排ガス浄化装置
【課題】ディーゼルエンジンがアイドル状態のときにＤＰＦの再生を行う場合において、排気管から排出される排ガスの排ガス温度とＤＰＦの再生時間とを適切に制御できる排ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】ＤＰＦ１３の再生を開始する際、ＥＣＵ２０は、ディーゼルエンジン３０がアイドル状態であると判定した場合には、排出温度が目標排出温度Ｔ１以下になると共にＤＰＦ１３の床温が目標床温Ｔ２以上になるディーゼルエンジン３０の回転数の範囲を算出する。メモリ４０に組み込まれた放熱マップに基づいて、当該範囲内でＤＰＦ１３の再生時間が最短となる回転数を算出し、ディーゼルエンジン３０の回転数を、当該算出された回転数に制御する。
【解決手段】ＤＰＦ１３の再生を開始する際、ＥＣＵ２０は、ディーゼルエンジン３０がアイドル状態であると判定した場合には、排出温度が目標排出温度Ｔ１以下になると共にＤＰＦ１３の床温が目標床温Ｔ２以上になるディーゼルエンジン３０の回転数の範囲を算出する。メモリ４０に組み込まれた放熱マップに基づいて、当該範囲内でＤＰＦ１３の再生時間が最短となる回転数を算出し、ディーゼルエンジン３０の回転数を、当該算出された回転数に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排ガス浄化装置に係り、特に、ディーゼルエンジンから排出される排ガスを浄化するための排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出される排ガス中には、規制対象のパティキュレートマター（ＰＭ）が含まれている。排ガスからＰＭを除去する方法として、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を排気管に設けてろ過する方法が一般的に知られている（例えば、特許文献１等参照）。ＤＰＦに堆積したＰＭは、定期的に燃焼させて取り除く（ＤＰＦの再生）必要があるが、この再生には、ＤＰＦ床温をおおよそ６００℃以上にする必要がある。ＤＰＦ床温の上昇は、例えば、排ガス中に燃料を添加し、ＤＰＦの上流側に設けられた酸化触媒で燃料を酸化させて排ガス温度を上昇させることによって行われている。排ガス中に添加される燃料の添加量は、排ガス流量やＰＭの堆積量により決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９１８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両に搭載されたディーゼルエンジンがアイドル状態のときにＤＰＦの再生を行う場合には、排ガス中に燃料の添加を行っても、走行時の状態に比べて排ガス流量が少ないので、排ガス温度を上昇させることが困難となる。そのため、ＤＰＦの再生時には、ディーゼルエンジンの回転数を上昇することにより、排ガス流量を増加させて排ガス温度を上昇させることが行われる。しかし、前述した如く、回転数を上げることで、酸化触媒及びＤＰＦに流入する排ガス温度を上げることは可能となるが、アイドル状態で排ガス温度を上げ過ぎると、車両が停車中であるために、排気管周辺の物体が、高温の排ガスの影響を継続して受け続ける為に好ましくない。逆に、排ガス温度が低いままでＤＰＦの再生を行おうとすると、再生時間が長くなってしまい、燃料の添加量が増加して燃費悪化の要因になるといった問題点があった。
【０００５】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、ディーゼルエンジンがアイドル状態のときにＤＰＦの再生を行う場合において、排気管から排出される排ガスの排出温度とＤＰＦの再生時間とを適切に制御できる排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る排ガス浄化装置は、ディーゼルエンジンから排気管を介して排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、排ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、排気管に設けられた酸化触媒と、酸化触媒の下流側で排気管に設けられたＤＰＦと、排気管から外気へ排出される排ガスの温度である排出温度についての目標排出温度とＤＰＦの再生時におけるＤＰＦの床温についての目標床温とが設定された制御装置とを備え、制御装置は、ＤＰＦの再生を開始する際、ディーゼルエンジンがアイドル状態であると判定した場合には、排出温度が目標排出温度以下になると共にＤＰＦの床温が目標床温以上になるディーゼルエンジンの回転数の範囲を算出し、ディーゼルエンジンの回転数を、算出された範囲内に制御する。このような制御により、ＤＰＦの再生時間が過度に長くならない範囲で、排出温度が目標温度以下に抑えられる。
ＤＰＦの下流側で排気管を流通する排ガスの排ガス温度を検出する流通排ガス温度検出手段と、ディーゼルエンジンに吸引される空気量を検出する吸入空気量検出手段と、外気温を検出する外気温検出手段とを備え、制御装置は、流通排ガス温度検出手段によって検出された排ガス温度と、吸入空気量検出手段によって検出された吸入空気量と、外気温検出手段によって検出された外気温とから、ＤＰＦの下流側で排気管から放熱される放熱量を推定する放熱マップを有し、制御装置は、排ガス温度と放熱量とから、ディーゼルエンジンの回転数の範囲を推定してもよい。
制御装置は、その範囲内において、ＤＰＦの再生時間に基づいてディーゼルエンジンの回転数を算出してもよい。
制御装置は、その範囲内において、ディーゼルエンジンの燃費に基づいてディーゼルエンジンの回転数を算出してもよい。この場合、ディーゼルエンジンの回転数は、フィードバック制御により決定してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ＤＰＦの再生を開始する際、ディーゼルエンジンがアイドル状態である場合には、排出温度が目標排出温度以下になるディーゼルエンジンの回転数の範囲を算出し、ディーゼルエンジンの回転数をその範囲内に制御することにより、ＤＰＦの再生時間が過度に長くならない範囲で、排出温度が目標排出温度以下に抑えられるので、排気管から排出される排ガスの排出温度とＤＰＦの再生時間とを適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る排ガス浄化装置を備えたディーゼルエンジンの構成模式図である。
【図２】実施の形態１に係る排ガス浄化装置に組み込まれた放熱マップである。
【図３】実施の形態１に係る排ガス浄化装置において、ディーゼルエンジンの回転数の制御動作を説明するためのグラフである。
【図４】実施の形態２に係る排ガス浄化装置において、燃費の変化を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る排ガス浄化装置を備えたディーゼルエンジンの構成模式図を図１に示す。直列４気筒のディーゼルエンジン３０のシリンダヘッド１には、吸気マニフォルド３及び排気マニフォルド４が接続されている。４つの気筒２のそれぞれには、気筒２内に燃料（軽油）を噴射するインジェクション９が設けられている。それぞれのインジェクション９は、共通のコモンレール８に接続されている。コモンレール８には、燃料通路５の一端が接続され、燃料通路５の他端は、燃料供給ポンプ６に接続されている。コモンレール８は、燃料供給ポンプ６から高圧の燃料の供給を受けることにより、常に内部に所定の圧力の高圧燃料が維持されるようになっている。燃料供給ポンプ６には、燃料通路７の一端が接続され、燃料通路７の他端は、図示しない燃料タンクに接続されている。コモンレール８内の高圧燃料の圧力を利用し、インジェクション９から、所望の量の燃料が気筒２内に噴射されるようになっている。
【００１０】
吸気マニフォルド３には、吸気管１４が接続されている。吸気管１４には、吸気管１４を流通する空気の温度を検出するための吸気温センサ１５と、吸気管１４を流通する空気の量を検出するためのエアフローセンサ１６とが設けられている。ここで、吸気管１４を流通する空気は、ディーゼルエンジン３０の外部から吸引された空気（外気）であるため、吸気温センサ１５は、外気温ｔ０（℃）を検出するための外気温検出手段を構成し、エアフローセンサ１６は、ディーゼルエンジン３０に吸引される吸入空気量ｍ（ｇ／ｓｅｃ）を検出するための吸入空気量検出手段を構成する。
【００１１】
排気マニフォルド４には、排ガスが流通する排気管１１が接続されている。また、排気マニフォルド４には、排ガスに燃料を添加する燃料添加手段である燃料添加弁１０が設けられている。燃料添加弁１０は、燃料通路１７を介して燃料供給ポンプ６と連通しており、コモンレール８内の圧力よりも低圧の燃料を供給するようになっている。排気管１１には、上流から下流に向って、酸化触媒１２及びＤＰＦ１３が設けられている。酸化触媒１２及びＤＰＦ１３の間と、ＤＰＦ１３の下流側直近とにはそれぞれ、流通する排ガスの温度を検出するための温度センサ２３及び２４が設けられている。ここで、温度センサ２４は、ＤＰＦ１３の下流側で排気管１１を流通する排ガスの排ガス温度ｔ１（℃）を検出するための流通排ガス温度検出手段を構成する。また、ＤＰＦ１３には、ＤＰＦ１３の前後の差圧ｐ（Ｐａ）を検出するための差圧センサ２５が設けられている。
【００１２】
制御装置としてＥＣＵ２０が設けられ、ＥＣＵ２０には、燃料供給ポンプ６と、各インジェクション９と、燃料添加弁１０と、吸気温センサ１５と、エアフローセンサ１６と、温度センサ２３及び２４と、差圧センサ２５とが電気的に接続されている。また、ＥＣＵ２０には、運転者により操作されるアクセルペダル１９の踏み角を検出するアクセルセンサ１８と、ディーゼルエンジン３０が搭載された図示しない車両の車速を検出するための車速センサ２１と、クランクシャフト２６の端部付近に配置されてディーゼルエンジン３０の回転数を検出する回転数センサ２２とが電気的に接続されている。さらに、ＥＣＵ２０は、メモリ４０を有している。メモリ４０には、排気管１１から外気へ排出される排ガスの温度（以下、「排出温度」という）についての目標排出温度Ｔ１（℃）と、ＤＰＦ１３の再生時における床温についての目標床温Ｔ２（℃）と、ＤＰＦ１３の前後の差圧についての基準差圧Ｐ０（Ｐａ）とが設定されている。この実施の形態１では、目標排出温度Ｔ１を３００℃とし、目標床温Ｔ２を６１０℃として説明する。
【００１３】
メモリ４０にはさらに、ＤＰＦ１３よりも下流側の排気管１１から放熱される放熱量ΔＴを推定するための放熱マップが組み込まれている。ここで、放熱量ΔＴとは、ＤＰＦ１３から流出した直後の排ガスが排気管１１から外気へ排出されるまでの間に低下する温度を意味する。この放熱マップの一例を図２に示す。放熱マップは、縦方向にΔｔ（＝ｔ１−ｔ０）をとり、横方向にエアフローセンサ１６によって検出された吸入空気量ｍをとったマトリックスであり、各Δｔ及びｍの組み合わせに対して、放熱量ΔＴが特定されている。なお、ここで吸入空気量ｍを用いているのは、高温の排ガスの流量を直接正確に計測することは難しい為、排ガスの流量と相関関係のある吸入空気量ｍにて、代用している。例えば、Δｔ＝５５０℃かつｍ＝３０ｇ／ｓｅｃの場合には、放熱量ΔＴ＝３２０℃であるので、排ガス温度ｔ１が５８０℃であったとすると、排出温度は、２６０℃（＝５８０℃−３２０℃）となる。尚、放熱マップにおける各数値は、実験やシミュレーション等により求めた値であり、ディーゼルエンジン３０の仕様等に依存する値である。
【００１４】
次に、この発明の実施の形態１に係る排ガス浄化装置を備えたディーゼルエンジンの動作について説明する。
図１に示されるように、ディーゼルエンジン３０が始動すると、燃料供給ポンプ６は、燃料通路７，５を介して、図示しない燃料タンクから燃料をコモンレール８に供給し、コモンレール８内に所定の高圧燃料を維持する。
【００１５】
また、ディーゼルエンジン３０が始動すると、吸入空気が、吸気管１４及び吸気マニフォルド３を介して各気筒２内に吸入される。この際、吸気温センサ１５によって、外気から吸引されて吸気管１４を流通する空気の温度、すなわち外気温ｔ０が検出されると共に、エアフローセンサ１６によって、外気から吸入吸引されて吸気管１４を流通する空気の量、すなわちディーゼルエンジン３０に吸引される吸入空気量ｍが検出される。外気温ｔ０及び吸入空気量ｍについての検出値は、ＥＣＵ２０に伝送される。各気筒２内では、図示しないピストンにより空気が圧縮されて高温高圧になると共に、各インジェクション９から燃料が噴射される。これにより、各気筒２内で燃焼が起こる。各気筒２内における燃焼により生じた排ガスは、各気筒２から排出されて排気マニフォルド４により集められ、排気管１１を流通する。排気管１１を流通する排ガスは、酸化触媒１２を通過後、ＤＰＦ１３に流入し、ＤＰＦ１３によって、排ガス中に含まれるＰＭが捕捉された後、外気へ排出される。
【００１６】
ＤＰＦ１３に捕捉されたＰＭの量が増加していくと、差圧センサ２５によって検出される差圧ｐが上昇していく。ＥＣＵ２０は、差圧ｐが基準差圧Ｐ０以上となったら、ＤＰＦ１３を再生する必要があると判断する。ＤＰＦ１３の再生を開始する前に、ＥＣＵ２０は、アクセルセンサ１８及び車速センサ２１の検出値に基づいて、ディーゼルエンジン３０を搭載した車両がアイドル状態か否かを判定する。アクセルセンサ１８の検出値によって、運転手がアクセルを踏んでいないことと、車速センサ２１の検出値によって、当該車両が停車していることとの両方が満たされた場合には、アイドル状態であると判定する。
【００１７】
車両がアイドル状態にないときには、ＥＣＵ２０は、公知の技術により、ＤＰＦ１３の再生処理を行う。ＥＣＵ２０は、温度センサ２３及び２４の検出値と、エアフローセンサ１６の検出値とに基づいて、ＤＰＦ１３の床温が目標床温Ｔ２となる燃料添加量を算出し、燃料添加弁１０から当該燃料添加量で排ガス中に燃料を添加する。添加された燃料は、排ガスと共に酸化触媒１２に流入する。酸化触媒１２によって燃料が排気ガス中に含まれる酸素と反応して酸化されることにより、その反応熱で排ガス温度が上昇する。反応熱によって温度が上昇した排ガスがＤＰＦ１３に流入することにより、ＤＰＦ１３の床温が目標床温Ｔ２となり、ＤＰＦ１３に捕捉されているＰＭが燃焼されて、ＤＰＦ１３から除去される。ＥＣＵ２０は、差圧センサ２５の検出値に基づいて、ＤＰＦ１３に捕捉されたＰＭが除去されたと判断したら、燃料添加弁１０からの燃料添加を停止して、ＤＰＦ１３の再生を終了する。
【００１８】
一方、車両がアイドル状態のときには、ＥＣＵ２０は、ディーゼルエンジン３０を再生可能な状態とする処理と、再生状態を最適にする処理とを行う。
まず、ディーゼルエンジン３０の回転数を所定回転数まで上昇（アイドルアップ）させて、排ガス流量及び吸入空気量を増加させる。そして、この処理により、排ガス流量を増加させた後に、燃料添加弁１０からの燃料の添加を開始し、ＤＰＦ１３の床温を、目標床温Ｔ２とする。
ＥＣＵ２０は、吸気温センサ１５及び温度センサ２４の検出値からΔｔを算出し、このΔｔ及びエアフローセンサ１６によって検出された吸入空気量ｍを用い、図２に示された放熱マップに基づいて、放熱量ΔＴを推定する。例えば、外気温ｔ０＝３０℃、排ガス温度ｔ１＝５８０℃、吸入空気量ｍ＝３０ｇ／ｓｅｃとすると、Δｔ＝ｔ１−ｔ０＝５５０℃となるので、放熱マップから、ΔＴ＝３２０℃と推定される。すると、排出温度は２６０℃（＝ｔ１−ΔＴ＝５８０℃−３２０℃）となり、メモリ４０に設定されている目標排出温度Ｔ１＝３００℃よりも低いので、排ガスの流量を増加させてＤＰＦ１３の再生時間をさらに短くすることができる。具体的には、排出温度２６０℃は、目標排出温度Ｔ１＝３００℃よりも４０℃低いので、放熱量ΔＴを４０℃小さくすること、すなわち放熱量ΔＴを２８０℃にすることができる。放熱マップにおいて、Δｔ＝５５０℃の場合には、ΔＴ＝２８０℃となる吸入空気量ｍは、４０ｇ／ｓｅｃである。ＥＣＵ２０は、吸入空気量ｍ＝４０ｇ／ｓｅｃとなるディーゼルエンジン３０の回転数を算出する。算出された回転数は、ＤＰＦ１３の再生に要する時間に基づく回転数、すなわちＤＰＦ１３の再生時間が最短となる回転数である。ディーゼルエンジン３０を、算出された回転数に制御することにより、排出温度が目標排出温度Ｔ１以下となる条件で、ＤＰＦ１３の再生時間が最短となる。燃料添加弁１０から添加される燃料添加量を算出してＤＰＦ１３の再生を開始してからＤＰＦ１３の再生を終了するまでの動作については、車両がアイドル状態にないときと同じである。
【００１９】
次に、ディーゼルエンジン３０の回転数の制御について説明する。図３に示されたグラフは、横軸に吸入空気量（排ガス流量及びディーゼルエンジン３０の回転数に相当する）をとり、縦軸にＤＰＦ１３の床温をとっている。ＤＰＦ１３の床温がある温度ｔ’以下では、捕捉されたＰＭが燃焼されない（再生不可）ので、温度ｔ’以下の領域を斜線で塗りつぶしている。また、吸入空気量ｍがある量ｍ’以下では、排ガス流量が少なくなり、その状態で燃料を添加すると、添加雰囲気温度が低くなって燃料が反応しなくなる。すなわち、添加された燃料は排ガスの熱を奪って気化するが、排ガス流量が少ないと、相対的に排ガスの温度低下が大きくなる。排ガスの温度が下がると、酸化触媒１２の温度も下がり、酸化触媒１２の温度が活性温度以下になると、添加された燃料が触媒で反応しなくなる。このため、燃料を添加してもＰＭが燃焼されず、ＤＰＦ１３の再生ができなくなるので、添加不可の領域として、吸入空気量ｍ’以下の領域を斜線で塗りつぶしている。また、排出温度を一定に保ったままＤＰＦ１３の床温を高くするには、放熱量ΔＴを大きくしなければならないので、床温の増加に伴い吸入空気量ｍを小さくしなければならない。従って、排気管１１から排出される排ガスの温度を一定に保ったままＤＰＦ１３の目標床温を達成するための境界線Ｌ０は、右肩下がりの傾きをもつ直線となる。この境界線Ｌ０よりも上方の領域は、排出温度またはＤＰＦ１３の床温のいずれかが目標値を達成できない領域となるので、この領域を斜線で塗りつぶしている。図３において斜線で塗りつぶされていない領域に基づいて、ディーゼルエンジン３０の制御される回転数の範囲が算出される。
【００２０】
実施の形態１における例では、図３において、目標床温Ｔ２＝６１０℃が温度ｔ’よりも上方に位置している。吸入空気量ｍ＝３０ｇ／ｓｅｃの条件は、上記領域内に位置している。実施の形態１において、ＤＰＦ１３の再生時間を最短とすべく吸入空気量ｍを４０ｇ／ｓｅｃに上昇したが、この動作は、図３において、目標床温Ｔ２＝６１０℃の条件で、境界線Ｌ０上まで移動したことに相当する（矢印Ａ）。この境界線Ｌ０上の位置における吸入空気量が４０ｇ／ｓｅｃに相当する。目標床温Ｔ２＝６１０℃の条件において、ディーゼルエンジン３０の制御される回転数の範囲は、吸入空気量ｍがｍ’よりも大きく、かつ、４０ｇ／ｓｅｃ以下の範囲となる。目標床温Ｔ２が変更されれば（例えば、Ｔ２’とする）、算出可能な範囲は、吸入空気量ｍがｍ’よりも大きく、かつ、目標床温Ｔ２’の値を通る横軸に平行な直線と境界線Ｌ０との交点における空気量（ｍ”）以下の範囲となる。
【００２１】
このように、ＤＰＦ１３の再生を開始する際、ディーゼルエンジン３０がアイドル状態である場合には、排出温度が目標排出温度Ｔ１以下になるディーゼルエンジン３０の回転数の範囲を算出し、ディーゼルエンジン３０の回転数をその範囲内に制御することにより、ＤＰＦ１３の再生時間が過度に長くならない範囲で、排出温度が目標排出温度Ｔ１以下に抑えられるので、排気管１１から排出される排ガスの排出温度とＤＰＦ１２の再生時間とを適切に制御することができる。
【００２２】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る排ガス浄化装置について説明する。
実施の形態２に係る排ガス浄化装置を備えたディーゼルエンジンの構成と、車両がアイドル状態にないときにＤＰＦを再生する動作と、車両がアイドル状態のときにＤＰＦを再生する動作であって、ディーゼルエンジンの制御される回転数の範囲を算出する動作とについては、実施の形態１と同様である。従って、実施の形態２において、各構成要素を指す参照符号は、図１の参照符号と同一の符号を使用する。
この発明の実施の形態２に係る排ガス浄化装置は、当該回転数の範囲内において、ディーゼルエンジン３０の燃費が最良となる回転数を算出して、ディーゼルエンジン３０の回転数を当該算出された回転数に制御するものである。
【００２３】
車両がアイドル状態にあるときにＤＰＦ１３を再生する場合の燃費は、（１）通常のアイドル状態を維持するために要する燃料と、（２）排ガス流量（言い換えれば、吸入空気量）を増加するために、通常のアイドル状態の回転数から回転数を上昇するのに要する燃料と、（３）ＤＰＦ１３の再生のために燃料添加弁１０から排ガスへ添加される燃料とからなる。上記（２）を増加すると上記（３）も増加するが、これに伴い再生速度が上昇するので（再生時間が短くなるので）、再生速度とのバランスにより、上記（１）〜（３）からなる燃費には、図４に示されるように、最良となる排ガス流量、すなわちディーゼルエンジン３０の回転数が存在することが理解できる。これを前提として、実施の形態２では、排出温度が目標排出温度Ｔ１以下で、かつ、ＤＰＦ１３の床温が目標床温Ｔ２となるディーゼルエンジン３０の回転数の範囲のうち、燃費が最良となる回転数に制御する。
【００２４】
まず、実施の形態１と同様にして、ＤＰＦ１３の再生時間が最短となる回転数にディーゼルエンジン３０の回転数を制御する。その後、ディーゼルエンジン３０の回転数を徐々に低下していき、それぞれの条件で燃費を算出し、燃費が最良となる回転数を算出する（フィードバック制御）。図４に示される燃費と排ガス流量との関係を考慮すると、ディーゼルエンジン３０の回転数を低下した際に燃費が上昇する場合には、ＤＰＦ１３の再生時間が最短となる回転数が、燃費が最良となる回転数であると考えられる。
【００２５】
このように、燃費を最良にしながら、排気管１１から排出される排ガスの排出温度とＤＰＦ１２の再生時間とを適切に制御することができる。尚、燃費が最良となる回転数を算出する方法としては、上述したフィードバック制御に限定するものではなく、ＥＣＵ２０に計算式を組み込んでおき、各種条件から算出したり、マップ等をメモリ４０に組み込んでおいて、マップ等に基づいて算出したりしてもよい。
【００２６】
実施の形態１及び２では、燃料添加手段として、排ガスに直接燃料を添加する燃料添加弁１０を使用したが、これに限定するものではない。ポスト噴射として、インジェクション９から気筒２に燃料を添加する形態であってもよい。この場合には、燃料添加手段はインジェクション９となる。
【００２７】
実施の形態１及び２では、ディーゼルエンジン３０は、直列４気筒のディーゼルエンジンであったが、これに限定するものではない。気筒の数は任意であってもよく、また、直列型に限定されず、Ｖ型や水平対向型であってもよい。
【００２８】
実施の形態１及び２で使用した各数値はあくまでも、排ガス浄化装置の動作を説明するための例示に過ぎず、ディーゼルエンジンの仕様や走行条件等によって変化するものである。特に、図２に示された放熱マップ中の数値も例示に過ぎず、ディーゼルエンジンの仕様や走行する地域の環境等に基づいて、実験やシミュレーション等により数値を特定する必要がある。
【符号の説明】
【００２９】
９ インジェクション（燃料添加手段）、１０ 燃料添加弁（燃料添加手段）、１１ 排気管、１２ 酸化触媒、１３ ＤＰＦ、１５ 吸気温センサ（外気温検出手段）、１６ エアフローセンサ（吸入空気量検出手段）、２０ ＥＣＵ（制御装置）、２４ 温度センサ（流通排ガス温度検出手段）、３０ ディーゼルエンジン。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排ガス浄化装置に係り、特に、ディーゼルエンジンから排出される排ガスを浄化するための排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出される排ガス中には、規制対象のパティキュレートマター（ＰＭ）が含まれている。排ガスからＰＭを除去する方法として、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を排気管に設けてろ過する方法が一般的に知られている（例えば、特許文献１等参照）。ＤＰＦに堆積したＰＭは、定期的に燃焼させて取り除く（ＤＰＦの再生）必要があるが、この再生には、ＤＰＦ床温をおおよそ６００℃以上にする必要がある。ＤＰＦ床温の上昇は、例えば、排ガス中に燃料を添加し、ＤＰＦの上流側に設けられた酸化触媒で燃料を酸化させて排ガス温度を上昇させることによって行われている。排ガス中に添加される燃料の添加量は、排ガス流量やＰＭの堆積量により決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９１８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両に搭載されたディーゼルエンジンがアイドル状態のときにＤＰＦの再生を行う場合には、排ガス中に燃料の添加を行っても、走行時の状態に比べて排ガス流量が少ないので、排ガス温度を上昇させることが困難となる。そのため、ＤＰＦの再生時には、ディーゼルエンジンの回転数を上昇することにより、排ガス流量を増加させて排ガス温度を上昇させることが行われる。しかし、前述した如く、回転数を上げることで、酸化触媒及びＤＰＦに流入する排ガス温度を上げることは可能となるが、アイドル状態で排ガス温度を上げ過ぎると、車両が停車中であるために、排気管周辺の物体が、高温の排ガスの影響を継続して受け続ける為に好ましくない。逆に、排ガス温度が低いままでＤＰＦの再生を行おうとすると、再生時間が長くなってしまい、燃料の添加量が増加して燃費悪化の要因になるといった問題点があった。
【０００５】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、ディーゼルエンジンがアイドル状態のときにＤＰＦの再生を行う場合において、排気管から排出される排ガスの排出温度とＤＰＦの再生時間とを適切に制御できる排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る排ガス浄化装置は、ディーゼルエンジンから排気管を介して排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、排ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、排気管に設けられた酸化触媒と、酸化触媒の下流側で排気管に設けられたＤＰＦと、排気管から外気へ排出される排ガスの温度である排出温度についての目標排出温度とＤＰＦの再生時におけるＤＰＦの床温についての目標床温とが設定された制御装置とを備え、制御装置は、ＤＰＦの再生を開始する際、ディーゼルエンジンがアイドル状態であると判定した場合には、排出温度が目標排出温度以下になると共にＤＰＦの床温が目標床温以上になるディーゼルエンジンの回転数の範囲を算出し、ディーゼルエンジンの回転数を、算出された範囲内に制御する。このような制御により、ＤＰＦの再生時間が過度に長くならない範囲で、排出温度が目標温度以下に抑えられる。
ＤＰＦの下流側で排気管を流通する排ガスの排ガス温度を検出する流通排ガス温度検出手段と、ディーゼルエンジンに吸引される空気量を検出する吸入空気量検出手段と、外気温を検出する外気温検出手段とを備え、制御装置は、流通排ガス温度検出手段によって検出された排ガス温度と、吸入空気量検出手段によって検出された吸入空気量と、外気温検出手段によって検出された外気温とから、ＤＰＦの下流側で排気管から放熱される放熱量を推定する放熱マップを有し、制御装置は、排ガス温度と放熱量とから、ディーゼルエンジンの回転数の範囲を推定してもよい。
制御装置は、その範囲内において、ＤＰＦの再生時間に基づいてディーゼルエンジンの回転数を算出してもよい。
制御装置は、その範囲内において、ディーゼルエンジンの燃費に基づいてディーゼルエンジンの回転数を算出してもよい。この場合、ディーゼルエンジンの回転数は、フィードバック制御により決定してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ＤＰＦの再生を開始する際、ディーゼルエンジンがアイドル状態である場合には、排出温度が目標排出温度以下になるディーゼルエンジンの回転数の範囲を算出し、ディーゼルエンジンの回転数をその範囲内に制御することにより、ＤＰＦの再生時間が過度に長くならない範囲で、排出温度が目標排出温度以下に抑えられるので、排気管から排出される排ガスの排出温度とＤＰＦの再生時間とを適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る排ガス浄化装置を備えたディーゼルエンジンの構成模式図である。
【図２】実施の形態１に係る排ガス浄化装置に組み込まれた放熱マップである。
【図３】実施の形態１に係る排ガス浄化装置において、ディーゼルエンジンの回転数の制御動作を説明するためのグラフである。
【図４】実施の形態２に係る排ガス浄化装置において、燃費の変化を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る排ガス浄化装置を備えたディーゼルエンジンの構成模式図を図１に示す。直列４気筒のディーゼルエンジン３０のシリンダヘッド１には、吸気マニフォルド３及び排気マニフォルド４が接続されている。４つの気筒２のそれぞれには、気筒２内に燃料（軽油）を噴射するインジェクション９が設けられている。それぞれのインジェクション９は、共通のコモンレール８に接続されている。コモンレール８には、燃料通路５の一端が接続され、燃料通路５の他端は、燃料供給ポンプ６に接続されている。コモンレール８は、燃料供給ポンプ６から高圧の燃料の供給を受けることにより、常に内部に所定の圧力の高圧燃料が維持されるようになっている。燃料供給ポンプ６には、燃料通路７の一端が接続され、燃料通路７の他端は、図示しない燃料タンクに接続されている。コモンレール８内の高圧燃料の圧力を利用し、インジェクション９から、所望の量の燃料が気筒２内に噴射されるようになっている。
【００１０】
吸気マニフォルド３には、吸気管１４が接続されている。吸気管１４には、吸気管１４を流通する空気の温度を検出するための吸気温センサ１５と、吸気管１４を流通する空気の量を検出するためのエアフローセンサ１６とが設けられている。ここで、吸気管１４を流通する空気は、ディーゼルエンジン３０の外部から吸引された空気（外気）であるため、吸気温センサ１５は、外気温ｔ０（℃）を検出するための外気温検出手段を構成し、エアフローセンサ１６は、ディーゼルエンジン３０に吸引される吸入空気量ｍ（ｇ／ｓｅｃ）を検出するための吸入空気量検出手段を構成する。
【００１１】
排気マニフォルド４には、排ガスが流通する排気管１１が接続されている。また、排気マニフォルド４には、排ガスに燃料を添加する燃料添加手段である燃料添加弁１０が設けられている。燃料添加弁１０は、燃料通路１７を介して燃料供給ポンプ６と連通しており、コモンレール８内の圧力よりも低圧の燃料を供給するようになっている。排気管１１には、上流から下流に向って、酸化触媒１２及びＤＰＦ１３が設けられている。酸化触媒１２及びＤＰＦ１３の間と、ＤＰＦ１３の下流側直近とにはそれぞれ、流通する排ガスの温度を検出するための温度センサ２３及び２４が設けられている。ここで、温度センサ２４は、ＤＰＦ１３の下流側で排気管１１を流通する排ガスの排ガス温度ｔ１（℃）を検出するための流通排ガス温度検出手段を構成する。また、ＤＰＦ１３には、ＤＰＦ１３の前後の差圧ｐ（Ｐａ）を検出するための差圧センサ２５が設けられている。
【００１２】
制御装置としてＥＣＵ２０が設けられ、ＥＣＵ２０には、燃料供給ポンプ６と、各インジェクション９と、燃料添加弁１０と、吸気温センサ１５と、エアフローセンサ１６と、温度センサ２３及び２４と、差圧センサ２５とが電気的に接続されている。また、ＥＣＵ２０には、運転者により操作されるアクセルペダル１９の踏み角を検出するアクセルセンサ１８と、ディーゼルエンジン３０が搭載された図示しない車両の車速を検出するための車速センサ２１と、クランクシャフト２６の端部付近に配置されてディーゼルエンジン３０の回転数を検出する回転数センサ２２とが電気的に接続されている。さらに、ＥＣＵ２０は、メモリ４０を有している。メモリ４０には、排気管１１から外気へ排出される排ガスの温度（以下、「排出温度」という）についての目標排出温度Ｔ１（℃）と、ＤＰＦ１３の再生時における床温についての目標床温Ｔ２（℃）と、ＤＰＦ１３の前後の差圧についての基準差圧Ｐ０（Ｐａ）とが設定されている。この実施の形態１では、目標排出温度Ｔ１を３００℃とし、目標床温Ｔ２を６１０℃として説明する。
【００１３】
メモリ４０にはさらに、ＤＰＦ１３よりも下流側の排気管１１から放熱される放熱量ΔＴを推定するための放熱マップが組み込まれている。ここで、放熱量ΔＴとは、ＤＰＦ１３から流出した直後の排ガスが排気管１１から外気へ排出されるまでの間に低下する温度を意味する。この放熱マップの一例を図２に示す。放熱マップは、縦方向にΔｔ（＝ｔ１−ｔ０）をとり、横方向にエアフローセンサ１６によって検出された吸入空気量ｍをとったマトリックスであり、各Δｔ及びｍの組み合わせに対して、放熱量ΔＴが特定されている。なお、ここで吸入空気量ｍを用いているのは、高温の排ガスの流量を直接正確に計測することは難しい為、排ガスの流量と相関関係のある吸入空気量ｍにて、代用している。例えば、Δｔ＝５５０℃かつｍ＝３０ｇ／ｓｅｃの場合には、放熱量ΔＴ＝３２０℃であるので、排ガス温度ｔ１が５８０℃であったとすると、排出温度は、２６０℃（＝５８０℃−３２０℃）となる。尚、放熱マップにおける各数値は、実験やシミュレーション等により求めた値であり、ディーゼルエンジン３０の仕様等に依存する値である。
【００１４】
次に、この発明の実施の形態１に係る排ガス浄化装置を備えたディーゼルエンジンの動作について説明する。
図１に示されるように、ディーゼルエンジン３０が始動すると、燃料供給ポンプ６は、燃料通路７，５を介して、図示しない燃料タンクから燃料をコモンレール８に供給し、コモンレール８内に所定の高圧燃料を維持する。
【００１５】
また、ディーゼルエンジン３０が始動すると、吸入空気が、吸気管１４及び吸気マニフォルド３を介して各気筒２内に吸入される。この際、吸気温センサ１５によって、外気から吸引されて吸気管１４を流通する空気の温度、すなわち外気温ｔ０が検出されると共に、エアフローセンサ１６によって、外気から吸入吸引されて吸気管１４を流通する空気の量、すなわちディーゼルエンジン３０に吸引される吸入空気量ｍが検出される。外気温ｔ０及び吸入空気量ｍについての検出値は、ＥＣＵ２０に伝送される。各気筒２内では、図示しないピストンにより空気が圧縮されて高温高圧になると共に、各インジェクション９から燃料が噴射される。これにより、各気筒２内で燃焼が起こる。各気筒２内における燃焼により生じた排ガスは、各気筒２から排出されて排気マニフォルド４により集められ、排気管１１を流通する。排気管１１を流通する排ガスは、酸化触媒１２を通過後、ＤＰＦ１３に流入し、ＤＰＦ１３によって、排ガス中に含まれるＰＭが捕捉された後、外気へ排出される。
【００１６】
ＤＰＦ１３に捕捉されたＰＭの量が増加していくと、差圧センサ２５によって検出される差圧ｐが上昇していく。ＥＣＵ２０は、差圧ｐが基準差圧Ｐ０以上となったら、ＤＰＦ１３を再生する必要があると判断する。ＤＰＦ１３の再生を開始する前に、ＥＣＵ２０は、アクセルセンサ１８及び車速センサ２１の検出値に基づいて、ディーゼルエンジン３０を搭載した車両がアイドル状態か否かを判定する。アクセルセンサ１８の検出値によって、運転手がアクセルを踏んでいないことと、車速センサ２１の検出値によって、当該車両が停車していることとの両方が満たされた場合には、アイドル状態であると判定する。
【００１７】
車両がアイドル状態にないときには、ＥＣＵ２０は、公知の技術により、ＤＰＦ１３の再生処理を行う。ＥＣＵ２０は、温度センサ２３及び２４の検出値と、エアフローセンサ１６の検出値とに基づいて、ＤＰＦ１３の床温が目標床温Ｔ２となる燃料添加量を算出し、燃料添加弁１０から当該燃料添加量で排ガス中に燃料を添加する。添加された燃料は、排ガスと共に酸化触媒１２に流入する。酸化触媒１２によって燃料が排気ガス中に含まれる酸素と反応して酸化されることにより、その反応熱で排ガス温度が上昇する。反応熱によって温度が上昇した排ガスがＤＰＦ１３に流入することにより、ＤＰＦ１３の床温が目標床温Ｔ２となり、ＤＰＦ１３に捕捉されているＰＭが燃焼されて、ＤＰＦ１３から除去される。ＥＣＵ２０は、差圧センサ２５の検出値に基づいて、ＤＰＦ１３に捕捉されたＰＭが除去されたと判断したら、燃料添加弁１０からの燃料添加を停止して、ＤＰＦ１３の再生を終了する。
【００１８】
一方、車両がアイドル状態のときには、ＥＣＵ２０は、ディーゼルエンジン３０を再生可能な状態とする処理と、再生状態を最適にする処理とを行う。
まず、ディーゼルエンジン３０の回転数を所定回転数まで上昇（アイドルアップ）させて、排ガス流量及び吸入空気量を増加させる。そして、この処理により、排ガス流量を増加させた後に、燃料添加弁１０からの燃料の添加を開始し、ＤＰＦ１３の床温を、目標床温Ｔ２とする。
ＥＣＵ２０は、吸気温センサ１５及び温度センサ２４の検出値からΔｔを算出し、このΔｔ及びエアフローセンサ１６によって検出された吸入空気量ｍを用い、図２に示された放熱マップに基づいて、放熱量ΔＴを推定する。例えば、外気温ｔ０＝３０℃、排ガス温度ｔ１＝５８０℃、吸入空気量ｍ＝３０ｇ／ｓｅｃとすると、Δｔ＝ｔ１−ｔ０＝５５０℃となるので、放熱マップから、ΔＴ＝３２０℃と推定される。すると、排出温度は２６０℃（＝ｔ１−ΔＴ＝５８０℃−３２０℃）となり、メモリ４０に設定されている目標排出温度Ｔ１＝３００℃よりも低いので、排ガスの流量を増加させてＤＰＦ１３の再生時間をさらに短くすることができる。具体的には、排出温度２６０℃は、目標排出温度Ｔ１＝３００℃よりも４０℃低いので、放熱量ΔＴを４０℃小さくすること、すなわち放熱量ΔＴを２８０℃にすることができる。放熱マップにおいて、Δｔ＝５５０℃の場合には、ΔＴ＝２８０℃となる吸入空気量ｍは、４０ｇ／ｓｅｃである。ＥＣＵ２０は、吸入空気量ｍ＝４０ｇ／ｓｅｃとなるディーゼルエンジン３０の回転数を算出する。算出された回転数は、ＤＰＦ１３の再生に要する時間に基づく回転数、すなわちＤＰＦ１３の再生時間が最短となる回転数である。ディーゼルエンジン３０を、算出された回転数に制御することにより、排出温度が目標排出温度Ｔ１以下となる条件で、ＤＰＦ１３の再生時間が最短となる。燃料添加弁１０から添加される燃料添加量を算出してＤＰＦ１３の再生を開始してからＤＰＦ１３の再生を終了するまでの動作については、車両がアイドル状態にないときと同じである。
【００１９】
次に、ディーゼルエンジン３０の回転数の制御について説明する。図３に示されたグラフは、横軸に吸入空気量（排ガス流量及びディーゼルエンジン３０の回転数に相当する）をとり、縦軸にＤＰＦ１３の床温をとっている。ＤＰＦ１３の床温がある温度ｔ’以下では、捕捉されたＰＭが燃焼されない（再生不可）ので、温度ｔ’以下の領域を斜線で塗りつぶしている。また、吸入空気量ｍがある量ｍ’以下では、排ガス流量が少なくなり、その状態で燃料を添加すると、添加雰囲気温度が低くなって燃料が反応しなくなる。すなわち、添加された燃料は排ガスの熱を奪って気化するが、排ガス流量が少ないと、相対的に排ガスの温度低下が大きくなる。排ガスの温度が下がると、酸化触媒１２の温度も下がり、酸化触媒１２の温度が活性温度以下になると、添加された燃料が触媒で反応しなくなる。このため、燃料を添加してもＰＭが燃焼されず、ＤＰＦ１３の再生ができなくなるので、添加不可の領域として、吸入空気量ｍ’以下の領域を斜線で塗りつぶしている。また、排出温度を一定に保ったままＤＰＦ１３の床温を高くするには、放熱量ΔＴを大きくしなければならないので、床温の増加に伴い吸入空気量ｍを小さくしなければならない。従って、排気管１１から排出される排ガスの温度を一定に保ったままＤＰＦ１３の目標床温を達成するための境界線Ｌ０は、右肩下がりの傾きをもつ直線となる。この境界線Ｌ０よりも上方の領域は、排出温度またはＤＰＦ１３の床温のいずれかが目標値を達成できない領域となるので、この領域を斜線で塗りつぶしている。図３において斜線で塗りつぶされていない領域に基づいて、ディーゼルエンジン３０の制御される回転数の範囲が算出される。
【００２０】
実施の形態１における例では、図３において、目標床温Ｔ２＝６１０℃が温度ｔ’よりも上方に位置している。吸入空気量ｍ＝３０ｇ／ｓｅｃの条件は、上記領域内に位置している。実施の形態１において、ＤＰＦ１３の再生時間を最短とすべく吸入空気量ｍを４０ｇ／ｓｅｃに上昇したが、この動作は、図３において、目標床温Ｔ２＝６１０℃の条件で、境界線Ｌ０上まで移動したことに相当する（矢印Ａ）。この境界線Ｌ０上の位置における吸入空気量が４０ｇ／ｓｅｃに相当する。目標床温Ｔ２＝６１０℃の条件において、ディーゼルエンジン３０の制御される回転数の範囲は、吸入空気量ｍがｍ’よりも大きく、かつ、４０ｇ／ｓｅｃ以下の範囲となる。目標床温Ｔ２が変更されれば（例えば、Ｔ２’とする）、算出可能な範囲は、吸入空気量ｍがｍ’よりも大きく、かつ、目標床温Ｔ２’の値を通る横軸に平行な直線と境界線Ｌ０との交点における空気量（ｍ”）以下の範囲となる。
【００２１】
このように、ＤＰＦ１３の再生を開始する際、ディーゼルエンジン３０がアイドル状態である場合には、排出温度が目標排出温度Ｔ１以下になるディーゼルエンジン３０の回転数の範囲を算出し、ディーゼルエンジン３０の回転数をその範囲内に制御することにより、ＤＰＦ１３の再生時間が過度に長くならない範囲で、排出温度が目標排出温度Ｔ１以下に抑えられるので、排気管１１から排出される排ガスの排出温度とＤＰＦ１２の再生時間とを適切に制御することができる。
【００２２】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る排ガス浄化装置について説明する。
実施の形態２に係る排ガス浄化装置を備えたディーゼルエンジンの構成と、車両がアイドル状態にないときにＤＰＦを再生する動作と、車両がアイドル状態のときにＤＰＦを再生する動作であって、ディーゼルエンジンの制御される回転数の範囲を算出する動作とについては、実施の形態１と同様である。従って、実施の形態２において、各構成要素を指す参照符号は、図１の参照符号と同一の符号を使用する。
この発明の実施の形態２に係る排ガス浄化装置は、当該回転数の範囲内において、ディーゼルエンジン３０の燃費が最良となる回転数を算出して、ディーゼルエンジン３０の回転数を当該算出された回転数に制御するものである。
【００２３】
車両がアイドル状態にあるときにＤＰＦ１３を再生する場合の燃費は、（１）通常のアイドル状態を維持するために要する燃料と、（２）排ガス流量（言い換えれば、吸入空気量）を増加するために、通常のアイドル状態の回転数から回転数を上昇するのに要する燃料と、（３）ＤＰＦ１３の再生のために燃料添加弁１０から排ガスへ添加される燃料とからなる。上記（２）を増加すると上記（３）も増加するが、これに伴い再生速度が上昇するので（再生時間が短くなるので）、再生速度とのバランスにより、上記（１）〜（３）からなる燃費には、図４に示されるように、最良となる排ガス流量、すなわちディーゼルエンジン３０の回転数が存在することが理解できる。これを前提として、実施の形態２では、排出温度が目標排出温度Ｔ１以下で、かつ、ＤＰＦ１３の床温が目標床温Ｔ２となるディーゼルエンジン３０の回転数の範囲のうち、燃費が最良となる回転数に制御する。
【００２４】
まず、実施の形態１と同様にして、ＤＰＦ１３の再生時間が最短となる回転数にディーゼルエンジン３０の回転数を制御する。その後、ディーゼルエンジン３０の回転数を徐々に低下していき、それぞれの条件で燃費を算出し、燃費が最良となる回転数を算出する（フィードバック制御）。図４に示される燃費と排ガス流量との関係を考慮すると、ディーゼルエンジン３０の回転数を低下した際に燃費が上昇する場合には、ＤＰＦ１３の再生時間が最短となる回転数が、燃費が最良となる回転数であると考えられる。
【００２５】
このように、燃費を最良にしながら、排気管１１から排出される排ガスの排出温度とＤＰＦ１２の再生時間とを適切に制御することができる。尚、燃費が最良となる回転数を算出する方法としては、上述したフィードバック制御に限定するものではなく、ＥＣＵ２０に計算式を組み込んでおき、各種条件から算出したり、マップ等をメモリ４０に組み込んでおいて、マップ等に基づいて算出したりしてもよい。
【００２６】
実施の形態１及び２では、燃料添加手段として、排ガスに直接燃料を添加する燃料添加弁１０を使用したが、これに限定するものではない。ポスト噴射として、インジェクション９から気筒２に燃料を添加する形態であってもよい。この場合には、燃料添加手段はインジェクション９となる。
【００２７】
実施の形態１及び２では、ディーゼルエンジン３０は、直列４気筒のディーゼルエンジンであったが、これに限定するものではない。気筒の数は任意であってもよく、また、直列型に限定されず、Ｖ型や水平対向型であってもよい。
【００２８】
実施の形態１及び２で使用した各数値はあくまでも、排ガス浄化装置の動作を説明するための例示に過ぎず、ディーゼルエンジンの仕様や走行条件等によって変化するものである。特に、図２に示された放熱マップ中の数値も例示に過ぎず、ディーゼルエンジンの仕様や走行する地域の環境等に基づいて、実験やシミュレーション等により数値を特定する必要がある。
【符号の説明】
【００２９】
９ インジェクション（燃料添加手段）、１０ 燃料添加弁（燃料添加手段）、１１ 排気管、１２ 酸化触媒、１３ ＤＰＦ、１５ 吸気温センサ（外気温検出手段）、１６ エアフローセンサ（吸入空気量検出手段）、２０ ＥＣＵ（制御装置）、２４ 温度センサ（流通排ガス温度検出手段）、３０ ディーゼルエンジン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンから排気管を介して排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、
前記排ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、
前記排気管に設けられた酸化触媒と、
該酸化触媒の下流側で前記排気管に設けられたＤＰＦと、
前記排気管から外気へ排出される排ガスの温度である排出温度についての目標排出温度と前記ＤＰＦの再生時における該ＤＰＦの床温についての目標床温とが設定された制御装置と
を備え、
該制御装置は、前記ＤＰＦの再生を開始する際、前記ディーゼルエンジンがアイドル状態であると判定した場合には、前記排出温度が前記目標排出温度以下になると共に前記ＤＰＦの床温が前記目標床温以上になる前記ディーゼルエンジンの回転数の範囲を算出し、該回転数を該範囲内に制御する排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記ＤＰＦの下流側で前記排気管を流通する排ガスの排ガス温度を検出する流通排ガス温度検出手段と、
前記ディーゼルエンジンに吸引される空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
外気温を検出する外気温検出手段と
を備え、
前記制御装置は、前記流通排ガス温度検出手段によって検出された排ガス温度と、前記吸入空気量検出手段によって検出された吸入空気量と、前記外気温検出手段によって検出された外気温とから、前記ＤＰＦの下流側で前記排気管から放熱される放熱量を推定する放熱マップを有し、
前記制御装置は、前記排ガス温度と前記放熱量とから、前記範囲を推定する、請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記範囲内において、前記ＤＰＦの再生時間に基づいて前記ディーゼルエンジンの回転数を算出する、請求項１または２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記範囲内において、前記ディーゼルエンジンの燃費に基づいて前記ディーゼルエンジンの回転数を算出する、請求項１または２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記ディーゼルエンジンの回転数は、フィードバック制御により決定される、請求項４に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１】
ディーゼルエンジンから排気管を介して排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、
前記排ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、
前記排気管に設けられた酸化触媒と、
該酸化触媒の下流側で前記排気管に設けられたＤＰＦと、
前記排気管から外気へ排出される排ガスの温度である排出温度についての目標排出温度と前記ＤＰＦの再生時における該ＤＰＦの床温についての目標床温とが設定された制御装置と
を備え、
該制御装置は、前記ＤＰＦの再生を開始する際、前記ディーゼルエンジンがアイドル状態であると判定した場合には、前記排出温度が前記目標排出温度以下になると共に前記ＤＰＦの床温が前記目標床温以上になる前記ディーゼルエンジンの回転数の範囲を算出し、該回転数を該範囲内に制御する排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記ＤＰＦの下流側で前記排気管を流通する排ガスの排ガス温度を検出する流通排ガス温度検出手段と、
前記ディーゼルエンジンに吸引される空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
外気温を検出する外気温検出手段と
を備え、
前記制御装置は、前記流通排ガス温度検出手段によって検出された排ガス温度と、前記吸入空気量検出手段によって検出された吸入空気量と、前記外気温検出手段によって検出された外気温とから、前記ＤＰＦの下流側で前記排気管から放熱される放熱量を推定する放熱マップを有し、
前記制御装置は、前記排ガス温度と前記放熱量とから、前記範囲を推定する、請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記範囲内において、前記ＤＰＦの再生時間に基づいて前記ディーゼルエンジンの回転数を算出する、請求項１または２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記範囲内において、前記ディーゼルエンジンの燃費に基づいて前記ディーゼルエンジンの回転数を算出する、請求項１または２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記ディーゼルエンジンの回転数は、フィードバック制御により決定される、請求項４に記載の排ガス浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−４７０７８（Ｐ２０１２−４７０７８Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８５１０（Ｐ２０１０−１８８５１０）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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