JP4986667B2

JP4986667B2 - 排気浄化装置

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Publication number: JP4986667B2
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Inventors: 隆幸足立
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Current assignee: UD Trucks Corp
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Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-03-22
Also published as: JP2008232073A

Description

この発明は、ディーゼルエンジンの排気中に含まれるPM（Particulate Matter:粒子状物質）を除去処理するための排気浄化装置に関する。

近年、ディーゼルエンジンの排気中に含まれるPMの有望な低減手段のひとつとして、連続再生式の排気浄化装置（CR-DPF：Continuous Regeneratoin-Diesel Particulate Filter）の開発が促進される。

連続再生式の排気浄化装置は、エンジンの排気中に含まれるPMをフィルタに捕集しつつ、触媒の作用により、その堆積PMを連続的に燃焼除去するものである。このような排気浄化装置においても、触媒には活性化温度があり、これを下回るような排気温度での運転状態が長く継続すると、フィルタの連続再生が十分に行われず、PM堆積量が過剰になり、エンジン性能に悪影響を及ぼしかねない。また、触媒温度が活性化温度を超える運転状態へ移行すると、フィルタの過剰に堆積するPMが急激に燃焼する可能性があり、フィルタの溶損や亀裂を生じやすくなる。そのため、必要な時期に堆積PMの強制的な燃焼除去（強制再生）が行われる。

強制再生については、フィルタ温度を再生開始温度以上に高めるへく燃料噴射時期を遅角させる方法がある（特許文献１、特許文献２）。燃料噴射時期を遅角させると、通常噴射の場合よりも排気温度が上昇するほか、排気中の未燃HCが増えるため、触媒の酸化反応に伴う発熱により、排気がさらに昇温され、フィルタ温度を再生開始温度以上に上昇させるのである。
特開２００５−０４８７０９号特開２００４−１２４８５５号

近年、環境負荷の軽減を図る上から、バイオエタノール燃料などが注目される。連続再生式の排気浄化装置を備えるエンジンにおいて、バイオエタノール燃料などを使用すると、軽油と燃料性状が異なるため、強制再生が設計通りに行かない可能性が考えられる。昇温の過不足により、フィルタの再生不良やフィルタの溶損などを招きかねない。特許文献１においては、燃料性状により変化するPM成分の排出特性に基づいてPM堆積量を成分と共に演算する手段が開示される。

この発明は、燃料性状が変化しても、簡単な構成により、強制再生（堆積PMの強制的な燃焼除去）を確実に行える手段の提供を目的とする。

第１の発明は、エンジンの排気に含まれるPMをフィルタに捕集しつつ触媒の作用によりフィルタの堆積PMを燃焼させる排気浄化装置において、前記フィルタのPM堆積量を推定する手段と、所定の強制再生条件が成立かどうかを判定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されるとPM堆積量の推定に応じた強制再生温度および強制再生時間を設定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されると触媒が活性化温度の下限値以上のときにフィルタ温度を前記強制再生温度に高めて維持するように筒内または触媒への燃料の添加量を制御する手段と、前記燃料添加量の制御中に前記強制再生温度の設定値以上のフィルタ温度が継続する経過時間が前記強制再生時間の設定値に達すると強制再生を終了すると共に通常制御へ復帰する手段と、前記燃料添加量を燃料性状の変化に対応させるべく、基本添加量に調整係数を掛けて補正する手段と、この補正に用いる調整係数を変更可能に設定する手段と、前記燃料添加量の制御中にフィルタ温度が調整係数＝１の燃料による昇温特性の基準温度を下回る基準外温度の継続する経過時間を計測する手段と、この計測時間が所定時間に達すると調整係数の設定を大側に変更する手段と、前記調整係数の変更が繰り返される回数を計測する手段と、その所定回数を超える繰り返しを禁止する手段と、所定回数の変更後は基準外温度の経過時間が所定時間に達すると強制再生を中止すると共にその中止を警報する手段と、を備えることを特徴とする。

第２の発明は、エンジンの排気に含まれるPMをフィルタに捕集しつつ触媒の作用によりフィルタの堆積PMを燃焼させる排気浄化装置において、前記フィルタのPM堆積量を推定する手段と、所定の強制再生条件が成立かどうかを判定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されるとPM堆積量の推定に応じた強制再生温度および強制再生時間を設定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されると触媒が活性化温度の下限値以上のときにフィルタ温度を前記強制再生温度に高めて維持するように筒内または触媒への燃料の添加量を制御する手段と、前記燃料添加量の制御中に前記強制再生温度の設定値以上のフィルタ温度が継続する経過時間が前記強制再生時間の設定値に達すると強制再生を終了すると共に通常制御へ復帰する手段と、前記燃料添加量を燃料性状の変化に対応させるべく、基本添加量に調整係数を掛けて補正する手段と、この補正に用いる調整係数を変更可能に設定する手段と、前記燃料添加量の制御中にフィルタ温度が調整係数＝１の燃料による昇温特性の基準温度を上回る基準外温度の継続する経過時間を計測する手段と、この計測時間が所定時間に達すると調整係数の設定を小側に変更する手段と、前記調整係数の変更が繰り返される回数を計測する手段と、その所定回数を超える繰り返しを禁止する手段と、所定回数の変更後は基準外温度の経過時間が所定時間に達すると強制再生を中止すると共にその中止を警報する手段と、を備えることを特徴とする。

第３の発明は、エンジンの排気に含まれるPMをフィルタに捕集しつつ触媒の作用によりフィルタの堆積PMを燃焼させる排気浄化装置において、
前記フィルタのPM堆積量を推定する手段と、所定の強制再生条件が成立かどうかを判定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されるとPM堆積量の推定に応じた強制再生温度および強制再生時間を設定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されると触媒が活性化温度の下限値以上のときにフィルタ温度を前記強制再生温度に高めて維持するように筒内または触媒への燃料の添加量を制御する手段と、前記燃料添加量の制御中に前記強制再生温度の設定値以上のフィルタ温度が継続する経過時間が前記強制再生時間の設定値に達すると強制再生を終了すると共に通常制御へ復帰する手段と、
前記燃料添加量を燃料性状の変化に対応させるべく、基本添加量に調整係数を掛けて補正する手段と、この補正に用いる調整係数を変更可能に設定する手段と、燃料添加量の制御中にフィルタ温度が調整係数＝１の燃料による昇温特性の基準温度を下回る基準外温度の継続する経過時間を計測する手段と、この計測時間が所定時間に達すると調整係数の設定を大側に変更する手段と、前記燃料添加量の制御中にフィルタ温度が調整係数＝１の燃料による昇温特性の基準温度を上回る基準外温度の継続する経過時間を計測する手段と、この計測時間が所定時間に達すると調整係数の設定を小側に変更する手段と、
前記調整係数の変更が繰り返される回数を計測する手段と、その所定回数を超える繰り返しを禁止する手段と、所定回数の変更後は基準外温度の経過時間が所定時間に達すると強制再生を中止すると共にその中止を警報する手段と、を備えることを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明〜第３の発明の何れか１つに係る排気浄化装置において、前記調整係数は、フィルタ温度の移動平均値に応じた設定に変更されることを特徴とする。

第５の発明は、第１の発明〜第４の発明の何れか１つに係る排気浄化装置において、前記強制再生条件の成立が判定されると触媒温度が活性化温度の下限値を下回るときは触媒温度を活性化温度の下限値以上に昇温させるべく排気温度を積極的に高める手段を備えることを特徴とする。

第１の発明においては、強制再生条件の成立が判定されると、触媒が活性化温度の下限値以上のときは、筒内または触媒に燃料が添加される。添加の燃料は、触媒上で反応するため、その反応熱により、排気が昇温される。燃料の添加量は、フィルタを強制再生温度に高めて維持するように制御されるが、燃料性状が変化すると、触媒上の反応熱も変化するため、排気の昇温特性が変化する。これに対応するため、燃料添加量（制御量）を補正するための調整係数が変更可能に設定され、添加量の制御中において、フィルタ温度が基準温度を下回る場合、基準外温度の経過時間が計測され、計測時間が所定時間に達すると、調整係数の設定が大側に変更されるのである。そのため、燃料添加量の制御特性が増側に補正され、触媒上の反応熱も大きくなり、燃料性状の変化に伴う昇温不足が防止され、強制再生（堆積PMの燃焼除去）を確実に行えるようになる。

第２の発明においては、燃料の添加量は、フィルタを強制再生温度に高めて維持するように制御されるが、フィルタ温度が基準温度を上回る場合、基準外温度の経過時間が計測され、計測時間が所定時間に達すると、調整係数の設定が小側に変更されるため、燃料添加量の制御特性が減側に補正され、触媒上の反応熱も小さくなり、燃料性状の変化に伴う過剰昇温が防止され、フィルタの溶損などを招くことなく、強制再生（堆積PMの燃焼除去）を確実に行えるようになる。

第３の発明においては、調整係数の変更により、燃料性状の変化に対応可能となり、強制再生中においては、フィルタ温度を調整係数＝１の燃料による昇温特性の基準温度に制御しえるようになる。そのため、フィルタの強制再生不良やフィルタの溶損などの防止が得られ、強制再生に対する信頼性を高められるのである。

第１の発明〜第３の発明においては、調整係数の変更後、燃料添加量（制御量）の補正が十分でない場合、調整係数の変更が繰り返されるが、その変更回数に限度が設定され、限度を超える変更を行わずに強制再生を中止するので、燃料添加の無駄を抑えることができる。また、警報により、適切な対処（燃料を変える等）も促せるのである。

第４の発明においては、調整係数はフィルタ温度の移動平均値に応じた設定に変更されるので、強制再生の制御に燃料性状の変化を適確に反映させることができる。

第５の発明においては、強制再生条件の成立が判定されると、触媒温度が活性化温度の下限値を下回るのときは、排気温度が積極的に高められ、触媒温度が活性化温度の下限値以上になると、燃料添加制御が開始されるので、触媒を十分に活性化できない運転領域においても、強制再生を有効に行えるようになる。

図１において、１０はディーゼルエンジンであり、コモンレール式燃料噴射装置（図示せず）を備える。エンジン１０の吸気通路１１にターボ過給機１２のコンプレッサ，インタクーラ１３，吸気絞り弁１４が介装される。エンジン１０の排気通路１５にターボ過給機１２のタービン，排気絞り弁１６，連続再生式フィルタ装置（CR-DPF）１７、が介装される。コモンレール式燃料噴射装置は、コモンレールに燃料を蓄圧する高圧ポンプと、コモンレールに各気筒の噴射ノズルを接続する燃料供給管と、を備える。燃料噴射装置および後述の予熱手段を制御するのがコントロールユニット２０であり、通常制御のほか、強制再生用の昇温制御が設定される。１８はEGR（排気還流）装置のEGRバルブであり、１９はターボ過給機１２のタービンを迂回するターボバイパスの開閉バルブ（ターボバイパス弁）であり、２９はEGRクーラである。

CR-DPF１７は、DPF２１（Diesel Particulate Filter）と酸化触媒２２（DOC：Diesel Oxidation Catalyst ）とから構成される。DPF２１は、ハニカム構造体に形成され、その格子状に区画される流路（セル）の入口と出口が交互に目封じされる。つまり、入口の目封じされる流路と出口の目封じされる流路とが交互に隣接され、これらを区画する多孔質の隔壁が排気の通過を許容するようになっている。この例においては、隔壁に捕集されるPMの燃焼可能な着火温度を低めに設定するため、触媒再生型フィルタ（CSF：Catalyzed Soot Filter）が採用される。DOC２２は、触媒を担持するハニカム構造体に形成され、ハニカム構造体の格子状に区画される流路を通過する排気に含まれる主にHCやNOxを酸化処理するものであり、その反応熱により触媒温度が上昇して堆積PMの燃焼を促進するのである。

コントロールユニット２０の制御に必要な検出手段として、エンジン回転数Neを検出する回転センサ（クランク角センサを兼ねる）およびエンジン負荷Ｑを検出するアクセル開度センサのほか、CR-DPF１７前後の差圧を検出する差圧センサ２３、CR-DPF１７の入口温度を検出する温度センサ２６とCR-DPF１７の中間温度２４を検出する温度センサとCR-DPF１７の出口温度を検出する温度センサ２５、吸入空気量（吸気流量）を検出するエアフローセンサ２７、等が設けられる。

図７は、PM堆積量と排気温度との関係を表す例示するものであり、PM排出量＝PM燃焼量となる基準温度を上回る排気温度の運転状態のときは、PM燃焼量＞PM排出量となり、PM堆積量が減少する一方、基準温度を下回る排気温度の運転状態のときは、PM燃焼量＜PM排出量となり、PM堆積量が増加する。そのため、基準温度を下回る排気温度の運転状態が継続することにより、PM堆積量が所定値を超えると、エンジン性能の低下を回避するため、強制再生が必要となるのである。

コントロールユニット２０は、エンジン回転数Neとエンジン負荷Ｑとから通常制御に基づいて各噴射ノズルへの燃料噴射信号（メイン噴射量の指令およびメイン噴射時期の指令）を決定する。CR-DPF１７の強制再生が必要と判定すると、強制再生用の昇温制御に切り替わり、CR-DPF１７の入口温度（排気温度）が触媒の活性化温度の下限値（例えば、230℃）を下回るときは、昇温制御１に基づいて、触媒の予熱手段を駆動するほか、必要があればメイン噴射に続いて燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を行うような燃料噴射信号（アフタ噴射量の指令およびアフタ噴射時期の指令）を決定する一方、CR-DPFの入口温度が触媒の活性化温度の下限値以上のときは、昇温制御２に基づいて、メイン噴射から大幅に遅れるタイミングでポスト噴射を行うような燃料噴射信号（ポスト噴射量の指令およびポスト噴射時期の指令）を決定するのである。

触媒の予熱手段については、EGRバルブ１８，吸気絞り弁１４，排気絞り弁１６，ターボバイパス弁１９、がエンジンの排気温度を積極的に高める制御に利用される。ターボ過給機１２が可変ノズル式の場合、ターボバイパス弁に代えて可変ノズルを触媒の予熱手段として制御することも考えられる。

CR-DPF１７の強制再生が必要な時期かどうかの判定については、DPF２１のPM堆積量（運転状態から推定されるPM排出量とフィルタのPM燃焼特性から推定されるPM燃焼量との減算値を積算する算出値）が所定値以上のときに強制再生時期と判定する手段（図２のS2）と、CR-DPF１７前後の差圧が所定値以上のときに強制再生時期と判定する手段（図２のS4）と、PM堆積量に基づく強制再生の完了から計測される運転時間（または運転距離）が強制再生用に設定されるインターバルに達するとその間に強制再生の履歴がないときに強制再生時期と判定する手段（図２のS6）と、運転時間（または運転距離または強制再生の回数）がPM堆積量を定期的に初期化する０リセット強制再生用のインターバルに達すると強制再生時期と判定する手段（図２のS8）と、が設定される。

CR-DPF１７の強制再生時期は、このような複数の異なる方法に基づいて判定され、これらの何れかの判定を受けると、そのときの判定方法に対応する強制モードとしてPM堆積量に応じた強制再生温度Tregおよび強制再生時間Ｔを決定する手段（図２のS9）が設定される。強制再生温度Treg（昇温制御２の目標温度）および強制再生時間Ｔは、各強制再生モードが想定するPM堆積量に応じて設定される。強制再生温度Tregは、PM堆積量が大きい程、低く設定され、強制再生温度Tregが低い程、強制再生時間Ｔは、長く設定される。

PM堆積量の算出（図２のS1）については、エンジン回転数Neおよびエンジン負荷Ｑに基づいて、単位時間あたりのPM排出量を求める。その一方、DPFのPM燃焼特性に基づいて、触媒の酸化作用により堆積PMの燃焼が開始される排気条件において、単位時間あたりのPM燃焼量を求める。具体的には、DPF温度（温度センサ２４，２５の検出値から推定される）と空間速度（排気流量／フィルタ容量）とからDPFのPM燃焼速度を求め、単位時間あたりのPM燃焼量に変換する。そして、PM排出量からPM燃焼量を引く減算値を順次に積算することにより、DPFのPM堆積量を求めるのである。積算値は、負になる可能性があるので、負の積算値＝０に修正する処理が設定される。

図２，図３は、コントロールユニット２０の制御内容を説明するフローチャートであり、S1においては、運転状態から推定されるPM排出量とフィルタのPM燃焼特性から推定されるPM燃焼量との減算値を積算する算出値を求める。S2においては、PM堆積量の算出値が所定値（閾値）以上かどうかを判定する。S3においては、CR-DPF１７前後の差圧を読み込む。S4においては、CR-DPF１７前後の差圧が所定値（閾値）以上かどうかを判定する。S5においては、運転時間のカウント値を読み込む。S6においては、運転時間のカウント値が強制再生用のインターバルに達したかどうか、かつその間に強制再生の履歴がないかどうか、を判定する。S7においては、運転時間のカウント値を読み込む。S8においては、運転時間のカウント値が０リセット強制再生用のインターバルに達したかどうかを判定する。

S2の判定がnoかつS4の判定がnoかつS6の判定がnoかつS8の判定がnoのときは、S1へ戻る。S2の判定がyesまたはS4の判定がyesまたはS6の判定がyesまたはS8の判定がyesのときは、S9へ進む。S9においては、強制再生時期の判定（yes）がS2の判定〜S8の判定の何れかに拠るのかに応じて強制再生モードを選定する。S2の判定に拠る場合、PM堆積量の超過に対応する強制再生モードにより、強制再生温度Treg１および強制再生時間Ｔ1を設定する。S4の判定に拠る場合、差圧の超過に対応する強制再生モードにより、強制再生温度Treg2またはおよび強制再生時間Ｔ2を設定する。S6の判定に拠る場合、強制再生用のインターバルに対応する強制再生モードにより、強制再生温度Treg3および強制再生時間Ｔ3を設定する。S8の判定に拠る場合、０リセット強制再生用のインターバルに対応する強制再生モードにより、強制再生温度Treg4および強制再生時間Ｔ4を設定する。

S10においては、選定の強制再生モードに基づいて強制再生を実行する。CP-DPF１７の入口温度が触媒の活性化温度の下限値以上のときは、CR-DPF１７の中間温度およびCR-DPF１７の出口温度を監視しながら、メイン噴射から大幅に遅れるタイミングでポスト噴射を行うように制御する（昇温制御２）。CP-DPF１７の入口温度が触媒の活性化温度の下限値を下回るときは、CR-DPF１７の中間温度を監視しながら、触媒の予熱手段を制御するほか、必要があればメイン噴射に続いて燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を行うように燃料噴射装置を制御する（昇温制御１）。アフタ噴射においては、燃料の発熱量のうちの動力に使用されない熱量が増えて排気温度が上昇する。CR-DPF１７の入口温度が触媒の活性化温度の下限値以上になると、昇温制御１から昇温制御２へ切り替わり、ポスト噴射により、筒内に添加の燃料が触媒上で酸化反応され、その反応熱により堆積PMの燃焼処理が促進される。

S11においては、強制再生温度以上かどうか、強制再生時間のカウント条件が成立かどうかを判定する。S12においては、カウント（DPF温度が強制再生温度以上の経過時間）が強制再生時間Ｔに達したかどうかを判定する。S11の判定がyesかつS12の判定がyesのときは、S13へ進み、強制再生モードをリセットする。S14においては、強制再生を終了すると共に通常の燃料噴射制御へ復帰するのである。

このようにDPF２１の強制再生時期の判定については、PM堆積量の推定に基づく判定方法と、差圧レベルに基づく判定方法と、強制再生用のインターバルに基づく判定方法と、０リセット強制再生用のインターバルに基づく判定方法と、が併用されるのであり、これらのチェックが働くため、PM堆積量が過剰に至るのを未然に回避しえる確率が高められる。これら判定方法に対応する強制再生モードとして想定されるPM堆積量に応じた強制再生温度Tregおよび強制再生時間Ｔが設定され、これらに基づく終了条件が成立するまでの間、CR-DPF１７の昇温制御が行われるのである。このため、強制再生時期の判定方法によりPM堆積量の判定レベルが異なっても、強制再生をそのときのPM堆積量に適合する燃焼形態（燃焼時間や燃焼温度）をもって効率よく適正に処理しえるようになり、過剰な強制再生による燃費の悪化や堆積PMの異常燃焼によるフィルタおよび触媒の劣化を防止できる。

具体的には、想定されるPM堆積量が大きくなる程、昇温制御２の目標温度（強制再生温度Treg）が低く設定されるので、堆積PMの異常燃焼が防止され、強制再生を効率よく適正に制御できるのである。また、強制再生用のインターバルに基づく再生処理および０リセット強制再生用のインターバルに基づく再生処理により、PM堆積量の実際値と推定値とのズレが補正されるので、PM堆積量の推定精度も高度に維持しえるのである。

昇温制御２のポスト噴射については、強制再生温度Tregと排気温度と排気流量とから基本噴射量が決定される。燃料性状が変化すると、DPF２１の昇温特性が変化する可能性があり、これに対処するため、ポスト噴射量を補正するための調整係数Ｋが変更可能に設定され、ポスト噴射量＝基本噴射量×調整係数Ｋに制御される。

図４は、調整係数Ｋの変更処理を説明するフローチャートであり、S1においては、エンジン運転中かどうかを判定する。S2においては、強制再生中かどうかを判定する。S3においては、昇温制御２中かどうかを判定する。S1の判定がyesかつS2の判定がyesかつS3の判定がyesのときは、S4へ進む。S1の判定がnoまたはS2の判定がnoまたはS3の判定がnoのときは、リターンに至る。

S4においては、DPF温度の移動平均値Taveを演算する。S5においては、Tave＜再生開始温度Ts１（PM燃焼量＞PM排出量となる温度条件）かどうかを判定する。S5の判定がyesのときは、S6へ進む一方、S5の判定がnoのときは、S9へ進む。S6においては、基準外温度（Tave＜Ts1）の経過時間（ｔ）をカウントする。S7においては、ｔ≧基準時間ｔ1かどうかを判定する。S7の判定がyesのときは、S8へ進む一方、S7の判定がnoのときは、リターンに至る。つまり、S5〜S7においては、排気温度の移動平均値Taveが再生開始温度Ts1を下回る基準外温度の経過時間ｔが基準時間ｔ1に達するかどうかの判定が行われ、この判定がyesのときは、ポスト噴射による昇温が不足と判定されるため、S8において、調整係数Ｋを大側に変更する。

S9においては、Tave＞強制再生温度Tregかどうかを判定する。S９の判定がyesのときは、S10へ進む一方、S9の判定がnoのときは、リターンに至る。S10においては、基準外温度（Tave≧Treg）の経過時間（ｔ）をカウントする。S11においては、ｔ≧基準時間ｔ2かどうかを判定する。S11の判定がyesのときは、S8へ進む一方、S11の判定がnoのときは、リターンに至る。つまり、S9〜S11においては、DPF温度の移動平均値Taveが強制再生温度Tregを上回る基準外温度の経過時間ｔが基準時間ｔ2に達するかどうかの判定が行われ、この判定がyesのときは、ポスト噴射による昇温が過剰と判定されるため、S8において、調整係数Ｋを小側に変更する。

S8においては、DPF温度の移動平均値Taveに基づいてこれをパラメータに設定される調整係数マップ（図５、参照）からTaveに対応する調整係数Ｋを求め、ポスト噴射の基本噴射量に掛ける調整係数Ｋの設定を変更するのである。

このような処理においては、燃料性状が変化しても、調整係数Ｋの変更により、ポスト噴射（筒内への燃料添加）による昇温の過不足が防止され、DPF温度を再生開始温度Ts1以上かつ強制再生温度Treg以下の好適な温度環境に維持することができる。調整係数Ｋは、燃料性状に対応するものであり、ポスト噴射量のみでなく、メイン噴射量（アフタ噴射量を含む）についても、これを燃料性状に応じて補正のために適用されることになる。

図４においては、昇温制御２において、S5〜S7またはS9〜S11が繰り返され、S8の変更が繰り返される可能性があるので、S8の変更が繰り返される回数を計測する手段、その所定回数を超える繰り返しを禁止する手段、所定回数の変更後はS7の判定またはS11の判定がyesになると強制再生を中止する共にその中止を警報する手段、を備えることが望ましい。これにより、燃料の無駄な消費が抑えられ、また警報により、適切な対処（燃料を変える等）も促せるからのである。図５において、基準調整係数Ｋ＝１は、純粋な軽油を調整係数である。

燃料性状の変化に対応する別の実施形態として、燃料種別毎の発熱量に対応する調整係数マップ（図６、参照）を設定する一方、通常運転時において、吸気流量（吸入空気量）と排気空燃比とから燃料供給重量を求め、燃料供給重量と排気温度とから燃料の発熱量を求め、発熱量から燃料種別を推定し、調整係数マップから対応する調整係数Ｋ（例えば、燃料種別Ａに対応する調整係数Ka）を求め、この調整係数Ｋにより昇温制御２を含む燃料噴射量を補正することも考えられる。

昇温制御２の対象は、ポスト噴射に限定されるものでなく、CR-DPF１７上流の排気通路に燃料を添加する装置を設定することもできる。昇温制御１の対象は、既述の予熱手段のほか、エンジン負荷を強制的に高める装置（リターダブレーキやエンジン駆動の補機類）も利用することができる。

システムの構成を説明する概要図である。コントロールユニットの制御内容を説明するフローチャートである。コントロールユニットの制御内容を説明するフローチャートである。コントロールユニットの制御内容を説明するフローチャートである。調整係数マップを例示する特性図である。別の調整係数マップを例示する特性図である。コントロールユニットの制御内容を説明する特性図である。

符号の説明

１０ディーゼルエンジン
１１吸気通路
１２ターボ過給機
１４吸気絞り弁
１５排気通路
１６排気絞り弁
１７ CR-DPF（連続再生式フィルタ装置）
１８ EGRバルブ
１９ターボバイパス弁
２０コントロールユニット
２１ DPF（CSF）
２２ DOC
２３差圧センサ
２４〜２６温度センサ
２７エアフローセンサ

Claims

エンジンの排気に含まれるPMをフィルタに捕集しつつ触媒の作用によりフィルタの堆積PMを燃焼させる排気浄化装置において、
前記フィルタのPM堆積量を推定する手段と、所定の強制再生条件が成立かどうかを判定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されるとPM堆積量の推定に応じた強制再生温度および強制再生時間を設定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されると触媒が活性化温度の下限値以上のときにフィルタ温度を前記強制再生温度に高めて維持するように筒内または触媒への燃料の添加量を制御する手段と、前記燃料添加量の制御中に前記強制再生温度の設定値以上のフィルタ温度が継続する経過時間が前記強制再生時間の設定値に達すると強制再生を終了すると共に通常制御へ復帰する手段と、
前記燃料添加量を燃料性状の変化に対応させるべく、基本添加量に調整係数を掛けて補正する手段と、この補正に用いる調整係数を変更可能に設定する手段と、前記燃料添加量の制御中にフィルタ温度が調整係数＝１の燃料による昇温特性の基準温度を下回る基準外温度の継続する経過時間を計測する手段と、この計測時間が所定時間に達すると調整係数の設定を大側に変更する手段と、
前記調整係数の変更が繰り返される回数を計測する手段と、その所定回数を超える繰り返しを禁止する手段と、所定回数の変更後は基準外温度の経過時間が所定時間に達すると強制再生を中止すると共にその中止を警報する手段と、
を備えることを特徴とする排気浄化装置。
エンジンの排気に含まれるPMをフィルタに捕集しつつ触媒の作用によりフィルタの堆積PMを燃焼させる排気浄化装置において、
前記フィルタのPM堆積量を推定する手段と、所定の強制再生条件が成立かどうかを判定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されるとPM堆積量の推定に応じた強制再生温度および強制再生時間を設定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されると触媒が活性化温度の下限値以上のときにフィルタ温度を前記強制再生温度に高めて維持するように筒内または触媒への燃料の添加量を制御する手段と、前記燃料添加量の制御中に前記強制再生温度の設定値以上のフィルタ温度が継続する経過時間が前記強制再生時間の設定値に達すると強制再生を終了すると共に通常制御へ復帰する手段と、
前記燃料添加量を燃料性状の変化に対応させるべく、基本添加量に調整係数を掛けて補正する手段と、この補正に用いる調整係数を変更可能に設定する手段と、前記燃料添加量の制御中にフィルタ温度が調整係数＝１の燃料による昇温特性の基準温度を上回る基準外温度の継続する経過時間を計測する手段と、この計測時間が所定時間に達すると調整係数の設定を小側に変更する手段と、
前記調整係数の変更が繰り返される回数を計測する手段と、その所定回数を超える繰り返しを禁止する手段と、所定回数の変更後は基準外温度の経過時間が所定時間に達すると強制再生を中止すると共にその中止を警報する手段と、
を備えることを特徴とする排気浄化装置。
エンジンの排気に含まれるPMをフィルタに捕集しつつ触媒の作用によりフィルタの堆積PMを燃焼させる排気浄化装置において、
前記フィルタのPM堆積量を推定する手段と、所定の強制再生条件が成立かどうかを判定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されるとPM堆積量の推定に応じた強制再生温度および強制再生時間を設定する手段と、前記強制再生条件の成立が判定されると触媒が活性化温度の下限値以上のときにフィルタ温度を前記強制再生温度に高めて維持するように筒内または触媒への燃料の添加量を制御する手段と、前記燃料添加量の制御中に前記強制再生温度の設定値以上のフィルタ温度が継続する経過時間が前記強制再生時間の設定値に達すると強制再生を終了すると共に通常制御へ復帰する手段と、
前記燃料添加量を燃料性状の変化に対応させるべく、基本添加量に調整係数を掛けて補正する手段と、この補正に用いる調整係数を変更可能に設定する手段と、燃料添加量の制御中にフィルタ温度が調整係数＝１の燃料による昇温特性の基準温度を下回る基準外温度の継続する経過時間を計測する手段と、この計測時間が所定時間に達すると調整係数の設定を大側に変更する手段と、前記燃料添加量の制御中にフィルタ温度が調整係数＝１の燃料による昇温特性の基準温度を上回る基準外温度の継続する経過時間を計測する手段と、この計測時間が所定時間に達すると調整係数の設定を小側に変更する手段と、
前記調整係数の変更が繰り返される回数を計測する手段と、その所定回数を超える繰り返しを禁止する手段と、所定回数の変更後は基準外温度の経過時間が所定時間に達すると強制再生を中止すると共にその中止を警報する手段と、
を備えることを特徴とする排気浄化装置。
前記調整係数は、フィルタ温度の移動平均値に応じた設定に変更されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の排気浄化装置。
前記強制再生条件の成立が判定されると触媒温度が活性化温度の下限値を下回るときは触媒温度を活性化温度の下限値以上に昇温させるべく排気温度を積極的に高める手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の排気浄化装置。