排気ガス浄化システム
【課題】排気管噴射を用いＤＰＦ再生を行うに際し、排気ガスの昇温制御が不安定となる車両状態においては、ＤＰＦ再生の中止を的確に行って、燃費の悪化を抑制できる排気ガス浄化システムを提供する。
【解決手段】排気ガス中のＰＭを捕集するＤＰＦ２５と、排気管噴射を行う排気管噴射インジェクタ３８と、ＤＰＦ２５が捕集するＰＭが一定量を超えたとき、排気管噴射により排気ガス温度を昇温制御してＤＰＦ２５を再生させ、かつその再生中、排気ガス温度がＰＭ燃焼温度を超える時間を積算し、その積算値が再生完了設定値に達したとき、再生を完了させるＤＰＦ再生制御部１００と、を備えた排気ガス浄化システムにおいて、ＤＰＦ再生制御部１００は、再生中、排気ガス温度がＰＭ燃焼温度を超える時間の積算値が、再生完了設定値に達する前に、排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超えたとき、再生を中止させるものである。
【解決手段】排気ガス中のＰＭを捕集するＤＰＦ２５と、排気管噴射を行う排気管噴射インジェクタ３８と、ＤＰＦ２５が捕集するＰＭが一定量を超えたとき、排気管噴射により排気ガス温度を昇温制御してＤＰＦ２５を再生させ、かつその再生中、排気ガス温度がＰＭ燃焼温度を超える時間を積算し、その積算値が再生完了設定値に達したとき、再生を完了させるＤＰＦ再生制御部１００と、を備えた排気ガス浄化システムにおいて、ＤＰＦ再生制御部１００は、再生中、排気ガス温度がＰＭ燃焼温度を超える時間の積算値が、再生完了設定値に達する前に、排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超えたとき、再生を中止させるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中のＰＭ（Particulate Matter）を捕集する排気ガス浄化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気ガス中のＰＭをＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）、例えば、その一種であるＤＰＤ（Diesel Particulate Defuser）と呼ばれるフィルタで捕集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する排気ガス浄化システムが開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この排気ガス浄化システムとして、ＤＰＦの上流側にＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）を設けた連続再生型のＤＰＦシステムがある。
【０００４】
排気ガスから捕集されてＤＰＦに堆積したＰＭは、ＤＰＦの詰まりの原因となり、排気ガス浄化効率を低下させることから、ＤＰＦにＰＭが一定量以上堆積された際には、排気ガスを（例えば、５００〜６００℃程度に）昇温させて、ＰＭを燃焼（酸化）させて強制除去するＤＰＦ再生が行われる。
【０００５】
ＰＭの堆積量は、ＤＰＦ前後の排気の差圧を計測する差圧センサの出力値から推定され、差圧センサの出力値が所定の差圧を超えたときに、ＥＣＵ（Engine Control Unit）はＰＭ堆積量が所定量を超えたものとみなして、車両走行中にＥＣＵが自動的にＤＰＦ再生を開始する（自動再生）か、あるいはＤＰＦ警告灯３５ａを点灯後に車両停車させたドライバーが再生実行スイッチを押してＤＰＦ再生を開始する（手動再生）。
【０００６】
また、ＤＰＦ前後の排気の差圧以外にも、走行距離に基づいてＰＭの堆積量の検出がなされる場合もある。この場合は、走行距離が所定の距離を超えたときに、上述したように自動或いは手動でＤＰＦ再生を開始する。
【０００７】
ＤＰＦ再生が開始されると、ディーゼルエンジンの燃料インジェクタが制御され、マルチ噴射によるエンジンアウトの排気ガス温度の昇温を行い、ＤＯＣが十分昇温された後に、排気ガスに未燃燃料を添加して、その燃料成分をＤＯＣで燃焼させることにより、ＤＯＣから流れ出る排気ガスの温度を再生目標温度（例えば５００〜６００℃程度に）に上昇させ、これによりＤＰＦが捕集したＰＭを強制的に燃焼除去する。
【０００８】
この際、ＤＰＦに設けられた温度センサの信号を用いて排気ガス温度のフィードバック制御が行われ、排気ガスを再生目標温度に昇温させて保つために必要な未燃燃料の添加量が、ＰＩＤ制御により常時調整される。
【０００９】
上述の未燃燃料を添加する手段としては、爆発行程後に再び燃料インジェクタからシリンダー内へ燃料を噴射し、シリンダー内に残る排気ガスへ未燃燃料を添加するポスト噴射と、エンジンとＤＰＦとの間の排気管に設けられる排気管インジェクタから、エンジンから排気されて排気管を流れる排気ガスに未燃燃料を添加する排気管噴射に分けられる。
【００１０】
ポスト噴射は、従来のディーゼルエンジンおよび排気ガス浄化システムをそのまま利用することが出来るが、シリンダー内に直接未燃燃料を噴射することから、エンジンオイルに燃料成分が混入して希釈され、潤滑機能が低下することによりシリンダーが焼き付くなどするオイルダイリューションの問題が発生する。
【００１１】
一方、排気管噴射によるＤＰＦ再生においては、上述のオイルダイリューションの懸念が無く、ＤＰＦが捕集したＰＭの量に応じてＤＰＦ再生を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４１７５２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
排気管噴射を用いた排気ガス浄化システムにおいては、上述のようにＤＰＦ再生に際してオイルダイリューションの懸念が無いことから、排気管噴射の総量に上限値を設定せず、ＤＰＦ再生が完了するまで排気管噴射を行うことが可能である。
【００１４】
しかしながら、自動再生中に、排気ガスの昇温が不十分となる状況（例えば、発進および停車が繰り返し行われる渋滞など）が継続されると、昇温制御が不安定となり排気ガスが十分に昇温されず、排気ガスの温度がＰＭの燃焼に必要な温度にほとんど達しない可能性があり、この場合、ＤＰＦ再生が完了するまでに昇温制御に使用される排気管噴射の総量が異常に増大してしまうおそれがある。
【００１５】
また、ＤＰＦ再生に使用される各種デバイス（排気管や、未燃燃料を燃焼させ排気ガスを昇温させるＤＯＣなど）に不良が発生し、排気ガスの昇温が困難となる場合においても、ＤＰＦ再生を行うべく際限なく排気管噴射が行われ、燃費が悪化する可能性がある。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、排気管噴射を用いＤＰＦ再生を行うに際し、排気ガスの昇温制御が不安定となる車両状態においては、ＤＰＦ再生の中止を的確に行って、燃費の悪化を抑制できる排気ガス浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、ディーゼルエンジンの排気管に設けられ、排気ガス中のＰＭを捕集するＤＰＦと、前記ＤＰＦの上流側の前記排気管に設けられ、前記排気管内に排気管噴射を行う排気管噴射インジェクタと、前記ＤＰＦが捕集する前記ＰＭが一定量を超えたとき、前記排気管噴射により排気ガス温度を昇温制御して前記ＤＰＦを再生させ、かつ当該再生中、前記排気ガス温度がＰＭ燃焼温度を超える時間を積算し、その積算値が再生完了設定値に達したとき、再生を完了させるＤＰＦ再生制御部と、を備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記ＤＰＦ再生制御部は、再生中、前記ＰＭ燃焼温度よりも高い所定温度となる排気管噴射の噴射量を決定し、当該再生中において前記排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超えたとき、再生を中止させることを特徴とする排気ガス浄化システムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の排気ガス浄化システムによれば、排気管噴射を用いＤＰＦ再生を行うに際し、排気ガスの昇温制御が不安定となる車両状態においては、ＤＰＦ再生の中止を的確に行って、燃費の悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】排気ガス浄化システムの構成を示すシステム図である。
【図２】排気ガス浄化システムの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係る排気ガス浄化システムを示すシステム図である。
【００２２】
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（ターボチャージャー）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（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。
【００２３】
上流側吸気管１６ａには、吸気量を測定するＭＡＦ（Mass Air Flow）センサ１９が設けられ、そのＭＡＦセンサ１９で、吸気スロットル１８の開度が制御されて吸気量が調整される。また、吸気マニホールド１１と排気マニホールド１２には排気ガスの一部をディーゼルエンジン１０の吸気系に戻してＮＯXを低減するためのＥＧＲ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。
【００２４】
排気管２０には、排気ブレーキバルブ２４、ＤＰＦ２５、排気スロットル（排気スロットルバルブ）２６、サイレンサー２７が接続される。ＤＰＦ２５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。
【００２５】
排気ブレーキバルブ２４の上流側には、ＤＰＦ再生時に排気ガス温度を昇温させるべく、排気管２０に燃料を噴射（排気管噴射）する排気管インジェクタ３８が設けられる。この排気管インジェクタ３８に図示しない燃料タンクからの燃料を供給する燃料供給ライン３９には、燃料中に混入、発生する異物や水分を除去する燃料フィルタ４０が接続され、その下流側に排気管インジェクタ３８の燃料圧力を測定する燃料圧力センサ４１が設けられる。
【００２６】
また、図１には示していないが、排気スロットル２６とサイレンサー２７間にＳＣＲ装置が接続される。ＳＣＲ装置は、排気ガス中のＮＯXをＮＨ3と反応させてＮ2とＨ2Ｏにして浄化する装置である。
【００２７】
ＤＯＣ２８の前後には、排気管噴射の可否、排気管噴射量、及びＤＰＦ再生の完了の判断に用いられる排気ガス温度センサ３０ａ，３０ｂが設けられる。また、ＣＳＦ２９のＰＭ堆積量を推定するために、ＣＳＦ２９前後の排気の差圧を計測する差圧センサ３１が設けられる。
【００２８】
これらセンサの出力値は、ディーゼルエンジン１０の運転の全般的な制御を行うと共に、ＤＰＦ再生も行うＥＣＵ３２に入力され、このＥＣＵ３２から出力される制御信号により、ディーゼルエンジン１０の燃料インジェクタ３３や、排気スロットル２６、排気ブレーキバルブ２４、ＥＧＲバルブ２３、排気管インジェクタ３８等が制御される。
【００２９】
ＥＣＵ３２には、ディーゼルエンジン１０の運転のために、アクセルポジションセンサからのアクセル開度、回転数センサからのエンジン回転数、車速センサ３４からの車速等の情報の他、エンジン冷却水の温度等の情報も入力される。
【００３０】
また、ＥＣＵ３２には、キャビン内に設けられた手動再生用のＤＰＦ警告灯３５ａ、自動再生用のＤＰＦ警告灯３５ｂや、ドライバーが手動再生を実行するための再生実行スイッチ３６、ディーゼルエンジン１０に何らかの不具合が発生したときに、それをユーザに知らせるべく点灯するチェックエンジンランプ３７等が接続され、制御される。
【００３１】
このシステムにおいては、空気は、上流側吸気管１６ａのＭＡＦセンサ１９を通過し、過給機１３のコンプレッサ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のシリンダ内に入る。
【００３２】
一方、シリンダ内で発生した排気ガスは、排気マニホールド１２を通過してタービン１５を駆動し、ＤＰＦ２５とＳＣＲ装置からなる排ガス浄化システムで浄化され、サイレンサー２７で消音されて大気中に排出される。排気ガスの一部は、ＥＧＲクーラ２２で冷却され、その量をＥＧＲバルブ２３で調整されて、吸気マニホールド１１に循環される。
【００３３】
排気ガス中にはＰＭが含まれており、このＰＭはＤＰＦ２５によって捕集される。ＤＰＦ２５では、常時は、ＤＯＣ２８で排気ガス中のＮＯを酸化してＮＯ2にして、このＮＯ2で、下流側のＣＳＦ２９に捕集されたＰＭを酸化してＣＯ2とし、ＣＳＦ２９からＰＭを除去する、所謂ＤＰＦ再生を連続的に行っている。
【００３４】
ところが、排気ガス温度が低い場合には、ＤＯＣ２８の温度が低下して活性化しないため、酸化反応が促進されず、ＰＭを酸化してＤＰＦ再生を行うことができないため、ＰＭのＣＳＦ２９への堆積が継続されてフィルタの目詰まりが進行してしまう。
【００３５】
このフィルタの目詰まりに対して、ＰＭ堆積量が所定の堆積量を超えたときに排気ガス温度を強制的に昇温させて、ＣＳＦ２９に捕集されているＰＭを強制的に燃焼除去することが行われる。
【００３６】
ＰＭ堆積量は、差圧センサ３１の出力値に比例するため、差圧センサ３１の出力値が所定の差圧（差圧閾値）を超えたときに、ＥＣＵ３２はフィルタの目詰まりを検出し、ＥＣＵ３２が自動的にＤＰＦ再生を行うか、或いは、ＤＰＦ警告灯３５ａを点灯し、ドライバーに再生実行スイッチ３６を押下することによるＤＰＦ再生を促す。このように差圧により、開始時期を判断するＤＰＦ再生が差圧型再生である。以下、ＥＣＵ３２が自動的に行うＤＰＦ再生を自動再生、ドライバーが手動で行う再生を手動再生と言う。
【００３７】
なお、ＤＰＦ再生の開始時期は、差圧センサ３１の出力値以外にも、車速センサ３４で計測された車速を基に計算される走行距離が所定の距離（距離閾値）を超えたかどうかで判断しても良い。このように走行距離により、開始時期を判断するＤＰＦ再生が距離型再生である。
【００３８】
手動再生と自動再生の例を説明する。
【００３９】
手動再生は、車両を停止させた状態で行われる。車両の停止後、ユーザが再生実行スイッチ３６を押下して手動再生が開始されると、ＥＣＵ３２によって燃料インジェクタ３３、ディーゼルエンジン１０、排気ブレーキバルブ２４、ＥＧＲバルブ２３、吸気スロットル１８が制御され、排気ガス温度がＤＯＣ２８の活性化する温度まで昇温される。
【００４０】
より具体的には、ＥＣＵ３２は、燃料インジェクタ３３を制御してマルチ噴射を開始し、ディーゼルエンジン１０を制御してエンジン回転数を上昇させ、排気ブレーキバルブ２４を急速昇温のため閉じ、ＥＧＲバルブ２３を燃料の還流防止のため閉じ、吸気スロットル１８を制御して吸気量を絞り、温度低下を抑制すると共に負荷を上げる。
【００４１】
なお、ＤＯＣ２８の活性化の判断は、ＤＯＣ２８の上流側の排気ガス温度センサ３０ａの検出値が予め設定した上流側閾値以上となると共に、ＤＯＣ２８の下流側の排気ガス温度センサ３０ｂの検出値が予め設定した下流側閾値以上となったときに行う。つまり、ＤＯＣ２８の上流側と下流側の排気ガス温度センサ３０ａ，３０ｂの両方の検出値からＤＯＣ２８の活性化を判断する。
【００４２】
ＤＯＣ２８が活性化したら、マルチ噴射と共に排気管インジェクタ３８を制御して排気管噴射を開始し、排気ブレーキバルブ２４を開き、排気スロットル２６を閉じ、排気ガス温度を目標温度まで更に昇温する。
【００４３】
このとき、目標温度は、例えば、再生目標温度（初期）と、再生目標温度（初期）よりも高温の再生目標温度（後期）の２段階に設定され、各目標温度が所定時間維持されるようにＥＣＵ３２によって制御される。目標温度を多段階とするのは、ＰＭが燃焼することによって生じる熱により、ＣＳＦ２９が溶けてしまうのを防止するためである。つまり、ＰＭが多く残っているＤＰＦ再生初期においては、ＰＭの燃焼により多くの熱が発生するため、目標温度を低めに設定し、ＰＭが燃焼して少なくなったＤＰＦ再生後期においては、目標温度を高く設定し、効率よくＰＭが燃焼するようにしている。
【００４４】
しかる後、ＥＣＵ３２は、燃料インジェクタ３３を制御して通常噴射に復帰させ、排気管インジェクタ３８を閉じ、ディーゼルエンジン１０を制御してエンジン回転数を通常のアイドル状態に戻し、排気スロットル２６を開き、ＥＧＲバルブ２３を通常（開）に戻し、吸気スロットル１８を通常（開）に戻す。これにより、排気ガス温度が低下し、手動再生が終了する。
【００４５】
この手動再生では、車両を停止させた状態でＤＰＦ再生を行うため、排気ガス温度を安定に保つことができ、効率よく確実にＰＭを燃焼させることができる一方で、手動再生中は車両を停止して所定の時間待機しておく必要がある。
【００４６】
次に、自動再生を説明する。
【００４７】
自動再生は、車両の走行中に行われる。ＥＣＵ３２によって自動再生が開始されると、ＥＣＵ３２が燃料インジェクタ３３、ディーゼルエンジン１０、ＥＧＲバルブ２３、吸気スロットル１８を制御し、排気ガス温度をＤＯＣ２８の活性化する温度まで昇温する。自動再生では、手動再生と異なり走行中のため、排気ブレーキバルブ２４を閉じることができないが、信号待ち等の車両停止時には排気ブレーキバルブ２４を閉じて、排圧を上昇させ、排気ガス温度を昇温、保温するようにする。
【００４８】
ＤＯＣ２８が活性化（ＤＯＣ２８の活性化の判断基準は上述と同じ）したら、マルチ噴射と共に排気管インジェクタ３８を制御して排気管噴射を開始し、排気ガス温度を目標温度まで更に昇温する。走行中のため、排気スロットル２６も閉じることができないので、排気スロットル２６は常時開にされる。
【００４９】
その後、排気ガス温度が目標温度まで上昇、所定時間維持されたら、ＥＣＵ３２は、燃料インジェクタ３３を制御して通常噴射に復帰させ、排気管インジェクタ３８を閉じ、ディーゼルエンジン１０を制御してエンジン回転数を通常に戻し、ＥＧＲバルブ２３を通常（開）に戻し、吸気スロットル１８を通常（開）に戻す。これにより、排気ガス温度が低下し、自動再生が終了する。
【００５０】
この自動再生では、車両が走行している状態でＤＰＦ再生を行うため、手動再生に比べて利便性に優れる。その反面、自動再生では、排気ガス温度が安定せず、或いは、なかなか上昇せず、手動再生に比べて排気管噴射量が多くなり、燃費が悪化する傾向にある。
【００５１】
このように、自動再生と手動再生は、それぞれメリットとデメリットがあり、状況に応じて適宜選択して使い分けることが好ましいと言える。
【００５２】
自動再生と手動再生の選択は、ＤＰＦ再生終了から次のＤＰＦ再生開始までの走行距離である再生インターバルに基づいてなされる。具体的には、再生インターバルが設定した手動再生閾値未満のときには、ドライバーに手動再生を促すようにしている。
【００５３】
再生インターバルが短くなる、即ち走行距離が短いのにも拘わらずＰＭがＤＰＦに閾値を超えて堆積する理由としては、先のＤＰＦ再生でＰＭが十分に除去されなかった可能性が考えられる。そのため、再生インターバルが手動再生閾値未満のときは、安定してＤＰＦ再生を行える手動再生を選択し、確実にＰＭを除去するようにしている。
【００５４】
ところで、自動再生中において、排気ガスの昇温が不十分となる状況（例えば、発進および停車が繰り返し行われる渋滞など）が継続されると、排気ガスの昇温が不十分となり、排気ガスの温度がＰＭの燃焼温度に達しないためＰＭがほとんど燃焼除去されず、排気ガス温度が再生目標温度に一定時間保たれてＤＰＦ再生が完了するまでに、昇温制御に使用される排気管噴射の総量が際限なく増大してしまうおそれがある。
【００５５】
また、ＤＰＦ再生に使用される各種デバイス（ＤＯＣ２８など）に不良が発生し、排気ガスの昇温が困難となる場合においても、ＥＣＵ３２はＤＰＦ再生を行うべく、際限なく排気管噴射を行う可能性がある。
【００５６】
そこで、本発明の排気ガス浄化システムにおいては、ＥＣＵ３２はＤＰＦ再生制御部１００を備え、さらにＤＰＦ再生制御部１００は、再生未完警告手段１０１と異常警告手段１０２とを備えるようにされる。
【００５７】
ＤＰＦ再生制御部１００は再生中、排気ガスの温度がＰＭ燃焼温度を超える時間（以下、再生時間という）を積算し、その積算値が再生完了設定値に達したとき、再生が完了したとして再生を終了すると共に、再生が完了する前に、排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超えたとき、再生が失敗したとして再生を中止するようにされる。
【００５８】
またＤＰＦ再生制御部１００は、排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超えたとき、再生が失敗したとして、それをドライバーに警告するための再生未完警告手段１０１を作動するようにされる。
【００５９】
さらにＤＰＦ再生制御部１００は、再生の失敗が所定回数連続したとき、排気ガス浄化用の機器や装置に異常が発生したとして、すなわち、排気管２０そのものやＤＯＣ２８などに不具合が発生したとして、ドライバーに異常を警告するための異常警告手段１０２を作動するようにされる。
【００６０】
本発明は再生未完警告手段１０１および異常警告手段１０２を特に限定するものではなく、例えば再生未完警告手段１０１としてはＤＰＦ警告灯３５ａ、３５ｂを点滅させるなどし、異常警告手段１０２としてはチェックエンジンランプ３７を点灯させるなどすればよく、車両に備えられた各種警告手段を用いて適宜変更可能である。
【００６１】
以下に本発明の作用について説明する。
【００６２】
図２は、特に自動再生における、本実施の形態に係る排気ガス浄化システムの動作と排気ガス温度の推移について説明している。
【００６３】
ＤＰＦ２５に捕集されたＰＭの量が一定量以上となったことを検知すると、ＥＣＵ３２に搭載されるＤＰＦ再生制御部１００はＤＰＦ２５を再生すべく、排気ガスの昇温制御を開始する。
【００６４】
ＤＰＦ再生制御部１００は燃料インジェクタ３３を制御してマルチ噴射を行い、エンジンアウトの排気ガス温度を上昇させ、ＤＯＣ２８の前後に設けられた温度センサ３０ａ、３０ｂにより、ＤＯＣ２８に流入する排気ガスの温度がＤＯＣ２８の触媒活性温度に達したことを検知すると、排気ガスの温度を再生目標温度にさらに上昇させるべく、排気管インジェクタ３８を制御して排気管噴射を行うと共に、排気管噴射量の積算を開始する。
【００６５】
この際、ＤＰＦ再生制御部１００は、温度センサ３０ｂにより検知する排気ガス温度と再生目標温度との偏差を用いてフィードバック制御を行い、排気ガスを再生目標温度に保つために必要な排気管噴射量がＰＩＤ制御により調整される。
【００６６】
またＤＰＦ再生制御部１００は、再生目標温度よりも所定温度（Ａ℃）低いＰＭ燃焼温度以上に排気ガス温度があることを検知したとき、ＰＭが燃焼しているものと判断して再生時間を積算するようにされる。
【００６７】
ＰＭ燃焼温度は、ＰＭが燃焼していることを保証できる最低限の温度を模擬試験などから求め、これを固定値としてＤＰＦ再生を行うようにされても良く、また、差圧センサ３１などからもとめたＰＭ捕集量に応じて、ＤＰＦ再生制御部１００がＰＭ燃焼温度を適宜変更できるようにされてもよい。
【００６８】
再生中、ＤＰＦ再生制御部１００は、積算する再生時間が所定値（Ｂ分）に達したとき、ＤＰＦ２５に捕集されたＰＭが一定量以下にまで燃焼除去されたものとして、排気ガスの昇温目標温度（すなわち、再生目標温度）を高温側へ変更させる。
【００６９】
ＤＰＦ再生初期においては、ＰＭの燃焼熱によるＤＰＦ２５の過昇温と溶損を防止するために比較的低温（例えば５００℃程度）でＤＰＦ再生が行われるが、ＤＰＦ２５に燃え残るＰＭが少なくなる後期において、再生目標温度を高温側に（例えば、６００℃程度に）変更することにより、効率よくＰＭを燃焼除去させることができる。
【００７０】
このとき、ＰＭ燃焼温度は、変更された目標温度から所定温度（Ａ℃）低くなるように、変更された目標温度に応じて変更できるようにされてもよく、変更される目標温度とは個別に、あらかじめ２段階の固定値からなるように設定されてもよい。
【００７１】
排気ガスの昇温制御が安定して行われ、排気ガスの温度がＰＭ燃焼温度以上に十分に保持された場合、再生時間の積算値が、再生目標温度を変更した所定値（Ｂ分）よりも大きく設定される再生完了設定値（Ｃ分）に達したとき、ＤＰＦ２５に捕集されたＰＭが十分に除去されたとして、ＤＰＦ再生制御部１００はＤＰＦ２５の再生が完了したものと判断し、車両を通常の運転状態、あるいはアイドル状態に復帰させる制御を行う。
【００７２】
一方、再生中の排気ガスの昇温制御が不安定で、排気ガスの温度がＰＭ燃焼温度以上にほとんど保たれない場合、再生時間が再生完了設定値に達する前に排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超え、ＤＰＦ再生制御部１００は再生が失敗したものと判断してディーゼルエンジン１０を通常の運転状態、あるいはアイドル状態に復帰させる制御を行うと共に、ドライバーに再生の未完了を警告するための再生未完警告手段１０１を作動させる。
【００７３】
これにより、車両が排気ガス温度を十分に昇温できる状況にない場合には、ＤＰＦ再生および排気管噴射を中止することにより、燃費の悪化を抑制することができ、次回のＤＰＦ再生を安定して行うようドライバーに促すことができる。
【００７４】
また、再生の未完了が連続して発生する場合、排気ガスの昇温制御を行う各種デバイス（例えば排気管２０そのものや、ＤＯＣ２８など）に不良が発生し、排気ガスの昇温が困難となっている可能性が強く考えられる。
【００７５】
そのため、本発明に係る排気ガス浄化システムのＤＰＦ再生制御部１００は、再生の失敗が所定の回数連続したときには、排気ガス浄化用の機器や装置に異常が発生したものと判断して、ドライバーに異常を警告するための異常警告手段１０２を作動させることにより、ドライバーに異常を知らせると共に、速やかな点検および修理を促すことが出来る。
【００７６】
本発明は以上の実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７７】
２５ ＤＰＦ
３８ 排気管インジェクタ
１００ ＤＰＦ再生制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中のＰＭ（Particulate Matter）を捕集する排気ガス浄化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気ガス中のＰＭをＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）、例えば、その一種であるＤＰＤ（Diesel Particulate Defuser）と呼ばれるフィルタで捕集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する排気ガス浄化システムが開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この排気ガス浄化システムとして、ＤＰＦの上流側にＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）を設けた連続再生型のＤＰＦシステムがある。
【０００４】
排気ガスから捕集されてＤＰＦに堆積したＰＭは、ＤＰＦの詰まりの原因となり、排気ガス浄化効率を低下させることから、ＤＰＦにＰＭが一定量以上堆積された際には、排気ガスを（例えば、５００〜６００℃程度に）昇温させて、ＰＭを燃焼（酸化）させて強制除去するＤＰＦ再生が行われる。
【０００５】
ＰＭの堆積量は、ＤＰＦ前後の排気の差圧を計測する差圧センサの出力値から推定され、差圧センサの出力値が所定の差圧を超えたときに、ＥＣＵ（Engine Control Unit）はＰＭ堆積量が所定量を超えたものとみなして、車両走行中にＥＣＵが自動的にＤＰＦ再生を開始する（自動再生）か、あるいはＤＰＦ警告灯３５ａを点灯後に車両停車させたドライバーが再生実行スイッチを押してＤＰＦ再生を開始する（手動再生）。
【０００６】
また、ＤＰＦ前後の排気の差圧以外にも、走行距離に基づいてＰＭの堆積量の検出がなされる場合もある。この場合は、走行距離が所定の距離を超えたときに、上述したように自動或いは手動でＤＰＦ再生を開始する。
【０００７】
ＤＰＦ再生が開始されると、ディーゼルエンジンの燃料インジェクタが制御され、マルチ噴射によるエンジンアウトの排気ガス温度の昇温を行い、ＤＯＣが十分昇温された後に、排気ガスに未燃燃料を添加して、その燃料成分をＤＯＣで燃焼させることにより、ＤＯＣから流れ出る排気ガスの温度を再生目標温度（例えば５００〜６００℃程度に）に上昇させ、これによりＤＰＦが捕集したＰＭを強制的に燃焼除去する。
【０００８】
この際、ＤＰＦに設けられた温度センサの信号を用いて排気ガス温度のフィードバック制御が行われ、排気ガスを再生目標温度に昇温させて保つために必要な未燃燃料の添加量が、ＰＩＤ制御により常時調整される。
【０００９】
上述の未燃燃料を添加する手段としては、爆発行程後に再び燃料インジェクタからシリンダー内へ燃料を噴射し、シリンダー内に残る排気ガスへ未燃燃料を添加するポスト噴射と、エンジンとＤＰＦとの間の排気管に設けられる排気管インジェクタから、エンジンから排気されて排気管を流れる排気ガスに未燃燃料を添加する排気管噴射に分けられる。
【００１０】
ポスト噴射は、従来のディーゼルエンジンおよび排気ガス浄化システムをそのまま利用することが出来るが、シリンダー内に直接未燃燃料を噴射することから、エンジンオイルに燃料成分が混入して希釈され、潤滑機能が低下することによりシリンダーが焼き付くなどするオイルダイリューションの問題が発生する。
【００１１】
一方、排気管噴射によるＤＰＦ再生においては、上述のオイルダイリューションの懸念が無く、ＤＰＦが捕集したＰＭの量に応じてＤＰＦ再生を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４１７５２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
排気管噴射を用いた排気ガス浄化システムにおいては、上述のようにＤＰＦ再生に際してオイルダイリューションの懸念が無いことから、排気管噴射の総量に上限値を設定せず、ＤＰＦ再生が完了するまで排気管噴射を行うことが可能である。
【００１４】
しかしながら、自動再生中に、排気ガスの昇温が不十分となる状況（例えば、発進および停車が繰り返し行われる渋滞など）が継続されると、昇温制御が不安定となり排気ガスが十分に昇温されず、排気ガスの温度がＰＭの燃焼に必要な温度にほとんど達しない可能性があり、この場合、ＤＰＦ再生が完了するまでに昇温制御に使用される排気管噴射の総量が異常に増大してしまうおそれがある。
【００１５】
また、ＤＰＦ再生に使用される各種デバイス（排気管や、未燃燃料を燃焼させ排気ガスを昇温させるＤＯＣなど）に不良が発生し、排気ガスの昇温が困難となる場合においても、ＤＰＦ再生を行うべく際限なく排気管噴射が行われ、燃費が悪化する可能性がある。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、排気管噴射を用いＤＰＦ再生を行うに際し、排気ガスの昇温制御が不安定となる車両状態においては、ＤＰＦ再生の中止を的確に行って、燃費の悪化を抑制できる排気ガス浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、ディーゼルエンジンの排気管に設けられ、排気ガス中のＰＭを捕集するＤＰＦと、前記ＤＰＦの上流側の前記排気管に設けられ、前記排気管内に排気管噴射を行う排気管噴射インジェクタと、前記ＤＰＦが捕集する前記ＰＭが一定量を超えたとき、前記排気管噴射により排気ガス温度を昇温制御して前記ＤＰＦを再生させ、かつ当該再生中、前記排気ガス温度がＰＭ燃焼温度を超える時間を積算し、その積算値が再生完了設定値に達したとき、再生を完了させるＤＰＦ再生制御部と、を備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記ＤＰＦ再生制御部は、再生中、前記ＰＭ燃焼温度よりも高い所定温度となる排気管噴射の噴射量を決定し、当該再生中において前記排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超えたとき、再生を中止させることを特徴とする排気ガス浄化システムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の排気ガス浄化システムによれば、排気管噴射を用いＤＰＦ再生を行うに際し、排気ガスの昇温制御が不安定となる車両状態においては、ＤＰＦ再生の中止を的確に行って、燃費の悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】排気ガス浄化システムの構成を示すシステム図である。
【図２】排気ガス浄化システムの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係る排気ガス浄化システムを示すシステム図である。
【００２２】
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（ターボチャージャー）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（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。
【００２３】
上流側吸気管１６ａには、吸気量を測定するＭＡＦ（Mass Air Flow）センサ１９が設けられ、そのＭＡＦセンサ１９で、吸気スロットル１８の開度が制御されて吸気量が調整される。また、吸気マニホールド１１と排気マニホールド１２には排気ガスの一部をディーゼルエンジン１０の吸気系に戻してＮＯXを低減するためのＥＧＲ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。
【００２４】
排気管２０には、排気ブレーキバルブ２４、ＤＰＦ２５、排気スロットル（排気スロットルバルブ）２６、サイレンサー２７が接続される。ＤＰＦ２５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。
【００２５】
排気ブレーキバルブ２４の上流側には、ＤＰＦ再生時に排気ガス温度を昇温させるべく、排気管２０に燃料を噴射（排気管噴射）する排気管インジェクタ３８が設けられる。この排気管インジェクタ３８に図示しない燃料タンクからの燃料を供給する燃料供給ライン３９には、燃料中に混入、発生する異物や水分を除去する燃料フィルタ４０が接続され、その下流側に排気管インジェクタ３８の燃料圧力を測定する燃料圧力センサ４１が設けられる。
【００２６】
また、図１には示していないが、排気スロットル２６とサイレンサー２７間にＳＣＲ装置が接続される。ＳＣＲ装置は、排気ガス中のＮＯXをＮＨ3と反応させてＮ2とＨ2Ｏにして浄化する装置である。
【００２７】
ＤＯＣ２８の前後には、排気管噴射の可否、排気管噴射量、及びＤＰＦ再生の完了の判断に用いられる排気ガス温度センサ３０ａ，３０ｂが設けられる。また、ＣＳＦ２９のＰＭ堆積量を推定するために、ＣＳＦ２９前後の排気の差圧を計測する差圧センサ３１が設けられる。
【００２８】
これらセンサの出力値は、ディーゼルエンジン１０の運転の全般的な制御を行うと共に、ＤＰＦ再生も行うＥＣＵ３２に入力され、このＥＣＵ３２から出力される制御信号により、ディーゼルエンジン１０の燃料インジェクタ３３や、排気スロットル２６、排気ブレーキバルブ２４、ＥＧＲバルブ２３、排気管インジェクタ３８等が制御される。
【００２９】
ＥＣＵ３２には、ディーゼルエンジン１０の運転のために、アクセルポジションセンサからのアクセル開度、回転数センサからのエンジン回転数、車速センサ３４からの車速等の情報の他、エンジン冷却水の温度等の情報も入力される。
【００３０】
また、ＥＣＵ３２には、キャビン内に設けられた手動再生用のＤＰＦ警告灯３５ａ、自動再生用のＤＰＦ警告灯３５ｂや、ドライバーが手動再生を実行するための再生実行スイッチ３６、ディーゼルエンジン１０に何らかの不具合が発生したときに、それをユーザに知らせるべく点灯するチェックエンジンランプ３７等が接続され、制御される。
【００３１】
このシステムにおいては、空気は、上流側吸気管１６ａのＭＡＦセンサ１９を通過し、過給機１３のコンプレッサ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のシリンダ内に入る。
【００３２】
一方、シリンダ内で発生した排気ガスは、排気マニホールド１２を通過してタービン１５を駆動し、ＤＰＦ２５とＳＣＲ装置からなる排ガス浄化システムで浄化され、サイレンサー２７で消音されて大気中に排出される。排気ガスの一部は、ＥＧＲクーラ２２で冷却され、その量をＥＧＲバルブ２３で調整されて、吸気マニホールド１１に循環される。
【００３３】
排気ガス中にはＰＭが含まれており、このＰＭはＤＰＦ２５によって捕集される。ＤＰＦ２５では、常時は、ＤＯＣ２８で排気ガス中のＮＯを酸化してＮＯ2にして、このＮＯ2で、下流側のＣＳＦ２９に捕集されたＰＭを酸化してＣＯ2とし、ＣＳＦ２９からＰＭを除去する、所謂ＤＰＦ再生を連続的に行っている。
【００３４】
ところが、排気ガス温度が低い場合には、ＤＯＣ２８の温度が低下して活性化しないため、酸化反応が促進されず、ＰＭを酸化してＤＰＦ再生を行うことができないため、ＰＭのＣＳＦ２９への堆積が継続されてフィルタの目詰まりが進行してしまう。
【００３５】
このフィルタの目詰まりに対して、ＰＭ堆積量が所定の堆積量を超えたときに排気ガス温度を強制的に昇温させて、ＣＳＦ２９に捕集されているＰＭを強制的に燃焼除去することが行われる。
【００３６】
ＰＭ堆積量は、差圧センサ３１の出力値に比例するため、差圧センサ３１の出力値が所定の差圧（差圧閾値）を超えたときに、ＥＣＵ３２はフィルタの目詰まりを検出し、ＥＣＵ３２が自動的にＤＰＦ再生を行うか、或いは、ＤＰＦ警告灯３５ａを点灯し、ドライバーに再生実行スイッチ３６を押下することによるＤＰＦ再生を促す。このように差圧により、開始時期を判断するＤＰＦ再生が差圧型再生である。以下、ＥＣＵ３２が自動的に行うＤＰＦ再生を自動再生、ドライバーが手動で行う再生を手動再生と言う。
【００３７】
なお、ＤＰＦ再生の開始時期は、差圧センサ３１の出力値以外にも、車速センサ３４で計測された車速を基に計算される走行距離が所定の距離（距離閾値）を超えたかどうかで判断しても良い。このように走行距離により、開始時期を判断するＤＰＦ再生が距離型再生である。
【００３８】
手動再生と自動再生の例を説明する。
【００３９】
手動再生は、車両を停止させた状態で行われる。車両の停止後、ユーザが再生実行スイッチ３６を押下して手動再生が開始されると、ＥＣＵ３２によって燃料インジェクタ３３、ディーゼルエンジン１０、排気ブレーキバルブ２４、ＥＧＲバルブ２３、吸気スロットル１８が制御され、排気ガス温度がＤＯＣ２８の活性化する温度まで昇温される。
【００４０】
より具体的には、ＥＣＵ３２は、燃料インジェクタ３３を制御してマルチ噴射を開始し、ディーゼルエンジン１０を制御してエンジン回転数を上昇させ、排気ブレーキバルブ２４を急速昇温のため閉じ、ＥＧＲバルブ２３を燃料の還流防止のため閉じ、吸気スロットル１８を制御して吸気量を絞り、温度低下を抑制すると共に負荷を上げる。
【００４１】
なお、ＤＯＣ２８の活性化の判断は、ＤＯＣ２８の上流側の排気ガス温度センサ３０ａの検出値が予め設定した上流側閾値以上となると共に、ＤＯＣ２８の下流側の排気ガス温度センサ３０ｂの検出値が予め設定した下流側閾値以上となったときに行う。つまり、ＤＯＣ２８の上流側と下流側の排気ガス温度センサ３０ａ，３０ｂの両方の検出値からＤＯＣ２８の活性化を判断する。
【００４２】
ＤＯＣ２８が活性化したら、マルチ噴射と共に排気管インジェクタ３８を制御して排気管噴射を開始し、排気ブレーキバルブ２４を開き、排気スロットル２６を閉じ、排気ガス温度を目標温度まで更に昇温する。
【００４３】
このとき、目標温度は、例えば、再生目標温度（初期）と、再生目標温度（初期）よりも高温の再生目標温度（後期）の２段階に設定され、各目標温度が所定時間維持されるようにＥＣＵ３２によって制御される。目標温度を多段階とするのは、ＰＭが燃焼することによって生じる熱により、ＣＳＦ２９が溶けてしまうのを防止するためである。つまり、ＰＭが多く残っているＤＰＦ再生初期においては、ＰＭの燃焼により多くの熱が発生するため、目標温度を低めに設定し、ＰＭが燃焼して少なくなったＤＰＦ再生後期においては、目標温度を高く設定し、効率よくＰＭが燃焼するようにしている。
【００４４】
しかる後、ＥＣＵ３２は、燃料インジェクタ３３を制御して通常噴射に復帰させ、排気管インジェクタ３８を閉じ、ディーゼルエンジン１０を制御してエンジン回転数を通常のアイドル状態に戻し、排気スロットル２６を開き、ＥＧＲバルブ２３を通常（開）に戻し、吸気スロットル１８を通常（開）に戻す。これにより、排気ガス温度が低下し、手動再生が終了する。
【００４５】
この手動再生では、車両を停止させた状態でＤＰＦ再生を行うため、排気ガス温度を安定に保つことができ、効率よく確実にＰＭを燃焼させることができる一方で、手動再生中は車両を停止して所定の時間待機しておく必要がある。
【００４６】
次に、自動再生を説明する。
【００４７】
自動再生は、車両の走行中に行われる。ＥＣＵ３２によって自動再生が開始されると、ＥＣＵ３２が燃料インジェクタ３３、ディーゼルエンジン１０、ＥＧＲバルブ２３、吸気スロットル１８を制御し、排気ガス温度をＤＯＣ２８の活性化する温度まで昇温する。自動再生では、手動再生と異なり走行中のため、排気ブレーキバルブ２４を閉じることができないが、信号待ち等の車両停止時には排気ブレーキバルブ２４を閉じて、排圧を上昇させ、排気ガス温度を昇温、保温するようにする。
【００４８】
ＤＯＣ２８が活性化（ＤＯＣ２８の活性化の判断基準は上述と同じ）したら、マルチ噴射と共に排気管インジェクタ３８を制御して排気管噴射を開始し、排気ガス温度を目標温度まで更に昇温する。走行中のため、排気スロットル２６も閉じることができないので、排気スロットル２６は常時開にされる。
【００４９】
その後、排気ガス温度が目標温度まで上昇、所定時間維持されたら、ＥＣＵ３２は、燃料インジェクタ３３を制御して通常噴射に復帰させ、排気管インジェクタ３８を閉じ、ディーゼルエンジン１０を制御してエンジン回転数を通常に戻し、ＥＧＲバルブ２３を通常（開）に戻し、吸気スロットル１８を通常（開）に戻す。これにより、排気ガス温度が低下し、自動再生が終了する。
【００５０】
この自動再生では、車両が走行している状態でＤＰＦ再生を行うため、手動再生に比べて利便性に優れる。その反面、自動再生では、排気ガス温度が安定せず、或いは、なかなか上昇せず、手動再生に比べて排気管噴射量が多くなり、燃費が悪化する傾向にある。
【００５１】
このように、自動再生と手動再生は、それぞれメリットとデメリットがあり、状況に応じて適宜選択して使い分けることが好ましいと言える。
【００５２】
自動再生と手動再生の選択は、ＤＰＦ再生終了から次のＤＰＦ再生開始までの走行距離である再生インターバルに基づいてなされる。具体的には、再生インターバルが設定した手動再生閾値未満のときには、ドライバーに手動再生を促すようにしている。
【００５３】
再生インターバルが短くなる、即ち走行距離が短いのにも拘わらずＰＭがＤＰＦに閾値を超えて堆積する理由としては、先のＤＰＦ再生でＰＭが十分に除去されなかった可能性が考えられる。そのため、再生インターバルが手動再生閾値未満のときは、安定してＤＰＦ再生を行える手動再生を選択し、確実にＰＭを除去するようにしている。
【００５４】
ところで、自動再生中において、排気ガスの昇温が不十分となる状況（例えば、発進および停車が繰り返し行われる渋滞など）が継続されると、排気ガスの昇温が不十分となり、排気ガスの温度がＰＭの燃焼温度に達しないためＰＭがほとんど燃焼除去されず、排気ガス温度が再生目標温度に一定時間保たれてＤＰＦ再生が完了するまでに、昇温制御に使用される排気管噴射の総量が際限なく増大してしまうおそれがある。
【００５５】
また、ＤＰＦ再生に使用される各種デバイス（ＤＯＣ２８など）に不良が発生し、排気ガスの昇温が困難となる場合においても、ＥＣＵ３２はＤＰＦ再生を行うべく、際限なく排気管噴射を行う可能性がある。
【００５６】
そこで、本発明の排気ガス浄化システムにおいては、ＥＣＵ３２はＤＰＦ再生制御部１００を備え、さらにＤＰＦ再生制御部１００は、再生未完警告手段１０１と異常警告手段１０２とを備えるようにされる。
【００５７】
ＤＰＦ再生制御部１００は再生中、排気ガスの温度がＰＭ燃焼温度を超える時間（以下、再生時間という）を積算し、その積算値が再生完了設定値に達したとき、再生が完了したとして再生を終了すると共に、再生が完了する前に、排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超えたとき、再生が失敗したとして再生を中止するようにされる。
【００５８】
またＤＰＦ再生制御部１００は、排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超えたとき、再生が失敗したとして、それをドライバーに警告するための再生未完警告手段１０１を作動するようにされる。
【００５９】
さらにＤＰＦ再生制御部１００は、再生の失敗が所定回数連続したとき、排気ガス浄化用の機器や装置に異常が発生したとして、すなわち、排気管２０そのものやＤＯＣ２８などに不具合が発生したとして、ドライバーに異常を警告するための異常警告手段１０２を作動するようにされる。
【００６０】
本発明は再生未完警告手段１０１および異常警告手段１０２を特に限定するものではなく、例えば再生未完警告手段１０１としてはＤＰＦ警告灯３５ａ、３５ｂを点滅させるなどし、異常警告手段１０２としてはチェックエンジンランプ３７を点灯させるなどすればよく、車両に備えられた各種警告手段を用いて適宜変更可能である。
【００６１】
以下に本発明の作用について説明する。
【００６２】
図２は、特に自動再生における、本実施の形態に係る排気ガス浄化システムの動作と排気ガス温度の推移について説明している。
【００６３】
ＤＰＦ２５に捕集されたＰＭの量が一定量以上となったことを検知すると、ＥＣＵ３２に搭載されるＤＰＦ再生制御部１００はＤＰＦ２５を再生すべく、排気ガスの昇温制御を開始する。
【００６４】
ＤＰＦ再生制御部１００は燃料インジェクタ３３を制御してマルチ噴射を行い、エンジンアウトの排気ガス温度を上昇させ、ＤＯＣ２８の前後に設けられた温度センサ３０ａ、３０ｂにより、ＤＯＣ２８に流入する排気ガスの温度がＤＯＣ２８の触媒活性温度に達したことを検知すると、排気ガスの温度を再生目標温度にさらに上昇させるべく、排気管インジェクタ３８を制御して排気管噴射を行うと共に、排気管噴射量の積算を開始する。
【００６５】
この際、ＤＰＦ再生制御部１００は、温度センサ３０ｂにより検知する排気ガス温度と再生目標温度との偏差を用いてフィードバック制御を行い、排気ガスを再生目標温度に保つために必要な排気管噴射量がＰＩＤ制御により調整される。
【００６６】
またＤＰＦ再生制御部１００は、再生目標温度よりも所定温度（Ａ℃）低いＰＭ燃焼温度以上に排気ガス温度があることを検知したとき、ＰＭが燃焼しているものと判断して再生時間を積算するようにされる。
【００６７】
ＰＭ燃焼温度は、ＰＭが燃焼していることを保証できる最低限の温度を模擬試験などから求め、これを固定値としてＤＰＦ再生を行うようにされても良く、また、差圧センサ３１などからもとめたＰＭ捕集量に応じて、ＤＰＦ再生制御部１００がＰＭ燃焼温度を適宜変更できるようにされてもよい。
【００６８】
再生中、ＤＰＦ再生制御部１００は、積算する再生時間が所定値（Ｂ分）に達したとき、ＤＰＦ２５に捕集されたＰＭが一定量以下にまで燃焼除去されたものとして、排気ガスの昇温目標温度（すなわち、再生目標温度）を高温側へ変更させる。
【００６９】
ＤＰＦ再生初期においては、ＰＭの燃焼熱によるＤＰＦ２５の過昇温と溶損を防止するために比較的低温（例えば５００℃程度）でＤＰＦ再生が行われるが、ＤＰＦ２５に燃え残るＰＭが少なくなる後期において、再生目標温度を高温側に（例えば、６００℃程度に）変更することにより、効率よくＰＭを燃焼除去させることができる。
【００７０】
このとき、ＰＭ燃焼温度は、変更された目標温度から所定温度（Ａ℃）低くなるように、変更された目標温度に応じて変更できるようにされてもよく、変更される目標温度とは個別に、あらかじめ２段階の固定値からなるように設定されてもよい。
【００７１】
排気ガスの昇温制御が安定して行われ、排気ガスの温度がＰＭ燃焼温度以上に十分に保持された場合、再生時間の積算値が、再生目標温度を変更した所定値（Ｂ分）よりも大きく設定される再生完了設定値（Ｃ分）に達したとき、ＤＰＦ２５に捕集されたＰＭが十分に除去されたとして、ＤＰＦ再生制御部１００はＤＰＦ２５の再生が完了したものと判断し、車両を通常の運転状態、あるいはアイドル状態に復帰させる制御を行う。
【００７２】
一方、再生中の排気ガスの昇温制御が不安定で、排気ガスの温度がＰＭ燃焼温度以上にほとんど保たれない場合、再生時間が再生完了設定値に達する前に排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超え、ＤＰＦ再生制御部１００は再生が失敗したものと判断してディーゼルエンジン１０を通常の運転状態、あるいはアイドル状態に復帰させる制御を行うと共に、ドライバーに再生の未完了を警告するための再生未完警告手段１０１を作動させる。
【００７３】
これにより、車両が排気ガス温度を十分に昇温できる状況にない場合には、ＤＰＦ再生および排気管噴射を中止することにより、燃費の悪化を抑制することができ、次回のＤＰＦ再生を安定して行うようドライバーに促すことができる。
【００７４】
また、再生の未完了が連続して発生する場合、排気ガスの昇温制御を行う各種デバイス（例えば排気管２０そのものや、ＤＯＣ２８など）に不良が発生し、排気ガスの昇温が困難となっている可能性が強く考えられる。
【００７５】
そのため、本発明に係る排気ガス浄化システムのＤＰＦ再生制御部１００は、再生の失敗が所定の回数連続したときには、排気ガス浄化用の機器や装置に異常が発生したものと判断して、ドライバーに異常を警告するための異常警告手段１０２を作動させることにより、ドライバーに異常を知らせると共に、速やかな点検および修理を促すことが出来る。
【００７６】
本発明は以上の実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７７】
２５ ＤＰＦ
３８ 排気管インジェクタ
１００ ＤＰＦ再生制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気管に設けられ、排気ガス中のＰＭを捕集するＤＰＦと、前記ＤＰＦの上流側の前記排気管に設けられ、前記排気管内に排気管噴射を行う排気管噴射インジェクタと、前記ＤＰＦが捕集する前記ＰＭが一定量を超えたとき、前記排気管噴射により排気ガス温度を昇温制御して前記ＤＰＦを再生させ、かつ当該再生中、前記排気ガス温度がＰＭ燃焼温度を超える時間を積算し、その積算値が再生完了設定値に達したとき、再生を完了させるＤＰＦ再生制御部と、を備えた排気ガス浄化システムにおいて、
前記ＤＰＦ再生制御部は、再生中、前記ＰＭ燃焼温度よりも高い所定温度となる排気管噴射の噴射量を決定し、当該再生中において前記排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超えたとき、再生を中止させることを特徴とする排気ガス浄化システム。
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気管に設けられ、排気ガス中のＰＭを捕集するＤＰＦと、前記ＤＰＦの上流側の前記排気管に設けられ、前記排気管内に排気管噴射を行う排気管噴射インジェクタと、前記ＤＰＦが捕集する前記ＰＭが一定量を超えたとき、前記排気管噴射により排気ガス温度を昇温制御して前記ＤＰＦを再生させ、かつ当該再生中、前記排気ガス温度がＰＭ燃焼温度を超える時間を積算し、その積算値が再生完了設定値に達したとき、再生を完了させるＤＰＦ再生制御部と、を備えた排気ガス浄化システムにおいて、
前記ＤＰＦ再生制御部は、再生中、前記ＰＭ燃焼温度よりも高い所定温度となる排気管噴射の噴射量を決定し、当該再生中において前記排気管噴射の総量が排気管噴射上限値を超えたとき、再生を中止させることを特徴とする排気ガス浄化システム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２５６８４３（Ｐ２０１１−２５６８４３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３４５１１（Ｐ２０１０−１３４５１１）
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
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