WO2007086253A1 - 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム - Google Patents

排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム Download PDF

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WO2007086253A1
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catalyst
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Takashi Haseyama
Takao Onodera
Yoshinobu Watanabe
Tatsuo Mashiko
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Isuzu Motors Limited
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Definitions

  • the present invention oxidizes unburned fuel supplied into exhaust gas by post-injection or direct injection in an exhaust pipe of an in-cylinder fuel injection of an internal combustion engine with an oxidation catalyst, and uses this oxidation heat to make diesel
  • the present invention relates to an exhaust gas purification method and an exhaust gas purification system in which a curated filter is heated and regenerated.
  • PM particulate matter: hereinafter referred to as PM
  • PM Diesel Particulate Filter
  • 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
  • the filter clogging detection method includes a detection method using a differential pressure across the filter and a method for detecting and detecting the accumulated operating state force PM of the engine.
  • exhaust gas temperature rise control is performed to raise the exhaust gas flowing into the filter to a temperature higher than the temperature at which PM trapped in the filter burns.
  • This exhaust gas rise As temperature control, there are a method of performing multi-injection (multi-stage delayed injection), post-injection (post-injection), etc. by fuel injection in the cylinder (in-cylinder), and a method of directly injecting into the exhaust pipe.
  • This multi-injection is a delayed multi-stage injection in which fuel is injected into a cylinder in multiple stages. This multi-injection increases the amount of fuel that burns without working in the cylinder, and raises the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinder above the catalytic activation temperature of the oxidation catalyst. Further, post-injection is injection in which in-cylinder injection performs auxiliary injection at a later timing than main injection after main injection. This post-injection boosts HC (hydrocarbon), an unburned fuel, in the exhaust gas that also discharges cylinder power! Then, by oxidizing this HC with an oxidation catalyst, the temperature of the exhaust gas downstream of the acid catalyst can be raised.
  • HC hydrocarbon
  • Examples of the exhaust gas purification system that performs the exhaust gas temperature raising control include, for example, Japanese Patent No. 2003-155915, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-155916, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003- An exhaust purification device as described in Japanese Patent No. 155917 has been proposed.
  • This device is equipped with fuel addition means such as in-cylinder injection for adding unburned fuel to the upstream side of the acid catalyst, and this fuel when it does not reach the specified temperature range.
  • the intake throttle is provided with a temperature raising means such as after-injection in in-cylinder injection for raising the catalyst bed temperature to a temperature at which the fuel added by the addition means can be oxidized.
  • the temperature sensor is detected by the temperature sensor on the downstream side of the filter.
  • the exhaust temperature of the exhaust catalyst is difficult to oxidize the fuel on the oxidation catalyst!
  • the exhaust temperature is extremely low! ing.
  • unburned fuel is supplied when the temperature of the exhaust gas is higher than a predetermined determination temperature, and supply of unburned fuel is prohibited when the temperature is lower than the predetermined determination temperature.
  • a certain temperature such as the catalyst activation temperature (light-off temperature) of the oxidation catalyst, for example, the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-155917 is about 200 times the exhaust temperature. It was fixed at ° C.
  • the unburned fuel supplied in the exhaust gas is not oxidized by the oxidation catalyst even if the temperature of the acid catalyst exceeds the predetermined judgment value. White smoke was sometimes generated.
  • the inventors of the present invention have determined whether or not the oxidation catalyst can oxidize the unburned fuel by experiments or the like, based on the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst only by the temperature of the acid catalyst. Shi
  • the oxidation temperature when unburned fuel can be oxidized by the oxidation catalyst is also related to the engine model, the diameter, length, heat capacity, etc. of the device carrying the oxidation catalyst. However, when these parameters are fixed, the oxidation temperature has a correlation with the engine speed of the exhaust gas purification system, and it has become a component that it increases as the engine speed increases.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-155915
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-155916
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-155917
  • the present invention has been made in order to obtain the above knowledge and solve the above-mentioned problem of white smoke generation, and its purpose is to use an oxidation catalyst in exhaust gas during forced regeneration of DPF.
  • forced regeneration control that raises the DPF temperature by oxidizing the unburned fuel supplied to the engine, the unburned fuel supplied to the exhaust gas can be reliably oxidized regardless of the operating state of the internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification method and an exhaust gas purification system that can prevent the generation of white smoke, which is the outflow of unburned fuel.
  • An exhaust gas purification method for achieving the above-described object is an exhaust gas purification device in which an acid catalyst device supporting an oxidation catalyst and a diesel particulate filter are arranged in order from the upstream side, Alternatively, an exhaust gas purifier having a diesel particulate filter carrying an acid catalyst is provided in the exhaust passage of an internal combustion engine, and when the diesel particulate filter is forcibly regenerated, the acid When the catalyst temperature index temperature indicating the temperature of the catalyst becomes equal to or higher than a predetermined determination temperature, unburned fuel is supplied to the upstream side of the oxidation catalyst, the unburned fuel is oxidized by the oxidation catalyst, and the diesel In the exhaust gas purification system that controls the temperature of the particulate filter, the predetermined judgment temperature is changed according to the engine speed of the internal combustion engine. To.
  • an exhaust gas purifying system for achieving the above object includes an oxidation catalyst device and a diesel particulate filter in which an oxidation catalyst is supported in order from an upstream side in an exhaust passage of an internal combustion engine.
  • Exhaust gas purification device having an arrangement, or an exhaust gas purification device having a diesel particulate filter carrying an oxidation catalyst, and a regeneration control device that performs control to forcibly regenerate the diesel particulate filter
  • the regeneration control device forcibly regenerates the diesel particulate filter
  • the oxidation catalyst Control that supplies unburned fuel upstream, oxidizes the unburned fuel with the oxidation catalyst, and raises the temperature of the diesel particulate filter
  • Exhaust gas Kiyoshii ⁇ system that performs The regeneration control device is configured to change the predetermined determination temperature in accordance with the engine speed of the internal combustion engine.
  • the catalyst temperature index temperature indicating the temperature of the acid catalyst is preferably the temperature of the oxidation catalyst (bed temperature) as the temperature for determination, but is difficult to measure directly, This temperature is a substitute for the temperature of the acid catalyst.
  • the catalyst temperature index temperature the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst, the temperature of the exhaust gas flowing out of the oxidation catalyst force, the temperature derived from the temperature force of both of them (for example, the average temperature, etc.), etc. Can do. Furthermore, using both of these temperatures, the judgment formulas for both temperatures can be used in the AND (OR) or OR (OR) logic. When the temperature of the oxidation catalyst can be measured, the temperature of the oxidation catalyst is also included in the catalyst temperature index temperature here.
  • the catalyst temperature index temperature is detected by a temperature sensor that detects the temperature of the exhaust gas arranged upstream or downstream of the oxidation catalyst. Use the correct temperature.
  • the exhaust gas purification device includes an oxidation catalyst device carrying an oxidation catalyst and a diesel particulate filter in order from the upstream side.
  • the catalyst temperature index temperature, the temperature detected by the first temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust gas arranged upstream of the oxidation catalyst, the acid catalyst device and the diesel The temperature detected by the second temperature sensor that detects the temperature of the exhaust gas between the particulate filters is used.
  • the relationship between the predetermined determination temperature and the engine speed with respect to the catalyst temperature index temperature depends on the type of engine, the diameter, length, heat capacity, arrangement of the exhaust gas purification system, the vehicle, and the vehicle. Etc., and not necessarily in a linear relationship.
  • the predetermined judgment temperature tends to increase as the engine speed increases.
  • the relationship between the predetermined judgment temperature and the engine speed is obtained in advance by experiments or the like, and stored in the reproduction control device in the form of map data or functions.
  • the forced DPF During regeneration, the predetermined judgment temperature related to the catalyst temperature index temperature for the oxidation catalyst when judging whether or not to supply unburned fuel in the exhaust gas is changed according to the engine speed.
  • the unburned fuel supplied in the gas can be reliably oxidized, the DPF can be heated efficiently, and the generation of white smoke can be prevented.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an exhaust gas purification system.
  • FIG. 2 is a diagram showing a forced regeneration control flow of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a forced regeneration control flow of a second embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a first determination value temperature and an engine speed.
  • FIG. 1 shows a configuration of an exhaust gas purification system 1 according to this embodiment.
  • the exhaust gas purification system 1 includes an exhaust gas purification device 12 in an exhaust passage 11 of a diesel engine (internal combustion engine) 10.
  • This exhaust gas purification device 12 is one of continuous regeneration type DPF (diesel particulate filter) devices.
  • An upstream side is an oxygen catalyst device 12a, and a downstream is a filter device 12b with catalyst. Arranged and configured.
  • This acid-catalyst catalyst device 12a is made of platinum on a carrier such as a porous ceramic hard cam structure.
  • the filter device 12b with catalyst is formed of a monolithic ham-wall type wall flow type filter or the like in which the inlet and outlet of a porous ceramic her cam channel are alternately plugged. PM (particulate matter) in the exhaust gas G is collected (trapped) by the porous ceramic wall.
  • a catalyst such as platinum or cerium oxide is supported on the filter portion.
  • a differential pressure sensor 21 is provided in the conducting pipe connected before and after the exhaust gas purification device 12. Further, an exhaust brake valve (exhaust brake) 18 is provided on the upstream side of the exhaust gas purification device 12, and an exhaust throttle valve (exhaust throttle) 13 is provided on the downstream side. [0031] Further, for regeneration control of the filter device with catalyst 12b, an oxidation catalyst inlet exhaust temperature sensor (first temperature sensor) 22 is provided upstream of the oxidation catalyst device 12a, and the oxidation catalyst device 12a and the filter device with catalyst 12b. Between these, a filter inlet exhaust temperature sensor (second temperature sensor) 23 is provided.
  • the oxidation catalyst inlet exhaust temperature sensor 22 detects a first exhaust gas temperature Tgl that is the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst device 12a.
  • the filter inlet exhaust temperature sensor 23 detects the second exhaust gas temperature Tg2, which is the temperature of the exhaust gas flowing into the filter device 12b with catalyst.
  • the intake passage 14 is provided with an air cleaner 15, a MAF sensor (intake air amount sensor) 19, an intake throttle valve (intake throttle) 16, an intake air temperature sensor 29 for detecting the intake air temperature Ta, and the like.
  • This intake throttle valve 16 adjusts the amount of intake air A that enters the intake manifold.
  • the 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 controls regeneration of the exhaust gas purification device 12.
  • the control signal output from the control device 30 is provided with the EGR cooler in the intake throttle valve 16, the fuel injection device (injection nozzle) 17, the exhaust throttle valve 13, the exhaust brake valve 18, and the EGR passage (not shown).
  • the EGR valve that adjusts the amount of EGR is controlled.
  • the fuel injection device 17 is connected to a common rail injection system (not shown) that temporarily stores high-pressure fuel whose pressure has been increased by a fuel pump (not shown).
  • the control device 30 includes information such as the accelerator opening from the accelerator position sensor (APS) 24 and the engine speed from the rotational speed sensor 25 as well as information such as the vehicle speed and the coolant temperature. And an energization time signal is output so that a predetermined amount of fuel is injected from the fuel injection device 17.
  • the forced regeneration is automatically performed during traveling.
  • the driver (driver) arbitrarily stops the vehicle and performs forced regeneration.
  • a flashing light (DPF lamp) 26, an abnormal lamp 27, and a manual regeneration button (manual regeneration switch) 28 are provided as warning means for alerting about clogging.
  • PM is collected in a normal operation. In this normal operation, it is monitored whether or not it is the forced regeneration time, and if it is determined that it is the forced regeneration time, a warning or automatic running regeneration is performed.
  • manual regeneration is used in combination with traveling automatic regeneration in which forced regeneration is performed during traveling, and is appropriately selected according to traveling distance and DPF differential pressure value.
  • This forced regeneration control of manual regeneration is performed by a flashing lamp 26 which is a warning means when the differential pressure ⁇ ⁇ ⁇ m detected by the differential pressure sensor 21 disposed before and after the exhaust gas purification device 12 exceeds a predetermined value ⁇ P1.
  • the vehicle is stopped by the driver, and when the manual regeneration button 28 is pressed, that is, when a regeneration start instruction is received, the operation is started.
  • the regeneration control device that performs these forced regeneration controls is incorporated in the control device 30.
  • the forced regeneration in the manual regeneration or the automatic traveling regeneration is performed according to the control flow as illustrated in FIG. 2 in the first embodiment of the present invention.
  • the second exhaust gas temperature Tg2 detected by the filter inlet exhaust temperature sensor 23 is used as the catalyst temperature index temperature for indicating the temperature of the acid catalyst, and the predetermined determination temperature is used. Use the first judgment temperature Tel.
  • the second exhaust gas temperature Tg2 becomes equal to or higher than the predetermined first determination temperature Tel, unburned fuel is supplied to the upstream side of the acid catalyst device 12a by post injection.
  • step SI1 When the control flow of Fig. 2 starts, it is determined in step SI1 whether or not forced regeneration is started. If forced regeneration is not started, return is performed without performing this forced regeneration. . If the forced regeneration is started in step S11, the process goes to step S12.
  • Whether or not the force is the start of forced regeneration is determined as follows. For example, in the case of automatic running regeneration, forced regeneration starts when it is detected that the amount of PM trapped by the force-catalyzed filter device 12b, such as the detected value of the differential pressure sensor 21, exceeds a certain amount.
  • forced regeneration is started when the driver who is prompted to perform manual regeneration stops the vehicle and operates the manual regeneration button 28.
  • This specific determination is made by using a forced regeneration start flag or the like. If this flag is 1, the forced regeneration is started. If 0 (zero), the forced regeneration is not started. This can be done by checking if this flag is 1 or 0 (zero) in S11.
  • a first determination temperature Tel is calculated.
  • the first judgment temperature Tel is supplied by post-injection using the oxidation catalyst of the oxidation catalyst device 12a when the second exhaust gas temperature Tg2, which is the exhaust gas temperature detected by the filter inlet exhaust temperature sensor 23, exceeds this temperature. This is the temperature at which the unburned fuel HC is sufficiently oxidized, and the HC does not flow into the downstream of the exhaust gas purification system 1 as white smoke.
  • the first determination temperature Tel is fixed to the catalyst activation temperature (for example, about 250 ° C.) or the like regardless of the engine speed Ne.
  • the first determination temperature Tel is changed according to the engine speed Ne as shown in FIG. That is, it is set to increase as the engine speed Ne increases.
  • post-injection is prohibited below the first judgment temperature Tel, and post-injection is allowed above.
  • An example of the first judgment temperature Tel is about 200 ° C at the idle rotation speed Nea and about 300 ° C at the rated rotation speed Neb.
  • the relationship between the engine speed Ne and the first determination temperature Tel differs depending on the type of engine, the diameter, length, heat capacity, etc. of the oxidation catalyst 12a, the arrangement of the exhaust gas purification system 1, and the like. However, when these are fixed, the relationship between the engine speed Ne and the first judgment temperature Tel can be grasped in advance through experiments. Therefore, this relationship is stored in the control device 30 as map data or a function, and the first determination temperature Tel is calculated by referring to the map data or the like from the engine speed Ne.
  • step S13 the second exhaust gas temperature Tg2 is checked.
  • step S14 the first exhaust gas temperature increase control for performing multi-injection is performed for a predetermined time (the second time in step S13). Exhaust gas temperature Time related to the check interval of Tg2) During A tl. Then, step S12 returns.
  • step S15 the second judgment temperature Tc2 is calculated.
  • This second determination temperature Tc2 is the target temperature of the second exhaust gas temperature raising control in step S17. Exhaust gas temperature detected by the filter inlet exhaust gas sensor 23, the second exhaust gas temperature Tg2, is maintained above this temperature, and the PM collected in the filter device 12b with catalyst is in a good state of combustion. To maintain.
  • This second determination temperature Tc2 is usually higher than the combustion start temperature of PM (for example, about 350 ° C.), for example, about 500 ° C. Moreover, you may change in multiple steps with time.
  • step S16 the second exhaust gas temperature Tg2 is checked.
  • the control goes to the second exhaust gas temperature rise control in step S17, and when the second exhaust gas temperature Tg2 is equal to or higher than the second judgment temperature Tc2, Go to regeneration temperature maintenance control in step S18.
  • step S17 the second exhaust gas temperature raising control, in which post injection is performed in addition to multi-injection, is performed for a predetermined time (time related to the second exhaust gas temperature Tg2 check interval in step S16) At2. Do it for a while.
  • the exhaust gas temperature is raised by multi-injection, and HC (unburned fuel) supplied into the exhaust gas by post-injection is oxidized by the oxidation catalyst and generates heat. Due to this heat generation, the second exhaust gas temperature Tg2 flows into the filter device 12b with catalyst in a state where the second exhaust gas temperature Tg2 is higher than the first exhaust gas temperature Tgl.
  • step S19 go to step S19.
  • step S16 If it is determined in step S16 that the second exhaust gas temperature Tg2 is equal to or higher than the second determination temperature Tc2, regeneration in which multi-injection is performed in the cylinder (in-cylinder) injection of the engine 10 in step S18.
  • the temperature maintenance control is performed for a predetermined time (time related to the interval of checking the duration of the second exhaust gas temperature Tg2 in step S16) ⁇ t3.
  • step S18 the PM combustion accumulation time is counted. This count is performed only when the second exhaust gas temperature Tg2 is equal to or higher than the predetermined second judgment temperature Tc2.
  • step S19 the PM combustion accumulation time ta is checked to determine whether or not the forced regeneration control is finished. In this check, it is checked whether the PM combustion accumulated time ta exceeds the predetermined judgment time Tac. That is, if it exceeds, forced regeneration is completed, The process goes to step S20, and if it does not exceed, it is determined that the forced regeneration is not completed and the process returns to step S12. Then, until the PM combustion cumulative time ta exceeds the predetermined judgment time tac, the first exhaust gas temperature rise control force in step S14, the second exhaust gas temperature rise control force in step S17, and the regeneration of step S18 Perform temperature maintenance control.
  • step S20 the forced regeneration control is terminated and the normal injection control is restored. Then return.
  • the intake throttle by the intake throttle valve 16 and the EGR valve, the exhaust throttle by the exhaust throttle valve 13 and the exhaust brake valve 18, etc. Use together.
  • the catalyst temperature index temperature Tg2 that indicates the temperature of the oxidation catalyst is the engine of the internal combustion engine 10 at that time.
  • the first judgment temperature Tel which is a predetermined judgment temperature that changes according to the rotational speed Ne
  • the second exhaust temperature rise control supplies unburned fuel (HC) to the upstream side of the acid catalyst. Then, it is possible to perform control to raise the temperature of the catalyst-equipped filter device 12b by oxidizing the unburned fuel with an acid catalyst.
  • the second exhaust gas temperature Tg2 from the filter inlet exhaust temperature sensor 23 is used as the catalyst temperature index temperature, but the first exhaust gas temperature Tgl from the oxygen catalyst inlet exhaust temperature sensor 22 may be used.
  • step S12A Calculates the third judgment temperature Tc3 in addition to the first judgment temperature Tcl.
  • step S13A it is determined whether the second exhaust gas temperature Tg2 is equal to or higher than the first determination temperature Tel and whether the first exhaust gas temperature Tgl is equal to or higher than the third determination temperature Tc3.
  • step S15 Only when the second exhaust gas temperature Tg2 is equal to or higher than the first determination temperature Tcl and the first exhaust gas temperature Tg1 is equal to or higher than the third determination temperature Tc3, the process goes to step S15. Go to step S14.
  • the first determination temperature Tcl and the third determination temperature Tc3 calculated in step S12A are each changed by the engine speed Ne.
  • the engine speed is set to increase as the engine speed Ne increases.
  • the relationship between the engine speed Ne, the first determination temperature Tcl, and the third determination temperature Tc3 depends on the type of engine, the diameter, length, heat capacity, etc. of the acid catalyst 12a and the exhaust gas purification system 1. It depends on the arrangement. However, when these parameters are fixed, the relationship between the engine speed Ne, the first determination temperature Tcl, and the third determination temperature Tc3 can be grasped by experiments in advance. Therefore, this relationship is stored in the control device 30 as map data or a function, and the first determination temperature Tcl and the third determination temperature Tc3 are calculated with reference to the map data and the like from the engine speed Ne.
  • the catalyst temperature index temperature Tg2 indicating the temperature of the oxidation catalyst is the engine of the internal combustion engine 10 at that time.
  • the engine speed of the internal combustion engine 10 at that time is the catalyst temperature index temperature Tg 1 that is equal to or higher than the first determination temperature Tcl, which is a predetermined determination temperature that changes according to the rotation speed Ne, and also indicates the temperature of the oxidation catalyst.
  • Tcl the first determination temperature
  • Tc3 which is a predetermined judgment temperature that changes according to Ne
  • unburned fuel (HC) is supplied to the upstream side of the acid catalyst through the second exhaust temperature increase control. It is possible to control the temperature of the filter device 12b with catalyst by oxidizing unburned fuel with an oxidation catalyst.
  • the exhaust gas purification device of the exhaust gas purification system is exemplified by a combination of an upstream oxidation catalyst device and a downstream filter with catalyst (DPF).
  • a filter (DPF) carrying an acid catalyst may be used.
  • the post-injection method has been described as a method for supplying unburned fuel upstream of the acid catalyst, an unburned fuel supply device is arranged in the exhaust passage 14 and the exhaust gas is directly discharged from the unburned fuel supply device.
  • a direct injection method in the exhaust pipe in which unburned fuel is injected into the passage 14 may be employed.
  • the exhaust gas purification method and exhaust gas purification system of the present invention having the excellent effects described above are mounted on an internal combustion engine or the like mounted on an automobile, and an oxidation catalyst is supported in order from the upstream side in the exhaust passage of the internal combustion engine.
  • the present invention can be used extremely effectively for an exhaust gas purification device equipped with an oxidized catalyst device and a DPF, or an exhaust gas purification system equipped with a DPF carrying an acid catalyst.

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Abstract

　内燃機関（１０）の排気通路（１１）に、上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置（１２ａ）とＤＰＦ（１２ｂ）を配置した排気ガス浄化装置（１２）、又は酸化触媒を担持したＤＰＦを備え、前記ＤＰＦ（１２ｂ）を再生する際に、前記酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度（Ｔｇ２）が所定の判定温度（Ｔｃ１）以上になった時に前記酸化触媒の上流側に未燃燃料を供給し、該未燃燃料を前記酸化触媒で酸化して前記ＤＰＦ（１２ｂ）を昇温する制御を行う排気ガス浄化システム（１）において、前記所定の判定温度（Ｔｃ１）を、内燃機関（１０）のエンジン回転数Ｎｅに応じて変化させる。これにより、ＤＰＦ（１２ｂ）の再生の際に、酸化触媒（１２ａ）で排気ガス中に供給する未燃燃料を酸化してＤＰＦ（１２ｂ）を昇温する再生制御において、内燃機関（１０）の運転状態によらず、排気ガス中に供給する未燃燃料を確実に酸化して、白煙の流出を防止する。

Description

明 細 書
排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
技術分野
[0001] 本発明は、内燃機関のシリンダ内燃料噴射におけるポスト噴射又は排気管内直接 噴射等により排気ガス中に供給した未燃燃料を酸化触媒で酸化し、この酸化熱を利 用してディーゼルパティキュレートフィルタを昇温して再生する排気ガス浄ィ匕方法及 び排気ガス浄ィ匕システムに関する。
背景技術
[0002] ディーゼルエンジン力も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、触媒を担持した連続再生型 DPF装置がある
[0003] この連続再生型 DPF装置では、排気ガス温度が約 350°C以上の時には、フィルタ に捕集された PMは連続的に燃焼して浄ィ匕され、フィルタは自己再生する。しかし、 排気温度が低い場合には、触媒の温度が低下して活性ィ匕しない。そのため、酸ィ匕反 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。その結果、 P Mのフィルタへの堆積により目詰まりが進行するため、こ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 PMを強制的に燃焼除去する強制再生 制御を行うものがある。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力 PM累積量を求めて検出する方法等が ある。
[0005] そして、この強制再生制御では、排気ガス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。この排気ガス昇 温制御としては、シリンダ内 (筒内）における燃料噴射で、マルチ噴射 (多段遅延噴射 )やポスト噴射 (後噴射)等をする方法や、排気管内に直接噴射する方法等がある。
[0006] このマルチ噴射は、シリンダ内に燃料を多段階で噴射する遅延多段噴射である。こ のマルチ噴射により、シリンダ内で仕事せずに燃焼する燃料量を増加させ、シリンダ から排出される排気ガスの温度を酸化触媒の触媒活性温度以上に上昇させる。また 、ポスト噴射は、シリンダ内噴射において、主噴射後、マルチ噴射よりもさらに遅いタ イミングで補助噴射を行う噴射である。このポスト噴射により、シリンダ力も排出される 排気ガス中に未燃燃料である HC (炭化水素)を増力！]して、この HCを酸化触媒で酸 化することにより、酸ィ匕触媒下流の排気ガスの温度を上昇させることができる。
[0007] この排気昇温においては、低速'低負荷運転状態などの排気ガスの温度が低い場 合には、最初にマルチ噴射を行って、酸化触媒に流入する排気ガスの温度を、酸ィ匕 触媒の触媒活性温度以上まで上昇させる。そして、酸化触媒が触媒活性温度以上 に上昇した後は、排気ガスの温度を触媒活性温度以上に維持しながらポスト噴射を 行って、 HCを酸化触媒に供給する。この HCは酸化触媒で酸化され発熱するので、 排気ガスは更に温度が上昇した状態でフィルタに流入する。この高温の排気ガスに よりフィルタに溜まった PMは燃焼して除去される。
[0008] この排気ガス昇温制御を行う排気ガス浄ィ匕システムの例として、例えば、 日本の特 開 2003— 155915号公報、 日本の特開 2003— 155916号公報、 日本の特開 200 3— 155917号公報に記載されているような排気浄ィ匕装置が提案されている。この装 置は、酸ィ匕触媒の上流側に未燃燃料を添加するためのシリンダ内噴射におけるボス ト噴射等の燃料添加手段と、所定の温度範囲内に到達していないときは、この燃料 添加手段により添加された燃料が酸ィ匕可能になる温度まで触媒床温度を上げるため の、吸気絞りゃシリンダ内噴射におけるァフタ噴射等の昇温手段とを備えている。
[0009] しかしながら、内燃機関カゝら排出され、酸化触媒に流入する排気ガス温度が低 ヽと 、酸ィ匕触媒が活性ィ匕しない。そのために、未燃燃料を供給しても、この未燃燃料は酸 化触媒で酸化されない。そして、この未燃燃料は、フィルタ (DPF)の昇温に寄与する ことなぐ大気中に白煙となって流出してしまう。
[0010] そのため、これらの排気浄化装置では、フィルタの下流側の温度センサで検出され る排気ガス温度が低い運転領域、即ち、酸化触媒上での燃料の酸化反応が困難な 排気温度の極めて低!ヽ運転領域では、吸気絞りゃァフタ噴射等の昇温手段で排気 温度を上昇させている。また、排気ガスの温度等が所定の判定温度より高い場合に 未燃燃料を供給し、所定の判定温度以下の場合には未燃燃料の供給を禁止するよ うに構成されている。
[0011] そして、従来技術においては、酸化触媒の触媒活性化温度 (ライトオフ温度)等の 一定の温度、例えば、日本の特開 2003— 155917号公報の装置では、排気温度に 対して約 200°Cに固定されていた。
[0012] し力しながら、酸ィ匕触媒の温度等がこの所定の判定値を超えていても、エンジンの 運転状態によっては、排気ガス中に供給した未燃燃料が酸化触媒で酸化されず、白 煙が生じる場合があることが分力つた。
[0013] これに関して、本発明者らは、実験等により、酸化触媒が未燃燃料を酸化できるか 否かは、酸ィヒ触媒の温度だけでなぐ酸化触媒を通過する排気ガスの流速が関係し
、この排気ガスの流速に関係するエンジン回転数と大きな相関を持つとの知見を得 た。
[0014] つまり、エンジン回転数が変化すると、排気ガスの流量及び流速が変化し、排気ガ スが酸化触媒に接触している時間が変化する。そのため、酸化触媒の温度が同じで も未燃燃料を酸化触媒で酸化しきれる場合と酸化しきれな ヽ場合とが生じる。更に、 未燃燃料が酸化触媒で酸化しきれる場合の酸化温度は、エンジンの機種や酸化触 媒を担持する装置の径、長さ、熱容量等とも関係する。しかし、これらのパラメータが 固定された時には、酸化温度は、排気ガス浄ィ匕システムのエンジン回転数と相関を 持ち、エンジン回転数が上昇するに連れて上昇することが分力つた。
[0015] つまり、エンジン回転数が上昇すると、排気ガス流量が増加し、酸化触媒を通過す る際の排気ガスの流速が大きくなり、酸化触媒との接触時間が短くなる。そのため、 エンジン回転数が高くなると、未燃燃料が酸化しきるのに必要な酸化触媒の温度は 高くなる。
特許文献 1 :特開 2003— 155915号公報
特許文献 2 :特開 2003— 155916号公報 特許文献 3：特開 2003 - 155917号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0016] 本発明は、上記の知見を得て、上記の白煙発生の問題を解決するためになされた ものであり、その目的は、 DPFの強制再生の際に、酸化触媒で排気ガス中に供給す る未燃燃料を酸ィ匕して DPFを昇温する強制再生制御において、内燃機関の運転状 態によらず、排気ガス中に供給する未燃燃料を確実に酸ィ匕でき、未燃燃料の流出で ある白煙の発生を防止できる排気ガス浄ィ匕方法及び排気ガス浄ィ匕システムを提供す ることにめる。
課題を解決するための手段
[0017] 上記のような目的を達成するための排気ガス浄ィ匕方法は、上流側から順に酸化触 媒を担持した酸ィ匕触媒装置とディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガ ス浄化装置、又は、酸ィ匕触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタを配置し た排気ガス浄ィ匕装置を内燃機関の排気通路に備え、前記ディーゼルパティキュレー トフィルタを強制再生する際に、前記酸ィヒ触媒の温度を指標する触媒温度指標温度 が所定の判定温度以上となった時に、前記酸化触媒の上流側に未燃燃料を供給し 、該未燃燃料を前記酸化触媒で酸化して、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ を昇温する制御を行う排気ガス浄ィ匕システムにおいて、前記所定の判定温度を、内 燃機関のエンジン回転数に応じて変化させることを特徴とする。
[0018] また、上記のような目的を達成するための排気ガス浄ィ匕システムは、内燃機関の排 気通路に、上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置とディーゼルパティキ ュレートフィルタを配置した排気ガス浄ィ匕装置、又は、酸化触媒を担持したディーゼ ルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄ィ匕装置と、前記ディーゼルパティキ ュレートフィルタを強制再生する制御を行う再生制御装置を備えると共に、前記再生 制御装置が、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを強制再生する際に、前記酸 化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度が所定の判定温度以上となった時に前 記酸化触媒の上流側に未燃燃料を供給し、該未燃燃料を前記酸化触媒で酸化して 前記ディーゼルパティキュレートフィルタを昇温する制御を行う排気ガス浄ィ匕システム において、前記再生制御装置が、前記所定の判定温度を、内燃機関のエンジン回 転数に応じて変化させるように構成される。
[0019] この酸ィヒ触媒の温度を指標する触媒温度指標温度とは、酸化触媒の温度 (ベッド 温度)を判定用の温度として用いることが好ましいが、直接測定することが困難である ため、この酸ィ匕触媒の温度の代わりとする温度である。
[0020] この触媒温度指標温度としては、酸化触媒に流入する排気ガスの温度や酸化触媒 力 流出する排気ガスの温度やこれらの両者の温度力 導かれる温度 (例えば平均 温度等)等を用いることができる。更には、これらの両者の温度をそれぞれ用いて、両 者の温度の判定式をアンド (AND)又はオア（OR)の論理で使用することもできる。 なお、酸化触媒の温度を計測できる場合は、この酸化触媒の温度もここでいう触媒温 度指標温度に含むこととする。
[0021] つまり、上記の排気ガス浄ィ匕システムにお 、て、前記触媒温度指標温度として、前 記酸化触媒の上流側又は下流側に配置した排気ガスの温度を検出する温度センサ で検出された温度を用 、る。
[0022] あるいは、上記の排気ガス浄ィ匕システムにお 、て、前記排気ガス浄化装置が、上流 側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置とディーゼルパティキュレートフィルタ を配置した排気ガス浄ィ匕装置である場合に、前記触媒温度指標温度として、前記酸 化触媒の上流側に配置した排気ガスの温度を検出する第 1温度センサで検出された 温度と、前記酸ィ匕触媒装置と前記ディーゼルパティキュレートフィルタの間の排気ガ スの温度を検出する第 2温度センサで検出された温度とを用いる。
[0023] これらの触媒温度指標温度に対する所定の判定温度とエンジン回転数との関係は 、エンジンの種類や酸化触媒を担持する装置の径、長さ、熱容量や排気ガス浄化シ ステムの配置や車両等によっても異なり、必ずしも直線関係にはならない。しかし、ェ ンジン回転数が高くなると所定の判定温度は高くなる傾向にある。この所定の判定温 度とエンジン回転数との関係を予め実験等によって求めておき、マップデータや関数 の形で再生制御装置に記憶させておく。
発明の効果
[0024] 本発明に係る排気ガス浄ィ匕方法及び排気ガス浄ィ匕システムによれば、 DPFの強制 再生の際に、排気ガス中に未燃燃料を供給するか否かを判定する際の、酸化触媒 に対する触媒温度指標温度に関する所定の判定温度をエンジン回転数に応じて変 ィ匕させるので、排気ガス中に供給した未燃燃料を確実に酸ィ匕できて、 DPFを効率よ く昇温できると共に、白煙の発生を防止することができる。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]排気ガス浄ィ匕システムの全体構成を示す図である。
[図 2]第 1の実施の形態の強制再生制御フローを示す図である。
[図 3]第 2の実施の形態の強制再生制御フローを示す図である。
[図 4]第 1判定値温度とエンジン回転数との関係を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0026] 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いて、図面を参照しながら説明する。
[0027] 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 化システム 1は、ディーゼルエンジン（内燃機関） 10の排気通路 11に排気ガス浄ィ匕 装置 12を備えて構成される。
[0028] この排気ガス浄化装置 12は、連続再生型 DPF (ディーゼルパティキュレートフィル タ)装置の一つであり、上流側に酸ィ匕触媒装置 12aを、下流側に触媒付きフィルタ装 置 12bを配置して構成される。
[0029] この酸ィ匕触媒装置 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。触媒付きフィルタ装置 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等で形成される。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)される。また、このフィルタの部分に 白金や酸化セリウム等の触媒が担持される。
[0030] そして、触媒付きフィルタ装置 12bの PMの堆積量を推定するために、排気ガス浄 化装置 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、この排気 ガス浄ィ匕装置 12の上流側に排気ブレーキ弁 (ェキゾーストブレーキ） 18が、下流側 に排気絞り弁 (ェキゾーストスロットル） 13が設けられる。 [0031] 更に、触媒付きフィルタ装置 12bの再生制御用に、酸化触媒装置 12aの上流側に 酸化触媒入口排気温度センサ (第 1温度センサ） 22が、酸化触媒装置 12aと触媒付 きフィルタ装置 12bの間にフィルタ入口排気温度センサ（第 2温度センサ） 23がそれ ぞれ設けられる。
[0032] この酸化触媒入口排気温度センサ 22は、酸化触媒装置 12aに流入する排気ガス の温度である第 1排気ガス温度 Tglを検出する。また、フィルタ入口排気温度センサ 23は、触媒付きフィルタ装置 12bに流入する排気ガスの温度である第 2排気ガス温 度 Tg2を検出する。
[0033] 吸気通路 14には、エアクリーナ 15、 MAFセンサ（吸入空気量センサ） 19、吸気絞 り弁 (インテークスロットル） 16、吸気温度 Taを検出するための吸気温度センサ 29等 が設けられる。この吸気絞り弁 16は、吸気マ-ホールドへ入る吸気 Aの量を調整する
[0034] 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、排気 ガス浄ィ匕装置 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） 3 0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、吸気絞り弁 16や、 燃料噴射装置 (噴射ノズル） 17や、排気絞り弁 13や、排気ブレーキ弁 18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。
[0035] この燃料噴射装置 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、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。
[0036] また、この排気ガス浄ィ匕装置 12の強制再生制御においては、走行中に自動的に 強制再生する。しかし、それだけでなぐ触媒付きフィルタ装置 12bの PMの捕集量が 一定量を超えて、触媒付きフィルタ装置 12bが目詰まった時に、運転者 (ドライバー） が任意に車両を停止して強制再生を行う。この強制再生ができるように、運転者に、 目詰まりに関する注意を喚起するための警告手段である点滅灯 (DPFランプ) 26及 び異常時点灯ランプ 27と、手動再生ボタン (マニュアル再生スィッチ） 28が設けられ る。
[0037] この排気ガス浄ィ匕システム 1の制御においては、通常の運転で PMを捕集する。こ の通常の運転において、強制再生時期であるか否かを監視し、強制再生時期である と判断されると警告又は走行自動再生を行う。
[0038] また、手動再生が、走行中に強制再生を行う走行自動再生と併用され、走行距離 や DPF差圧の値により適宜選択実施される。この手動再生の強制再生制御は、排 気ガス浄化装置 12の前後に配置された差圧センサ 21によって検知される差圧 Δ Ρ mが所定値 Δ P1を超えると、警告手段である点滅灯 26を点滅させて DPFの再生を 運転者に促し、この運転者によって車両が停止され、手動再生ボタン 28が押される ことにより、即ち再生開始指示入力を受けることにより、開始される。なお、これらの強 制再生制御を行う再生制御装置は制御装置 30に組み込まれる。
[0039] そして、この手動再生や走行自動再生における強制再生は、本発明の第 1の実施 の形態では、図 2に例示するような制御フローに従って行われる。この第 1の実施の 形態では、酸ィヒ触媒の温度を指標する触媒温度指標温度としては、フィルタ入口排 気温度センサ 23で検出された第 2排気ガス温度 Tg2を用い、所定の判定温度として 第 1判定温度 Telを用いる。そして、この第 2排気ガス温度 Tg2が所定の第 1判定温 度 Tel以上となった時にポスト噴射により未燃燃料を酸ィ匕触媒装置 12aの上流側に 供給する。
[0040] この図 2の制御フローがスタートすると、ステップ SI 1で、強制再生開始であるか否 かを判定し、強制再生開始でない場合には、この強制再生を実施することなぐリタ ーンする。また、ステップ S 11で強制再生開始である場合には、ステップ S12に行く。
[0041] この強制再生開始である力否かは、次のように決まる。例えば、走行自動再生であ れば、差圧センサ 21の検出値など力 触媒付きフィルタ装置 12bの PMの捕集量が 一定量を超えたことを検知した時に強制再生開始となる。また、手動再生であれば、 手動再生を行うように促された運転者が車両を停止して手動再生ボタン 28を操作し た時に強制再生開始となる。 [0042] この具体的な判断は、強制再生開始フラグなどを使用して、このフラグが 1であれば 、強制再生開始であるとし、 0 (ゼロ）であれば、強制再生開始でないとして、ステップ S 11でこのフラグが 1であるか 0 (ゼロ）であるかをチェックすることで行える。
[0043] ステップ S12では、第 1判定温度 Telを算出する。この第 1判定温度 Telは、フィル タ入口排気温度センサ 23で検出された排気ガス温度である第 2排気ガス温度 Tg2が この温度以上になると、酸化触媒装置 12aの酸化触媒で、ポスト噴射により供給され る未燃燃料である HCが十分に酸ィ匕され、 HCが白煙となって排気ガス浄ィ匕システム 1の下流に流出しないという温度である。
[0044] 従来技術では、この第 1判定温度 Telは、エンジン回転数 Neによらず、触媒活性 温度 (例えば、 250°C程度)等に固定されていた。しかし、本発明では、この第 1判定 温度 Telを、図 4に示すように、エンジン回転数 Neによって変化させる。即ち、ェンジ ン回転数 Neの増加と共に、高くなるように設定する。なお、この図 4では、第 1判定温 度 Telより下側ではポスト噴射を禁止し、上側ではポスト噴射を許可する。また、この 第 1判定温度 Telの一例を示せば、アイドル回転数 Neaで 200°C程度に、定格回転 数 Nebで 300°C程度とし、その間は線形補間で求める。
[0045] このエンジン回転数 Neと第 1判定温度 Telとの関係は、エンジンの種類や酸化触 媒 12aの径、長さ、熱容量等や排気ガス浄ィ匕システム 1の配置などによって異なる。 しかし、これらを固定した場合には、エンジン回転数 Neと第 1判定温度 Telとの関係 は、予め実験などにより把握できる。そのため、この関係を、マップデータや関数とし て制御装置 30に記憶しておき、エンジン回転数 Neからマップデータ等を参照してこ の第 1判定温度 Telを算出する。
[0046] 次のステップ S 13では、第 2排気ガス温度 Tg2のチェックを行う。この第 2排気ガス 温度 Tg2が、ステップ S12で算出した第 1判定温度 Telより低いときには、ステップ S 14で、マルチ噴射を行う第 1排気ガス昇温制御を、所定の時間 (ステップ S13の第 2 排気ガス温度 Tg2のチェックのインターバルに関係する時間） A tlの間行う。そして、 ステップ S 12〖こ戻る。
[0047] また、ステップ S 13の判定で、第 2排気ガス温度 Tg2が所定の第 1判定温度 Tel以 上であると、ステップ S 15に行く。このステップ S 15で、第 2判定温度 Tc2を算出する [0048] この第 2判定温度 Tc2は、ステップ S 17の第 2排気ガス昇温制御の目標温度である 。フィルタ入口排気温度センサ 23で検出された排気ガスの温度である第 2排気ガス 温度 Tg2をこの温度以上に維持することにより、触媒付きフィルタ装置 12bに捕集さ れた PMの燃焼を良好な状態に維持する。この第 2判定温度 Tc2は、通常は PMの 燃焼開始温度 (例えば、 350°C程度)よりも高い値とし、例えば、 500°C程度とする。 また、時間によって多段階に変化させてもよい。
[0049] 次のステップ S 16では、第 2排気ガス温度 Tg2のチェックを行う。この第 2排気ガス 温度 Tg2が第 2判定温度 Tc2より低 、ときは、ステップ S 17の第 2排気ガス昇温制御 に行き、第 2排気ガス温度 Tg2が第 2判定温度 Tc2以上の時は、ステップ S 18の再 生温度維持制御に行く。
[0050] ステップ S17では、マルチ噴射に加えてポスト噴射を行う第 2排気ガス昇温制御を、 所定の時間 (ステップ S16の第 2排気ガス温度 Tg2のチェックのインターバルに関係 する時間） A t2の間行う。マルチ噴射により排気ガス温度を上昇させると共に、ポスト 噴射により、排気ガス中に供給された HC (未燃燃料)は、酸化触媒で酸化され発熱 する。この発熱により、第 2排気ガス温度 Tg2が第 1排気ガス温度 Tglよりも上昇した 状態で触媒付きフィルタ装置 12bに流入するようになる。このステップ S 17の後は、ス テツプ S 19に行く。
[0051] そして、ステップ S16の判定で、第 2排気ガス温度 Tg2が第 2判定温度 Tc2以上の 場合には、ステップ S18で、エンジン 10のシリンダ内（筒内）噴射においてマルチ噴 射を行う再生温度維持制御を、所定の時間 (ステップ S 16の第 2排気ガス温度 Tg2の 継続時間のチェックのインターバルに関係する時間） Δ t3の間行う。
[0052] また、ステップ S 18では、 PM燃焼累積時間のカウントを行う。このカウントは、第 2排 気ガス温度 Tg2が所定の第 2判定温度 Tc2以上の場合にのみ PM燃焼累積時間 ta をカウントする（ta=ta+ A t3) 0このステップ S18の後は、ステップ S19に行く。
[0053] ステップ S 19では、強制再生制御の終了か否かを判定するために、 PM燃焼累積 時間 taのチ ックを行う。このチェックでは PM燃焼累積時間 taが所定の判定時間 Ta cを超えたカゝ否かをチェックする。即ち、超えていれば、強制再生が完了したとして、 ステップ S20に行き、超えてなければ、強制再生は完了していないとして、ステップ S 12に戻る。そして、 PM燃焼累積時間 taが所定の判定時間 tacを超えるまで、ステツ プ S 14の第 1排気ガス昇温制御力、ステップ S 17の第 2排気ガス昇温制御力、ステツ プ S 18の再生温度維持制御を行う。
[0054] そして、ステップ S20では、強制再生制御を終了して通常噴射制御に復帰する。そ の後、リターンする。
[0055] なお、この第 1及び第 2排気ガス昇温制御や再生温度維持制御では、吸気絞り弁 1 6や EGR弁等による吸気絞りや、排気絞り弁 13や排気ブレーキ弁 18等による排気 絞りを併用する。
[0056] この図 2の制御フローに従った強制再生制御により、触媒付きフィルタ装置 12bを 強制再生する際に、酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度 Tg2が、その時 の内燃機関 10のエンジン回転数 Neに応じて変化する所定の判定温度である第 1判 定温度 Tel以上となった時に、第 2排気昇温制御により酸ィ匕触媒の上流側に未燃燃 料 (HC)を供給し、この未燃燃料を酸ィ匕触媒で酸ィ匕して触媒付きフィルタ装置 12bを 昇温する制御を行うことができる。上記では、触媒温度指標温度をフィルタ入口排気 温度センサ 23による第 2排気ガス温度 Tg2を用いたが、酸ィ匕触媒入口排気温度セン サ 22による第 1排気ガス温度 Tglを用いてもよい。
[0057] 次に、第 2の実施の形態について説明する。この第 2の実施の形態では、図 3に示 すような制御フローに従って強制再生制御が行われる。この第 2の実施の形態では、 酸ィ匕触媒の温度を指標する触媒温度指標温度としては、フィルタ入口排気温度セン サ 23で検出された第 2排気ガス温度 Tg2と酸化触媒入口排気温度センサ 22で検出 された第 1排気ガス温度 Tg 1の両方を用いる。この両方のそれぞれに対しての所定 の判定温度として第 1判定温度 Telと第 3判定温度 Tc3を用いる。
[0058] そして、この第 2排気ガス温度 Tg2が第 1判定温度 Telを超え、かつ、第 1排気ガス 温度 Tglが第 3判定温度 Tc3を超えた時に酸ィ匕触媒装置 12aの上流側にポスト噴射 により未燃燃料を供給する。
[0059] この図 3の第 2の実施の形態では、ステップ S12とステップ S13力 ステップ S12Aと ステップ S13Aに置き換わる点のみが第 1の実施の形態と異なる。ステップ S12Aで は、第 1判定温度 Tclにカ卩えて第 3判定温度 Tc3を算出する。ステップ S13Aでは、 第 2排気ガス温度 Tg2が第 1判定温度 Tel以上であるカゝ否かと、第 1排気ガス温度 T glが第 3判定温度 Tc3以上であるか否力とを判定する。
[0060] そして、第 2排気ガス温度 Tg2が第 1判定温度 Tcl以上であり、かつ、第 1排気ガス 温度 Tg 1が第 3判定温度 Tc3以上である場合のみステップ S 15に行き、その他はス テツプ S14に行く。
[0061] この第 2の実施の形態では、このステップ S12Aで算出される第 1判定温度 Tclと第 3判定温度 Tc3を、それぞれ、エンジン回転数 Neによって変化させる。即ち、ェンジ ン回転数 Neの増加と共に高くなるように設定する。
[0062] このエンジン回転数 Neと第 1判定温度 Tcl及び第 3判定温度 Tc3との関係は、ェ ンジンの種類や酸ィ匕触媒 12aの径、長さ、熱容量等や排気ガス浄化システム 1の配 置などによって異なる。しかし、これらのパラメータを固定した場合には、このエンジン 回転数 Neと第 1判定温度 Tcl及び第 3判定温度 Tc3との関係は、予め実験などによ り把握できる。そのため、この関係を、マップデータや関数として制御装置 30に記憶 しておき、エンジン回転数 Neからマップデータ等を参照して、この第 1判定温度 Tcl 及び第 3判定温度 Tc3を算出する。
[0063] この図 3の制御フローに従った強制再生制御により、触媒付きフィルタ装置 12bを 強制再生する際に、酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度 Tg2が、その時 の内燃機関 10のエンジン回転数 Neに応じて変化する所定の判定温度である第 1判 定温度 Tcl以上で、かつ、同じく酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度 Tg 1が、その時の内燃機関 10のエンジン回転数 Neに応じて変化する所定の判定温度 である第 3判定温度 Tc3以上となった時に、第 2排気昇温制御により酸ィ匕触媒の上 流側に未燃燃料 (HC)を供給し、この未燃燃料を酸化触媒で酸化して触媒付きフィ ルタ装置 12bを昇温する制御を行うことができる。
[0064] そして、上記の排気ガス浄ィ匕方法及び排気ガス浄ィ匕システム 1によれば、触媒付き フィルタ (DPF) 12bの強制再生の際に、排気ガス中に未燃燃料を供給するか否かを 判定する際の、酸化触媒指標温度 Tg2, Tglに関する所定の判定温度 Tcl, Tc3を エンジン回転数 Neに応じて変化させる。そのため、排気ガス中に供給した未燃燃料 を確実に酸ィ匕できて、触媒付きフィルタ 12bを効率よく昇温できると共に、白煙の発 生を防止することができる。上記では、触媒温度指標温度である Tg2, Tglの両方に ついて、エンジン回転数 Neに応じて判定温度 Tel, Tc3をそれぞれ変化させている 1S どちらか一方でもよい。
[0065] なお、上記の実施の形態では、排気ガス浄ィ匕システムの排気ガス浄ィ匕装置として は、上流側の酸化触媒装置と下流側の触媒付きフィルタ（DPF)との組み合わせを例 にして説明したが、酸ィ匕触媒を担持したフィルタ（DPF)であってもよい。更に、酸ィ匕 触媒の上流側に未燃燃料を供給する方法としてポスト噴射で説明したが、排気通路 14に未燃燃料供給装置を配置して、この未燃燃料供給装置カゝら直接排気通路 14 内に未燃燃料を噴射する排気管内直接噴射の方法を採用してもよい。
[0066] また、上記の図 2及び図 3の制御フローでは複雑になるのを避けるため、記載しな かったが、通常は、触媒付きフィルタ 12bにおける PMの異常燃焼を避けるために、 第 2排気ガス温度 Tg2を常時監視し、ステップ S 18にお ヽて第 2排気ガス温度 Tg2が 第 2判定値 Tc2よりも高 、所定の判定値 (第 4判定温度 Tc4)を超えた場合には、ポ スト噴射等を中止し、マルチ噴射のみにしてもよい。
産業上の利用可能性
[0067] 上述した優れた効果を有する本発明の排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システ ムは、自動車搭載の内燃機関等に搭載され、内燃機関の排気通路に、上流側から 順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置と DPFを配置した排気ガス浄化装置、又は 酸ィ匕触媒を担持した DPFを備えた排気ガス浄ィ匕システムに対して、極めて有効に利 用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置とディーゼルパティキュレートフ ィルタを配置した排気ガス浄ィ匕装置、又は、酸化触媒を担持したディーゼルパティキ ュレートフィルタを配置した排気ガス浄ィ匕装置を内燃機関の排気通路に備え、前記 ディーゼルパティキュレートフィルタを強制再生する際に、前記酸化触媒の温度を指 標する触媒温度指標温度が所定の判定温度以上となった時に、前記酸化触媒の上 流側に未燃燃料を供給し、該未燃燃料を前記酸化触媒で酸化して、前記ディーゼ ルパティキュレートフィルタを昇温する制御を行う排気ガス浄ィ匕システムにおいて、 前記所定の判定温度を、内燃機関のエンジン回転数に応じて変化させることを特 徴とする排気ガス浄化方法。
[2] 内燃機関の排気通路に、上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置とディ ーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄ィ匕装置、又は、酸化触媒を担 持したディーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄ィ匕装置と、前記ディ ーゼルパティキュレートフィルタを強制再生する制御を行う再生制御装置を備えると 共に、前記再生制御装置が、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを強制再生す る際に、前記酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度が所定の判定温度以上 となった時に前記酸化触媒の上流側に未燃燃料を供給し、該未燃燃料を前記酸ィ匕 触媒で酸ィ匕して前記ディーゼルパティキュレートフィルタを昇温する制御を行う排気 ガス浄化システムにお 、て、
前記再生制御装置が、前記所定の判定温度を、内燃機関のエンジン回転数に応 じて変化させることを特徴とする排気ガス浄ィ匕システム。
[3] 前記触媒温度指標温度として、前記酸化触媒の上流側又は下流側に配置した排 気ガスの温度を検出する温度センサで検出された温度を用いることを特徴とする請 求項 2記載の排気ガス浄ィ匕システム。
[4] 前記排気ガス浄化装置が、上流側から順に酸化触媒を担持した酸化触媒装置とデ イーゼルパティキュレートフィルタを配置した排気ガス浄ィ匕装置であって、前記触媒 温度指標温度として、前記酸化触媒の上流側に配置した排気ガスの温度を検出す る第 1温度センサで検出された温度と、前記酸化触媒装置と前記ディーゼルパティキ ュレートフィルタの間の排気ガスの温度を検出する第 2温度センサで検出された温度 とを用いることを特徴とする請求項 2記載の排気ガス浄ィ匕システム。
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