WO2004076828A1

WO2004076828A1 - 排気ガス浄化フィルタの再生方法およびコンピュータプログラムプロダクト

Info

Publication number: WO2004076828A1
Application number: PCT/JP2004/002289
Authority: WO
Inventors: Tomohiro Iida
Original assignee: Ngk Insulators, Ltd.
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2004-09-10
Also published as: JP2004263579A

Abstract

本発明は、排気ガス浄化フィルタ（２２）により捕集されたスートを除去して前記排気ガス浄化フィルタ（２２）を再生する方法であって、前記フィルタ（２２）に対する上流側および下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいて前記フィルタ（２２）に堆積されているスートの堆積量を推定するステップと、前記フィルタ（２２）に供給される再生ガスとしての排気ガスの温度を、前記推定ステップにより推定されたスート堆積量に応じて可変制御するステップと、前記フィルタ（２２）に堆積したスートを燃焼させるために前記再生ガスを前記フィルタに供給するステップと、を備えていることを特徴とする。

Description

明細排気ガス浄化フィルタの再生方法おょぴコンピュータプログラムプロダクト技術分野

本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる黒煙微粒子を捕集して排気ガスを浄ィヒするための排気ガス浄化フィルタの再生方法において、そのフィルタにより捕集されたスートの量を正確に予測するための排気ガス浄化方法おょぴコンピュータプログラムプロダクトに関する。背景技術

ディーゼルエンジンは、燃费と耐久性に優れた動力源であり、そのェンジンから排出される炭化水素（H C ) および一酸化炭素（C O) はガソリンェンジンに比べて少ない。そのため、ディーゼルエンジンは、近年問題となつている地球温暖化に対して好ましい内燃機関である。

しかしながら、ディーゼルエンジンにおいて、その混合気燃焼時に発生する窒素酸化物（N O x ) および黒煙微粒子（スート）の排出量がガソリンェンジンに比べて多い。そのため、この N O Xおよぴスートを排出ガスから低減することが早急に改善すべき課題となっている。

この点、ディーゼルエンジンからの排気ガスの流路中に酸化触媒を設け、さらにその下流側に、セラミッタスの多孔質壁をフィルタ素子とする排気ガス浄化フィルタを設ける排気ガス浄化システムが知られている。この排気ガス浄化システムでは、ディ一ゼルェンジンから排出された排気ガス内の N O， C O , H C等を酸化触媒により酸化し、酸化後の排気ガスが排気ガス浄化フィルタの多孔質壁を通過する際に、その気孔部分において排気ガスに含まれるスートを捕集する。

この排気ガス浄化システムでは、フィルタの壁内の気孔部分およぴ壁表面で前記スートは捕集され、捕集されたスートは、未燃の H C、 C O等により燃焼除去されている。この場合、前記スートは燃焼除去される為、その時発生する熱によりフィルタが破損する場合がある。このため、前記フィルタが熱により破損しないように、フィルタにより捕集できるスート量には限界がある。

そこで、熱による破損を防止するため、以下のような技術が開示されている（S . A . E . 論文 2 0 0 0— 0 1— 0 4 7 3 『Passenger Car Serial Application of a Particulate Filter System on a Common Rail Direct Injection Diesel EngineJ 参照）。このシステムは、まず排気ガス浄化フィルタの上流側おょぴ下流側における排気ガスの圧力差（圧力損失）およぴ排気ガス温度をそれぞれ検出してフィルタ内に堆積しているスート量を予測する。そして、その予測値に基づいて、排気ガス浄化フィルタが捕集限界（再生限界量に達するスートが捕集されたことを表す）であるか否かを検出する。その後、このシステムは、その検出に応じて、排気ガス浄化フィルタに対して、酸化触媒を介して、スート着火以上の温度に上昇された排気ガスを供給して捕集されたスートを燃焼除去してフィルタを再生する。

上述した排気ガス浄化フィルタは、そのフィルタに堆積されたスート堆積量に基づいて定まる限界ガス温度を有している。すなわち、排気ガス浄化フィルタは、ある温度を超えた排気ガスが流入されるとフィルタ内に堆積したスートの燃焼によりフィルタが破損してしまう温度を有している。

この点、上述した排気ガス浄化フィルタ再生方法では、スート着火温度以上の温度を有する排気ガスを排気ガス浄化フィルタに供給して、そのフィルタにより捕集されたスートを燃焼除去している。そのため、上記破損防止の観点から、排気ガス浄化フィルタに供給される温度を、再生開始時におけるスート堆積量（初期スート堆積量）に基づく限界ガス温度以下に制御していた。

しかしながら、上述した排気ガス浄化フィルタ再生方法においては、常に排気ガスの温度を初期スート堆積量に基づく限界ガス温度以下に制御している。すなわち、再生中のフィルタにおける実際の堆積量とは無関係な温度制御を行っていたため、排気ガス浄化フィルタに堆積された全てのスートを除去する際に必要な時間（再生時間）を増長してしまう結果となり、フィルタ再生効率を悪化させていた。発明の開示

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、排気ガス浄化フィルタを破損させることなく、その排気ガス浄化フィルタに堆積されたスートを短時間で燃焼 ·再生させることができる排気ガス浄化ブイルタの再生方法おょぴコンピュータプログラムプロダクトを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の第 1の態様に係る排気ガス浄化フィルタの再生方法は、前記フィルタに対する上流側およぴ下流側の排気ガス間の, 圧力損失に基づいて前記フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定するステップと、前記フィルタに供給される再生ガスとしての排気ガスの温度を、前記推定ステップにより推定されたスート堆積量に応じて可変制御するステップと、前記フィルタに堆積したスートを燃焼させるために前記再生ガスを前記フィルタに供給するステップと、を備えていることを特徴とする。本発明の第 2の態様に係るコンピュータプログラムプロダクトは、記録媒体と、前記記録媒体に記録され、再生開始時において前記フィルタに対する上流側おょぴ下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいて前記フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定する手段と、前記記録媒体に記録され、前記フィルタに供給される再生ガスの温度を、前記推定手段により推定されたスート堆積量に応じて可変制御する手段と、を備えたことを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施形態に係る排気ガス浄化フィルタの再生方法が実行される排気ガス浄化システムの概略図である。

図 2は、図 1に示す D P Fの断面図である。

図 3は、図 1に示すマップデータの内容を説明するためのグラフである。図 4は、図 1に示すマップデータにおいて、スート堆積量に応じた排気ガス温度制御パターンを表すグラフである。

図 5は、図 1に示すマップデータにおいて、スート堆積量に応じた D P F 内の温度と排気ガス温度との相関関係を表すグラフである。

図 6は、図 1に示す排気ガス処理システムの動作を説明するためのフローチヤ一トである。図 7は、図 1に示す排気ガス処理システムの動作を説明するためのフローチヤ一トである。

図 8は、図 1に示す排気ガス処理システムの動作を説明するためのフローチヤ一トである。

図 9は、図 1に示す排気ガス処理システムの動作を説明するためのフローチヤ一トである。

図 1 0は、本実施形態の効果を説明するためのグラフである。

発明を実施するための最良の形態本発明に係る排気ガス浄化フィルタの再生方法おょぴコンピュータプログラムプロダクトの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図 1に示すように、排気ガス浄化システム 1は、排気ガス再循環方式（E G R方式）のディーゼルエンジン 1 1から排出される排気ガスを浄化するシステムである。

すなわち、エンジン 1 1の吸気ポートには吸気マ二ホールド 1 ³ aを介して吸気管 1 3 bが接続されており、その排気ポートには排気マユホールド 1 6 aを介して排気管 1 6 bが接続されている。上記吸気マ二ホールド 1 3 a 及び吸気管 1 3 bにより吸気通路 1 3が構成され、上記排気マユホールド 1 6 a及び排気管 1 6 bにより排気通路 1 6が構成される。吸気管 1 3 bには、ターボチャージャ 1 7のコンプレッサホイー^^ 1 7 aと、その吸気下流側に対して、コンプレッサホイール 1 7 aにより圧縮された吸気を冷却するインタークーラ 1 8とがそれぞれ接続されている。また排気管 1 6 bにはターボチャージャ 1 7のタービンホイール 1 7 bが接続されている。コンプレッサホイール 1 7 aとタービンホイール 1 7 とはシャフト 1 7 cにより連結されている。

このように構成された吸気系によれば、吸気は吸気管 1 3 bを介してコンプレッサホイール 1 7 aに流入する。コンプレッサホイール 1 7 aに流入した吸気は、圧縮されて高温となり、インタークーラ 1 8にて冷却された後、吸気量調整用の吸気絞り弁 1 9を介してエンジン 1 1に供給される。

また、上記排気管 1 6 bの出口側には、その排気ガス上流側から順に、酸化触媒 2 1及ぴディーゼルパティキュレートフィルタ（D P F ) 2 2が設けられている。酸化触媒 2 1は、排気ガス中の N O、 H C、 C O等を酸化するための触媒であり、 D P F 2 2は、排気ガス中の黒煙微粒子であるスートを捕集するためのフィルタである。酸化触媒 2 1及ぴ D P F 2 2は、排気管 1 6 bの直径を拡大した筒状の触媒容器 2 4に収容されている。

酸化触媒 2 1として白金系触媒を用いることができる。白金系触媒の例としては、白金一アルミナ触媒、白金ーゼォライト触媒及び白金一ゼォライト一アルミナ触媒を挙げることができる。白金一アルミナ触媒はコージェライトからなるハニカム基材に、担体としてアルミナ粉末を含むスラリ一をコーティングした後、白金を担持させて調製される。また白金ーゼォライト触媒はコージエライトからなるハニカム基材に、担体として水素イオン交換ゼォライト粉末（例えば H— Z S M— 5 )を含むスラリーをコーティングした後、白金を担持させて調製される。更に白金ーゼォライトーアルミナ触媒はコージェライトからなるハニカム基材に水素イオン交換ゼォライト粉末およびアルミナ粉末を含むスラリーをコーティングした後、 P tを担持させて調製される。

D P F 2 2は、コージェライトあるいは S i Cのようなセラミッタスからなる多孔質のハニカムフィルタである。具体的には、図 2に示すように、 D P F 2 2は、スートを除去できる径を有する複数の気孔を含む隔壁 2 2 aをフィルタ要素として有しており、この隔壁 2 2 aで仕切られた多角形断面構造を有する。この D P F 2 2では、これらの隔壁 2 2 aにより、複数の貫通孔 2 2 bが互いに平行に形成されている。また貫通孔 2 2 bの相隣接するセル入口 2 2 c及ぴセル出口 2 2 dは、交互にかつ千鳥状に塞がれている。図 2に示すように、エンジン 1 1から排出された排気ガス E 1は、酸化触媒 2 1により酸化される。つまり排気ガス中に含まれる N O、 C O、 H C等の成分が、発熱反応を伴い酸化される。そして酸化反応により高温となった排気ガスが、 D P F 2 2のセル入口 2 2 cにおける開放されたセルから D P F 2 2内に流入し、その隔壁 2 2 aの複数の気孔を通過して隣接した貫通孔 2 2 bに流入して、開放端のセル出口 2 2 dを通じて排出される。この隔壁 2 2 aの各気孔を通過するとき、排気ガス E 1に含まれるスートは、その各気孔によって隣接するセルへの流出を遮断されて各気孔内に堆積する。そのため DP F 2 2を通過した排気ガス E 2に含まれるスートの量を大幅に低減させることができる。

また、 EGRタイプのエンジン 1 1には、排気ガスの再循環用配管 2 5が接続されており、この再循環用配管 2 5の下流側には、冷却用の EGRクーラ 2 7が接続されている。また EGRクーラ 27に対する下流側には、ェンジン 1 1に対する再循環排気ガスの流量を制御するための EGR制御バルプ 2 9が接続されており、この再循環用配管 2 5の下流側端部は、エンジン 1 1の吸気管 1 3 bに接続されている。すなわち、エンジン 1 1から排出された排気ガスの一部は、再循環用配管 2 5を介して案内され、 EGRクーラ 2 7により冷却された後、吸気管 1 3 bに流入する。そして吸気管 1 3 bに案内されてきた吸気と前記排気ガスとが混合されてエンジン 1 1に流入する。これによりエンジン 1 1における排気ガス浄化効率の向上が図られている。

一方、タービンホイール 1 7 bと触媒容器 24との間の排気管 1 6 b、即ち酸化触媒 2 1の入口側（上流側）には、排気管 1 6 b内の排気ガス温度を検出するガス温度検出部 3 2が設けられている。このガス温度検出部 3 2から出力される検出信号 S I 1 (ガス温度信号 S I 1 ) は、電子制御装置（E CU) 3 4の図示しない制御入力ポートに入力される。なお ECUは、中央演算処理装置（C PU) などの演算装置及びメモリ等の記憶装置を含んでいる。

さらに、 ECU 3 4の制御入力ポートには、エンジン 1 1の回転速度を検出する回転センサ 3 8と、アクセル開度の変化を検出するアクセル開度変化センサ 4 0とがそれぞれ接続されている。前記回転センサ 3 8で検出されたエンジン回転信号 S I 2及ぴアクセル開度変化センサ 40で検出されたァクセル開度信号 S I 3は、それぞれ ECU 34に入力される。

また、排気ガス浄化システム 1には、酸化触媒 21に流入される排気ガス、すなわち、酸化触媒 21の上流側の排気ガスの圧力を検出する第 1圧力センサ 42 aと、 DPF 22から出力される排気ガスの圧力、すなわち、 DPF 22の下流側の排気ガスの圧力を検出する第 2圧力センサ 42 bとが設けられている。第 1圧力センサ 42 a及び第 2圧力センサ 42 bは圧力検出部 44に接続されており、圧力検出部 44は、 ECU 34の制御入力ポートに接続されている。圧力検出部 44は、第 1圧力センサ 42 a及び第 2圧力センサ 42 bによりそれぞれ検出された信号に基づいて、両者の圧力差である圧力損失を表す圧力損失信号 S I 4を E CU 34に出力する。

そして、 E CU 34の制御入力ポートには、ターボチャージャ 1 7のタービンホイール 1 7 bに流入される排気ガスの流量を検出するガス流量検出部 48が接続されている。このガス流量検出部 48から出力され、タービンホイール 1 7 bを介して D P F 22側へ排出される排気ガスの流量を表すガス流量信号 S I 5は、 E CU 34に入力されるようになっている。

さらに、このエンジン 1 1が搭載された車両の走行距離を検出する走行距離センサ 46が E CU 34に接続されている。走行距離センサ 46で検出された走行距離は、走行距離信号 S I 6として ECU34に出力される。 —方、 ECU 34の図示しない制御出力ポートは、ターボチャージャ 1 7 に接続されている。 ECU 34は、前記制御入力ポートを介して入力される走行情報に基づいて、ターボチャージャ 17の過給圧を制御する。このとき ECU 34は、ターボチャージャ 17に過給圧制御信号 S I 7を出力して制御する。また、 ECU34の制御出力ポートは、吸気絞り弁 19に接続されている。 ECU 34は、制御入力ポートを介して入力される走行情報に基づいて、吸気絞り弁 19の絞り量を制御してエンジン 1 1への吸気供給量を制御する。このとき ECU34は、吸気絞り弁 1 9に吸気量制御信号 S I 8を出力して制御する。さらに、 ECU 34の制御出力ポートは、 EGR制御パルブ 29に接続されている。 ECU 34は、制御入力ポートを介して入力される走行情報に基づいて、 E GR制御パルプ 29の絞り量を制御してェンジン 1 1への再循環排気ガスの供給量を制御する。このとき ECU34は、 E GR制御バルブ 29に排気ガス量制御信号 S I 9を出力して制御する。また、 ECU 34の制御出力ポートは、エンジン 1 1に対して接続されている。 E CU34は、制御入力ポートを介して入力される走行情報に基づいて、燃焼制御を行う。このとき E CU 34は、 D P F 22を再生するための再生開始信号 S I 10および再生終了信号 S I 1 1をそれぞれエンジン 1 1に対して出力して制御する。

また、 ECU 34のメモリ 45には、所定温度毎（例えば、 TA、 TB、 TC) に予め求められた、排気ガス流量毎の圧力損失と DP F 22で捕集により堆積されたスート量との関係を表すマップデータ MPが予め記憶されている。図 3は、所定温度 Tが T Aの時の排気ガス流量ごとの圧力損失及ぴスート堆積量を示す。ここで FA、 FB、 FCは排気ガス流量（Nm³,!!! i n) を示し、 S Lはフィルタに堆積したスートをそれ以上堆積させるとフィルタを再生させた時にフィルタを破損させてしまう限界を表す捕集量（限界スート堆積量）を示す。 PL (A)、 P L (B)、 PL (C) は、排気ガス流量が FA、 FB、 FCの時、限界スート堆積量 S Lにおける圧力損失を示す。図 3において、排気ガス流量は、 FA<FB<FCの関係にぁる。また所定温度 Tが TB及ぴ TCの時も、図 3に示すような排気ガス流量ごとの圧力損失及ぴスート堆積量の関係が存在する。

さらに、 ECU 34のメモリ 45には、図 4に示すように、スート堆積量 A、 B、 Cに応じた排気ガス温度制御パターンを表すデータがマップデータ MPとして記憶されている。ここでスート堆積量 A、 B、 Cは A>B>Cの関係にある。すなわち、スート堆積量が A (g/L) においては再生ガスとしての排気ガスの温度を AG (°C) で再生時間を TA分とし、スート堆積量が B (g/L) においては再生ガスとしての排気ガスの温度を B G (°C) で再生時間を TB分とし、スート堆積量が C (g/L) においては再生ガスとしての排気ガスの温度を CG (°C) で再生時間を TC分とする。また図 4で排気ガスの温度は AG<BG<CGの関係にある。

ここで、スート堆積量 A、 B、 Cに応じた DP F 22内の温度と排気ガス温度と間には、図 5に示す関係がある。つまり、スート堆積量が A (g/L) において、排気ガス温度が AL (°C) の時の DP F 22内の温度を限界温度 T_MAXとして表し、スート堆積量が B (g/L) において、排気ガス温度が BL (°C) の時の DP F 22内の温度を限界温度 T_MAXとして表し、スート堆積量が C (g/L) において、排気ガス温度が CL (°C) の時の DP F 2 2内の温度を限界温度 T_MAXとして表している。ここで限界温度 T_MAXとは、 DPF 22が破損しないフィルタ内最高温度である。

したがって、スート堆積量が A (g/L) においては、排気ガス温度 AG を AGく AL (限界ガス温度）に制御し、スート堆積量が B (g/L) においては、排気ガス温度 B Gを B Gく B Lに制御し、スート堆積量が C (g/ L) においては、排気ガス温度 CGを CG<B Lに制御する必要がある。一方、 ECU 34には、カウント処理用のカウンタ 47が内蔵されている。そして、 ECU 34には、メモリ 45が設けられている。メモリ 45には、上述した各センサより出力された信号に基づいて E CU 34を機能させるためのプログラム PRが記憶されている。このメモリ 45には、読み取り専用メモリ、読み書き専用等メモリ、持ち運びできる媒体等が含まれる。次に本実施形態の全体動作について、特に、 ECU 34の処理を中心に説明する。なお、図 6から 9に示すフローチャートは、排気ガス浄化システム 1全体の処理や信号も示している。

E CU 34は、プログラム PRに従って動作している。また E CU 34は、制御入力ポートを介してそれぞれ入力される走行情報に基づいて、制御出力ポートを介して図 6力ゝら図 9に示すスート量推定制御を含むフィルタ再生制御を行っている。このとき ECUは、走行制御を実行して車両を通常走行させる制御も実行している。

ECU 34は、ガス温度検出部 32から検出され、そのガス温度検出部 3 2から送られてくるガス温度信号 S I 1を読み込む（ステップ S 1および S 2)。そして E CU 34は、このガス温度信号 S I 1に基づいて、現在の排気ガス温度 Tが T = T Aか、あるいは T = TB力 \ もしくは T = TCか判断する (ステップ S 3、 S 4、 S 5)。

ステップ S 3の判断が YE Sの場合、すなわち、現在の排気ガス温度丁が T = TAの場合には、 ECU 34は、メモリ 45に記憶された温度 T Aに対応するマップデータ MPを参照してスート堆積量と圧力損失との関係を把握する（ステップ S 6)。一方、ステップ S 3の判断が NO (N) でステツプ S 4の判断が YE Sの場合、すなわち、現在の排気ガス温度 T^ST = TB の場合には、 ECU34は、メモリ 45に記憶された温度 TBに対応するマップデータ MPを参照してスート堆積量と圧力損失との関係を把握する（ステツプ S 7)。他方、ステップ S 3およびステップ S 4の判断がそれぞれ N Oで、ステップ S 5の判断が YESの場合、すなわち、現在の排気ガス温度 Tが T = TCの場合には、 ECU34は、メモリ 45に記憶された温度 TC に対応するマップデータ MPを参照してスート堆積量と圧力損失との関係を把握する（ステップ S 8)。次いで、 ECU 34は、ガス流量検出部 48により検出され、ガス流量検出部 48から送信されてきたガス流量信号 S I 5を読み込む（ステップ S 9、 S 10)。このガス流量信号 S I 5に基づいて、現在の排気ガス流量 Fが F =FAか、あるいは F = FB力、もしくは F = F Cか判断する（ステップ S 11、 S 1 2、 S 13)。

ステップ S 1 1の判断が YE Sの場合、すなわち、現在の排気ガス流量 F が F = F Aの場合には、 ECU 34は、予め求められた現在の排気ガス温度丁 =丁ぉょぴ排気ガス流量1^ = から、マップデータ MPに基づいて、現在の排気ガス温度 T = T Aおよび排気ガス流量 F = F Aにおける限界ス一ト堆積量 S Lに対応する圧力損失 P L (A)を把握する。さらに E CUは、圧力検出部 44により検出され、その圧力検出部 44から送られてくる圧力損失信号 S I 4を読み込む (ステップ S 14およびステップ S 15)。そして ECU 34は、圧力損失信号 S I 4に基づいて、圧力損失信号 S I 4に対応する現在の圧力損失 Pが上記限界スート堆積量 S Lに対応する圧力損失 PL (A) 以上であるか否か判断する (ステップ S 16)。

このステップ S 16の判断が NOの場合、すなわち、現在の圧力損失 Pが限界スート堆積量 S Lに対応する圧力損失 P L (A)よりも小さい場合には、 ECU 34は、現在の排気ガス温度おょぴ流量における現在の D P F 22の堆積量は限界ではないものと判断し、ステップ S 1以降の処理を繰り返し行う（ステップ S 16→NO)。

—方、ステップ S 1 1の判断が NOでステップ S 12の判断が YE Sの場合、すなわち、現在の排気ガス流量 Fが F==F Bの場合には、 ECU 34は、予め求められた現在の排気ガス温度 T = TBおよぴ排気ガス流量 F = FB から、マップデータ MPに基づいて、現在の排気ガス温度 T = TBおよぴ排気ガス流量 F = FBにおける限界スート堆積量 S Lに対応する圧力損失 P L (B)を把握する。さらに ECU 34は、圧力検出部 44により検出され、その圧力検出部 44から送られてくる圧力損失信号 S I 4を読み込む。（ステツプ S 1 7およびステップ S 18)。そして ECU34は、この圧力損失信号 S I 4に基づいて、圧力損失信号 S I 4に対応する現在の圧力損失 Pが上記限界スート堆積量 S Lに対応する圧力損失 P L (B)以上であるか否か判断する（ステップ S 19)。

このステップ S 1 9の判断が NOの場合、すなわち、現在の圧力損失 Pが限界スート堆積量 S Lに対応する圧力損失 P L (B)よりも小さい場合には、 ECU 34は、現在の排気ガス温度および流量における現在の DP F 22の堆積量は限界ではないものと判断し、ステップ S 1以降の処理を繰り返し行う（ステップ S 19→NO)。

他方、ステップ S 1 1およびステップ S 12の判断がそれぞれ NOでステップ S 1 3の判断が YE Sの場合、すなわち、現在の排気ガス流量が1^ = FCの場合には、 ECU 34は、予め求められた現在の排気ガス温度 T = T Cおよび排気ガス流量 F = F から、マップデータ MPに基づいて、現在の排気ガス温度 T = TCおよび排気ガス流量 F = F Cにおける限界スート堆積量 S Lに対応する圧力損失 P L (C) を把握する。さらに ECU 34は、圧力検出部 44により検出され、その圧力検出部 44から送られてくる圧力損失信号 S I 4を読み込む（ステップ S 20およびステップ S 21)。 EC U34は、この圧力損失信号 S I 4に基づいて、圧力損失信号 S I 4に対応する現在の圧力損失 Pが上記限界スート堆積量 S Lに対応する圧力損失 P L (C) 以上であるか否か判断する（ステップ S 22)。

このとき、何れか 1つの判断処理における判断が YE S、すなわち、現在の圧力損失 Pが上記限界スート堆積量 S Lに対応する圧力損失 P L以上である場合、言い換えれば、現在の DP F 22のスート堆積量が限界に到達したと判断した場合、 ECU 34は、その現在の圧力損失 Pに基づいて、スート堆積量を特定する（ステップ S 23〜S 25)。

次いで、 ECU 34は、特定されたスート堆積量に加えて、走行距離センサ 46から出力された車両の走行距離信号 S I 6に基づいて、フィルタ再生前の初期スート堆積量 A (g/L) を推定する（ステップ S 26)。さらに ECU34は、この初期スート堆積量 A (g/L) に基づく 1回目の再生開始信号 S I 10をエンジン 1 1に対して送信する（ステップ S 27)。そして、 ECU34は、カウンタ 47を介して再生時間カウント処理をスタートする（ステップ S 28)。

その後、エンジン 1 1において燃焼行程の後半に再度燃料が噴射されることにより、未燃焼ガスを酸化触媒 21内で燃焼させることにより排気ガス温度を上昇させて DP F 22へ供給し、 DP F 22に堆積されたスートを燃焼するフィルタ再生制御が実行される（ステップ S 29)。

続いて、 ECU 34は、ガス温度検出部 32により検出されたガス温度信号 S I 1を検出する（ステップ S 30および S 31)。さらに ECU34は、メモリ 45のマップデータ MPを参照し、排気ガス温度を T = AGとする。そして ECU 34は、この排気ガス温度 AGが初期スート堆積量 A (g/L) に対応する限界ガス温度 ALを超えないように制御する（ステップ S 32)。このように、排気ガス温度 AG< A Lを維持しながら（ステップ S 32→ YES), ECU34は、再生処理を継続してカウンタ 47による再生時間のカウントを行う。 ECU34は、そのカウンタ 47のカウント値から再生時間 t =TAを検出する（ステップ S 33)。そして ECU34は、再生時間 t =T A経過後、カウンタ 47をリセットしてガス温度検出部 32により検出されたガス温度信号 S I 1を受信する（ステップ S 34)。その後 EC U 34は、再生時間 t =T Aおよび排気ガス温度に基づいてマップデータ M Pを参照し、スート燃焼量 B 1を算出する（ステップ S 36)。

次いで、 ECU 34は、車両の走行距離を参照しながら、初期スート堆積量 A (g/L) からスート燃焼量 B 1を減算することにより、 1回目のフィルタ再生後の残存スート堆積量 B (g/L)を算出する（ステップ S 37)。続いて、 ECU 34は、 1回目のフィルタ再生後の残存スート堆積量 B (g ZL)に基づく 2回目の再生開始信号 S I 10である燃料噴射用制御信号をエンジン 1 1に対して送信する（ステップ S 38)。そして ECU 34は、カウンタ 47を介して再生時間カウント処理をスタートする（ステップ S 3 9)。

その後、エンジン 1 1において燃焼行程の後半に再度燃料が噴射されることにより、未燃焼ガスを酸化触媒 21内で燃焼させることにより排気ガス温度を上昇させて DP F 22へ供給し、 D P F 22に堆積されたスートを燃焼するフィルタ再生制御が実行される（ステップ S 40)。

続いて、 ECU 34は、ガス温度検出部 32により検出されたガス温度信号 S I 1を検出する（ステップ S 41および S 42)。さらに ECU34は、メモリ 45のマップデータ MPを参照し、排気ガス温度を T = B Gとする。そして E CU 34は、この排気ガス温度 B Gが残存スート堆積量 B (g/L) に対応する限界ガス温度 B Lを超えないように制御する（ステップ S 43)。このように、排気ガス温度 B G<限界ガス温度 B Lを維持しながら（ステップ S 43→YES)、 ECU34は、再生処理を継続してカウンタ 47による再生時間のカウントを行う。 ECU 34は、そのカウンタ 47のカウント値から再生時間 t =TBを検出する（ステップ S 44)。そして ECU3 4は、再生時間 t = TB経過後、カウンタ 47をリセッしてガス温度検出部 32により検出されたガス温度信号 S I 1を受信する（ステップ S 45)。その後 ECU 34は、再生時間 t = TBおよび排気ガス温度に基づいてマツプデータ MPを参照し、スート燃焼量 B 2を算出する（ステップ S 46)。次いで、 ECU 34は、車両の走行距離を参照しながら、 1 s t再生後の残存スート堆積量 B (g/L) からスート燃焼量 B 2を減算する事により、 2回目のフィルタ再生後の残存スート堆積量 C (g/L) を算出する（ステップ S 47 )。

そして、 ECU 34は、 2回目のフィルタ再生後の残存スート堆積量 C(g /L)に基づく 3回目の再生開始信号 S I 10である燃料噴射用制御信号をエンジン 1 1に対して送信する（ステップ S 48)。そして ECU 34は、カウンタ 47を介して再生時間カウント処理をスタートする（ステップ S 4 9)。

この後、エンジン 1 1において燃焼行程の後半に再度燃料が嘖射されることにより、未燃焼ガスを酸化触媒 21内で燃焼させることにより排気ガス温度を上昇させて D P F 22へ供給し、 D P F 22に堆積されたスートを燃焼するフィルタ再生制御が実行される（ステップ S 50)。

続いて、 ECU 34は、ガス温度検出部 32により検出されたガス温度信号 S I 1を検出する（ステップ S 51および S 52)。さらに ECU 34は、メモリ 45のマップデータ MPを参照し、排気ガス温度を T = CGとする。そして ECU34は、この排気ガス温度 C Gが限界ガス温度 C Lを超えないように制御する（ステップ S 53)。

このように、排気ガス温度 CG<限界ガス温度 C Lを維持しながら（ステップ S 53→YE S；)、 ECU 34は、再生処理を継続してカウンタ 47による再生時間のカウントを行う。 ECU34は、そのカウンタ 47のカウント値から再生時間 t =TCを検出する（ステップ S 54)。そして ECU3 4は、再生時間 t =TC経過後、カウンタ 47をリセットしてガス温度検出部 32により検出されたガス温度信号 S I 1を受信する（ステップ S 55)。その後 E CU 34は、再生時間 t =TCおよび排気ガス温度に基づいてマツプデータ MPを参照し、スート燃焼量 B 3を算出する（ステップ S 56)。次いで、 ECU 34は、車両の走行距離を参照しながら、 2 s t再生後の残存スート堆積量 C (g/L) からスート燃焼量 B 3を減算する事により、 3回目（3 s t ) のフィルタ再生後の残存スート堆積量 D (g/L) を算出する（ステップ S 57)。

続いて、 E CU 34は、エンジン 1 1に対して再生終了信号 S I 1 1である燃料噴射終了信号を送信してフィルタ再生制御を終了する（ステップ S 5 8)。そして ECU 34は、通常運転でのエンジン制御に戻る（ステップ S 59)。

ここで、本実施形態のフィルタ再生方法およびプログラムの効果を図 10 を参照して説明する。

すなわち、図 10における符号 Wで示すように、再生開始時の初期スート堆積量 A (g/L) で継続してフィルタ再生を実行した場合は、その途中において D P F 22におけるスート堆積量が変化している（A→B→C) にも係わらず、一定の排気ガス温度 AGに基づいて再生が行われている。そのた 'め、再生終了まで非常に時間がかかる再生方法となっている。

しかしながら、本実施形態では、再生開始後、 DPF 22に堆積されるスート堆積量が段階的に変化し（A→B→C)、その段階的変化に対応してそれぞれの限界ガス温度も段階的に変化する（AL→B L→CL) ことを利用している。そのため、それぞれの段階的に変化するスート堆積量毎に最適な排気ガス温度（再生ガス温度）となるように排気ガス温度を段階的に変化させることにより、再生時間を短縮することができる。

例えば、図 10に示すように、スート堆積量が A (g/L) の場合には、このスート堆積量 A (g/L) に対応する限界ガス温度 AL未満で、かつその限界ガス温度 A Lに近似する排気ガス温度 AGを再生温度に設定する。そしてスート堆積量が A (g/L) から B (g/L) に減少した場合には、再生温度を、このスート堆積量 B (g/L) に対応する限界ガス温度 B L未満で、かつその限界ガス温度 B Lに近似する排気ガス温度 BGに上昇させる。その後、スート堆積量が B (g/L)から C (g/L)に減少した場合には、再生温度を、このスート堆積量 C (g/L) に対応する限界ガス温度 C L未満で、かつその限界ガス温度 C Lに近似する温度 CGに上昇ざせる。このような制御をすることにより、 DPF 22を破損させることなく、その再生時間を短縮させることができる。

また、本実施形態では、排気ガスの温度を、限界ガス温度ではなく、その限界ガス温度未満で、かつその限界ガス温度に非常に近似した温度に設定している。そのため、例えば突然のアイドリングが生じても、 DP F 22に影響を与えることがなく、信頼性を十分に確保しながら再生時間の短縮を図ることができる。

なお、本実施形態では、再生ガスの温度を 3段階に分けて変化させたが、本発明はその構成に限定されるものではなく、限界ガス温度が段階的に変化する残存スート堆積量の変化に応じて再生ガスの温度を変化させればよい。産業上の利用の可能性

以上説明したように、本発明に係る排気ガス浄化フィルタの再生方法およびコンピュータプログラムプロダクトによれば、再生時において、フィルタに堆積されるスート量の変化に応じて、再生ガスの温度を可変制御することを特徴としている。そのため、そのスート量の変化に最適な再生温度を設定することが可能になり、従来の一定の再生温度でのフィルタ再生処理と比べて、再生時間を短縮することができ、フィルタ再生効率を向上させることができる。

Claims

請求の範囲

1 .排気ガス浄化フィルタにより捕集されたスートを除去して前記排気ガス浄化フィルタを再生する方法であって、

前記フィルタの圧力損失に基づいて前記フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定するステップと、

前記フィルタに供給される再生ガスとしての排気ガスの温度を、前記推定ステップにより推定されたスート堆積量に応じて可変制御するステップと、前記フィルタに堆積したスートを燃焼させるために前記再生ガスを前記フィルタに供給するステップと、

を備えていることを特徴とする排気ガス浄化フィルタの再生方法。

2 . 請求項 1に記載の排気ガス浄化フィルタの再生方法であって、

前記可変制御ステップでは、当該スート堆積量により定まる再生限界温度以下で、かつ当該再生限界温度に近接する温度に再生ガス温度を制御することを特徴とする排気ガス浄化フィルタの再生方法。

3 . 請求項 2に記載の排気ガス浄化フィルタの再生方法であって、

前記推定ステップは、前記再生ガスの供給温度、供給時間および前記スート推定量に基づいて前記フィルタに残存するスート堆積量を複数段階毎に算出するステップであり、

前記可変制御ステップは、前記各段階毎のスート堆積量に基づいて、各段階毎における前記再生ガスを、当該各段階毎に算出されたスート堆積量により定まる再生限界温度以下の温度に制御するステップであることを特徴とする排気ガス浄化ブイルタの再生方法。

4 . 請求項 1に記載の排気ガス浄化フィルタの再生方法であって、

前記可変制御ステップでは、前記スート堆積量が少なくなるほど再生ガス温度を上昇させることを特徴とする排気ガス浄化フィルタの再生方法。

5 .排気ガス浄化フィルタにより排気ガスから捕集されたスートを燃焼して当該フィルタを再生するために用いられるコンピュータプログラムプロダクトであって、

記録媒体と、

前記記録媒体に記録され、再生開始時において前記フィルタに対する上流側および下流側の排気ガス間の圧力損失に基づいて前記フィルタに堆積されているスートの堆積量を推定する手段と、

前記記録媒体に記録され、前記フィルタに供給される再生ガスの温度を、前記推定手段により推定されたスート堆積量に応じて可変制御する手段と、を備えたことを特徴とするコンピュータプログラムプロダクト。