KR20030022042A - 엔진의 배기 정화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 배기 정화 장치는 산화촉매(43)와, 그을음이 퇴적하는 파티큘레이트 필터(44)와, 필터(44)의 상류측 배기 가스 온도를 검출하는 온도 센서(53)를 구비하고 있다. 엔진(10)의 흡기계(13)에, 배기 가스를 흡기계(13)에 환류하는 EGR 밸브(23)가 설치되어 있다. 파티큘레이트 필터(44)의 재생시에, 산화촉매(43)가 활성 온도 이하인 것이 검출되었을 때, 엔진(10)의 메인 연료 분사의 분사 시기를 지연시키고 또한, EGR 가스 환류량을 증량시키는 것으로, 산화촉매(43)를 승온시킴으로써, 연비를 악화시키지 않고 산화촉매를 승온시키고, 파티큘레이트 필터의 그을음을 효율 좋게 재연소시킨다.

Description

엔진의 배기 정화 장치{Exhaust emission control device for engine}
본 발명은 디젤 엔진의 배기를 정화하기 위한 배기 정화 장치에 관한 것이다.
디젤 엔진에 있어서, 그 배기를 정화하기 위한 장치로서, 산화촉매와 파티큘레이트 필터를 이용하는 연속 재생식 DPF(Diesel particulate filter)가 알려져 있다. 이 종류의 정화 장치는 배기 중의 NO를 산화촉매에 의해서 산화시켜 NO2로 변화시키고, NO2에 의해서 파티큘레이트 필터 중의 그을음(soot; 주로, 탄소)을 비교적 낮은 온도 범위에서 연소시킬 수 있다.
상기 연속 재생식 DPF에 있어서, 파티큘레이트 필터에 그을음이 지나치게 퇴적되면, 엔진 출력이 저하될 뿐만 아니라 그을음 연소시의 이상 고온에 의해서, 파티큘레이트 필터가 용손될 우려가 있다. 이 때문에 어떠한 승온수단에 의해서 파티큘레이트 필터를 승온시켜서, 퇴적된 그을음을 정확한 타이밍에 강제적으로 연소(즉, 강제 재생)시킬 필요가 있다. 강제 재생의 수단으로서, 엔진의 팽창 행정에서의 연료의 분사(소위, 포스트 분사)를 하는 것이 알려져 있다.
또한, 일본 특개평 07-259533호 공보에, 산화촉매를 파티큘레이트 필터에 보유하고, 산화촉매의 불활성시(저온시)에 엔진의 팽창 행정 혹은 배기 행정에서의 연료 분사량을 증량시킴으로써, 산화촉매를 승온시키는 기술이 기재되어 있다.
그렇지만 상기 종래 기술에서는 산화촉매를 승온시키기 위해서 여분의 연료를 사용하기 때문에 연비가 악화된다는 문제가 있다. 더욱이, 산화촉매의 온도가 낮은 엔진 저온시나 저부하 운전시에 있어서는 분사된 연료가 산화촉매에서 반응하기 어렵고, 양호한 승온 효과를 얻을 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 산화촉매를 효과적으로 승온시킬 수 있으며 또한 연비의 악화를 억제할 수 있는 배기 정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 엔진의 배기 정화 장치에서는 파티큘레이트 필터의 재생 처리를 하는 경우에, 상기 파티큘레이트 필터의 상류측 배기 통로에 설치된 산화촉매의 온도가 소정치 이하일 때에는 엔진의 연료 분사에 있어서의 메인 분사의 분사 시기의 지연과 배기 가스 환류량의 증대 중 적어도 한쪽을 실시하고, 그 후 산화촉매에 의해서 산화되는 성분을 산화촉매에 공급하여 파티큘레이트 필터의 재생 처리를 하도록 구성된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배기 정화 장치를 구비한 엔진의 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배기 정화 장치의 처리 내용을 도시하는 플로우차트.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배기 정화 장치의 연료 분사 시기의 지연량을 구하는데 이용하는 맵을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배기 정화 장치의 EGR 개방도를 구하는데 이용하는 맵을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배기 정화 장치의 포스트 분사량을 구하는데 이용하는 맵을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배기 정화 장치의 포스트 분사 시기를 구하는데 이용하는 맵을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기 정화 장치의 처리 내용을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기 정화 장치의 기본 EGR 개방도를 구하는데 이용하는 맵을 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기 정화 장치의 EGR의 개방도 보정량을 구하는데 이용하는 맵을 도시하는 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 배기 정화 장치11 : 엔진
12 : 엔진 본체13 : 흡기계
14 : 배기계15 : EGR 장치
16 : 제어부20 : 피스톤
21 : 연소실22 : 연료 분사 밸브
23 : EGR 밸브24 : EGR 쿨러
25 : 액추에이터30 : 흡기관
31 : 압축기32 : 인터쿨러
33 : 스로틀34 : 액추에이터
40 : 배기관41 : 터빈
42 : 셔터43 : 산화촉매
44 : 파티큘레이트 필터45 : 외위기
51, 52 : 압력 센서53 : 온도 센서
54 : 엔진 회전수 센서55 : 분사량 검출기
이하, 본 발명을 구체화한 엔진의 배기 정화 장치의 일실시예를 설명한다.
도 1에 배기 정화 장치(10)를 구비한 디젤 엔진(11)을 모식적으로 도시한다. 이 엔진(11)은 엔진 본체(12)와, 흡기계(13) 및 배기계(14)와, EGR 장치(15)와, 마이크로 컴퓨터 등을 사용한 제어부(16; 컨트롤 유닛) 등을 구비하고 있다.
엔진 본체(12)는 피스톤(20)과, 연소실(21)과, 연료 분사 밸브(22) 등을 포함하고 있다. EGR 장치(15)는 EGR 밸브(23)와, EGR 쿨러(24)와, 액추에이터(25) 등을 포함하고 있다. 제어부(16)는 액추에이터(25)를 제어함으로써, EGR 밸브(23)의 개방도를 정확하게 또한 응답성 좋게 변화시킬 수 있으며, 엔진(11)의 흡기계(13)에 환류되는 배기 가스의 환류량을 제어할 수 있다.
흡기계(13)는 흡기관(30)과, 압축기(31; compressor)와, 인터쿨러(32)와, 스로틀(33) 등을 포함하고 있다. 스로틀(33)은 액추에이터(34)에 의해서 개방도를 변화시킬 수 있다. 배기계(14)는 배기관(40)과, 터빈(41)과, 셔터(42)와, 산화촉매(43)와, 파티큘레이트 필터(44; 이하, 필터)와, 외위기(45; 外圍器) 등을 포함하고 있다.
외위기(45)에 산화촉매(43)와 필터(44)가 수납되어 있다. 배기관(40)과 외위기(45)는 배기 통로로서 기능한다. 그리고, 산화촉매(43)는 이 배기 통로에 있어서 필터(44)보다도 상류측에 배치되어 있다. 압축기(31)와 터빈(41)은 서로 일체로 회전한다. 셔터(42)는 액추에이터(46)에 의해서 개방도를 변화시킬 수 있다.
필터(44)의 전후 차압을 검출하기 위해서, 필터(44)의 상류측에 제 1 압력 센서(51)가 설치되고, 필터(44)의 하류측에 제 2 압력 센서(52)가 설치되어 있다. 이 센서(51, 52)는 차압 검출수단의 일례이다.
산화촉매(43)와 필터(44) 사이에 본 발명에서 설명하는 온도 검출수단의 일례로서의 온도 센서(53)가 설치되어 있다. 이 온도 센서(53)는 필터 입구 온도 즉 필터(44)의 직상류의 배기 가스 온도를 검출하는 기능을 구비하고 있고, 본 발명에서 설명하는 필터 근방의 배기 가스 온도를 측정 또는 추정하는 배기 가스 온도 검출수단을 구성한다. 또, 이 온도 센서(53)의 측정 결과 등에 기초하여 필터(44)의 온도를 추정하도록 하여도 좋다. 또한, 본 발명에서 설명하는 촉매 온도 검출수단은 산화촉매(43)의 온도를 직접적으로 측정하도록 구성되어도 좋지만, 이 온도 센서(53)에 의한 측정 결과 등에 기초하여, 산화촉매(43)의 온도(입구 온도)를 추정하도록 구성되어 있다.
제어부(16)는 마이크로 프로세서 등의 연산 기능을 갖는 전자부품 등으로 구성되고, 하기의 맵(M1, M2, M3, M4)을 기억하는 메모리를 포함하고 있다. 이 제어부(16)에는 운전상태 검출수단의 일례인 엔진 회전수 센서(54)와 분사량 검출기(55)가 접속되어 있다. 운전상태 검출수단으로서, 엔진 회전수 센서(54) 이외에, 흡입 공기량 혹은 배출가스 공연비 중 적어도 하나를 검출하도록 하여도 좋다.
제어부(16)는 필터(44)에 의해서 포집된 그을음(파티큘레이트)의 퇴적량(포집량)을 추정한다. 이 퇴적량을 추정하기 위해서, 제어부(16)는 압력 센서(51, 52)에 의해서 검출되는 차압과, 온도 센서(53)의 검출 온도와, 엔진 회전수 센서(54)에 의해서 검출되는 엔진 회전수에 기초하여, 미리 작성된 맵(도시 생략)으로부터 제 1 추정 퇴적량을 구한다.
또한 제어부(16)는 엔진 회전수 센서(54)에 의해서 검출되는 엔진 회전수와, 분사량 검출기(55)로부터 입력한 연료 분사량에 기초하여, 미리 작성된 별도의 맵(도시 생략)으로부터 제 2 추정 퇴적량(전회의 강제 재생 종료 후부터의 누적치)을 구한다.
제어부(16)는 EGR 밸브(23)의 액추에이터(25)의 작동을 제어하는 기능을 구비하며, 또한, 연료 분사 밸브(22)의 분사량 및 분사 시기를 제어하는 기능도 구비하고 있다. 즉, 이 제어부(16)는 EGR 제어수단(배기 가스 환류량 제어수단)으로서 기능하는 동시에 엔진(11)의 연료 분사를 제어하는 연료 분사 제어수단으로서도 기능한다. 또, 제어부(16)는 연료 분사 제어수단으로서 메인 분사 및 포스트 분사를제어하는 기능도 구비하고 있다.
여기서 설명하는 메인 분사는 엔진(11)의 운전상태에 따라서, 엔진 본체(12)의 압축 행정에서 연료를 분사하는 통상의 연료 분사 조작이다. 포스트 분사는 엔진 본체(12)의 팽창 행정 혹은 배기 행정에 있어서, 연료 분사 밸브(22)로부터 연소실(21) 내에 연료를 분사하는 조작이다.
다음에 상기 배기 정화 장치(10)의 작용에 대해서 설명한다.
엔진(11)이 운전되면, 배기 중에 포함되는 그을음이 필터(44)에 포착된다. 또한, 배기 중의 NO가 산화촉매(43)에 의해서 산화되어 NO2로 변화한다. 이 NO2에 의해서, 필터(44) 중의 그을음이 비교적 낮은 온도 단계(예를 들면 270℃ 내지 350℃ 전후)에서 연소함으로써, 필터(44)의 연속 재생이 행하여진다. 즉, 배기 중의 NO가 산화촉매에 공급되면, 이 NO(성분)가 산화촉매에 의해서 산화되어 NO2로 변화하고, 이 NO2(산화제)가 필터(44)에 공급됨으로써 필터(44)에 퇴적되어 있는 그을음이 연소 제거되어 필터(44)가 재생된다.
산화촉매(43)의 산소의 변환 효율은 어떤 온도 단계(예를 들면 200℃ 이상의 활성 온도 단계)에서 최대가 되기 때문에, 배기 온도가 이 온도 단계에 있으면 NO2에 의해서 그을음이 연소하여 연속 재생을 할 수 있다.
배기 온도가 상기 활성 온도의 피크치보다도 약간 낮은 경우에는, 산화촉매(43)의 변환 효율을 높이기 위해서, 산화촉매(43)의 온도를 상기 피크치 부근까지 높이는 제어(연속 재생 서포트 처리)가 행하여진다. 연속 재생 서포트 처리는 예를 들면 셔터(42)를 어느 정도 조여, 배기 온도를 높임으로써 행하여진다.
필터(44)에 포집되는 그을음의 퇴적량이 소정치(예를 들면 퇴적량이 25그램)를 초과했을 때(강제 재생 개시 조건이 성립하였을 때), 도 2의 플로우차트에 따라서 강제 재생이 개시된다. 이 실시예의 경우, 상술한 제 1 추정 퇴적량과 제 2 추정 퇴적량 중 적어도 한쪽이 상기 소정치를 넘었을 때에 강제 재생 조건이 성립한다고 판단되어, 강제 재생(재생 처리)이 개시된다.
강제 재생이 행하여질 때, 도 2 중의 스텝 S1에 있어서, 온도 센서(53)에 의해서 검출하는 배기 가스 온도가 산화촉매(43)의 활성 온도(예를 들면 200℃) 이하인지의 여부가 판단된다. 여기서 배기 가스 온도가 산화촉매(43)의 활성 온도 이하인 경우, 스텝 S2의 촉매 승온 처리로 이행한다.
스텝 S2에서는 촉매를 승온시키기 위해서, 메인 분사의 분사 시기를 늦추는 조작(리타드(retard) 제어)과 EGR 밸브(23)의 개방도를 크게 하는 조작(EGR 제어) 중 적어도 한쪽이 행하여진다. 리타드 제어에 의해, 피스톤(20)의 압축 행정 말기에 연료 분사 밸브(22)가 분사하는 연료의 분사 시기가 지연되게 된다. 이 리타드 제어의 지연량은 도 3에 도시하는 맵 M1로부터 엔진 회전 속도와 엔진 부하(메인 분사량)에 기초하여 설정된다. 예를 들면 엔진 회전 속도가 낮고 엔진 부하가 클(메인 분사량이 많음) 수록, 리타드량(지연량)이 크게 설정된다. 그리고, 메인 분사의 분사 시기가 지연됨으로써, 실린더 내에서의 열 발생의 피크가 지연되어 배기 가스 온도가 상승되게 되고, 이 배기 가스 온도는 리타드량에 따라서 상승된다.
한편, EGR 밸브(23)의 개방도가 커지면, 흡기계(13)로 되돌려지는 배기 가스환류량이 증량하게 된다. EGR 밸브(23)의 개방도는 도 4에 도시하는 맵 M2에 도시되는 바와 같이, 엔진 회전 속도와 엔진 부하에 기초하여 설정된다. 예를 들면 엔진 회전 속도가 낮게 엔진 부하가 작을(메인 분사량이 적음) 수록, EGR 밸브(23)의 개방도가 크게 설정된다. EGR 가스의 환류량이 증가하면, 산화촉매(43)에 도달하는 배기 가스의 온도가 상승한다.
이와 같이 스텝 S2에 있어서 리타드 제어와 EGR 제어를 하는 제어부(16)와, 본 발명에서 설명하는 필터 재생수단의 제어수단으로서 기능한다.
스텝 S3에 있어서, 산화촉매(43)의 입구 온도(촉매 온도)가 산화촉매(43)의 활성 온도를 초과한 경우, 스텝 S4에서 약간의 시간 지연(딜레이 타임)을 거치고 나서, 스텝 S5로 이행한다. 상기 스텝 S3에 있어서, 산화촉매(43)의 입구 온도가 산화촉매(43)의 활성 온도를 초과하지 않으면, 스텝 S2의 촉매 승온 처리를 속행한다.
스텝 S5에서는 필터(44)를 승온시키기 위한 준비로서, 포스트 분사량과 포스트 분사 시기의 설정이 행하여진다. 이 실시예에서 포스트 분사는 연료가 피스톤(20)의 팽창 행정 또는 배기 행정에 있어서 분사되는 것이다.
포스트 분사량은 도 5에 도시하는 맵 M3으로부터 엔진 회전 속도와 엔진 부하(메인 분사량)에 기초하여 설정된다. 예를 들면 엔진 회전 속도가 낮고 메인 분사량이 적어질수록, 포스트 분사량을 증량시킨다. 또한, 포스트 분사 시기는 도 6에 도시하는 맵 M4로부터 엔진 회전 속도와 엔진 부하(메인 분사량)에 기초하여 설정된다. 예를 들면 엔진 회전 속도가 높고 메인 분사량이 적어질수록, 상사점으로부터의 지연량이 크게 설정된다.
즉, 이 실시예의 경우, 제어부(16)는 포스트 분사를 실시하도록 연료 분사 제어수단을 제어하는 필터 재생수단의 제어수단으로서도 기능한다.
상기 스텝 S5를 거친 후, 스텝 S6에 있어서 강제 재생이 개시된다. 이 강제 재생에서는 필터(44)를 승온시키기 위해서 포스트 분사가 행하여진다. 이 포스트 분사가 행하여지면, 엔진의 팽창 행정 혹은 배기 행정에 있어서 연소실(21) 내에 분사된 연료가 산화촉매(43)에 도달하고, 이 연료(HC)가 산화촉매(43)에 의해서 산화된다. 이 산화촉매(43)에서의 산화 반응에 의한 발열에 의해서 필터(44)가 승온되어, 연속 운전시보다도 높은 온도 단계(예를 들면 500℃ 내지 550℃ 이상)에서 필터(44)상에서 그을음이 O2에 의해 직접 산화(연소)된다. 또, 산화촉매(43)에 의해서 소비되지 않은 연료(HC)가 필터(44)상의 그을음에 부착하여, 또한 연소가 활성화된다.
즉, 포스트 분사가 행하여지면 산화촉매에 의해서 산화되는 성분(HC)이 산화촉매에 공급되고, 이 성분이 산화촉매에 의해 산화될 때의 산화 반응열에 의해서 필터(44)가 승온되고, 필터(44)상의 그을음이 연소 제거되어 필터(44)가 재생된다.
스텝 S7에 있어서, 강제 재생 개시로부터 소정 기간 경과 후에 온도 센서(53)의 검출 결과와, 파티큘레이트 필터(44) 내의 그을음을 재연소시키기 위한 하한이 되는 목표 온도(예를 들면 550℃)가 비교된다. 제어부(16)는 이 비교를 하기 위한 비교수단으로서도 기능한다. 비교의 결과, 검출치와 목표 온도의 편차에기초하여, 상술한 촉매 승온수단(스텝 S2) 또는 파티큘레이트 필터 승온수단(스텝 S5) 중 적어도 한쪽이 제어된다.
예를 들면, 필터(44)의 상류 배기 가스 온도[온도 센서(53)의 검출치]가 그을음의 O2연소에 필요한 최소치가 되도록, 메인 분사의 리타드량 또는 EGR 가스 환류량이 제어된다. 혹은, 포스트 분사의 분사량과 분사 시기가 제어된다.
따라서, 필터(44)의 상류 배기 가스 온도가 O2연소에 필요한 최소치로 설정되게 되고, 필터(44)의 내구 신뢰성이 향상된다.
그리고, 본 실시예의 배기 정화 장치에 의하면, 필터(44)를 재생하는 경우에 산화촉매(43)가 소정 온도보다도 낮을 때, 예를 들면 저부하시에는 메인 분사의 분사 시기를 지연시키거나 EGR 가스의 환류량을 증대시킴으로써, 산화촉매를 승온시켜서 활성화시킬 수 있다. 그 후, 산화촉매(43)에 의해서 산화되는 성분(HC)이 산화촉매(43)에 공급됨으로써, 필터(44)가 효과적으로 승온되고, 필터(44)상의 그을음이 소각 제거되어 필터(44)가 재생되게 되며, 연비를 악화시키지 않고 필터(44)를 재생할 수 있다.
또, 상술한 실시예는 산화촉매(43)를 승온시키기 위해서 메인 분사의 리타드 제어나 EGR 제어를 행한 경우에는, 산화촉매의 온도가 소정치를 초과해서 포스트 분사를 행하는 구성이지만, 메인 분사의 리타드 제어나 EGR 제어를 개시하고 나서 소정 시간 경과 후에 포스트 분사를 실시하도록 하여도 좋다.
다음으로 본 발명의 제 2 실시예로서의 엔진의 배기 정화 장치에 대해서 설명한다.
본 제 2 실시예에서는, 상술한 실시예에 있어서의 강제 재생이 실시되고 있을 때, 도 7의 플로우차트에 따라서, EGR 제어수단[제어부(16)와 액추에이터(25)]에 의해서 EGR 밸브(23)의 개방도 제어가 이루어진다. 우선 스텝 S12에 있어서, 도 8에 도시하는 기본 EGR 개방도 맵 M5로부터 EGR 밸브(23)의 기본 개방도가 설정된다.
이 기본 개방도는 그을음이 거의 25그램 퇴적하였을 때의 필터(44)의 상류 배기 압력을 기초로, HC 배출량을 원하는 일정치로 유지할 수 있는 EGR 개방도이다. EGR 밸브(23)가 이 기본 개방도로 제어되고 있으면, 산화촉매(43)의 상류측 배기 중의 HC량은 산화촉매(43)가 과잉 발열을 발생하지 않는 양으로 되고, 산화촉매(43)의 온도를 O2연소에 적합한 550℃ 전후로 유지할 수 있다.
그리고, EGR 밸브(23)의 개방도가 기본 EGR 개방도 맵 M5로부터 요구되는 기본 개방도가 되도록, 액추에이터(25)가 제어부(16)에 의해서 제어된다. 예를 들면 엔진 회전 속도가 높고 연료 분사량이 많지 않아질 수록, EGR 밸브(23)의 개방도가 작아지도록 제어된다. 이 기본 개방도 제어에 의해, 포스트 연료 분사시에 산화촉매(43)에 도달하는 THC(thermal hydro carbon)가 원하는 값 부근으로 유지된다.
그 후 스텝 S13으로 이행하여, “DPF 상류 배기 온도”가 “설정치1 + 50℃”를 초과했는지의 여부가 판단된다. 여기서 “DPF 상류 배기 온도”는 온도 센서(53)에 의해서 검출되는 필터(44)의 상류측 배기의 검출 온도이다. “설정치1”은 그을음 25그램 퇴적시(즉, 포스트 연료 분사시)에 있어서의 필터(44)의 상류 배기 기본 목표 온도(예를 들면, 550℃)이다.
목표 배기 가스 온도 설정수단으로서 기능하는 제어부(16)에는 스텝 S3(비교수단)에 있어서 사용하는 “설정치1 + 50℃” 즉, 포스트 연료 분사에 의해서 승온 가능한 배기 온도가 미리 설정되어 있다. 또, 엔진에 따라서 “50℃” 이외의 정수가 사용되어도 좋다.
상기 스텝 S13에 있어서 “DPF 상류 배기 온도”가 “설정치1 + 50℃”를 넘었을 때, 스텝 S14로 이행한다.
스텝 S14에서는 “DPF 상류 배기 온도” 즉, 온도 센서(53)의 검출 온도와 상기 “설정치 1”의 편차 “A factor”가 산출된다.
그리고 스텝 S15에 있어서, 상기 스텝 S14에서 구한 편차 “A factor”와 도 9에 도시하는 EGR 개방도 보정 맵 M6에 기초하여, EGR 밸브(23)의 개방도 보정량(-△V)을 구하여, EGR 밸브(23)의 개방도 보정을 행한다. 이 맵 M6은 편차 “A factor”에 따라서 EGR 개방도 보정량(-△V)을 구하는 것으로, 예를 들면, 편차 “A factor”의 값이 클수록, EGR 밸브(23)의 개방도 보정량(-△V)을 크게 하고 있다.
여기서 구한 EGR 개방도 보정량(-△V)에 따라서, EGR 밸브(23)의 개방도가 상기 기본 EGR 개방도를 기준으로 하여 보정된다. 이 EGR 개방도를 보정함으로써 흡기계(13)에 환류되는 EGR 가스량이 감소하면, 배기 중의 HC량이 감소하기 때문에, 산화촉매(43)에 공급되는 배기 중의 HC량도 감소하고, 그 결과 파티큘레이트필터(44)의 상류 배기 온도가 내려가게 된다.
스텝 S15를 행한 후, 스텝 S16에 있어서 “DPF 상류 배기 온도”와 “설정치1”의 차가 설정치2 이하가 되었는지의 여부가 판단된다. 설정치2의 일례는 50℃이지만, 이 값 이외이어도 상관없다. 여기서 “DPF 상류 배기 온도”와 “설정치1”과의 차가 설정치2 이하가 되면, 상기한 EGR 개방도 보정을 종료한다. 스텝 S16에 있어서 “DPF 상류 배기 온도”와 “설정치 1”과의 차가 설정치2보다도 크면(“NO”인 경우), 스텝 S14에서 스텝 S15의 EGR 개방도 보정을 속행한다.
상기 실시예의 배기 정화 장치(10)에 의하면, 강제 재생 중에 어떠한 원인에 의해서 EGR 밸브(23)의 개방도가 기본 개방도보다도 커져 EGR 환류량이 증가하거나, 혹은 기본 개방도라도 배압의 변화에 의해서 EGR 환류량이 증가하는 등의 원인에 의해, 산화촉매(43)의 온도가 소정의 값(예를 들면 550℃)을 넘어도, 배기 중의 HC량을 감하는 방향으로 EGR 밸브(23)가 제어된다.
이 때문에 산화촉매(43)의 이상 발열이 억제되어, 포스트 연료 분사시의 O2연소에 의해서 고온으로 되어 있는 필터(44)가 더욱 고온이 되는 불량을 회피할 수 있고, 필터(44)의 용손을 방지할 수 있다.
또, 도 7의 플로우차트의 경우, 상기 맵 M6에 기초하여 보정되는 EGR 밸브(23)의 개방도는 단지 “DPF 상류 배기 온도”와 “설정치1”과의 편차에 따라서 설정되어 있지만, 더욱 바람람직하게는 EGR 개방도 보정을 배기 온도가 목표치(설정치)에 수속(收束)하도록, 어닐링 처리 등의 지연 처리를 하면, 더욱 신속하게설정치에 수속할 수 있다.
또, 본 발명을 실시하는데 있어서, 필터나 산화촉매의 구체적인 형태를 비롯하여, 본 발명의 구성요소를 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경하여 실시할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
본 발명의 엔진의 배기 정화 장치에 의하면, 파티큘레이트 필터의 재생 처리를 하는 경우에, 상기 파티큘레이트 필터의 상류측 배기 통로에 설치된 산화촉매의 온도가 소정치 이하일 때에는 엔진의 연료 분사에 있어서의 메인 분사의 분사 시기의 지연과 배기 가스 환류량의 증대 중 적어도 한쪽을 실시하여, 산화촉매에 의해서 산화되는 성분을 산화촉매에 공급하여 파티큘레이트 필터의 재생 처리를 행한다.

Claims (9)

  1. 엔진의 배기 통로에 설치되어 배기 중의 파티큘레이트를 포집하는 파티큘레이트 필터와, 상기 파티큘레이트 필터의 상류측 배기 통로에 설치된 산화촉매와, 상기 산화촉매에 의해서 산화되는 성분을 상기 산화촉매에 공급하여 상기 파티큘레이트 필터의 재생 처리를 행하는 필터 재생수단을 구비한 엔진의 배기 정화 장치에 있어서,
    상기 엔진의 연료 분사를 제어하는 연료 분사 제어수단과,
    상기 엔진의 흡기계에 환류되는 배기 가스의 환류량을 제어하는 배기 가스 환류량 제어수단을 구비하고,
    상기 필터 재생수단이,
    상기 산화촉매의 온도를 측정 또는 추정하는 촉매 온도 검출수단과,
    상기 재생 처리를 하는 경우에, 상기 촉매 온도 검출수단에 의한 상기 촉매 온도가 소정 온도 이하일 때, 상기 엔진의 연료 분사에 있어서의 메인 분사의 분사 시기의 지연과 상기 배기 가스 환류량의 증대 중 적어도 한쪽이 실시되도록, 상기 연료 분사 제어수단과 상기 배기 가스 환류량 제어수단 중 적어도 한쪽을 제어하고, 그후 상기 성분을 산화촉매에 공급시키는 제어수단을 구비하는 엔진의 배기 정화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 메인 분사의 분사 시기의 지연량또는 상기 배기 가스 환류량의 증대를 엔진 회전 속도와 엔진 부하에 따라서 설정하는 엔진의 배기 정화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 소정 온도가 상기 산화촉매의 활성 온도로 설정되는 엔진의 배기 정화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 성분을 산화촉매에 공급시키기 위해서, 상기 엔진의 팽창 행정 또는 배기 행정에서 연료가 분사되는 포스트 분사를 실시하도록 상기 연료 분사 제어수단을 제어하는 엔진의 배기 정화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 포스트 분사의 분사량과 분사 시기 중 적어도 한쪽을 엔진 회전 속도와 엔진 부하에 따라서 설정하는 엔진의 배기 정화 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 필터 재생수단은 상기 파티큘레이트 필터 근방의 배기 가스 온도를 측정 또는 추정하는 배기 가스 온도 검출수단을 구비하고,
    상기 제어수단은 상기 배기 가스 온도 검출수단에 의한 배기 가스 온도와 상기 파티큘레이트 필터를 재생 가능한 온도로서 설정되는 설정 배기 가스 온도를 비교하고, 이 비교 결과에 따라서 상기 메인 분사의 분사 시기, 상기 포스트 분사의 분사량, 상기 포스트 분사의 분사 시기, 및 상기 배기 가스 환류량 중 적어도 하나를 피드백 제어하는 엔진의 배기 정화 장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 필터 재생수단은 상기 파티큘레이트 필터 근방의 배기 가스 온도를 측정 또는 추정하는 배기 가스 온도 검출수단과, 상기 포스트 분사에 의해서 승온 가능한 배기 가스 온도에 기초하여 목표 배기 가스 온도를 설정하는 목표 배기 가스 온도 설정수단을 구비하고,
    상기 제어수단은 상기 배기 가스 온도 검출수단에 의한 배기 가스 온도와 상기 목표 배기 가스 온도를 비교하고, 이 비교 결과에 따라서, 상기 메인 분사의 분사 시기 또는 상기 배기 가스 환류량의 제어량을 보정하는 엔진의 배기 정화 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 배기 가스 온도 검출수단에 의한 상기 배기 가스 온도가 상기 목표 배기 가스 온도보다도 높을 때에는, 상기 메인 분사의 분사 시기의 지연량을 감소시키는 제어, 또는 상기 배기 가스 환류량을 감소시키는 제어 중 적어도 어느 한쪽을 실시하는 엔진의 배기 정화 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 필터 재생수단은 상기 파티큘레이트 필터에 포집한 상기 파티큘레이트의 포집량을 추정 또는 검출하는 포집량 검출수단을 구비하고,
    상기 포집량 검출수단에 의한 포집량이 소정치를 초과하면 상기 재생 처리를 행하는 엔진의 배기 정화 장치.
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