JPS60108515A - 内燃機関の排気微粒子捕集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、内燃機関の排気浄化装置として使用される排
気微粒子の捕集装置に係り、詳しくは排気微粒子を捕集
するトラップを再生させるために設けるバーナの制御装
置に関する。

〈従来技術〉 従来のとの種排気微粒子捕集装置としては、特公昭５６
−１１５８０９号公報に記載されたようなものがある。

これは排気通路にトラップを介装することにより、排気
中に含まれる微粒子（パーティキュレート）を捕集する
と共に、トラップの入口側と出口側の排気圧力に基づい
てトラップの微粒子捕集状態を検知し、これによシトラ
ップを再生する必要があると判断したときはトラップよ
り上流の排気通路に介装したトラップ再生用のバーナを
所定時間だけ作動させるようにしている。

しかしながら、このような従来の排気微粒子捕集装置に
あっては、トラップが再生時期にあると判断されると、
例えば、排気温度等の他の条件を考慮することなく直ち
にバーナを作動させる構成であったために、横開始動直
後のように排気温度及び排気系の温度が低いときでもト
ラップが再生時期にあると判断されるとバーナが作動し
て種々の不都合を招くことがあった。

即ち、排気温度及び排気系の温度が低い状態ではバーナ
の着火性が悪く、シかも、バーナが着火したとしても温
度の上昇が遅くてトラップに捕集されている微粒子が焼
却されず、バーナに供給された燃料が未燃のまま放出さ
れる場合が生じてしまう。

そこで、本出願人は、バーナに供給された燃料が未燃の
ままで排出されることによる不都合を解消するために、
排気系が充分に暖機されるまで、つまシ、機関の始動時
点から所定の時間が経過するまではトラップ再生用のバ
ーナを作動させないようにした制御装置を特願昭５８−
２４８３３号として先に提案した。

これは、第１図に示すように構成されており、ディーゼ
ル機関の排気通路１にはトラップケース２を介装し、こ
のトラップケース２の内部に緩衝材３を介してハニカム
式のトラップ４を収容して排気中の微粒子を捕集するよ
うにしている。

又、前記トラップ４より上流のトラップケース２内には
トラップ再生用のバーナ５を装着し、このバーナ５には
電磁式の燃料噴射弁６がら吐出された燃料とエアポンプ
Ｔから吐出された空気とが供給される。８は図示しない
燃料タンクの燃料を前記噴射弁６に供給する燃料ポンプ
、９はグロープラグである。

又、前記燃料ポンプ８、燃料噴射弁６、エアポンプ７及
びグロープラク９を制御する制御装［１０にはトラップ
４の入口部分の排気圧力ＶＰ１を検出する入口側圧力セ
ンサ１１と、トラップ４の出口部分の排気圧力ＶＰ２を
検出する出口側圧力センサ１２と、トラップ４の入口側
温度Ｔ１を検出する入口側温度センサ１３及びトラップ
４の出口側温度Ｔ２を検出する出口側温度センサ１４の
出力を供給すると共に、エンジンキースイッチ１５の出
力を供給することによシ、バッテリ１６から制御装置１
０に電源電圧ＶＢを印加するようにしていた。

又、制御装置１０は第２図に示すように構成されておシ
、横開始動スイッチがオンされたときから計時を開始す
るタイマ１７と、該タイマ１７によって計時された所定
時間経過後に作動し、前記両正カセンサ１１，１２の出
力ＶＰｔ、　ＶＦ６に基づいてトラップ４が再生時期に
到達しているか否かを検出して再生時期であるときに再
生開始信号を出力する再生時期検知手段１８と、この再
生時期検知手段１８から出力された再生開始信号を受け
たときにバーナ５の作動信号を出方する出方制御手段１
９と、再生停止時期を検出して出方制御手段１９に再生
停止信号を出力する再生停止手段２゜を備えて構成され
ている。

このような装置によれば、タイマ１７によって機関の始
動時点から計時を開始し、予め設定された所定の時間１
０が経過した後に再生時期検知手段１８に検知開始信号
が供給される。したがって、機関が始動されて所定の時
間が経過するまでの間はトラップ４にいかに多量の微粒
子が捕集されて再生時期に到達していようとも再生が開
始されず、暖機不足による再生時の各種トラブルが回避
される。

しかしながら、このように単に機関の始動時点から所定
の時間が経過するまでは再生を待機するようにした場合
は、例えば、待機時間をバーナの着火性が最も悪いコー
ルドスタートにあわせて設定する必要があるので、ホッ
トリスタート時のよう、に排気及び排気系の温度が比較
的早く上昇する場合は、排気及び排気系の温度が早期に
バーナの作動に適した条件になるにも拘らず、バーナの
作動開始がいたずらに遅れることになシ、逆に、待機時
間をホットリスタートに適合させるとコールドスタート
時にはバーナの作動開始が早くなυ過ぎて着火性が悪化
するといった問題点がめった。

〈発明の目的〉 本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、機関の作動から
所定の時間が経過しようとも、機′関冷却水温度が所定
直よシ高くなるまではバーナの作動開始を強制的に待機
させることによってバー　すの着火不良によるトラブル
を的確に防止することにある。

〈発明の構成〉 上記の如き目的を達成するために本発明では第３図に示
すように、トラップの入口側圧力ＶＰＩと出口側圧力Ｐ
１に基づいてトラップを再生する必要性があるか否かを
判定する再生時期検知手段と、該再生時期検知手段によ
シ再生が必要であると判定された時トラップ再生用バー
ナを作動させるバーナ制御手段とを備えた内燃機関の排
気微粒子捕集装置において、機関始動スイッチのオン信
号によって作動を開始して機関の始動時点からの経過時
間を計時するタイマと、機関の冷却水温度を検知する水
温センサと、前記タイマの出力と水温センサの出力とに
基づいて機関の始動から所定値以上の時間が経過し、か
つ、冷却水温度が所定値以上である場合以外は再生時期
検知手段を非作動状態を固定してバーナを非作動状態に
保持させる水温検知手段とを設けた構成とする。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

第４図に示された第１実施例において、機関の排気通路
３１にはトラップケース３２を介装し、このトラップケ
ース３２の内部に緩衝材３３を介シテハニカム構造のト
ラップ３４を収容している。

尚、トラップ３４のハニカム穴の一部は入口側を開放し
て出口側を閉塞しておシ、他の穴は入口側を閉塞して出
口側を開放することによシ排気が穴の壁面を通過すると
きに排気中に含まれる微粒子が捕集される。

又、前記トラップケース３２の内部におけるトラップ３
４の上流部分にはトラップ再生用のバーナ３５が収容さ
れている。このバーナ３５はＪｌ壁に多数個の排気導入
孔３６ａを開設した燃焼筒３６と、この燃焼筒３６の内
部に位置した火災噴出口３７ａを形成した逆流式の蒸発
筒３Ｔと、この蒸発筒３７内に臨む混合気導入管３Ｂと
、燃焼筒３６内で前記蒸発筒３７の火炎噴出口３７ａの
近傍に臨む着火用のグロープラグ３９とを含んで構成さ
れている。

上記混合気導入管３Ｂの入口部には電磁式燃料噴射弁（
フューエルインジェクタ）４０が設けられており、燃料
噴射弁４０には図示しない燃料タンクから電磁式燃料ポ
ンプ４１によって燃料（エンジン用燃料と同一で、たと
えば軽油）が導かれる。又、混合気導入管３Ｂの途中に
はエアポンプ４２の吐出口が接続されておシ、混合気導
入管３８に空気を供給する。従って、バーナ３５の作動
は、燃料ポンプ４１、燃料噴射弁４０、エアポンプ４２
及びグロープラグ３９を作動させることによって行われ
る。

上記した燃料ポンプ４１、燃、ｆ＋噴射弁４０及びエア
ポンプ４２は制御装置４３からの信号によって作動する
。又、グロープラグ３９はバッテリ４４から常閉のリレ
ー４５を介して通電され、このリレー４５は制御装置４
３．からの−信号によって閉じられる。

ここに、前記トラップ３４より上流でバーナ３５よυ下
流のトラップケース３２内にはトラップ３４０入口側圧
力Ｐ１を検出する入口側圧力センサ４６を設けると共に
、トラップ３４よυ下流のトラップケース３２内部には
トラップ３４の出口側圧力Ｐ２　を検出する出口側圧力
センサ４Ｔを設けている。そして、これらの圧力センサ
４６．４７の出力電圧ｖｐ１．ｖｐ２　をそれぞれ制御
装［４３に供給することによシ、これらの信号に基づい
てトラップ３４の再生時期が判定される。

一方、トラップ３４よシ上流でバーナ３５よシ下流のト
ラップケース３２内には、トラップ３４に流入する排気
の温度（入口側温度）Ｔ１を検出する入口側温度センサ
４８を設けると共に、トラップ３４よシ下流のトラップ
ケース３２内にはトラップ３４から流出する排気の温度
（出口側温度）Ｔ２　を検出する出口側温波センサ４９
を装着している。これらの温度センサ４Ｂ、４９は例え
ば、ＣＡ＠ｉ［、対によって構成され、その出力篇圧ｖ
Ｔ１ｖＴ２を前記制御装置４３に供給している。尚、入
口側温度センサ４８の出力電圧ｖＴ１はバーナ３５への
燃料噴射量の制御に使用され出口側温度センサ４９の出
力電圧ｖＴ２は再生停止の判断に使用される。５０はエ
ンジンキースイッチであり、このスイッチ５０を介して
バッテリ４４から制御装置４３に電源電圧ＶＢが印加さ
れる。

ここに、本発明では、機関の冷却水温度（以下水温とい
う）を検知する水温センサ５１を、例えばサーモスタッ
トハウジング５２に設け、その出力電圧ＶＴｗを制御装
置４３に供給する。

同時に、電磁ピックアップ等で構成された回転センサ５
３から出力されるパルス信号Ｒｅｖと負荷センサ５４か
ら出力される電圧ＶＪとを制御装置４３に供給している
。尚、負荷センサ５４は機関の燃焼室に設けた燃料噴射
ノズルに燃料を圧送供給する燃料噴射ポンプ５５に装着
され、この噴射ポンプ５５のコントロールレバ−５５ａ
ｏ位ｔ（回転位相）から機関の負荷を検出する。

制御装［４３は、第５図に示すように構成されてお多、
タイマ６０は、キースイッチがＯＮとなると、回転セン
サ５３の処理信号Ｖｒに基づいて機関が始動されて（機
関の回転速度が例えば５００ｒ戸以上になったとき）か
ら計時を開始し、予め設定された所定の時間１（、が経
過した時点で計時終了信号を出力する。尚、このタイマ
６０の所定計時時間　１（、は、ホラ）　ＩＪススター
ト後機関の排気系が充分に暖機されるのに必要な時間（
例えば４分程度）とされている。

水温検知回路６１は、タイマ６０から計時終了信号が出
力されたときに水温センサ５２の出力電圧ＶＴｗから水
温を検知し、この水温が所定値に到達していることを条
件に再生時期検知開始信号を出力する。又、水温検知回
路６１が再生時期検知開始信号を出力するのはタイマ６
０が上記所定時間　ｔＱを計時し、かつ、排気系が充分
に暖機されている状態に相当する温度（例えば６０℃程
度）に水温Ｔｗが達した場合となっている。

再生時期検知回路６２は、上記再生時期検知開始信号に
九づいてトラップ３４の再生時期の検知作業を開始して
入力側圧力センサ４６の出力電圧ｖＰ１と出口側圧力セ
ンサＶＰ２とを演算処理してトラップ３４を再生する必
要があるか否かを判定し、再生時期にあると判定したと
きは再生開始信号を出力するが、再生時期に到達してい
ないと判定したときは再生待ち信号を出力する。

又、出力制御回路６４は上記各信号を受けて所定の時間
順序でバーナ３５を作動あるいは停止させるが、作動に
際してはまずグロープラグ用のリレー４５を作動させ、
次いで燃料ポンプ４１、燃料噴射弁４０及びエアポンプ
４２を作動さゼるが、燃料１貝射弁４０に対しては噴射
量の制御をも行う。

即ち、回転センサ５３の処理信号ｖ１と負荷センサ５４
の出力信号Ｖｌとに基づいて機関の回転速度と負荷とを
検知し、この運転状態に応じた所定のパルス幅をもつ駆
動信号を出力する。その後、入口側温度センサ４Ｂの出
力電圧ｖＴ１に基づき、しかも、入口側温度Ｔ１のレベ
ルに基づいて上記駆動信号のパルス幅を補正して燃料噴
射量を制御する。

再生停止回路６３は、再生を必要とするほどにはトラッ
プ３４に排気微粒子が捕集されていないことによって再
生時期検知回路６２から再生待ち信号が出力されている
とき、再生開始後トラップ３４の再生に必要な所定の時
間（例えば１００分程）が経過したとき、あるいは、出
口側温度センサ４９がトラップ３４の焼損限界温度近く
（例えば９０℃程度）の温度を検出したときに出力制御
回路６４に再生停止信号を出力してバーナ３５の作動を
停止させ、あるいはバーナ３５の作動を停止させ続ける
。

第６図にマイクロコンピュータを使用した制御装置４３
の具体例全例示する。

この第６図において、制御装［４３はバッテリ４４から
出力された電源電圧ＶＢを後述する各構成要素に供給す
る定電圧Ｖｃｃに変換する定電圧回路６５と、ＣＰＵ　
６６、メモリ　（ＲＯＭ）　１３７及びインターフェイ
ス用のＰＩＯ（ペリフェラルＩ／Ｑ　）７１の他に、２
個の圧力センサ４６，４７の出力［圧ＶＰ１．　ＶＦ６
　ト、２個Ｏ温Ｗセンｔ４８　、４９の出力電圧ＶＴ１
．ＶＴ２と、回転センサ５３から出力されたパルス信号
が供給されるル〜変換器６８の出力電圧Ｖｒと、負荷セ
ンサ５４の出力電圧Ｖｌ及び水温センサ５１の出力電圧
ＶＴａが入口され、これらの信号の一つを選択して出力
するマルチプレクサ６９と、このマルチプレクサ６９に
よって選択されたアナログデータをデジタルデータに変
換するＡ／ｐ変換器７０とを入力側に備えている。

尚、ＣＰＵ５６は、ＰＩＱ　７１を介してマルチプレク
サ６９へのチャンネル指示を行い　Ａ／Ｄ変換器ＴＯが
変換終了を示すＥＯＣ（Ｅｎｄ　ｏｆ　Ｃｏｎｖｅｒり
信号を出力したときにへ勺変換されたデータを入力させ
るようになっている。

又、出力側には接地装置Ｔ２を設けるが、この接地装ｆ
ｔ７２は燃料噴射弁４０の接地線に介挿したスイッチン
グ回路７２ａと、燃料ポンプ４１の接地線に介挿したス
イッチング回路７２ｂと、エアポンプ４２の接地線に介
挿したスイッチング回路７２Ｃと、グロープラグ用リレ
ー４５のコイルの接地線に介挿したスイッチング回路７
２ｄとを含んで構成されているが、これらのスイッチン
グ回路７２８〜７２ｄは主にトランジスタを用いて構成
され、ＣＰＵ６５からＰＩＯ７１を介してそれぞれに信
号が供給されると各接地線を導通させてバーナ３５用の
各装置を作動させるようになっている。

次に、第７図に示すフローチャートに従ってその作用を
説明する。

まず、Ｓｌでは回転センサ５３からＦ／Ｖ変換器６８を
介して出力された電圧Ｖｒを読み込み、機関が始動した
（例えば、機関回転速度が５０　Ｏｒｐｍになっている
）か否かを判定し、ＮＯであれば８１５でバーナ３５の
作動を停止させ、又は停止させ続けてＳｌに戻り、Ｙｅ
＋ａであれはＳ２に進む。Ｓ２では機関の始動から所定
時間（例えば４分）が経過している（排気系が充分に暖
機されバーナ３５の着火に適した温度になっている）か
否かを判定し、ＮＯのときは８１５でバーナ３５の作動
を停止させ、又は停止させ続けてＳｌに戻９、Ｙｅｓで
あればＳ３に進む。Ｓ３ではバーナ３５が作動中である
か否かを判定し、Ｙｅｓの場合１ｌ−ｊ：Ｓ７に進み、
ＮｏのときはＳ４に進む。

Ｓ４では水温センサ５１の出力電圧ＶＴｗを読み込み、
水温Ｔｗが、所定値（例えば、６０℃のように排気系の
温度がバーナ３５の着火に適した温度）以上高くなって
いるか否かを判定し、ＮＯの場合は８１５でバーナ３５
の作動管停止させるか停止させ続けてＳｌに戻ｆｉ、Ｙ
ｅｓの場合はＳ５に進む。Ｓ５では、トラップ３４にお
ける微粒子の捕集状態を検知するために圧力の計算を行
う。即ち、ハニカム式のトラップには層流型流量計の特
性があり、微粒子の捕集量を一定とすれば排気の流量に
比例するトラップ３４人口側圧力Ｐ１（ガス話に比例）
と、入口側圧力ｐｉと出口側圧力Ｐ２の差力ΔＰ＝Ｐ１
−Ｐ２とは直線比例し、ＰｌｌとΔＰとの比率ΔＰ／Ｊ
？　ｌ　は一定となる。従って、排気微粒子の捕集量が
所定（＋ｉ　Ｋ達したときの入口側及び出口側圧力セン
サ４６，４７の出力電圧の差ΔＶＰ＝ＶＰ１−ＶＰ２（
以１、ΔＶＰｍａｘという）は、入口側圧力センサ４６
の出力電圧ｖＰ１に応じて変化し、次式によって得られ
る。

ΔＶＰｍａｘ＝Ａ＠ＶＰ１−Ｂ　（Ａ　、　Ｂは定数）
従って、Ｓ５によってΔＶＰｍａｘをオ（“賀し、Ｓ６
に進んで実際のΔＶＰ　＋＝　ＶＰＩ　−ＶＦ６がΔＶ
Ｐｍａｘよ）大きいか否かを判定し、ＮＯのときは８１
５でバーナ３・５を停止させ続けてＳｌに戻り、Ｙｅｓ
のときは再生が必要でおると判断してＳ９に進み、バー
ナ３５の着火操作を行う。尚、Ｓ３でＹｅｓのとき、即
ち、バーナ３５が既に作動中であるときは８７に進んで
バーナ３５が安定して燃焼しているか否かを判定し、　
ＹｅｓのときはＳ１１に進みＮＯのときはＳ８に進む。

Ｓ８では、バーナ３５が着火されたか否かを判定し、Ｙ
ｅｓのときは８１０に進み、ＮＯのときはＳ９に進んで
バーナ３５の着火操作を継続する。即ち、Ｓ６において
再生が必要であると判断された場合、及び着火操作が完
了していないときは８９で着火操作が行われる。

詳しくは、第８図に示すフローチャートのように、８９
ａでグロープラグ用リレー４５を閉じてグロープラグ３
９を作動させ、次のＳ９ｂでグロ−プラグ３９がオンし
てからの経過時間が所定値（例えば５０秒）になったか
否かを判定し、Ｎ。

のときはＳｌに戻ってグロープラグ３Ｂの温度を着火に
必要な温度まで上昇させる。Ｙｅｓのときは次の８９ｃ
に進み、バーナ３９の着火直前（２）科供給直前）のト
ラップ３４の上流に設けた入口側温度センサ４８の出力
電圧ｖＴ１を記憶したか否かを判足し、Ｙｅｓのときは
８９ｅに進んでＮＯのときは８９ｄに進み、このＳ９ｄ
では入口側温度センサ４８の出力電圧ＶＴ１をトラップ
入口排気温度ｌ１ｌｏとして記憶する。

次にＳ９ｅでエアポンプ４２を作動させて空気の供給を
開始し、Ｓ９ｆで燃料ポンプ４１を作動させる。８９ｇ
ではそのときの回転速度Ｖｒ及び負荷Ｖｌに基づき、こ
れらの値に応じて予め設定されたディニーティ比の駆動
信号を検索し、ｓｇｈで着火を容易に行わせるための増
量補正の必要から駆動信号を例えば２倍し、８９１でこ
の駆動信号を出力して燃料噴射弁４０を作動させて燃料
の供給を開始する。

これによシ、バーナ３５の混合気導入管３Ｂから空気と
燃料との混合気が噴出し、逆流式蒸発筒３Ｔ内を流れて
火炎噴出口３７８を経て燃焼筒３６内に送シ込まれ、グ
ロープラグ３９の熱によって着火する。そして、燃焼筒
３６の多数の排気導入孔３８ａから導かれる排気と混合
しつつ燃焼する。

８９ｊ　では、燃料供給開始後の現在の排気温度Ｔ１と
供給開始直前の排気一度Ｔｏとの差をめるに際しては、
入口側温度センサ４８の出力電圧ｖＴ１を読み込み、前
記のようにして８９ｃで記憶さｔ’ＬテＩＡルＶＴｏ　
トＯ温度差ＪＶＴ１　＝　ＶＴｌ　−ＶＴｏをめて８９
ｋに進む。

８９にでは温度差ΔＶＴｌが所定値以上であるか否か（
着火の有無）を判定し、ＮＯのときは８９１に進んで燃
料供給開始後所定の時間（例えば１０秒）が経過してい
るか否かを判定し、この８９ＪでＮＯのときはＳｌに戻
って着火判定を繰返す。所定時間に達しても温度差が所
定値以上に遅しないとき（８９１でＹｅｓＯ時）は８１
５に進んでバーナ３５の作動を中止させ、Ｓｌに戻る。

尚、Ｓ９ＪでＹｅｓのときは着火が完了したものとして
Ｓ１０に進む。

８１０では入口側温度Ｔ１が所定値（バーナ３５の安定
燃焼温度、例えば５００℃）以上に到達し・たか否かを
判定し、ＮｏΩときは８１４に進み、着火後所定時間（
例えば４０秒）が経過したか否かを判定する。この判定
の結果、ＮＯのときはＳｌに戻って温度測定を繰返すが
、８１４でＹｅｓのとき（所定時間が経過しても安定燃
焼温度に到達しないとき）は８１５に進んでバーナ３５
の作動を停止させ、Ｓｌに戻る。

８１０でＹｅｓの場合、即ち、所定時間内にバーナ３５
の安定燃焼温度に達した場合は、バーナ３５が安定して
燃焼し、トラップ３４の再生が開始されたと判定してＳ
ｌｌに進む。

ａｌｌではトラップ３４の再生に適した温度となるよう
に燃料供給量の制御を行い、８１２で出口側温度センサ
４９の出力電圧ｖＴ２からトラップ３４出口の温度Ｔ２
がトラップ３４の浴損防止限界温度（例えば９００℃）
に達したか否かを判定し、Ｙｅｓのときは再生の途中で
あってもバーナ３５の作動を停止させてＳｌに戻る。Ｎ
ｏの場合は、８１３で再生が開始されてから所定の時間
（例えば１０分）が経過しているか否かを判定し、Ｎｏ
　の場合は８１に戻って所定時間トラップ３４の再生を
行う。所定時間が経過して８１３がＹｅｓになると、８
１５に進んでバーナ４５の作動を停止させる。

ここに上記したよりな８１１で行われる温度制御は、第
９図に示されたフローチャートに従って行われる。

まず、８１１１ではそのときの回転速度Ｖｒと負荷Ｖｌ
ｌに基づいて予め定められたデユーティ　比の駆動信号
を検索し、５１１ｂでは入口側温度センサ４８の出力電
圧ｖＴ１を読み込んで排気温度が再生下限温度（例えば
５５０℃）以上であるか否かを判定する。この判定の結
果、再生下限温度未満であるときは、ｓ　１１ｋに進ん
でグロープラグ３９を作動させ続ける。尚、再生中に５
５０℃以上に達してＳ　ｌｌｃでグロープラグ３９０作
ａ’ｅ停止させた後に再生途中で５５０℃より低くなっ
たときにもグロープラグ３９を作動させる。

次に５ＩＩＪに進んで駆動信号を例えば１゜６倍に増量
補正し、５１１ｍでグロープラグ３９の作動彼あるいは
再生下限温度（５５０℃）以下となってからの時間、又
は、着火操作後８１０で５００℃以上となってから５５
０℃未満に留っている時間が所定値例えば１５秒に達し
たか否かを判定し、Ｎ。

の場合は５ｌｌｎに進んで駆動信号を出力し、燃料噴射
弁４０を作動させて第７図の８１２に進む。

尚、５１１ｍでＹｅｓの場合は、再生途中であっても８
１５に進んでバーナ３５の作動を停止させる。

一方、８１１ｂでトラップ３４０入口排気温度Ｔ１が再
生下限値（５５０℃）以上であると判定されたときは、
８１１Ｃに進んでグロープラグ３９の作動を停止させた
後に５ｌｌｄ、５ｌｌｅ、５ｌｌｆでの判定に基づいて
排気温度に応じて燃料の供給量が制御される。即ち、ト
ラップ３４の再生に適した温度は６００℃以上であり、
６００℃未満であれば燃料を増量し、逆に６００℃以上
であれば燃料の節約あるいはトラップ３４の焼損防止の
ために燃料を減量するように制御する。このために、ま
ず５１１ｄでは例えば５８０℃以上あるか否かを判定し
、５８０℃未満であるときはｓ　１１　ｈで駆動信号を
例えば１．４倍するというように増量補正して５１１ｎ
に進む。５ｌｌｅで６００℃以上であると判定した場合
は、５１１ｒにおいて６２０℃以上であるか否かを判定
し、６２０℃未満である場合は最適温度であるので５１
１ｊの如く駆動信号を補正することなく５１１０に進む
。５１１ｒにおける判定の結果が６２０℃以上であれば
、８１１ｇで駆動信号を例えば０．８倍するというよう
に減量補正して５ｌｌｎに進む。そして、５ｌｌｎにお
いてこれらの駆動信号を出力することにより燃料噴射弁
４０を作動させる。このように、排気の温度をトラップ
３４の再生に適した温度範囲に保持させるために、トラ
ップ３４人口の排気温度Ｔ１に応じて燃料噴射弁４０の
駆動信号を増減補正するのである１、尚、このような操
作は、８１２での判定の結果、トラップの出口部分の排
気温ＫＴ２が限度以上には上昇しておらず、しかも８１
３で再生時間以内であると判定すると繰返し行われる。

又、Ｓ１５でのバーナ３５の作動停止は第１０図に示す
フローチャートのように行われ、まず、５１５ａでグロ
ープラグ３９の作動を停止させる。

次いで、５１５ｂで燃料ポンプ４１の作動を停止させ、
５１５ｃで燃料噴射弁４０の作動を停止させて燃料の供
給を停止させる。その後、８１５ｄでエアポンプ４２の
作動を停止させて空気の供給をも停止させる。

第１１図は本発明の第２実施例に対応する機能ブロック
図であり、この実施例では水温センサ５１の出力信号Ｖ
Ｔｖｉ＞ら水温Ｔｗを検知し、バーナ３５の作動時に水
温に応じて予め定められたグロープラグ３９の作動時間
と着火時の燃料噴射弁４０の駆動信号の増量補正倍率Ｍ
を演算する着火操作制御回路７３を設けることによシ、
出力制御回路６４を介して着火操作時のグロープラグ３
９と燃料噴射弁４０との作動を制御するようにしている
。その他の部分は前記した第１実施例と同一であるので
説明を省略する。

この第２実施例においては、第１２図乃至第１４図に示
すように、第８図に示したフローチャートの一部を変更
し７ｔ７０−チヤートに従って前記着火操作が行われる
。

即ち、まず、８９ａにおいて予熱操作を行う。

これは、第１３図に示すように行われ、８９ａ−１でグ
ロープラグ用リレー４５を閉じてグロープラグ３９を作
動させ、次の８９ａ−２で予熱が充分であるか否かを判
定し、Ｙｅｓであれば８９ｃに進み、ＮＯであれば８９
ｇ−３に進む。この８９ａ−３で水温センサ５１からの
出力電圧ＶＴｗを記憶し、８９ａ−４ではｖＴｏから水
温Ｔｗに応じて定められたグロープラグの必要予熱時間
ｔ１を検索した後に８９ｂに進む。

Ｓ９ｂではグロープラグ３９の予熱を開始したときから
現在までの経過時間ｔが現在の水温Ｔｗに応じた必要予
熱時間ｔ１に到達しているか否かを判定し、その結果が
ＮｏであるときはＳｌに戻ｊｌ）、Ｙｅｓであるときは
予熱が完了していると判断してＳ９ｃに進む。

尚、前記した必要予熱時間ｔ１は水温Ｔｗが低い（排気
系の暖機が充分に行われていない）ｅ注ど長く、水温Ｔ
ｗが高い（排気系の暖機が充分に行われている）はど短
くなるように設定される。因に、Ｔｗ≦４０℃〜ＴＷ≧
８０℃の範囲では、ｔｌを６０ｓｅｃ〜４９ｓｅｃとす
ることができる。

又、Ｓ　９　ｃ　−８９ｇでは第８図（第１実施例の場
合と同様の）処理が行われ、８９ｈで着火時の槽蓋補正
が行われる。詳しくは、第１４図に示すようにｓｇｈ−
１において駆動信号の増量補正倍率Ｍの検索が行われた
か否かの判定が行われ、Ｙｅｓであればｓｇｈ−４に進
んで燃料噴射弁４０の駆動信号ｉＭ倍するが、ＮＯであ
るときは８９ｈ−２において水温センサ５１の出力電圧
ＶＴｗ　ｆ記憶し、５９ｈ−３でＶＴｗから水温Ｔｗに
応じた倍率ＩＱ−検索し、５９ｈ−４を経てＳ９１に進
み、以降は第８図の場合と同様に進む。

このように、バーナ３５の作動時にグロープラグ３９の
予熱時間と燃料供給量とを水温（排気系の暖機状態）に
応じて制御するので、第２実施例の場合はバーナ３５の
着火性がよ）向上する１尚、着火時の倍率Ｍは、水温Ｔ
ｗが低いほど大きくな戊例えば４０℃以下でＦｉ、２倍
であるが８０℃以上では１，６倍になる。

第１５図は本発明の第３実施例に対応する機能ブロック
図であり、機関の運転中において、トラップ出口側温度
センサ４９の出力電圧ｖＴ２に基づキ、トラップ３４の
出口温度Ｔ２がトラップ３４の溶損防止限界温度（例え
ば９００℃）に達することによシ再生停止回路６３から
出力制御回路６４に再生停止信号が発信された場合と、
それ以外のバーナ３５の作動が停止される場合とを判別
する判別回路Ｔ４を設けである。かかる判別回路γ４に
より、出力制御回路６４の作動を介してＴ２が溶損防止
限界温度に達してバーナ３５の作動が停止される場合は
グロープラグ３９の作動、燃料の供給及び空気の供給を
同時に停止させた後、所定時間（例えば５分）後はバー
ナ３５を再作動させないようにし、それ以外でバーナ３
５の作動が停止される場合はグロープラグ３９の作動、
燃料の供給を同時に停止させた後所定時間（例えは２分
）後に空気の供給を停止させるようにしている。その他
の部分は第１１図に示し、＋第２実施例と同一であるの
で説明を省略する。

この第３実施例においては第１６図に示すように第１０
図に示したフローチャートに従って前記バーナ停止動作
が行われる。

即ち、８１５ａ　〜８１５ｃでグロープラグ３９の作動
と、燃料の供給を停止させた後、５１５ｄでＴ２がトラ
ップ３４０溶損防止限界温度（９００℃）に達する判定
がされたか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はＳｌへ戻り、
Ｎｏの場合は８１５へ戻る。

８１５ｄでＮＯの場合、即ち、Ｔ２が９００℃に達して
いない場合は５１５ｇへ進み所定時間（２分）に達した
か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はｓ１５＋でエアポンプ
４２の作動を停止してＳｌへ戻る。８１５ｇでＮＯの場
合は５１５ｈに進み機関が継続して運転されている（始
動）か否かを判定し、ＮＯの場合は８１５ｉに進みＹｅ
ｓの場合は８１５ａに戻る。

このようにＴ２がトラップ３４の溶損限界温度に遅しｆ
ｃ場合はバーナ３５の全ての作動を停止し、トラップ３
４が充分冷却されるのに要する時間が経過した後でなけ
れば、たとえトラップ３４の再生が不充分で要再生の状
態でもバーナ３５を作動させないようにしたため、トラ
ップ３４の俗損を確実に防止できる。一方、Ｔ２がトラ
ップ３４の溶損眼界温度に達しない場合でバーナ３５の
作動ｔｌ止する場合はグロープラグ３９の作動及び燃料
の供給を同時に停止した後、所定時間後空気の供給を停
止するようにしたため、送風空気によって掃気性が向上
し、燃料が未燃の状態で混合気導入管３８内に溜まシ、
排気熱でむし焼きされることによりデポジットとなって
通路を詰まらせること等も防止できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、機関の温間始動後
、排気系が暖機されるのに通常装する所定時間が経過し
た後であって、かつ、水温が排気系が充分暖機される状
態を示す所定温度に達した場合に、初めてバーナを作動
する構成としたため、気温条件によらず常に着火に適し
た状態でのみ作動することになり、バーナの着火性が非
常に良好となシ、失火を防止して燃料を節約できる。即
ち、温間始動後や温暖地等、比較的排気系の暖機が早い
場合にはバーナの作動も早められ寒冷地などで排気系が
冷却され易い場合であっても常にバーナの着火に適した
条件でバーナの作動が行える。又、失火防止に伴い、未
燃燃料が排気とともに大気中に放出されることも防止で
きる。更にバーナの作動開始を待機する時間を必要最小
限にできるので、トラップの再生時期が大幅にずれるこ
ともなく、再生遅れに伴う排圧の上昇による燃費の態化
をも小さくできる等積々の特長を備えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の構成図、第２図は同じくブロック図、
第３図は本発明の構成に対応するブロック図、第４図は
本発明の第１実施例の構成図、第５図は同じく装部のブ
ロック図、第６図は同じく制御装置の構成図、第７図〜
第１０図は同じくフローチャート、第１１図は本発明の
第２実施例の要部のブロック図、第１２図〜第１４図は
同じくフローチャート、Ｗ、１５図は本発明の第３実施
例の装部のブロック図、第１６図は同じくフローチャー
トである。 ３１・・・排気通路　３２・・・トラップケース３４・
・・トラップ　３５・・・バーナ　４３・・・制御装置
　４６・・・入口側圧力センサ　４Ｔ・・出口側圧力セ
ンサ　４８・・・入口側温度センサ　４９・・・出口側
温度センサ　５１・・・水温センサ　５２・・・サーモ
スタットハウジング　６０・・・タイマ６１・・・水温
検知回路　６２・・・再生時期検知回路６４・・・出力
制御回路 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　富二雄 第１３図 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気通路に介装した排気微粒子捕集用のトラップと、該
   トラップよシ上流の排気通路に介装したトラップ再生用
   のバーナと、前記トラップの入口側と出口側の排気圧力
   に基づいて微粒子の捕集状態全検出しドラッグ再生の安
   否を判定する再生時期検知手段と、該再生時期検知手段
   を介して再生が必要でおると判定したときにバーナを作
   動させるバーナ制御手段とを備えた排気微粒子捕集装置
   において、機関の始動時点から計時を開始するタイマと
   、機関の冷却水温度を検知する水温センサと、前記タイ
   マの出力と水温センサの出力とに基づいて機関の始動か
   ら所定値以上の時間が経過し、かつ、冷却水温度が所定
   値以上である場合以外は前記再生時期検知手段を非作動
   状態に固定して前記バーナな非作動状態に保持させる水
   温検知手段と、を設けたことを特徴とする内燃機関の排
   気微粒子捕集装置。