WO2007010699A1 - 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

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 Download PDF

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WO2007010699A1
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gas purification
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Takashi Haseyama
Yasuo Okamoto
Tatsuo Mashiko
Yoshinobu Watanabe
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Isuzu Motors Limited
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Definitions

  • the present invention includes an exhaust gas temperature raising control for performing post injection in order to recover the purification ability of an exhaust gas purification device for purifying components in exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine.
  • the present invention relates to an exhaust gas purification system control method for performing regeneration control and an exhaust gas purification system.
  • PM particulate matter: hereinafter referred to as PM
  • PM exhausted particulate matter
  • a technology has been developed to collect this PM with a filter called Diesel Particulate Filter (DPF) and reduce the amount of PM discharged to the outside.
  • DPF Diesel Particulate Filter
  • DPF equipment and continuous regeneration type DPF equipment carrying a catalyst.
  • the filter clogging exceeds a predetermined amount, the exhaust gas is forcibly raised to forcibly collect the collected PM.
  • Regeneration control for burning and removal hereinafter referred to as PM regeneration control
  • This filter clogging can be detected by detecting the differential pressure across the filter, or by calculating the map force using the preset map data from the engine operating state to obtain the accumulated PM amount.
  • exhaust temperature raising control is performed, for example, as described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-232496.
  • the exhaust gas flowing into the filter is controlled by performing exhaust gas temperature increase control.
  • the temperature rises above the temperature at which PM collected by the filter burns. This raises the filter temperature and burns and removes PM to regenerate the filter.
  • post-injection is performed in addition to multi-injection in order to increase the effect of temperature increase when exhaust gas is heated.
  • fuel injection is performed in multiple stages, and control is performed when the injection timing is delayed without igniting the main injection by connecting a fire.
  • control is performed to inject at a later time than multi-injection.
  • the multi-injection amount is determined by map data using the engine speed (engine speed) and the main fuel injection amount as parameters.
  • the main fuel injection amount is determined based on the accelerator opening and the rotational speed.
  • the main fuel injection amount (threshold: solid line A) Qs that prohibits multi-injection is determined with respect to the engine speed Ne on the horizontal axis. If the main fuel injection amount Qf is smaller than the amount Qs and enters the multi-injection prohibited region Rs, multi-injection is prohibited. Further, post-injection is also prohibited along with the prohibition of multi-injection.
  • the dotted line B is the main fuel injection amount Qb when the torque generated by fuel injection and the friction are balanced when the torque is 0 (zero) Nm.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-232496
  • An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system including an exhaust gas purification device for purifying components in exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine.
  • an exhaust gas purification device for purifying components in exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine.
  • the engine operating condition of medium or high load In order to restore the purification capacity of the purification equipment, during the exhaust temperature rise control, where the temperature of the exhaust gas is raised by performing the post injection in the cylinder fuel injection control, the engine operating condition of medium or high load, even when the catalyst temperature is high and the fuel injection amount temporarily shifts to a state where the fuel injection amount is low, such as downhill operation or deceleration operation, the catalyst temperature is prevented from lowering. Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system control method and an exhaust gas purification system that can shorten the regeneration time and improve fuel efficiency.
  • an exhaust gas purification system control method comprises an exhaust gas purification device for purifying components in exhaust gas in an exhaust passage of an internal combustion engine. And an exhaust gas purification system comprising a regeneration control means for performing regeneration control with post injection in in-cylinder fuel injection control in order to restore the purification capability of the exhaust gas purification device.
  • the first injection control for performing normal injection at the main fuel injection amount is performed, and the catalyst temperature index value is higher than the predetermined determination value
  • the second injection control is performed in which the post-injection is performed with the injection amount calculated according to the catalyst temperature index value, while the main fuel injection amount calculated from the engine speed and the accelerator opening amount is predetermined.
  • the third injection control is performed in which post injection is performed in addition to multi injection of the main fuel injection amount.
  • the catalyst temperature index value is an index value used to represent the catalyst temperature (catalyst bed temperature) of the catalyst of the oxidation catalyst device provided in the exhaust gas purification device, the catalyst of the filter with catalyst, and the like.
  • the catalyst temperature index value is the catalyst temperature when the catalyst temperature can be detected.
  • This catalyst temperature index value is the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst-carrying device and represents the catalyst temperature. When it is used, it is the exhaust gas temperature.
  • this catalyst temperature index value is an index value determined by these parameters when estimating the catalyst temperature from parameters such as engine speed and load (including history if history is included).
  • the fuel injection amount is temporarily small, such as a downhill operation or a deceleration operation. If the catalyst temperature index value is checked and the catalyst temperature is equal to or higher than the catalyst activation temperature (for example, 250 ° C), multi-injection is not performed, but normal injection is performed. Perform injection control with post-injection. By this post injection, in addition to the heat of the fuel used for torque generation, part of the fuel injected during the expansion stroke or exhaust stroke burns in the cylinder, exhaust manifold or exhaust pipe, raising the exhaust gas temperature.
  • the catalyst activation temperature for example, 250 ° C
  • the fuel that has flowed into the exhaust gas in an unburned state is oxidized by the oxidation catalyst, and the heat generated by this oxidation reaction raises the temperature of the exhaust gas.
  • the exhaust gas is heated by the injection control for performing the boost injection, and the catalyst temperature is maintained. As a result, it is possible to prevent the catalyst temperature from being lowered, so that a reduction in regeneration efficiency can be avoided. Therefore, the reproduction time can be shortened and fuel consumption can be improved.
  • the exhaust gas purification device of the above exhaust gas purification system uses post injection for exhaust gas purification capability. As long as the exhaust gas device recovers, it can be widely applied.
  • an exhaust gas purification system of the present invention for achieving the above object includes an exhaust gas purification device for purifying components in exhaust gas in an exhaust passage of an internal combustion engine, and In the exhaust gas purification system provided with catalyst regeneration control means for performing regeneration control with post injection in in-cylinder fuel injection control in order to restore the purification capacity of the exhaust gas purification device,
  • the catalyst regeneration control means is the exhaust gas temperature raising control during the regeneration control and the main fuel injection amount calculated from the engine speed and the accelerator opening is lower than a predetermined determination injection amount
  • the catalyst temperature index value indicating the catalyst temperature of the catalyst device of the exhaust gas purification device is lower than a predetermined determination value
  • the first injection control for performing the normal injection at the main fuel injection amount is performed,
  • the catalyst temperature index value is higher than the predetermined determination value Case, in addition to the normal injection of the main fuel injection amount, the injection amount calculated in accordance with the catalyst temperature index If the main fuel injection amount calculated from the engine speed and the accelerator opening force is equal to or greater than a predetermined
  • the continuous regeneration type diesel particulate filter device includes a continuous regeneration type diesel particulate filter device in which an oxidation catalyst is supported on the filter, and an upstream side of the filter. Any one or a combination of a continuously regenerating diesel particulate filter device provided with an oxidation catalyst and a continuously regenerating diesel particulate filter device having a catalyst supported on the filter and an oxidation catalyst provided upstream of the filter. Can be adopted.
  • an exhaust gas purification device for purifying components in the exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine.
  • the exhaust gas temperature control of the regeneration control to restore the purification performance of this exhaust gas purification device the catalyst temperature is high as in the engine operating state of medium load and high load! Even when the fuel injection amount temporarily shifts to a low state, such as downhill driving or deceleration operation, the catalyst temperature index value is checked and the catalyst temperature is not less than the catalyst activation temperature.
  • the exhaust gas temperature can be maintained and the catalyst temperature can be maintained by injection control with post injection added to normal injection. Therefore, the reproduction time can be shortened and the fuel consumption can be improved.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of an exhaust gas purification system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of control means of the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a playback control flow.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between an engine speed and a predetermined determination injection amount of a main fuel injection amount.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a map for DPF control of an exhaust gas purification system.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a DPF control flow of the exhaust gas purification system.
  • FIG. 1 shows the configuration of an exhaust gas purification system 1 of this embodiment.
  • the exhaust gas purification system 1 is configured by providing a continuous regeneration type DPF device 12 in an exhaust passage 11 of a diesel engine (internal combustion engine) 10.
  • This continuous regeneration type DPF device 12 is configured to have an oxidation catalyst 12a on the upstream side and a filter 12b with catalyst on the downstream side.
  • an exhaust throttle valve (exhaust throttle) 13 is provided on the downstream side of the continuous regeneration type DPF device 12.
  • the acid catalyst 12a is formed by supporting an oxidation catalyst such as platinum (Pt) on a support such as a porous ceramic hard cam structure.
  • the filter with catalyst 12b is a monolith-chamber wall flow type filter in which the inlet and outlet of the porous ceramic hearth channel are alternately sealed, and a felt-like shape in which inorganic fibers such as alumina are randomly laminated. It is formed with the filter etc.
  • a catalyst such as platinum or cerium oxide is carried on the filter portion.
  • PM diesel particulates: particulate matter
  • PM is collected by the inorganic fibers of the filter.
  • a differential pressure sensor 21 is provided in the conducting pipe connected before and after the continuous regeneration type DPF device 12. Further, an oxidation catalyst inlet exhaust temperature sensor 22 is provided upstream of the oxidation catalyst 12a for regeneration control of the filter with catalyst 12b, and the filter inlet exhaust temperature is between the acid catalyst 12a and the filter with catalyst 12b. A sensor 23 is provided.
  • Output values of these sensors are input to a control device (ECU: engine control unit) 30 that performs overall control of the operation of the engine 10 and also performs regeneration control of the continuous regeneration type DPF device 12.
  • the control signal output from the control device 30 causes the intake throttle valve 16 provided in the intake passage 14, the fuel injection device (injection nozzle) 17 of the engine 10, and the EGR A valve (not shown) or the like is controlled.
  • the intake throttle valve 16 adjusts the amount of intake air A that passes through the air cleaner 15 and enters the intake manifold.
  • the EGR valve is installed in the EGR passage (not shown) along with the EGR cooler (not shown) to adjust the EGR amount.
  • the fuel injection device 17 is connected to a common rail injection system (not shown) that temporarily stores high-pressure fuel boosted by a fuel pump (not shown).
  • the control device 30 includes information such as the accelerator speed from the accelerator position sensor (APS) 24 and the engine speed from the rotation speed sensor 25, as well as information such as the vehicle speed and the coolant temperature. Is also entered.
  • the control device 30 outputs an energization time signal so that a predetermined amount of fuel is injected from the fuel injection device 17.
  • the amount of PM collected by the catalyst-equipped filter 12b that is merely forcedly regenerated during traveling exceeds a certain amount, and the catalyst When the attached filter 12b is clogged, alert the driver. Therefore, a flashing light (DPF lamp) 26 and a warning light (warning lamp) 27 are provided to alert the driver to arbitrarily stop the vehicle and force regeneration.
  • a playback button (manual playback switch) 28 is provided.
  • the control device 30 includes an engine control means 20C for controlling the operation of the engine 10, a diesel particulate filter (DPF) control means 30C for the exhaust gas purification system 1, etc. It is comprised.
  • the DPF control means 30C includes normal operation control means 31C, collected amount detection means 32C, travel distance detection means 33C, regeneration time determination means 34C, regeneration control means 35C, optional regeneration warning means 36C, and the like. Configured.
  • the normal operation control means 31C is a means for performing a normal operation that is performed regardless of the regeneration of the continuous regeneration type DPF device 12, in particular.
  • This means 31C is a normal method in which a predetermined amount of fuel is injected from the fuel injection device 17 by a conduction time signal calculated by the control device 30 based on the signal from the accelerator position sensor 24 and the signal from the rotational speed sensor 25. Perform injection control. In other words, it is a means that does not particularly perform control for playback control.
  • the collection amount detection means 32C is a means for detecting the amount of PM collected by the filter 12b with catalyst of the continuous regeneration type DPF device 12. In this embodiment, the continuous reproduction type Using the differential pressure before and after the DPF device 12, that is, the measured value ⁇ measured by the differential pressure sensor 21, the amount of trapped ⁇ is detected.
  • the travel distance detection means 33C is a means for detecting the distance A Mc traveled by the vehicle after the DPF regeneration. When forced regeneration is performed, the travel distance A Mc is reset at an appropriate time from the start of regeneration to the end of regeneration.
  • the regeneration time determination means 34C compares the differential pressure detection value ⁇ ⁇ detected by the collected amount detection means 32C and the travel distance A Mc detected by the travel distance detection means 33C with a predetermined determination value, respectively. This is a means for determining the regeneration start time of DPF.
  • the regeneration control means 35C includes an exhaust temperature raising means 351C.
  • the exhaust temperature raising means 351C is configured as follows.
  • the catalyst temperature index value indicating the catalyst temperature of the oxidation catalyst (catalyst device) 12a of the exhaust gas purification device 12 is the temperature Tgl of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst (catalyst device) 12a.
  • the predetermined judgment temperature (predetermined judgment value) Tc is a temperature at which the oxidation catalyst 12a is activated when the exhaust gas temperature Tgl becomes equal to or higher than the predetermined judgment temperature Tc (for example, 250 Set to around ° C.
  • This exhaust temperature raising means 351C calculates the main fuel injection amount Qf from the engine speed Ne and the accelerator opening a based on preset map data. As shown in FIG. 4, when the main fuel injection amount Qf is in the multi-injection prohibition region Rs lower than the predetermined determination injection amount Qs, the following control is performed. When the exhaust gas temperature Tgl is lower than the predetermined judgment temperature Tc, the first injection control that performs normal injection at the main fuel injection amount Qf is performed, and when the exhaust gas temperature Tgl is higher than the predetermined judgment temperature Tc, the main injection is performed. In addition to the normal injection performed with the fuel injection amount Qf, the second injection control for performing the post injection with the injection amount Qp calculated according to the exhaust gas temperature Tgl is performed.
  • the main fuel injection amount Qf force is equal to or greater than the predetermined determination injection amount Qs, in addition to the multi-injection performed with the main fuel injection amount Qf. Then, the third injection control for performing the post injection based on the preset data is performed.
  • filter inlet exhaust temperature Tg2 detected by the sensor 23 is increased so that the catalyst-equipped filter 12b has a temperature and environment suitable for PM acid removal.
  • the PM collected in the filter with catalyst 12b is forcibly burned and removed, and the filter with catalyst 12b is forcibly regenerated.
  • an intake throttle control that throttles the intake throttle valve 16 or an exhaust throttle control that throttles the exhaust throttle valve 13 is used in combination as necessary.
  • the main fuel injection amount Qf is temporarily low, such as downhill operation or deceleration operation, in a state where the catalyst temperature is high as in an engine operation state of medium load or high load.
  • the exhaust gas temperature Tgl is checked and the catalyst temperature is equal to or higher than the catalyst activation level, multi-injection is not performed, but injection control with post-injection for normal injection is not performed. Do.
  • the temperature of the exhaust gas is raised by the second injection control for performing the post injection, and the oxidation catalyst 12a is maintained in the catalyst activated state.
  • it is possible to prevent a decrease in the activity of the catalyst so that a decrease in regeneration efficiency can be avoided and a regeneration time can be shortened. Therefore, fuel consumption can be improved.
  • the optional regeneration warning means 36C includes a blinking light (DPF lamp) 26, a warning light (warning lamp) 27, and the like.
  • This means 36C warns the driver (driver) that the regeneration control means 35C is activated manually by blinking the blinking light 26, or brings the vehicle to the service center by driving the warning light 27. It is a means to encourage you to go.
  • the driver who receives this warning can start the reproduction control by the reproduction control means 35C by operating the manual reproduction button (manual reproduction switch) 28.
  • the DPF control means 30C having these various means, the DPF front-rear differential pressure ⁇ ⁇ detected by the collected amount detection means 32C, and the travel after the DPF regeneration detected by the travel distance detection means 33C Based on the distance A Mc, the normal operation by the normal operation control means 31C is continued, the driver is warned to urge the manual operation of the regeneration control means 35C, or the regeneration control means 35C is automatically activated. It is configured as a means to actuate.
  • the DPF control of the exhaust gas purification system 1 will be described.
  • normal operation is performed by the normal operation control means 31C and PM is collected.
  • the regeneration timing judging means 34C monitors whether or not the regeneration timing is reached, and if it is judged that the regeneration timing is reached, the optional regeneration warning means 36 Warning or regeneration control means by C Performs automatic regeneration by 35C.
  • any regeneration depending on whether or not the DPF front-rear differential pressure ⁇ ⁇ detected by the collected amount detection means 32C and the travel distance A Mc force detected by the travel distance detection means 33C are within the predetermined range.
  • the necessity of the automatic driving regeneration and the necessity of the automatic driving regeneration are determined, and after performing various processes as necessary, the process returns to the normal operation by the normal operation control means 31C. The vehicle is then operated while repeating normal operation and DPF control.
  • This DPF control can be implemented by the DPF control flow illustrated in FIG. First, when the travel distance A Mc is in the region Rml smaller than the first threshold value ⁇ Ml, if the forced regeneration is performed, the fuel in the oil is insufficiently evaporated, so the problem of oil dilution and the like is avoided. Therefore, the execution of regeneration control is prohibited.
  • the flashing lamp 26 flashes quickly. This strongly encourages the driver to manually force regeneration after stopping the vehicle.
  • step S41 the main fuel injection amount Qf is calculated based on map data set in advance from the engine speed Ne and the accelerator opening a.
  • next step S42 it is determined whether or not the main fuel injection amount Qf is smaller than a predetermined determination injection amount Qs. If the main fuel injection amount Qf is lower than the predetermined determination injection amount Qs, that is, in the multi-injection prohibition region Rs, the exhaust gas temperature Tgl is lower than the predetermined determination temperature Tc in step S43. It is determined whether or not.
  • the first injection control is performed in step S44.
  • normal injection without multi-injection or post-injection is performed with the main fuel injection amount Qf.
  • the second injection control is performed in step S45.
  • post injection is performed in addition to normal injection of the main fuel injection amount Q f.
  • the post injection quantity Qp is calculated according to preset map data.
  • exhaust throttling and intake throttling are performed as necessary.
  • the third injection is performed in step S46. Take control.
  • this third injection control post injection is performed in addition to multi-injection.
  • the multi-injection injection amount is the main fuel injection amount Qf
  • the post-injection injection amount Qp is a value calculated according to preset map data.
  • exhaust throttling and intake throttling are performed as necessary.
  • step S47 it is determined whether or not the regeneration control is completed. This determination is made based on whether the exhaust gas temperature Tg2 flowing into the catalyst-equipped filter 12b is equal to or higher than the predetermined temperature Tr, and the time when the regeneration time elapses is preset. in front It can be determined by whether or not the subsequent differential pressure is equal to or lower than a predetermined value.
  • step S47 If the regeneration control has not been completed in the determination in step S47, the process returns to step S41, and any one of the first injection control to the third injection control is repeated until the regeneration control is completed. If it is determined in step S47 that the regeneration control is completed, the regeneration control ending operation in step S48 is performed, and the process returns. In this regeneration control end operation, multi-injection + post-injection control is ended, intake throttle control is ended, and exhaust throttle control is ended. Further, if necessary, the regeneration control flag is reset because the regeneration control is finished.
  • the filter inlet exhaust temperature Tg2 detected by the filter inlet exhaust temperature sensor 23 is raised, and the filter with catalyst 12b is removed from the PM. Make sure that the temperature and environment are suitable. As a result, the PM collected in the filter with catalyst 12b is forcibly burned and removed, and the filter with catalyst 12b is forcibly regenerated.
  • the detected DPF front-rear differential pressure ⁇ Pm is not related to the travel distance ⁇ Mc, but the third threshold value.
  • warning light blinks If ⁇ 3 is exceeded (Rp4: warning light blinks), in order to avoid thermal runaway, which is sudden PM combustion, the automatic regeneration and running automatic regeneration are prohibited, and the driver is brought to the service center. Turn on warning light 27 to prompt you to go.
  • the exhaust gas temperature (catalyst temperature index value) Tgl is checked, and if it is equal to or higher than the predetermined judgment temperature (predetermined judgment value), that is, the catalyst temperature is activated. If the temperature exceeds the temperature, multi-injection is not performed, but second injection control is performed with post-injection added to normal injection.
  • the exhaust gas temperature is raised by this second injection control, and the oxidation catalyst 12a is activated. Keep it in the state. As a result, it is possible to prevent a decrease in the activity of the catalyst, thereby avoiding a decrease in regeneration efficiency. As a result, playback time can be shortened and fuel consumption can be improved.
  • a filter is used as the DPF device in the exhaust gas purification system.
  • An example in which a catalyst is supported on the catalyst and an acid catalyst is provided on the upstream side of the filter has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention relates to a filter DPF device without a catalyst, a continuous regeneration DPF device in which an acid catalyst is supported on the filter, a continuous regeneration DPF device in which an oxidation catalyst is provided upstream of the filter, and the like. It is applicable to other types of DPFs.
  • the present invention can also be applied to regeneration control when the NOx purification capacity of a NOx purification catalyst such as a NOx occlusion reduction type catalyst or a NOx direct reduction type catalyst is restored.
  • a NOx purification catalyst such as a NOx occlusion reduction type catalyst or a NOx direct reduction type catalyst
  • the present invention provides for the sulfur poisoning when the exhaust gas purifier carries an oxidation catalyst, NOx occlusion reduction type catalyst, NOx direct reduction type catalyst, SCR catalyst (selective reduction type catalyst), etc. It is also possible to apply a sulfur purge or the like for recovery.
  • the exhaust gas purification system control method and exhaust gas purification system of the present invention having the above-described excellent effects are the exhaust gas temperature increase control for recovering the purification capacity of the exhaust gas purification device.
  • the catalyst temperature is high, such as when the engine is operating at medium or high load, and the engine is temporarily in a state where the fuel injection amount is low, such as when driving downhill or decelerating. Even so, the catalyst temperature can be prevented from decreasing and the regeneration time can be shortened, thereby improving the fuel efficiency. Therefore, the present invention can be used extremely effectively as a method for controlling an exhaust gas purification system for an exhaust gas of an internal combustion engine mounted on an automobile and an exhaust gas purification system.

Abstract

　内燃機関（１０）の排気ガス浄化装置（１２）の再生のための排気昇温制御の際に、触媒温度が高い状態では、下り坂運転や減速運転等に移行した場合であっても、触媒温度の低下を防止し、再生を継続するために、排気ガス浄化装置（１２）の再生制御の際の排気昇温制御において、エンジン回転数（Ｎｅ）とアクセル開度（α）から算出される主燃料噴射量（Ｑｆ）が、所定の判定用噴射量（Ｑｓ）よりも低い場合で、かつ、排気ガス浄化装置（１２）の触媒装置（１２ａ）の触媒温度を指標する触媒温度指標値（Ｔｇ１）が所定の判定値（Ｔｃ）より低いときは通常噴射を行い、高いときは通常噴射に加えてポスト噴射を行う一方、前記主燃料噴射量（Ｑｆ）が前記所定の判定用噴射量（Ｑｓ）以上である場合にはマルチ噴射に加えてポスト噴射を行う。

Description

明 細 書
排気ガス浄ィヒシステムの制御方法及び排気ガス浄ィヒシステム
技術分野
[0001] 本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガス中の成分を浄ィ匕するため の排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、ポスト噴射を行なう排気昇温制 御を含む再生制御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。
背景技術
[0002] ディーゼル内燃機関力 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 いる。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ている。その中に、 DPF装置及び触媒を担持した連続再生型 D PF装置がある。
[0003] これらの連続再生型 DPF装置では、排気ガス温度が約 350°C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ィ匕され、 DPFは自己再生する。しかし 、排気温度が低い場合、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等にぉ ヽては、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。そのため、酸化反応が促進されず、 PMを酸ィ匕してフィル タを再生することが困難となる。従って、 PMのフィルタへの堆積が継続されて、フィル タの目詰まりが進行する。その結果、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。
[0004] 力かる問題を解決する手法の一つとして、フィルタの目詰まりが所定の量を超えたと きに、排気ガス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 再生制御（以下、 PM再生制御という）が行われる。このフィルタの目詰まりの検出方 法には、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力 算出して PM累積量を求めて検出する方 法等がある。
[0005] そして、この PM再生制御では、例えば、日本の特開平 2004— 232496号公報に 記載されているように、排気昇温制御が行われる。この制御では、排気ガス温度がフ ィルタの上流に設けた酸化触媒又はフィルタに担持された酸化触媒の活性温度より も低 ヽ場合には、排気昇温制御を行ってフィルタに流入する排気ガスをフィルタに捕 集された PMが燃焼する温度以上に昇温する。これにより、フィルタ温度を高くして P Mを燃焼除去してフィルタを再生させる。
[0006] 従来技術の制御の一つではあるが、排気ガスの昇温に際して、昇温効果を高める ために、マルチ噴射にカ卩えてポスト噴射を行う。このマルチ噴射では、燃料噴射を多 段で行 、、火をつな ヽで主噴射を失火させずに噴射時期を遅延させると 、う制御を 行う。また、ポスト噴射では、マルチ噴射よりも更に遅い時期に噴射をする制御を行う
[0007] このマルチ噴射量を、エンジン回転数 (エンジン回転速度）と主燃料噴射量とをパラ メータとするマップデータにより決めている再生制御がある。この再生制御では、主燃 料噴射量は、アクセル開度及び回転数に基づいて決めており、アクセル開度が少な く燃料噴射量が少ない場合には、エンジン回転数が高くても、マルチ噴射を停止し、 通常噴射のみを行うように制御されて 、る。
[0008] つまり、図 4に示すように、横軸のエンジン回転数 Neに対して、マルチ噴射を禁止 する主燃料噴射量（閾値:実線 A) Qsが決まっており、この判定用の燃料噴射量 Qs よりも主燃料噴射量 Qfが小さいマルチ噴射禁止領域 Rsに入るとマルチ噴射を禁止 する。また、このマルチ噴射の禁止に伴ってポスト噴射も禁止していた。なお、点線 B は、トルク 0 (ゼロ） Nm時、燃料噴射によって発生するトルクとフリクションが釣り合う際 の主燃料噴射量 Qbである。
[0009] そのため、中負荷や高負荷でエンジン運転中に下り坂に遭遇したり、減速したりし て、アクセル開度が小さくなると、このアクセル開度に伴って決定される燃料噴射量 Q fが少なくなり、マルチ噴射が禁止されることになる。その結果、このような中負荷や高 負荷の走行により、触媒温度は高くなつているにも係わらず、燃料噴射量 Qfが少な い通常運転を行うことになるため、排気ガス浄ィ匕装置の温度が低くなつてしまうという 問題があった。
特許文献 1：特開平 2004— 232496号公報
発明の開示
[0010] 本発明の目的は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガス中の成分を浄化す るための排気ガス浄ィ匕装置を備えた排気ガス浄ィ匕システムにお 、て、この排気ガス 浄ィ匕装置の浄ィ匕能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御におけるポスト噴 射を行って排気ガスを昇温する排気昇温制御の際に、中負荷や高負荷のエンジン 運転状態のように触媒温度が高 、状態にぉ 、て、下り坂運転や減速運転等のように 、一時的に燃料噴射量が少ない状態に移行した場合であっても、触媒温度の低下を 防止して再生時間を短縮することができて、燃費を向上できる排気ガス浄ィ匕システム の制御方法及び排気ガス浄ィ匕システムを提供することにある。
[0011] 上記の目的を達成するための本発明の排気ガス浄ィ匕システムの制御方法は、内燃 機関の排気通路に、排気ガス中の成分を浄ィ匕するための排気ガス浄ィ匕装置と、該排 気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御におけるポ スト噴射を伴う再生制御を行う再生制御手段を備えた排気ガス浄ィ匕システムにおい て、前記再生制御の際の排気昇温制御で、エンジン回転数とアクセル開度力 算出 される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量よりも低い場合で、かつ、前記排気ガ ス浄化装置の触媒装置の触媒温度を指標する触媒温度指標値が所定の判定値より 低いときは、前記主燃料噴射量で通常噴射を行う第 1噴射制御を行い、前記触媒温 度指標値が前記所定の判定値より高いときは、前記主燃料噴射量の通常噴射に加 えて、前記触媒温度指標値に従って算出される噴射量でポスト噴射を行う第 2噴射 制御を行う一方、エンジン回転数とアクセル開度カゝら算出される主燃料噴射量が、所 定の判定用噴射量以上である場合には、前記主燃料噴射量のマルチ噴射に加えて ポスト噴射を行う第 3噴射制御を行うことを特徴とする。
[0012] この触媒温度指標値とは、排気ガス浄化装置に備えた酸化触媒装置の触媒、触媒 付きフィルタの触媒等の触媒温度 (触媒ベッド温度)を表すのに用いる指標値である 。この触媒温度指標値は、触媒温度を検出できる場合には触媒温度である。この触 媒温度指標値は、触媒を担持した装置に流入する排気ガスの温度で触媒温度の代 用をする場合には排気ガス温度である。また、この触媒温度指標値は、エンジン回転 数と負荷等のパラメータ (履歴を含める場合は履歴を含める）から触媒温度を推定す る場合には、これらのパラメータで決まる指標値である。
[0013] この制御方法によれば、中負荷や高負荷のエンジン運転状態のように触媒温度が 高い状態において、下り坂運転や減速運転等のように、一時的に燃料噴射量が少な い状態に移行した場合であっても、触媒温度指標値をチェックして、触媒温度が触 媒活性ィ匕温度 (例えば、 250°C)以上であれば、マルチ噴射は行わないが、通常噴 射にポスト噴射を加えた噴射制御を行う。このポスト噴射により、トルク発生に使用さ れる燃料の熱以外に、膨張行程又は排気行程で噴出した燃料の一部がシリンダ内 や排気マ-ホールドや排気管内で燃焼し、排気ガス温度を上昇させると共に、上流 側に酸化触媒がある時は、未燃状態で排気ガス中に流出した燃料が酸化触媒で酸 化され、この酸化反応で発生する熱により、排気ガスが昇温することになる。このボス ト噴射を行う噴射制御により排気ガスを昇温し、触媒温度を維持する。これにより、触 媒温度が低下することを防止できるので、再生効率低下を回避できる。従って、再生 時間を短縮することができ、燃費を向上できる。
[0014] 上記の排気ガス浄ィ匕システムの排気ガス浄ィ匕装置は、この連続再生型ディーゼル パティキュレートフィルタ装置 (連続再生型 DPF装置)以外にも、排気ガス浄化能力 をポスト噴射を利用して回復する排気ガス装置であれば広く適用することができる。
[0015] また、上記の目的を達成するための本発明の排気ガス浄ィ匕システムは、内燃機関 の排気通路に、排気ガス中の成分を浄ィ匕するための排気ガス浄ィ匕装置と、該排気ガ ス浄ィ匕装置の浄ィ匕能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御におけるポスト 噴射を伴う再生制御を行う触媒再生制御手段を備えた排気ガス浄ィ匕システムにおい て、前記触媒再生制御手段が、前記再生制御の際の排気昇温制御で、エンジン回 転数とアクセル開度から算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量よりも低 い場合で、かつ、前記排気ガス浄化装置の触媒装置の触媒温度を指標する触媒温 度指標値が所定の判定値より低!、ときは、前記主燃料噴射量で通常噴射を行う第 1 噴射制御を行い、前記触媒温度指標値が前記所定の判定値より高いときは、前記主 燃料噴射量の通常噴射に加えて、前記触媒温度指標値に従って算出される噴射量 でポスト噴射を行う第 2噴射制御を行う一方、エンジン回転数とアクセル開度力ゝら算 出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴射量以上である場合には、前記主燃料 噴射量のマルチ噴射に加えてポスト噴射を行う第 3噴射制御を行うように構成する。
[0016] また、上記の排気ガス浄ィ匕システムにおいては、前記連続再生型ディーゼルパティ キュレートフィルタ装置としては、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を採用することができる。
[0017] これらの構成により、上記の排気ガス浄ィ匕システムの制御方法を実施できる排気ガ ス浄ィ匕システムを提供でき、同様の作用効果が発揮される。
[0018] 本発明の排気ガス浄ィ匕システムの制御方法及び排気ガス浄ィ匕システムによれば、 ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガス中の成分を浄ィ匕するための排気ガス浄 化装置を備え、この排気ガス浄ィヒ装置の浄ィヒ能力を回復するための再生制御の排 気昇温制御で、中負荷や高負荷のエンジン運転状態のように触媒温度が高!、状態 において、下り坂運転や減速運転等のように、一時的に燃料噴射量が少ない状態に 移行した場合であっても、触媒温度指標値をチェックして、触媒温度が触媒活性ィ匕 温度以上であれば、通常噴射にポスト噴射をカ卩えた噴射制御により排気ガス昇温を 継続し、触媒温度を維持できる。従って、再生時間を短縮することができ、燃費も向 上できる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明に係る実施の形態の排気ガス浄ィ匕システムのシステム構成図である。
[図 2]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。
[図 3]再生制御フローの一例を示す図である。
[図 4]エンジン回転数と主燃料噴射量の所定の判定用噴射量との関係の一例を示す 図である。
[図 5]排気ガス浄ィ匕システムの DPF制御用マップを模式的に示す図である。 [図 6]排気ガス浄ィ匕システムの DPF制御フローの一例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
[0020] 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 浄ィ匕システムにつ 、て、酸ィ匕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ィ匕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、この実施の形態の排気ガス浄ィ匕システム 1の構成を示す。この排気ガ ス浄ィ匕システム 1は、ディーゼルエンジン（内燃機関） 10の排気通路 11に連続再生 型 DPF装置 12を設けて構成される。この連続再生型 DPF装置 12は、上流側に酸 化触媒 12aを、下流側に触媒付きフィルタ 12bを有して構成される。また、この連続再 生型 DPF装置 12の下流側に排気絞り弁 (排気スロットル） 13が設けられる。
[0021] この酸ィ匕触媒 12aは、多孔質のセラミックのハ-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る。触媒付きフィルタ 12bは、多孔質のセラミック のハ-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-カム型ウォー 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。触媒付きフィルタ 12bに、モノリスハ-カム型ウォ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 (ディーゼルパティキュレート:粒子状物質 )は多孔質のセラミックの壁で捕集（トラップ)される。また、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は捕集される。
[0022] そして、触媒付きフィルタ 12bの PMの堆積量を推定するために、連続再生型 DPF 装置 12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 12bの再生制御用に、酸化触媒 12aの上流側に酸化触媒入口排気温度セン サ 22が設けられ、酸ィ匕触媒 12aと触媒付きフィルタ 12bの間にフィルタ入口排気温 度センサ 23が設けられる。
[0023] 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 12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に入力される。この制御装置 30から出力される制御信号により、吸気通路 14に 設けられた吸気絞り弁 16や、エンジン 10の燃料噴射装置（噴射ノズル） 17や、 EGR バルブ（図示しない）等が制御される。この吸気絞り弁 16は、エアクリーナ 15を通過し て吸気マ-ホールドへ入る吸気 Aの量を調整する。 EGRバルブは、 EGR通路（図示 しない）に EGRクーラ（図示しない）と共に設けられ、 EGR量を調整する。
[0024] 燃料噴射装置 17は、燃料ポンプ (図示しな 、)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）に接続されている。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) 24からのアクセル開 度、回転数センサ 25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。また制御装置 30からは、燃料噴射装置 17から所定量の燃 料が噴射されるように通電時間信号が出力される。
[0025] また、この連続再生型 DPF装置 12の再生制御においては、走行中に自動的に強 制再生するだけでなぐ触媒付きフィルタ 12bの PMの捕集量が一定量を超えて、触 媒付きフィルタ 12bが目詰まった時に、ドライバー (運転者）に注意を促す。そのため 、任意にドライバーが車両を停止して強制再生するように注意を喚起するための点滅 灯 (DPFランプ） 26、警告灯 (警告ランプ） 27とが設けられる。また、再生ボタン (手動 再生スィッチ） 28が設けられる。
[0026] そして、制御装置 30は、図 2に示すように、エンジン 10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、捕集量検出手段 32C、走行距離検出手段 33C、再生時 期判定手段 34C、再生制御手段 35C、任意再生警告手段 36C等を有して構成され る。
[0027] 通常運転制御手段 31Cは、特に、連続再生型 DPF装置 12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る。この手段 31Cは、アクセルポジションセ ンサ 24の信号及び回転数センサ 25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 17から噴射される通常の噴射制 御を行う。言い換えれば、再生制御のための制御を特に行わないようにする手段で ある。捕集量検出手段 32Cは、連続再生型 DPF装置 12の触媒付きフィルタ 12b〖こ 捕集される PMの捕集量を検出する手段である。この実施の形態では、連続再生型 DPF装置 12の前後の差圧、即ち、差圧センサ 21による測定値 Δ Ρπιを用いて、 ΡΜ の捕集量を検出する。
[0028] 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 A Mcを検出す る手段である。強制再生が行われた場合には、この走行距離 A Mc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。再生時期判定手段 34Cは、 捕集量検出手段 32Cで検出された差圧検出値 Δ Ρπι及び走行距離検出手段 33C により検出された走行距離 A Mcを、それぞれ所定の判定値と比較することにより、 D PFの再生開始時期を判定する手段である。
[0029] 再生制御手段 35Cは、排気昇温手段 351Cを有して構成される。本発明において は、この排気昇温手段 351Cは次のように構成される。なお、この実施の形態では、 排気ガス浄化装置 12の酸化触媒 (触媒装置） 12aの触媒温度を指標する触媒温度 指標値を酸化触媒 (触媒装置） 12aに流入する排気ガスの温度 Tglとする。また、所 定の判定温度 (所定の判定値) Tcとしては、排気ガスの温度 Tglがこの所定の判定 温度 Tc以上になった場合に、酸化触媒 12aが活性化状態となる温度 (例えば、 250 °C程度）に設定する。
[0030] この排気昇温手段 351Cは、主燃料噴射量 Qfをエンジン回転数 Neとアクセル開度 aから予め設定されたマップデータに基づいて算出する。この主燃料噴射量 Qfが、 図 4に示すように所定の判定用噴射量 Qsよりも低いマルチ噴射禁止領域 Rsにある 場合には、次のような制御を行う。排気ガス温度 Tglが所定の判定温度 Tcより低いと きは、主燃料噴射量 Qfで通常噴射を行う第 1噴射制御を行い、排気ガス温度 Tglが 所定の判定温度 Tcより高 ヽときは、主燃料噴射量 Qfで行われる通常噴射に加えて 、排気ガス温度 Tglに従って算出される噴射量 Qpでポスト噴射を行う第 2噴射制御 を行う。また、エンジン回転数 Neとアクセル開度ひカゝら算出される主燃料噴射量 Qf 力 所定の判定用噴射量 Qs以上である場合には、主燃料噴射量 Qfで行われるマル チ噴射に加えて、予め設定されたデータに基づいてポスト噴射を行う第 3噴射制御を 行う。
[0031] このように、排気ガス温度 Tglが所定の判定温度 Tcより高くなつた後に、通常噴射
+ポスト噴射、あるいは、マルチ噴射 +ポスト噴射を行って、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 Tg2を上げて、触媒付きフィルタ 12bを P Mの酸ィ匕除去に適した温度や環境になるようにする。これにより、触媒付きフィルタ 1 2b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 12bを強制再生する 。なお、この第 1〜第 3噴射制御においては、必要に応じて、吸気絞り弁 16を絞る吸 気絞り制御や排気絞り弁 13を絞る排気絞り制御等を併用する。
[0032] この構成により、中負荷や高負荷のエンジン運転状態のように触媒温度が高い状 態において、下り坂運転や減速運転等のように、一時的に主燃料噴射量 Qfが少な い状態に移行した場合であっても、排気ガス温度 Tglをチェックして、触媒温度が触 媒活性ィ匕温度以上であれば、マルチ噴射は行わないが、通常噴射にポスト噴射をカロ えた噴射制御を行う。このポスト噴射を行う第 2噴射制御により排気ガスを昇温し、酸 化触媒 12aを触媒活性化状態に維持する。これにより、触媒の活性が低下することを 防止できるので、再生効率低下を回避でき、再生時間を短縮することができる。従つ て、燃費も向上できる。
[0033] 任意再生警告手段 36Cは、点滅灯 (DPFランプ） 26、警告灯 (警告ランプ） 27等で 構成される。この手段 36Cは、ドライバー（運転者）に、点滅灯 26の点滅により手動に よる再生制御手段 35Cの作動を促す警告を行ったり、警告灯 27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 を受けたドライバ一は手動再生ボタン (マニュアル再生スィッチ） 28を操作することに より、再生制御手段 35Cによる再生制御を開始することができる。
[0034] そして、これらの各種手段を有する DPF制御手段 30Cは、捕集量検出手段 32Cで 検出された DPF前後差圧 Δ Ρπι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 A Mc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再生制御手段 35Cの作動を促す警告を行つ たり、自動的に再生制御手段 35Cを作動させたりする手段として構成される。
[0035] 次に、この排気ガス浄ィ匕システム 1の DPF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。この通常の運転において、再生時期判定手段 34Cによって、再 生時期であるか否かを監視し、再生時期であると判断されると任意再生警告手段 36 Cによる警告又は再生制御手段 35Cによる走行自動再生を行う。
[0036] つまり、捕集量検出手段 32Cで検出された DPF前後差圧 Δ Ρπιと走行距離検出手 段 33Cで検出された走行距離 A Mc力 所定の範囲内に入る力否かによって、任意 再生の要否、走行自動再生の要否を判断して、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 DPF制御を繰り返しながら、車両の運転が行われる。
[0037] この DPF制御について、図 5に示す DPF制御用マップを参照しながら説明する。
なお、この DPF制御は図 6に例示するような DPF制御フローにより実施できる。先ず 、走行距離 A Mcが第 1閾値 Δ Mlより小さい領域 Rml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ので、オイルダイリューシヨンの問題等を 回避するために再生制御の実行を禁止する。
[0038] 次に、走行距離 A Mcが第 1閾値 Δ Mlと第 2閾値 Δ Μ2との間の所定の範囲内 R m2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、検出された DPF前後差圧 Δ Pm力 第 1閾値 Δ P1を超える（マニュアル点滅 1)と点滅灯 (DPFランプ） 26をゆ つくり点滅させる。これにより、車両を停止して手動再生ボタン 28を押して強制再生を 行う任意再生 (マニュアル再生)をドライバーに促す。更に、検出された DPF前後差 圧 Δ Ρπι 1S 第 1閾値 Δ Ρ1より大きな第 2閾値 Δ Ρ2を超える（マ-ユアル点滅 2)と 点滅灯 26を早く点滅させる。これにより、車両を停止しての手動による強制再生を強 くドライバーに、促す。
[0039] そして、走行距離 A Mcが第 2閾値 Δ Μ2と第 3閾値 Δ Μ3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!/、るので、検出された DPF前 後差圧 Δ Ρπι力 第 1閾値 Δ Ρ1を超える（走行自動再生 1)と、自動的に再生制御を 行う。この走行自動再生により、ドライバーに手動による強制再生、即ち、手動再生ボ タン 28の ONZOFF操作に関する負担を少なくする。
[0040] 更に、走行距離 A Mcが第 3閾値 Δ Μ3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、検出された DPF前後差圧 Δ Ρπιに関係なぐ触媒付きフィル タ 12b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 動的に再生制御を行う。
[0041] これらの再生制御では、図 3に示すように、ステップ S41で主燃料噴射量 Qfをェン ジン回転数 Neとアクセル開度 aから予め設定されたマップデータに基づいて算出す る。
[0042] 次のステップ S42で、この主燃料噴射量 Qfが、所定の判定用噴射量 Qsよりも少な いか否かを判定する。そして、主燃料噴射量 Qfが所定の判定用噴射量 Qsよりも低 い場合、即ち、マルチ噴射禁止領域 Rsにある場合には、ステップ S43で、排気ガス 温度 Tglが所定の判定温度 Tcより低いか否かの判定を行う。
[0043] このステップ S43の判定で、排気ガス温度 Tglが所定の判定温度 Tcより低いときは 、ステップ S44で第 1噴射制御を行う。この第 1噴射制御では、主燃料噴射量 Qfでマ ルチ噴射やポスト噴射を行わない通常噴射を行う。
[0044] また、このステップ S43の判定で、排気ガス温度 Tglが所定の判定温度 Tc以上の ときは、ステップ S45で第 2噴射制御を行う。この第 2噴射制御では、主燃料噴射量 Q fの通常噴射に加えてポスト噴射を行う。このポスト噴射の噴射量 Qpは予め設定され たマップデータに従って算出される。この第 2噴射制御では、必要に応じて、排気絞 り及び吸気絞りを行う。
[0045] また、ステップ S42の判定で、主燃料噴射量 Qfが所定の判定用噴射量 Qsよりも多 い場合、即ち、マルチ噴射禁止領域 Rsにない場合には、ステップ S46で、第 3噴射 制御を行う。この第 3噴射制御では、マルチ噴射にカ卩えてポスト噴射を行う。このマル チ噴射の噴射量は主燃料噴射量 Qfであり、ポスト噴射の噴射量 Qpは予め設定され たマップデータに従って算出された値とする。また、この第 3噴射制御では、必要に 応じて、排気絞り及び吸気絞りを行う。
[0046] そして、これらの第 1噴射制御、第 2噴射制御、第 3噴射制御をそれぞれ所定の時 間（再生制御完了のチ ックのインターバルに関係する時間）の間行い、ステップ S4 7に行く。ステップ S47では再生制御が完了した力否かの判定を行う。この判定は、 触媒付きフィルタ 12bに流入する排気ガスの温度 Tg2が所定の温度 Tr以上になって V、る時間が予め設定されて 、る再生時間を経過した力否かで判定したり、フィルタ前 後の差圧が所定値以下になっているかどうかで判定することができる。
[0047] ステップ S47の判定で、再生制御が完了していない場合は、ステップ S41に戻り、 第 1噴射制御〜第 3噴射制御のいずれかを再生制御が完了するまで繰り返す。この ステップ S47の判定で、再生制御が完了した場合は、ステップ S48の再生制御の終 了作業を行い、リターンする。この再生制御の終了作業では、マルチ噴射 +ポスト噴 射制御の終了、吸気絞り制御の終了、排気絞り制御の終了を行う。また、必要に応じ て、再生制御を終了したということで再生制御フラグをリセットしたりする。
[0048] このように、排気ガス温度 Tglが所定の判定温度 Tcより高くなつた後に、通常噴射
+ポスト噴射を、あるいは、マルチ噴射 +ポスト噴射を行うことにより、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 Tg2を上げて、触媒付きフィル タ 12bを PMの酸ィ匕除去に適した温度や環境になるようにする。これにより、触媒付き フィルタ 12b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 12bを強制 再生する。
[0049] なお、走行距離 Δ Mcに関係せずに、検出された DPF前後差圧 Δ Pmが第 3閾値
Δ Ρ3を超える (Rp4:警告灯点滅)と、急激な PMの燃焼である熱暴走を回避するた めに、任意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 27を点灯する。
[0050] 従って、上記の排気ガス浄ィ匕システムの制御方法及び排気ガス浄ィ匕システム 1で は、中負荷や高負荷のエンジン運転状態のように触媒温度が高い状態において、下 り坂運転や減速運転等のように、一時的に主燃料噴射量 Qfが少な！ヽ状態に移行し た場合であっても、排気ガス温度 (触媒温度指標値) Tglをチヱックして、所定の判定 温度 (所定の判定値)以上であれば、即ち、触媒温度が触媒活性化温度以上になる 状態であれば、マルチ噴射は行わないが、通常噴射にポスト噴射を加えた第 2噴射 制御を行い、この第 2噴射制御により排気ガスを昇温し、酸化触媒 12aを触媒活性化 状態に維持する。これにより、触媒の活性が低下することを防止できるので、再生効 率低下を回避できる。その結果、再生時間を短縮することができ、燃費も向上できる
[0051] 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このフィルタの上流側に酸ィ匕触媒を設けた装置を例にし て説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、触媒を担 持しな 、フィルタの DPF装置、フィルタに酸ィ匕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 D PFにも適用可能である。
[0052] 更に、本発明は、 NOx吸蔵還元型触媒、 NOx直接還元型触媒等の NOx浄化触 媒の NOx浄ィ匕能力の回復に際しての再生制御においても適用可能である。また、本 発明は、排気ガス浄化装置が、酸化触媒、 NOx吸蔵還元型触媒、 NOx直接還元型 触媒、 SCR触媒 (選択還元型触媒)などを担持して!/ヽる場合の硫黄被毒からの回復 のために硫黄パージ等にぉ 、ても適用可能である。
産業上の利用可能性
[0053] 上述した優れた効果を有する本発明の排気ガス浄化システムの制御方法及び排 気ガス浄ィ匕システムは、排気ガス浄ィ匕装置の浄ィ匕能力を回復するための排気昇温 制御の際に、中負荷や高負荷のエンジン運転状態のように触媒温度が高い状態に おいて、下り坂運転や減速運転等のように、一時的に燃料噴射量が少ない状態に移 行した場合であっても、触媒温度の低下を防止して再生時間を短縮することができて 、燃費を向上できる。そのため、自動車搭載の内燃機関の排気ガスの排気ガス浄ィ匕 システムの制御方法及び排気ガス浄ィ匕システムとして、極めて有効に利用することが できる。

Claims

請求の範囲
[1] 内燃機関の排気通路に、排気ガス中の成分を浄ィ匕するための排気ガス浄ィ匕装置と
、該排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御にお けるポスト噴射を伴う再生制御を行う再生制御手段を備えた排気ガス浄ィ匕システムに おいて、
前記再生制御の際の排気昇温制御で、
エンジン回転数とアクセル開度力 算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴 射量よりも低い場合で、かつ、
前記排気ガス浄化装置の触媒装置の触媒温度を指標する触媒温度指標値が所定 の判定値より低!、ときは、前記主燃料噴射量で通常噴射を行う第 1噴射制御を行 ヽ、 前記触媒温度指標値が前記所定の判定値より高!ヽときは、前記主燃料噴射量の 通常噴射に加えて、前記触媒温度指標値に従って算出される噴射量でポスト噴射を 行う第 2噴射制御を行う一方、
エンジン回転数とアクセル開度力 算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴 射量以上である場合には、前記主燃料噴射量のマルチ噴射に加えてポスト噴射を行 う第 3噴射制御を行う排気ガス浄ィ匕システムの制御方法。
[2] 前記排気ガス浄化装置を、連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置で 形成した請求項 1記載の排気ガス浄化システムの制御方法。
[3] 内燃機関の排気通路に、排気ガス中の成分を浄ィ匕するための排気ガス浄ィ匕装置と
、該排気ガス浄化装置の浄化能力を回復するために、シリンダ内燃料噴射制御にお けるポスト噴射を伴う再生制御を行う触媒再生制御手段を備えた排気ガス浄化シス テムにおいて、
前記触媒再生制御手段が、前記再生制御の際の排気昇温制御で、
エンジン回転数とアクセル開度力 算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴 射量よりも低い場合で、かつ、
前記排気ガス浄化装置の触媒装置の触媒温度を指標する触媒温度指標値が所定 の判定値より低!、ときは、前記主燃料噴射量で通常噴射を行う第 1噴射制御を行 ヽ、 前記触媒温度指標値が前記所定の判定値より高!ヽときは、前記主燃料噴射量の 通常噴射に加えて、前記触媒温度指標値に従って算出される噴射量でポスト噴射を 行う第 2噴射制御を行う一方、
エンジン回転数とアクセル開度力 算出される主燃料噴射量が、所定の判定用噴 射量以上である場合には、前記主燃料噴射量のマルチ噴射に加えてポスト噴射を行 う第 3噴射制御を行う排気ガス浄ィ匕システム。
前記排気ガス浄化装置を、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、フィルタに触媒を担持させると共に該フィル タの上流側に酸ィ匕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!、ずれか一つ又はその組合せで形成した請求項 3に記載の排気ガス浄ィ匕システ ム„
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