JP4438485B2 - 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガスに対して、連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）による粒子状物質（ＰＭ）の浄化を行う排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムに関するものである。

ディーゼル内燃機関から排出される粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下ＰＭとする）の排出量は、ＮＯｘ，ＣＯそしてＨＣ等と共に年々規制が強化されてきており、このＰＭを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）と呼ばれるフィルタで捕集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する技術が開発され、その中に、連続再生型ＤＰＦ装置がある。

しかしながら、これらの連続再生型ＤＰＦにおいても、排気ガス温度が約３５０℃以上の時には、このＤＰＦに捕集されたＰＭは連続的に燃焼して浄化され、ＤＰＦは自己再生するが、排気温度が低い場合やＮＯの排出が少ない内燃機関の運転状態、例えば、内燃機関のアイドル運転や低負荷・低速度運転等の低排気温度状態が継続した場合においては、排気ガス温度が低く触媒の温度が低下して活性化しないため、酸化反応が促進されず、また、ＮＯが不足するので、上記の反応が生ぜず、ＰＭを酸化してフィルタを再生できないため、ＰＭのフィルタへの堆積が継続されて、フィルタが目詰まりが進行する。そのため、このフィルタの目詰まりによる排圧上昇の問題が生じる。

このフィルタの目詰まりに対して、この目詰まりが所定の目詰まり量を超えた時に排気温度を強制的に昇温させて捕集されているＰＭを強制的に燃焼除去することが考えられている。このフィルタの目詰まりの検出手段としては、フィルタの前後差圧で検出する方法やエンジンの運転状態から捕集されるＰＭ量を予め設定したマップデータ等から算出してＰＭ累積量を求めて検出する方法等があり、また、排気温度の昇温手段としては、筒内（シリンダ内）噴射における噴射制御による方法や、排気管内への直接燃料噴射における燃料制御による方法や、ＤＰＦ下流に設けた排気絞り弁を再生中に閉じて、ＤＰＦを保温することにより自己再生を促進させる方法等がある。

この筒内噴射制御は、排気温度がＤＰＦの上流に設けた酸化触媒又はＤＰＦのフィルタに担持された酸化触媒の活性温度よりも低い場合に、マルチ噴射（多段噴射）を行って排気ガスを昇温し、その活性温度よりも上昇したらポスト噴射（後噴射）を行って、排気ガス中の燃料を酸化触媒で燃焼して排気ガスをＤＰＦに捕集されたＰＭが燃焼する温度以上に昇温して、捕集されたＰＭを燃焼除去してＤＰＦを再生させる。

通常、これらの連続再生型ＤＰＦ装置では、このＰＭの蓄積量が予め設定したＰＭの蓄積限界値に到達した時に、自動的に、内燃機関の運転状態を強制再生モード運転に変更して排気温度を強制的に上昇させたり、ＮＯｘの量を増加させたりして、フィルタに捕集されたＰＭを酸化して除去して再生処理を行っている( 例えば、特許文献１参照。）。

また、フィルタの再生回数をカウントし、カウント数が所定の判定値を超えた時に、警報を発生して、フィルタの交換時期を運転者に知らせることも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

そして、自動的に強制再生するだけでなく、フィルタが目詰まった時に、ドライバー（運転者）にＤＰＦランプで知らせて、ドライバーが車両を停止して手動再生スイッチを押すことにより、停車アイドル状態で、強制再生（排気昇温制御）を行なう方法が提案されている。この手動による停車アイドル状態における強制再生では、排気昇温制御と同時に排気絞り弁（エキゾーストスロットル）を閉じてＤＰＦから熱を逃げ難くして自己再生を促進させる方法も考えられている。

そして、この制御においては、フィルタの目詰まり状態が、所定の目詰まり状態よりも進展した場合に、ＤＰＦランプにより運転者に通知するが、ＤＰＦランプの点滅等で通知されても、走行状態や積み荷等の問題もあるため、停車して手動再生スイッチが押されるか否かは、ドライバーに依存する面が多い。特に、商用車の場合には必ずしも直ぐに手動再生スイッチが押されないのではないかという危惧がある。そのため、フィルタ目詰まり状態の判定に際しては、ＤＰＦのＰＭ溜め込み量の限界値に対してまだ余裕のある第１判定値と、溜め込み限界となる第２判定値を設けて、２段階でドライバーに再生処置を促すことにしている。

一方、目詰まり状態が第１判定値を超えて、ＤＰＦランプが点滅した状態になった時でも、高速道路を長距離走行する等の高速・高負荷運転に移行した場合は、排気温度が上昇するためＤＰＦの自己再生が促進されるので、目詰まり状態が改善される可能性が十分に考えられる。

このような場合には、目詰まり状態が改善されてフィルタにおいてはＰＭの溜め込み量に余裕が生じるので、一旦、ドライバーに対する手動再生の要求を取り下げる制御を行うことが好ましい。つまり、ＤＰＦランプの点滅をした目詰まり状態から、改善された場合には、ＤＰＦランプを消灯することが好ましい。

このフィルタの目詰まりの状態をＤＰＦ前後差圧で検出する場合には、差圧センサによりＤＰＦ前後差圧を検出して、この検出されたＤＰＦ前後差圧がその判定値（差圧閾値）を超えたか否かを判定している。

しかしながら、この従来技術における判定方法を使用して、上記の目詰まり状態改善の場合を考慮した制御のプログラミングをしようとすると、ＤＰＦ前後差圧の上昇時と下降時で、同様な判定方法を用いては正確な判定ができなくなる恐れがあり、判定のアルゴリズムを変えたり、追加したりする必要が生じる。

一方、連続再生型ＤＰＦ装置の再生制御の場合に、フィルタの目詰まり状態に応じて、マルチ噴射、ポスト噴射、吸気絞り、排気絞り、ＥＧＲ制御等の排気昇温の手段や制御時間やタイミング等を変化させた多様な再生方法を選択したり、制御のルートを変えたりするようになってきており、制御プログラムが複雑になってきているという現状がある。

そのため、ＤＰＦ前後差圧に関する判定の部分も多くなっており、判定のアルゴリズムを大きく変更すると、関連する部分の変更作業が多くなり、修正作業の増加やこの修正作業に伴うプログラミングミスも発生し易くなるという問題が生じる。
特開２００３−８３０３１号公報 特開２００２−１７４１１２号公報

本発明の目的は、ＤＰＦ装置の再生に関して、ＤＰＦ前後差圧による判定を用いる排気ガス浄化システムにおいて、判定用の差圧閾値に対して、上側判定値と下側判定値を設け、上側判定値を上回った場合にカウントアップし、下側判定値を下回った場合にカウントダウンする判定用カウンタを用いて、ＤＰＦ前後差圧の上昇時と下降時で同様な判定ができ、制御のプログラミングが容易となる排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムを提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の排気ガス浄化システムの制御方法は、車両に搭載された内燃機関の排気ガス通路に備えたＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）装置の前後の差圧を検出し、検出された差圧検出値を用いて、フィルタの目詰まり状態を判定して、該フィルタを再生させる排気ガス浄化システムの制御方法において、前記差圧検出値が、判定用差圧値以上の上側判定値を上回った場合にカウントアップし、前記上側判定値より小さい下側判定値を下回った場合にカウントダウンし、カウントアップの値が所定の上限判定用カウント値になった場合、即ち、Ｆｕｌｌ状態になった場合に上限差圧領域に入ったと判定し、カウントダウンの値が所定の下限判定用カウント値になった場合、即ち、Ｅｍｐｔｙ状態になった場合に下側差圧領域に入ったと判定することを特徴とする。なお、この所定の下限判定用カウンタ値は、通常ゼロに設定される。

また、上記の排気ガス浄化システムの制御方法において、前記差圧検出値が、前記上側判定値と前記下側判定値の間にある時は、現状のカウント値を維持することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するための排気ガス浄化システムは、車両に搭載された内燃機関の排気ガス通路にＤＰＦ装置を備えると共に、該ＤＰＦ装置のフィルタの前後の差圧を検出し、この差圧検出値を用いて、フィルタの目詰まり状態を判定して、該フィルタを再生させる制御を行うＤＰＦ制御手段を備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記差圧検出値が、判定用差圧値以上の上側判定値を上回った場合にカウントアップし、前記上側判定値より小さい下側判定値を下回った場合にカウントダウンする判定用カウンタを備えると共に、前記ＤＰＦ制御手段が、カウントアップの値が所定の上限判定用カウント値になった場合、即ち、Ｆｕｌｌ状態になった場合に上限差圧領域に入ったと判定し、カウントダウンの値が所定の下限判定用カウント値になった場合、即ち、Ｅｍｐｔｙ状態になった場合に下側差圧領域に入ったと判定するように構成される。

また、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記判定用カウンタは、前記差圧検出値が、前記上側判定値と前記下側判定値の間にある時は、現状のカウント値を維持するように、前記ＤＰＦ制御手段を構成する。

そして、前記ＤＰＦ装置としては、触媒を担持せずにフィルタで形成されたＤＰＦ装置、フィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型ＤＰＦ装置、フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ＤＰＦ装置、フィルタに触媒を担持させると共に該フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ＤＰＦ装置のいずれか一つ又はその組合せを使用することができる。

本発明の排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムによれば、検出されたＤＰＦ前後差圧を所定の判定値と比べて、制御を行う場合に、この所定の判定値に対して、上側判定値と下側判定値を設け、上側判定値を超えた場合にカウントアップし、この上側判定値より下の下側判定値を下回った場合にカウントダウンする判定用カウンタを用いて、この判定用カウンタが所定の上限判定用カウント値を上回った場合に、ＤＰＦ前後差圧が所定の判定値を上回ったとし、このカウンタが所定の下限判定用カウント値を下回った場合に、ＤＰＦ前後差圧が所定の判定値を下回ったとするので、ＤＰＦ前後差圧の上昇時及び下降時とも同様な方法で判定ができる。

従って、この判定用カウンタを用いることにより、差圧上昇時と下降時とで同様な判定を行うことができ、ＤＰＦランプの点滅による手動操作によるＤＰＦ強制再生の要求を行っても、その後の車両走行状態によりＤＰＦ前後差圧が減少した場合には、そのことを増加の場合と同様に判断できるようになるので、簡単に、手動操作によるＤＰＦ強制再生の要求を取り下げるプログラミングができるようになる。

従って、この判定用カウンタを用いることにより、従来技術の一度、ＤＰＦ強制再生をすべきであるとの判定が出たらすぐに再生モードに入ることを促し続ける制御より、一度、ＤＰＦ強制再生をすべきであるとの判定が出ても、その後の走行状態により再生モードに入るのを止める判断を制御に中に簡単に含めることができ、ＤＰＦの自己再生により必要が無くなった強制再生制御の実行を避けることができる。

以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの制御方法及び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で構成される連続再生型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。

図１に、この実施の形態の内燃機関の排気ガス浄化システム１の構成を示す。この排気ガス浄化システム１は、ディーゼルエンジン１０の排気マニホールド１１に接続する排気通路１２に連続再生型ＤＰＦ装置１３を設けて構成されている。この連続再生型ＤＰＦ装置１３は、上流側に酸化触媒（ＤＯＣ）１３ａを下流側に触媒付きフィルタ（ＣＳＦ）１３ｂを有して構成される。

この酸化触媒１３ａは、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１３ｂ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。

そして、触媒付きフィルタ１３ｂ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ＰＭ（粒子状物質）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。

そして、触媒付きフィルタ１３ｂのＰＭの堆積量を推定するために、連続再生型ＤＰＦ装置１３の前後に接続された導通管に差圧センサ２１が設けられる。また、触媒付きフィルタ１３ｂの再生制御用に、酸化触媒１３ａと触媒付きフィルタ１３ｂの上流側、中間に、それぞれ、酸化触媒入口排気温度センサ２２、フィルタ入口排気温度センサ２３が設けられる。

これらのセンサの出力値は、エンジン１０の運転の全般的な制御を行うと共に、連続再生型ＤＰＦ装置１３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）３０に入力され、この制御装置３０から出力される制御信号により、エンジン１０の燃料噴射装置（噴射ノズル）１４や、吸気マニホールド１５への吸気量を調整する図示しない吸気絞り弁や、図示しないＥＧＲ通路にＥＧＲクーラと共に設けられたＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブ等が制御される。

この燃料噴射装置１４は燃料ポンプ（図示しない）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噴射システム（図示しない）に接続されており、制御装置３０には、エンジンの運転のために、アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）３１からのアクセル開度、回転数センサ３２からのエンジン回転数等の情報の他、車両速度、冷却水温度等の情報も入力される。

そして、本発明においては、図２に示すように、制御装置３０は、エンジンの運転を制御するエンジン制御手段２０Ｃと、排気ガス浄化システム１のためのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）制御手段３０Ｃ等を有して構成される。そして、このＤＰＦ制御手段３０Ｃは、通常運転制御手段３１Ｃ、ＰＭ捕集量検出手段３２Ｃ、走行距離検出手段３３Ｃ、強制再生手段３４Ｃ、警告手段３５Ｃ等を有して構成される。

通常運転制御手段３１Ｃは、特に、連続再生型ＤＰＦ装置１３の再生に関係なしに行われる通常の運転を行うための手段であり、アクセルポジションセンサ３１の信号及び回転数センサ３２の信号に基づいて制御装置３０で演算された通電時間信号により、所定量の燃料が燃料噴射装置１４から噴射される通常の噴射制御が行われる。

ＰＭ捕集量検出手段３２Ｃは、連続再生型ＤＰＦ装置１３の触媒付きフィルタ１３ｂに捕集されるＰＭの捕集量を検出する手段であり、この実施の形態では、連続再生型ＤＰＦ装置１３の前後の差圧、即ち、差圧センサ２１による測定値ΔＰm を用いて検出する。

走行距離検出手段３３Ｃは、ＤＰＦ再生の後に車両が走行した距離ΔＭc を検出する手段であり、強制再生が行われた場合には、再生の開始時から再生終了時までの適当な時期にリセットされる。

強制再生手段３４Ｃは、連続再生型ＤＰＦ装置１３の種類に応じて多少制御が異なるが、エンジン１０の筒内（シリンダ内）噴射においてマルチ噴射（多段噴射）を行って、排気温度を酸化触媒１３ａの活性温度まで上昇させ、その後ポスト噴射（後噴射）を行ってフィルタ入口排気温度センサ２３で検知されるフィルタ入口排気温度を上げて、ＰＭの酸化除去に適した温度や環境になるようにし、触媒付きフィルタ１３ｂに捕集されたＰＭを強制的に燃焼除去して触媒付きフィルタ１３ｂを強制再生する。なお、吸気絞りやＥＧＲ等の吸気系制御を併用することもある。

警告手段３５Ｃは、点滅灯（ＤＰＦランプ）４１、警告灯（警告ランプ）４２等で構成され、ドライバー（運転者）に、点滅灯４１の点滅により手動による強制再生手段３４Ｃの作動を促す警告を行ったり、警告灯４２の点灯によりドライバーに車両をサービスセンターに持っていくように促す手段である。なお、この警告を受けたドライバーは手動再生スイッチ４３を操作することにより、強制再生手段３４Ｃを作動することができる。

そして、これらの各種手段を有するＤＰＦ制御手段３０Ｃは、ＰＭ捕集量検出手段３２Ｃで検出されたＰＭの捕集量ΔＰm と、走行距離検出手段３３Ｃで検出されたＤＰＦ再生の後の走行距離ΔＭc に基づいて、通常運転制御手段３１Ｃによる通常の運転を継続したり、ドライバーに対して手動による強制再生手段３４Ｃの作動を促す警告を行ったり、自動的に強制再生手段３４Ｃを作動させたりする手段として構成される。

次に、この排気ガス浄化システム１の再生制御について説明する。この排気ガス浄化システム１の制御においては、通常運転制御手段３１Ｃによって通常の運転が行われ、ＰＭを捕集するが、この通常の運転において、適当な時間間隔で、再生制御を行う。この再生制御で、ＰＭ捕集量検出手段３１Ｃで検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm と走行距離検出手段３２Ｃで検出された走行距離ΔＭc が、所定の範囲内に入るか否か、手動再生の可否、走行自動再生の可否を判断して、必要に応じて、各種の処理を行った後戻って、更に、通常運転制御手段３１Ｃによる通常の運転を行う。そして、通常の運転と再生制御を繰り返しながら、車両の運転が行われる。

この再生制御フローについて、図５に示す再生制御用マップを参照しながら説明する。この走行距離ΔＭc が第１閾値ΔＭ1 より小さい領域Ｒm1にある時は、強制再生を行うと、オイル中の燃料の蒸発が不十分であるため、オイルダイリューションの問題を回避するために再生制御の実行を禁止する。

そして、走行距離ΔＭc が第１閾値ΔＭ1 と第２閾値ΔＭ2 との間の所定の範囲内Ｒm2にある場合には、まだ、走行が不十分でエンジンオイルに混入した燃料分の蒸発が十分に行われていないため自動強制再生は行わずに、車両を停止して手動再生スイッチ４３を押して強制再生を行う手動再生（マニュアル再生）を促すために、検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm が、第１閾値ΔＰ1 を超える（マニュアル点滅１）と点滅灯（ＤＰＦランプ）４１をゆっくり点滅させる。更に、検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm が、第１閾値ΔＰ1 より大きな第２閾値ΔＰ2 を超える（マニュアル点滅２）と点滅灯４１を早く点滅させ、ドライバーに対して、車両を停止しての手動による強制再生を強く促す。

また、走行距離ΔＭc が第２閾値ΔＭ2 と第３閾値ΔＭ3 との間の所定の範囲内Ｒm3にある場合には、エンジンオイルに混入した燃料分の蒸発が十分に行われ、走行中の自動強制再生（走行自動再生）が可能になっているので、検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm が、第１閾値ΔＰ1 を超える（走行自動再生１）と、自動的に強制再生制御を行う。この走行自動再生により、運転者に手動による強制再生、即ち、手動再生スイッチ４３のＯＮ／ＯＦＦ操作に関する負担をかけることのないようにする。

更に、検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm に関係なく、走行距離ΔＭc が第３閾値ΔＭ3 を超えた所定の範囲内Ｒm4にある場合（走行自動再生２）には、触媒付きフィルタ１３ｂにおけるＰＭの偏積に起因する熱暴走及びＤＰＦの溶損を防止するために、自動的に強制再生制御を行う。

なお、走行距離ΔＭc に関係せずに、検出されたＤＰＦ前後差圧ΔＰm が第３閾値ΔＰ3 を超える（Ｒp4：警告灯点灯）と、急激なＰＭの燃焼である熱暴走を回避するために、手動再生及び走行自動再生を禁止した状態にすると共に、ドライバーにサービスセンターに持っていくことを促すための警告灯４２を点灯する。

そして、上記のような制御を行うために、ＤＰＦ前後差圧ΔＰm が第１閾値ΔＰ1 ，第２閾値ΔＰ2 ，第３閾値ΔＰ3 を超えた状態か否かを判定する必要があるが、本発明においては、次のようにして行う。

本発明では、再生制御を要求するためのＤＰＦ前後差圧ΔＰm の閾値を超えたか否かの閾値判定を行う場合に、次のような判定用カウンタを用いた差圧領域の判定を行う。

この差圧領域の判定では、判定用差圧値（例えば、第１閾値）ΔＰi に対して、上側判定値ΔＰiuと下側判定値ΔＰidを設ける。この上側判定値ΔＰiuと下側判定値ΔＰidは、判定用差圧値ΔＰi を挟むように設けられるが、その実際の数値は、実験結果や計算シミュレーション結果等により、この差圧領域の判定を使用する制御の種類によって適宜定める。

最初に、ＤＰＦ前後差圧の差圧検出値ΔＰm がＰＭの溜め込みに伴って上昇していく場合を考える。この場合は、判定用カウンタＮｐは所定の下限判定用カウント値Ｎｐｍｉｎ（通常はゼロ）のＥｍｐｔｙ状態で、差圧領域が下側差圧領域Ｒidの状態からスタートし、差圧検出値ΔＰm が上側判定値ΔＰiuを上回るまでは、判定用カウンタＮｐはカウントされない。

そして、差圧検出値ΔＰm がＰＭの溜め込みに伴って上昇し、差圧検出値ΔＰm が上側判定値ΔＰiuを上回ると、判定用カウンタＮｐはカウントアップ（Ｎｐ＝Ｎｐ＋１）される。続いて、所定のインターバルで、このＤＰＦ前後差圧ΔＰm を繰返しチェックした時に、上側判定値ΔＰiuを超えていれば、その都度、カウントアップ（Ｎｐ＝Ｎｐ＋１）される。

この判定用カウンタＮｐが、所定の上限判定用カウント値Ｎｐｍａｘ以上になった場合には、Ｎｐ＝Ｎｐｍａｘとして、判定用カウンタＮｐがＦｕｌｌ状態であるとし、上側差圧領域Ｒiuに入ったと判定する。なお、それ以後は、所定の上限判定用カウント値Ｎｐｍａｘを超えていても、Ｎｐ＝Ｎｐｍａｘのままとする。

次に、差圧検出値ΔＰm が、判定用カウンタＮｐがＦｕｌｌ状態、即ち、差圧領域が上側差圧領域Ｒiuの状態からＤＰＦの再生に伴って下降していく場合を考える。この場合は、判定用カウンタＮｐはＮｐ＝Ｎｐｍａｘからスタートし、差圧検出値ΔＰm が下側判定値ΔＰidを下回るまでは、判定用カウンタＮｐはカウントされない。

そして、差圧検出値ΔＰm がＤＰＦの再生に伴って下降し、下側判定値ΔＰidを下回ると、判定用カウンタＮｐはカウントダウン（Ｎｐ＝Ｎｐ−１）され、所定のインターバルで、この差圧検出値ΔＰm を繰返しチェックした時に、下側判定値ΔＰidを下回っていれば、その都度、カウントダウン（Ｎｐ＝Ｎｐ−１）される。

この判定用カウンタＮｐが、所定の下限判定用カウント値Ｎｐｍｉｎ（通常は、ゼロ）以下になった場合には、Ｎｐ＝Ｎｐｍｉｎとして、判定用カウンタＮｐがＥｍｐｔｙ状態であるとし、下側差圧領域Ｒidに入ったと判定する。なお、それ以後は、所定の下限判定用カウント値Ｎｐｍｉｎを下回っても、Ｎｐ＝Ｎｐｍｉｎのままとする。

そして、判定用カウンタＮｐが、所定の下限判定用カウント値Ｎｐｍｉｎでもなく、所定の上限判定用カウント値Ｎｐｍａｘでもなく、その間の数値のときは、差圧領域は未だ変更されず、前の差圧領域にあると判定する。

また、上昇と下降を繰り返している場合には、差圧検出値ΔＰm が上側判定値ΔＰiuを上回った場合にカウントアップし、下側判定値ΔＰidを下回った場合にカウントダウンし、判定用カウンタＮｐがＮｐ＝Ｎｐｍｉｎになった場合に下側差圧領域Ｒidに入ったと判定し、Ｎｐ＝Ｎｐｍａｘになった場合に、上側差圧領域Ｒiuに入ったと判定する。

このような制御は、図３に示すような制御フローで実行することができる。

この図３の制御フローがスタートすると、ステップＳ１１で、差圧検出値ΔＰm のチェックを行う。このチェックでは、差圧検出値ΔＰm が上側判定値ΔＰiuを上回ったか否かを判定し、上回っていれば( ΔＰm ≧ΔＰiu) 、ステップＳ１２で判定用カウンタＮｐをカウントアップ（Ｎｐ＝Ｎｐ＋１）し、ステップＳ２１に行く。また、上回っていなければ、ステップＳ１３で差圧検出値ΔＰm が下側判定値ΔＰidを下回ったか否かを判定する。

このステップＳ１３で下回っていれば( ΔＰm ＜ΔＰid) 、ステップＳ１４で判定用カウンタＮｐをカウントダウン（Ｎｐ＝Ｎｐ−１）し、ステップＳ２１に行き、下回っていなければ、そのままステップＳ２１に行く。

なお、ステップＳ１２で判定用カウンタＮｐが所定の上限判定用カウント値Ｎｐｍａｘになった場合には、そのままＮｐ＝Ｎｐｍａｘとし、ステップＳ１４で判定用カウンタＮｐが所定の下限判定用カウント値Ｎｐｍｉｎ（通常は０（ゼロ））になった場合には、そのままＮｐ＝Ｎｐｍｉｎとする。

ステップＳ２１では、判定用カウンタＮｐのチェックを行う。このチェックでは、判定用カウンタＮｐがＮｐｍａｘである場合には、ステップＳ２２で、差圧領域を上側差圧領域Ｒiuにあると判定し、上側差圧領域フラグＦiuを立て（Ｆiu＝１）、下側差圧領域フラグＦidをリセット（Ｆid＝０）し、リターンする。また、判定用カウンタＮｐがＮｐｍａｘでない場合には、ステップＳ２３では、判定用カウンタＮｐのチェックを行う。

ステップＳ２３では、判定用カウンタＮｐが所定の下限判定用カウント値Ｎｐｍｉｎであるか否かを判定する。Ｎｐｍｉｎである場合には、ステップＳ２４で、差圧領域を下側差圧領域Ｒidにあると判定し、上側差圧領域フラグＦiuをリセットし（Ｆiu＝0 ）、下側差圧領域フラグＦidを立て（Ｆid＝1 ）、リターンする。また、判定用カウンタＮｐがＮｐｍｉｎでない場合には、そのままリターンする。

この図３の制御フローを終了してリターンすると、再度、チェックのインターバルで呼ばれて、スタートし、この制御フローを繰り返し、この繰り返しにより、差圧領域が、上側差圧領域Ｒiuにあるか、下側差圧領域Ｒidにあるかを判定し続ける。そして、この判定結果は、上側差圧領域フラグＦiuと下側差圧領域フラグＦidによって示されるので、この判定結果を他の制御フローで使用することができる。

図４に、図３の判定用カウンタによる差圧領域判定の制御フローに従った制御例を示す。図４では，エンジンの運転状態等により、判定用差圧値ΔＰi は変動し、それに対応して上側判定値ΔＰiuと下側判定値ΔＰidも変動するものとして示してある。

最初、下側差圧領域Ｒidからスタートし、Ａ１点で、差圧検出値ΔＰm が上側判定値ΔＰiuを上回り、判定用カウンタＮｐはカウントアップされ、Ｂ１点で判定用カウンタＮｐがＮｐｍａｘとなってＦｕｌｌ状態となり、差圧領域は、上側差圧領域Ｒiuとなる。

そして、Ａ２点で、差圧検出値ΔＰm が下側判定値ΔＰidを下回り、判定用カウンタＮｐはカウントダウンされ、Ａ３点で差圧検出値ΔＰm が下側判定値ΔＰidを上回り、判定用カウンタＮｐはカウントされない状態が続くが、Ａ４点で再度、差圧検出値ΔＰm が下側判定値ΔＰidを下回り、判定用カウンタＮｐはカウントダウンされ、Ｂ２点で判定用カウンタＮｐがＮｐｍｉｎ（通常は０（ゼロ））となってＥｍｐｔｙ状態となるので、差圧領域は、下側差圧領域Ｒidとなる。

また、Ａ５点で、差圧検出値ΔＰm が上側判定値ΔＰiuを上回り、判定用カウンタＮｐはカウントアップされ、Ｂ３点で判定用カウンタＮｐがＮｐｍａｘとなってＦｕｌｌ状態となり、差圧領域は上側差圧領域Ｒiuとなる。

本発明の排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムによれば、検出されたＤＰＦ前後差圧の差圧検出値ΔＰm を複数の所定の判定値ΔＰiu，ΔＰidと比べて、制御を行う場合に、この所定の判定値に対して、上側判定値ΔＰiuを超えた場合にカウントアップし、この上側判定値ΔＰiuより下の下側判定値ΔＰidを下回った場合にカウントダウンするカウンタＮｐを用いて、このカウンタＮｐが上限判定用カウント値Ｎｐｍａｘを上回った場合に、差圧検出値ΔＰm が所定の判定値ΔＰｉを上回ったとし、上側差圧領域Ｒiuに入ったと判定し、このカウンタＮｐが下限判定用カウント値Ｎｐｍｉｎを下回った場合に、差圧検出値ΔＰm が所定の判定値ΔＰｉを下回ったとし、下側差圧領域Ｒidに入ったと判定するので、ＤＰＦ前後差圧の上昇時及び下降時とも同様な方法で判定ができる。

なお、上記の説明では、排気ガス浄化システムにおけるＤＰＦ装置として、フィルタに触媒を担持させると共に該フィルタの上流側に酸化触媒を設けた装置を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、触媒を担持しないフィルタのＤＰＦ装置、フィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型ＤＰＦ装置、フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ＤＰＦ装置等の他のタイプのＤＰＦにも適用可能である。

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。 本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの制御手段の構成を示す図である。 本発明に係る実施の形態の判定用カウンタによる差圧領域判定の制御フローを示す図である。 図３の制御フローによる時系列の一例を示す図である。 本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの再生制御用マップを模式的に示す図である。

符号の説明

１ 排気ガス浄化システム
１０ ディーゼルエンジン
１３ 連続再生型ＤＰＦ装置
１３ａ 酸化触媒
１３ｂ 触媒付きフィルタ
３０ 制御装置（ＥＣＵ）
３０Ｃ ＤＰＦ制御手段
ΔＰi 判定用差圧値
ΔＰiu 上側判定値
ΔＰid 下側判定値
ΔＰm 差圧検出値
Ｎｐ 判定用カウンタ
Ｎｐｍａｘ 所定の上限判定用カウント値
Ｎｐｍｉｎ 所定の下限判定用カウント値
Ｒiu 上側差圧領域
Ｒid 下側差圧領域

Claims (5)

1. 車両に搭載された内燃機関の排気ガス通路に備えたディーゼルパティキュレートフィルタ装置の前後の差圧を検出し、検出された差圧検出値を用いて、フィルタの目詰まり状態を判定して、該フィルタを再生させる排気ガス浄化システムの制御方法において、
   前記差圧検出値が、判定用差圧値以上の上側判定値を上回った場合にカウントアップし、前記上側判定値より小さい下側判定値を下回った場合にカウントダウンし、
   カウントアップの値が所定の上限判定用カウント値になった場合に上限差圧領域に入ったと判定し、カウントダウンの値が所定の下限判定用カウント値になった場合に下側差圧領域に入ったと判定することを特徴とする排気ガス浄化システムの制御方法。
2. 前記差圧検出値が、前記上側判定値と前記下側判定値の間にある時は、現状のカウント値を維持する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の制御方法。
3. 車両に搭載された内燃機関の排気ガス通路にディーゼルパティキュレートフィルタ装置を備えると共に、該ディーゼルパティキュレートフィルタ装置のフィルタの前後の差圧を検出し、この差圧検出値を用いて、フィルタの目詰まり状態を判定して、該フィルタを再生させる制御を行うディーゼルパティキュレートフィルタ制御手段を備えた排気ガス浄化システムにおいて、
   前記差圧検出値が、判定用差圧値以上の上側判定値を上回った場合にカウントアップし、前記上側判定値より小さい下側判定値を下回った場合にカウントダウンする判定用カウンタを備えると共に、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ制御手段が、カウントアップの値が所定の上限判定用カウント値になった場合に上限差圧領域に入ったと判定し、カウントダウンの値が所定の下限判定用カウント値になった場合に下側差圧領域に入ったと判定することを特徴とする排気ガス浄化システム。
4. 前記判定用カウンタは、前記差圧検出値が、前記上側判定値と前記下側判定値の間にある時は、現状のカウント値を維持するように、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ制御手段を構成したことを特徴とする請求項３記載の排気ガス浄化システムの制御方法。
5. 前記ディーゼルパティキュレートフィルタ装置が、触媒を担持せずにフィルタで形成されたディーゼルパティキュレートフィルタ装置、フィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置、フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置、フィルタに酸化触媒を担持させると共に該フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置のいずれか一つ又はその組合せであることを特徴とする請求項３又は４に記載の排気ガス浄化システム。

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