｔ１，ｔ２及び燃料噴射量ＩＮＪｎ、後噴射量ＩＮＪｐ相当の噴射期間Ｂｍに応じた弁開信号（オン信号）ｄｉｎｊを出力し、これに応じて通常噴射モード或いはポスト噴射モードでインジェクタ１６を駆動する。
【００２２】
次に、図１のエンジンの排ガス浄化装置の作動をエンジンＥＣＵ２の制御処理に沿って説明する。
図示しない車両のエンジン１の駆動時において、エンジンＥＣＵ２は複数の制御系、例えば、燃料噴射系、燃料供給系で適宜駆動されている関連機器、センサ類の自己チェック結果を取込み、これが正常であったか否かを確認し、正常（ＯＫ）では図示しないエンジン制御処理ルーチンを実行し、その途中で図３に示す燃料噴射制御ルーチンを実行する。
【００２３】
燃料噴射制御ルーチンのステップｓ１に達すると、最新のデータ、例えば、触媒温度Ｔｃ，エンジン回転数Ｎｅ、クランク角度Δθ、図示しないバッテリバックアップ用の不揮発性メモリからの累積走行距離Ｔｋｍ、累積走行時間Ｔｔｉｍｅ等が取り込まれ、それぞれ記憶処理される。特に、ステップｓ１は走行履歴算出手段としても機能し、積算値である累積走行距離Ｔｋｍ及び累積走行時間Ｔｔｉｍｅを経時的に積算処理する。ここで累積走行距離Ｔｋｍ及び累積走行時間Ｔｔｉｍｅは前回の触媒復活処理時点（例えば図４でのｔ２時点）からの積算走行距離、積算走行時間である。
【００２４】
ステップｓ２で累積走行距離Ｔｋｍが所定値Ｔαｋ（例えば、１００ｋｍ）を上回り、累積走行時間Ｔｔｉｍｅが所定時間Ｔαｔ（例えば、１０時間）を上回るか否か判断し、上回る前の段階、例えば図４における時点ｔ１、ｔ１’の段階では、ステップs４の通常噴射モード処理に進み、上回ると、例えば図４における時点ｔ２、ｔ３の段階ではステップｓ３に進む。
【００２５】
ステップｓ４の通常噴射モード処理では現在の運転情報であるエンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル開度θａに応じた基本燃料噴射量ＩＮＪｂ、及び、水温ｗｔや大気圧ｐａの各補正値ｄｔ，ｄｐを加えて主噴射Ｊ１用の燃料噴射量ＩＮＪｎ（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を導出する。次いで、主噴射Ｊ１用の燃料噴射量ＩＮＪｎ及び噴射時期ｔ１の情報を含む出力Ｄｉｎｊを燃料噴射用ドライバ１７にセットし、この回の制御を終了させ、リターンする。
これに応じて燃料噴射用ドライバ１７はクランク角Δθ信号に基き、各電磁バルブＶｐに対し、主噴射Ｊ１用の噴射時期ｔ１及び燃料噴射量ＩＮＪｎ相当の噴射期間Ｂｍ（図２参照）に応じた弁開信号（オン信号）ｄｉｎｊを出力し、通常噴射モードでインジェクタ１６が噴射駆動する。
【００２６】
累積走行距離Ｔｋｍが所定値Ｔαｋを上回り累積走行時間Ｔｔｉｍｅが所定値Ｔαｔを上回り、ステップs３に達すると、触媒温度Ｔｃが所定温度ＴｃＬ以下の温度状態であるか否か判断される。この所定温度ＴｃＬは酸化触媒ａを、図６（ｃ）で説明したような復活処理を行うため、酸化触媒ａの表面にＨＣを燃焼せずに付着させるに適した低温運転域に達しているかを判断する。
高温状態ではステップｓ４に進み、所定値ＴｃＬ以下の温度状態にあると、ステップｓ５に進み、ポスト噴射モードでの駆動に入る。
【００２７】
ポスト噴射モードでは、ステップs４の通常噴射モードの場合と同様に主噴射Ｊ１制御を行うと共に後噴射Ｊ２制御を行う。
即ち、現在の運転情報に応じた主噴射Ｊ１用の燃料噴射量ＩＮＪｎ（噴射期間Ｂｍ）、噴射時期ｔ１を導出し、更に、後噴射Ｊ２用の後噴射量ＩＮＪｐ（噴射期間Ｂｓ）を予め設定された一定量として設定し、噴射時期ｔ２を主噴射後の一定時期δとして設定し、ポスト噴射を実行してステップｓ６に進む。
ステップｓ６では、後噴射Ｊ２を実施した後の経過時間ｔｒ１が所定時間Ｔｒになるのを待つ。
【００２８】
この所定時間Ｔｒはポスト噴射により供給したＨＣの量が触媒を復活させるに必要なＨＣ量となるまでの時間として設定されており、ポスト噴射の量、触媒の容量、触媒の種類等に応じて、適宜設定される。
ここでの後噴射Ｊ２により、酸化触媒ａの表面にはＨＣが燃焼せずに付着する。
経過時間ｔｒ１が所定時間Ｔｒに達すると、ステップｓ７に進み、触媒温度Ｔｃが所定値ｔγ以上か否か、即ち、酸化触媒ａ上のＨＣが燃焼し、復活処理が確実に実行できるか否か判断する。
【００２９】
ここで所定値ｔγは酸化触媒ａが復活可能な温度で、例えば６００℃以上か否か判断し、高温化していればこの回の制御を終了し、リターンする。この場合、排ガスの熱により酸化触媒ａ上のＨＣを一挙に燃焼し、ＨＣやその他の付着物が高温雰囲気下で十分に焼却でき、酸化触媒ａを活性状態の表面積を保つような元の状態に戻すことができ、浄化装置全体としては浄化効率を触媒劣化前の元の状態に戻し復活させることができる。
【００３０】
ステップｓ７で触媒温度Ｔｃが低いと、復活処理が実行できないとしてステップｓ８に進む。
ここでは、触媒上のＨＣを燃焼させるための排温上昇制御が実行される。排温を上昇させる方法としては、燃料噴射時期の遅角吸気絞り、排気絞り等の制御がなされ、触媒上のＨＣが燃焼可能な温度になるまで実行される。排温が目的のＨＣ燃焼温度に達すると、この制御を終了し、リターンする。
このように排温が低い運転状態においても排温上昇制御を実行して、排温を触媒に付着したＨＣが燃焼可能となる温度に上昇させることで、確実に触媒を復活させることができる。
【００３１】
上述のところにおいて、累積走行距離Ｔｋｍが所定値Ｔαｋを上回り累積走行時間Ｔｔｉｍｅが所定時間Ｔαｔを上回るとステップs３に進んでいたが、何れか一方が所定値、所定時間を上回る時点でステップs３に進んでもよい。この場合には、特に、触媒復活処理頻度を高めたい場合に有効と成る。
上述のところにおいて、累積走行距離Ｔｋｍが所定値Ｔαｋを上回り累積走行時間Ｔｔｉｍｅが所定時間Ｔαｔを上回り、触媒温度Ｔｃが所定温度ＴｃＬ以下の温度状態であると、ステップｓ５のポスト噴射処理に入っていたが、これに代えて、図５に示すような燃料噴射処理を行っても良い。この場合、図１に２点鎖線で示すように、排気管４に排ガス温度センサ８’を装着し、その出力である排ガス温度ＴｇをエンジンＥＣＵ２に取り込む。
【００３２】
図５に示す噴射制御ルーチンは図３のステップｓ２、ｓ３に代えてステップｓ２’、ｓ２−ａ、ｓ２−ｂを実行するもので、重複説明を略す。
ここでのステップｓ２’、ｓ２−ａ、ｓ２−ｂは温度履歴算出手段として機能する。即ち、ステップｓ２’では排ガス温度Ｔｇを取り込み、この値が触媒の劣化を招く温度域を判定する所定値Ｔｇ１（例えば６００℃）以上となったか否かを判断し、所定値Ｔｇ１以下ではステップs４に進み通常制御を実行し、以上でステップｓ２−ａに進む。
【００３３】
ステップｓ２−ａでは排ガス温度Ｔｇが所定値Ｔｇ１以上の温度状態にある時の積算時間Ｔｔｅｍｐをカウントする。
ステップｓ２−ｂでは時間積算値Ｔｔｅｍｐが所定値Ｔｎ以上となるのを待ち、所定値Ｔｎ以上となるとステップs３以下に進み、ポスト噴射処理の制御に進む。
【００３４】
この図５に示す噴射制御ルーチンを採用した場合、排ガス温度Ｔｇが所定値Ｔｇ１以上の時の時間積算値Ｔｔｅｍｐが所定値Ｔｎ以上となり、且つ、触媒温度Ｔｃが所定値ＴｃＬ以下の温度状態でＨＣを酸化触媒ａに燃焼しないまま吸着させ、触媒温度Ｔｃが所定値を上回るとＨＣが燃焼し触媒を復活させ、劣化を防止でき、図３の噴射制御ルーチンと同様の作用効果を得られる。
【００３５】
上述のところにおいて、エンジンの排ガス浄化装置は酸化触媒ａを備える酸化触媒装置３について説明したが、本発明はその他の排ガス浄化装置、例えば、排ガス中のＮＯｘを還元除去する還元触媒、排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘをストイキオ雰囲気下で浄化する三元触媒を内蔵した排ガス浄化装置や、排ガス中のディーゼルパティキュレートを酸化触媒担持のフィルタに捕集して適時に焼却除去するパティキュレート除去装置にも同様に適用でき、同様の作用効果が得られる。
【００３６】
また、上述の説明において、走行距離、走行時間及び排ガス温度履歴の積算値に基いて、触媒復活処理を実行したが、燃料の消費量の積算値に基いて、触媒復活処理を実行しても良く、この場合も同様の効果が期待できる。
さらに、上述の説明において、ＨＣ供給手段をエンジンに装着されたインジェクタにより後噴射としたが、触媒上流の排気管に他のＨＣ供給用のインジェクタを設け、直接ＨＣを噴射供給するようにしても良く、この場合より高濃度なＨＣの供給が可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、走行距離または走行時間が所定値以上となり、且つ、排ガス温度が所定値以下の温度状態でＨＣを排気通路の酸化触媒に燃焼しないまま吸着させ、排ガス温度が所定値を上回った後にＨＣを燃焼させて酸化触媒を復活させ、劣化を抑制できる。しかも、排気浄化を維持できるとともに、貴金属等の触媒種を増大させる必要もないためコストアップを抑制できる。また適切な時期に酸化触媒を復活させることにより燃費の悪化を最小限に抑えながら酸化触媒の劣化を防止できる。特に、上記排ガス温度が所定値以下とは排気路上のＨＣが自己着火しない温度状態であるとしたので、触媒担体上の触媒表面をＨＣで覆い、排ガスの高温化時に一気に着火し、酸化触媒を高温雰囲気下に保持して酸化触媒を復活させ、劣化を抑制することが容易となる。
【００３８】
請求項２の発明は、排ガス温度が所定値以上となった時の時間積算値が所定値以上となり、且つ、排ガスのように、排ガス温度が所定値以下の温度状態でＨＣを排気通路の酸化触媒に燃焼しないまま吸着させ、排ガス温度が所定値を上回った後にＨＣを燃焼させて酸化触媒を復活させ、劣化を防止できる。この場合、更に、精度の良い触媒劣化推定が可能となる。しかも、排気浄化を維持できるとともに、貴金属等の触媒種を増大させる必要もないためコストアップを抑制できる。また適切な時期に酸化触媒を復活させることにより燃費の悪化を最小限に抑えながら酸化触媒の劣化を抑制できる。特に、上記排ガス温度が所定値以下とは排気路上のＨＣが自己着火しない温度状態であるとしたので、触媒担体上の触媒表面をＨＣで覆い、排ガスの高温化時に一気に着火し、酸化触媒を高温雰囲気下に保持して酸化触媒を復活させ、劣化を防止できる。
【００３９】
請求項３の発明は、排温上昇制御手段が排温を上昇させることで確実にＨＣを燃焼させることができ、酸化触媒を復活させ、酸化触媒の劣化を抑制できる。
【００４０】
請求項４の発明は、特別な供給装置を設ける必要もなくＨＣを触媒上流に供給し、酸化触媒を復活させ、酸化触媒の劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのエンジンの排ガス浄化装置と同装置を装着するエンジンの概略構成図である。
【図２】図１の排ガス浄化装置の作動モード説明図である。
【図３】図１の排ガス浄化装置が用いる燃料噴射制御のフローチャートである。
【図４】図１の排ガス浄化装置の経時的作動時期の説明図である。
【図５】図１の排ガス浄化装置が用いるその他の燃料噴射制御のフローチャートである。
【図６】排ガス浄化装置の触媒の劣化及び復活特性の説明図で、（ａ）、（ｂ）は劣化時を、（ｃ）（ｄ）は復活時を示す。
【符号の説明】
１ エンジン
２ エンジンＥＣＵ
３ 酸化触媒装置
ａ 酸化触媒
Ｅ 排気通路
Ｔｋｍ 走行距離
Ｔｔｉｍｅ 走行時間
Ｔｃ 触媒温度（排ガス温度）
Ｔｇ 排ガス温度
Ｔｋｍ 積算値
Ｔｔｉｍｅ 積算値
Ｔαｋ 所定値
Ｔαｔ 所定値
ＴｃＬ 所定値
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排ガスを浄化する排ガス浄化装置、特に、排気路上の触媒の経時的劣化を抑制することのできるエンジンの排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンはその排気路に排ガス浄化装置を配備して排ガス浄化を行っている。通常、排ガス浄化装置としては、排ガス中のＨＣ，ＣＯを酸化除去する酸化触媒、排ガス中のＮＯｘを還元除去する還元触媒、排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘをストイキオ雰囲気下で浄化する三元触媒を適宜内蔵したものや、排ガス中のパティキュレートを酸化触媒担持のフィルタに捕集して適時に焼却除去するパティキュレート除去装置が各エンジンの排気特性に応じて選択使用されている。
【０００３】
例えば、ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置としては、排ガス中のＨＣ，ＣＯを酸化除去すると共に、ＰＭ中のＳＯＦ分も浄化できる酸化触媒と、排ガス中のＮＯｘを還元除去する還元触媒とを直列配備したものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような排ガス浄化装置はその排ガス浄化効率をより向上させることが要求されており、その改良が進められている。
ところが、これら排ガス浄化装置で用いる例えば酸化触媒の各触媒成分は高温排ガスである酸素雰囲気下でさらされた状態で継続使用されることより触媒の劣化（シンタリング）が進む傾向にある。即ち、図６（ａ），（ｂ）に示すように、模式的に球状を成す酸化触媒ａは触媒担体ｂの表面上に一様に分散して一体的に担持され、各酸化触媒ａの表面に接する排ガス中のＨＣ及びＣＯとＯ２との酸化反応を促進させている。しかし、高温雰囲気下、例えば、６００℃以上の高温の排ガスに長時間さらされた場合、図６（ｂ）に示すように隣合う球状の酸化触媒ａ同士が相互に付着して結合する。この場合、酸化触媒ａの表面積が減少し、排ガス浄化効率が低減する。このため酸化触媒ａ全体としては、後述する図４中に失活として破線Ｌｂで示すように、走行距離の増加に応じて排ガス浄化効率の低下が進むこととなる。
【０００５】
このように排ガス浄化装置で用いる触媒はその劣化（シンタリング）が進むと、排ガス浄化性能を大きく低下させてしまうことより、経時的な触媒の劣化を抑制するような技術が望まれている。特に、近年、排ガス浄化装置はその耐久試験後における排ガス浄化性能が適性値を保持できることを要求されてきており、触媒劣化を改善する必要性が高まっており、以下の触媒の復活特性に着目し、本発明を構築するに至った。
【０００６】
即ち、上述の図６（ａ），（ｂ）で説明したように、酸化触媒ａは高温雰囲気下でに長時間さらされると結合してしまう。しかし、ここで、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、低温排ガス雰囲気下で酸化触媒ａの表面上に高濃度のＨＣを吸着させる。その後で高温排ガスを流入させ、その時点で結合し径大化した酸化触媒ａの表面上に付着するＨＣを一挙に燃焼させ、ＨＣやその他の付着物を高温雰囲気下で十分に焼却する。この処理により各酸化触媒ａが当初の球状に再度分散できる。結果として、浄化装置全体としては、酸化触媒ａの活性状態の表面積を元の状態に戻すことができ、排ガス浄化効率を元の状態に復活することが判明した。
【０００７】
本発明は、高温時に劣化が進んだ触媒に低温排ガス雰囲気下で高濃度のＨＣを供給することにより触媒を復活させて浄化性能の低下を抑制できるエンジンの排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、エンジンの排気通路の酸化触媒により排ガスを浄化する排ガス浄化装置と、上記排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、車両の走行距離または走行時間を積算する走行履歴算出手段と、上記排ガス浄化装置または上記排気通路の排ガス温度の排ガス温度を検出する温度検出手段と、上記走行履歴算出手段により算出された積算値が所定値以上となり、且つ上記温度検出手段の排ガス温度が上記酸化触媒の表面にＨＣを燃焼せずに付着させるに適した所定値以下の温度状態であることが検出された場合に、上記ＨＣ供給手段を駆動して排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように、走行距離または走行時間が所定値以上となり、且つ、排ガス温度が所定値以下の温度状態でＨＣを排気通路の酸化触媒に燃焼しないまま吸着させ、排ガス温度が所定値を上回った後で着火させて酸化触媒を復活させ、劣化を抑制できる。しかも、排気浄化を維持できるとともに、貴金属等の触媒種を増大させる必要もないためコストアップを抑制できる。また適切な時期に酸化触媒を復活させることにより燃費の悪化を最小限に抑えながら酸化触媒の劣化を防止できる。
特に、上記排ガス温度が所定値以下とは排気路上のＨＣが自己着火しない温度状態であるとしたので、触媒担体上の触媒表面をＨＣで覆い、排ガスの高温化時に一気に着火し、酸化触媒を高温雰囲気下に保持して酸化触媒を復活させ、劣化を防止できる。
【００１０】
請求項２の発明は、エンジンの排気通路の酸化触媒により排ガスを浄化する排ガス浄化装置と、上記排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、上記排ガス浄化装置または上記排気通路の排ガス温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段からの情報を基に、排ガス温度が所定値以上となった時からの時間を積算する温度履歴算出手段と、上記温度履歴算出手段により算出された時間積算値が所定値以上となり、且つ上記温度検出手段により上記排ガス浄化装置または上記排気通路の排ガス温度が上記酸化触媒の表面にＨＣを燃焼せずに付着させるに適した所定値以下の温度状態であることが検出された場合に、上記ＨＣ供給手段を駆動して排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
このように排ガス温度が所定値以上となった時の時間積算値が所定値以上となり、且つ、排ガス温度が所定値以下の温度状態でＨＣを排気通路の酸化触媒に燃焼しないまま吸着させ、排ガス温度が所定値を上回った後で着火させて酸化触媒を復活させ、劣化を防止できる。しかも、排気浄化を維持できるとともに、酸化触媒の劣化を抑制できるので貴金属等の触媒種を増大させる必要もないためコストアップを抑えられる。また適切な時期に酸化触媒を復活させることにより燃費の悪化を最小限に抑えながら酸化触媒の劣化を抑制できる。
特に、上記排ガス温度が所定値以下とは排気路上のＨＣが自己着火しない温度状態であるとしたので、触媒担体上の触媒表面をＨＣで覆い、排ガスの高温化時に一気に着火し、酸化触媒を高温雰囲気下に保持して酸化触媒を復活させ、劣化を防止できる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のエンジンの排ガス浄化装置において、上記制御手段は、上記ＨＣ供給手段によりＨＣ供給を実施した所定時間後に、上記温度検出手段により所定値以上の温度が検出されなかった場合に、エンジンの排ガス温度を上昇させる排温上昇制御手段を備えていることを特徴とする。
このように、排温上昇制御手段が排温を上昇させることで確実にＨＣを燃焼させることができ、酸化触媒を復活させ、酸化触媒の劣化を抑制できる。
例えば、上記排温上昇制御手段は燃料噴射時期遅角手段で良い。この場合、応答性良く、排温を昇温し、確実にＨＣを燃焼させ、酸化触媒を復活させ、劣化を抑制できる。その他、排温上昇制御手段は吸気絞り、排気絞り、ＥＧＲ増大、ポスト噴射等を用いてもよい。また、これらを組合わせれば更なる昇温効果が期待できる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２記載のエンジンの排ガス浄化装置において、上記ＨＣ供給手段によるＨＣ供給は、エンジンに装着されたインジェクタによる燃焼のための主燃料噴射を実施した後に膨張行程後期もしくは排気行程に後噴射を行うことを特徴とする。
このように、特別な供給装置を設ける必要もなくＨＣを触媒上流に供給し、酸化触媒を復活させ、酸化触媒の劣化を抑制できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としてのエンジンの排ガス浄化装置を図１を参照して説明する。なお、本発明は上述の図６（ａ）〜（ｄ）で説明した触媒復活特性に着目して構築された。
ここでのエンジンの排ガス浄化装置は、図示しない車両に搭載された多気筒ディーゼルエンジン（以後単にエンジンと記す）１に装着される。
エンジン１はエンジン制御装置（図には主要制御部を成すエンジンＥＣＵを記す）２を備え、エンジン１の排気系に酸化触媒装置３が配備される。
【００１５】
酸化触媒装置３は排気管４の途中に装着され、ケーシング５内に図示しないハニカム構造のセラミック製の触媒担体ｂ（図６（ａ）参照）をシール材７を介してずれなく支持しており、同担体ｂに酸化触媒ａとして機能するための触媒金属（例えば白金Ｐｔ）が担持される。
酸化触媒ａは排気路Ｅを流動する排気ガス中のＨＣ及びＣＯとＯ２との酸化反応を促進させることができる。
【００１６】
酸化触媒装置３には排気通路Ｅの排ガス温度相当の触媒温度Ｔｃを出力する温度検出手段としての触媒温度センサ８が配備され、この検出信号はエンジンＥＣＵ２に出力される。
図１において、エンジンＥＣＵ２はエンジン１のアクセルペダル開度θａを検出するアクセルペダル開度センサ９と、クランク角情報Δθを検出するクランク角センサ１１と、水温ｗｔを検出する水温センサ１８と、大気圧ｐａを出力する大気圧センサ１９が接続される。ここでクランク角情報ΔθはエンジンＥＣＵ２においてエンジン回転数Ｎｅの導出に用いられると共に後述の燃料噴射時期制御に使用される。
【００１７】
エンジンＥＣＵ２はその入出力回路に多数のポートを有し、アクセルペダル開度センサ９、クランク角センサ１１，触媒温度センサ８,水温センサ１８、大気圧センサ１９等よりの検出信号を採り込む。このエンジンＥＣＵ２は周知のエンジン制御処理機能を備え、特に、燃料圧力制御部ｎ１及び燃料供給制御部ｎ２としても機能する。
エンジン１は図示しない燃焼室にインジェクタ１６により燃料噴射を行う燃料噴射量調整部１２と、同部に燃料供給する燃料供給量調整部１３を備え、燃料噴射量調整部１２が燃料圧力制御部ｎ１に、燃料供給量調整部１３が燃料供給制御部ｎ２に制御される。
【００１８】
燃料供給量調整部１３はエンジン駆動の燃料供給ポンプ２９の高圧燃料をコモンレール１５に供給する。燃料供給ポンプ２９はエンジンＥＣＵ２に接続され、燃料供給制御部ｎ２の出力Ｄｐｆに応じてコモンレール１５内の圧力が所定圧力ｐｆとなるよう調整可能である。
燃料噴射量調整部１２はコモンレール１５に電磁バルブＶｐを介して連結されたインジェクタ１６により高圧燃料噴射を行う。電磁バルブＶｐはエンジンＥＣＵ２に接続され、燃料供給制御部ｎ２の出力Ｄｉｎｊに応じて燃料噴射量、即ち、所定圧力ｐｆと噴射期間Ｂｍ（図２参照）に応じた量、噴射時期ｔ１を調整可能である。なお、電磁バルブＶｐとエンジンＥＣＵ２の接続回線は１つのみ図示した。
【００１９】
ここで燃料圧力制御部ｎ１は、図２に示すように、主噴射Ｊ１のみの通常噴射モードと、主噴射Ｊ１及び膨張行程後期の後噴射Ｊ２を行うポスト噴射モードでの制御を行う。後噴射Ｊ２処理機能がここでのＨＣ供給手段を構成する。なお、後噴射Ｊ２を２点鎖線で示すように膨張行程後期に代えて排気行程で実施しても良い。
燃料圧力制御部ｎ１は、通常噴射モードではエンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル開度θａに応じた基本燃料噴射量ＩＮＪｂを求め、運転条件に応じた、たとえば水温や大気圧の各補正値ｄｔ，ｄｐを加えて主噴射Ｊ１用の燃料噴射量ＩＮＪｎ（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を導出する。ポスト噴射モードでは主噴射Ｊ１用の燃料噴射量ＩＮＪｎに加え、後噴射Ｊ２用の後噴射量ＩＮＪｐを予め一定量として設定する。なお、場合により、後噴射量ＩＮＪｐは大気温度の低いほど増加するように設定しても良い。
【００２０】
更に、主噴射Ｊ１の噴射時期ｔ１は、周知の基本進角値に運転条件に応じた補正を加えて導出され、ポスト噴射モードでの後噴射Ｊ２の噴射時期ｔ２は、例えば、主噴射後の一定時期δとして設定する。
ここで燃料噴射量ＩＮＪｎ、後噴射量ＩＮＪｐはコモンレール１５の所定圧力ｐｆと電磁バルブＶｐのオン期間である噴射期間Ｂｍ（図２参照）に基く値として算出される。
【００２１】
燃料圧力制御部ｎ１はこれら演算された主噴射Ｊ１用及び後噴射Ｊ２用の各噴射時期ｔ１，ｔ２及び燃料噴射量ＩＮＪｎ、後噴射量ＩＮＪｐ相当の情報を含む出力Ｄｉｎｊ、Ｄ’ｉｎｊを燃料噴射用ドライバ１７にセットする。これにより、燃料噴射用ドライバ１７は主噴射Ｊ１用及び後噴射Ｊ２用の各噴射時期ｔ１，ｔ２及び燃料噴射量ＩＮＪｎ、後噴射量ＩＮＪｐ相当の噴射期間Ｂｍに応じた弁開信号（オン信号）ｄｉｎｊを出力し、これに応じて通常噴射モード或いはポスト噴射モードでインジェクタ１６を駆動する。
【００２２】
次に、図１のエンジンの排ガス浄化装置の作動をエンジンＥＣＵ２の制御処理に沿って説明する。
図示しない車両のエンジン１の駆動時において、エンジンＥＣＵ２は複数の制御系、例えば、燃料噴射系、燃料供給系で適宜駆動されている関連機器、センサ類の自己チェック結果を取込み、これが正常であったか否かを確認し、正常（ＯＫ）では図示しないエンジン制御処理ルーチンを実行し、その途中で図３に示す燃料噴射制御ルーチンを実行する。
【００２３】
燃料噴射制御ルーチンのステップｓ１に達すると、最新のデータ、例えば、触媒温度Ｔｃ，エンジン回転数Ｎｅ、クランク角度Δθ、図示しないバッテリバックアップ用の不揮発性メモリからの累積走行距離Ｔｋｍ、累積走行時間Ｔｔｉｍｅ等が取り込まれ、それぞれ記憶処理される。特に、ステップｓ１は走行履歴算出手段としても機能し、積算値である累積走行距離Ｔｋｍ及び累積走行時間Ｔｔｉｍｅを経時的に積算処理する。ここで累積走行距離Ｔｋｍ及び累積走行時間Ｔｔｉｍｅは前回の触媒復活処理時点（例えば図４でのｔ２時点）からの積算走行距離、積算走行時間である。
【００２４】
ステップｓ２で累積走行距離Ｔｋｍが所定値Ｔαｋ（例えば、１００ｋｍ）を上回り、累積走行時間Ｔｔｉｍｅが所定時間Ｔαｔ（例えば、１０時間）を上回るか否か判断し、上回る前の段階、例えば図４における時点ｔ１、ｔ１’の段階では、ステップs４の通常噴射モード処理に進み、上回ると、例えば図４における時点ｔ２、ｔ３の段階ではステップｓ３に進む。
【００２５】
ステップｓ４の通常噴射モード処理では現在の運転情報であるエンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル開度θａに応じた基本燃料噴射量ＩＮＪｂ、及び、水温ｗｔや大気圧ｐａの各補正値ｄｔ，ｄｐを加えて主噴射Ｊ１用の燃料噴射量ＩＮＪｎ（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を導出する。次いで、主噴射Ｊ１用の燃料噴射量ＩＮＪｎ及び噴射時期ｔ１の情報を含む出力Ｄｉｎｊを燃料噴射用ドライバ１７にセットし、この回の制御を終了させ、リターンする。
これに応じて燃料噴射用ドライバ１７はクランク角Δθ信号に基き、各電磁バルブＶｐに対し、主噴射Ｊ１用の噴射時期ｔ１及び燃料噴射量ＩＮＪｎ相当の噴射期間Ｂｍ（図２参照）に応じた弁開信号（オン信号）ｄｉｎｊを出力し、通常噴射モードでインジェクタ１６が噴射駆動する。
【００２６】
累積走行距離Ｔｋｍが所定値Ｔαｋを上回り累積走行時間Ｔｔｉｍｅが所定値Ｔαｔを上回り、ステップs３に達すると、触媒温度Ｔｃが所定温度ＴｃＬ以下の温度状態であるか否か判断される。この所定温度ＴｃＬは酸化触媒ａを、図６（ｃ）で説明したような復活処理を行うため、酸化触媒ａの表面にＨＣを燃焼せずに付着させるに適した低温運転域に達しているかを判断する。
高温状態ではステップｓ４に進み、所定値ＴｃＬ以下の温度状態にあると、ステップｓ５に進み、ポスト噴射モードでの駆動に入る。
【００２７】
ポスト噴射モードでは、ステップs４の通常噴射モードの場合と同様に主噴射Ｊ１制御を行うと共に後噴射Ｊ２制御を行う。
即ち、現在の運転情報に応じた主噴射Ｊ１用の燃料噴射量ＩＮＪｎ（噴射期間Ｂｍ）、噴射時期ｔ１を導出し、更に、後噴射Ｊ２用の後噴射量ＩＮＪｐ（噴射期間Ｂｓ）を予め設定された一定量として設定し、噴射時期ｔ２を主噴射後の一定時期δとして設定し、ポスト噴射を実行してステップｓ６に進む。
ステップｓ６では、後噴射Ｊ２を実施した後の経過時間ｔｒ１が所定時間Ｔｒになるのを待つ。
【００２８】
この所定時間Ｔｒはポスト噴射により供給したＨＣの量が触媒を復活させるに必要なＨＣ量となるまでの時間として設定されており、ポスト噴射の量、触媒の容量、触媒の種類等に応じて、適宜設定される。
ここでの後噴射Ｊ２により、酸化触媒ａの表面にはＨＣが燃焼せずに付着する。
経過時間ｔｒ１が所定時間Ｔｒに達すると、ステップｓ７に進み、触媒温度Ｔｃが所定値ｔγ以上か否か、即ち、酸化触媒ａ上のＨＣが燃焼し、復活処理が確実に実行できるか否か判断する。
【００２９】
ここで所定値ｔγは酸化触媒ａが復活可能な温度で、例えば６００℃以上か否か判断し、高温化していればこの回の制御を終了し、リターンする。この場合、排ガスの熱により酸化触媒ａ上のＨＣを一挙に燃焼し、ＨＣやその他の付着物が高温雰囲気下で十分に焼却でき、酸化触媒ａを活性状態の表面積を保つような元の状態に戻すことができ、浄化装置全体としては浄化効率を触媒劣化前の元の状態に戻し復活させることができる。
【００３０】
ステップｓ７で触媒温度Ｔｃが低いと、復活処理が実行できないとしてステップｓ８に進む。
ここでは、触媒上のＨＣを燃焼させるための排温上昇制御が実行される。排温を上昇させる方法としては、燃料噴射時期の遅角吸気絞り、排気絞り等の制御がなされ、触媒上のＨＣが燃焼可能な温度になるまで実行される。排温が目的のＨＣ燃焼温度に達すると、この制御を終了し、リターンする。
このように排温が低い運転状態においても排温上昇制御を実行して、排温を触媒に付着したＨＣが燃焼可能となる温度に上昇させることで、確実に触媒を復活させることができる。
【００３１】
上述のところにおいて、累積走行距離Ｔｋｍが所定値Ｔαｋを上回り累積走行時間Ｔｔｉｍｅが所定時間Ｔαｔを上回るとステップs３に進んでいたが、何れか一方が所定値、所定時間を上回る時点でステップs３に進んでもよい。この場合には、特に、触媒復活処理頻度を高めたい場合に有効と成る。
上述のところにおいて、累積走行距離Ｔｋｍが所定値Ｔαｋを上回り累積走行時間Ｔｔｉｍｅが所定時間Ｔαｔを上回り、触媒温度Ｔｃが所定温度ＴｃＬ以下の温度状態であると、ステップｓ５のポスト噴射処理に入っていたが、これに代えて、図５に示すような燃料噴射処理を行っても良い。この場合、図１に２点鎖線で示すように、排気管４に排ガス温度センサ８’を装着し、その出力である排ガス温度ＴｇをエンジンＥＣＵ２に取り込む。
【００３２】
図５に示す噴射制御ルーチンは図３のステップｓ２、ｓ３に代えてステップｓ２’、ｓ２−ａ、ｓ２−ｂを実行するもので、重複説明を略す。
ここでのステップｓ２’、ｓ２−ａ、ｓ２−ｂは温度履歴算出手段として機能する。即ち、ステップｓ２’では排ガス温度Ｔｇを取り込み、この値が触媒の劣化を招く温度域を判定する所定値Ｔｇ１（例えば６００℃）以上となったか否かを判断し、所定値Ｔｇ１以下ではステップs４に進み通常制御を実行し、以上でステップｓ２−ａに進む。
【００３３】
ステップｓ２−ａでは排ガス温度Ｔｇが所定値Ｔｇ１以上の温度状態にある時の積算時間Ｔｔｅｍｐをカウントする。
ステップｓ２−ｂでは時間積算値Ｔｔｅｍｐが所定値Ｔｎ以上となるのを待ち、所定値Ｔｎ以上となるとステップs３以下に進み、ポスト噴射処理の制御に進む。
【００３４】
この図５に示す噴射制御ルーチンを採用した場合、排ガス温度Ｔｇが所定値Ｔｇ１以上の時の時間積算値Ｔｔｅｍｐが所定値Ｔｎ以上となり、且つ、触媒温度Ｔｃが所定値ＴｃＬ以下の温度状態でＨＣを酸化触媒ａに燃焼しないまま吸着させ、触媒温度Ｔｃが所定値を上回るとＨＣが燃焼し触媒を復活させ、劣化を防止でき、図３の噴射制御ルーチンと同様の作用効果を得られる。
【００３５】
上述のところにおいて、エンジンの排ガス浄化装置は酸化触媒ａを備える酸化触媒装置３について説明したが、本発明はその他の排ガス浄化装置、例えば、排ガス中のＮＯｘを還元除去する還元触媒、排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘをストイキオ雰囲気下で浄化する三元触媒を内蔵した排ガス浄化装置や、排ガス中のディーゼルパティキュレートを酸化触媒担持のフィルタに捕集して適時に焼却除去するパティキュレート除去装置にも同様に適用でき、同様の作用効果が得られる。
【００３６】
また、上述の説明において、走行距離、走行時間及び排ガス温度履歴の積算値に基いて、触媒復活処理を実行したが、燃料の消費量の積算値に基いて、触媒復活処理を実行しても良く、この場合も同様の効果が期待できる。
さらに、上述の説明において、ＨＣ供給手段をエンジンに装着されたインジェクタにより後噴射としたが、触媒上流の排気管に他のＨＣ供給用のインジェクタを設け、直接ＨＣを噴射供給するようにしても良く、この場合より高濃度なＨＣの供給が可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、走行距離または走行時間が所定値以上となり、且つ、排ガス温度が所定値以下の温度状態でＨＣを排気通路の酸化触媒に燃焼しないまま吸着させ、排ガス温度が所定値を上回った後にＨＣを燃焼させて酸化触媒を復活させ、劣化を抑制できる。しかも、排気浄化を維持できるとともに、貴金属等の触媒種を増大させる必要もないためコストアップを抑制できる。また適切な時期に酸化触媒を復活させることにより燃費の悪化を最小限に抑えながら酸化触媒の劣化を防止できる。特に、上記排ガス温度が所定値以下とは排気路上のＨＣが自己着火しない温度状態であるとしたので、触媒担体上の触媒表面をＨＣで覆い、排ガスの高温化時に一気に着火し、酸化触媒を高温雰囲気下に保持して酸化触媒を復活させ、劣化を抑制することが容易となる。
【００３８】
請求項２の発明は、排ガス温度が所定値以上となった時の時間積算値が所定値以上となり、且つ、排ガスのように、排ガス温度が所定値以下の温度状態でＨＣを排気通路の酸化触媒に燃焼しないまま吸着させ、排ガス温度が所定値を上回った後にＨＣを燃焼させて酸化触媒を復活させ、劣化を防止できる。この場合、更に、精度の良い触媒劣化推定が可能となる。しかも、排気浄化を維持できるとともに、貴金属等の触媒種を増大させる必要もないためコストアップを抑制できる。また適切な時期に酸化触媒を復活させることにより燃費の悪化を最小限に抑えながら酸化触媒の劣化を抑制できる。特に、上記排ガス温度が所定値以下とは排気路上のＨＣが自己着火しない温度状態であるとしたので、触媒担体上の触媒表面をＨＣで覆い、排ガスの高温化時に一気に着火し、酸化触媒を高温雰囲気下に保持して酸化触媒を復活させ、劣化を防止できる。
【００３９】
請求項３の発明は、排温上昇制御手段が排温を上昇させることで確実にＨＣを燃焼させることができ、酸化触媒を復活させ、酸化触媒の劣化を抑制できる。
【００４０】
請求項４の発明は、特別な供給装置を設ける必要もなくＨＣを触媒上流に供給し、酸化触媒を復活させ、酸化触媒の劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのエンジンの排ガス浄化装置と同装置を装着するエンジンの概略構成図である。
【図２】図１の排ガス浄化装置の作動モード説明図である。
【図３】図１の排ガス浄化装置が用いる燃料噴射制御のフローチャートである。
【図４】図１の排ガス浄化装置の経時的作動時期の説明図である。
【図５】図１の排ガス浄化装置が用いるその他の燃料噴射制御のフローチャートである。
【図６】排ガス浄化装置の触媒の劣化及び復活特性の説明図で、（ａ）、（ｂ）は劣化時を、（ｃ）（ｄ）は復活時を示す。
【符号の説明】
１ エンジン
２ エンジンＥＣＵ
３ 酸化触媒装置
ａ 酸化触媒
Ｅ 排気通路
Ｔｋｍ 走行距離
Ｔｔｉｍｅ 走行時間
Ｔｃ 触媒温度（排ガス温度）
Ｔｇ 排ガス温度
Ｔｋｍ 積算値
Ｔｔｉｍｅ 積算値
Ｔαｋ 所定値
Ｔαｔ 所定値
ＴｃＬ 所定値
Claims (4)
- エンジンの排気通路の酸化触媒により排ガスを浄化する排ガス浄化装置と、
上記排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、
車両の走行距離または走行時間を積算する走行履歴算出手段と、
上記排ガス浄化装置または上記排気通路の排ガス温度を検出する温度検出手段と、
上記走行履歴算出手段により算出された積算値が所定値以上となり、且つ上記温度検出手段の排ガス温度が上記酸化触媒の表面にＨＣを燃焼せずに付着させるに適した所定値以下の温度状態であることが検出された場合に、上記ＨＣ供給手段を駆動して排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給する制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの排ガス浄化装置。 - エンジンの排気通路の酸化触媒により排ガスを浄化する排ガス浄化装置と、
上記排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、
上記排ガス浄化装置または上記排気通路の排ガス温度を検出する温度検出手段と、
上記温度検出手段からの情報を基に、排ガス温度が所定値以上となった時からの時間を積算する温度履歴算出手段と、
上記温度履歴算出手段により算出された時間積算値が所定値以上となり、且つ上記温度検出手段により上記排ガス浄化装置または上記排気通路の排ガス温度が上記酸化触媒の表面にＨＣを燃焼せずに付着させるに適した所定値以下の温度状態であることが検出された場合に、上記ＨＣ供給手段を駆動して排ガス浄化装置よりも上流側の排気通路にＨＣを供給する制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの排ガス浄化装置。 - 上記制御手段は、上記ＨＣ供給手段によりＨＣ供給を実施した所定時間後に、上記温度検出手段により所定値以上の温度が検出されなかった場合に、エンジンの排ガス温度を上昇させる排温上昇補助制御手段を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンの排ガス浄化装置。
- 上記ＨＣ供給手段によるＨＣ供給は、エンジンに装着されたインジェクタによる燃焼のための主燃料噴射を実施した後に膨張行程後期もしくは排気行程に後噴射を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンの排ガス浄化装置。
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