JP6216276B2

JP6216276B2 - 排気ガス浄化システム

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Publication number: JP6216276B2
Application number: JP2014060821A
Authority: JP
Inventors: 雅登岸裏; 洋佑宮田; 龍遊木
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2034-03-24
Also published as: JP2015183593A

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムに関する。

特許文献１に示すように、ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置（ＤＰＦユニット）として、酸化触媒とフィルタとを備える構成が知られている。酸化触媒は、排気ガスに含まれる未燃燃料、一酸化炭素、一酸化窒素等を酸化する。フィルタは、酸化触媒の排気下流側に配置されており、排気ガスに含まれるＰＭ（粒子状物質）を捕集する。フィルタに堆積したＰＭは、Ｏ₂又はＮＯ₂によって燃焼させることにより除去できる。

また、特許文献２は、排気ガス浄化装置に関する技術であって、特に排気ガス浄化装置内の温度制御について記載されている。特許文献２の排気ガス浄化装置は、複数のフィルタを備え、フィルタとフィルタの間には、排気ガス温度センサと、他のフィルタを通ることなく直接排気管へ接続されるバイパス流路と、が設けられている。排気ガス温度センサが検出した排気ガスの温度が所定以上の場合、排気ガスがバイパス流路を経由して排気管に流れるように、バイパス流路に配置されたバルブの開度を調整する。これにより、高温の排気ガスによってフィルタが溶損することを防止できる。

特開２０１３−１２２１８２号公報特開２００６−２２６１２１号公報

ところで、排気ガス浄化装置の温度は、エンジンの異常判定に用いられる。排気ガス浄化装置の温度は様々な要因で上下するので、所定の判定温度が所定の判定時間以上継続したときに異常と判定される（図１０を参照）。

しかし、この従来の判定方法では、実際には異常でないのに異常と判定される可能性があった。例えばポスト噴射量が一時的に増加することで、排気ガス浄化装置の温度が一時的に上昇するが、これにより異常と判定されてしまう可能性がある。

この誤判定への対策としては、判定温度を上昇させる方法又は判定時間を長くする方法が考えられる。しかし、判定温度を上昇させた場合、異常が発生しても検出できない可能性がある。一方、判定時間を長くする場合、異常が発生しても素早く検出することができず破損状況が悪化する可能性がある。このように、従来の方法では、異常を的確かつ素早く検出することができなかった。

なお、特許文献２は、エンジンの異常の検出ではなくフィルタの溶損防止を目的とする。また、特許文献２では、温度を用いて判定を行うが、その温度がどれくらい継続するかは考慮していない。従って、本発明と特許文献２とでは、目的及び構成が全く異なる。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、エンジンの異常を的確かつ素早く検出可能な排気ガス浄化システムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の排気ガス浄化システムが提供される。即ち、この排気ガス浄化システムは、排気ガス浄化装置と、浄化装置温度センサと、制御部と、を備える。前記排気ガス浄化装置は、燃料噴射装置を備えたエンジンの排気経路に配置される。前記浄化装置温度センサは、前記排気ガス浄化装置の内部の温度である浄化装置温度を検出する。前記制御部は、前記浄化装置温度センサが検出した前記浄化装置温度に基づいて制御を行う。第１温度が第２温度より高い値とし、第１時間が第２時間より短い値としたときに、前記制御部は、前記浄化装置温度が第１時間の間継続して第１温度以上となる第１条件を満たすと判断した場合は、前記エンジン回転速度を低下させ、所定のエンジン回転速度以上にならないように制御を行うフェイルセーフモードを実行し、前記浄化装置温度が第２時間の間継続して第２温度以上となる第２条件を満たすと判断した場合は、前記フェイルセーフモードとは異なる制御であって前記浄化装置温度を低下させる制御である温度低下制御を行う。

これにより、異なる温度で過昇温の有無を判定するので、より正確な判定ができる。また、判定温度が高いほど判定時間を短くしているので、緊急度が高い場合に一層素早く温度低下処理を実行できる。また、段階的に過昇温の判定を行うことで、故障箇所をある程度特定することができる。

前記の排気ガス浄化システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記温度低下制御では、１又は複数の温度低下処理が行われる。前記温度低下処理には、ポスト噴射の噴射量を低減する処理、アフター噴射の噴射量を低減する処理、及び、吸気絞り装置の開度を制限する処理の少なくとも何れかの処理項目が含まれる。

これにより、検出した浄化装置温度や絞り装置の有無に基づいて１又は複数の適切な温度低下処理を選択することで、浄化装置温度を適切に低下させることができる。

前記の排気ガス浄化システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記温度低下制御では、複数の過昇温レベルが設定されており、それぞれの過昇温レベルの判定において、前記浄化装置温度が当該過昇温レベルに応じた判定温度以上の状態が、当該過昇温レベルに応じた判定時間の間継続している場合は当該過昇温レベルの条件を満たすと判定される。過昇温レベルが高くになるに連れて、判定温度が高くなるとともに判定時間が短くなり、更に前記温度低下処理の処理項目の数が多くなる。

これにより、第１条件を満たすときは浄化装置温度が高温なので、温度低下処理の数（制御対象の数）を多くすることで、浄化装置温度を素早く低下させることができる。

前記のエンジンにおいては、前記制御部は、エンジン回転速度及び燃料噴射量の少なくとも何れかが大きくなるに連れて、前記温度低下制御における、ポスト噴射の噴射量の低減量、アフター噴射の噴射量の低減量、及び吸気スロットルの開度の制限量の少なくとも１つを大きくすることが好ましい。

これにより、エンジンの状況に応じて必要な分だけ、燃料の噴射量を低減したり、吸気絞り装置の開度を制限したりすることができる。

エンジンの概略平面図。気体の流れ及び各種センサを模式的に示す説明図。燃料噴射の名称とタイミングを模式的に示す説明図。再生制御の種類と特性を説明する表。ステーショナリ再生制御からリカバリ再生制御を行う際の処理を示すフローチャート。過昇温レベル毎の判定条件及び温度低下制御を示す表。過昇温レベルを判定する処理を示すフローチャート。燃料噴射量及びエンジン回転速度に基づいて調整量を決定する調整量決定マップ。正常時及びそれぞれの過昇温と判定されたときの温度変化を示すグラフ。従来例における過昇温の判定処理を示すグラフ。

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。エンジン１００は、ディーゼルエンジンであり、作業機及び船舶等に搭載される。

図１に示すように、エンジン１００は、吸気系の部材として、吸入管２０と、過給機２１と、過給管２４と、吸気スロットル（吸気絞り装置）２５と、吸気マニホールド２６と、ブリーザーホース２７と、を備える。

吸入管２０は、外部から気体を吸入する。吸入管２０は、気体中の塵等を取り除くフィルタを備える。

過給機２１は、タービンハウジング２２と、コンプレッサーハウジング２３と、を備える。タービンハウジング２２内の図略のタービンホイールは、排気ガスを利用して回転するように構成されている。コンプレッサーハウジング２３内の図略のコンプレッサホイールは、タービンホイールと同じシャフト２１ａ（図２）に接続されており、タービンホイールの回転に伴って回転する。過給機２１は、コンプレッサホイールが回転することにより、空気を圧縮して強制的に吸気を行うことができる。

過給管２４は、過給機２１によって吸入された気体が流れる。過給管２４の一側は過給機２１に接続されており、過給管２４の他側は吸気スロットル２５に接続されている。

吸気スロットル２５は、吸気バルブを備えている。吸気スロットル２５は、吸気バルブの開度を調整することで、シリンダに供給される気体の量を変化させることができる。吸気スロットル２５を通過した気体は、吸気マニホールド２６へ送られる。吸気バルブの開度は、図２に示すＥＣＵ（エンジン制御部、制御部）５０によって制御される。

吸気マニホールド２６は、吸気スロットル２５から供給された気体をシリンダ数に応じた数（本実施形態では４つ）に分けてシリンダヘッド１０へ供給する。シリンダヘッド１０には、シリンダヘッドカバー１１及びインジェクタ（燃料噴射装置）１２が配置されている。

インジェクタ１２は、所定のタイミングで燃焼室に燃料を噴射する。具体的には、インジェクタ１２は、図３に示すように上死点（ＴＤＣ）の近傍でメイン噴射を行うように構成されている。また、インジェクタ１２は、このメイン噴射の直前に騒音低減のためのプレ噴射を行ったり、プレ噴射の更に前のタイミングでＮＯｘ低減及び騒音低減のためのパイロット噴射を行ったりすることができる。また、インジェクタ１２は、メイン噴射の直後にＰＭの低減及び排気ガスの浄化促進及び温度上昇を目的としたアフター噴射を行ったり、アフター噴射の更に後のタイミングで温度上昇等を目的としたポスト噴射を行ったりすることができる。

このように燃料を噴射してピストンを駆動させることで、動力を発生させることができる。燃焼室では、ブローバイガス及び排気ガス等が発生する。

ブリーザーホース２７は、燃焼室で発生したブローバイガスを吸入管２０に供給する。これにより、未燃焼ガスが外部に排出されることを防止できる。

また、吸気マニホールド２６には、図２に示すように、吸気圧力センサ５１と、吸気温度センサ５２と、が取り付けられている。

吸気圧力センサ５１は、吸気マニホールド２６内の気体の圧力を検出してＥＣＵ５０へ出力する。ＥＣＵ５０は、入力された圧力を吸気圧と認識する。吸気温度センサ５２は、吸気マニホールド２６内の気体の温度を検出してＥＣＵ５０へ出力する。なお、吸気圧力センサ５１及び吸気温度センサ５２は、吸気マニホールド２６ではなく、それより上流の管等に配置されていても良い。

エンジン１００は、排気系の部材として、排気マニホールド３０と、排気管３１と、排気ガス浄化装置３２と、を備える。このように、排気ガス浄化装置３２を備えたエンジン１００を特に排気ガス浄化システムと称する。なお、排気ガス浄化装置３２は、エンジン１００と少し離れた位置に配置されていても良い。

排気マニホールド３０は、複数の燃焼室で発生した排気ガスをまとめて過給機２１のタービンハウジング２２へ供給する。また、排気マニホールド３０には、排気圧力センサ５３と、排気温度センサ５４と、が取り付けられている。

排気圧力センサ５３は、排気マニホールド３０内の気体の圧力を検出してＥＣＵ５０へ出力する。ＥＣＵ５０は、入力された圧力を排気圧と認識する。排気温度センサ５４は、排気マニホールド３０内の気体の温度を検出してＥＣＵ５０へ出力する。

排気マニホールド３０を通過した気体は、一部がＥＧＲ管４１を介してＥＧＲ装置４０へ供給されるとともに、残りが排気管３１を介して排気ガス浄化装置３２へ供給される。

また、エンジン１００は、吸気系及び排気系の部材としてＥＧＲ装置４０を備える。

ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲクーラ４２と、ＥＧＲバルブ４３と、を備えている。ＥＧＲクーラ４２は、排気ガスを冷却する。ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲバルブ４３の開度を調整することで、吸気マニホールド２６に供給される排気ガスの量を変化させることができる。ＥＧＲバルブ４３の開度は、ＥＣＵ５０によって制御される。ＥＣＵ５０は、例えば吸気圧と排気圧の差圧に基づいてＥＧＲバルブ４３の開度を調整する。

排気ガス浄化装置３２は、排気ガスを浄化して排出する。排気ガス浄化装置３２は、酸化触媒３３と、フィルタ３４と、を備える。酸化触媒３３は、白金等で構成されており、排気ガスに含まれる未燃燃料、一酸化炭素、一酸化窒素等を酸化（燃焼）するための触媒である。フィルタ３４は、例えばウォールフロー型のフィルタとして構成されており、酸化触媒３３で処理された排気ガスに含まれるＰＭ（粒子状物質）を捕集する。

また、排気ガス浄化装置３２には、酸化触媒温度センサ５５と、フィルタ温度センサ５６と、差圧センサ５７と、が取り付けられている。酸化触媒温度センサ５５は、排気ガス浄化装置３２の入口近傍（酸化触媒３３の排気上流側）の温度を検出する。フィルタ温度センサ５６は、酸化触媒３３及びフィルタ３４の間（フィルタ３４の排気上流側）の温度を検出する。なお、酸化触媒温度センサ５５及びフィルタ温度センサ５６が検出した温度を総称して浄化装置温度と称する。

差圧センサ５７は、フィルタ３４の上流側（酸化触媒３３の排気下流側）と、フィルタ３４の下流側の圧力差を検出してＥＣＵ５０へ出力する。ＥＣＵ５０は、差圧センサ５７の検出結果に基づいてフィルタ３４に堆積したＰＭ堆積量を算出する。なお、ＰＭ堆積量の算出方法としては、差圧を用いる以外にも、エンジン１００の動作履歴等に基づいて排気ガス浄化装置３２で起こる酸化反応を算出し、それに基づいてＰＭ堆積量を求めることもできる。

また、エンジン１００は、大気圧センサ５８（図２）を備えている。大気圧センサ５８は、大気圧を検出してＥＣＵ５０へ出力する。

次に、排気ガス浄化装置３２のフィルタ３４に堆積したＰＭを除去する制御（以下、再生制御）について図４を参照して説明する。本実施形態では、アシスト再生制御、リセット再生制御、ステーショナリ再生制御、及びリカバリ再生制御の少なくとも４種類の再生制御を行うことができる。

アシスト再生制御は、ＰＭ堆積量が所定以上となったタイミングで行われる。アシスト再生制御は、排気ガス浄化装置３２内が比較的低温（３００度から４００度程度）となるように行われる。この温度の場合、酸化触媒３３でＮＯ₂が発生し、このＮＯ₂によってＰＭが酸化除去される。アシスト再生制御では、吸気スロットル２５を利用するとともに、アフター噴射も行うが、ポスト噴射は行わない。なお、アシスト再生制御は、エンジンを使った作業中に行われる。

リセット再生制御は、所定時間（例えば数十時間から百数時間）毎に行われる。また、リセット再生制御は、アシスト再生制御を一定時間行ってもＰＭ堆積量が所定以上残っている場合にも行われる。リセット再生制御は、排気ガス浄化装置３２内が比較的高温（５００度から７００度程度）となるように行われる。この温度の場合、酸化触媒３３でＮＯ₂は発生せず、Ｏ₂によってＰＭが酸化除去される。リセット再生制御では、吸気スロットル２５を利用するとともに、アフター噴射及びポスト噴射を行う。ポスト噴射を行うことにより温度を上昇させることができる。なお、リセット再生制御は、エンジンを使った作業中に行われる。

ステーショナリ再生制御は、リセット再生制御を一定時間行ってもＰＭ堆積量が所定以上残っている場合に行われる。ステーショナリ再生制御は、リセット再生制御と同様に比較的高温（５００度から７００度程度）で行われる。また、ステーショナリ再生制御でも、吸気スロットル２５を利用するとともに、アフター噴射及びポスト噴射を行う。リセット再生制御とステーショナリ再生制御との違いは、リセット再生制御がエンジンを使った作業中に行われるのに対し、ステーショナリ再生制御は非作業中に行われることである。更に、ステーショナリ再生制御では、エンジン回転数を所定の高速回転速度に維持する。これにより、ステーショナリ再生制御では、リセット再生制御よりも好条件でＰＭを除去することができる。

リカバリ再生制御は、ステーショナリ再生制御を一定時間行ってもＰＭ堆積量が所定以上残っている場合に行われる。図４に示すように、リカバリ再生制御は、再生種別、制御対象及び作業可否の項目において、ステーショナリ再生制御と同一である。リカバリ再生制御は、第１リカバリ再生制御と第２リカバリ再生制御の２段階で構成される。

以下、リカバリ再生制御の移行時から終了までについて図５のフローチャートを参照して説明する。ステーショナリ再生制御では、ポスト噴射量を多くすることで高温の環境で再生制御を行う（Ｓ１１）。ＥＣＵ５０は、ステーショナリ再生制御の開始から所定時間（例えば数十分程度）経過後に、ＰＭ堆積量がＭ１以上か否か判断する（Ｓ１２）。

ＥＣＵ５０は、ＰＭ堆積量がＭ１以上であった場合、ステーショナリ再生制御によってＰＭが十分に除去されていないと判断し、リカバリ再生制御を行う。初めに、ＥＣＵ５０は、リカバリ第１再生制御を行う（Ｓ１３）。リカバリ第１再生制御は、ポスト噴射量を抑えることでステーショナリ再生制御よりも排気ガス浄化装置３２内の温度（より詳細には酸化触媒３３とフィルタ３４の間の温度）が低温で行われ、ステーショナリ再生制御よりも長時間（数時間程度）行われる。このように比較的低温で長時間掛ける処理がリカバリ再生制御の特徴であり、これにより、暴走燃焼のおそれがなくなった状態で、第２リカバリ再生制御を行うことができる。ＥＣＵ５０は、リカバリ第１再生制御の開始後所定時間（即ち数時間程度）経過後に、ＰＭ堆積量がＭ２以上か否か判断する（Ｓ１４）。

ＥＣＵ５０は、ＰＭ堆積量がＭ２以上であった場合、第１リカバリ再生制御によってＰＭが十分に除去されていないと判断し、第２リカバリ再生制御を行う（Ｓ１５）。第２リカバリ再生制御は、ステーショナリ再生制御と同等の処理である。そのため、ＥＣＵ５０は、ポスト噴射量を増加させて排気ガス浄化装置３２内の温度を上昇させる。この処理を数十分程度継続することで第２リカバリ再生制御が終了し、ＰＭが除去される。

次に、上記で説明した再生制御中の浄化装置温度に基づいてエンジンの異常を判定する処理について説明する。本実施形態では、浄化装置温度としてフィルタ温度センサ５６が検出した温度を用いるが酸化触媒温度センサ５５が検出した温度又は両方を用いても良い。なお、以下で説明する処理は、上記で説明したどの再生制御中に行っても良い。従来では、単一の判定温度及び判定時間でエンジンの異常を判定していたが、本実施形態のエンジン１００は、４通りの判定温度と判定時間でエンジンの異常を判定して、過昇温レベル１から４の何れに該当するか、又は、何れにも該当しない（即ち異常がない）かを判定する。

図６は、過昇温レベル１から４までの内容を示す表である。過昇温レベル１は、判定温度Ｔａ以上がＡ秒以上継続して観測された場合に該当する。表の下方の大小関係に示すように、過昇温レベル１は、判定温度が最も低いが、判定時間は最も長い。過昇温レベル１に該当した場合にＥＣＵ５０が行う温度低下制御は、ポスト噴射の噴射量の低減である。

過昇温レベル２は、判定温度Ｔｂ以上がＢ秒以上継続して観測された場合に該当する。表の下方の大小関係に示すように、過昇温レベル２は、判定温度が２番目に低く、判定時間は２番目に長い。過昇温レベル２に該当した場合にＥＣＵ５０が行う温度低下制御は、ポスト噴射の噴射量の低減、及び、アフター噴射の噴射量の低減である。

過昇温レベル３は、判定温度Ｔｃ以上がＣ秒以上継続して観測された場合に該当する。表の下方の大小関係に示すように、過昇温レベル３は、判定温度が２番目に高く、判定時間は２番目に短い。過昇温レベル３に該当した場合にＥＣＵ５０が行う温度低下制御は、ポスト噴射の噴射量の低減、アフター噴射の噴射量の低減、及び吸気スロットルの開度の調整である。

過昇温レベル４は、判定温度Ｔｄ以上がＤ秒以上継続して観測された場合に該当する。表の下方の大小関係に示すように、過昇温レベル４は、判定温度が最も高く、判定時間は最も短い。過昇温レベル４に該当した場合、ＥＣＵ５０は、フェイルセーフモードに移行させる処理を行う。フェイルセーフモードとは、エンジン回転速度を低下させ、所定の回転速度以上にならないように制御を行うモードである。

このように、判定温度と判定時間の大小が逆になるように定められている。これにより、浄化装置温度が高温の場合（即ち、緊急の場合）に早期に検出できるとともに、低温の場合の誤検出を防止できる。

なお、過昇温レベルの何れかに該当すると判定された場合は、警告音又は警告表示等によりユーザに報知する。ここで、過昇温レベルに応じて警告音等の態様を変更しても良い。特に、フェイルセーフモードに移行する過昇温レベル４は、その後に温度が低下してもフェイルセーフモードが解消しない等、他の過昇温レベルと状況が大きく異なるので、警告音等の態様を変更することが好ましい。

次に、過昇温レベルの判定を行う処理を具体的に説明する。図７は、過昇温レベルの判定を行うフローチャートである。

初めに、ＥＣＵ５０は、浄化装置温度がＴａ以上か否かを判定する（Ｓ２１）。ＥＣＵ５０は、浄化装置温度がＴａより小さい場合、エンジン１００に異常はないと判定して所定時間後に再びＳ２１の処理を行う。

ＥＣＵ５０は、浄化装置温度がＴａ以上である場合、浄化装置温度がＴｂ以上か否かを判定する（Ｓ２２）。ＥＣＵ５０は、浄化装置温度がＴｂより小さい場合、浄化装置温度がＴａ以上を持続した時間がＡ以上か否かを判断する（Ｓ２３）。ＥＣＵ５０は、この持続時間がＡより短い場合は、エンジン１００に異常はないと判定して所定時間後に再びＳ２１の処理を行う。ＥＣＵ５０は、この持続時間がＡ以上である場合、過昇温レベル１に該当すると判定し、該当する温度低下制御を実施する（Ｓ２４）。

ＥＣＵ５０は、浄化装置温度がＴｂ以上である場合（Ｓ２２でＹｅｓの場合）、浄化装置温度がＴｃ以上か否かを判定する（Ｓ２５）。ＥＣＵ５０は、浄化装置温度がＴｃより小さい場合、浄化装置温度がＴｂ以上を持続した時間がＢ以上か否かを判断する（Ｓ２６）。ＥＣＵ５０は、この持続時間がＢより短い場合は、上記のＳ２３に移行する。ＥＣＵ５０は、この持続時間がＢ以上である場合、過昇温レベル２に該当すると判定し、該当する温度低下制御を実施する（Ｓ２７）。

ＥＣＵ５０は、浄化装置温度がＴｃ以上である場合（Ｓ２５でＹｅｓの場合）、浄化装置温度がＴｄ以上か否かを判定する（Ｓ２８）。ＥＣＵ５０は、浄化装置温度がＴｄより小さい場合、浄化装置温度がＴｃ以上を持続した時間がＣ以上か否かを判断する（Ｓ２９）。ＥＣＵ５０は、この持続時間がＣより短い場合は、上記のＳ２６に移行する。ＥＣＵ５０は、この持続時間がＣ以上である場合、過昇温レベル３に該当すると判定し、該当する温度低下制御を実施する（Ｓ３０）。

ＥＣＵ５０は、浄化装置温度がＴｄ以上である場合（Ｓ２８でＹｅｓの場合）、浄化装置温度がＴｄ以上を持続した時間がＤ以上か否かを判断する（Ｓ３１）。ＥＣＵ５０は、この持続時間がＤより短い場合は、上記のＳ２９に移行する。ＥＣＵ５０は、この持続時間がＤ以上である場合、過昇温レベル４に該当すると判定し、フェイルセーフモードへ移行させる（Ｓ３２）。

このように、初めに判定温度の判定を行い、後に、判定温度の持続時間を判定することで、複数の過昇温レベルに同時に該当する場合であっても、高い方の過昇温レベルに該当するよう判定処理を行うことができる。従って、異常の度合いを的確に判定することができる。

なお、過昇温レベル１から３までに該当すると判定した場合であっても、過昇温レベルの判定処理を随時行い、過昇温レベルが低下した場合はそれに応じた温度低下制御に切り替える。例えば、初めに過昇温レベル２と判定され、温度低下制御を行って温度が低下することで過昇温レベル１と判定された場合、アフター噴射の制限を解除する。ただし、過昇温レベル４に該当すると判定した場合は、以後に温度が下がった場合であっても、安全性の観点から、フェイルセーフモードを継続する。

また、本実施形態では、エンジン回転速度及び燃料噴射量に応じて、ポスト噴射の噴射量の低減量、アフター噴射の噴射量の低減量、及び吸気スロットル２５の開度の制限量を調整している。具体的には、ＥＣＵ５０は、過昇温レベルの判定を行う前後にエンジン回転速度及び燃料噴射量を取得し、図８に示す調整量決定マップの何れの領域に該当するか判定する。

調整量決定マップでは、エンジン回転速度及び燃料噴射量の少なくとも一方が大きくなるに連れて、調整量（燃料噴射量の低減量等の割合）が大きくなるように領域が設定されている。これにより、エンジン１００の運転条件に応じて適切な調整量を決定することができる。

次に、図９を参照して、本実施形態の制御を行ったときの浄化装置温度の変化について説明する。

図９に示す細線は、過昇温と判定されない正常な場合の浄化装置温度を示している。その上側の２点鎖線は、過昇温レベル１と判定され、その後温度上昇が抑制された場合の浄化装置温度を示している。その上側の１点鎖線は、過昇温レベル２と判定され、その後温度上昇が抑制された場合の浄化装置温度を示している。その上側の破線は、過昇温レベル３と判定され、その後温度上昇が抑制された場合の浄化装置温度を示している。その上側の実線は、過昇温レベル４と判定され、フェイルセーフモードに移行して温度が急激に低下した場合の浄化装置温度を示している。

このように、本実施形態の制御を行うことで、過昇温レベルに応じた（即ち緊急度に応じた）温度低下処理を行うことができる。更に、フェイルセーフモードに移行するか否かの２択ではなく、間に温度低下制御を行うという選択肢を追加することで、部品に異常が発生していない場合は温度を下げることができるとともに、部品に異常が発生していれば過昇温レベル４に達した時点でその旨を検出することができる。従って、誤判定によりフェイルセーフモードに移行する可能性を低減できる。

以上に説明したように、本実施形態の排気ガス浄化システムは、排気ガス浄化装置３２と、酸化触媒温度センサ５５又はフィルタ温度センサ５６と、ＥＣＵ５０と、を備える。排気ガス浄化装置３２は、インジェクタ１２を備えたエンジン１００の排気経路に配置される。酸化触媒温度センサ５５又はフィルタ温度センサ５６は、排気ガス浄化装置の内部の温度である浄化装置温度を検出する。ＥＣＵ５０は、酸化触媒温度センサ５５又はフィルタ温度センサ５６が検出した浄化装置温度に基づいて制御を行う。ＥＣＵ５０は、判定温度が高いほど判定時間が短くなる判断条件に基づいて、過昇温を判定する制御を行う。ＥＣＵ５０は、過昇温と判定した場合に、浄化装置温度を低下させる温度低下制御を行う。

また、本実施形態の排気ガス浄化システムにおいて、温度低下制御では、１又は複数の温度低下処理が行われる。温度低下処理には、ポスト噴射の噴射量を低減する処理、アフター噴射の噴射量を低減する処理、及び、吸気スロットル２５の開度を制限する処理の少なくとも何れかが含まれる。

これにより、検出した浄化装置温度や吸気スロットル２５の有無に基づいて１又は複数の適切な温度低下処理を選択することで、浄化装置温度を適切に低下させることができる。

また、本実施形態の排気ガス浄化システムにおいて、判定温度が高いときに行う温度低下制御の方が、温度低下処理の数が多い。

これにより、第２条件を満たすときは浄化装置温度が高温なので、温度低下処理の数（制御対象の数）を多くすることで、浄化装置温度を素早く低下させることができる。

また、本実施形態の排気ガス浄化システムにおいて、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度及び燃料噴射量に応じて、温度低下処理の低減量又は制限量を変化させる。

これにより、エンジン１００の動作状況に応じて必要な分だけ、燃料の噴射量を低減したり、吸気スロットル２５の開度を制限したりすることができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

調整量決定マップは一例であり、領域の設定の仕方等を適宜変更することができる。また、通常時（過昇温と判定されていない時）であっても燃料噴射量とエンジン回転速度に応じてマップ等でポスト噴射の噴射量等が定められている場合、そのマップ等に更に調整割合を積算する構成でも良い。

本実施形態では、過昇温レベルのレベル数は４であるが、２、３、又は５以上であっても良い。

温度低下制御で行う処理は、上記で説明した処理に限られない。例えば、排気スロットルの開度を調整する処理を行っても良い。また、ポスト噴射又はアフター噴射の燃料噴射量を低減する処理に代えて、ポスト噴射又はアフター噴射を省略しても良い。

また、エンジン１００の構成及びＥＣＵ５０が行う処理は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。例えば、自然吸気式のエンジンにも本発明を適用することができる。

１２インジェクタ（燃料噴射装置）
２１過給機
２５吸気スロットル（吸気絞り装置）
２６吸気マニホールド
３０排気マニホールド
３２排気ガス浄化装置
３３酸化触媒
３４フィルタ
５０ＥＣＵ（制御部）
５５酸化触媒温度センサ（浄化装置温度センサ）
５６フィルタ温度センサ（浄化装置温度センサ）
１００エンジン

Claims

燃料噴射装置を備えたエンジンの排気経路に配置された排気ガス浄化装置と、
前記排気ガス浄化装置の内部の温度である浄化装置温度を検出する浄化装置温度センサと、
前記浄化装置温度センサが検出した前記浄化装置温度に基づいて制御を行う制御部と、
を備え、
第１温度が第２温度より高い値とし、第１時間が第２時間より短い値としたときに、
前記制御部は、
前記浄化装置温度が第１時間の間継続して第１温度以上となる第１条件を満たすと判断した場合は、前記エンジン回転速度を低下させ、所定のエンジン回転速度以上にならないように制御を行うフェイルセーフモードを実行し、
前記浄化装置温度が第２時間の間継続して第２温度以上となる第２条件を満たすと判断した場合は、前記フェイルセーフモードとは異なる制御であって前記浄化装置温度を低下させる制御である温度低下制御を行うことを特徴とする排気ガス浄化システム。
請求項１に記載の排気ガス浄化システムであって、
前記温度低下制御では、１又は複数の温度低下処理が行われ、
前記温度低下処理には、ポスト噴射の噴射量を低減する処理、アフター噴射の噴射量を低減する処理、及び、吸気絞り装置の開度を制限する処理の少なくとも何れかの処理項目が含まれることを特徴とする排気ガス浄化システム。
請求項２に記載の排気ガス浄化システムであって、
前記温度低下制御では、複数の過昇温レベルが設定されており、それぞれの過昇温レベルの判定において、前記浄化装置温度が当該過昇温レベルに応じた判定温度以上の状態が、当該過昇温レベルに応じた判定時間の間継続している場合は当該過昇温レベルの条件を満たすと判定され、
過昇温レベルが高くになるに連れて、判定温度が高くなるとともに判定時間が短くなり、更に前記温度低下処理の処理項目の数が多くなることを特徴とする排気ガス浄化システム。
請求項２又は３に記載の排気ガス浄化システムであって、
前記制御部は、エンジン回転速度及び燃料噴射量の少なくとも何れかが大きくなるに連れて、前記温度低下制御における、ポスト噴射の噴射量の低減量、アフター噴射の噴射量の低減量、及び吸気スロットルの開度の制限量の少なくとも１つを大きくすることを特徴とする排気ガス浄化システム。