WO2011148813A1 - 高地における排ガス浄化システム - Google Patents

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卓史 池田
隆之 椋梨
徹也 浅見
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いすゞ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification system that collects PM (Particulate Matter) in exhaust gas of a diesel engine and purifies NOx and exhausts it. In particular, it can be regenerated without degrading normal running performance during DPD regeneration at high altitudes.
  • the present invention relates to an exhaust gas purification system in highlands.
  • An exhaust gas purification system in which a DPD (Diesel Particulate Defuser) and an SCR (Selective Catalytic Reduction) device are connected to an exhaust pipe has been developed as an exhaust gas purification system for purifying exhaust gas from a diesel engine.
  • This clogging is detected when the exhaust pressure sensor detects the differential pressure before and after the DPD, and when the differential pressure reaches the upper limit, it is automatically or manually performed by the ECU (Engine Control Unit). Then, the DPD warning lamp provided in the cabin is turned on, and the driver pushes the reproduction execution switch, so that DPD reproduction is started.
  • DPD regeneration fuel injection (pilot injection, pre-injection, main injection, after-injection) is performed to raise the exhaust gas temperature above the catalyst activation temperature of DPD, and then post injection is added to increase the exhaust gas temperature to 600 ° C.
  • the PM collected in the DPD is burned by this high-temperature exhaust gas, removed, and regenerated.
  • DPD regeneration automatic regeneration is performed during traveling, and the setting of the fuel full load injection amount is intended to be the full load injection amount in the normal traveling mode in consideration of the fuel injection amount for post injection during regeneration.
  • the performance is decided by dropping.
  • the atmospheric pressure drops to about 80 kPa (2000 m) and about 70 kPa (3000 m) with respect to about 100 kPa at an altitude of 0 m, and the air (oxygen) becomes thin. It will be necessary to reduce the full load power performance.
  • JP 2000-303826 A Japanese Patent No. 4175281
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, maintain the power performance in the normal traveling mode at high altitude, secure the amount of oxygen that can be post-injected in the regeneration mode, and feel uncomfortable in switching between the normal mode and the regeneration mode. It is to provide an exhaust gas purification system in a highland that can be switched without giving.
  • a DPD that collects PM in exhaust gas is connected to an exhaust pipe of a diesel engine, and the PM amount of the DPD becomes a predetermined amount or more in the normal traveling mode.
  • an exhaust gas purification system equipped with a regeneration mode that automatically regenerates DPD by increasing the exhaust gas temperature of a diesel engine by performing multi-injection and post-injection the atmospheric pressure and travel at that high altitude during normal travel mode at high altitude
  • the high altitude full load injection amount is determined from the engine rotation at the time, and during the regeneration mode, the high altitude travel regeneration injection amount is determined by reducing the high altitude full load injection amount based on the post injection amount.
  • the injection amount is gradually decremented from the highland full load injection amount to the highland regeneration travel injection amount.
  • Used post-injection, after playing is the exhaust gas purification system in highland, characterized in that the highland reproduction running injection amount so as to ink lease injection amount to the high altitude full load injection quantity.
  • the invention according to claim 2 is provided with a map in which the fuel full load injection amount with respect to the engine speed is set based on the air-fuel ratio for each atmospheric pressure in the high altitude, and the high altitude full load injection amount in the normal traveling mode in the high altitude.
  • the high altitude full load injection amount in the normal driving mode at high altitude selects a full load performance characteristic line based on the altitude of the map, and the engine speed based on the full load performance characteristic line.
  • a fourth aspect of the present invention in the regeneration mode, multi-injection is performed to increase the exhaust gas temperature to a temperature higher than the catalyst activation temperature of the DPD, and during that time, the high altitude full load injection amount is decremented to increase the high altitude regeneration travel injection amount. 4.
  • the vehicle in the normal driving mode at high altitude, the vehicle travels at the high altitude full load injection amount that provides the maximum power performance based on the atmospheric pressure, and in the regeneration mode, the high altitude is reduced by the post injection amount from the high altitude full load injection amount.
  • the regeneration travel injection amount By setting the regeneration travel injection amount, DPD regeneration can be performed without any trouble.
  • the high altitude full load injection amount is decremented from the high altitude regeneration travel injection amount. It exhibits an excellent effect that there is no sudden torque change and drivability can be kept good.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the control flow in this invention.
  • the relationship between the engine speed and the full load injection amount at each altitude is shown, (a) is the normal travel mode, (b) is the decrease mode when entering the regeneration mode from the normal travel mode, ( c) is a diagram showing an increase mode when returning from the end of the regeneration mode to the normal travel mode.
  • an intake manifold 11 and an exhaust manifold 12 of a diesel engine 10 are connected to a compressor 14 and a turbine 15 of a supercharger 13, respectively, and air from an upstream intake pipe 16a is boosted by the compressor 14, and downstream intake Cooled through the intercooler 17 of the pipe 16 b and supplied to the diesel engine 10 from the intake manifold 11 via the intake throttle valve 18, exhaust gas from the diesel engine 10 drives the turbine 15 and then enters the exhaust pipe 20. Exhausted.
  • the upstream intake pipe 16a is provided with an air mass flow sensor (MAF) 19 for measuring the intake air amount.
  • the air mass flow sensor (MAF) controls the opening of the intake throttle valve 18 to adjust the intake air amount.
  • the exhaust pipe 20 and the upstream intake pipe 16a are connected to an EGR (Exhaust Gas Recirculation) pipe 21 for returning a part of the exhaust gas to the intake system of the engine 10 to reduce NOx.
  • the EGR pipe 21 is connected to the EGR pipe 21.
  • the cooler 22 and the EGR valve 23 are connected.
  • the exhaust pipe 20 is connected to an exhaust brake valve 24, a DPD 25, an exhaust throttle valve 26, and a silencer 27.
  • the DPD 25 includes a DOC 28 that is an active catalyst that oxidizes unburned fuel and a CSF (Catalyzed Soot Filter) 29 that collects PM in exhaust gas.
  • DOC 28 is an active catalyst that oxidizes unburned fuel
  • CSF Catalyzed Soot Filter
  • an SCR device for denitrating NOx with ammonia is connected between the exhaust throttle valve 26 and the silencer 27.
  • Exhaust gas temperature sensors 30 a and 30 b are provided before and after the DOC 28, a differential pressure sensor 31 for detecting the PM accumulation amount of the CSF 29 is provided, and these detected values are input to an ECU (engine control unit) 32.
  • ECU engine control unit
  • the ECU 32 receives the detection value of the rotation sensor 33 that detects the engine speed, the detection value of the vehicle speed sensor 34, and the detection value of the atmospheric pressure sensor 35.
  • the ECU 32 is configured to control the fuel injection amount in the fuel injector 38 according to the accelerator opening degree while traveling, and appropriately control the intake throttle valve 18, the exhaust brake valve 24, and the exhaust throttle valve 26.
  • the post-injection is performed to raise the exhaust gas temperature to 600 ° C.
  • the PM is burned at a high temperature. Normally, it is automatically regenerated during driving.
  • post-injection causes fuel oil to enter the lubricating oil in the cylinder, resulting in dilution of the lubricating oil. This reduces the amount of dilution.
  • the ECU 32 throttles the intake throttle valve 18, closes the EGR valve 23, performs multi-injection, raises the exhaust gas temperature to 250 ° C., raises the catalyst activation temperature of the DOC 28, and then The post-injection is added to the injection, the exhaust gas temperature is raised to 600 ° C., the PM is burned, and the DPD 25 is regenerated.
  • the intake throttle valve 18 and the EGR valve 23 are returned to normal control.
  • the ECU 32 turns on the automatic regeneration warning lamp 36b.
  • the ECU 32 flashes the manual regeneration warning lamp 36b to warn of manual regeneration, and upon receiving this warning, the driver stops the vehicle and presses the DPD manual regeneration execution switch 37. To start manual regeneration.
  • the ECU 32 increases the engine speed from idle rotation, throttles the intake throttle valve 18, closes the EGR valve 23 and closes the exhaust brake valve 24, and performs multi-injection to increase the exhaust gas temperature.
  • the temperature is raised to the catalyst activation temperature or higher, and after the temperature rises, the exhaust brake valve 24 is opened and the exhaust throttle valve 26 is closed, post-injection is added to multi-injection to raise the exhaust gas temperature to 600 ° C.
  • the DPD 25 is regenerated by burning.
  • the automatic regeneration described above is a regeneration mode in the normal traveling mode in which the vehicle travels at an altitude of 0 to 2000 m or less, but when the altitude exceeds 2000 m, if automatic regeneration (high altitude regeneration mode) is attempted, Even after post injection, the amount of oxygen is reduced.
  • the ECU 32 stores a map of the fuel full load injection amount with respect to the engine speed at every altitude (for example, altitude 0 m, 2000 m, 3000 m).
  • 40a is a full load performance characteristic line of the engine speed and full load injection amount at an altitude of 0 m
  • 40b is a full load performance of engine speed and full load injection amount at an altitude of 2000 m
  • 40c is a full load performance characteristic line of the engine speed and full load injection amount at an altitude of 3000 m.
  • the map shown in FIG. 3A is detected by the rotation sensor 33 so that the vehicle can obtain the maximum power performance according to the oxygen concentration even when traveling in the high altitude normal mode at altitudes of 2000 m and 3000 m.
  • the vehicle travels by determining the fuel full load injection amount from the altitude based on the engine speed and the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 35.
  • the ECU 32 determines a traveling altitude based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 35, and based on the full load performance characteristic lines 40b and 40c of the map of FIG.
  • the altitude between 2000 and 3000 m is appropriately interpolated based on the full load performance characteristic lines 40b and 40c to determine the full load injection amount.
  • the ECU 32 determines the highland travel regeneration injection amount in which the highland full load injection amount is lowered based on the post injection amount.
  • FIGS. 3 (b) and 3 (c) show highland regeneration travel characteristic lines 41b and 41c obtained by reducing the full load performance characteristic lines 40b and 40c at altitudes of 2000 m and 3000 m by the post injection amount.
  • the vehicle travels by determining the highland regeneration traveling injection amount from the engine speed based on the highland regeneration traveling characteristic lines 41b and 41c.
  • multi-injection is performed for several minutes to make the exhaust gas temperature equal to or higher than the catalyst activation temperature, and then post injection is performed to raise the exhaust gas temperature to 600 ° C. It is good to perform at the time of the multi-injection.
  • the regenerated operation is performed by using the difference fuel for the post injection.
  • the high altitude regeneration travel characteristic lines 41b and 41c are returned to the full load performance characteristic lines 40b and 40c to enter the high altitude normal travel mode.
  • the fuel injection amount is gradually increased as shown by the arrow 43 to return to the high altitude full load injection amount so that the torque fluctuation does not occur suddenly at the switching at this time.
  • the ratio of driving in the normal driving mode and the regeneration mode is about 95% during normal driving and about 5% during regeneration.
  • the normal driving mode at 95% is driven with the maximum power, and the regeneration mode is used during regeneration.
  • FIG. 2 shows a control flow of the ECU 32 for switching from the normal travel mode to the regeneration mode in the above-described exhaust gas treatment system.
  • atmospheric pressure detection and engine speed detection 51 are performed while traveling in the traveling mode 50, and based on this, the full load performance characteristic lines 40b and 40c of the map shown in FIG. Then, the high altitude full load injection amount is determined 52 to travel in the high altitude normal travel mode.
  • the ECU 32 makes a regeneration mode entry 53, and from the high altitude full load injection amount based on the full load performance characteristic lines 40b and 40c shown in FIG. 41c, the highland travel regeneration injection amount is determined 54, the fuel injection amount is decremented 55 from the highland full load injection amount to the highland travel regeneration injection amount, and the highland travel regeneration injection amount is used in the highland normal travel mode.
  • the present invention can improve the full load performance by traveling at the high altitude full load injection amount that can obtain the maximum power performance based on the atmospheric pressure in the normal running mode at high altitude.
  • DPD regeneration can be performed without any problems by setting the highland regeneration travel injection amount that is lower than the highland full load injection amount by the post-injection amount. From high to high altitude regeneration running injection amount, and after completion of regeneration, by increasing to the high altitude full load injection amount, there is no sudden torque change and good drivability can be maintained.

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Abstract

　高地での通常走行モードの動力性能を維持し、再生モードでのポスト噴射可能な酸素量を確保できると共に通常モードと再生モードの切り替えに違和感与えることなく切り替えることができる高地における排ガス浄化システムを提供する。　高地での通常走行モード時に、ディーゼルエンジン１０の排ガス温度を上昇させてＤＰＤ２５を自動再生する際に、その高地での大気圧と走行時のエンジン回転から高地全負荷噴射量を決定して走行し、前記再生モード時に、ポスト噴射量を基に前記高地全負荷噴射量を下げた高地走行再生噴射量を決定し、上記高地での通常走行モードから高地再生モードに突入する際に前記高地全負荷噴射量から高地再生走行噴射量に徐々に噴射量をデクリースさせ、そのデクリースした分をポスト噴射に用い、再生終了後は高地再生走行噴射量から前記高地全負荷噴射量に噴射量をインクリースするようにしたものである。

Description

高地における排ガス浄化システム
　本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中のＰＭ（Particulate Matter）を捕集すると共にＮＯｘを浄化して排気する排ガス浄化システムに係り、特に高地でのＤＰＤ再生時に通常走行性能を落とさずに再生できる高地における排ガス浄化システムに関するものである。
　ディーゼルエンジンの排気ガスを浄化して排気する排ガス浄化システムとして、排気管にＤＰＤ（Diesel Particulate Defuser）及びＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）装置を接続した排ガス浄化システムが開発されている。
　この排ガス浄化システムでは、ＤＰＤで、排気ガス中のＰＭを捕集する。また、排ガス浄化システムでは、ＳＣＲ装置を備えたＳＣＲシステムで、尿素タンクに貯留された尿素水をＳＣＲの排気ガス上流に供給し、排気ガスの熱でアンモニアを生成し、このアンモニアによって、ＳＣＲ触媒上でＮＯｘを還元して浄化する（例えば、特許文献１、２参照）。
　ＤＰＤで捕集したＰＭは、フィルタの目詰まりの原因となるため、捕集堆積したＰＭを適宜酸化させ、除去して再生する必要がある。
　この目詰まりの検出は、排気圧センサがＤＰＤ前後の差圧を検知し、その差圧が上限値に達したときに、ＥＣＵ（Engine Control Unit）が自動的に、或いは手動で行う場合には、キャビン内に設けられたＤＰＤ警告灯を点灯し、ドライバーが再生実行スイッチを押すことで、ＤＰＤ再生が開始される。
　ＤＰＤ再生は、燃料のマルチ噴射（パイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフタ噴射）を行って排気温度をＤＰＤの触媒活性温度以上に上げた後、ポスト噴射を追加して、排気温度を６００℃程度に上昇させ、この高温の排気ガスでＤＰＤに捕集されたＰＭを燃焼させ、除去して再生するものである。
　ＤＰＤ再生は、走行中に自動再生を行うものであり、燃料の全負荷噴射量の設定は、再生時のポスト噴射分の燃料噴射量を考慮し、通常走行モードでの全負荷噴射量を意図的に落として性能を決めている。
　ところで、車が２０００ｍや３０００ｍの高地を走行する際には、大気圧は高度０ｍの約１００ｋＰａに対して約８０ｋＰａ（２０００ｍ）、約７０ｋＰａ（３０００ｍ）と下がり、空気（酸素）が薄くなるため、全負荷動力性能を落とす必要が出てくる。
特開２０００－３０３８２６号公報 特許第４１７５２８１号公報
　そこで高地にて車の通常走行モードのドライバビリティ向上のためには、動力性能向上をすることが望ましいが、ターボ車で過給圧を上げて高地での全負荷性能の向上を図ろうとすると、高地になると、大気圧に対して相対的に過給圧が高くなってしまうため、ターボの過回転が発生し破損が懸念される。このため絶対的な過給圧を下げて使用することが一般的である。このような中、高地の酸素が薄くなった状況下においては、動力性能向上のために燃料の全負荷噴射量を上げようとすると、空燃比に余裕がなくなり、ＤＰＤ再生時（再生モード）には、気筒内燃焼後のガス内にはポスト噴射できるほどの残存酸素が残っておらず、再生が完了できない問題が発生する（排ガスの昇温不足が発生する）。
　従って、高地でのＤＰＤ再生を考慮して通常走行モードの動力性能を設定する必要があるが、このようにＤＰＤ再生時のポスト噴射を考慮して全負荷噴射量を設定すると、高地での動力性能が悪くなる問題がある。この高地における動力性能要求は、そのまま商品性に直結する問題であり、できる限り性能を維持することが必要となる。
　そこで、通常走行モードでは、理論空燃比に近い状態で燃料の全負荷噴射量を設定し、再生モード中は、全負荷噴射量を走行分とポスト噴射分とに分けることも考えられるが、再生モードに突入したときに急激にトルクダウンが発生し、また再生終了時には、急激にトルクアップとなり、ドライバビリティが大きく損なわれてしまう。
　そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、高地での通常走行モードの動力性能を維持し、再生モードでのポスト噴射可能な酸素量を確保できると共に通常モードと再生モードの切り替えに違和感与えることなく切り替えることができる高地における排ガス浄化システムを提供することにある。
　上記目的を達成するために請求項１の発明は、ディーゼルエンジンの排気管に排気ガス中のＰＭを捕集するＤＰＤを接続し、通常走行モード時に前記ＤＰＤのＰＭ量が一定量以上になったとき、マルチ噴射とポスト噴射を行ってディーゼルエンジンの排ガス温度を上昇させてＤＰＤを自動再生する再生モードを備えた排ガス浄化システムにおいて、高地での通常走行モード時に、その高地での大気圧と走行時のエンジン回転から高地全負荷噴射量を決定して走行し、前記再生モード時に、ポスト噴射量を基に前記高地全負荷噴射量を下げた高地走行再生噴射量を決定し、上記高地での通常走行モードから高地再生モードに突入する際に前記高地全負荷噴射量から高地再生走行噴射量に徐々に噴射量をデクリースさせ、そのデクリースした分をポスト噴射に用い、再生終了後は高地再生走行噴射量から前記高地全負荷噴射量に噴射量をインクリースするようにしたことを特徴とする高地における排ガス浄化システムである。
　請求項２の発明は、高地での各気圧毎にエンジン回転数に対する燃料の全負荷噴射量を空燃比に基づいて設定したマップを備え、高地での通常走行モード時の前記高地全負荷噴射量は、その高度における大気圧と走行時のエンジン回転数を基に前記マップから決定される請求項１記載の高地における排ガス浄化システムである。
　請求項３の発明は、高地での通常走行モード時の前記高地全負荷噴射量は、前記マップの高度に基づく全負荷性能特性線を選択し、その全負荷性能特性線を基にエンジン回転数から決定する請求項２記載の高地における排ガス浄化システムである。
　請求項４の発明は、前記再生モード時に、マルチ噴射を行って排ガス温度をＤＰＤの触媒活性温度以上に排ガス温度を上昇させると共にその間に前記高地全負荷噴射量をデクリースして高地再生走行噴射量まで落として通常走行モードとし、その高地再生走行噴射量と前記高地全負荷噴射量の差分をポスト噴射量とする請求項１～３のいずれかに記載の高地における排ガス浄化システムである。
　本発明によれば、高地での通常走行モード時には、大気圧に基づいた最大動力性能が得られる高地全負荷噴射量で走行し、再生モード時には高地全負荷噴射量からポスト噴射量分下げた高地再生走行噴射量とすることでＤＰＤ再生が支障なく行え、しかも再生突入時には高地全負荷噴射量から高地再生走行噴射量までデクリースし、再生終了後は、高地全負荷噴射量までインクリースすることで急激なトルク変化がなく、ドライバビリティを良好に保つことが可能となるという優れた効果を発揮するものである。
本発明の一実施の形態を示す全体構成図である。 本発明においての制御フローを示す図である。 本発明において、各高度におけるエンジン回転数と全負荷噴射量の関係を示し、（ａ）は通常走行モードを、（ｂ）は通常走行モードから再生モードに突入する際のデクリースモードを、（ｃ）は再生モード終了から通常走行モードに復帰する際のインクリースモードを示す図である。
　以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
　図１において、ディーゼルエンジン１０の吸気マニホールド１１と排気マニホールド１２は、過給機１３のコンプレッサ１４とタービン１５にそれぞれ連結され、上流側吸気管１６ａからの空気がコンプレッサ１４で昇圧され、下流側吸気管１６ｂのインタークーラ１７を通って冷却されて吸気スロットルバルブ１８を介して吸気マニホールド１１からディーゼルエンジン１０に供給され、ディーゼルエンジン１０からの排気ガスは、タービン１５を駆動した後、排気管２０に排気される。
　上流側吸気管１６ａには、吸気量を測定するエアマスフローセンサ（ＭＡＦ）１９が設けられ、そのエアマスフローセンサ（ＭＡＦ）で、吸気スロットルバルブ１８の開度が制御されて吸気量が調整される。また排気管２０と上流側吸気管１６ａには排気ガスの一部をエンジン１０の吸気系に戻してＮＯｘを低減するためのＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）管２１が接続され、そのＥＧＲ管２１にＥＧＲクーラ２２とＥＧＲバルブ２３とが接続される。
　排気管２０には、排気ブレーキバルブ２４、ＤＰＤ２５、排気スロットルバルブ２６、サイレンサー２７が接続される。ＤＰＤ２５は、未燃焼燃料を酸化する活性触媒からなるＤＯＣ２８と排ガス中のＰＭを捕集するＣＳＦ（Catalyzed Soot Filter）２９からなる。また図には示していないが、排気スロットルバルブ２６とサイレンサー２７間に、ＮＯｘをアンモニアで脱硝するＳＣＲ装置が接続される。
　ＤＯＣ２８の前後には、排ガス温度センサ３０ａ、３０ｂが設けられ、ＣＳＦ２９のＰＭ堆積量を検出する差圧センサ３１が設けられ、これら検出値がＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）３２に入力される。
　ＥＣＵ３２には、エンジンの回転数を検出する回転センサ３３の検出値、車速センサ３４の検出値、大気圧センサ３５の検出値が入力される。
　ＥＣＵ３２は、走行中、アクセル開度に応じて燃料インジェクタ３８での燃料噴射量を制御すると共に、吸気スロットルバルブ１８、排気ブレーキバルブ２４、排気スロットルバルブ２６を適宜制御するようになっている。
　この排ガス処理システムにおいて、ＥＣＵ３２は、ＣＳＦ２９の前後の差圧を検出する差圧センサ３１の検出値により、ＤＰＤ２５にＰＭが一定量堆積したと判断したときには、又は前回の再生後からの走行距離が所定値に達したときに、ディーゼルエンジン１０からの排ガス温度を６００℃に昇温してＰＭを燃焼させて再生するようになっている。
　この再生は、ＤＯＣ２８の触媒活性温度以上になるよう、燃料インジェクタ３８でマルチ噴射（パイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフタ噴射）を行った後、ポスト噴射を行って排ガス温度を６００℃に昇温してＰＭを燃焼させるものであり、通常は走行中に自動再生するが、ポスト噴射により、気筒の潤滑油中に燃料油が混入し、潤滑油のダイリューションが生じるため、手動再生にてダイリューション量を低減するようになっている。
　自動再生する際には、ＥＣＵ３２は、吸気スロットルバルブ１８を絞り、ＥＧＲバルブ２３を閉じ、マルチ噴射を行って排気ガス温度を２５０℃に昇温してＤＯＣ２８の触媒活性温度まで上げ、次にマルチ噴射にポスト噴射を加えて排ガス温度を６００℃に昇温してＰＭを燃焼させてＤＰＤ２５を再生する。再生終了後は、吸気スロットルバルブ１８とＥＧＲバルブ２３を通常制御に戻す。この自動再生中は、ＥＣＵ３２が自動再生警告ランプ３６ｂを点灯させる。
　また手動再生する際には、ＥＣＵ３２が手動再生警告ランプ３６ｂを点滅させて手動再生を警告し、この警告を受けて、運転手が、車を停止させると共に、ＤＰＤ手動再生実行スイッチ３７を押すことで手動再生が開始される。
　手動再生の際には、ＥＣＵ３２は、エンジン回転数をアイドル回転から上昇させ、吸気スロットルバルブ１８を絞り、ＥＧＲバルブ２３を閉じると共に排気ブレーキバルブ２４を閉じて、マルチ噴射を行って排気ガス温度を触媒活性温度以上まで昇温し、昇温後に、排気ブレーキバルブ２４を開とすると共に排気スロットルバルブ２６を閉じて、マルチ噴射にポスト噴射を加えて排ガス温度を６００℃に昇温してＰＭを燃焼させてＤＰＤ２５を再生する。
　上述の自動再生は、車が、高度が０～２０００ｍ以下で走行する通常走行モードでの再生モードであるが、高度が２０００ｍを越えたときに、自動再生（高地再生モード）を行おうとすると、ポスト噴射しても酸素量が少なくなってしまう。
　そこで、先ずＥＣＵ３２には、図３（ａ）に示すように、高度毎（例えば高度０ｍ、２０００ｍ、３０００ｍ）に、エンジン回転数に対する燃料の全負荷噴射量のマップが記憶されている。この図３（ａ）において、４０ａは、高度０ｍでのエンジン回転数と全負荷噴射量の全負荷性能特性線であり、４０ｂは高度２０００ｍでのエンジン回転数と全負荷噴射量の全負荷性能特性線であり、４０ｃは、高度３０００ｍでのエンジン回転数と全負荷噴射量の全負荷性能特性線である。
　この図３（ａ）のマップは、高度２０００ｍ、高度３０００ｍでの高地通常モードで走行しても、酸素濃度に応じて車が最大動力性能が得られるように、ＥＣＵ３２が、回転センサ３３で検出したエンジン回転数と大気圧センサ３５で検出した大気圧に基づく高度から燃料の全負荷噴射量を決定して走行する。
　ＥＣＵ３２は、大気圧センサ３５で検出した大気圧を基に、走行している高度を決定し、この図３（ａ）のマップの全負荷性能特性線４０ｂ、４０ｃに基づいて、高地通常走行モードで走行するが、２０００～３０００ｍ間の高度は、適宜全負荷性能特性線４０ｂ、４０ｃに基づき補間して、全負荷噴射量を決定する。
　この高地通常走行モードで走行している際に、ＤＰＤ２５を自動再生により再生する再生モードとする際には、酸素量が不足するため、ポスト噴射してもポスト噴射した燃料を燃焼させることができないため、ＥＣＵ３２は、ポスト噴射量を基に、高地全負荷噴射量を下げた高地走行再生噴射量を決定する。
　図３（ｂ）、図３（ｃ）は、高度２０００ｍ、高度３０００ｍでの全負荷性能特性線４０ｂ、４０ｃをポスト噴射量分下げた高地再生走行特性線４１ｂ、４１ｃを示したもので、再生モードの際には、その高地再生走行特性線４１ｂ、４１ｃに基づき、エンジン回転数から高地再生走行噴射量を決定して走行する。
　この際、高地全負荷噴射量を下げた高地走行再生噴射量とすると、走行時の動力性能が急激におちるため、図３（ｂ）に示すように高地全負荷噴射量から図示の矢印４２のように徐々に段階的に燃料噴射量を落としてデクリースし、高地走行再生噴射量とすることで、ドライバビリティを向上させることができる。
　上述のように、再生運転は、再生突入時に、数分程度マルチ噴射して排ガス温度を触媒活性温度以上とし、その後、ポスト噴射を行って排ガス温度を６００℃に昇温するため、デクリースは、そのマルチ噴射時に行うとよい。
　通常走行時の燃料噴射量を高地全負荷噴射量からデクリースして高地走行再生噴射量まで落とした後は、その落とした差分の燃料をポスト噴射に用いて再生運転を行う。
　この再生運転で、ＤＰＤ２５の再生が完了したならば、図３（ｃ）に示すように、高地再生走行特性線４１ｂ、４１ｃから全負荷性能特性線４０ｂ、４０ｃに戻して高地通常走行モードとするが、この際の切り替えに急激にトルク変動が生じないように矢印４３のように徐々に段階的に燃料噴射量を増加させて高地全負荷噴射量に戻すようにする。
　この通常走行モードと再生モードにて走行する割合は、通常走行時が９５％、再生時が５％程度であり、９５％時の通常走行モードを最大動力にて運転し、再生時にその再生モード時の走行モードの動力性能をゆるやかに落とすことで、従来のように５％の再生モードのポスト噴射分を考慮して通常走行モードの全負荷噴射量を決定するよりも、高地通常走行モードの動力性能を確保することと、格段に向上する機会を得ることが可能となる。
　図２は、上述した排ガス処理システムで通常走行モードから再生モードに切り替えるＥＣＵ３２の制御フローを示したものである。
　図２において、走行モード５０で走行している際に大気圧検出とエンジン回転数の検出５１を行い、これに基づいて、図３（ａ）に示したマップの全負荷性能特性線４０ｂ、４０ｃから高地全負荷噴射量を決定５２して高地通常走行モードで走行する。次にＤＰＤにＰＭが一定量堆積したとき、ＥＣＵ３２は再生モード突入５３とし、図３（ｂ）に示した全負荷性能特性線４０ｂ、４０ｃに基づく高地全負荷噴射量から高地再生走行特性線４１ｂ、４１ｃに基づいて、高地走行再生噴射量を決定５４し、高地全負荷噴射量から高地走行再生噴射量に燃料の噴射量をデクリース５５し、その高地走行再生噴射量で高地の通常走行モードで高地走行すると同時にポスト噴射を行って再生モード運転５６を行う。この再生モード運転が終了５７したならば、ポスト噴射を停止し、高地走行再生噴射量から高地全負荷噴射量に燃料噴射量をインクリース５８して通常走行モード５０に戻す。
　このように本発明は、高地での通常走行モード時には、大気圧に基づいた最大動力性能が得られる高地全負荷噴射量で走行することで、全負荷性能を向上させることができる。また、高地通常走行の際の再生モード時には、高地全負荷噴射量からポスト噴射量分下げた高地再生走行噴射量とすることで、ＤＰＤ再生が支障なく行え、しかも再生突入時には高地全負荷噴射量から高地再生走行噴射量までデクリースし、再生終了後は、高地全負荷噴射量までインクリースすることで急激なトルク変化がなく、ドライバビリティを良好に保つことができる。
　１０　ディーゼルエンジン
　２０　排気管
　２５　ＤＰＤ
　３２　ＥＣＵ
　３３　回転センサ
　３５　大気圧センサ

Claims (4)

  1. 　ディーゼルエンジンの排気管に排気ガス中のＰＭを捕集するＤＰＤを接続し、通常走行モード時に前記ＤＰＤのＰＭ量が一定量以上になったとき、マルチ噴射とポスト噴射を行ってディーゼルエンジンの排ガス温度を上昇させてＤＰＤを自動再生する再生モードを備えた排ガス浄化システムにおいて、高地での通常走行モード時に、その高地での大気圧と走行時のエンジン回転から高地全負荷噴射量を決定して走行し、前記再生モード時に、ポスト噴射量を基に前記高地全負荷噴射量を下げた高地走行再生噴射量を決定し、上記高地での通常走行モードから高地再生モードに突入する際に前記高地全負荷噴射量から高地再生走行噴射量に徐々に噴射量をデクリースさせ、そのデクリースした分をポスト噴射に用い、再生終了後は高地再生走行噴射量から前記高地全負荷噴射量に噴射量をインクリースするようにしたことを特徴とする高地における排ガス浄化システム。
  2. 　高地での各気圧毎にエンジン回転数に対する燃料の全負荷噴射量を空燃比に基づいて設定したマップを備え、高地での通常走行モード時の前記高地全負荷噴射量は、その高度における大気圧と走行時のエンジン回転数を基に前記マップから決定される請求項１記載の高地における排ガス浄化システム。
  3. 　高地での通常走行モード時の前記高地全負荷噴射量は、前記マップの高度に基づく全負荷性能特性線を選択し、その全負荷性能特性線を基にエンジン回転数から決定する請求項２記載の高地における排ガス浄化システム。
  4. 　前記再生モード時に、マルチ噴射を行って排ガス温度をＤＰＤの触媒活性温度以上に排ガス温度を上昇させると共にその間に前記高地全負荷噴射量をデクリースして高地再生走行噴射量まで落として通常走行モードとし、その高地再生走行噴射量と前記高地全負荷噴射量の差分をポスト噴射量とする請求項１～３のいずれかに記載の高地における排ガス浄化システム。
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