JPH0625535B2 - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化
装置に関し、特に、ディーゼルエンジン等の排気ガス中
に含まれるカーボン等の可燃性粒子（パティキュレー
ト）を捕集して燃焼除去するものに関する。

（従来の技術） 従来、この種の排気ガス浄化装置は種々のものが提案さ
れている。その一例として、例えば特開昭５６−９８５
１９号公報に開示されるように、エンジンの排気系に排
気ガス中の可燃性粒子などを捕集して酸化反応させる触
媒フィルタを配設するとともに、該触媒フィルタの上流
に液体、気体などの補助燃料を噴射する噴射装置を設
け、触媒フィルタでの触媒による酸化反応作用と補助燃
料による燃焼促進作用とによって排気ガス温度を可燃性
粒子の着火温度以上まで加熱することにより、触媒フィ
ルタに捕集された可燃性粒子を燃焼除去し、フィルタを
再生するようにしたものが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この従来のものでは、エンジンが定常運転域に
あるときには、その排気ガス温度が比較的低いため（デ
ィーゼルエンジンにあっては２００〜３００℃）、補助
燃料の燃焼促進作用にも拘らず排気ガスが可燃性粒子の
着火温度にまで十分に加熱されない。その結果、可燃性
粒子の燃焼不良により触媒フィルタの再生が確実に行わ
れなくなり、触媒フィルタの目詰まりによりエンジンの
背圧が上昇してその正常な運転が妨げられる虞れがあっ
た。

そこで、本出願人は、先に特願昭５９−６４６２７号に
おいて、エンジンの排気系に触媒フィルタに代えて、可
燃性粒子の捕集機能のみを持つ通常のパティキュレート
フィルタを設け、該パティキュレートフィルタの上流の
排気通路に可燃性粒子の燃焼を促進させる触媒溶液とし
て、例えば、触媒成分と炭化水素成分とを混合エマルジ
ョン化した液体を噴射供給するようにすることにより、
パティキュレートフィルタに捕集された可燃性粒子の表
面に触媒および炭化水素の各成分を均一に被着させて可
燃性粒子の着火温度を大幅に低下させるようにし、排気
ガス温度が低いエンジンの定常運転時でも可燃性粒子を
確実に燃焼除去させるようにした技術を提案している。

ところで、その場合、エンジンが例えば高負荷運転状態
にあってパティキュレートフィルタ上流の排気通路内の
雰囲気温度が高いときに上記液体の噴射供給を行うと、
排気ガス熱により溶媒のみが途中で気化し、触媒成分は
その結晶が大きくなってフィルタ表面に付着するように
なる。また、エンジンが例えば高速運転域にあって、そ
の排気ガス量が多いときに噴射供給を行うと、その噴射
流は高速度で流れる排気ガス流の影響を受けて乱れ、フ
ィルタ表面の一部に偏って付着するようになる。これら
の現象は、フィルタに捕集された可燃性粒子に上記液体
を均等に分散させて該可燃性粒子を安定して燃焼除去
し、フィルタの再生を効率良く行わせるためには解消す
る必要がある。

（発明の目的） 本発明は以上の諸点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、可燃性粒子の燃焼を促進させる触媒溶液のフィ
ルタ上流への噴射供給を該フィルタへの排気ガスの流れ
をなくした状態で、かつフィルタ上流の雰囲気温度が低
いときに行うようにすることにより、低温の雰囲気温度
のもとで溶媒の気化を抑制するとともに、触媒溶液の噴
射流が排気ガス流によって影響を受けるのをなくするよ
うにし、よってフィルタに堆積した可燃性粒子に均一に
触媒成分を被着せしめ、可燃性粒子を安定的に燃焼除去
してフィルタの再生を効率的に行うことにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明の解決手段は、排
気系に可燃性粒子などを捕集するパティキュレートフィ
ルタを備えたエンジンの排気ガス浄化装置において、上
記パティキュレートフィルタの上流に上記可燃性粒子の
燃焼を促進させる触媒溶液を噴射供給する噴射器を設け
る。また、上記噴射器および上記パティキュレートフィ
ルタをバイパスして排気ガスを流下させる排気バイパス
通路と、排気ガスを上記パティキュレートフィルタまた
は上記排気バイパス通路へ選択的に切換えて流通さる切
換弁と、該切換弁を駆動する駆動手段とを設ける。さら
に、上記パティキュレートフィルタ上流の雰囲気温度な
いしそれに関連する信号を検出する温度検出器を設け、
上記噴射器による触媒溶液の噴射時に上記切換弁により
パティキュレートフィルタへの排気ガスの流れを遮断す
るように駆動手段を制御するとともに、上記温度検出器
からの出力信号を受け、上記パティキュレートフィルタ
上流の雰囲気温度が設定値以下になった段階で噴射器を
作動させるように制御する制御手段を設けた構成とす
る。

（作用） 上記の構成により、本発明では、パティキュレートフィ
ルタに目詰まりが生じて触媒溶液を噴射するとき、制御
手段により、駆動手段が制御されて切換弁が切換り、フ
ィルタを通過する排気ガスの流れが遮断されて、排気ガ
スは排気バイパス通路を介して流下する。さらに、この
フィルタへの排気ガス流が遮断された状態で、温度検出
器によってフィルタ上流の雰囲気温度ないしはそれに関
連する信号が検出され、このフィルタ上流の雰囲気温度
が設定値（例えば溶媒気化温度）以下のときには直ちに
触媒溶液が噴射される一方、設定値よりも高いときに
は、設定値以下になるのを待ち設定値以下に低下した段
階で噴射が行われる。そのため、噴射された触媒溶液
は、温度の低下した雰囲気の下で溶媒の気化が抑制さ
れ、かつ噴射流が排気ガス流の影響を受けて乱れること
もなくなって、パティキュレートフィルタ表面に満遍な
く均一に付着し、よって、フィルタに堆積した可燃性粒
子の燃焼除去が安定して行われ、フィルタの再生が効率
よく行われることになる。

（第１の実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の全体構成を示し、１は
燃焼室２および該燃焼室２に連通する渦流室３を備えた
車両用の渦流室式ディーゼルエンジン、４は該エンジン
１の渦流室３に燃料噴射ノズル５を通じて燃料を噴射供
給する燃料噴射ポンプであって、該燃料噴射ポンプ４は
エンジン１により同期して駆動される。

また、６は上記エンジン１の燃焼室２内の排気ガスを排
出するための排気通路であって、該排気通路６の途中に
は排気ガス中のカーボンを主成分とする可燃性粒子など
を捕集するパティキュレートフィルタ７が配設されてい
る。該パティキュレートフィルタ７は、多孔質材料より
なるハニカム体における多数のハニカム孔の両端開口部
を１つ置きに交互に閉塞してなり、隣接するハニカム孔
間の隔壁を排気ガスが通過する際にそれを濾過してその
中の可燃性粒子などを捕集するものである。

また、８は上記パティキュレートフィルタ７上流の排気
通路６に上記可燃性粒子の燃焼を促進させる触媒溶液を
噴射供給するための噴射器であり、該噴射器８は、上記
燃焼促進用の触媒溶液を貯えるタンク９と、パティキュ
レートフィルタ７上流の排気通路６に噴出口１０ａをフ
ィルタ７表面に向けて配設され、電磁開閉弁１０ｂを有
する噴射ノズル１０と、該噴射ノズル１０を上記タンク
９に接続する連通管１１と、該連通管１１の途中に配設
された電動式の触媒溶液供給ポンプ１２とを備えてな
り、触媒溶液供給ポンプ１２の作動および噴射ノズル１
０の電磁開閉弁１０ｂの開作動によりタンク９内の触媒
溶液を所定量（例えば１０〜１００cc）噴射ノズル１０
の噴出口１０ａからフィルタ７に向けて噴射させてその
表面に付着させるようになされている。尚、上記可燃性
粒子の燃焼を促進させる触媒溶液は、例えば０．０５〜
０．５重量％の１もしくは２以上の白金属（Ｐｔ，Ｐ
ｄ，Ｒｈ，Ｉｒ）の水溶性化合物、あるいは１〜１０重
量％の１もしくは２以上の卑金属（Ｖ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆ
ｅ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃａ，Ｂａ）の水溶性塩よりなる触媒
成分と、１０〜５０重量％の灯油、軽油、重油、アルコ
ール、ケトン（含酸素炭化水素）等の炭化水素と、該炭
化水素を水に溶かすための１〜１０重量％界面活性剤
と、残りが水とからなり、それらの成分を混合してエマ
ルジョン化したものである。

さらに、上記噴射器８の噴射ノズル１０上流側の排気通
路６と、パティキュレートフィルタ７下流側の排気通路
６とは排気バイパス通路１３によって連通されており、
この排気バイパス通路１３によりエンジン１からの排気
ガスを噴射器８の噴射ノズル１０およびパティキュレー
トフィルタ７をバイパスして流下させる。

また、上記排気バイパス通路１３の上流端部、すなわち
その噴射ノズル１０上流側の排気通路６との接続端部に
は、排気ガスを上記パティキュレートフィルタ７と上記
排気バイパス通路１３とに選択的に切換えて流通させる
切換弁１４が配設されている。該切換弁１４はロッド１
５を介してダイヤフラム装置１６に連結され、該ダイヤ
フラム装置１６の負圧室１６ａは負圧導入通路１７を介
してバキュームポンプ１８に連通されているとともに、
上記負圧導入通路１７の途中には、上記ダイヤフラム装
置１６の負圧室１６ａのバキュームポンプ１８または大
気開放部１９との連通を択一的に切り換える三方ソレノ
イドバルブ２０が配設されており、該三方ソレノイドバ
ルブ２０によりダイヤフラム装置１６の負圧室１６ａへ
の負圧の導入または負圧室１６ａの大気への開放を切換
制御してダイヤフラム装置１６を作動させることによ
り、切換弁１４を駆動するようにした駆動手段２１が構
成されている。

さらに、２２は上記噴射器８における噴射ノズル１０の
電磁開閉弁１０ｂ、触媒溶液供給ポンプ１２および三方
ソレノイドバルブ２０を作動制御するための制御手段と
しての制御回路であって、該制御回路２２にはエンジン
回転数に対応する上記燃料噴射ポンプ４のポンプシャフ
ト回転数の信号と、エンジン負荷に対応する同コントロ
ールスリーブ位置の信号がとが入力されている。また、
２３は上記パティキュレートフィルタ７上流の排気通路
６内における雰囲気温度すなわち排気ガス温度Ｔ_１を検
出する温度検出器としての第１排気ガス温度センサ、２
４はパティキュレートフィルタ７直上流の排気通路６内
の排気ガス圧つまりエンジン１の背圧を検出する背圧セ
ンサ、２５はパティキュレートフィルタ７直下流の排気
通路６内における排気ガス温度Ｔ_２に基づいてパティキ
ュレートフィルタ７での捕集可燃性粒子の燃焼状態を間
接的に検出する第２排気ガス温度センサであって、これ
らセンサ２３〜２５の各出力は上記制御回路２２に入力
されている。而して、制御回路２２により、燃料噴射ポ
ンプ４の出力信号に基づいてエンジン１の運転領域を検
出し、その運転領域においてフィルタ７が目詰まり状態
にないときの予め設定記憶された適正背圧を検索し、そ
の適正背圧に対し背圧センサ２４で検出された実際の背
圧を照合比較してフィルタ７の目詰まり状態の有無を判
定し、実際の背圧が適正背圧よりも高くてフィルタ７が
目詰まり状態にあるときには、噴射器８による触媒溶液
の噴射状態とし、その触媒溶液の噴射時に三方ソレノイ
ドバルブ２０の制御により、切換弁１４を切換え、パテ
ィキュレートフィルタ７への排気ガスの流れを遮断し、
排気ガスを排気バイパス通路１３を介してバイパス流下
させるとともに、第１排気ガス温度センサ２３の出力信
号に基づいてフィルタ７上流の排気ガス温度Ｔ_１を設定
値としての溶媒気化温度Ｔ_Ａと比較し、排気ガス温度Ｔ
_１が溶媒気化温度Ｔ_Ａ以下のときには、触媒溶液を噴射
するように構成されている。

次に、上記制御回路２２における制御手順を具体的に第
２図に示すフローチャートによって説明する。

先ず、スタート後のステップＳ_１で切換弁１４の操作に
より排気バイパス通路１３を閉鎖する等のイニシャライ
ズを行い、その後、ステップＳ_２，Ｓ_３でそれぞれ燃料
噴射ポンプ４のシャフト回転数およびコントロールスリ
ーブ位置に基づいてエンジン回転数およびエンジン負荷
を検出する。次のステップＳ_４で背圧センサ２４の出力
信号に基づいてエンジン１の背圧を検出した後、ステッ
プＳ_５でその背圧が上記ステップＳ_２，Ｓ_３で検出され
たエンジン１の各運転領域毎に予め適正に設定されてい
る所定背圧に１度低下したか否か、つまりパティキュレ
ートフィルタ７に捕集された可燃性粒子が１度燃焼除去
されたか否かの判断を行い、この判断がＮＯであるとき
には上記ステップＳ_４に戻る。上記ステップＳ_５での判
断が背圧の所定背圧までの低下によってＹＥＳであると
きにはステップＳ_６に移り、上記ステップＳ_４で検出さ
れた背圧が所定背圧よりも高いか否か、すなわちパティ
キュレートフィルタ７が可燃性粒子の捕集量増大によっ
て目詰まり状態にあるか否かを判断し、この判断がＮＯ
であるときには上記ステップＳ_２に戻ってそれ以後のス
テップＳ_３，Ｓ_４，…を繰り返す。

一方、上記ステップＳ_６での判断がＹＥＳであるときに
はステップＳ_７に移行して、三方ソレノイドバルブ２０
を駆動し、切換弁１４を切換えて排気バイパス通路１３
を開くとともに、噴射器８およびパティキュレートフィ
ルタ７への排気ガスの流れを遮断する。そして、次のス
テップＳ_８では、噴射器８による触媒溶液の今回噴射回
数Ｎをカウントし、次にステップＳ_９でその今回噴射回
数Ｎを、予め第３図に示すように設定記憶されている触
媒溶液の噴射回数に対する噴射量特性のマップに照合し
て触媒溶液の今回噴射量Ｑを決定する。

その際、上記第３図に示す噴射量特性では、触媒溶液の
噴射回数Ｎが増加する程、噴射量Ｑが減少するように設
定されているため、触媒溶液の噴射回数Ｎの増加に伴っ
てパティキュレートフィルタ７への触媒溶液内触媒成分
の堆積量が増大するのを利用し、その堆積触媒成分によ
り可燃性粒子の燃焼促進効果をある程度確保しつつ、触
媒溶液の使用量を低減してコストダウンを図ることがで
きる。

以上の如き触媒溶液噴射量Ｑの決定の後、ステップＳ₁₀
において第１排気ガス温度センサ２３の出力信号に基づ
いてエンジン１の排気ガス温度Ｔ_１を検出し、次のステ
ップＳ₁₁でその排気ガス温度Ｔ_１が、触媒溶液噴射に伴
って溶媒が気化する溶媒気化温度Ｔ_Ａよりも低いか否か
の判断を行い、この判断がＴ_１＞Ｔ_ＡのＮＯのときに
は、ステップＳ₁₀に戻り、排気ガス温度Ｔ_１の低下を待
つ。

一方、上記ステップＳ₁₁の判断がＴ_１≦Ｔ_ＡのＹＥＳで
あるときには、ステップＳ₁₂で、噴射器８の触媒溶液供
給ポンプ１２を駆動し、次のステップＳ₁₃で噴射ノズル
１０の電磁開閉弁１０ｂを開いて、該噴射ノズル１０か
ら触媒溶液をフィルタ７の表面に噴射する。その状態を
ステップＳ₁₄でフラグＦに「１」を立てて記憶した後、
ステップＳ₁₅に移ってタイマをセットし、次のステップ
Ｓ₁₆でそのタイマによりフィルタ７の可燃性粒子が触媒
溶液を噴射開始してから十分に燃焼するまでの時間の経
過を判断する。そして、上記タイマがタイムアウトする
と、ステップＳ₁₇でタイマのリセットを行った後、ステ
ップＳ₁₈で第２排気ガス温度センサ２５の出力信号に基
づいてフィルタ７下流の排気ガス温度Ｔ_２、つまりフィ
ルタ７に捕集された可燃性粒子の燃焼により上昇する排
気ガス温度を検出し、次のステップＳ₁₉でその排気ガス
温度Ｔ_２がフィルタ７にクラックを発生させる限界値Ｔ
_Ｂよりも高いか否かを判断する。この判断がＴ_２≦Ｔ_Ｂ
のＮＯであるときには、ステップＳ₂₀に移って触媒溶液
供給ポンプ１２の駆動時間が上記ステップＳ_９で決定さ
れた触媒溶液の噴射量Ｑに対応する所定時間経過したか
否かを判断し、この判断が決定噴射量Ｑの未噴射を示す
ＮＯであるときには上記ステップＳ₁₈に戻って触媒溶液
噴射を継続させる。一方、上記ステップＳ₂₀での判断が
ＹＥＳであるときにはステップＳ₂₁に移って、上記噴射
ノズル１０の電磁開閉弁１０ｂを閉じるとともに、ステ
ップＳ₂₂で触媒溶液供給ポンプ１２の運転を停止させて
噴射器８による触媒溶液噴射を終了し、次いでステップ
Ｓ₂₃に移って上記ステップＳ₁₄で立てられたフラグＦを
「０」にするとともに、ステップＳ₂₄で上記三方ソレノ
イドバルブ２０の駆動を停止した後、最初のステップＳ
_１に戻る。また、上記ステップＳ₁₉での判断がＴ_２＞Ｔ
_ＢのＹＥＳであるときには、可燃性粒子の燃焼温度が異
常上昇した状態とみなして直ちに上記ステップＳ₂₁〜Ｓ
₂₄を実行して触媒溶液噴射を終了する。

したがって、この実施例では、上記の如き制御動作によ
り、噴射器８からの触媒溶液を噴射する際、先ず、三方
ソレノイドバルブ１４が駆動制御されて噴射器８および
パティキュレートフィルタ７への排気ガスの流れが遮断
されるので、エンジンの運転状態が変化しても触媒溶液
の噴射流は排気ガス流の影響を受けて乱れることがな
く、触媒溶液はフィルタ７表面に分散して付着して、フ
ィルタ７に捕集された可燃性粒子を安定して燃焼除去で
き、よって、フィルタ７の再生を効率よく行うことがで
きる。

また、上記噴射器８は、パティキュレートフィルタ７上
流の排気ガス温度Ｔ_１が溶媒気化温度Ｔ_Ａ以下の低温に
保たれた状態のときにのみ触媒溶液を噴射するように制
御されるので、噴射された触媒溶液は、その溶媒の気化
が抑制され、触媒成分の結晶が大きくなってフィルタ７
表面に付着することがなく、よってフィルタ７の表面全
体に亘って触媒溶液を均一に付着させることができ、フ
ィルタ７での可燃性粒子を確実かつ均一に燃焼除去する
ことができ、フィルタ７の再生をより一層効率よく行う
ことができる。

なお、上記実施例では可燃性粒子の燃焼を促進させる触
媒溶液として、炭化水素成分を含有した触媒溶液を噴射
供給するようにしたものを示したが、上記触媒溶液とし
ては上記炭化水素成分を含有しないものであってもよ
い。

また、上記実施例では、フィルタ７に目詰まり状態が発
生した時期、つまりフィルタ７へ溶液を噴射する時期を
間接的にエンジン１の背圧によって検出するようにした
が、この他、種々の検出方法が考えられる。以下、その
各々について実施例として分説する。尚、第１図および
第２図と同じ部分については同じ符号を付してその詳細
な説明は省略する。

（第２の実施例） 第４図および第５図は本発明の第２の実施例を示してお
り、車両の走行距離に基づいて溶液噴射時期を検出する
ようにしたものである。

すなわち、本実施例では、第４図に示すように、上記第
１の実施例の構成において、背圧センサ２４の替りに、
車両の走行距離を積算する走行距離積算計２６が用いら
れる。尚、図中、１ａはエンジン１のクランクシャフト
である。

また、制御回路２２で信号処理を行う場合には、第５図
に示すように、ステップＳ_３でエンジン負荷を検出した
後、ステップＳ_４で上記走行距離積算計２６の出力に基
づいて車両走行距離の積算値を検出するとともに、次の
ステップＳ_６でその走行距離の積算値と所定値との大小
関係を判断し、走行距離＞所定値のＹＥＳのときにフィ
ルタ７への溶液噴射を実行することとする。その他は上
記第１の実施例と同様の構成である。

したがって、この実施例では、車両の走行距離を積算
し、その積算値が所定値に達すると、フィルタ７の目詰
まり状態と判定して触媒溶液の噴射供給を開始するた
め、溶液噴射開始時期を決定する信号を容易に得ること
ができ、構成の簡単化を図ることができる。

尚、この場合、車両の走行距離を積算する積算計２６を
用い、この積算計２６によって積算された車両走行距離
と所定値との大小関係を制御回路２２におて判定するよ
うにしたが、車両走行距離の積算値が所定値に達すると
その都度信号を出力する走行距離センサを使用して、該
センサの出力信号が制御回路２２に入力されると、フィ
ルタ７への溶液噴射を開始するようにしてもよい。

（第３の実施例） 第６図は第３の実施例を示し、エンジン１の燃料消費量
に基づいて溶液噴射時期を検出するようにしている。

この実施例では、上記第２の実施例の構成における走行
距離積算計２６の替りに、燃料タンクからエンジン１に
供給される燃料供給量の信号や燃料計に連係されている
燃料タンク内のフロートの位置信号を基にエンジン１の
燃料消費量を積算する燃料消費量積算計が用いられてい
る。

また、制御回路２２では、第６図に示すように、ステッ
プＳ_３でエンジン負荷を検出した後、ステップＳ_４で上
記燃料消費量積算計の出力に基づいて燃料消費量の積算
値を検出し、次のステップＳ_６でその燃料消費量の積算
値と所定値との大小関係が燃料消費量＞所定値のＹＥＳ
と判定されたきにフィルタ７への溶液噴射を実行する。

したがって、この実施例では、可燃性粒子の発生源であ
る燃料の消費量を検出するため、その検出された燃料消
費量とフィルタ７に捕集された可燃性粒子の捕集量との
相関性が極めて高く、フィルタ７の目詰まり状態を高精
度に検知できる利点がある。

（第４の実施例） 第７図および第８図は第４の実施例を示し、パティキュ
レートフィルタ７に対する溶液噴射時期をエンジン１の
運転時間を基に検出するようにしたものである。

すなわち、第７図に示すように、制御回路２２にはイグ
ニッションキースイッチ２８のＯＮ操作状態で時間を積
算する運転時間積算計２７の出力信号が入力されてお
り、このイグニッションキースイッチ２８のＯＮ操作状
態により間接的にエンジン１の運転時間が積算される。
尚、このイグニッションキースイッチ２８のＯＮ操作状
態に替えて、同図で破線にて示すようにオルタネータ２
９の作動状態（発電状態）で運転時間を積算するように
してもよい。

また、制御回路２２の信号処理では、第８図に示すよう
に、ステップＳ_４において上記運転時間積算計２７の出
力信号によりエンジン１の運転時間の積算値を検出する
とともに、次のステップＳ_６でその積算時間が所定値に
達したか否かを判定し、所定値に達したときにはフィル
タ７が目詰まりしたと見做してフィルタ７への溶液噴射
を実行する。

したがって、この実施例の場合、エンジン１のアイドル
運転状態をも含めた運転時間を検出できるので、溶液噴
射時期を高精度に判定できる利点がある。

（第５の実施例） 第９図および第１０図は第５の実施例を示し、エンジン
回転数に基づいてフィルタ７への溶液噴射時期を決定す
るようにしたものである。

本実施例では、第９図に示すようにエンジン１のクラン
クシャフト１ａに近接配置されてエンジン回転数を検出
する電磁式、電磁誘導式等の回転数センサ３０と、該回
転数センサ３０の出力に基づいてエンジン回転数の積算
値を算出する回転数積算計３１とが設けられている。

また、制御回路２２のメインルーチンでは、第１０図に
示すように、ステップＳ_１でのイニシャルライズの後、
ステップＳ_３でエンジン負荷を検出するとともに、次の
ステップＳ_４で上記回転数積算計３１の出力に基づいて
エンジン回転数の積算値を検出し、しかる後、ステップ
Ｓ_６でその積算値が所定値よりも大きいか否かを判定す
る。そして、判定が積算値＞所定値のＹＥＳになると、
フィルタ７に対する溶液噴射を行う。

したがって、この実施例では、フィルタ７における可燃
性粒子捕集量をそれと相関性の高いエンジン回転数の積
算値に基づいて検出するので、フィルタ７に対する溶液
噴射時期を高い精度で決定することができる。

（第６の実施例） 第１１図ないし第１３図は第６の実施例を示し、パティ
キュレートフィルタ７に捕集される可燃性粒子の主成分
が導電性を有するカーボンであることに着目して、その
捕集量を電気抵抗値として検出するようにしたものであ
る。

つまり、本実施例の場合、第１１図に示すように、パテ
ィキュレートフィルタ７の各端部に対向して１対の電極
３２，３２が埋設されているとともに、その電極３２，
３２間の電気抵抗値を測定する抵抗値測定器３３が設け
られ、この測定器３３の出力が制御回路２２に入力され
る。

そして、該制御回路２２では、第１２図に示すように、
メインルーチンにおけるステップＳ_４で上記抵抗値測定
器３３の出力に基づいて電極３２，３２間の電気抵抗値
を検出し、次のステップＳ_６でその抵抗値が所定値より
も小さいか否かを判定する。そして、導電性を持つ可燃
性粒子のフィルタ７での捕集量が増大するほど電極３
２，３２間の電気抵抗値が減少するので、その電気抵抗
値が所定値より小さくなったときをフィルタ７の目詰ま
り状態と判定してフィルタ７に対する溶液噴射を行うこ
ととする。

よって、この実施例では、フィルタ７での粒子捕集量を
直接的に検出しているのでフィルタ７への溶液噴射時期
をより一層精度良く判定することができる利点がある。

尚、この場合、第１３図に示すように、触媒溶液の噴射
回数の増加によって導電性のある触媒成分のフィルタ７
への堆積量が増大すると、それに伴って電極３２，３２
間の抵抗値が減少するので、可燃性粒子が一掃された状
態であるパティキュレートフィルタ７の再生直後に該両
電極３２，３２間の初期抵抗値を計測記憶しておき、フ
ィルタ７の再生時期の判定基準として該初期抵抗値をキ
ャンセルする必要がある。

（第７の実施例） 第１４図および第１５図は本発明の第７の実施例を示
し、予めエンジン回転数およびエンジン負荷を変数とし
て設定された所定の関数式に基づいてフィルタ７への溶
液噴射時期を判定するようにしたものである。

すなわち、本実施例では、第１４図に示すように、フィ
ルタ７の目詰まり状態を検出するための特別のセンサ類
は設けられておらず、燃料噴射ポンプ４の作動状態に基
づくエンジン回転数およびエンジン負荷の各信号を基準
にする。

そして、制御回路２２のメインルーチンにおいて、第１
５図に示すように、ステップＳ_２，Ｓ_３でそれぞれエン
ジン回転数ｘ_１およびエンジン負荷ｘ_２を検出した後、
ステップＳ_４で上記のエンジン回転数ｘ_１およびエンジ
ン負荷ｘ_２を変数とする所定の関数式Ｃ＝∫ｆ（ｘ_１，
ｘ_２）dxに基づいてＣ値を計算し、次のステップＳ_６で
そのＣ値と所定値との大小関係を判定して、Ｃ値が所定
値よりも大きいときにフィルタ７に対する溶液噴射を行
う。

したがって、この実施例の場合、エンジン回転数ｘ_１と
エンジン負荷ｘ_２との双方でもってフィルタ７での粒子
捕集量を検出しているため、その粒子捕集量の検出を正
確にかつ簡便に行うことができ、フィルタ７への溶液噴
射時期を精度良く検出することができる。

そして、この実施例の変形例として、エンジン回転数お
よびエンジン負荷以外に、上記第１ないし第６の各実施
例で用いたエンジン背圧，車両の走行距離，燃料消費
量、エンジン運転時間や電気抵抗値の変数を２つ以上含
む所定の関数式によって関数を算出し、その関数と所定
値との大小を判別して粒子捕集量を検出するようにする
こともできる。

（発明の効果） 以上の如く、本発明によれば、エンジンの排気系に配設
されたパティキュレートフィルタ上流の排気通路に、該
フィルタに捕集された可燃性粒子の燃焼を促進させるた
めの触媒液体を噴射器によって噴射供給する際、噴射器
およびパティキュレートフィルタへの排気ガスの流れを
遮断するとともに、フィルタ上流の雰囲気温度が設定値
以下の状態でのみ触媒溶液を噴射するようにしたもので
あるので、雰囲気温度の低下した状態の下で触媒溶液の
溶媒の気化が抑制されるとともに、その噴射流が排気ガ
ス流の影響を受けることもなくなって、触媒成分をフィ
ルタ表面の全体に亘って均一に付着させることができ、
よってフィルタに堆積した可燃性粒子を安定して燃焼除
去させてフィルタの再生を効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は全体概略構成図、第２図は制御回路の制御手順を
示す説明図、第３図は触媒溶液の噴射回数に対する噴射
量を決定するための特性図である。第４図および第５図
は第２の実施例を示し、第４図は第１図相当図、第５図
は第２図相当図である。第６図は第３の実施例を示す第
２図相当図である。第７図および第８図は第４の実施例
を示し、第７図は第１図相当図、第８図は第２図相当図
である。第９図および第１０図は第５の実施例を示し、
第９図は第１図相当図、第１０図は第２図相当図であ
る。第１１図ないし第１３図は第６の実施例を示し、第
１１図は第１図相当図、第１２図は第２図相当図、第１
３図は２電極間の電気抵抗値変化によりフィルタへの触
媒成分堆積量を判定するための特性図である。第１４図
および第１５図は第７の実施例を示し、第１４図は第１
図相当図、第１５図は第２図相当図である。 １……エンジン、６……排気通路、７……パティキュレ
ートフィルタ、８……噴射器、１３……排気バイパス通
路、１４……切換弁、２１……駆動手段、２２……制御
回路、２３……第１排気ガス温度センサ、２４……背圧
センサ、２６……走行距離積算計、２７……運転時間積
算計、２８……イグニッションキースイッチ、２９……
オルタネータ、３０……回転数センサ、３１……回転数
積算計、３２……電極、３３……抵抗値測定器。

フロントページの続き (72)発明者 大久保 健治 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 栗田 英昭 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 八木 邦博 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−54914（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−155527（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気系に可燃性粒子などを捕集するパティ
   キュレートフィルタを備えたエンジンの排気ガス浄化装
   置において、上記パティキュレートフィルタの上流に上
   記可燃性粒子の燃焼を促進させる触媒溶液を噴射供給す
   る噴射器と、該噴射器および上記パティキュレートフィ
   ルタをバイパスして排気ガスを流下させる排気バイパス
   通路と、排気ガスを上記パティキュレートフィルタまた
   は上記排気バイパス通路へ選択的に切換えて流通させる
   切換弁と、該切換弁を駆動する駆動手段と、上記パティ
   キュレートフィルタ上流の雰囲気温度ないしそれに関連
   する信号を検出する温度検出器と、上記噴射器による触
   媒溶液の噴射時に上記切換弁によりパティキュレートフ
   ィルタへの排気ガスの流れを遮断するように上記駆動手
   段を制御するとともに、上記温度検出器からの出力信号
   を受け、上記パティキュレートフィルタ上流の雰囲気温
   度が設定値以下になった段階で噴射器を作動させるよう
   に制御する制御手段とを設けたことを特徴とするエンジ
   ンの排気ガス浄化装置。