WO2009139256A1 - 排気ガス浄化システム及びその制御方法 - Google Patents

排気ガス浄化システム及びその制御方法 Download PDF

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長岡　大治
輝男 中田
裕之 遊座
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いすゞ自動車株式会社
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification system having at least one of a NOx occlusion reduction catalyst or a DPF with catalyst, and NOx regeneration control for restoring the NOx occlusion ability of the NOx occlusion reduction catalyst and recovery of the PM trapping capacity of the DPF with catalyst.
  • the present invention relates to an exhaust gas purification system and a control method for the exhaust gas purification system that can perform the forced PM regeneration control even when the operating state of the internal combustion engine is in a low load state.
  • LNT lean NOx trap
  • DeNOx catalyst NOx purification catalysts
  • GDI direct gasoline injection engines
  • This catalyst is formed by supporting an occlusion material of an alkali metal (for example, potassium K) or an alkaline earth metal (for example, barium Ba) together with a noble metal such as platinum Pt.
  • This NOx occlusion reduction type catalyst oxidizes NO in the exhaust gas and occludes NOx in the form of nitrate in the occlusion material when the exhaust gas is in an oxygen-rich air-fuel ratio lean state.
  • the catalyst releases the stored NOx and reduces the released NOx with a reducing agent such as HC and CO by a three-way catalyst function. Due to these functions, the catalyst reduces NOx.
  • a reducing agent such as fuel is supplied to the NOx occlusion reduction catalyst.
  • the supply of the reducing agent is performed by performing post-injection in which fuel is further injected after main injection in in-cylinder fuel injection control, or direct injection in the exhaust pipe in which fuel is directly injected into the exhaust pipe.
  • a continuous regeneration type diesel particulate filter device that collects PM (particulate matter) discharged from a diesel engine with a filter.
  • PM particulate matter
  • this continuous regeneration DPF device when the exhaust gas temperature is relatively high (about 350 ° C. or higher), PM collected by the filter is continuously burned and purified.
  • the exhaust gas temperature is low, the temperature of the oxidation catalyst or PM oxidation catalyst carried by the filter is lowered and is not activated, so it is difficult to oxidize PM and self-regenerate the filter. Therefore, clogging progresses due to the accumulation of PM on the filter, causing a problem of increased exhaust pressure.
  • forced PM regeneration is performed.
  • the exhaust gas is forcibly raised in temperature and the collected PM is forcibly burned and removed.
  • post-injection or direct injection into the exhaust pipe is performed to supply unburned HC (hydrocarbon) such as fuel into the exhaust gas, and the supplied unburned HC is disposed upstream of the filter. It is burned with an oxidation catalyst or an oxidation catalyst carried on a filter. The oxidation reaction heat is used to raise the exhaust gas temperature at the filter inlet and the filter surface. As a result, the temperature of the filter is raised above the temperature at which the PM accumulated in the filter burns, and the PM is burned and removed.
  • the direct injection in the exhaust pipe has an advantage that the supply amount of unburned HC can be adjusted without affecting the combustion in the cylinder. Therefore, the direct injection in the exhaust pipe that directly injects fuel into the exhaust pipe is the NOx occlusion reduction type. It has begun to be put to practical use for reducing agent injection in a catalyst and exhaust gas temperature raising for forcibly burning PM collected in a DPF.
  • the oxidation reaction does not occur even if the fuel is injected into the exhaust pipe below the activation temperature of the NOx storage reduction catalyst or the oxidation catalyst. It flows out through these catalysts and generates white smoke.
  • unburned HC is not gasified as in the case of post injection, and therefore white smoke is more likely to be generated than in the case of post injection. Therefore, the area where direct injection in the exhaust pipe can be used is regulated by the activation temperature of the catalyst, so it is difficult to perform NOx regeneration of the NOx storage reduction catalyst or forced regeneration of the DPF during low-load driving or the like. There's a problem.
  • This cell structure has a cell structure portion including an outer wall on the outer peripheral surface and a partition wall forming a plurality of cells communicating from one end to the other end.
  • the cell structure is made mainly of a ceramic material or a metal material, and the outer wall is made mainly of a ceramic material, so that the heat insulation of the outer wall is made high. Thereby, the temperature increase rate of the cell structure is improved, and the temperature distribution is made uniform.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a carrier with a metal material or a specific heat of the metal material in an exhaust gas purification system using at least one of a NOx purification catalyst and a DPF with catalyst.
  • a NOx purification catalyst that has the following specific heat and that has an exhaust gas mixing function
  • NOx regeneration of NOx occlusion reduction type catalyst and PM forced regeneration of DPF with catalyst are performed in the operating state of the internal combustion engine.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system that can be implemented even in a low-load operation state and a control method thereof.
  • An exhaust gas purification system for achieving the above object includes an exhaust pipe direct injection device, an oxidation catalyst, and at least one of a NOx purification catalyst or a DPF with catalyst from the upstream side of the exhaust passage of the internal combustion engine.
  • the oxidation catalyst carrier is formed of a metal material or a material having a specific heat equal to or lower than the specific heat of the metal material and has a structure having a function of mixing the exhaust gas.
  • the oxidation catalyst has a function of mixing exhaust gas, that is, a mixer function, so that the unburned fuel and the exhaust gas are substantially uniform while passing through the support of the oxidation catalyst. To mix.
  • the support for the oxidation catalyst is formed of a metal material or a material having a specific heat equal to or lower than that of the metal material, the specific heat of the entire oxidation catalyst is reduced. Therefore, the amount of heat required for temperature increase is reduced, and the temperature of the oxidation catalyst increases rapidly. Further, since the metal material has a high thermal conductivity, the oxidation catalyst tends to have a uniform temperature as a whole. Therefore, the temperature of the oxidation catalyst can be raised relatively quickly at the start of operation of the internal combustion engine, and can be quickly raised even with a small amount of oxidation reaction heat of the unburned fuel.
  • the exhaust temperature rises and falls in the slow acceleration state.
  • the temperature change width of the oxidation catalyst that follows it is small, the oxidation catalyst does not reach the catalyst activation temperature (for example, 200 ° C.) unless it is in a certain acceleration state.
  • the oxidation catalyst A formed of a carrier of a material having a relatively small specific heat such as a metal material as in the present invention the temperature change of the oxidation catalyst that follows the rise and fall of the exhaust temperature in the slow acceleration state is reduced. Since the width is large, the oxidation catalyst easily reaches the catalyst activation temperature even for a short time.
  • the temperature of the oxidation catalyst can be raised and maintained above the catalyst activation temperature. As a result, even if the operation state of the internal combustion engine is a low load operation state, the exhaust gas, the NOx occlusion reduction type catalyst, and the DPF with catalyst can be heated.
  • the exhaust gas purification system when the first index temperature indicating the temperature of the oxidation catalyst exceeds the first determination temperature, the exhaust gas purification system is directly connected to the exhaust pipe at a predetermined first supply amount for raising the temperature of the oxidation catalyst.
  • the second determination temperature when the second determination temperature is exceeded, direct injection into the exhaust pipe is performed at a predetermined second supply amount for raising the temperature of the exhaust gas, and the temperature of the NOx occlusion reduction type catalyst or the DPF with catalyst is indicated.
  • an exhaust gas purification control device that performs direct injection in the exhaust pipe with a predetermined third supply amount that performs NOx regeneration or PM forced regeneration is configured.
  • the first index temperature indicating the temperature of the oxidation catalyst exceeds the first determination temperature
  • direct injection in the exhaust pipe is performed with a relatively small predetermined first supply amount, and oxidation is performed.
  • the temperature of the oxidation catalyst can be increased by the oxidation reaction of the unburned fuel in the catalyst.
  • the first index temperature rises and exceeds the second determination temperature
  • it is assumed that the temperature of the oxidation catalyst can be stably maintained at the activation temperature or higher, and the predetermined first amount of the oxidation catalyst can be oxidized. Inject directly into the exhaust pipe with 2 supply amounts.
  • the temperature of the exhaust gas can be raised by the heat generated by the oxidation reaction of the unburned fuel directly injected into the exhaust pipe in the oxidation catalyst. Note that the second determination temperature is higher by about 10 ° C. to 30 ° C. than the first determination temperature.
  • This predetermined first supply amount is for raising the temperature of the oxidation catalyst itself so that the temperature of the oxidation catalyst can be continuously maintained at the activation temperature or higher. This is performed for a relatively short time until the determination temperature is reached.
  • the predetermined second supply amount increases the exhaust gas in order to raise the temperature of the downstream NOx storage reduction catalyst and the DPF with catalyst while the oxidation catalyst is continuously maintained at the activation temperature or higher.
  • the unburned fuel is supplied at a predetermined second supply amount different from the first supply amount.
  • the second supply amount is set to an amount sufficient to raise the temperature of the exhaust gas, the NOx storage reduction catalyst, the DPF with catalyst, and the like. That is, the second supply amount is also obtained in the same manner as the first supply amount according to the characteristic curve shown in FIG.
  • NOx regeneration can be performed by direct injection in the exhaust pipe with the third supply amount.
  • a predetermined third supply PM forced regeneration can be performed by directly injecting into the exhaust pipe in an amount.
  • the exhaust gas purification control device employs a temperature at which the temperature of the oxidation catalyst becomes 200 ° C. as the first determination temperature, and the oxidation catalyst as the second determination temperature.
  • the temperature at which the temperature becomes 220 ° C. is adopted, and the temperature at which the oxidation catalyst temperature becomes 250 ° C. is adopted as the third judgment temperature for NOx regeneration, or the third judgment temperature for PM forced regeneration.
  • the temperature at which the temperature of the oxidation catalyst is 300 ° C. is adopted.
  • each determination temperature can be set to an appropriate value, so that the temperature increase of the oxidation catalyst, the temperature increase of the exhaust gas, and NOx regeneration or PM forced regeneration can be efficiently performed.
  • the exhaust gas purification system control method for achieving the above-described object is characterized in that at least one of the direct injection device in the exhaust pipe, the oxidation catalyst, the NOx purification catalyst, or the DPF with catalyst from the upstream side of the exhaust passage of the internal combustion engine.
  • a control method for an exhaust gas purification system in which the support for the oxidation catalyst is made of a metal material or a material having a specific heat equal to or lower than the specific heat of the metal material and has a structure having an exhaust gas mixing function.
  • the exhaust gas is directly injected into the exhaust pipe at a predetermined second supply amount for raising the temperature of the exhaust gas, and the second index temperature indicating the temperature of the NOx storage reduction catalyst or the DPF with catalyst is set to the third determination temperature.
  • the exhaust pipe direct injection in a predetermined third supply amount for performing NOx regeneration or PM forced regeneration.
  • the first index temperature indicating the temperature of the oxidation catalyst exceeds the first determination temperature
  • direct oxidation in the exhaust pipe is performed with a relatively small predetermined first supply amount and oxidation is performed.
  • the temperature of the catalyst can be raised.
  • the exhaust pipe is filled with a predetermined second supply amount that can be oxidized by the oxidation catalyst.
  • NOx regeneration can be performed by direct injection in the exhaust pipe with the third supply amount.
  • a predetermined third supply PM forced regeneration can be performed by directly injecting into the exhaust pipe in an amount.
  • each determination temperature can be set to an appropriate value, so that the temperature increase of the oxidation catalyst, the temperature increase of the exhaust gas, and NOx regeneration or PM forced regeneration can be performed efficiently.
  • the oxidation catalyst is formed of a ceramic carrier, In the conventional technology for supplying fuel, it is possible to perform these regenerations even in the case of low-load traveling operation in which NOx regeneration or PM forced regeneration cannot be performed, and NOx regeneration or PM forced regeneration in a wider traveling region. Can be implemented.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an exhaust gas purification system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a PE structure in which a perforated flat foil and a perforated wave foil are laminated.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an LS structure in which a perforated flat foil and a wave foil provided with a notch are stacked.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a control flow related to NOx regeneration in the control method for the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a control flow related to PM forced regeneration in the control method of the exhaust gas purification system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram comparing the exhaust gas temperature at the outlet of the oxidation catalyst during traveling in the oxidation catalyst of the metal material carrier of the example and the oxidation catalyst of the cordierite carrier of the conventional example.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the relationship between the temperature of the oxidation catalyst and HC light off.
  • FIG. 1 shows a configuration of an exhaust gas purification system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a turbine 12 a of the turbocharger 12, an exhaust gas purification device 30, and an exhaust throttle valve 13 are provided in an exhaust passage 11 of a diesel engine (internal combustion engine) 10 from the upstream side.
  • the exhaust gas treatment device 30 is configured by providing, in order from the upstream side, an oxidation catalyst (DOC) 31, a NOx occlusion reduction catalyst (LNT) 32, a catalyst-attached DPF (CSF) 33 carrying an oxidation catalyst or a PM oxidation catalyst. Is done.
  • DOC oxidation catalyst
  • LNT NOx occlusion reduction catalyst
  • CSF catalyst-attached DPF
  • the oxidation catalyst 31 is formed by supporting rhodium, cerium oxide, platinum, aluminum oxide or the like on a support made of a metal material and having a function of mixing exhaust gas.
  • a PE Perforated
  • EMITEC EMITEC
  • LS Longitudinal Structure
  • a metal perforated flat foil 51 and a metal perforated wave foil 52 are laminated so as to be able to flow between the channels 53.
  • the perforated holes 51a and 52a have a diameter of about 8 mm ⁇ , for example, and a porosity of about 35%.
  • the LS structure has a metal flat foil 61 as shown in FIG. 3 and a wave foil 62 provided with a notch (depressed portion) 62b on a metal corrugated portion so that it can flow between the channels 63. ing.
  • a waveform is formed in a direction perpendicular to the axis of the channel by the notch 62b of the LS structure.
  • the oxidation catalyst 31 oxidizes unburned fuel such as HC (hydrocarbon) or CO (carbon monoxide) in the exhaust gas.
  • HC hydrocarbon
  • CO carbon monoxide
  • the exhaust gas purification system including at least one of the exhaust pipe direct injection device 47, the oxidation catalyst 31, the NOx purification catalyst 32 or the DPF 33 with catalyst from the upstream side of the exhaust passage 11 of the engine (internal combustion engine) 10.
  • the support of the oxidation catalyst 31 may be formed of a metal material or a material having a specific heat equal to or lower than the specific heat of the metal material and having a structure having an exhaust gas mixing function.
  • the oxidation catalyst 31 places importance on the temperature rise property and reduces the capacity within a range where the increase in exhaust pressure is small.
  • S / V 300,000 hr ⁇ 1 for the rated exhaust gas volume.
  • the NOx occlusion reduction type catalyst 32 is one of catalysts called a lean NOx trap (LNT).
  • the catalyst 32 is configured by providing a porous catalyst coat layer formed of aluminum oxide (alumina) or the like on a carrier such as a porous ceramic honeycomb structure such as a cordierite honeycomb.
  • a catalyst noble metal such as platinum and a NOx storage material having a NOx storage function are supported on the catalyst coat layer.
  • this NOx storage material one or a combination of alkali metals such as potassium, sodium, lithium and cesium, alkaline earth metals such as barium and calcium, and rare earths such as lanthanum and yttrium may be used. it can.
  • the NOx occlusion reduction catalyst 32 purifies NOx by oxidizing NO (nitrogen monoxide) in the exhaust gas containing excess oxygen and adsorbing it as nitrate on the catalyst.
  • the NOx occlusion reduction type catalyst 32 occludes NOx when the exhaust gas is in an air-fuel ratio lean state, and releases the occluded NOx when the exhaust gas is rich, and reduces the released NOx in a reducing atmosphere. , NOx is reduced. That is, the two functions of NOx occlusion and NOx release / purification are exhibited by the oxygen concentration in the exhaust gas.
  • the catalyst-attached DPF (diesel particulate filter) 33 is formed of a monolith honeycomb type wall flow filter in which inlets and outlets of porous ceramic honeycomb channels (cells) are alternately sealed.
  • An oxidation catalyst and a PM oxidation catalyst are supported on the wall and inside of the porous ceramic.
  • the oxidation catalyst is formed from platinum, palladium, or the like, and the PM oxidation catalyst is formed from an oxide oxidation catalyst such as cerium oxide.
  • the intake passage 14 is provided with an air filter 15, a mass air flow sensor (MAF sensor) 16, a compressor 12 b of the turbocharger 12, an intercooler 17, and an intake throttle valve 18. Further, an EGR cooler 20 and an EGR valve 21 are provided in the EGR passage 19 connecting the exhaust manifold 10a and the intake manifold 10b.
  • MAF sensor mass air flow sensor
  • EGR cooler 20 and an EGR valve 21 are provided in the EGR passage 19 connecting the exhaust manifold 10a and the intake manifold 10b.
  • the exhaust passage 11 is provided with an air-fuel ratio (A / F) sensor 41 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas for the air-fuel ratio control of the exhaust gas, upstream of the exhaust gas purification device 30.
  • a / F air-fuel ratio
  • the first temperature sensor 42 is located upstream of the oxidation catalyst 31, and the second temperature sensor 43 is represented by the oxidation catalyst 31 and the NOx occlusion reduction type catalyst.
  • the third temperature sensor 44 is disposed between the NOx storage reduction catalyst 32 and the filter with catalyst 33, and the fourth temperature sensor 45 is disposed downstream of the filter with catalyst 33.
  • a NOx sensor 46 is disposed on the downstream side of the exhaust gas purification device 30.
  • an exhaust pipe direct injection device (exhaust pipe fuel injection valve) 47 is provided in the exhaust passage (exhaust pipe) 11 on the upstream side of the exhaust gas purification device 30. From the exhaust pipe direct injection device 47, during the air-fuel ratio rich control in each control, unburned HC as fuel is supplied to the exhaust passage 11 by direct injection.
  • the air-fuel ratio rich control include temperature increase control of the oxidation catalyst 31, temperature increase control of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 31, NOx regeneration control for recovering the NOx storage capability of the NOx storage reduction catalyst 32, PM forced regeneration control for forcibly burning and removing the collected PM of the DPF 33 with catalyst is available.
  • the air A is purified by the air filter 15
  • its mass flow rate is measured by the mass air flow sensor (MAF sensor) 16
  • the air A is cooled by the intercooler 17, passes through the intake throttle valve 18, and enters the intake manifold 10b.
  • the intake throttle valve 18 adjusts the flow rate of the air A.
  • fuel is injected into the air A to burn the fuel.
  • the exhaust gas G generated by this combustion drives the turbine 10a in the exhaust passage 11 from the exhaust manifold 10a, and then passes through the exhaust gas purification device 30 to become purified exhaust gas Gc. Thereafter, the purified exhaust gas Gc passes through the exhaust throttle valve 13 and a muffler (not shown) and is released into the atmosphere. A part of the exhaust gas G is cooled by the EGR cooler 20 in the EGR passage 19, then passes through the EGR valve 21, enters the intake manifold 10 b as EGR gas Ge, mixes with the air A, and enters the cylinder. . The EGR valve 21 adjusts the flow rate of the EGR gas Ge.
  • an exhaust gas purification control device 40a is provided to control these exhaust gas purification systems 1.
  • the exhaust gas purification control device 40a is normally configured to be included in an engine control device (ECU) 40 that controls the entire engine.
  • the exhaust gas purification control device 40a includes the engine speed and the fuel injection amount. (Or load) or the like is input.
  • the exhaust gas purification control device 40a has a close relationship with the engine control device 40, and through the engine control device 40, fuel injection in the cylinder, the exhaust throttle valve 13, the intake throttle valve 18, the EGR valve 21, The exhaust pipe direct injection device 47 and the like are controlled.
  • the control flow of FIG. 4 is a control flow for NOx regeneration that recovers the NOx storage capacity of the NOx storage reduction catalyst 32.
  • the control flow in FIG. 5 is a control flow for forced PM regeneration in which the collected PM of the DPF 33 with catalyst is forcibly burned and removed.
  • control flow of FIG. 4 for NOx regeneration of the NOx storage reduction catalyst 32 will be described.
  • NOx regeneration control for recovering the NOx storage capacity of the NOx storage reduction catalyst 32 may be performed.
  • start This advanced control flow is a main control flow for controlling the entire engine as the engine starts.
  • end of engine operation such as turning off the engine key
  • an interrupt is generated and the process returns to the advanced control flow, and this control flow ends with the end of the main control flow.
  • NOx regeneration is performed not by the control flow of FIG. 4 but by another control flow (not shown).
  • step S11 When the control flow of FIG. 4 is called from the advanced control flow and started, first, at step S11, whether or not the first index temperature Tc that indicates the temperature of the oxidation catalyst 31 has exceeded a predetermined first determination temperature Tc1. Determine. Since the first index temperature Tc is difficult to directly measure the temperature of the oxidation catalyst 31, the temperature detected by the first temperature sensor 42 on the upstream side is used instead, or the temperature of the second temperature sensor 43 on the downstream side is used instead. Use the detected temperature. Alternatively, the average of these temperatures may be used. As the first determination temperature Tc1, a temperature at which the temperature of the oxidation catalyst 31 becomes a catalyst activation temperature (for example, 200 ° C.) is adopted.
  • a catalyst activation temperature for example, 200 ° C.
  • step S11 If it is determined in step S11 that the first index temperature Tc is equal to or lower than the predetermined first determination temperature Tc1 (NO), the process goes to step S12 and the fuel is not injected from the exhaust pipe direct injection device 47 for a predetermined time. When (time related to the check interval of the first index temperature Tc1) has elapsed, the process returns to step S11. If it is determined in step S11 that the first index temperature Tc exceeds the predetermined first determination temperature Tc1 (YES), the process goes to step S13, where the first index temperature Tc is equal to the predetermined second determination temperature Tc2. Determine if it has been exceeded.
  • the temperature of the oxidation catalyst 31 can be maintained almost certainly above the catalyst activation temperature, and the catalyst temperature (for example, 220) that can prevent the generation of white smoke that is the release of unburned fuel into the atmosphere. Temperature) is adopted. *
  • step S13 If it is determined in step S13 that the first index temperature Tc is equal to or lower than the predetermined first determination temperature Tc1 (NO), the process goes to step S14 and the temperature increase control of the oxidation catalyst 31 is performed for a predetermined time (first index temperature Tc). During the period related to the check interval, the injection control is performed with a predetermined first supply amount, and the fuel is injected from the direct injection device 47 in the exhaust pipe. Thereafter, the process returns to step S11.
  • the predetermined first supply amount is for raising the temperature of the oxidation catalyst 31 itself so that the temperature of the oxidation catalyst 31 can be continuously maintained at an activation temperature (for example, 200 ° C.) or higher. This is performed until Tc reaches the second determination temperature Tc2.
  • the purpose of this control is to raise the temperature of the oxidation catalyst 31. During this control, the exhaust gas temperature is still low, and white smoke is generated when a large amount of fuel is injected. Obtained and stored in the exhaust gas purification control device 40a as map data or the like.
  • step S13 If it is determined in step S13 that the first index temperature Tc exceeds a predetermined second determination temperature Tc2 (YES), the process goes to step S15, where the second index temperature Tn for NOx regeneration is a predetermined value for NOx regeneration. It is determined whether the third determination temperature Tn3 has been exceeded.
  • the second index temperature Tn is difficult to directly measure the temperature of the NOx storage reduction catalyst 32. Instead, the temperature detected by the second temperature sensor 43 on the upstream side is used, or the third temperature on the downstream side is used. The detection temperature of the sensor 44 is used. Alternatively, the average of these temperatures may be used.
  • the third determination temperature Tn3 a temperature at which the temperature of the NOx storage reduction catalyst 32 becomes the medium activation temperature (for example, 250 ° C.) of the catalytic NOx storage reduction catalyst 32 is employed.
  • step S15 If it is determined in step S15 that the second index temperature Tn is equal to or lower than the predetermined third determination temperature Tn3 (NO), the process goes to step S16, and the temperature maintenance control of the oxidation catalyst 31 is performed for a predetermined time (second index temperature Tn). During a period of time related to the check interval), injection control is performed with a predetermined second supply amount, and fuel is injected from the exhaust pipe direct injection device 47. Thereafter, the process returns to step S11.
  • step S16 unburned fuel is supplied at a predetermined second supply amount different from the first supply amount.
  • This predetermined second supply amount is used in order to raise the temperature of the downstream NOx occlusion reduction type catalyst 32 in a state where the oxidation catalyst 31 can continuously maintain the activation temperature (for example, 200 ° C.) or higher. It is for heating up.
  • the second supply amount is set to an amount sufficient for raising the temperature of the exhaust gas and NOx storage reduction catalyst 32.
  • the purpose of this control is to maintain the temperature of the oxidation catalyst 31, and since the exhaust gas temperature is relatively high at this time, the unburned fuel is supplied at a second supply amount different from the first supply amount. .
  • a supply amount corresponding to the temperature and the flow rate of the exhaust gas is obtained in advance and stored in the exhaust gas purification control device 40a as map data or the like.
  • the supply amount is calculated with reference to the data for the second supply amount. That is, the second supply amount is also obtained in the same manner as the first supply amount according to the characteristic curve shown in FIG.
  • step S15 If it is determined in step S15 that the second index temperature Tn exceeds the predetermined third determination temperature Tn3 (YES), the process goes to step S17, air-fuel ratio control for NOx regeneration control is performed, and predetermined NOx regeneration temperature is determined.
  • the fuel is injected from the exhaust pipe direct injection device 47 at the third supply amount.
  • the purpose of this control is NOx regeneration of the NOx storage reduction catalyst 32. Since the exhaust gas temperature is sufficiently high during this control, a supply amount corresponding to the exhaust gas flow rate suitable for NOx regeneration is obtained in advance and stored in the exhaust gas purification control device 40a as map data or the like. Keep it. At the time of execution, the supply amount is calculated with reference to the third supply amount data for NOx regeneration. In this NOx regeneration, EGR control, intake throttle control, exhaust throttle control, in-cylinder fuel injection control, and the like are performed in parallel as necessary.
  • this step S17 is performed until NOx regeneration is completed, and when NOx regeneration is completed, the process returns and returns to the advanced control flow.
  • NOx regeneration control for recovering the NOx occlusion ability of the NOx occlusion reduction type catalyst 32 may be performed again. Again, the control flow of FIG. 4 is called and executed. Repeat as necessary.
  • the control flow of FIG. 5 may perform PM forced regeneration control for forcibly burning and removing the collected PM of the DPF 33 with the catalyst by increasing the collected amount of PM to some extent from the advanced control flow. Called when judged and starts.
  • This advanced control flow is a main control flow for controlling the entire engine as the engine starts. When the end of engine operation such as turning off the engine key is detected, an interrupt is generated and the process returns to the advanced control flow, and this control flow ends with the end of the main control flow.
  • the control flow in FIG. 5 is the same as the control flow in FIG. 4 except that steps S15 and S17 in the control flow in FIG. 4 are replaced with steps S15A and S17A, respectively. Note that when the amount of PM deposition increases so as to exceed the limit, PM forced regeneration is performed not in the control flow of FIG. 5 but in another control flow (not shown).
  • step S15A of the control flow of FIG. 5 it is determined whether the second index temperature Tp for PM forced regeneration has exceeded a predetermined third determination temperature Tp3 for forced PM regeneration.
  • This second index temperature Tp is difficult to directly measure the temperature of the DPF 33 with catalyst. Instead, the temperature detected by the third temperature sensor 44 on the upstream side is used, or the temperature of the fourth temperature sensor 45 on the downstream side is used instead. Use the detected temperature. Alternatively, the average of these temperatures may be used.
  • the third determination temperature Tp3 a temperature at which the temperature of the DPF 33 with the catalyst becomes a temperature at which PM starts combustion (for example, 300 ° C.) is adopted.
  • step S15A If it is determined in step S15A that the second index temperature Tp is equal to or lower than a predetermined third determination temperature Tp3 (NO), the process goes to step S16, and the temperature maintenance control of the oxidation catalyst 31 is performed for a predetermined time (second index temperature Tp). During a period of time related to the check interval), injection control is performed with a predetermined second supply amount, and fuel is injected from the exhaust pipe direct injection device 47. Thereafter, the process returns to step S11.
  • step S15A If it is determined in step S15A that the second index temperature Tp exceeds the predetermined third determination temperature Tp3 (YES), the process goes to step S17A to perform air-fuel ratio control for PM forced regeneration control and for PM forced regeneration.
  • the fuel is injected from the exhaust pipe direct injection device 47 at a predetermined third supply amount.
  • the purpose of this control is the forced PM regeneration of the DPF 33 with catalyst.
  • the exhaust gas temperature is sufficiently high, so a supply amount corresponding to the exhaust gas flow rate suitable for the forced PM regeneration is obtained in advance. It is stored in the exhaust gas purification control device 40a as map data or the like. At the time of execution, the supply amount is calculated with reference to the data for forced regeneration of the PM for the third supply amount.
  • EGR control, intake throttle control, exhaust throttle control, in-cylinder fuel injection control, and the like are performed in parallel as necessary.
  • this step S17A is performed until PM forced regeneration is completed, and when PM forced regeneration is completed, the process returns and returns to the advanced control flow.
  • the PM forced regeneration control for forcibly burning and removing the collected PM of the DPF 33 with catalyst may be performed again by increasing the collected amount of PM to some extent. In this case, the control flow in FIG. 5 is called again and executed. Repeat as necessary.
  • a temperature at which the temperature of the oxidation catalyst 31 becomes 200 ° C. is adopted as the first determination temperature Tc1, and a temperature at which the temperature of the oxidation catalyst 31 becomes 220 ° C. as the second determination temperature Tc3. Is adopted.
  • a temperature at which the temperature of the NOx occlusion reduction type catalyst 32 becomes 250 ° C. is used as the third determination temperature Tn3 for NOx regeneration, or the temperature of the DPF 33 with catalyst as the third determination temperature for PM forced regeneration.
  • the temperature at which the temperature becomes 300 ° C. is adopted. Thereby, each determination temperature is set to an appropriate value, and the temperature of the oxidation catalyst 31, the temperature of the exhaust gas, NOx regeneration, or PM forced regeneration is efficiently performed.
  • the exhaust pipe direct injection device 47, the oxidation catalyst 31, and the NOx purification catalyst 32 or at least one of the DPF 33 with catalyst and the oxidation are provided.
  • the support of the catalyst 31 is made of a metal material or a material having a specific heat equal to or lower than the specific heat of the metal material and has a structure having an exhaust gas mixing function, the temperature of the oxidation catalyst 31 is indicated.
  • the exhaust pipe direct injection is performed with a predetermined first supply amount for raising the temperature of the oxidation catalyst 31, and when the first determination temperature Tc exceeds the second determination temperature Tc2.
  • the second index temperature for direct injection in the exhaust pipe at a predetermined second supply amount for raising the temperature of the exhaust gas and indexing the temperature of the NOx occlusion reduction type catalyst 32 (or DPF 33 with catalyst)
  • Tn3 or Tp3
  • FIG. 6 shows an example A in which the support is made of a metal material or a material having a specific heat equal to or lower than that of the metal material, and an oxidation catalyst 31 formed in a structure having a function of mixing exhaust gas, and a cordier having a relatively large specific heat.
  • the change of the exhaust gas temperature at the outlet of the oxidation catalyst in the conventional example B using the oxidation catalyst formed with the light carrier is shown in comparison.
  • Ina indicates a portion where a small amount of direct injection in the exhaust pipe is performed for temperature increase
  • Inb indicates a portion where direct injection in the exhaust pipe is performed for NOx regeneration.
  • the range of the temperature change of the oxidation catalyst that follows the rise and fall of the exhaust temperature in the slow acceleration state is small, and if the acceleration catalyst is not in a certain acceleration state, the oxidation catalyst has a catalyst activation temperature (for example, 200 ° C. ) Does not reach.
  • the range of the temperature change of the oxidation catalyst that follows the increase and decrease of the exhaust temperature in the slowly accelerating state is large and is short, but the oxidation catalyst tends to reach the catalyst activation temperature. I understand that Therefore, by catching this timing and supplying unburned fuel, the temperature of the oxidation catalyst can be maintained at or above the catalyst activation temperature. As a result, even if the operation state of the internal combustion engine is a low load operation state, the exhaust gas, the NOx occlusion reduction type catalyst, and the DPF with catalyst can be heated.
  • NOx regeneration or PM forced regeneration can be performed, and NOx regeneration and PM forced regeneration can be performed in a wider travel region.
  • the exhaust gas purification system and the control method thereof according to the present invention having the above-described excellent effects are provided in an exhaust gas purification system that is provided in an internal combustion engine or the like mounted on a vehicle and has at least one of a NOx storage reduction catalyst or a DPF with a catalyst. On the other hand, it can be used very effectively.

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Abstract

　内燃機関（１０）の排気通路（１１）の上流側から、排気管内直接噴射装置（４７）と、酸化触媒（３１）と、ＮＯｘ浄化触媒（３２）又は触媒付きＤＰＦ（３３）の少なくとも一方を備えた排気ガス浄化システム（１）において、前記酸化触媒（３１）の担体を金属材料又は金属材料の比熱以下の比熱を持つ材料で、排気ガスを混合する機能を有する構造に形成する。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（３２）のＮＯｘ再生や触媒付きＤＰＦ（３３）のＰＭ強制再生を、内燃機関（１）の運転状態が低負荷運転状態であっても実施可能とする。

Description

排気ガス浄化システム及びその制御方法
　本発明は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒又は触媒付きＤＰＦの少なくとも一方を有する排気ガス浄化システムにおいて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復するＮＯｘ再生制御と触媒付きＤＰＦのＰＭ捕集能力を回復するＰＭ強制再生制御を、内燃機関の運転状態が低負荷状態であっても実施可能とする排気ガス浄化システム及びその制御方法に関する。
　ディーゼルエンジンや筒内ガソリン直接噴射エンジン（ＧＤＩ）等の排気ガス中のＮＯｘの浄化のために使用されているＮＯｘ浄化触媒（ＤｅＮＯｘ触媒）の一つに、リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）と呼ばれるＮＯｘ吸蔵還元型触媒がある。この触媒は、アルカリ金属（例えば、カリウムＫ等）又はアルカリ土類金属（例えば、バリウムＢａ等）の吸蔵材を白金Ｐｔ等の貴金属と共に担持して形成される。
　このＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、排気ガスが酸素過剰な空燃比リーン状態では、排気ガス中のＮＯを酸化して吸蔵材の硝酸塩の形でＮＯｘを吸蔵する。また、この触媒は、排ガスが酸素が殆ど無い空燃比リッチ状態では、吸蔵したＮＯｘを放出すると共に、この放出されたＮＯｘを三元触媒機能によりＨＣ，ＣＯ等の還元剤で還元する。これらの機能により、この触媒はＮＯｘを低減している。
　このＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのＮＯｘ再生制御において、排気ガスの空燃比をリッチ状態にするときには、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に燃料等の還元剤を供給することが行われている。この還元剤の供給は、シリンダ内燃料噴射制御で主噴射の後に更に燃料を噴射するポスト噴射を行ったり、排気管内へ燃料を直接噴射する排気管内直接噴射を行ったりすることで行う。
　また、ディーゼルエンジンから排出されるＰＭ（粒子状物質）をフィルタで捕集する連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置（ＤＰＦ装置）がある。この連続再生ＤＰＦ装置では、排気ガス温度が比較的高いとき（約３５０℃以上）ではフィルタに捕集されたＰＭは連続的に燃焼して浄化される。しかし、排気ガス温度が低い場合には、フィルタが担持している酸化触媒やＰＭ酸化触媒の温度が低下して活性化しないため、ＰＭを酸化してフィルタを自己再生することが困難となる。そのため、フィルタへのＰＭの堆積により目詰まりが進行して、排圧上昇の問題が生じる。
　そこで、フィルタへのＰＭ堆積量が所定の量を超えたときに、ＰＭ強制再生を行っている。このＰＭ強制再生では、排気ガスを強制的に昇温させて、捕集したＰＭを強制的に燃焼除去する。このＰＭ強制再生では、ポスト噴射又は排気管内直接噴射を行って排気ガス中に燃料等の未燃ＨＣ（炭化水素）を供給し、この供給された未燃ＨＣを、フィルタ上流側に配置された酸化触媒やフィルタに担持した酸化触媒で燃焼させている。この酸化反応熱を利用して、フィルタ入口やフィルタ表面の排気ガス温度を上昇させる。これにより、フィルタに蓄積されたＰＭが燃焼する温度以上にフィルタを昇温して、ＰＭを燃焼除去している。
　このような排気管内に未燃ＨＣを供給する方法としては、ポスト噴射と排気管内直接噴射とがある。排気管内直接噴射には、シリンダ内の燃焼に影響を与えずに未燃ＨＣの供給量を調整できるという利点があるため、排気管に直接燃料を噴射する排気管内直接噴射が、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒における還元剤噴射用や、ＤＰＦに捕集したＰＭを強制的に燃焼させるための排気ガス昇温用として、実用化され始めている。
　しかしながら、この排気管内直接噴射の場合は、ポスト噴射の場合と同様に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒や酸化触媒の活性化温度以下では、燃料を排気管内に噴射しても酸化反応が生じることなく、これらの触媒を通り抜けて流出して、白煙などを発生する。この場合において、排気管内直接噴射の場合の方が、ポスト噴射のように未燃ＨＣがガス化していないので、ポスト噴射の場合よりも白煙を発生し易くなっている。そのため、排気管内直接噴射を使用できる領域は、触媒の活性化温度により規制されるので、低負荷走行時等にはＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ再生やＤＰＦのＰＭ強制再生を行うことは難しいという問題がある。
　一方、例えば、日本の特開２００５－１９９１７９号公報に記載されているなセル構造体が提案されている。このセル構造体では、外周面上を外壁部とし、その内部に一端から他端まで連通する複数のセルを形成する隔壁を含むセル構造部を持っている。このセル構造体において、セル構造部をセラミック材料又は金属材料を主成分とし、外壁部をセラミック材料を主成分とすることにより、外壁部の断熱性を高くしている。これにより、セル構造部の昇温速度を向上させ、温度分布を均一とする。
特開２００５－１９９１７９号公報
  本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、ＮＯｘ浄化触媒又は触媒付きＤＰＦの少なくとも一方を使用している排気ガス浄化システムにおいて、担体を金属材料又は金属材料の比熱以下の比熱を持つ材料で、排気ガスの混合機能を有する構造に形成した酸化触媒を利用して、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ再生や触媒付きＤＰＦのＰＭ強制再生を、内燃機関の運転状態が低負荷運転状態であっても実施可能とする排気ガス浄化システム及びその制御方法を提供することにある。
　上記のような目的を達成するための排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路の上流側から、排気管内直接噴射装置と、酸化触媒と、ＮＯｘ浄化触媒又は触媒付きＤＰＦの少なくとも一方とを備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記酸化触媒の担体を金属材料又は金属材料の比熱以下の比熱を持つ材料で、排気ガスを混合する機能を有する構造に形成して構成される。
　排気管内直接噴射は、ポスト噴射のようにシリンダ内で噴射された未燃燃料がガス化して、排気ガスと略均一に混合した場合と異なり、噴射直後では、未燃燃料がガス化していない。そのため、未燃燃料の拡散と排気ガスとの混合が必要である。上記の構成によれば、酸化触媒が排気ガスを混合する機能、即ち、ミキサー機能を有して構成されることにより、未燃燃料と排気ガスとが、酸化触媒の担体を通過中に略均一に混合する。なお、ここでは排気管内直接噴射で噴射されるものとして、未燃燃料で説明しているが、本発明は、排気管内直接噴射で噴射されるものには、燃料、及び、燃料以外の酸化促進剤、ＰＭの酸化促進剤、ＮＯｘ還元剤等も含むものとする。
　その上、酸化触媒の担体を金属材料又は金属材料の比熱以下の比熱を持つ材料で形成しているので、酸化触媒全体の比熱が小さくなる。そのため、昇温に要する熱量が少なくなり、酸化触媒は速やかに温度上昇するようになる。また、金属材料は熱伝導率が高いため酸化触媒が全体的に均一温度となり易い。そのため、酸化触媒は、内燃機関の運転開始時には、比較的早く昇温すると共に、未燃燃料の酸化反応熱も少ない量でも速やかに昇温できるようになる。
　従って、この酸化触媒の混合機能と迅速な昇温により、未燃燃料がガス化して酸化反応が行われ易くなる。その結果、下流側でのＮＯｘ還元反応やＰＭ燃焼が促進されると共に白煙の発生を防止できるので、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ再生や触媒付きＤＰＦのＰＭ強制再生を、内燃機関の運転状態が低負荷運転状態であっても実施できる。
　つまり、図６に示すように、従来技術の比熱が比較的大きいコージェライト担体の酸化触媒Ｂでは、緩加速状態では排気温度の上昇下降がある。しかし、それに追従する酸化触媒の温度変化の幅が小さいので、ある程度の加速状態でないと、酸化触媒は触媒活性化温度（例えば、２００℃）に到達しない。一方、本発明のように金属材料などの比熱が比較的小さい材料の担体で形成された酸化触媒Ａでは、緩加速状態の排気温度の上昇下降に対して、それに追従する酸化触媒の温度変化の幅が大きいので、短時間であっても酸化触媒が触媒活性化温度に到達する場合が生じ易くなる。そのため、このタイミングを捉えて未燃燃料を供給することにより、酸化触媒の温度を昇温して触媒活性化温度以上に維持できるようになる。その結果、内燃機関の運転状態が低負荷運転状態であっても、排気ガスやＮＯｘ吸蔵還元型触媒や触媒付きＤＰＦを昇温することができるようになる。
　上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記酸化触媒の温度を指標する第１指標温度が、第１判定温度を超えた場合には、前記酸化触媒を昇温する所定の第１供給量で排気管内直接噴射を行い、第２判定温度を超えた場合には、排気ガスを昇温する所定の第２供給量で排気管内直接噴射を行い、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒又は触媒付きＤＰＦの温度を指標する第２指標温度が第３判定温度に達した場合には、ＮＯｘ再生又はＰＭ強制再生を行う所定の第３供給量で排気管内直接噴射を行う排気ガス浄化用制御装置を備えて構成される。
　この構成によれば、酸化触媒の温度を指標する第１指標温度が、第１判定温度を超えた場合には、比較的少量の所定の第１供給量で排気管内直接噴射を行って、酸化触媒における未燃燃料の酸化反応により、酸化触媒を昇温できる。その後、第１指標温度が昇温して第２判定温度を超えた場合には、酸化触媒の温度を安定して活性化温度以上に維持できるものとして、酸化触媒で酸化できる量の所定の第２供給量で排気管内直接噴射を行う。この排気管内直接噴射の未燃燃料が酸化触媒において酸化反応して発生する熱により排気ガスを昇温できる。なお、この第２判定温度は、第１判定温度より１０℃～３０℃程度高い温度である。
　この所定の第１供給量は、酸化触媒の温度を活性化温度以上に継続して維持できるように酸化触媒自体を昇温するためのものであり、比較的少量で第１指標温度が第２判定温度に至るまでの比較的短時間の間行われる。この噴射の目的は酸化触媒の昇温である。この時点では排気ガス温度が低く、大量に噴射すると白煙が発生する。そのため、温度と排気ガスの流量に応じた供給量を予め求めておき、マップデータなどとして排気ガス浄化用制御装置に記憶しておく。そして、実行時にこのデータを参照して供給量を算出する。つまり、図７に示すように、ＨＣライトオフが１００％の温度（Ｔ２）で酸化できる噴射量をＱａとし、図７の特性カーブから現在の温度Ｔ１時の可能噴射量Ｑｂ（＝Ｑａ×Ｃａ／１００）を求める。
　また、所定の第２供給量は、酸化触媒が活性化温度以上を継続して維持できている状態で、下流側のＮＯｘ吸蔵還元型触媒や触媒付きＤＰＦを昇温するために排気ガスを昇温するためのものであり、第１供給量とは別の所定の第２供給量で未燃燃料を供給する。この第２供給量は、排気ガス、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒、触媒付きＤＰＦ等を昇温するのに十分な量とする。つまり、この第２供給量も、図７に示すような特性カーブに従って、第１供給量と同様にして求める。
　更に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に関係する排気ガス浄化システムでは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の温度を指標する第２指標温度が、ＮＯｘ再生が可能な第３判定温度に達した場合には、所定の第３供給量で排気管内直接噴射を行ってＮＯｘ再生を行うことができる。あるいは、触媒付きＤＰＦに関係する排気ガス浄化システムでは、触媒付きＤＰＦの温度を指標する第２指標温度が、ＰＭ強制再生が可能な第３判定温度に達した場合には、所定の第３供給量で排気管内直接噴射を行ってＰＭ強制再生を行うことができる。
　また、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記排気ガス浄化用制御装置が、前記第１判定温度として前記酸化触媒の温度が２００℃となる温度を採用し、前記第２判定温度として前記酸化触媒の温度が２２０℃となる温度を採用すると共に、ＮＯｘ再生用で前記第３判定温度として前記酸化触媒の温度が２５０℃となる温度を採用するか、あるいは、ＰＭ強制再生用で前記第３判定温度として前記酸化触媒の温度が３００℃となる温度を採用する。この構成によれば、各判定温度を適切な値に設定できるので、酸化触媒の昇温と排気ガスの昇温とＮＯｘ再生又はＰＭ強制再生を、効率よく行うことができる。
　また、上記の目的を達成するための排気ガス浄化システムの制御方法は、内燃機関の排気通路の上流側から、排気管内直接噴射装置と、酸化触媒と、ＮＯｘ浄化触媒又は触媒付きＤＰＦの少なくとも一方とを備えると共に、前記酸化触媒の担体を金属材料又は金属材料の比熱以下の比熱を持つ材料で、排気ガスの混合機能を有する構造に形成した排気ガス浄化システムの制御方法において、前記酸化触媒の温度を指標する第１指標温度が、第１判定温度を超えた場合には、前記酸化触媒を昇温する所定の第１供給量で排気管内直接噴射を行い、第２判定温度を超えた場合には、排気ガスを昇温する所定の第２供給量で排気管内直接噴射を行い、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒又は触媒付きＤＰＦの温度を指標する第２指標温度が第３判定温度に達した場合には、ＮＯｘ再生又はＰＭ強制再生を行う所定の第３供給量で排気管内直接噴射を行うことを特徴とする制御方法である。
　この制御方法によれば、酸化触媒の温度を指標する第１指標温度が、第１判定温度を超えた場合には、比較的少量の所定の第１供給量で排気管内直接噴射を行って酸化触媒を昇温できる。また、昇温して第１指標温度が第１判定温度より１０℃～３０℃程度高い第２判定温度を超えた場合には、酸化触媒で酸化できる量の所定の第２供給量で排気管内直接噴射を行って、酸化触媒における未燃燃料の酸化反応熱により排気ガスを昇温できる。
　更に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に関係する排気ガス浄化システムでは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の温度を指標する第２指標温度が、ＮＯｘ再生が可能な第３判定温度に達した場合には、所定の第３供給量で排気管内直接噴射を行ってＮＯｘ再生を行うことができる。あるいは、触媒付きＤＰＦに関係する排気ガス浄化システムでは、触媒付きＤＰＦの温度を指標する第２指標温度が、ＰＭ強制再生が可能な第３判定温度に達した場合には、所定の第３供給量で排気管内直接噴射を行ってＰＭ強制再生を行うことができる。
　上記の排気ガス浄化システムの制御方法において、前記第１判定温度として前記酸化触媒の温度が２００℃となる温度を採用し、前記第２判定温度として前記酸化触媒の温度が２２０℃となる温度を採用すると共に、ＮＯｘ再生用として前記第３判定温度として前記酸化触媒の温度が２５０℃となる温度を採用するか、あるいは、ＰＭ強制再生用として前記第３判定温度として前記酸化触媒の温度が３００℃となる温度を採用する。この方法によれば、各判定温度を適切な値に設定できるので、酸化触媒の昇温と排気ガスの昇温とＮＯｘ再生又はＰＭ強制再生を、効率よく行うことができる。
　本発明に係る排気ガス浄化システム及びその制御方法によれば、ＮＯｘ浄化触媒又は触媒付きＤＰＦの少なくとも一方を使用している排気ガス浄化システムにおいて、酸化触媒をセラミック担体で構成し、ポスト噴射による未燃燃料の供給する従来技術では、ＮＯｘ再生やＰＭ強制再生をすることができなった低負荷走行運転の場合でも、これらの再生が行えるようになり、より広い走行領域においてＮＯｘ再生やＰＭ強制再生を実施できるようになる。
図１は、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの構成を模式的に示す図である。 図２は、孔開き平フォイルと孔開き波フォイルを積層したＰＥ構造を模式的に示す図である。 図３は、孔開き平フォイルと刻み目を設けた波フォイルを積層したＬＳ構造を模式的に示す図である。 図４は、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のＮＯｘ再生に関係する制御フローの一例を示す図である。 図５は、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のＰＭ強制再生に関係する制御フローの一例を示す図である。 図６は、実施例の金属材料担体の酸化触媒と、従来例のコージェライト担体の酸化触媒における走行時の酸化触媒の出口の排気ガス温度を比較した図である。 図７は、酸化触媒の温度とＨＣライトオフとの関係を模式的に示す図である。
　以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システム及びその制御方法について、ディーゼルエンジンの排気通路を通過する排気ガスのＮＯｘとＰＭを浄化する排気ガス浄化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、本発明の実施の形態の排気ガス浄化システム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に上流側から、ターボチャジャ１２のタービン１２ａと、排気ガス浄化装置３０と、排気絞り弁１３が設けられる。この排気ガス処理装置３０は、上流側から順に、酸化触媒（ＤＯＣ）３１、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ）３２、酸化触媒又はＰＭ酸化触媒を担持した触媒付きＤＰＦ（ＣＳＦ）３３を設けて構成される。
　この酸化触媒３１は、金属材料で排気ガスの混合機能を有する構造に形成した担持体に、ロジウム、酸化セリウム、白金、酸化アルミニウム等を担持して形成される。この混合機能を有する構造としては、図２に示すような、ＰＥ（Perforated）構造（ドイツのＥＭＩＴＥＣ社による名称）と、図３に示すようなＬＳ（Longitudinal Structure）構造（ドイツのＥＭＩＴＥＣ社による名称）等を用いることができる。
　図２に示すように、ＰＥ構造は、メタル製の孔開き平フォイル５１とメタル製の孔開き波フォイル５２を積層してチャンネル５３間を流通可能にしている。この孔開きの孔５１ａ，５２ａは、その径が例えば８ｍｍφ程度で、空孔率は３５％程度である。
　また、ＬＳ構造は、図３に示すようなメタル製の平フォイル６１とメタル製の波形状の部分に刻み目（陥没部分）６２ｂを設けた波フォイル６２を積層してチャンネル６３間を流通可能にしている。このＬＳ構造の刻み目６２ｂによりチャンネルの軸に対して垂直方向に波形が形成される。これらのＰＥ構造とＬＳ構造で、円筒形に形成する場合には、平フォイル５１，６１と波フォイル５２，６２を積層したものを巻き上げて円筒状に構成する。
　この酸化触媒３１は、排気ガス中に未燃燃料であるＨＣ（炭化水素）やＣＯ（一酸化炭素）等があると、これらを酸化する。この酸化で発生する熱により、酸化触媒３１自体や通過する排気ガスを昇温して、この昇温した排気ガスで下流側のＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２と触媒付きＤＰＦ３３を昇温させる。
　この構成により、エンジン（内燃機関）１０の排気通路１１の上流側から、排気管内直接噴射装置４７と、酸化触媒３１と、ＮＯｘ浄化触媒３２又は触媒付きＤＰＦ３３の少なくとも一方を備えた排気ガス浄化システム１において、酸化触媒３１の担体を金属材料又は金属材料の比熱以下の比熱を持つ材料で、排気ガスの混合機能を有する構造に形成した構成とすることができる。この酸化触媒３１は、昇温性を重視し、排圧の増加の少ない範囲で容量は小さくする。定格排ガス量に対し、Ｓ／Ｖ＝３００，０００ｈｒ-1を目安とする。酸化触媒３１の容量が、大きいと昇温しずらく、小さいと活性不足となる。
　ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２はリーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）と呼ばれる触媒の一つである。この触媒３２は、コージェライトハニカム等の多孔質のセラミックのハニカム構造等の担持体に、酸化アルミニウム（アルミナ）等で形成された多孔質の触媒コート層を設けて構成される。この触媒コート層に白金等の触媒貴金属と、ＮＯｘ吸蔵機能を持つＮＯｘ吸蔵物質とを担持させる。このＮＯｘ吸蔵物質としては、カリウム、ナトリウム、リチウム、セシウム等のアルカリ金属、バリウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属、ランタン、イットリウム等の希土類の中から、一つ又は幾つかの組合せを用いることができる。
　このＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２は、酸素過剰な排気ガス中のＮＯ（一酸化窒素）を酸化して硝酸塩として触媒上に吸着させて、ＮＯｘを浄化する。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２は、排気ガスが空燃比リーン状態では、ＮＯｘを吸蔵し、空燃比リッチ状態では、吸蔵したＮＯｘを放出すると共に、この放出されたＮＯｘを還元雰囲気中で還元して、ＮＯｘを低減する。つまり、排気ガス中の酸素濃度等によって、ＮＯｘ吸蔵と、ＮＯｘ放出・浄化の二つの機能を発揮する。
　触媒付きＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）３３は、多孔質のセラミックのハニカムのチャンネル（セル）の入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型のウオールフローフィルタで形成される。この多孔質のセラミックの壁面と内部に、酸化触媒とＰＭ酸化触媒を担持させる。この酸化触媒は白金、パラジウム等から形成され、ＰＭ酸化触媒は、酸化セリウム等の酸化物酸化触媒等で形成される。
　また、吸気通路１４には、エアフィルタ１５、マスエアフローセンサ（ＭＡＦセンサ）１６、ターボチャジャ１２のコンプレッサ１２ｂ、インタークーラ１７、吸気スロットル弁１８を設ける。更に、排気マニホールド１０ａと吸気マニホールド１０ｂを連結するＥＧＲ通路１９には、ＥＧＲクーラ２０と、ＥＧＲ弁２１を設ける。
　また、排気通路１１には、排気ガス浄化装置３０の上流側に、排気ガスの空燃比制御のために排気ガスの空燃比を検出する空燃比（Ａ／Ｆ）センサ４１を設ける。更に、各触媒３１、３２と触媒付きＤＰＦ３３の温度を推定するために、第１の温度センサ４２を酸化触媒３１の上流側に、第２の温度センサ４３を酸化触媒３１とＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２との間に、第３の温度センサ４４をＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２と触媒付きフィルタ３３との間に、第４の温度センサ４５を触媒付きフィルタ３３の下流側に、それぞれ配置する。また、排気ガス浄化装置３０の下流側には、ＮＯｘセンサ４６を配置する。
　また、燃料の排気管内直接噴射を行うために、排気管内直接噴射装置（排気管内燃料噴射弁）４７を排気ガス浄化装置３０の上流側の排気通路（排気管）１１に設ける。この排気管内直接噴射装置４７より、各制御における空燃比リッチ制御時には、燃料である未燃ＨＣが排気通路１１に直接噴射で供給される。この空燃比リッチ制御の対象としては、酸化触媒３１の温度上昇制御、酸化触媒３１を通過する排気ガスの温度上昇制御、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのＮＯｘ再生制御、触媒付きＤＰＦ３３の捕集されたＰＭを強制的に燃焼除去するＰＭ強制再生制御等がある。
　このディーゼルエンジン１０では、空気Ａは、エアフィルタ１５で浄化された後、マスエアフローセンサ（ＭＡＦセンサ）１６でその質量流量を計測され、コンプレッサ１０ｂで加圧される。その後、空気Ａは、インタークーラ１７で冷却され、吸気スロットル弁１８を通過して吸気マニホールド１０ｂに入る。この吸気スロットル弁１８は空気Ａの流量調整を行う。エンジン１０のシリンダ内で、この空気Ａ中に燃料を噴射して燃料を燃焼させる。
　この燃焼により生じた排気ガスＧは、排気マニホールド１０ａから排気通路１１のタービン１０ａを駆動した後、排気ガス浄化装置３０を通過して、浄化された排気ガスＧｃとなる。その後、浄化された排気ガスＧｃは、排気絞り弁１３と図示しないマフラー（消音器）を通過して大気中に放出される。また、排気ガスＧの一部は、ＥＧＲ通路１９のＥＧＲクーラ２０で冷却された後、ＥＧＲ弁２１を通過して、ＥＧＲガスＧｅとして吸気マニホールド１０ｂに入り、空気Ａと混合しシリンダ内に入る。このＥＧＲ弁２１はＥＧＲガスＧｅの流量調整を行う。
　また、これらの排気ガス浄化システム１の制御を行うために排気ガス浄化用制御装置４０ａが設けられる。この排気ガス浄化用制御装置４０ａは、通常はエンジン全体を制御するエンジン制御装置（ＥＣＵ）４０に含まれた状態で構成される。この排気ガス浄化用制御装置４０ａには、空燃比センサ４１や第１～第４の温度センサ４２、４３、４４、４５やＮＯｘセンサ４６等からの入力の他に、エンジン回転数、燃料噴射量（又は負荷）等が入力される。また、この排気ガス浄化用制御装置４０ａは、エンジン制御装置４０と密接な関係を持ち、エンジン制御装置４０を介して、シリンダ内燃料噴射、排気絞り弁１３、吸気スロットル弁１８、ＥＧＲ弁２１、排気管内直接噴射装置４７等を制御する。
　次に、この排気ガス浄化システム１における排気ガス浄化システムの制御方法について説明する。この制御方法は、図４及び図５に例示するような制御フローに従って行われる。図４の制御フローは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＮＯｘ吸蔵能力を回復するＮＯｘ再生のための制御フローである。図５の制御フローは、触媒付きＤＰＦ３３の捕集ＰＭを強制的に燃焼除去するＰＭ強制再生のための制御フローである。
　最初に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＮＯｘ再生のための図４の制御フローについて説明する。この図４の制御フローは、上級の制御フローから、ある程度ＮＯｘの吸蔵量が多くなってＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのＮＯｘ再生制御を行ってもよいと判断された際に呼ばれてスタートする。この上級の制御フローは、エンジンのスタートと共に、エンジン全般の制御を行うメインの制御フロー等である。また、この図４の制御フローでは、エンジンキーのオフ等のエンジン運転の終了を検出すると、割り込みが発生して、上級の制御フローにリターンし、メインの制御フローの終了と共にこの制御フローは終了する。なお、ＮＯｘの吸蔵量が限界を超える恐れが生じる程に多くなった場合には、図４の制御フローではなく、別の制御フロー（図示しない）でＮＯｘ再生が行われる。
　この図４の制御フローが上級の制御フローから呼ばれてスタートすると、先ず、ステップＳ１１で、酸化触媒３１の温度を指標する第１指標温度Ｔｃが所定の第１判定温度Ｔｃ１を超えたか否かを判定する。この第１指標温度Ｔｃは直接酸化触媒３１の温度を測定するのが難しいので、代わりに上流側の第１の温度センサ４２の検出温度を使用したり、下流側の第２の温度センサ４３の検出温度を使用したりする。あるいは、これらの温度の平均を使用してもよい。この第１判定温度Ｔｃ１としては酸化触媒３１の温度が、触媒活性化温度（例えば、２００℃）となる温度を採用する。
　ステップＳ１１の判定で、第１指標温度Ｔｃが所定の第１判定温度Ｔｃ１以下の場合には（ＮＯ）、ステップＳ１２に行き、排気管内直接噴射装置４７から燃料を噴射せずに、所定の時間（第１指標温度Ｔｃ１のチェックのインターバルに関係する時間）を経過したらステップＳ１１に戻る。また、ステップＳ１１の判定で、第１指標温度Ｔｃが所定の第１判定温度Ｔｃ１を超えた場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１３に行き、第１指標温度Ｔｃが所定の第２判定温度Ｔｃ２を超えたかを判定する。この第２判定温度Ｔｃ２としては酸化触媒３１の温度が略確実に触媒活性化温度以上を維持でき、大気中への未燃燃料の放出である白煙の発生を防止できる触媒温度（例えば、２２０℃）となる温度を採用する。　　　
　ステップＳ１３の判定で、第１指標温度Ｔｃが所定の第１判定温度Ｔｃ１以下の場合には（ＮＯ）、ステップＳ１４に行き、酸化触媒３１の昇温制御を所定の時間（第１指標温度Ｔｃのチェックのインターバルに関係する時間）の間、所定の第１供給量で噴射制御を行い、排気管内直接噴射装置４７から燃料を噴射する。その後ステップＳ１１に戻る。
　この所定の第１供給量は酸化触媒３１の温度を活性化温度（例えば、２００℃）以上に継続して維持できるように酸化触媒３１自体を昇温するためのものであり、第１指標温度Ｔｃが第２判定温度Ｔｃ２に至るまで行われる。この制御の目的は酸化触媒３１の昇温であり、この制御のときはまだ排気ガス温度が低く、大量に噴射すると白煙が発生するので、温度と排気ガスの流量に応じた供給量を予め求めておき、マップデータなどとして排気ガス浄化用制御装置４０ａに記憶しておく。実行時にはこの第１供給量用のデータを参照して供給量を算出する。つまり、図７に示すように、ＨＣライトオフが１００％の温度（Ｔ２）で酸化できる噴射量をＱａとし、図７の特性カーブから現在の温度Ｔ１時の可能噴射量Ｑｂ（＝Ｑａ×Ｃａ／１００）を求める。
　ステップＳ１３の判定で、第１指標温度Ｔｃが所定の第２判定温度Ｔｃ２を超えた場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１５に行き、ＮＯｘ再生用の第２指標温度ＴｎがＮＯｘ再生用の所定の第３判定温度Ｔｎ３を超えたか否かを判定する。この第２指標温度Ｔｎは直接ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の温度を測定するのが難しいので、代わりに上流側の第２の温度センサ４３の検出温度を使用したり、下流側の第３の温度センサ４４の検出温度を使用したりする。あるいは、これらの温度の平均を使用してもよい。この第３判定温度Ｔｎ３としてはＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の温度が、触ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の媒活性化温度（例えば、２５０℃）となる温度を採用する。
　ステップＳ１５の判定で、第２指標温度Ｔｎが所定の第３判定温度Ｔｎ３以下の場合には（ＮＯ）、ステップＳ１６に行き、酸化触媒３１の温度維持制御を所定の時間（第２指標温度Ｔｎのチェックのインターバルに関係する時間）の間、所定の第２供給量で噴射制御を行い、排気管内直接噴射装置４７から燃料を噴射する。その後ステップＳ１１に戻る。
　このステップＳ１６では、第１供給量とは別の所定の第２供給量で未燃燃料を供給する。この所定の第２供給量は、酸化触媒３１が活性化温度（例えば、２００℃）以上を継続して維持できる状態で、下流側のＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２を昇温するために排気ガスを昇温するためのものである。この第２の供給量は、排気ガス、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の昇温に十分な量とする。この制御の目的は酸化触媒３１の温度維持であり、このときは排気ガス温度は比較的高くなっているので、第１の供給量とは別の第２の供給量で未燃燃料を供給する。そのため、この状態で、温度と排気ガスの流量に応じた供給量を予め求めておき、マップデータ等として排気ガス浄化用制御装置４０ａに記憶しておく。実行時にはこの第２供給量用のデータを参照して供給量を算出する。つまり、この第２供給量も図７に示すような特性カーブに従って、第１供給量と同様にして求める。
　ステップＳ１５の判定で、第２指標温度Ｔｎが所定の第３判定温度Ｔｎ３を超えた場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１７に行き、ＮＯｘ再生制御用の空燃比制御を行い、ＮＯｘ再生用の所定の第３供給量で排気管内直接噴射装置４７から燃料を噴射する。この制御の目的はＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＮＯｘ再生である。この制御のときは排気ガス温度は十分に高くなっているので、ＮＯｘ再生に適した排気ガスの流量に応じた供給量を予め求めておき、マップデータ等として排気ガス浄化用制御装置４０ａに記憶しておく。実行時にはこのＮＯｘ再生のための第３供給量用のデータを参照して供給量を算出する。なお、このＮＯｘ再生に際しては必要に応じてＥＧＲ制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、シリンダ内燃料噴射制御などを並行して行う。
　そして、このステップＳ１７をＮＯｘ再生が終了するまで行って、ＮＯｘ再生が終了したら、リターンし、上級の制御フローに戻る。上級の制御フローに戻った後は、再度、ある程度ＮＯｘの吸蔵量が多くなってＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのＮＯｘ再生制御を行ってもよいと判断された場合に、再度、図４の制御フローが呼ばれて実行される。必要に応じてこれを繰り返す。
　次に、触媒付きＤＰＦ３３のＰＭ強制再生のための図５の制御フローについて説明する。この図５の制御フローは、上級の制御フローから、ある程度ＰＭの捕集量が多くなって触媒付きＤＰＦ３３の捕集ＰＭを強制的に燃焼除去するためのＰＭ強制再生制御を行ってもよいと判断された際に呼ばれてスタートする。この上級の制御フローは、エンジンのスタートと共に、エンジン全般の制御を行うメインの制御フロー等である。また、エンジンキーのオフ等のエンジン運転の終了を検出すると、割り込みが発生して、上級の制御フローにリターンし、メインの制御フローの終了と共にこの制御フローは終了する。この図５の制御フローは、図４の制御フローのステップＳ１５、Ｓ１７が、ステップＳ１５Ａ、Ｓ１７Ａにそれぞれ置き換わった以外は、図４の制御フローと同じである。なお、ＰＭの堆積量が限界を超える恐れが生じるほど多くなった場合には、図５の制御フローではなく、別の制御フロー（図示しない）でＰＭ強制再生が行われる。
　この図５の制御フローが上級の制御フローから呼ばれてスタートすると、図４の制御フローと同様に、ステップＳ１１～Ｓ１４、Ｓ１６を行う。図５の制御フローのステップＳ１５Ａでは、ＰＭ強制再生用の第２指標温度ＴｐがＰＭ強制再生用の所定の第３判定温度Ｔｐ３を超えたか否かを判定する。この第２指標温度Ｔｐは直接触媒付きＤＰＦ３３の温度を測定するのが難しいので、代わりに上流側の第３の温度センサ４４の検出温度を使用したり、下流側の第４の温度センサ４５の検出温度を使用したりする。あるいは、これらの温度の平均を使用してもよい。この第３判定温度Ｔｐ３としては触媒付きＤＰＦ３３の温度が、ＰＭが燃焼を開始する温度（例えば、３００℃）となる温度を採用する。
　ステップＳ１５Ａの判定で、第２指標温度Ｔｐが所定の第３判定温度Ｔｐ３以下の場合には（ＮＯ）、ステップＳ１６に行き、酸化触媒３１の温度維持制御を所定の時間（第２指標温度Ｔｐのチェックのインターバルに関係する時間）の間、所定の第２供給量で噴射制御を行い、排気管内直接噴射装置４７から燃料を噴射する。その後ステップＳ１１に戻る。
　ステップＳ１５Ａの判定で、第２指標温度Ｔｐが所定の第３判定温度Ｔｐ３を超えた場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１７Ａに行き、ＰＭ強制再生制御用の空燃比制御を行い、ＰＭ強制再生用の所定の第３供給量で排気管内直接噴射装置４７から燃料を噴射する。この制御の目的は触媒付きＤＰＦ３３のＰＭ強制再生であり、この制御のときは排気ガス温度は十分に高くなっているので、ＰＭ強制再生に適した排気ガスの流量に応じた供給量を予め求めておき、マップデータなどとして排気ガス浄化用制御装置４０ａに記憶しておく。実行時にはこの第３供給量用のＰＭ強制再生のためのデータを参照して供給量を算出する。なお、このＰＭ強制再生に際しては必要に応じてＥＧＲ制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、シリンダ内燃料噴射制御などが並行して行う。
　そして、このステップＳ１７ＡをＰＭ強制再生が終了するまで行って、ＰＭ強制再生が終了したら、リターンし、上級の制御フローに戻る。上級の制御フローに戻った後は、再度、ある程度ＰＭの捕集量が多くなって触媒付きＤＰＦ３３の捕集ＰＭを強制的に燃焼除去するためのＰＭ強制再生制御を行ってもよいと判断された場合に、再度、図５の制御フローが呼ばれて実行される。必要に応じてこれを繰り返す。
　また、図４及び図５の制御フローにおいて、第１判定温度Ｔｃ１として酸化触媒３１の温度が２００℃となる温度を採用し、第２判定温度Ｔｃ３として酸化触媒３１の温度が２２０℃となる温度を採用する。それと共に、ＮＯｘ再生用で第３判定温度Ｔｎ３としてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２の温度が２５０℃となる温度を採用するか、あるいは、ＰＭ強制再生用で前記第３判定温度として触媒付きＤＰＦ３３の温度が３００℃となる温度を採用する。これにより、各判定温度を適切な値に設定して、酸化触媒３１の昇温と排気ガスの昇温とＮＯｘ再生又はＰＭ強制再生を、効率よく行う。
　これらの制御により、エンジン（内燃機関）１０の排気通路１１の上流側から、排気管内直接噴射装置４７と、酸化触媒３１と、ＮＯｘ浄化触媒３２又は触媒付きＤＰＦ３３の少なくとも一方とを備えると共に、酸化触媒３１の担体を金属材料又は金属材料の比熱以下の比熱を持つ材料で、排気ガスの混合機能を有する構造に形成した排気ガス浄化システム１の制御方法において、酸化触媒３１の温度を指標する第１指標温度Ｔｃが、第１判定温度Ｔｃ１を超えた場合には、酸化触媒３１を昇温する所定の第１供給量で排気管内直接噴射を行い、第２判定温度Ｔｃ２を超えた場合には、排気ガスを昇温する所定の第２供給量で排気管内直接噴射を行い、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３２（又は触媒付きＤＰＦ３３）の温度を指標する第２指標温度Ｔｎ（又はＴｐ）が第３判定温度Ｔｎ３（又はＴｐ３）に達した場合には、ＮＯｘ再生（又はＰＭ強制再生）を行う所定の第３供給量で排気管内直接噴射を行うことができる。
　図６に、担体を金属材料又は金属材料の比熱以下の比熱を持つ材料で、排気ガスを混合する機能を有する構造に形成した酸化触媒３１を使用した実施例Ａと、比熱が比較的大きいコージェライト担体で形成した酸化触媒を使用した従来例Ｂにおける、酸化触媒の出口排気ガス温度の変化を比較して示す。Ｉｎａは昇温のための少量の排気管内直接噴射を行っている部分を、ＩｎｂはＮＯｘ再生のための排気管内直接噴射を行っている部分を示す。
　従来例Ｂの場合には、緩加速状態での排気温度の上昇下降に追従する酸化触媒の温度変化の幅が小さく、ある程度の加速状態でないと、酸化触媒は触媒活性化温度（例えば、２００℃）に到達しない。一方、実施例Ａでは、緩加速状態の排気温度の上昇下降に追従する酸化触媒の温度変化の幅が大きく、短時間であるが、酸化触媒が触媒活性化温度に到達する場合が生じ易くなっていることが分かる。そのため、このタイミングを捉えて未燃燃料を供給することにより、酸化触媒の温度を触媒活性化温度以上に維持できるようになる。その結果、内燃機関の運転状態が低負荷運転状態であっても、排気ガスやＮＯｘ吸蔵還元型触媒や触媒付きＤＰＦを昇温することができるようになる。
　従って、上記の排気ガス浄化システム１及びその制御方法によれば、ＮＯｘ浄化触媒３２又は触媒付きＤＰＦ３３の少なくとも一方を使用している排気ガス浄化システム１において、低負荷走行運転の場合でもＮＯｘ再生やＰＭ強制再生を行えるようになり、より広い走行領域においてＮＯｘ再生やＰＭ強制再生を実施できるようになる。
　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及びその制御方法は、車両に搭載した内燃機関等に設けられ、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒又は触媒付きＤＰＦの少なくとも一方を有する排気ガス浄化システムに対して、極めて有効に利用することができる。
　１　排気ガス浄化システム
　１０　ディーゼルエンジン
　１１　排気ガス通路
　３０　排気ガス浄化装置
　３１　酸化触媒（ＤＯＣ）
　３２　ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ）
　３３　触媒付きＤＰＦ（ＣＳＦ）
　４０　エンジン制御装置（ＥＣＵ）
　４０ａ　排気ガス浄化用制御装置
　４１　空燃比（Ａ／Ｆ）センサ
　４２，４３，４４，４５　温度センサ
　４６　ＮＯｘセンサ
　４７　排気管内直接噴射装置
　５１，６１　孔開き平フォイル
　５１ａ，５２ａ，６１ａ　孔
　５２　孔開き波フォイル
　５３，６３　チャンネル
　６２　刻み目を設けた波フォイル
　６２ａ　刻み目
　Ｔｃ　第１指標温度
　Ｔｃ１　第１判定温度
　Ｔｃ２　第２判定温度
　Ｔｎ　ＮＯｘ再生用の第２指標温度
　Ｔｎ３　ＮＯｘ再生用の第３判定温度
　Ｔｐ　ＰＭ強制再生用の第２指標温度
　Ｔｐ３　ＰＭ強制再生用の第３判定温度

Claims (5)

  1. 　内燃機関の排気通路の上流側から、排気管内直接噴射装置と、酸化触媒と、ＮＯｘ浄化触媒又は触媒付きＤＰＦの少なくとも一方とを備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記酸化触媒の担体を金属材料又は金属材料の比熱以下の比熱を持つ材料で、排気ガスを混合する機能を有する構造に形成することを特徴とする排気ガス浄化システム。
  2. 　前記酸化触媒の温度を指標する第１指標温度が、第１判定温度を超えた場合には、前記酸化触媒を昇温する所定の第１供給量で排気管内直接噴射を行い、第２判定温度を超えた場合には、排気ガスを昇温する所定の第２供給量で排気管内直接噴射を行い、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒又は触媒付きＤＰＦの温度を指標する第２指標温度が第３判定温度に達した場合には、ＮＯｘ再生又はＰＭ強制再生を行う所定の第３供給量で排気管内直接噴射を行う排気ガス浄化用制御装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化システム。
  3. 　前記排気ガス浄化用制御装置が、前記第１判定温度として前記酸化触媒の温度が２００℃となる温度を採用し、前記第２判定温度として前記酸化触媒の温度が２２０℃となる温度を採用すると共に、ＮＯｘ再生用で前記第３判定温度として前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の温度が２５０℃となる温度を採用するか、又は、ＰＭ強制再生用で前記第３判定温度として前記触媒付きＤＰＦの温度が３００℃となる温度を採用することを特徴とする請求項２記載の排気ガス浄化システム。
  4. 　内燃機関の排気通路の上流側から、排気管内直接噴射装置と、酸化触媒と、ＮＯｘ浄化触媒又は触媒付きＤＰＦの少なくとも一方とを備えると共に、前記酸化触媒の担体を金属材料又は金属材料の比熱以下の比熱を持つ材料で、排気ガスを混合する機能を有する構造に形成した排気ガス浄化システムの制御方法において、
    　前記酸化触媒の温度を指標する第１指標温度が、第１判定温度を超えた場合には、前記酸化触媒を昇温する所定の第１供給量で排気管内直接噴射を行い、第２判定温度を超えた場合には、排気ガスを昇温する所定の第２供給量で排気管内直接噴射を行い、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒又は触媒付きＤＰＦの温度を指標する第２指標温度が第３判定温度に達した場合には、ＮＯｘ再生又はＰＭ強制再生を行う所定の第３供給量で排気管内直接噴射を行うことを特徴とする排気ガス浄化システムの制御方法。
  5. 　前記第１判定温度として前記酸化触媒の温度が２００℃となる温度を採用し、前記第２判定温度として前記酸化触媒の温度が２２０℃となる温度を採用すると共に、ＮＯｘ再生用で前記第３判定温度として前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の温度が２５０℃となる温度を採用するか、又は、ＰＭ強制再生用で前記第３判定温度として前記触媒付きＤＰＦの温度が３００℃となる温度を採用することを特徴とする請求項４記載の排気ガス浄化システムの制御方法。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101199121B1 (ko) * 2009-12-02 2012-11-09 현대자동차주식회사 다기능 배기가스재순환장치
CN103124837B (zh) * 2010-07-02 2016-06-22 马克卡车公司 处理柴油发动机排气的方法、柴油发动机和排气后处理系统以及车辆
JP5778951B2 (ja) * 2010-10-08 2015-09-16 日野自動車株式会社 排ガス浄化装置
CN102322316A (zh) * 2011-08-26 2012-01-18 潍柴动力股份有限公司 发动机排放后处理装置
BR112014007943A2 (pt) * 2011-10-03 2017-04-11 Volvo Tech Corp sistema de motor de combustão interna e método para aumento da temperatura em pelo menos uma parte do sistema de motor de combustão interna
JP5811822B2 (ja) 2011-12-12 2015-11-11 いすゞ自動車株式会社 ディーゼルエンジンの排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
US8906134B2 (en) * 2012-11-08 2014-12-09 GM Global Technology Operations LLC Engine-out soot flow rate prediction
JP6056414B2 (ja) * 2012-11-26 2017-01-11 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法
EP2955348B1 (en) * 2013-02-05 2017-07-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification system of internal combustion engine
US9869220B2 (en) 2014-04-16 2018-01-16 Southwest Research Institute Apparatus and method for removal of gas phase artifacts from engine exhaust during testing
JP2018059480A (ja) * 2016-10-07 2018-04-12 國立高雄應用科技大學 フェライトを自動車エンジン排気ガス処理の三元触媒として用いる用途
CN110997142B (zh) * 2017-08-08 2022-10-11 株式会社科特拉 排气净化用的金属基材和使用该金属基材的排气净化装置
US10273854B1 (en) 2017-12-20 2019-04-30 Cnh Industrial America Llc Exhaust system for a work vehicle
US10563557B2 (en) 2017-12-20 2020-02-18 Cnh Industrial America Llc Exhaust system for a work vehicle
WO2019171401A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 Ecocat India Pvt. Ltd. A catalyst substrate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005199179A (ja) 2004-01-15 2005-07-28 Ngk Insulators Ltd セル構造体及びその製造方法
JP2006515401A (ja) * 2003-01-14 2006-05-25 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 入れ子式に位置する往流領域及び還流領域を備え同じ側で排ガスの流出入を行う省スペース形排ガス後処理装置
JP2007198283A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0014620D0 (en) * 2000-06-16 2000-08-09 Johnson Matthey Plc Reactor
DE10225273B4 (de) * 2002-06-07 2006-06-14 Zeuna-Stärker GmbH & Co KG Kraftfahrzeug mit einem Diesel-Antriebsmotor
JP4417878B2 (ja) * 2005-05-16 2010-02-17 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
US7500358B2 (en) * 2006-08-11 2009-03-10 Fleetguard, Inc Apparatus, system, and method for enhancing soot filter protection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006515401A (ja) * 2003-01-14 2006-05-25 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 入れ子式に位置する往流領域及び還流領域を備え同じ側で排ガスの流出入を行う省スペース形排ガス後処理装置
JP2005199179A (ja) 2004-01-15 2005-07-28 Ngk Insulators Ltd セル構造体及びその製造方法
JP2007198283A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2302181A4 *

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