JP4139259B2 - パティキュレートフィルタの再生方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パティキュレートフィルタの再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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より行われている。
【０００３】
この種の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。
【０００４】
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堆積するので、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為、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る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実用化が進められている。
【０００５】
即ち、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のである。
【０００６】
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れがあり、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタより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ている。
【０００７】
つまり、パティキュレートフィルタより上流側でポスト噴射等により燃料を添加すれば、その添加された燃料により発生したＨＣガスがパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により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。
【０００８】
尚、この種のパティキュレートフィルタの強制再生を図る方法に関しては、下記の先行出願１や先行出願２にもとりあげられている。
【０００９】
【先行出願１】
特願２００１−３５５０６１号明細書
【先行出願２】
特願２００２−２０３７４号明細書
【００１０】
また、特に捕集済みパティキュレートの酸化反応を支援する目的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備えた排気浄化装置では、パティキュレートフィルタの前段の酸化触媒にてＨＣガスが酸化反応して反応熱を生じ、その反応熱で昇温した排気ガスがパティキュレートフィルタへと導入されることになるので、より低い排気温度からパティキュレートフィルタの強制再生を実現することが可能となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、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備えて燃料添加を行うとしても、ＨＣガスが酸化触媒上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い軽負荷運転領域での運転が連続的に継続するような運行形態の車両（例えば都内の路線バス等のように渋滞路ばかりを走行する車両）の場合には、このような燃料添加による触媒床温度の上昇が期待できず、パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥って排圧上昇によりエンジン性能に悪影響を及ぼしたり、大量に堆積したパティキュレートが急激に燃焼してパティキュレートフィルタが溶損したりする虞れがあった。
【００１２】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、触媒再生型のパティキュレートフィルタが過捕集状態に陥ることを確実に回避し得るパティキュレートフィルタの再生方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フロースルー型の酸化触媒を前段に備えて排気管途中に設けられた触媒再生型のパティキュレートフィルタの上流側で排気ガス中への燃料添加を行い、その添加燃料が前段の酸化触媒上で酸化反応した時の反応熱により後段のパティキュレートフィルタ内の捕集済みパティキュレートを燃焼させて該パティキュレートフィルタの強制再生を図る方法において、パティキュレートフィルタの強制再生実施時に軽負荷運転領域でリターダをアクセルオンのまま作動させてエンジン負荷を意図的に増やし、この負荷増加によるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させ、しかも、このようにリターダをアクセルオンのまま作動させるにあたり、クラッチオフの条件下では、吸気流量を適宜に絞り込み且つ該吸気流量の絞り込みによるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させることを特徴とするものである。
【００１４】
而して、パティキュレートの堆積量が増加してパティキュレートフィルタの強制再生が必要となった際に、高濃度のＨＣガスが前段の酸化触媒上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い軽負荷運転領域で運転が行われていても、リターダの作動によりエンジン負荷が意図的に増やされ、この負荷増加によるトルク低下が燃料噴射量の増加により補償されることになるので、このエンジン負荷と対応した燃料噴射量の増加により排気ガスを悪化させずに排気温度を高めることが可能となり、しかも、負荷増加によるトルク低下が補償されるので、ドライバビリティー（運転者の意志にかなった応答性や円滑性が得られるかどうかのフィーリング）の悪化も回避することが可能となる。
【００１５】
そして、このように排気温度が高められた上で排気ガス中への燃料添加が実行される結果、この燃焼添加により生成された高濃度のＨＣガスが前段の酸化触媒で支障なく酸化反応して反応熱を生じ、この反応熱により酸化触媒を通過する排気ガスが大幅に昇温され、その昇温した排気ガスがパティキュレートフィルタに導入されて該パティキュレートフィルタの触媒床温度が高められ、これによりパティキュレートが良好に燃焼除去されてパティキュレートフィルタの強制再生が図られることになる。
また、クラッチオフによりエンジン側とリターダ側とが縁切り状態となってエンジン負荷を増やせなくなった場合に、吸気流量が絞り込まれてエンジンの作動空気量が減ることによりポンピングロスが増大し、これにより低下するトルクを補償し得るように燃料噴射量が増加されて排気温度が上昇される一方、エンジンでの燃焼による排気ガスの発生量が少なくなって熱容量が下がることでも更なる排気温度の上昇が図られ、しかも、吸気流量の絞り込みによるトルク低下が補償されることでエンストやエンジン振動等といったドライバビリティーの悪化も回避されることになる。
【００１６】
更に、パティキュレートフィルタの強制再生実施時に軽負荷運転領域でリターダをアクセルオンのまま作動させるにあたっては、酸化触媒の入口温度を検出し且つその検出温度が触媒活性に必要な目標温度に上昇するようにリターダの負荷をフィードバック制御することが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、酸化触媒の入口温度が触媒活性に必要な目標温度となるように適切なエンジン負荷を付与して排気ガスの昇温化を図ることが可能となるので、無駄な燃料噴射量の増加を回避することで燃費の悪化を必要最低限に抑制することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における１はターボチャージャ２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３から導かれた吸気４が吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４がインタークーラ６へと送られて冷却され、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へと吸気４が導かれてディーゼルエンジン１の各気筒８（図１では直列６気筒の場合を例示している）に分配されるようになっている。
【００２２】
更に、このディーゼルエンジン１の各気筒８から排出された排気ガス９は、排気マニホールド１０を介しターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排気ガス９が排気管１１（排気流路）を介し車外へ排出されるようにしてある。
【００２３】
そして、この排気管１１の途中には、フィルタケース１２が介装されており、該フィルタケース１２内における後段側には、酸化触媒を一体的に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ１３が収容されており、図２に拡大して示す如く、このパティキュレートフィルタ１３は、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１３ａ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１３ａ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１３ａを区画する多孔質薄壁１３ｂを透過した排気ガス９のみが下流側へ排出されるようにしてある。
【００２４】
また、フィルタケース１２内におけるパティキュレートフィルタ１３の直前位置には、図３に拡大して示す如きハニカム構造を有するフロースルー型の酸化触媒１４が収容されており、この酸化触媒１４の入側には、排気ガス９の温度を計測するための温度センサ１５が装備され、この温度センサ１５の検出信号１５ａがエンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置１６に対し入力されるようになっており、他方、この制御装置１６においては、ディーゼルエンジン１の各気筒８に燃料を噴射する燃料噴射装置１７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１７ａが出力されるようになっている。
【００２５】
ここで、前記燃料噴射装置１７は、各気筒８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前記燃料噴射信号１７ａにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング（噴射開始時期と噴射終了時期）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。
【００２６】
更に、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１の負荷として検出するアクセルセンサ１８（負荷センサ）が備えられていると共に、ディーゼルエンジン１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も前記制御装置１６に入力されるようになっている。
【００２７】
そして、前記制御装置１６では、アクセル開度信号１８ａ及び回転数信号１９ａに基づき通常モードの燃料噴射信号１７ａが決定されるようになっている一方、パティキュレートフィルタ１３の強制再生を行う必要が生じた際に、通常モードから強制再生モードに切り替わり、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行うような燃料噴射信号１７ａが決定されるようになっている。
【００２８】
つまり、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が行われると、このポスト噴射により排気ガス９中に未燃の燃料が添加されることになり、この未燃の燃料により高濃度のＨＣガスが生成されて前段の酸化触媒１４で酸化反応し、その反応熱により酸化触媒１４を通過する排気ガス９の温度が大幅に昇温され、この大幅に昇温された排気ガス９がパティキュレートフィルタ１３に導入されて該パティキュレートフィルタ１３が高温化されることになる。
【００２９】
また、この制御装置１６においては、回転センサ１９からの回転数信号１９ａに基づきディーゼルエンジン１の回転数を抽出すると共に、アクセルセンサ１８からのアクセル開度信号１８ａに基づく燃料噴射信号１７ａの決定時に判明している燃料の噴射量を抽出し、これら回転数と噴射量とによるパティキュレートの発生量マップからディーゼルエンジン１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の堆積量を推定するようになっており、この堆積量が所定の目標値に達したものと推定された時に通常モードから強制再生モードへの切り替えが成されるようになっている。
【００３０】
尚、このようなパティキュレートの堆積量を推定する方法には各種の考え方があり、ここに例示した推定方法以外の手法を用いてパティキュレートの堆積量を推定することも勿論可能であり、更には、パティキュレートの堆積量を推定してモード切り替えの目安とする以外に、パティキュレートフィルタ１３の圧力損失を検出することで通常モードから強制再生モードへの切り替えを行うようにしても良い。
【００３１】
そして、本形態例においては、ディーゼルエンジン１の後部にクラッチ２０を介して変速機２１が接続されていると共に、この変速機２１に補助ブレーキとして渦電流式のリターダ２２（負荷加算手段）が装備されているが、このリターダ２２に対して、所要の制動力を発生せしめるための作動指令信号２２ａが前記制御装置１６から出力されるようになっており、また、吸気管５の途中に設けられた吸気絞り弁２３に対しては、その開度を適宜に調整するための開度指令信号２３ａが前記制御装置１６から出力されるようになっている。
【００３２】
ここで、前記リターダ２２は、補助ブレーキとしての機能を果たすべく変速機２１に装備された従来周知の構造のもので良く、また、前記吸気絞り弁２３は、アイドリングストップ装置と併用されるインテークシャッタや、補助ブレーキと併用されるノイズサプレッサ等を機能的に兼用するもので良いのであり、本形態例では、このような既存のリターダ２２や吸気絞り弁２３に対し、本来の作動から独立した別の作動を指令することにより、後述する如き排気温度を上げるための手段として活用するようにしているのである。
【００３３】
尚、図１中における２４は図示しない運転席のクラッチペダルに付設されたスイッチを示し、該スイッチ２４によりクラッチ２０の断接が検出されて検出信号２４ａとして制御装置１６へ入力されるようになっている。
【００３４】
ここで、制御装置１６における具体的な制御手順を図４によりフローチャートで示すと、ステップＳ１で制御装置１６で推定されるパティキュレートの堆積量に基づきパティキュレートフィルタ１３の強制再生の要否が判定され、強制再生の必要があると判定された場合に限りステップＳ２へと進むようになっており、強制再生の必要があると判定されないうちは同様の判定が繰り返されるようになっている。
【００３５】
次いで、ステップＳ２においては、温度センサ１５により計測される酸化触媒１４の入側の排気温度が、酸化触媒１４の活性温度の下限を成す３００℃より低いかどうかが判定され、３００℃より低いと判定された場合に限りステップＳ３へと進むようになっており、３００℃より低いと判定されないうちはステップＳ４を経由して同様の判定が繰り返されるようになっている。
【００３６】
尚、このステップＳ４は、後述する強制再生実施時における軽負荷運転領域でのリターダ２２及び吸気絞り弁２３の制御を解除するためのもので、これらの制御が未だ開始されていない段階では、そのまま制御が開始されていない状態に保持されるだけである。
【００３７】
そして、ステップＳ３においては、アクセルセンサ１８により検出されるエンジン負荷が１／２負荷より低い軽負荷運転領域にあるか否かが判定され、１／２負荷より低い軽負荷運転領域にあると判定された場合に限りステップＳ５へと進むようになっており、１／２負荷より高いエンジン負荷であった場合に先のステップＳ４を経由してステップＳ２に戻され、このステップＳ２からの判定がやり直されるようになっている。
【００３８】
更に、ステップＳ５においては、スイッチ２４からの検出信号２４ａに基づきクラッチ２０が「断」の状態にあるか否かが判定されるようになっており、クラッチ２０が「断」の状態にない「接」の状態にある時に限りステップＳ６へと進み、リターダ２２をアクセルオンのまま作動させると共に、該リターダ２２の作動によるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させる制御が実行されるようになっている。
【００３９】
ここで、リターダ２２をアクセルオンのまま作動させるにあたっては、温度センサ１５の検出温度が酸化触媒１４での触媒活性に必要な目標温度に上昇するようにリターダ２２の負荷がフィードバック制御されるようにしてある。
【００４０】
他方、先のステップＳ５でクラッチ２０が「断」の状態にあると判定された場合には、ステップＳ７へと進んで吸気流量を吸気絞り弁２３により適宜に絞り込み且つ該吸気流量の絞り込みによるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させる制御が実行されるようになっている。
【００４１】
そして、ステップＳ６及びステップＳ７の何れの制御が選択された後もステップＳ８へ進んでパティキュレートフィルタ１３の強制再生が完了されたか否かが判定されるようになっており、強制再生の完了が判定された場合にステップＳ９へ進んで制御装置１６が通常モードに復帰された後、ステップＳ１へと戻されてここからの判定がやり直されるようになっているが、先のステップＳ８でパティキュレートフィルタ１３の強制再生が完了されていないと判定された場合には、ステップＳ２へと戻されて、ここからの判定がやり直されるようになっている。
【００４２】
尚、先のステップＳ８におけるパティキュレートフィルタ１３の強制再生の完了判定は、例えば温度センサ１５の計測値が所定値以上の条件下で燃料添加が延べ何分継続されたかを監視し、その延べ時間がパティキュレートフィルタ１３内のパティキュレートの推定堆積量を燃やし尽くすに足る所定時間以上となった時に完了判定が下るようにすれば良い。
【００４３】
而して、このような制御装置１６により本形態例の運転制御を行えば、パティキュレートの堆積量が所定の目標値に達したものと制御装置１６で推定された際に、該制御装置１６による燃焼噴射制御が通常モードから強制再生モードへ切り替えられる結果、メイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射が実行され、このポスト噴射により未燃のまま排気ガス９中に添加された燃料が前段の酸化触媒１４にてＨＣガスが酸化反応して反応熱を生じ、その反応熱で昇温した排気ガス９がパティキュレートフィルタ１３へと導入されることになるので、より低い排気温度からパティキュレートフィルタ１３内のパティキュレートが強制的に燃焼除去されることになる。
【００４４】
しかも、このような強制再生モードにあっては、ＨＣガスが前段の酸化触媒１４上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い軽負荷運転領域で運転が行われていても、リターダ２２がアクセルオンのまま作動されてエンジン負荷が意図的に増やされ、該リターダ２２の作動によるトルク低下が燃料噴射量の増加により補償されることになるので、このエンジン負荷と対応した燃料噴射量の増加により排気ガス９を悪化させずに排気温度を高めることが可能となり、しかも、リターダ２２の作動によるトルク低下が補償されるので、ドライバビリティー（運転者の意志にかなった応答性や円滑性が得られるかどうかのフィーリング）の悪化も回避することが可能となる。
【００４５】
そして、このように排気温度が高められた上で排気ガス９中への燃料添加が実行される結果、この燃焼添加により生成された高濃度のＨＣガスが前段の酸化触媒１４で支障なく酸化反応して反応熱を生じ、この反応熱により酸化触媒１４を通過する排気ガス９が大幅に昇温され、その昇温した排気ガス９がパティキュレートフィルタ１３に導入されて該パティキュレートフィルタ１３の触媒床温度が高められ、これによりパティキュレートが良好に燃焼除去されてパティキュレートフィルタ１３の強制再生が図られることになる。
【００４６】
また、クラッチオフの条件下では、吸気流量が吸気絞り弁２３により適宜に絞り込まれ且つその吸気流量の絞り込みによるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量が増加されるので、クラッチオフによりディーゼルエンジン１側とリターダ２２側とが縁切り状態となってエンジン負荷を増やせなくなった場合に、吸気流量が吸気絞り弁２３により絞り込まれてディーゼルエンジン１の作動空気量が減ることによりポンピングロスが増大し、これにより低下するトルクを補償し得るように燃料噴射量が増加されて排気温度が上昇される一方、ディーゼルエンジン１での燃焼による排気ガス９の発生量が少なくなって熱容量が下がることでも更なる排気温度の上昇が図られ、しかも、吸気流量の絞り込みによるトルク低下が補償されることでエンストやエンジン振動等といったドライバビリティーの悪化も回避されることになる。
【００４７】
従って、上記形態例によれば、ＨＣガスが前段の酸化触媒１４上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い軽負荷運転領域で運転が行われていても、リターダ２２の作動によりエンジン負荷を意図的に増やし且つそのトルク低下を燃料噴射量の増加により補償してドライバビリティーや排気ガス９の悪化を招くことなく排気温度を必要温度まで高めることができるので、ディーゼルエンジン１の運転状態にかかわらず前段の酸化触媒１４上で添加燃料のＨＣガスを確実に酸化反応させ、その反応熱を利用して後段のパティキュレートフィルタ１３を良好に強制再生することができ、これによりパティキュレートフィルタ１３が過捕集状態に陥る虞れを確実に回避し得て、排圧上昇によるエンジン性能への悪影響やパティキュレートフィルタ１３の溶損発生等を未然に防止することができる。
【００４８】
更に、本形態例においては、パティキュレートフィルタ１３の強制再生実施時に軽負荷運転領域でリターダ２２をアクセルオンのまま作動させるにあたり、酸化触媒１４の入口温度を温度センサ１５により検出し且つその検出温度が触媒活性に必要な目標温度に上昇するようにリターダ２２の負荷をフィードバック制御しているので、酸化触媒１４の入口温度が触媒活性に必要な目標温度となるように適切なエンジン負荷を付与して排気ガス９の昇温化を図ることができ、無駄な燃料噴射量の増加を回避することで燃費の悪化を必要最低限に抑制することができる。
【００４９】
また、クラッチオフによりディーゼルエンジン１側とリターダ２２側とが縁切り状態となってエンジン負荷を増やせなくなった場合に、吸気流量を吸気絞り弁２３により絞り込み且つ該吸気流量の絞り込みによるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させ、エンストやエンジン振動等といったドライバビリティーの悪化を回避しつつ排気温度の上昇を図ることができるので、前段の酸化触媒１４と後段のパティキュレートフィルタ１３の冷却を極力防止して両者の保温を図ることができる。
【００５０】
尚、本発明のパティキュレートフィルタの再生方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、先の形態例では、パティキュレートフィルタより上流側で排気ガス中に燃料を添加する手段として、燃料噴射装置の噴射パターンを切り替えることによりメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射を行う場合を例示しているが、気筒内へのメイン噴射の時期を通常より遅らせることで排気ガス中に燃料を添加するようにしても良く、更には、このように気筒内への燃料噴射を制御して排気ガス中に未燃燃料分を多く残すことにより燃料添加を行う手段だけでなく、排気管の適宜位置（排気マニホールドでも可）にインジェクタを貫通装着し、このインジェクタにより排気ガス中に燃料を直噴して添加するようにしても良いこと、その他、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。
【００５１】
【発明の効果】
上記した本発明のパティキュレートフィルタの再生方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００５２】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、ＨＣガスが前段の酸化触媒上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い軽負荷運転領域で運転が行われていても、リターダの作動によりエンジン負荷を意図的に増やし且つそのトルク低下を燃料噴射量の増加により補償してドライバビリティーや排気ガスの悪化を招くことなく排気温度を必要温度まで高めることができるので、エンジンの運転状態にかかわらず前段の酸化触媒上で添加燃料のＨＣガスを確実に酸化反応させ、その反応熱を利用して後段のパティキュレートフィルタを良好に強制再生することができ、これによりパティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞れを確実に回避し得て、排圧上昇によるエンジン性能への悪影響やパティキュレートフィルタの溶損発生等を未然に防止することができる。
【００５３】
（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、クラッチオフによりエンジン側とリターダ側とが縁切り状態となってエンジン負荷を増やせなくなった場合に、吸気流量を絞り込み且つ該吸気流量の絞り込みによるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させ、エンストやエンジン振動等といったドライバビリティーの悪化を回避しつつ排気温度の上昇を図ることができるので、前段の酸化触媒と後段のパティキュレートフィルタの冷却を極力防止して両者の保温を図ることができる。
【００５４】
（ＩＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、酸化触媒の入口温度が触媒活性に必要な目標温度となるように適切なエンジン負荷を付与して排気ガスの昇温化を図ることができ、無駄な燃料噴射量の増加を回避することで燃費の悪化を必要最低限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【図３】図１の酸化触媒の詳細を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図４】図１の制御装置における具体的な制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ディーゼルエンジン（エンジン）
４ 吸気
９ 排気ガス
１１ 排気管
１３ パティキュレートフィルタ
１４ 酸化触媒
１５ 温度センサ
１５ａ 検出信号
１６ 制御装置
１７ 燃料噴射装置
１７ａ 燃料噴射信号
２０ クラッチ
２１ 変速機
２２ リターダ（負荷加算手段）
２２ａ 作動指令信号
２３ 吸気絞り弁
２３ａ 開度指令信号
２４ スイッチ
２４ａ 検出信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、パティキュレートフィルタの再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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より行われている。
【０００３】
この種の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。
【０００４】
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堆積するので、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為、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る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実用化が進められている。
【０００５】
即ち、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のである。
【０００６】
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れがあり、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタより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ている。
【０００７】
つまり、パティキュレートフィルタより上流側でポスト噴射等により燃料を添加すれば、その添加された燃料により発生したＨＣガスがパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により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。
【０００８】
尚、この種のパティキュレートフィルタの強制再生を図る方法に関しては、下記の先行出願１や先行出願２にもとりあげられている。
【０００９】
【先行出願１】
特願２００１−３５５０６１号明細書
【先行出願２】
特願２００２−２０３７４号明細書
【００１０】
また、特に捕集済みパティキュレートの酸化反応を支援する目的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備えた排気浄化装置では、パティキュレートフィルタの前段の酸化触媒にてＨＣガスが酸化反応して反応熱を生じ、その反応熱で昇温した排気ガスがパティキュレートフィルタへと導入されることになるので、より低い排気温度からパティキュレートフィルタの強制再生を実現することが可能となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、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備えて燃料添加を行うとしても、ＨＣガスが酸化触媒上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い軽負荷運転領域での運転が連続的に継続するような運行形態の車両（例えば都内の路線バス等のように渋滞路ばかりを走行する車両）の場合には、このような燃料添加による触媒床温度の上昇が期待できず、パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥って排圧上昇によりエンジン性能に悪影響を及ぼしたり、大量に堆積したパティキュレートが急激に燃焼してパティキュレートフィルタが溶損したりする虞れがあった。
【００１２】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、触媒再生型のパティキュレートフィルタが過捕集状態に陥ることを確実に回避し得るパティキュレートフィルタの再生方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フロースルー型の酸化触媒を前段に備えて排気管途中に設けられた触媒再生型のパティキュレートフィルタの上流側で排気ガス中への燃料添加を行い、その添加燃料が前段の酸化触媒上で酸化反応した時の反応熱により後段のパティキュレートフィルタ内の捕集済みパティキュレートを燃焼させて該パティキュレートフィルタの強制再生を図る方法において、パティキュレートフィルタの強制再生実施時に軽負荷運転領域でリターダをアクセルオンのまま作動させてエンジン負荷を意図的に増やし、この負荷増加によるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させ、しかも、このようにリターダをアクセルオンのまま作動させるにあたり、クラッチオフの条件下では、吸気流量を適宜に絞り込み且つ該吸気流量の絞り込みによるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させることを特徴とするものである。
【００１４】
而して、パティキュレートの堆積量が増加してパティキュレートフィルタの強制再生が必要となった際に、高濃度のＨＣガスが前段の酸化触媒上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い軽負荷運転領域で運転が行われていても、リターダの作動によりエンジン負荷が意図的に増やされ、この負荷増加によるトルク低下が燃料噴射量の増加により補償されることになるので、このエンジン負荷と対応した燃料噴射量の増加により排気ガスを悪化させずに排気温度を高めることが可能となり、しかも、負荷増加によるトルク低下が補償されるので、ドライバビリティー（運転者の意志にかなった応答性や円滑性が得られるかどうかのフィーリング）の悪化も回避することが可能となる。
【００１５】
そして、このように排気温度が高められた上で排気ガス中への燃料添加が実行される結果、この燃焼添加により生成された高濃度のＨＣガスが前段の酸化触媒で支障なく酸化反応して反応熱を生じ、この反応熱により酸化触媒を通過する排気ガスが大幅に昇温され、その昇温した排気ガスがパティキュレートフィルタに導入されて該パティキュレートフィルタの触媒床温度が高められ、これによりパティキュレートが良好に燃焼除去されてパティキュレートフィルタの強制再生が図られることになる。
また、クラッチオフによりエンジン側とリターダ側とが縁切り状態となってエンジン負荷を増やせなくなった場合に、吸気流量が絞り込まれてエンジンの作動空気量が減ることによりポンピングロスが増大し、これにより低下するトルクを補償し得るように燃料噴射量が増加されて排気温度が上昇される一方、エンジンでの燃焼による排気ガスの発生量が少なくなって熱容量が下がることでも更なる排気温度の上昇が図られ、しかも、吸気流量の絞り込みによるトルク低下が補償されることでエンストやエンジン振動等といったドライバビリティーの悪化も回避されることになる。
【００１６】
更に、パティキュレートフィルタの強制再生実施時に軽負荷運転領域でリターダをアクセルオンのまま作動させるにあたっては、酸化触媒の入口温度を検出し且つその検出温度が触媒活性に必要な目標温度に上昇するようにリターダの負荷をフィードバック制御することが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、酸化触媒の入口温度が触媒活性に必要な目標温度となるように適切なエンジン負荷を付与して排気ガスの昇温化を図ることが可能となるので、無駄な燃料噴射量の増加を回避することで燃費の悪化を必要最低限に抑制することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における１はターボチャージャ２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３から導かれた吸気４が吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４がインタークーラ６へと送られて冷却され、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へと吸気４が導かれてディーゼルエンジン１の各気筒８（図１では直列６気筒の場合を例示している）に分配されるようになっている。
【００２２】
更に、このディーゼルエンジン１の各気筒８から排出された排気ガス９は、排気マニホールド１０を介しターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排気ガス９が排気管１１（排気流路）を介し車外へ排出されるようにしてある。
【００２３】
そして、この排気管１１の途中には、フィルタケース１２が介装されており、該フィルタケース１２内における後段側には、酸化触媒を一体的に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ１３が収容されており、図２に拡大して示す如く、このパティキュレートフィルタ１３は、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１３ａ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１３ａ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１３ａを区画する多孔質薄壁１３ｂを透過した排気ガス９のみが下流側へ排出されるようにしてある。
【００２４】
また、フィルタケース１２内におけるパティキュレートフィルタ１３の直前位置には、図３に拡大して示す如きハニカム構造を有するフロースルー型の酸化触媒１４が収容されており、この酸化触媒１４の入側には、排気ガス９の温度を計測するための温度センサ１５が装備され、この温度センサ１５の検出信号１５ａがエンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置１６に対し入力されるようになっており、他方、この制御装置１６においては、ディーゼルエンジン１の各気筒８に燃料を噴射する燃料噴射装置１７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１７ａが出力されるようになっている。
【００２５】
ここで、前記燃料噴射装置１７は、各気筒８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前記燃料噴射信号１７ａにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング（噴射開始時期と噴射終了時期）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。
【００２６】
更に、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１の負荷として検出するアクセルセンサ１８（負荷センサ）が備えられていると共に、ディーゼルエンジン１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も前記制御装置１６に入力されるようになっている。
【００２７】
そして、前記制御装置１６では、アクセル開度信号１８ａ及び回転数信号１９ａに基づき通常モードの燃料噴射信号１７ａが決定されるようになっている一方、パティキュレートフィルタ１３の強制再生を行う必要が生じた際に、通常モードから強制再生モードに切り替わり、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行うような燃料噴射信号１７ａが決定されるようになっている。
【００２８】
つまり、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が行われると、このポスト噴射により排気ガス９中に未燃の燃料が添加されることになり、この未燃の燃料により高濃度のＨＣガスが生成されて前段の酸化触媒１４で酸化反応し、その反応熱により酸化触媒１４を通過する排気ガス９の温度が大幅に昇温され、この大幅に昇温された排気ガス９がパティキュレートフィルタ１３に導入されて該パティキュレートフィルタ１３が高温化されることになる。
【００２９】
また、この制御装置１６においては、回転センサ１９からの回転数信号１９ａに基づきディーゼルエンジン１の回転数を抽出すると共に、アクセルセンサ１８からのアクセル開度信号１８ａに基づく燃料噴射信号１７ａの決定時に判明している燃料の噴射量を抽出し、これら回転数と噴射量とによるパティキュレートの発生量マップからディーゼルエンジン１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の堆積量を推定するようになっており、この堆積量が所定の目標値に達したものと推定された時に通常モードから強制再生モードへの切り替えが成されるようになっている。
【００３０】
尚、このようなパティキュレートの堆積量を推定する方法には各種の考え方があり、ここに例示した推定方法以外の手法を用いてパティキュレートの堆積量を推定することも勿論可能であり、更には、パティキュレートの堆積量を推定してモード切り替えの目安とする以外に、パティキュレートフィルタ１３の圧力損失を検出することで通常モードから強制再生モードへの切り替えを行うようにしても良い。
【００３１】
そして、本形態例においては、ディーゼルエンジン１の後部にクラッチ２０を介して変速機２１が接続されていると共に、この変速機２１に補助ブレーキとして渦電流式のリターダ２２（負荷加算手段）が装備されているが、このリターダ２２に対して、所要の制動力を発生せしめるための作動指令信号２２ａが前記制御装置１６から出力されるようになっており、また、吸気管５の途中に設けられた吸気絞り弁２３に対しては、その開度を適宜に調整するための開度指令信号２３ａが前記制御装置１６から出力されるようになっている。
【００３２】
ここで、前記リターダ２２は、補助ブレーキとしての機能を果たすべく変速機２１に装備された従来周知の構造のもので良く、また、前記吸気絞り弁２３は、アイドリングストップ装置と併用されるインテークシャッタや、補助ブレーキと併用されるノイズサプレッサ等を機能的に兼用するもので良いのであり、本形態例では、このような既存のリターダ２２や吸気絞り弁２３に対し、本来の作動から独立した別の作動を指令することにより、後述する如き排気温度を上げるための手段として活用するようにしているのである。
【００３３】
尚、図１中における２４は図示しない運転席のクラッチペダルに付設されたスイッチを示し、該スイッチ２４によりクラッチ２０の断接が検出されて検出信号２４ａとして制御装置１６へ入力されるようになっている。
【００３４】
ここで、制御装置１６における具体的な制御手順を図４によりフローチャートで示すと、ステップＳ１で制御装置１６で推定されるパティキュレートの堆積量に基づきパティキュレートフィルタ１３の強制再生の要否が判定され、強制再生の必要があると判定された場合に限りステップＳ２へと進むようになっており、強制再生の必要があると判定されないうちは同様の判定が繰り返されるようになっている。
【００３５】
次いで、ステップＳ２においては、温度センサ１５により計測される酸化触媒１４の入側の排気温度が、酸化触媒１４の活性温度の下限を成す３００℃より低いかどうかが判定され、３００℃より低いと判定された場合に限りステップＳ３へと進むようになっており、３００℃より低いと判定されないうちはステップＳ４を経由して同様の判定が繰り返されるようになっている。
【００３６】
尚、このステップＳ４は、後述する強制再生実施時における軽負荷運転領域でのリターダ２２及び吸気絞り弁２３の制御を解除するためのもので、これらの制御が未だ開始されていない段階では、そのまま制御が開始されていない状態に保持されるだけである。
【００３７】
そして、ステップＳ３においては、アクセルセンサ１８により検出されるエンジン負荷が１／２負荷より低い軽負荷運転領域にあるか否かが判定され、１／２負荷より低い軽負荷運転領域にあると判定された場合に限りステップＳ５へと進むようになっており、１／２負荷より高いエンジン負荷であった場合に先のステップＳ４を経由してステップＳ２に戻され、このステップＳ２からの判定がやり直されるようになっている。
【００３８】
更に、ステップＳ５においては、スイッチ２４からの検出信号２４ａに基づきクラッチ２０が「断」の状態にあるか否かが判定されるようになっており、クラッチ２０が「断」の状態にない「接」の状態にある時に限りステップＳ６へと進み、リターダ２２をアクセルオンのまま作動させると共に、該リターダ２２の作動によるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させる制御が実行されるようになっている。
【００３９】
ここで、リターダ２２をアクセルオンのまま作動させるにあたっては、温度センサ１５の検出温度が酸化触媒１４での触媒活性に必要な目標温度に上昇するようにリターダ２２の負荷がフィードバック制御されるようにしてある。
【００４０】
他方、先のステップＳ５でクラッチ２０が「断」の状態にあると判定された場合には、ステップＳ７へと進んで吸気流量を吸気絞り弁２３により適宜に絞り込み且つ該吸気流量の絞り込みによるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させる制御が実行されるようになっている。
【００４１】
そして、ステップＳ６及びステップＳ７の何れの制御が選択された後もステップＳ８へ進んでパティキュレートフィルタ１３の強制再生が完了されたか否かが判定されるようになっており、強制再生の完了が判定された場合にステップＳ９へ進んで制御装置１６が通常モードに復帰された後、ステップＳ１へと戻されてここからの判定がやり直されるようになっているが、先のステップＳ８でパティキュレートフィルタ１３の強制再生が完了されていないと判定された場合には、ステップＳ２へと戻されて、ここからの判定がやり直されるようになっている。
【００４２】
尚、先のステップＳ８におけるパティキュレートフィルタ１３の強制再生の完了判定は、例えば温度センサ１５の計測値が所定値以上の条件下で燃料添加が延べ何分継続されたかを監視し、その延べ時間がパティキュレートフィルタ１３内のパティキュレートの推定堆積量を燃やし尽くすに足る所定時間以上となった時に完了判定が下るようにすれば良い。
【００４３】
而して、このような制御装置１６により本形態例の運転制御を行えば、パティキュレートの堆積量が所定の目標値に達したものと制御装置１６で推定された際に、該制御装置１６による燃焼噴射制御が通常モードから強制再生モードへ切り替えられる結果、メイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射が実行され、このポスト噴射により未燃のまま排気ガス９中に添加された燃料が前段の酸化触媒１４にてＨＣガスが酸化反応して反応熱を生じ、その反応熱で昇温した排気ガス９がパティキュレートフィルタ１３へと導入されることになるので、より低い排気温度からパティキュレートフィルタ１３内のパティキュレートが強制的に燃焼除去されることになる。
【００４４】
しかも、このような強制再生モードにあっては、ＨＣガスが前段の酸化触媒１４上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い軽負荷運転領域で運転が行われていても、リターダ２２がアクセルオンのまま作動されてエンジン負荷が意図的に増やされ、該リターダ２２の作動によるトルク低下が燃料噴射量の増加により補償されることになるので、このエンジン負荷と対応した燃料噴射量の増加により排気ガス９を悪化させずに排気温度を高めることが可能となり、しかも、リターダ２２の作動によるトルク低下が補償されるので、ドライバビリティー（運転者の意志にかなった応答性や円滑性が得られるかどうかのフィーリング）の悪化も回避することが可能となる。
【００４５】
そして、このように排気温度が高められた上で排気ガス９中への燃料添加が実行される結果、この燃焼添加により生成された高濃度のＨＣガスが前段の酸化触媒１４で支障なく酸化反応して反応熱を生じ、この反応熱により酸化触媒１４を通過する排気ガス９が大幅に昇温され、その昇温した排気ガス９がパティキュレートフィルタ１３に導入されて該パティキュレートフィルタ１３の触媒床温度が高められ、これによりパティキュレートが良好に燃焼除去されてパティキュレートフィルタ１３の強制再生が図られることになる。
【００４６】
また、クラッチオフの条件下では、吸気流量が吸気絞り弁２３により適宜に絞り込まれ且つその吸気流量の絞り込みによるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量が増加されるので、クラッチオフによりディーゼルエンジン１側とリターダ２２側とが縁切り状態となってエンジン負荷を増やせなくなった場合に、吸気流量が吸気絞り弁２３により絞り込まれてディーゼルエンジン１の作動空気量が減ることによりポンピングロスが増大し、これにより低下するトルクを補償し得るように燃料噴射量が増加されて排気温度が上昇される一方、ディーゼルエンジン１での燃焼による排気ガス９の発生量が少なくなって熱容量が下がることでも更なる排気温度の上昇が図られ、しかも、吸気流量の絞り込みによるトルク低下が補償されることでエンストやエンジン振動等といったドライバビリティーの悪化も回避されることになる。
【００４７】
従って、上記形態例によれば、ＨＣガスが前段の酸化触媒１４上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い軽負荷運転領域で運転が行われていても、リターダ２２の作動によりエンジン負荷を意図的に増やし且つそのトルク低下を燃料噴射量の増加により補償してドライバビリティーや排気ガス９の悪化を招くことなく排気温度を必要温度まで高めることができるので、ディーゼルエンジン１の運転状態にかかわらず前段の酸化触媒１４上で添加燃料のＨＣガスを確実に酸化反応させ、その反応熱を利用して後段のパティキュレートフィルタ１３を良好に強制再生することができ、これによりパティキュレートフィルタ１３が過捕集状態に陥る虞れを確実に回避し得て、排圧上昇によるエンジン性能への悪影響やパティキュレートフィルタ１３の溶損発生等を未然に防止することができる。
【００４８】
更に、本形態例においては、パティキュレートフィルタ１３の強制再生実施時に軽負荷運転領域でリターダ２２をアクセルオンのまま作動させるにあたり、酸化触媒１４の入口温度を温度センサ１５により検出し且つその検出温度が触媒活性に必要な目標温度に上昇するようにリターダ２２の負荷をフィードバック制御しているので、酸化触媒１４の入口温度が触媒活性に必要な目標温度となるように適切なエンジン負荷を付与して排気ガス９の昇温化を図ることができ、無駄な燃料噴射量の増加を回避することで燃費の悪化を必要最低限に抑制することができる。
【００４９】
また、クラッチオフによりディーゼルエンジン１側とリターダ２２側とが縁切り状態となってエンジン負荷を増やせなくなった場合に、吸気流量を吸気絞り弁２３により絞り込み且つ該吸気流量の絞り込みによるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させ、エンストやエンジン振動等といったドライバビリティーの悪化を回避しつつ排気温度の上昇を図ることができるので、前段の酸化触媒１４と後段のパティキュレートフィルタ１３の冷却を極力防止して両者の保温を図ることができる。
【００５０】
尚、本発明のパティキュレートフィルタの再生方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、先の形態例では、パティキュレートフィルタより上流側で排気ガス中に燃料を添加する手段として、燃料噴射装置の噴射パターンを切り替えることによりメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射を行う場合を例示しているが、気筒内へのメイン噴射の時期を通常より遅らせることで排気ガス中に燃料を添加するようにしても良く、更には、このように気筒内への燃料噴射を制御して排気ガス中に未燃燃料分を多く残すことにより燃料添加を行う手段だけでなく、排気管の適宜位置（排気マニホールドでも可）にインジェクタを貫通装着し、このインジェクタにより排気ガス中に燃料を直噴して添加するようにしても良いこと、その他、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。
【００５１】
【発明の効果】
上記した本発明のパティキュレートフィルタの再生方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００５２】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、ＨＣガスが前段の酸化触媒上で酸化反応することができないほど排気温度が極めて低い軽負荷運転領域で運転が行われていても、リターダの作動によりエンジン負荷を意図的に増やし且つそのトルク低下を燃料噴射量の増加により補償してドライバビリティーや排気ガスの悪化を招くことなく排気温度を必要温度まで高めることができるので、エンジンの運転状態にかかわらず前段の酸化触媒上で添加燃料のＨＣガスを確実に酸化反応させ、その反応熱を利用して後段のパティキュレートフィルタを良好に強制再生することができ、これによりパティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞れを確実に回避し得て、排圧上昇によるエンジン性能への悪影響やパティキュレートフィルタの溶損発生等を未然に防止することができる。
【００５３】
（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、クラッチオフによりエンジン側とリターダ側とが縁切り状態となってエンジン負荷を増やせなくなった場合に、吸気流量を絞り込み且つ該吸気流量の絞り込みによるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させ、エンストやエンジン振動等といったドライバビリティーの悪化を回避しつつ排気温度の上昇を図ることができるので、前段の酸化触媒と後段のパティキュレートフィルタの冷却を極力防止して両者の保温を図ることができる。
【００５４】
（ＩＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、酸化触媒の入口温度が触媒活性に必要な目標温度となるように適切なエンジン負荷を付与して排気ガスの昇温化を図ることができ、無駄な燃料噴射量の増加を回避することで燃費の悪化を必要最低限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【図３】図１の酸化触媒の詳細を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図４】図１の制御装置における具体的な制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ディーゼルエンジン（エンジン）
４ 吸気
９ 排気ガス
１１ 排気管
１３ パティキュレートフィルタ
１４ 酸化触媒
１５ 温度センサ
１５ａ 検出信号
１６ 制御装置
１７ 燃料噴射装置
１７ａ 燃料噴射信号
２０ クラッチ
２１ 変速機
２２ リターダ（負荷加算手段）
２２ａ 作動指令信号
２３ 吸気絞り弁
２３ａ 開度指令信号
２４ スイッチ
２４ａ 検出信号
Claims (2)
- フロースルー型の酸化触媒を前段に備えて排気管途中に設けられた触媒再生型のパティキュレートフィルタの上流側で排気ガス中への燃料添加を行い、その添加燃料が前段の酸化触媒上で酸化反応した時の反応熱により後段のパティキュレートフィルタ内の捕集済みパティキュレートを燃焼させて該パティキュレートフィルタの強制再生を図る方法において、パティキュレートフィルタの強制再生実施時に軽負荷運転領域でリターダをアクセルオンのまま作動させてエンジン負荷を意図的に増やし、この負荷増加によるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させ、しかも、このようにリターダをアクセルオンのまま作動させるにあたり、クラッチオフの条件下では、吸気流量を適宜に絞り込み且つ該吸気流量の絞り込みによるトルク低下を補償し得るよう燃料噴射量を増加させることを特徴とするパティキュレートフィルタの再生方法。
- パティキュレートフィルタの強制再生実施時に軽負荷運転領域でリターダをアクセルオンのまま作動させるにあたり、酸化触媒の入口温度を検出し且つその検出温度が触媒活性に必要な目標温度に上昇するようにリターダの負荷をフィードバック制御することを特徴とする請求項１に記載のパティキュレートフィルタの再生方法。
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