JP4928335B2 - 排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、排気浄化装置に関するものである。

ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤分と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。

この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。

そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ないため、酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタが採用されている。

即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となる。

ただし、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用した場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、このような低い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞れがある。

そこで、パティキュレートフィルタの前段に、フロースルー型の酸化触媒を別途配置し、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階で前記酸化触媒より上流側の排気ガス中に燃料を添加してパティキュレートフィルタの強制再生を行うことが考えられている。

つまり、パティキュレートフィルタより上流側で添加された燃料（ＨＣ）が前段の酸化触媒を通過する間に酸化反応し、その反応熱で昇温した排気ガスの流入により直後のパティキュレートフィルタの触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタの再生化が図られることになる。

この種の燃料添加を実行するための具体的手段としては、圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を追加することで排出ガス中に燃料を添加すれば良い。

尚、斯かるパティキュレートフィルタの強制再生に関連する先行技術文献情報としては本発明と同じ出願人による下記の特許文献１や特許文献２等がある。
特開２００３−１５５９１５号公報 特開２００３−２２２０４０号公報

しかしながら、従来においては、例えば、パティキュレートフィルタを挟んだ前後に圧力センサを配置して入口側と出口側の差圧を求めることにより過捕集状態を判定したり、走行距離や運転時間等を目安としてパティキュレートフィルタの過捕集状態を判定したりして、走行中に自動制御でパティキュレートフィルタの強制再生を行う設計思想が主流となっているが、強制再生を実行する走行条件が容易に整わない運行形態の車両（都心の渋滞路線を運行するバスや、配送先が密集した地域で配送業務を行うトラック等）では、走行中に自動制御でパティキュレートフィルタの強制再生がかかっても、必ずしも再生が完了しない場合が起こり得るため、このような強制再生を実行する走行条件が容易に整わない運行形態の車両については、車両を停車したアイドリング状態で運転者の手動操作により任意にパティキュレートフィルタの強制再生を実行できるようにすることが提案されている。

また、この種のパティキュレートフィルタの強制再生では、そのパティキュレートの堆積量によって、ディーゼルエンジンの全運転領域でパティキュレートを酸化処理することが可能な範囲と、ある一定の安定した運転領域だけでパティキュレートを酸化処理することが可能な範囲とが存在し、本明細書における説明では、前者を自動制御の強制再生で対応し得る堆積量の範囲を示す自動再生範囲と称し、後者を車両を停車したアイドリング状態を保ちながら運転者の意思により手動操作で強制再生を実行するべき手動再生範囲と称しているが、前述の如き強制再生を実行する走行条件が容易に整わない運行形態の車両では、強制再生が繰り返し中断してしまうことでパティキュレートの堆積量が自動再生範囲を超えて手動再生範囲にまで増加しがちであるため、このような観点からもパティキュレートフィルタの強制再生を手動操作で実行できるようにすることが望まれている。

ところが、パティキュレートフィルタの強制再生を自動制御と手動操作の両面から実行し得る排気浄化装置を車両に実装したとしても、運転者が手動操作を失念したまま不完全な自動制御の強制再生が長期に亘り繰り返されてしまった場合には、パティキュレートの堆積量が強制再生の実行を不可とする再生禁止範囲にまで到達し、車両を販売店等に持ち込んでパティキュレートフィルタを取り外して清掃するといったメンテナンスを施さなければならなくなる虞れがあった。

尚、ここで言うパティキュレートの堆積量の再生禁止範囲とは、強制再生の実行時に多量のパティキュレートが一度に燃焼することでパティキュレートフィルタの耐久性に悪影響を及ぼしかねない高温燃焼を招き得る堆積量レベル以上の範囲（手動再生範囲を上まわる範囲）のことを指している。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、パティキュレートフィルタの強制再生を手動操作で行うべき運転条件が整った時に、運転者が手動操作を失念していても、自動的に強制再生が実行されるようにした排気浄化装置を提供することを目的としている。

本発明は、前段に酸化触媒を備えて排気管途中に介装された触媒再生型のパティキュレートフィルタと、前記酸化触媒より上流側で排気ガス中に燃料を添加する燃料添加手段とを備え、該燃料添加手段で添加した燃料が前記酸化触媒上で酸化反応した時の反応熱により捕集済みパティキュレートを燃焼させて前記パティキュレートフィルタの強制再生を図り得るようにした排気浄化装置であって、前記パティキュレートフィルタ内のパティキュレートの堆積量を推定する堆積量推定手段と、該堆積量推定手段によりパティキュレートの堆積量が自動再生範囲にあると推定されている条件下でその堆積量の程度に応じて前記燃料添加手段による燃料添加を自動的に実行せしめる制御装置と、エンジンがアイドリング状態にある条件下で前記燃料添加手段による燃料添加を運転者の手動操作により任意に実行せしめる操作手段とを備え、前記堆積量推定手段によりパティキュレートの堆積量が自動再生範囲を超えた手動再生範囲にあると推定されている条件下で且つエンジンがアイドリング状態で所定時間経過しても前記操作手段が手動操作されない時に自動的に前記燃料添加手段による燃料添加を実行せしめるように前記制御装置を構成したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、運転者が手動操作を失念していても、パティキュレートの堆積量が自動再生範囲を超えた手動再生範囲にあると推定されている条件下でエンジンがアイドリング状態で所定時間経過すると、制御装置により自動的に燃料添加手段による燃料添加が実行され、その添加燃料がパティキュレートフィルタの前段の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱で昇温した排気ガスの流入により直後のパティキュレートフィルタの触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃焼除去され、パティキュレートフィルタの再生化が図られる。

また、運転者の意志でパティキュレートフィルタの強制再生を行いたい場合に、運転者が車両をアイドリング停車して操作手段を操作すれば、制御装置により燃料添加手段による燃料添加が任意に実行され、その添加燃料がパティキュレートフィルタの前段の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱で昇温した排気ガスの流入により直後のパティキュレートフィルタの触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃焼除去され、パティキュレートフィルタの再生化が図られる。

更に、パティキュレートの堆積量が堆積量推定手段により自動再生範囲にあると推定されている条件下では、その堆積量の程度に応じ走行中に制御装置により燃料添加手段による燃料添加が自動的に実行され、その添加燃料がパティキュレートフィルタの前段の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱で昇温した排気ガスの流入により直後のパティキュレートフィルタの触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃焼除去され、パティキュレートフィルタの再生化が図られる。

更に、本発明をより具体的に実施するにあたっては、エンジンの燃料噴射装置を燃料添加手段として採用し、制御装置により気筒内への燃料噴射を制御して排気ガス中に未燃燃料分を多く残すことで燃料添加を実行させるように構成すると良い。

また、本発明においては、アイドリング状態でのパティキュレートフィルタの強制再生時に通常のアイドリング時よりエンジンの回転数を上げるべく制御装置により気筒内への燃料噴射を制御してメイン噴射の一回当たりの噴射量を増加させるように構成することが好ましく、このようにすれば、エンジンの回転数が通常のアイドリング時より高くなることで排気ガスの温度及び流量が強制再生に適したレベルまで引き上げられる。

更に、本発明において、アイドリング判定手段は、エンジンの回転数を検出する回転センサと、エンジンの負荷を検出する負荷センサ，ギヤ位置がニュートラルポジションにあることを検出するニュートラルスイッチ，サイドブレーキが引かれていることを検出するサイドブレーキスイッチ，車速を検出する車速センサのうちの何れか一つ以上との組み合わせにより構成することが可能である。

また、本発明においては、エンジンからの排気流量を適宜に絞り込む排気絞り手段を備え、アイドリング状態でのパティキュレートフィルタの強制再生時に前記排気絞り手段を閉作動せしめるように構成すると良く、この排気絞り手段は、例えば、排気管途中に装備されている排気ブレーキ等で構成することが可能である。

このようにすれば、アイドリング状態でのパティキュレートフィルタの強制再生時に排気絞り手段により排気流量が絞り込まれ、これより上流側の排気ガスが昇圧されることで排気温度の上昇が図られ、しかも、エンジンの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行程で圧縮されて爆発行程を迎えることでも更なる排気温度の上昇が図られる。

上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１、２、３、４に記載の発明によれば、運転者が手動操作を失念していても、パティキュレートの堆積量が自動再生範囲を超えた手動再生範囲にあると推定されている条件下でエンジンがアイドリング状態で所定時間経過した時に、制御装置によるバックアップで自動的に強制再生が実行されてパティキュレートフィルタの再生化が図られるので、運転者の失念により手動操作が行われないままパティキュレートの堆積量が強制再生の実行を不可とする再生禁止範囲まで到達してしまうといった不具合を防止することができ、車両を販売店等に持ち込んでパティキュレートフィルタを取り外して清掃しなければならなくなるような事態を未然に回避することができる。

（ＩＩ）本発明の請求項５、６に記載の発明によれば、アイドリング状態でのパティキュレートフィルタの強制再生時に排気絞り手段により排気流量を絞り込むことで排気温度の更なる上昇を図ることができ、車両が停車したアイドリング状態で行われるパティキュレートフィルタの強制再生を助勢することができる。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例の排気浄化装置においては、図１に示す如く、自動車のディーゼルエンジン１（エンジン）から排気マニホールド２を介して排出された排気ガス３が流通している排気管４の途中に、前段に酸化触媒５を備えた触媒再生型のパティキュレートフィルタ６がフィルタケース７により抱持されて介装されている。

即ち、このフィルタケース７の内部には、図２に拡大して示す如きパティキュレートフィルタ６が収容されており、このパティキュレートフィルタ６は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路６ａの入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路６ａについては、その出口が目封じされるようになっており、各流路６ａを区画する多孔質薄壁６ｂを透過した排気ガス３のみが下流側へ排出されるようにしてあり、また、斯かるパティキュレートフィルタ６の前段には、図３に一部を切り欠いて示す如きフロースルー型の酸化触媒５が付帯装備されている。

そして、フィルタケース７の入口側に圧力センサ８が装備され、該圧力センサ８の圧力信号８ａがエンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置９に対し入力されるようになっており、この制御装置９においては、圧力センサ８からの圧力信号８ａに基づきパティキュレートフィルタ６の入口側と出口側との圧力差（出口側の圧力損失は予め初期設定されている）を演算し、その圧力差に基づいてパティキュレートフィルタ６内におけるパティキュレートの堆積量を推定するようになっている。

即ち、ここに図示している例では、パティキュレートフィルタ６内におけるパティキュレートの堆積量を推定する堆積量推定手段が圧力センサ８と制御装置９とにより構成されるようになっているが、このようなパティキュレートの堆積量を推定する手段には各種の方式があり、例えば、ディーゼルエンジン１の現在の運転状態に基づくパティキュレートの基本的な発生量を推定し、この基本的な発生量に対しパティキュレートの発生にかかわる各種の条件を考慮した補正係数を掛け且つ現在の運転状態におけるパティキュレートの処理量を減算して最終的な発生量を求め、この最終的な発生量を時々刻々積算してパティキュレートの堆積量を推定することも可能である。

また、ここに図示している制御装置９は、エンジン制御コンピュータを兼ねていることから燃料の噴射に関する制御も担うようになっており、より具体的には、アクセル開度をディーゼルエンジン１の負荷として検出するアクセルセンサ１１（負荷センサ）からのアクセル開度信号１１ａと、ディーゼルエンジン１の機関回転数を検出する回転センサ１２からの回転数信号１２ａとに基づき、ディーゼルエンジン１の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置１０に向け燃料噴射信号１０ａが出力されるようになっている。

尚、前記燃料噴射装置１０は、各気筒毎に装備される複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が前記燃料噴射信号１０ａにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング（開弁時期）及び噴射量（開弁時間）が適切に制御されるようになっている。

他方、前記制御装置９では、アクセル開度信号１１ａ及び回転数信号１２ａに基づき通常モードの燃料噴射信号１０ａが決定されるようになっている一方、パティキュレートフィルタ６の強制再生を行うべき時に通常モードから再生モードに切り替わり、圧縮上死点（クランク角０゜）付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行うような噴射パターンの燃料噴射信号１０ａが決定されるようになっている。

つまり、本形態例においては、燃料噴射装置１０がパティキュレートフィルタ６の強制再生のための燃料添加手段としての機能を果たすようになっており、前述のようにメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射が行われると、このポスト噴射により排気ガス３中に未燃の燃料（主としてＨＣ：炭化水素）が添加されることになり、この未燃の燃料がパティキュレートフィルタ６の前段の酸化触媒５上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上昇してパティキュレートフィルタ６内のパティキュレートが燃焼除去されることになる。

更に、キャブ１３内のインストルメントパネルには、前記制御装置９でパティキュレートフィルタ６内の堆積量が手動再生範囲に到達したものと判定された時に前記制御装置９からの警告信号１４ａを受けて点灯する警告ランプ１４と、ディーゼルエンジン１がアイドリング状態にある条件下で前記燃料噴射装置１０による燃料添加を運転者の手動操作により任意に実行させるための操作手段を成す再生ボタン１５とが夫々設けられている。

そして、前記制御装置９では、圧力センサ８からの圧力信号８ａに基づいて推定されたパティキュレートの堆積量が許容レベルを超えているか否が判断され、許容レベルを超えている場合に、パティキュレートの堆積量が自動再生範囲にあることを確認した上、温度センサ１６からの温度信号１６ａに基づきパティキュレートフィルタ６の入口排気温度が所定温度以上の条件となるのを待って燃焼噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わり、自動制御によるパティキュレートフィルタ６の強制再生が開始されるようになっている。

ただし、パティキュレートの堆積量が許容レベルを超えていても、その堆積量が既に自動再生範囲を超えた手動再生範囲にまで到達していると判定された際には、燃焼噴射制御が再生モードへ切り替わることなく通常モードのまま維持され、制御装置９から警告信号１４ａが出力されてインストルメントパネルの警告ランプ１４が点灯し、運転者に対し手動操作によるパティキュレートフィルタ６の強制再生の必要性が報知されるようにしてある。

そして、ディーゼルエンジン１がアイドリング状態にある条件下で運転者により再生ボタン１５が操作されて再生指令信号１５ａが制御装置９に入力された際には、温度センサ１６からの温度信号１６ａに基づきパティキュレートフィルタ６の入口排気温度が所定温度以上の条件となるのを待って燃焼噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わるが、斯かる手動操作によるパティキュレートフィルタ６の強制再生では、通常のアイドリング時より回転数を上げるべく圧縮上死点（クランク角０゜）付近で行われていたメイン噴射の一回当たりの噴射量を増加し且つ該メイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射を追加するような噴射パターンの燃料噴射信号１０ａが出力されるようになっている。

つまり、アイドリング停車時にパティキュレートフィルタ６の強制再生を行う場合には、排気ガス３の温度及び流量が低すぎて良好にパティキュレートの燃焼除去を行うことが難しいため、メイン噴射の一回当たりの噴射量を増加することで通常のアイドリング時より回転数を上げ、これによりエネルギー投入量を増やして排気ガス３の温度及び流量を強制再生に適したレベルまで引き上げるようにしてある。

そして、以上に述べた如き再生ボタン１５の手動操作で任意にパティキュレートフィルタ６の強制再生を実行し得るようにした排気浄化装置に関し、本形態例においては、パティキュレートの堆積量が自動再生範囲を超えた手動再生範囲にあると推定されている条件下で且つディーゼルエンジン１がアイドリング状態で所定時間経過しても前記再生ボタン１５が手動操作されない時に、自動的に燃焼噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わり、前記再生ボタン１５が手動操作された時と同様の強制再生が開始されるようにしてある。

尚、本形態例における制御装置９には、先に説明したアクセルセンサ１１，回転センサ１２のほか、ギヤ位置がニュートラルポジションにあることを検出するニュートラルスイッチ１７、サイドブレーキが引かれていることを検出するサイドブレーキスイッチ１８、車速を検出する車速センサ１９の夫々からの検出信号１７ａ，１８ａ及び車速信号１９ａも制御装置９に入力されるようになっており、これらの信号に基づき車両がアイドリング状態にあるか否かが前記制御装置９にて判定されるようになっている。

即ち、前記制御装置９においては、回転センサ１２により比較的低い所定の回転数域であることが確認され、アクセルセンサ１１によりアクセルオフ（負荷が零）が確認され、ニュートラルスイッチ１７によりギヤ位置がニュートラルポジションにあることが確認され、サイドブレーキスイッチ１８によりサイドブレーキが引かれていることが確認され、車速センサ１９により車速が零であることが確認された時に現在の運転状態がアイドリング状態にあると判定するようになっている。

ただし、アイドリング状態の判定にあたっては、これらのセンサ類やスイッチ類からの信号を必ずしも全て必要とするわけではなく、少なくとも回転センサ１２と、アクセルセンサ１１，ニュートラルスイッチ１７，サイドブレーキスイッチ１８，車速センサ１９の何れかとの組み合わせによりアイドリング判定手段を構成することが可能である。

また、パティキュレートフィルタ６より上流側の適宜位置には、排気管４の流路を適宜な開度に絞り込む開度調整可能な排気ブレーキ２０が装備されており、該排気ブレーキ２０は、制御装置９からの開度指令信号２０ａにより開度制御されるようになっているが、本形態例においては、制御装置９にて再生モードが選択された際に、排気ブレーキ２０に対し本来の作動から独立した別の作動を指令し、後述する如き排気温度を上げるための排気絞り手段として排気ブレーキ２０を活用できるようにしてある。

而して、このように排気浄化装置を構成すれば、警告ランプ１４が点灯して運転者に対し手動操作によるパティキュレートフィルタ６の強制再生の必要性が報知されているにもかかわらず、運転者が配送業務等に没頭するあまり手動操作を失念してしまうような事態が生じても、アイドリング停止の状態のまま所定時間放置された時に制御装置９により自動的に燃焼噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わり、前記再生ボタン１５が手動操作された時と同様に強制再生が開始されることになる。

より具体的には、燃料噴射制御におけるメイン噴射の一回当たりの噴射量が増加されてディーゼルエンジン１の回転数が通常のアイドリング時より高くなると共に、メイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射が行われる結果、排気ガス３の温度及び流量が強制再生に適したレベルまで引き上げられると共に、排気ガス３中に未燃の燃料が添加されて該燃料がパティキュレートフィルタ６表面の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上昇してパティキュレートフィルタ６内のパティキュレートが燃焼除去され、パティキュレートフィルタ６の再生化が図られることになる。

特に本形態例においては、制御装置９が通常モードから再生モードに切り替えられた際に、制御装置９から閉作動指令を開度指令信号２０ａとして受けた排気ブレーキ２０により排気流量が絞り込まれ、これより上流側の排気ガス３が昇圧されることで排気温度の上昇が図られる。

即ち、排気ガス３の温度Ｔと、排気圧力Ｐと、流量Ｖとには、下記の関係式
Ｐ・Ｖ／Ｔ＝一定
が決まっており、排気流路を絞り込んで排気圧力Ｐを大きくして流量Ｖを一定に保てば、所定の運転状態に関して排気ガス３の温度Ｔが大きく上昇することになる。

しかも、ディーゼルエンジン１の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３の残留量が増加し、この比較的温度の高い排気ガス３を多く含む気筒内の空気が次の圧縮行程で圧縮されて爆発行程を迎えることでも更なる排気温度の上昇が図られる。

また、警告ランプ１４が点灯して運転者に対し手動操作によるパティキュレートフィルタ６の強制再生の必要性が報知された際に、これを運転席で確認した運転者が車両をアイドリング停車してインストルメントパネルの再生ボタン１５を押せば、前述と同様の強制再生が運転者の意志により任意に開始されることになる。

尚、パティキュレートの堆積量が許容レベルを超えている場合に、その堆積量が自動再生範囲にあると制御装置９で判定された場合には、温度センサ１６からの温度信号１６ａに基づきパティキュレートフィルタ６の入口排気温度が所定温度以上の条件となるのを待って燃焼噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わり、走行中に自動制御によるパティキュレートフィルタ６の強制再生が開始されることになる。

従って、上記形態例によれば、運転者が手動操作を失念していても、パティキュレートの堆積量が自動再生範囲を超えた手動再生範囲にあると推定されている条件下でディーゼルエンジン１がアイドリング状態で所定時間経過した時に、制御装置９によるバックアップで自動的に強制再生が実行されてパティキュレートフィルタ６の再生化が図られるので、運転者の失念により手動操作が行われないままパティキュレートの堆積量が強制再生の実行を不可とする再生禁止範囲まで到達してしまうといった不具合を防止することができ、車両を販売店等に持ち込んでパティキュレートフィルタ６を取り外して清掃しなければならなくなるような事態を未然に回避することができる。

また、特に本形態例においては、アイドリング状態でのパティキュレートフィルタ６の強制再生時に排気ブレーキ２０により排気流量を絞り込むことで排気温度の更なる上昇を図ることができ、車両が停車したアイドリング状態で行われるパティキュレートフィルタの強制再生を助勢することができる。

尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、先の形態例においては、燃料添加手段として燃料噴射装置を採用し、圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加するようにしているが、気筒内へのメイン噴射の時期を通常より遅らせることで排気ガス中に燃料を添加するようにしても良く、更には、このように気筒内への燃料噴射を制御して排気ガス中に未燃燃料分を多く残すことにより燃料添加を行う手段だけでなく、排気管の適宜位置（排気マニホールドでも可）に燃料添加手段としてインジェクタを貫通装着し、このインジェクタにより排気ガス中に燃料を直噴して添加するようにしても良いこと、また、排気ガスの更なる昇温化を図る目的でメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を追加するようにしても良いこと、更には、排気流量を適宜に絞り込む排気絞り手段には必ずしも排気ブレーキを利用しなくても良く、排気管の途中に排気絞り弁を別途配設するようにしても良いこと、また、筒内燃焼を悪化させて排出温度を上昇させるべく吸気流量を適宜に絞り込む吸気絞り手段を用いることも可能であること、アイドリング状態の判定にあたっては、より確実な判定を行う目的でクラッチ信号等の更なる別の信号を考慮するようにしても良いこと、燃料添加手段を任意に作動せしめる操作手段は再生ボタン以外にスイッチ形式のものであっても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。 図１のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。 図１の酸化触媒の一部を切り欠いて示す斜視図である。

符号の説明

１ ディーゼルエンジン（エンジン）
３ 排気ガス
４ 排気管
５ 酸化触媒
６ パティキュレートフィルタ
８ 圧力センサ（堆積量推定手段）
９ 制御装置（制御装置：堆積量推定手段）
１０ 燃料噴射装置（燃料添加手段）
１１ アクセルセンサ（負荷センサ：アイドリング判定手段）
１２ 回転センサ（アイドリング判定手段）
１５ 再生ボタン（操作手段）
１７ ニュートラルスイッチ（アイドリング判定手段）
１８ サイドブレーキスイッチ（アイドリング判定手段）
１９ 車速センサ（アイドリング判定手段）
２０ 排気ブレーキ（排気絞り手段手段）

Claims (6)

1. 前段に酸化触媒を備えて排気管途中に介装された触媒再生型のパティキュレートフィルタと、前記酸化触媒より上流側で排気ガス中に燃料を添加する燃料添加手段とを備え、該燃料添加手段で添加した燃料が前記酸化触媒上で酸化反応した時の反応熱により捕集済みパティキュレートを燃焼させて前記パティキュレートフィルタの強制再生を図り得るようにした排気浄化装置であって、前記パティキュレートフィルタ内のパティキュレートの堆積量を推定する堆積量推定手段と、該堆積量推定手段によりパティキュレートの堆積量が自動再生範囲にあると推定されている条件下でその堆積量の程度に応じて前記燃料添加手段による燃料添加を自動的に実行せしめる制御装置と、エンジンがアイドリング状態にある条件下で前記燃料添加手段による燃料添加を運転者の手動操作により任意に実行せしめる操作手段とを備え、前記堆積量推定手段によりパティキュレートの堆積量が自動再生範囲を超えた手動再生範囲にあると推定されている条件下で且つエンジンがアイドリング状態で所定時間経過しても前記操作手段が手動操作されない時に自動的に前記燃料添加手段による燃料添加を実行せしめるように前記制御装置を構成したことを特徴とする排気浄化装置。
2. エンジンの燃料噴射装置を燃料添加手段として採用し、制御装置により気筒内への燃料噴射を制御して排気ガス中に未燃燃料分を多く残すことで燃料添加を実行させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
3. アイドリング状態でのパティキュレートフィルタの強制再生時に通常のアイドリング時よりエンジンの回転数を上げるべく制御装置により気筒内への燃料噴射を制御してメイン噴射の一回当たりの噴射量を増加させるように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
4. エンジンの回転数を検出する回転センサと、エンジンの負荷を検出する負荷センサ，ギヤ位置がニュートラルポジションにあることを検出するニュートラルスイッチ，サイドブレーキが引かれていることを検出するサイドブレーキスイッチ，車速を検出する車速センサのうちの何れか一つ以上との組み合わせから成るアイドリング判定手段を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の排気浄化装置。
5. エンジンからの排気流量を適宜に絞り込む排気絞り手段を備え、アイドリング状態でのパティキュレートフィルタの強制再生時に前記排気絞り手段を閉作動せしめるように構成したことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の排気浄化装置。
6. 排気絞り手段が排気ブレーキで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の排気浄化装置。

Images