JP4178960B2

JP4178960B2 - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP4178960B2
Application number: JP2003005595A
Authority: JP
Inventors: 司窪島; 伸一朗奥川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: US20040139738A1; DE102004001827A1; DE102004001827B4; JP2004218497A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気通路に触媒付パティキュレートフィルタ等の排気後処理装置を備えた内燃機関の排ガス浄化装置に関し、詳しくは排気後処理装置に供給される炭化水素による触媒被毒を回避するための手段を有する排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境対策として、内燃機関から排出されるガスを触媒やフィルタで処理し、有害成分の放出を抑制する排ガス浄化装置が重要となっている。その一例に、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質であるパティキュレート（ＰＭ）を、排気管の途中に設置したディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦと称する）で捕集する排ガス浄化装置があり、堆積したＰＭを定期的に燃焼除去することでＤＰＦを再生して連続的な使用を可能にしている。
【０００３】
ＤＰＦの再生は、通常、ＤＰＦの前後差圧を基に算出されるＰＭ堆積量が所定量以上となった時に行われる。再生の際には、例えばポスト噴射を行ってＤＰＦに未燃炭化水素（ＨＣ）を供給し、ＤＰＦに予め担持した酸化触媒を用いて供給したＨＣを燃焼させる。この燃焼熱によってＤＰＦ温度をＰＭが燃焼する温度、例えば６００℃以上に昇温させることができる。
【０００４】
ところが、この時、ＤＰＦ温度が低いと触媒反応の速度が小さくなる。ここへ多量のＨＣが供給された場合には、供給したＨＣが触媒表面に付着し、触媒近傍への有害成分を含む排気ガスの拡散が阻害されて触媒反応が低下する、いわゆる触媒のＨＣ被毒の問題が生ずる。ここで、ＨＣ被毒は、触媒へのＨＣの物理的な吸着が原因であるため、ＤＰＦ温度を高く保持して付着したＨＣの脱離を促すことで触媒活性を回復することができる。これを利用した触媒のＨＣ被毒の回復操作に関する従来技術として、例えば、特許文献１が挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２５７１２５号公報
【０００６】
特許文献１には、窒素酸化物（ＮＯｘ）を触媒によって浄化するシステムにおいて、触媒へのＨＣ吸着量を算出し、吸着量＞所定値かどうかに基づいて触媒被毒を判定する判定手段を設け、触媒が被毒したと判定された場合に被毒を回復させる制御を実施することが記載されている。回復操作は、具体的には、吸気絞り弁を閉弁させるとともに、排ガスの再循環弁（ＥＧＲ弁）を開弁させて触媒の温度低下を防止することによって行い、ＨＣの脱離と酸化反応を促し、酸化反応熱で触媒温度を上昇させている。なお、このシステムでは、ＮＯｘの還元浄化のために触媒上流にＨＣが添加される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、特許文献１の方法は、ＨＣによる触媒被毒が生じることは許容し、ＨＣ被毒が生じたのちに始めて対策を講じるものである。しかしながら、一旦ＨＣ被毒してしまうとその回復に時間がかかり、ＨＣ被毒が回復するまでの間は触媒による有害成分の浄化ができないという問題がある。特に、ＤＰＦにおいては、その前端面がＨＣ被毒した後に高温の排気にさらされることにより、付着したＨＣが炭化してしまうと、最悪の場合、ＤＰＦ入口部を閉塞してしまうというおそれがある。そして、炭化したＨＣを除去するためにはその部分を非常に高い温度（例えば６００℃以上）に長時間保持して焼却する必要があり、一方、実走行の大部分を占める排気温度が低い（例えば３００℃以下）走行状態において、長時間にわたって高温を保持することは困難であるために、大きな燃費の悪化を伴ってしまうという問題がある。
【０００８】
このような実情から、排ガス浄化装置において、ＨＣ被毒が生じたのちに始めて対策を講じるのでなく、ＨＣ被毒そのものを回避することが、大きな課題となっている。なかでもＤＰＦでは、堆積したＰＭの燃焼のために、ポスト噴射等により多量のＨＣを供給する必要があるため、ＨＣ被毒が生じやすい。ＨＣ被毒が生じるとＤＰＦ温度が速やかに上昇せず、ＰＭの燃焼が良好に行われなくなるため、これを回避することが特に重要となっている。
【０００９】
本発明の目的は、内燃機関の排気浄化装置において、排気後処理装置に担持される触媒がＨＣ被毒すること自体を回避すること、それにより触媒活性の回復操作を不要として、その間のＰＭの燃焼性能や有害成分の浄化性能の低下を防止し、あるいは付着したＨＣの炭化といった不具合を防止して、触媒性能を長期に渡り維持し、信頼性の高い装置を実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設置される酸化触媒を担持したＤＰＦと、該ＤＰＦの温度を検出する温度検出手段と、上記ＤＰＦを再生処理するために、ポスト噴射、燃料噴射時期の遅角およびＥＧＲ量の増量の操作のいずれかまたは組み合わせにより上記ＤＰＦに炭化水素を供給するＨＣ供給手段と、上記ＤＰＦに供給されるＨＣ量を、内燃機関の燃焼に基づいて発生する未燃分のＨＣ量と上記ＨＣ供給手段によるＨＣ量の和として算出するＨＣ量検出手段と、上記温度検出手段で検出された上記ＤＰＦの温度に応じて上記ＤＰＦに供給可能なＨＣ量の上限値を決定し、上記ＨＣ量検出手段にて算出されるＨＣ量が上記上限値以下となるように上記ＨＣ供給手段を制御するＨＣ供給量制御手段とを備え、上記ＨＣ量検出手段は、上記ＨＣ供給手段によるＨＣ量を、上記ＨＣ供給手段の操作に起因して上記ＤＰＦに実際に供給されるＨＣ量とし、上記ＨＣ供給手段の操作量に応じた基本ＨＣ量のうち内燃機関のシリンダ内で燃焼する量を減ずることにより算出し、上記ＨＣ供給量制御手段は、上記ＨＣ量の上限値を、上記ＤＰＦの温度と、上記ＤＰＦに供給された時にＨＣ被毒を生じることのないＨＣ量の関係に基づいて決定することを特徴とする。
【００１１】
本発明者等は、上記ＤＰＦの温度がＨＣ被毒に大きく影響する点に着目し、上記ＤＰＦの温度に応じて供給可能なＨＣ量の上限値を決定するとともに、上記ＨＣ量検出手段で検出されるＨＣ量を基に上記ＨＣ供給手段を制御して、供給されるＨＣ量を上記上限値以下に制限することで、ＨＣ被毒が防止できることを見出した。このようにすれば、触媒のＨＣ被毒自体を回避することができるので、触媒活性の回復操作が不要となり、回復操作中の浄化性能の低下や、あるいは付着したＨＣの炭化といった不具合を防止することができるので、触媒性能に優れ信頼性の高い装置を実現できる。
具体的には、上記ＨＣ供給手段として、ポスト噴射、燃料噴射時期の遅角およびＥＧＲ量の増量の操作のいずれかまたは組み合わせを採用することで、ＤＰＦに供給されるＨＣ量を容易に制御可能であるので、上記ＨＣ供給量制御手段による制御が容易にできる。また、上記ＤＰＦに流入する炭化水素には、上記ＨＣ供給手段から供給される炭化水素の他、内燃機関の燃焼によって発生する炭化水素があり、これらを合わせた量を供給されるＨＣ量として上記上限値と比較することで、より精度よい制御が可能となる。
【００１３】
請求項２の構成では、上記ＨＣ量検出手段は、上記ＨＣ供給手段の操作量に応じた基本ＨＣ量のうち内燃機関のシリンダ内で燃焼する量を、内燃機関の運転条件に基づいて算出し、
上記ＨＣ供給量制御手段は、上記ＨＣ量検出手段にて算出されたＨＣ量炭化水素量が上記上限値以下であるかどうかを判定し、否定判定された場合には、上記上限値以下となるまで、上記ＨＣ供給手段によるＨＣ量を減量補正する。
【００１４】
請求項３の構成において、上記ＨＣ量検出手段は、上記ＨＣ供給手段の操作量に応じた基本ＨＣ量および内燃機関の燃焼に基づいて発生する未燃分のＨＣ量を、内燃機関の運転条件に基づいて算出する。
【００１５】
請求項４の構成において、上記温度検出手段は、上記ＤＰＦの上流側の排気温度を検出する。具体的には、上記ＤＰＦに流入する排気の温度がＨＣ被毒が生じるか否かに大きく影響するので、上記ＤＰＦの上流側の排気温度に基づいて、供給可能なＨＣ量の上限値を決定することで、より効果的にＨＣ被毒や浄化性能の低下を回避できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はディーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成を示すもので、ディーゼルエンジン１の排気通路である排気管２ａ、２ｂ間には、排気後処理装置として、表面に酸化触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、酸化触媒付ＤＰＦと称する）３が設置されている。酸化触媒付ＤＰＦ３は、例えば、コーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に成形して、ガス流路となる多数のセルを入口側または出口側が互い違いとなるように目封じしてなり、セル壁表面には、Ｐｔ等の酸化触媒が塗布されている。エンジン１から排出された排気ガスは、酸化触媒付ＤＰＦ３の多孔性の隔壁を通過しながら下流へ流れ、その間にパティキュレート（ＰＭ）が捕集されて次第に堆積する。
【００１８】
酸化触媒付ＤＰＦ３の上流側の排気管２ａおよび下流側の排気管２ｂには、それぞれ排気温センサ４１、４２が設置される。排気温センサ４１、４２はＥＣＵ６に接続されており、酸化触媒付ＤＰＦ３の入ガス温度または出ガス温度を検出して、ＥＣＵ６に出力する。上流側の排気温センサ４１は、後述する供給ＨＣ量制御において、酸化触媒付ＤＰＦ３の温度を知るための温度検出手段として用いられる。また、エンジン１の吸気管１１には、エアフローメータ（吸気量センサ）４３が設置してあり、吸気量を検出して、ＥＣＵ６に出力するようになっている。エンジン１の吸気管１１は、ＥＧＲバルブ７を備えたＥＧＲ通路７１によって、酸化触媒付ＤＰＦ３の上流側の排気管２ａと連通している。ＥＧＲバルブ７の駆動はＥＣＵ６にて制御される。
【００１９】
排気管２ａ、２ｂには、酸化触媒付ＤＰＦ３にて捕集されたパティキュレートの量（ＰＭ捕集量）を知るために、酸化触媒付ＤＰＦ３の前後差圧を検出する差圧センサ５が接続される。差圧センサ５の一端側は酸化触媒付ＤＰＦ３上流の排気管２ａに、他端側は酸化触媒付ＤＰＦ３下流の排気管２ｂにそれぞれ圧力導入管５１、５２を介して接続されており、酸化触媒付ＤＰＦ３の前後差圧に応じた信号をＥＣＵ６に出力する。ＥＣＵ６は、酸化触媒付ＤＰＦ３の前後差圧からＰＭ堆積量を算出し、ＰＭ堆積量が予め決められた所定量以上となった時に酸化触媒付ＤＰＦ３の再生制御を実施する。
【００２０】
ＥＣＵ６には、さらに、アクセル開度センサ６１や回転数センサ６２といった各種センサが接続されている。ＥＣＵ６は、これらセンサからの検出信号を基に運転状態を検出し、運転状態に応じた最適な燃料噴射量、噴射時期、噴射圧等を算出して、エンジン１への燃料噴射を制御する。また、ＥＧＲバルブ７の弁開度を調節することで、吸気に還流する排気量（ＥＧＲ量）を制御している。
【００２１】
ここで、酸化触媒付ＤＰＦ３の再生に伴うＨＣ被毒について説明する。酸化触媒付ＤＰＦ３の再生時、ＥＣＵ６は、堆積したＰＭを燃焼させるために酸化触媒付ＤＰＦ３にＨＣを供給する操作を行う（ＨＣ供給手段）。供給されたＨＣは、酸化触媒付ＤＰＦ３のセル壁表面に担持された酸化触媒により燃焼し、その燃焼熱で酸化触媒付ＤＰＦ３がＰＭの燃焼可能な温度以上に上昇する。ＨＣ供給手段として、具体的には、ポスト噴射、燃料噴射時期遅角、ＥＧＲ量の増量、吸気絞り等の操作が行なわれ、これらのうち２つ以上の操作を組み合わせることもできる。
【００２２】
ところが、この時、酸化触媒付ＤＰＦ３の温度が低いと、ＨＣ被毒を生じる問題がある。ＨＣ被毒とは、触媒温度が低いために触媒の反応速度が小さく、かつ触媒へ多量のＨＣが供給された場合に、供給したＨＣが触媒表面に付着し、触媒（Ｐｔ等）近傍への有害成分を含むガスの拡散が阻害されるために触媒反応が低下する現象を言う。このＨＣ被毒は触媒へのＨＣの物理的な吸着が原因であるため、ＨＣ供給量を減らしかつ触媒温度を高温に保つことで可逆的に回復させることが可能である。
【００２３】
そこで、本発明において、ＥＣＵ６は、酸化触媒付ＤＰＦ３の温度に応じて、酸化触媒付ＤＰＦ３に供給可能なＨＣ量の上限値を決定し、実際に供給されるＨＣ量が上限値以下になるように上記ＨＣ供給手段を制御する（ＨＣ供給量制御手段）。図２は本発明者等が行った実験に基づくもので、酸化触媒付ＤＰＦ３の上流排気温度（ＤＰＦ入ガス温度）と酸化触媒付ＤＰＦ３に供給されるＨＣ量（入ガスＨＣ量）とを両軸にとった図においてＨＣ被毒が生じる領域を示している。なお、図２においては、ＨＣ供給後の触媒温度変化（単位時間当たりの温度上昇率）＜所定値の場合にＨＣ被毒発生と判定し、それ以外の場合はＨＣ被毒なしと判定した。これはＨＣ被毒がなければ触媒温度が速やかに上昇し、ＨＣ被毒があると触媒温度の上昇が小さくなることによる。
【００２４】
図示されるように、酸化触媒付ＤＰＦ３に供給される（流入する）ＨＣを含む排気の温度が、ＨＣ被毒が生じるか否かに大きく影響しており、酸化触媒付ＤＰＦ３の上流排気温度が２５０℃以下の場合にはＨＣ被毒が発生する可能性が極めて大きい。上流排気温度が２５０℃以上の場合には、上流排気温度が高いほどＨＣ被毒が発生しにくくなり、ＨＣ被毒に供給可能なＨＣ量の上限値が大きくなる。従って、具体的には、酸化触媒付ＤＰＦ３の温度＝上流排気温（排気温センサ４１の検出温度）とし、図２を基にＨＣ被毒が発生しないＨＣ量の上限値を決定する。一方、酸化触媒付ＤＰＦ３に供給される排気中のＨＣ量を検出し（ＨＣ量検出手段）、その結果を上記上限値と比較してＨＣ被毒が生じるか否かを判定する。この際、ＨＣ量検出手段は、酸化触媒付ＤＰＦ３への供給ＨＣ量を、次式により算出する。
供給ＨＣ量＝（１）エンジン燃焼によって生じるＨＣ量
＋（２）ＨＣ供給手段によって供給されるＨＣ量
つまり、本発明で考慮すべき（ＨＣ被毒の原因となる）「酸化触媒付ＤＰＦ３への供給ＨＣ量」は、エンジンの燃焼によって生じるＨＣ量と、ポスト噴射等のＨＣ供給手段により供給されるＨＣ量を足したものとなる。
【００２５】
より具体的には、
（１）エンジン燃焼によって生じるＨＣ量は、エンジン運転条件（例えばエンジン回転数と出力トルク）に基づいて求められる。
例えば、図３は、エンジン回転数と出力トルクを両軸にとった図において、エンジン燃焼によって発生するＨＣ量を示す図であり、この関係を予め記憶しておくことで、エンジン回転数と出力トルクから（１）エンジン燃焼によるＨＣ量を容易に算出できる。
【００２６】
また、
（２）ＨＣ供給手段によって供給されるＨＣ量は、上記ＨＣ供給手段の操作量（例えばポスト噴射量）とエンジン条件（例えば出力トルク）に基づいて求めることができる。
図４は、エンジン回転数と出力トルクを両軸にとった図において、各エンジン運転条件におけるポスト噴射量を示す。これは、各エンジン運転条件毎に予め適合させたもので、本発明における基本ポスト噴射量である。ただし、ポスト噴射された燃料の一部はシリンダ内で燃焼するため、ポスト噴射量＝ポスト噴射により供給されるＨＣ量とはならない。よって、本発明ではこの燃焼量を考慮して（２）ＨＣ供給手段によって供給されるＨＣ量を算出する。これを図５で説明する。
【００２７】
ポスト噴射に起因して酸化触媒付ＤＰＦ３に実際に供給されるＨＣ量は、図５のように、エンジン出力トルク等によって変わる。これは、ポスト噴射された燃料のうちシリンダ内で燃焼する量が、シリンダ内部の温度およびポスト噴射時期により変化するためである。従って、図５の関係を用いて、ポスト噴射量のうちシリンダ内で燃焼する分を求め、（２）ＨＣ供給手段によるＨＣ量（ポスト噴射に起因してＤＰＦに供給されるＨＣ量）を、次式のようにして算出することができる。
ポスト噴射に起因してＤＰＦに供給されるＨＣ量
＝（基本ポスト噴射量［図４］−ポスト噴射量のうちシリンダ内で燃焼する分［図５］）×定数
（定数：噴射量をＨＣ量に換算するための定数）
【００２８】
ＥＣＵ６は、このようにしてＨＣ量検出手段により算出された供給ＨＣ量を、ＨＣ被毒が発生しないＨＣ量の上限値と比較し、上限値を越える場合には、ＨＣ被毒が生じるおそれがあると判断して、ポスト噴射等のＨＣ供給手段により供給されるＨＣ量を減量補正する。これにより、供給ＨＣ量が上限値以下となるように制御してＨＣ被毒が生じるのを回避することが可能である。
【００２９】
なお、図４の基本ポスト噴射量は、酸化触媒付ＤＰＦ３の温度が十分安定した状態において、エンジン試験ベンチにて求められる。通常は、再生時に酸化触媒付ＤＰＦ３の温度を速やかに上昇させたいため、できるだけ多量のポスト噴射を実施するという観点で基本ポスト噴射量が決定される。このため、実際に車両に搭載して運転した場合に、たとえエンジン運転条件が同じであっても、酸化触媒付ＤＰＦ３の温度がエンジン試験ベンチで基本ポスト噴射量を求めた際の温度と一致しない場合が生じる（特に、始動直後や加速初期）。本発明は、これを回避するもので、供給ＨＣ量を補正して適切な量のＨＣを供給することにより、ＨＣ被毒を防止する。
【００３０】
図６は、ＥＣＵ６によるＨＣ供給量制御の一例を示すフローチャート図である。ＥＣＵ６は、まず、ステップ１０１で、ＨＣ供給手段による酸化触媒付ＤＰＦ３へのＨＣ供給操作が行われているか、ここでは、ポスト噴射実行条件か否かを判定する。ステップ１０１が肯定判定されたら、ステップ１０２へ進み、エンジン回転数とアクセル開度を、アクセル開度センサ６１と回転数センサ６２の出力から読み込む。また、酸化触媒付ＤＰＦ３上流の排気温度を排気温センサ４１の出力から読みこむ。なお、ステップ１０１が否定判定された場合には、ポスト噴射を実行することなく本処理を終了する。
【００３１】
ここで、ポスト噴射は、酸化触媒付ＤＰＦ３上に堆積したＰＭ量が所定量を越えた場合に、ＰＭを燃やして酸化触媒付ＤＰＦ３を再生するために実行される。具体的には、エンジン運転のためのメイン燃料噴射の後（上死点後の膨張工程）に少量の燃料を追加噴射し未燃のＨＣを発生させてこれを酸化触媒付ＤＰＦ３に供給する。酸化触媒付ＤＰＦ３に供給されたＨＣは酸化触媒付ＤＰＦ３上の触媒により燃焼し、その燃焼熱でＤＰＦが高温（例えば５００℃以上）となり酸化触媒付ＤＰＦ３上のＰＭが燃焼する。ポスト噴射の代わりに、燃料噴射時期の遅角またはＥＧＲ量の増量といった操作を行っても同様である。
【００３２】
その際、酸化触媒付ＤＰＦ３上に堆積したＰＭ量が所定量に到達したか否かは、例えば、差圧センサ５で検出される酸化触媒付ＤＰＦ３前後の差圧からＰＭ堆積量を算出し、予め決められた所定量と比較することにより判定する。これは所定量の排気が酸化触媒付ＤＰＦ３を通過する時に生じる差圧が、酸化触媒付ＤＰＦ３に堆積したＰＭ量に相関があることを利用するもので、これらの関係は予め実験等により求められる。排気の量は、例えば、エアフローメータ４３で検出される吸気量、排気温センサ４１、４２で検出される酸化触媒付ＤＰＦ３前後温度、差圧センサ５で検出される差圧等から算出される。
【００３３】
ステップ１０３では、エンジン回転数とアクセル開度から算出したエンジン出力トルクを用い、上記図３に示す関係（予め実験等により求めてＥＣＵ６内に記憶されている）に基づいて、現在の運転条件においてエンジンから排出されるＨＣ量を算出する。さらに、ステップ１０４で、エンジン回転数とアクセル開度から算出したエンジン出力トルクを用い、上記図４に基づいて基本ポスト噴射量を決定する。この基本ポスト噴射量は予め各エンジン運転条件毎に適合されＥＣＵ６内に記憶されている。
【００３４】
ステップ１０５では、ステップ１０４で決定した基本ポスト噴射量とアクセル開度から算出したエンジン出力トルクとを用い、上記図５に基づいてポスト噴射量のうちシリンダ内で燃焼する分を求める。図５のように、出力トルクが大きいほどシリンダ内で燃焼する燃料量が多くなるためシリンダ内が高温となり、ポスト噴射量が同じでもシリンダ内で燃焼する燃料が増えることになる。
【００３５】
ステップ１０６ではＤＰＦ供給ＨＣ量を算出する。まず、ポスト噴射によるＨＣ量を、ステップ１０４、１０５で決定した値を用いて、
ポスト噴射に起因してＤＰＦに供給されるＨＣ量
＝（基本ポスト噴射量［図４］−ポスト噴射量のうちシリンダ内で燃焼する分
［図５］）×定数
として算出し、この値とステップ１０３で算出した値を用いて、
ＤＰＦ供給ＨＣ量＝エンジンから排出されるＨＣ量
＋ポスト噴射に起因してＤＰＦに供給されるＨＣ量
としてＤＰＦ供給ＨＣ量を算出する。
【００３６】
ステップ１０７では、上記図２の関係を用い、ステップ１０２で読み込んだ酸化触媒付ＤＰＦ３上流の排気温度から、現在の排気温度に対応したＨＣ被毒が生じないＤＰＦ供給ＨＣ量の上限値を算出する。そして、ステップ１０８で、この上限値とステップ１０６で算出したＤＰＦ供給ＨＣ量を比較し、ＤＰＦ供給ＨＣ量が上限値以下であるか否かを判定する。ＤＰＦ供給ＨＣ量が上限値を越えている場合には、ステップ１０９へ進み、ＤＰＦ供給ＨＣ量＝上限値となるまでポスト噴射量を減量補正する。すなわち、供給ＨＣ量が上限値を越えないようにガードをかける。
【００３７】
その後、ステップ１１０へ進み、補正結果に基づき、ポスト噴射を実行する。ステップ１０８でＤＰＦ供給ＨＣ量が上限値以下である場合には、そのままステップ１１０へ進んでポスト噴射を実行する。
【００３８】
図７は、本発明の効果を示すタイムチャート図で、実線は上記図６のフローチャートに基づき酸化触媒付ＤＰＦ３に供給されるＨＣ量の制御を行った場合（本発明）、破線はＨＣ供給量制御を行わない場合（従来）である。従来は、酸化触媒付ＤＰＦ３上流の排気温度（ＤＰＦ上流温度）が比較的低い場合でもＰＭ燃焼のために多量のＨＣが供給されるため、ＨＣ被毒が生じやすく、触媒反応の低下により酸化触媒付ＤＰＦ３の温度はなかなか上昇しない。これに対し、本発明においては、酸化触媒付ＤＰＦ３上流の排気温度に応じて、ＨＣ被毒が生じないように酸化触媒付ＤＰＦ３へ供給されるＨＣ量（エンジン燃焼によるＨＣ量＋ポスト噴射等によるＨＣ量）が調整されるため、速やかに酸化触媒付ＤＰＦ３温度を昇温させることができる。その結果、酸化触媒付ＤＰＦ３上のＰＭの燃焼あるいは排気中の有害成分の浄化が効果的に実現できる。
【００３９】
以上のように、本発明によれば、ＨＣ被毒を未然に防止してＨＣの付着による触媒性能の低下を回避し、また、ＨＣ被毒が発生してしまった場合の回復操作等に伴う燃費の悪化を回避することができる。
【００４１】
なお、ＤＰＦ上流排気温度を用いて上限値を算出する場合、ＤＰＦ上流排気温度は運転条件に応じて大きく変化するため、安定した検出を行うためにサンプルした複数点の平均値を用いることもできる。また、上記実施の形態では、ＨＣ量検出手段が、ＤＰＦ供給ＨＣ量をエンジン運転条件等に基づいて算出するようにしたが、ＨＣ量検出手段としてＨＣセンサを設けてＨＣ量を直接検出することも可能である。さらに、ＨＣ量検出手段を設けず、ＨＣ供給量制御手段が、予めＨＣ被毒を考慮して上限値を越えないようにポスト噴射量を算出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す排気浄化装置の全体構成図である。
【図２】ＤＰＦ上流排気温度とＤＰＦ供給HC量とを両軸にとった図において、ＨＣ被毒が生じる領域を示す図である。
【図３】エンジン回転数と出力トルクを両軸にとった図において、エンジン燃焼によって発生するＨＣ量を示す図である。
【図４】エンジン回転数と出力トルクを両軸にとった図において、各エンジン運転条件におけるポスト噴射量を示す図である。
【図５】ポスト噴射量とポスト噴射燃料のうちシリンダ内で燃焼する分の関係を、エンジン出力トルクをパラメータとして示す図である。
【図６】本発明によるＥＣＵの制御の一例を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の効果を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
１ディーゼルエンジン（内燃機関）
２ａ、２ｂ排気通路
３酸化触媒付ＤＰＦ（排気後処理装置）
４１、４２排気温センサ（温度検出手段）
４３エアフローメータ
５差圧センサ
６ＥＣＵ（ＨＣ供給量制御手段）
６１回転数センサ
６２アクセル開度センサ
７ＥＧＲバルブ
７１ＥＧＲ通路

Claims

内燃機関の排気通路に設置される酸化触媒を担持したＤＰＦと、該ＤＰＦの温度を検出する温度検出手段と、上記ＤＰＦを再生処理するために、ポスト噴射、燃料噴射時期の遅角およびＥＧＲ量の増量の操作のいずれかまたは組み合わせにより上記ＤＰＦに炭化水素を供給するＨＣ供給手段と、上記ＤＰＦに供給されるＨＣ量を、内燃機関の燃焼に基づいて発生する未燃分のＨＣ量と上記ＨＣ供給手段によるＨＣ量の和として算出するＨＣ量検出手段と、上記温度検出手段で検出された上記ＤＰＦの温度に応じて上記ＤＰＦに供給可能なＨＣ量の上限値を決定し、上記ＨＣ量検出手段にて算出されるＨＣ量が上記上限値以下となるように上記ＨＣ供給手段を制御するＨＣ供給量制御手段とを備え、
上記ＨＣ量検出手段は、上記ＨＣ供給手段によるＨＣ量を、上記ＨＣ供給手段の操作に起因して上記ＤＰＦに実際に供給されるＨＣ量とし、上記ＨＣ供給手段の操作量に応じた基本ＨＣ量のうち内燃機関のシリンダ内で燃焼する量を減ずることにより算出し、
上記ＨＣ供給量制御手段は、上記ＨＣ量の上限値を、上記ＤＰＦの温度と、上記ＤＰＦに供給された時にＨＣ被毒を生じることのないＨＣ量の関係に基づいて決定することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
上記ＨＣ量検出手段は、上記ＨＣ供給手段の操作量に応じた基本ＨＣ量のうち内燃機関のシリンダ内で燃焼する量を、内燃機関の運転条件に基づいて算出し、
上記ＨＣ供給量制御手段は、上記ＨＣ量検出手段にて算出されたＨＣ量が上記上限値以下であるかどうかを判定し、否定判定された場合には、上記上限値以下となるまで、上記ＨＣ供給手段によるＨＣ量を減量補正する請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
上記ＨＣ量検出手段は、上記ＨＣ供給手段の操作量に応じた基本ＨＣ量および内燃機関の燃焼に基づいて発生する未燃分のＨＣ量を、内燃機関の運転条件に基づいて算出する請求項２記載の内燃機関の排気浄化装置。
上記温度検出手段で検出される上記ＤＰＦの温度を、上記ＤＰＦの上流側の排気温度とする請求項１ないし３のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。