JP2008180190A - 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガス中のＰＭ（粒子状物質）を浄化するためのＤＰＦの強制再生を車両の停車中に排気絞り弁を閉じて行っている場合において、エンジン負荷が上昇した時には排気絞り弁を開いて、エンジンのシリンダ内に新気を取り入れてシリンダ内の燃焼を良好な状態に維持できる排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムを提供する。
【解決手段】車両の停車中に排気絞り弁を閉じた強制再生制御を実施中に、エンジン負荷が所定の第１判定値以上になった場合には前記排気絞り弁を開く。
【選択図】図３

Description

本発明は、停車中のＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の強制再生時において、負荷が上昇した場合であっても、エンジンシリンダ内の燃焼が悪化することを回避できる排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムに関する。

ディーゼルエンジンから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）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する排気ガス浄化装置の一つに連続再生型ＤＰＦ装置がある。

この連続再生型ＤＰＦ装置では、排気ガス温度が約３５０℃以上の時には、ＤＰＦに捕集されたＰＭは連続的に燃焼して浄化され、ＤＰＦは自己再生するが、低速低負荷等の排気温度が低い場合には、触媒の温度が低下して活性化しないため、ＰＭを酸化してＤＰＦを自己再生することが困難となる。そのため、ＰＭのＤＰＦ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。

そこで、ＤＰＦへのＰＭ堆積量が所定の量（閾値）を超えたときに、シリンダ内（筒内）における多段遅延噴射（マルチ噴射）や後噴射（ポスト噴射）等により、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を行う。この強制再生では、後噴射等によって排気ガス中に供給されたＨＣ（炭化水素）を、ＤＰＦの上流側に配置された酸化触媒やＤＰＦに担持した酸化触媒で燃焼させることにより、この酸化反応熱を利用して、ＤＰＦの入口やＤＰＦのフィルタ表面の排気ガス温度を上昇させ、ＤＰＦに蓄積されたＰＭが燃焼する温度以上にＤＰＦを昇温して、ＰＭを燃焼除去する。

この強制再生は、手動再生で行う場合と自動再生で行う場合とがある。手動再生の場合には、ＤＰＦの目詰まりが所定の量を超えたときに、運転者に警告を出して、この警告を受けた運転者が、強制再生の開始用のボタンを押すことで、強制再生を行う。一方、自動再生では、フィルタの目詰まりが所定の量を超えたときに、特に運転者に警告を出すことなく、自動で走行中であっても強制再生を行う。

この強制再生では、自動再生であっても、所定時間以上アイドル状態が連続された時に行う場合や、強制再生の開示時は走行状態であっても停車状態に移行した場合や、運転者が車両を停車して強制再生用のスイッチを押して行う手動再生の場合では、車両は停車状態にある。この停車中の強制再生では、エンジンの負荷を高めてＤＰＦを保温するために排気絞り弁（排気ブレーキ弁又は排気スロットル弁）を閉じる制御を行う場合がる。

例えば、ＤＰＦの上流側に燃料添加手段を備え、アイドリング状態での燃料添加時にアイドルリング回転数を通常より上昇する再生制御において、排気ブレーキ等の排気絞り手段を閉作動させて、排気流量が絞り込まれ、排気抵抗が高まることにより、気筒内に比較的温度の低い吸気が流入し難くなって比較的温度の高い排気ガスの残留量が増加し、この比較的温度の高い排気ガスを多く含む気筒内の空気が次の圧縮工程で圧縮されて爆発行程を迎えることで更なる排気温度の上昇を図っている排気浄化装置が提案されている（特許文献１参照。）。

また、ＤＰＦの強制再生のマルチ噴射（多段遅延噴射）による低捕集量時排気昇温度手段の作動中において、走行状態では排気絞り弁（排気ブレーキ又は排気スロットル弁）を開弁し、走行状態から停車状態に移行する場合には排気絞り弁を閉弁し、更に停車状態から走行状態に移行する場合には排気絞り弁を閉弁する排気ガス浄化システムも提案されている（特許文献２参照。）。

しかしながら、停車中の強制再生中に、例えば冷凍車において冷凍機のコンプッレサーが稼働したりする等してエンジン負荷が上昇する場合があり、このエンジン負荷の上昇時に排気絞り弁が閉じていると、エンジンのシリンダ内に新気が入り難くなっているため、吸入空気量が減少してシリンダ内の燃焼が悪化するという問題がある。
特開２００５−１３９９９２号公報（段落〔００４０〕） 特開２００５−２８２５４５号公報

本発明は、上記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、排気ガス中のＰＭ（粒子状物質）を浄化するためのＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の強制再生を車両の停車中に排気絞り弁を閉じて行っている場合において、エンジン負荷が上昇した時には排気絞り弁を開いて、エンジンのシリンダ内に新気を取り入れてシリンダ内の燃焼を良好な状態に維持できる排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム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の制御方法は、車両に搭載した内燃機関の排気通路に、ディーゼルパティキュレートフィルタを有する排気ガス浄化装置を備えた排気ガス浄化システムの制御方法において、車両の停車中に排気絞り弁を閉じた強制再生制御を実施中に、エンジン負荷が所定の第１判定値以上になった場合には前記排気絞り弁を開くことを特徴とする。

これにより、停車再生中に急激に負荷が高くなった時、速やかに、排気ブレーキ弁や排気スロットル弁等の排気絞り弁を開けるように制御できるので、吸入空気量が確保される。従って、例えば、冷凍車で急速冷凍を開始した時のように負荷が急増した時でも燃焼が悪化するという不具合の発生を回避することができる。

また、上記の排気ガス浄化システムの制御方法において、エンジン負荷が、前記所定の第１判定値よりも大きい所定の第２判定値以上になった場合には前記排気絞り弁が故障であるとの警告を発するようにすると、これにより、排気絞り弁が固着等による詰まりで故障して負荷が上がりすぎた場合に、故障ランプの点灯等で運転者に警告を行うことができ、排気絞り弁の詰まりを知らせることができる。この第２の判定値は第１の判定値よりも大きい値に設定される。

そして、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、車両に搭載した内燃機関の排気通路に、ディーゼルパティキュレートフィルタを有する排気ガス浄化装置と、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの強制再生を実施する制御装置とを備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記制御装置が、車両の停車中に排気絞り弁を閉じた強制再生制御を実施中に、エンジン負荷が所定の第１判定値以上になった場合には前記排気絞り弁を開くように構成される。

この構成により、停車再生中に急激に負荷が高くなった時、速やかに、排気絞り弁を開けるように制御できるので、吸入空気量が確保される。従って、例えば、冷凍車で急速冷凍を開始した時のように負荷が急増した時でも燃焼が悪化するという不具合の発生を回避することができる。

また、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記制御装置が、エンジン負荷が、前記所定の第１判定値よりも大きい所定の第２判定値以上になった場合には前記排気絞り弁が故障であるとの警告を発するように構成する。この構成により、排気絞り弁が固着等による詰まりで故障して負荷が上がりすぎた場合に、故障ランプの点灯等で運転者に警告を行うことができ、排気絞り弁の詰まりを知らせることができる。

なお、この排気ガス浄化システムの例としては、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ＤＰＦを配置した排気ガス浄化装置や、内燃機関の排気通路に酸化触媒を担持したＤＰＦを配置した排気ガス浄化装置等を備えた排気ガス浄化システムがある。

本発明に係る排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムによれば、排気ガス中のＰＭを浄化するためのＤＰＦの強制再生を車両の停車中に排気絞り弁を閉じて行っている場合においても、エンジン負荷が上昇した時には排気絞り弁を開いて、エンジンのシリンダ内に新気を取り入れてシリンダ内の燃焼を良好な状態に維持することができる。

以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムについて、図面を参照しながら説明する。図１に、この実施の形態の排気ガス浄化システム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に排気ガス浄化装置１２とサイレンサー１３を備えて構成される。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、上流側に酸化触媒装置１２ａを、下流側に触媒付きフィルタ装置（ＤＰＦ）１２ｂを配置して構成される。

この酸化触媒装置１２ａは、多孔質のセラミックのハニカム構造等の担持体に、白金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ニ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ニカム型ウオールフロータイプのフィルタ等で形成される。このフィルタの部分に白金や酸化セリウム等の触媒を担持する。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。

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３１が設けられる。また、この排気ガス浄化装置１２の上流側又は下流側に排気絞り手段として排気スロットル弁１４が設けられる。なお、排気ガス浄化装置１２の上流側に排気ブレーキ弁を設けて、この排気ブレーキ弁を排気スロットル弁１４の代わりに使用してもよい。

また、吸気通路１５には、エアクリーナ１６、ＭＡＦセンサ（吸入空気量センサ）１７、吸気絞り弁（インテークスロットル）１８が設けられる。この吸気絞り弁１８は、吸気マニホールドへ入る吸気Ａの量を調整する。また、ＥＧＲ通路１９にはＥＧＲクーラ２０とＥＧＲ量を調整するＥＧＲ弁２１が設けられる。

更に、触媒付きフィルタ装置１２ｂの強制再生制御用に、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３２が設けられ、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３３が設けられる。この酸化触媒入口排気温度センサ３２は、酸化触媒装置１２ａに流入する排気ガスの温度である酸化触媒入口排気温度Ｔｇ１を検出する。また、フィルタ入口排気温度センサ３３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フィルタ入口排気温度Ｔｇ２を検出する。

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、排気ガス浄化装置１２の強制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）４０に入力され、この制御装置４０から出力される制御信号により、排気絞り弁１４や、吸気絞り弁１８や、ＥＧＲ弁２１や、燃料噴射装置（噴射ノズル）２２等が制御される。

この燃料噴射装置２２は燃料ポンプ（図示しない）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）に接続されており、制御装置４０には、エンジン１０の運転のために、アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）３４からのアクセル開度、回転数センサ３５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２２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。

また、この排気ガス浄化装置１２の強制再生制御において、走行中に自動的に強制再生するだけでなく、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）に注意を促し、任意に運転者が車両を停止して強制再生ができるように、注意を喚起するための警告手段である点滅灯（ＤＰＦランプ）２３及び異常時点灯ランプ２４と、手動再生ボタン（マニュアル再生スイッチ）２５が設けられる。また、エンジン１０の近傍に冷凍機のコンピレッサー２６と急速冷凍スイッチ２７と故障ランプ２８が配置され、急速冷凍スイッチ２７の信号が制御装置４０に入力されるように構成され、更に、排気スロットル弁１４の故障を検知した時には故障ランプ２８を点灯できるように構成される。

この排気ガス浄化システム１の制御においては、通常の運転でＰＭを捕集するが、この通常の運転において、強制再生開始の時期であるか否かを監視し、強制再生開始の時期であると判定されると強制再生を行う。この強制再生には、走行中に強制再生を行う自動再生と、警告によって運転者が車両を停止してから手動再生ボタン２５を押すことにより開始される手動再生とがあり、走行距離やＤＰＦ差圧の値により適宜選択実施される。この手動再生により、走行中の自動再生の場合の走行中の強制再生時の後噴射（ポスト噴射）により未燃燃料がエンジンオイル（潤滑オイル）に混入してエンジンオイルを希釈するというオイルダイリューション（オイル希釈）の問題を解決でき、また、オイルダイリューションの問題が生じない時の自動再生により、手動再生の場合の運転者の再生制御開始信号の入力（停車と再生ボタン押し等）の煩わしさを少なくすることができる。

この強制再生では、多段遅延噴射（マルチ噴射）を行って排気温度を上昇させ、フィルタ入口排気温度センサ３３又は酸化触媒入口排気温度センサ３２で検知されるフィルタ入口排気温度Ｔｇ２又は酸化触媒入口排気温度Ｔｇ１が所定温度（約２５０℃）以上になった時に後噴射（ポスト噴射）を行って、フィルタ入口温度Ｔｇ２を上昇させて強制再生を行う。この強制再生では、車両が停車している場合には、更に、排気スロットル弁１４を閉じて排気絞りを行う。なお、これらの強制再生を行う再生制御装置は制御装置４０に組み込まれる。

そして、本発明では、停車中における強制再生中に、冷凍車の急速冷凍スイッチ２７が押された時等、エンジン負荷が所定の第１判定値以上に上昇した場合、即ち、燃料噴射量Ｑｆが所定の第１判定値Ｑｆ１以上になった場合には、排気スロットル弁１４を開くように制御する。この燃料噴射量Ｑｆは、予め入力されたマップデータにより決定される目標燃料噴射量である。また、更に、燃料噴射量Ｑｆが所定の第２判定値Ｑｆ２以上になった場合には、排気スロットル弁１４の詰まりによる故障と判断して故障ランプ２８を点灯させて運転者に故障の警告をする。この第２判定値Ｑｆ２は、第１判定値Ｑｆ１よりも大きく設定される。そして、これらの第１判定値Ｑｆ１と第２判定値Ｑｆ２は試験結果等によりその数値を決定されて予め制御装置４０に入力及び記憶される。

次に、この排気ガス浄化システム１における強制再生の開始の判断方法について説明する。この強制再生の開始の判断は、周知の方法を用いることができる。例えば、前後差圧ΔＰと所定の前後差圧閾値ΔＰｓとの比較に基づく強制再生開始時期の判断に加えて、前回の強制再生後の車両の走行距離ΔＭと所定の走行距離閾値ΔＭｓとの比較に基づく強制再生開始時期の判断を用い、ΔＰ≧ΔＰｓ、又は、ΔＭ≧ΔＭｓの時に強制再生を行う。

次に、この排気ガス浄化システム１における制御について制御フローに基づいて説明する。この制御においては、通常の運転でＰＭを捕集するが、この通常の運転において、再生時期であるか否かを監視し、再生時期であると判断されると警告又は走行中の自動再生を行う。警告の場合は、この警告を受けた運転者が車両を停止して手動再生ボタン２５を操作することにより強制再生が行われる。

そして、この手動再生や自動再生の強制再生は、この実施の形態では、図２に例示するような制御フローに従って行われる。この図２の強制再生の制御フローでは、酸化触媒の温度（ベッド温度）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３３で検出された第２排気ガス温度Ｔｇ２を用い、この第２排気ガス温度Ｔｇ２が所定の第１判定温度Ｔｃ１以上となった時に後噴射により未燃燃料を酸化触媒装置１２ａの上流側に供給する。また、触媒付きフィルタ装置１２ｂの温度を指標するフィルタ温度指標温度としても、フィルタ入口排気温度センサ３３で検出された第２排気ガス温度Ｔｇ２を用い、この第２排気ガス温度Ｔｇ２が所定の第２判定温度Ｔｃ２以上となった時に後噴射を行わずに多段遅延噴射による温度維持制御を行う。

この図２の制御フローがスタートすると、ステップＳ１１では、第１判定温度Ｔｃ１を算出する。この第１判定温度Ｔｃ１は、フィルタ入口排気温度センサ３３で検出された排気ガス温度である第２排気ガス温度（触媒温度指標温度）Ｔｇ２がこの温度になると、酸化触媒装置１２ａの酸化触媒で、後噴射により供給される未燃燃料であるＨＣが十分に酸化される温度（例えば、約２５０℃）である。また、その時のエンジン回転数Ｎｅに従って変化する値を使用してもよい。また、フィルタ入口排気温度センサ３３で検出された第２排気ガス温度Ｔｇ２に替えて、酸化触媒入口温度センサ３２で検出された第１排気ガス温度Ｔｇ１を用いてもよい。

次のステップＳ１２では、第２排気ガス温度（触媒温度指標温度）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Ｓ１１で算出した第１判定温度Ｔｃ１より低いときには、ステップＳ２０Ａで排気スロットル弁１４の操作を行った後、ステップＳ１３で、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）Δｔ１の間行う。

このステップＳ２０Ａの排気スロットル弁の操作は、図３に示すような制御フローに従って行われる。なお、ステップＳ２０Ｂ，ステップＳ２０Ｃも同様に行われる。この図３の制御フローに入ると、ステップＳ２１で車速センサ（図示しない）から車両速度Ｖを入力し、次のステップＳ２２で車両速度のチェックを行い、この車両速度Ｖがゼロ（＝０）であるか否かで、停車状態であるか否かを判定する。なお、この停車状態であるか否かの判定は、車両速度によらず、アクセルポジションセンサ３４、サイドブレーキスイッチ、、パーキングブレーキスイッチ、クラッチ位置等の組み合わせで判定してもよい。車両速度Ｖがゼロで有る場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２３に行く。また、車両速度Ｖがゼロで無い場合は（ＮＯ）、ステップＳ２８に行き、排気スロットル弁１４を開く。なお、既に開いている場合は開いている状態を継続する。このステップＳ２８でステップＳ２０Ａ（又はＳ２０Ｂ，Ｓ２０Ｃ）を終了し、次のステップＳ１３（又は、Ｓ１６，Ｓ１７）に行く。

ステップＳ２３では、燃料噴射量Ｑｆを入力し、次のステップＳ２４で、エンジン負荷が所定の第１判定値以上であるか否かのチェックを、この燃料噴射量Ｑｆで行う。なお、この燃料噴射量Ｑｆは、予め設定されたマップデータ等で決定される目標燃料噴射量である。この燃料噴射量Ｑｆが所定の第１判定値Ｑｆ１以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２５に行き、燃料噴射量Ｑｆが所定の第１判定値Ｑｆ１以上でなければ（ＮＯ）、ステップＳ２６で、排気スロットル弁１４を閉じる。なお、既に閉じている場合は閉じている状態を継続する。このステップＳ２６でステップＳ２０Ａ（又はＳ２０Ｂ，Ｓ２０Ｃ）を終了し、次のステップＳ１３（又は、Ｓ１６，Ｓ１７）に行く。

また、ステップＳ２５では、エンジン負荷が所定の第２判定値以上であるか否かのチェックを、この燃料噴射量Ｑｆが所定の第２判定値Ｑｆ２以上であるか否かで行う。燃料噴射量Ｑｆが所定の第２判定値Ｑｆ２以上であれば（ＹＥＳ）、排気スロットル弁１４が固着して詰まっていると判断して、ステップＳ２７に行き、故障ランプ２８を点灯する。また、燃料噴射量Ｑｆが所定の第２判定値Ｑｆ２以上でなければ（ＮＯ）、排気スロットル弁１４は正常であるとして、ステップＳ２８で、排気スロットル弁１４を開く。なお、既に開いている場合は開いている状態を継続する。このステップＳ２７又はＳ２８でステップＳ２０Ａ（又はＳ２０Ｂ，Ｓ２０Ｃ）を終了し、次のステップＳ１３（又は、Ｓ１６，Ｓ１７）に行く。

このステップＳ２０Ａ（Ｓ２０Ｂ，Ｓ２０Ｃ）の排気スロットル弁の操作の制御により、再生制御中に車両停車時でかつ燃料噴射量Ｑｆが所定の第１判定値Ｑｆ１より低い状態であれば、排気スロットル弁１４を開いた状態にすることができる。また、再生制御中でかつ車両停車時に燃料噴射量Ｑｆが所定の第１判定値Ｑｆ１以上になった場合には、排気スロットル弁１４を開いた状態にすることができる。更に、再生制御中でかつ車両停車時に燃料噴射量Ｑｆが所定の第２判定値Ｑｆ２以上になった場合には、故障ランプ２８を点灯して、運転者に警報を出すことができる。

このステップＳ２０Ａの後のステップＳ１３の第１排気ガス昇温制御では、後噴射無しで、第１多段遅延噴射用マップデータに基く多段遅延噴射を行う。つまり、この多段遅延噴射の制御時に、検出されたエンジン回転数と、検出されたアクセル開度などから算出される燃料噴射量とから、この第１多段遅延噴射用マップデータを参照して、多段遅延噴射の噴射量と噴射のタイミングを算出し、多段遅延噴射を行う。この多段遅延噴射の噴射量と噴射のタイミングを決める第１多段遅延噴射用マップデータは、エンジン回転数と燃料噴射量、言い換えれば、検出されたアクセル開度などから算出される燃料噴射量とをベースとするマップデータであり、実験や計算などにより予め設定され、制御装置に入力されている。この多段遅延噴射では、多段遅延噴射の噴射量を増加し、多段遅延噴射の噴射タイミングを、通常運転時の燃料噴射タイミングよりもより遅らせる。この多段遅延噴射により、排気ガスの昇温効率を高くして排気ガスの迅速な昇温を図る。

なお、排気ガスの昇温効率の向上を図るため、車両停車時でかつ燃料噴射量Ｑｆが所定の第１判定値Ｑｆ１より小さい時には、ステップＳ２０Ａの排気スロットル弁１４を閉じる操作（又は、閉じた状態を維持する操作）により、熱が逃げるのを防ぐとともにエンジン負荷を高め、排気ガス温度を効率よく短時間で上昇させて酸化触媒装置１２ａの昇温性を向上させている。

このステップＳ１３の後は、ステップＳ１１に戻る。また、ステップＳ１２の判定で、第２排気ガス温度Ｔｇ２が所定の第１判定温度Ｔｃ１以上であると、ステップＳ１４に行く。なお、酸化触媒の温度を指標する触媒温度指標温度として、フィルタ入口排気温度センサ３３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３２で検出された第１排気ガス温度Ｔｇ１の両方を用い、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Ｔｃ１と第３判定温度Ｔｃ３を用いて、第２排気ガス温度Ｔｇ２が第１判定温度Ｔｃ１を超え、かつ、第１排気ガス温度Ｔｇ１が第３判定温度Ｔｃ３を超えた時に酸化触媒装置１２ａの上流側に後噴射により未燃燃料を供給するようにすることもできる。

ステップＳ１４では、第２判定温度Ｔｃ２を算出する。この第２判定温度Ｔｃ２は、ステップＳ１６の第２排気ガス昇温制御の目標温度であり、フィルタ入口排気温度センサ３３で検出された排気ガスの温度である第２排気ガス温度（フィルタ温度指標温度）Ｔｇ２をこの温度Ｔｃ２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、約３５０℃）よりも高い値とし、例えば、５００℃程度とする。また、第２判定温度Ｔｃ２の値を時間によって多段階に変化させてもよい。

次のステップＳ１５では、第２排気ガス温度（フィルタ温度指標温度）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より低いときは、ステップＳ２０ＢでステップＳ２０Ａと同様な排気スロットル弁１４の操作を行った後、ステップＳ１６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Ｓ２０ＣでステップＳ２０Ａと同様な排気スロットル弁１４の操作を行った後、ステップＳ１７の温度維持制御に行く。

ステップＳ１６では、第２排気ガス昇温制御を、所定の時間（ステップＳ１５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）Δｔ２の間行う。この第２排気ガス昇温制御では、第１多段遅延噴射用マップデータとは異なる第２多段遅延噴射用マップデータに基く多段遅延噴射を行う。この多段遅延噴射の噴射量と噴射のタイミングを決める第２多段遅延噴射用マップデータは、第１多段遅延噴射用マップデータと同様に、エンジン回転数と燃料噴射量、言い換えれば、検出されたアクセル開度などから算出される燃料噴射量とをベースとするマップデータであり、実験や計算などにより予め設定され、制御装置に入力されている。

この多段遅延噴射では、多段遅延噴射の噴射量を排気ガス温度の維持に必要な量まで減少し、多段遅延噴射の噴射タイミングに関しては、第１排気ガス昇温制御Ｓ１３時の多段遅延噴射の噴射タイミングよりも遅れを少なくする。この多段遅延噴射により、排気ガスの温度をある程度維持すると共に、後噴射で燃料を酸化触媒装置１２ａに供給しながら、この燃料を酸化触媒で酸化させて、触媒付きフィルタ１２ｂに流入する排気ガス温度を上げる。

なお、排気ガスの昇温効率の向上を図るため、車両停車時でかつ燃料噴射量Ｑｆが所定の第１判定値Ｑｆ１より小さい時には、ステップＳ２０Ｂの排気スロットル弁１４を閉じる操作（又は、閉じた状態を維持する操作）により、熱が逃げるのを防ぐとともにエンジン負荷を高め、排気ガス温度を効率よく短時間で上昇させて酸化触媒装置１２ａの昇温性を向上させている。

そして、第２排気ガス昇温制御の多段遅延噴射により排気ガス温度の昇温を継続すると共に、後噴射により排気ガス中に未燃燃料（ＨＣ）を供給し、この未燃燃料を酸化触媒装置１２ａで酸化してこの酸化熱により排気ガスの温度を更に昇温することができる。この昇温した排気ガスの温度Ｔｇ２が第２判定温度Ｔｃ２以上になると触媒付きフィルタ装置１２ｂに捕集されたＰＭが燃焼する。なお、この第２排気ガス昇温制御で、第２排気ガス温度Ｔｇ２を、制御目標の温度Ｔｃ２まで連続的に昇温してもよいが、二段階や多段階で昇温するようにしても良い。このステップＳ１６の後は、ステップＳ１８に行く。

そして、ステップＳ１５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Ｓ１７で、エンジン１０のシリンダ内（筒内）噴射において後噴射を伴わない多段遅延噴射を行なう温度維持制御を、所定の時間（ステップＳ１５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）Δｔ３の間行う。

また、ステップＳ１７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＋Δｔ３）。このステップＳ１７の後は、ステップＳ１８に行く。

ステップＳ１８では、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のチェックを行う。このチェックではＰＭ燃焼累積時間ｔａが所定の判定時間Ｔａｃを超えたか否かをチェックする。即ち、超えていれば、再生制御が完了したとして、ステップＳ１９に行き、超えてなければ、再生制御は完了していないとして、ステップＳ１１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、ステップＳ１３の第１排気ガス昇温制御か、ステップＳ１６の第２排気ガス昇温制御か、ステップＳ１７の温度維持制御を行う。

そして、ステップＳ１９では、強制再生制御を終了して、排気スロットル弁１４を通常運転状態に戻して、通常噴射制御に復帰する。その後、リターンする。

この強制再生制御によって、強制再生制御の際に、フィルタ入口排気温度センサ３３で検出された排気ガスの温度である第２排気ガス温度（触媒温度指標温度）Ｔｇ２、即ち、触媒付きフィルタ装置１２ｂに流入する排気ガスの温度が所定の第１判定温度Ｔｃ１より低い場合は、シリンダ内燃料噴射制御で後噴射を伴わない多段遅延噴射を行う第１排気ガス昇温制御Ｓ１３を行い、触媒温度指標温度Ｔｇ２（又はＴｇ１）が所定の第１判定温度Ｔｃ１以上の場合は、シリンダ内燃料噴射制御で多段遅延噴射に加えて後噴射を行う第２排気ガス昇温制御Ｓ１６を行う。

上記の排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム１によれば、排気ガス中のＰＭを浄化するための触媒付きフィルタ１２ｂの強制再生を車両の停車中に排気スロットル弁１４を閉じて行っている場合においても、エンジン負荷が上昇した時には排気スロットル弁１４を開いて、エンジン１０のシリンダ内に新気を取り入れてシリンダ内の燃焼を良好な状態に維持することができる。

なお、上記の実施の形態では、排気ガス浄化システムの排気ガス浄化装置としては、上流側の酸化触媒装置１２ａと下流側の触媒付きフィルタ１２ｂとの組み合わせを例にして説明したが、酸化触媒を担持したフィルタであってもよい。更に、酸化触媒１２ａの上流側に未燃燃料（ＨＣ）を供給する方法として後噴射（ポスト噴射）で説明したが、排気通路１１に未燃燃料供給装置を配置して、この未燃燃料供給装置から直接排気通路１１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。

本発明の実施の形態の排気ガス浄化システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態の強制再生制御フローの一例を示す図である。 本発明の実施の形態の排気スロットル弁の操作の制御フローの一例を示す図である。

符号の説明

１ 排気ガス浄化システム
１０ ディーゼルエンジン（内燃機関）
１１ 排気通路
１２ 連続再生型ＤＰＦ装置
１２ａ 酸化触媒
１２ｂ 触媒付きフィルタ
１４ 排気スロットル弁
２８ 故障ランプ
４０ 制御装置（ＥＣＵ）
Ｖ 車両速度
Ｑｆ 燃料噴射量
Ｑｆ１ 所定の第１判定値
Ｑｆ２ 所定の第２判定値

Claims (4)

1. 車両に搭載した内燃機関の排気通路に、ディーゼルパティキュレートフィルタを有する排気ガス浄化装置を備えた排気ガス浄化システムの制御方法において、
   車両の停車中に排気絞り弁を閉じた強制再生制御を実施中に、エンジン負荷が所定の第１判定値以上になった場合には前記排気絞り弁を開くことを特徴とする排気ガス浄化システムの制御方法。
2. エンジン負荷が、前記所定の第１判定値よりも大きい所定の第２判定値以上になった場合には前記排気絞り弁が故障であるとの警告を発する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の制御方法。
3. 車両に搭載した内燃機関の排気通路に、ディーゼルパティキュレートフィルタを有する排気ガス浄化装置と、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの強制再生を実施する制御装置とを備えた排気ガス浄化システムにおいて、
   前記制御装置が、車両の停車中に排気絞り弁を閉じた強制再生制御を実施中に、エンジン負荷が所定の第１判定値以上になった場合には前記排気絞り弁を開くことを特徴とする排気ガス浄化システム。
4. 前記制御装置が、エンジン負荷が、前記所定の第１判定値よりも大きい所定の第２判定値以上になった場合には前記排気絞り弁が故障であるとの警告を発することを特徴とする請求項３記載の排気ガス浄化システム。

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