JP2003269223A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】理論空燃比で運転を可能とするストイキガソリ
ンエンジン（ポート噴射式ストイキエンジン、若しく
は、筒内噴射式ストイキエンジン）において、フィルタ
に捕集された粒子状物質を除去することができる技術を
提供する。 【解決手段】燃焼室でのガソリンの燃焼に伴って発生し
た粒子状物質を一時捕集可能なフィルタ２１と、フィル
タ２１に捕集された粒子状物質を酸化させて除去する酸
化機能を有する触媒２１と、内燃機関１に燃料を供給す
る燃料供給手段１６と、車両の減速時に燃料の供給を停
止させる燃料供給停止手段２５と、燃料供給停止手段２
５により燃料の供給が停止されているときに吸入空気量
を増加させる吸入空気量増加手段１８と、を備えた。
ンエンジン（ポート噴射式ストイキエンジン、若しく
は、筒内噴射式ストイキエンジン）において、フィルタ
に捕集された粒子状物質を除去することができる技術を
提供する。 【解決手段】燃焼室でのガソリンの燃焼に伴って発生し
た粒子状物質を一時捕集可能なフィルタ２１と、フィル
タ２１に捕集された粒子状物質を酸化させて除去する酸
化機能を有する触媒２１と、内燃機関１に燃料を供給す
る燃料供給手段１６と、車両の減速時に燃料の供給を停
止させる燃料供給停止手段２５と、燃料供給停止手段２
５により燃料の供給が停止されているときに吸入空気量
を増加させる吸入空気量増加手段１８と、を備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関する。
化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディーゼルエンジンの排気中に含
まれる浮遊粒子状物質である煤に代表されるパティキュ
レートマター（Particulate Matter：以下、「ＰＭ」と
いう。）の除去が重要な課題となっている。このため、
大気中にＰＭが放出されないように排気系にＰＭの捕集
を行うパティキュレートフィルタ（以下、単に「フィル
タ」とする）を設ける技術が知られている。
まれる浮遊粒子状物質である煤に代表されるパティキュ
レートマター（Particulate Matter：以下、「ＰＭ」と
いう。）の除去が重要な課題となっている。このため、
大気中にＰＭが放出されないように排気系にＰＭの捕集
を行うパティキュレートフィルタ（以下、単に「フィル
タ」とする）を設ける技術が知られている。
【０００３】このフィルタにより排気中のＰＭが一旦捕
集され大気中へ放出されることを防止することができ
る。しかし、フィルタに捕集されたＰＭが該フィルタに
堆積するとフィルタの目詰まりを発生させることがあ
る。この目詰まりが発生すると、フィルタ上流の排気の
圧力が上昇し内燃機関の出力低下やフィルタの毀損を誘
発する虞がある。このようなときには、フィルタ上に堆
積したＰＭを着火燃焼せしめることにより該ＰＭを除去
することができる。このようにフィルタに堆積したＰＭ
を除去することをフィルタの再生という。
集され大気中へ放出されることを防止することができ
る。しかし、フィルタに捕集されたＰＭが該フィルタに
堆積するとフィルタの目詰まりを発生させることがあ
る。この目詰まりが発生すると、フィルタ上流の排気の
圧力が上昇し内燃機関の出力低下やフィルタの毀損を誘
発する虞がある。このようなときには、フィルタ上に堆
積したＰＭを着火燃焼せしめることにより該ＰＭを除去
することができる。このようにフィルタに堆積したＰＭ
を除去することをフィルタの再生という。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＰＭはディ
ーゼルエンジンだけでなく、ガソリンエンジンでも発生
することがある。とりわけ、筒内直接噴射式のガソリン
エンジンでは、成層リーン燃焼時即ち、少量の燃料を成
層状態として燃焼室内で燃焼させる場合に、点火プラグ
近傍の燃料が過濃となってスモークが発生しやすく、ス
モークに伴うＰＭの適切な除去が望まれている。ガソリ
ンエンジンとディーゼルエンジンとでは燃料が異なるこ
と及びそれに伴う機関の運転状況が異なることから、ガ
ソリンエンジンでは独自にＰＭの除去を考察する必要が
ある。
ーゼルエンジンだけでなく、ガソリンエンジンでも発生
することがある。とりわけ、筒内直接噴射式のガソリン
エンジンでは、成層リーン燃焼時即ち、少量の燃料を成
層状態として燃焼室内で燃焼させる場合に、点火プラグ
近傍の燃料が過濃となってスモークが発生しやすく、ス
モークに伴うＰＭの適切な除去が望まれている。ガソリ
ンエンジンとディーゼルエンジンとでは燃料が異なるこ
と及びそれに伴う機関の運転状況が異なることから、ガ
ソリンエンジンでは独自にＰＭの除去を考察する必要が
ある。
【０００５】即ち、フィルタの再生は、酸素過剰の雰囲
気にてＰＭを酸化して行うことが可能であるが、理論空
燃比近辺で運転されるガソリンエンジンでは、排気中の
酸素濃度が低くＰＭの酸化能力が低いためフィルタの再
生が困難となる。このような問題に対し、例えば、フィ
ルタ再生時に酸素濃度を高くして機関を運転することが
考えられるが、このような酸素過剰の雰囲気では、窒素
酸化物（ＮＯx）の浄化率が低下してしまう。
気にてＰＭを酸化して行うことが可能であるが、理論空
燃比近辺で運転されるガソリンエンジンでは、排気中の
酸素濃度が低くＰＭの酸化能力が低いためフィルタの再
生が困難となる。このような問題に対し、例えば、フィ
ルタ再生時に酸素濃度を高くして機関を運転することが
考えられるが、このような酸素過剰の雰囲気では、窒素
酸化物（ＮＯx）の浄化率が低下してしまう。
【０００６】本発明は、上記したような問題点に鑑みて
なされたものであり、理論空燃比近傍で運転を可能とす
るストイキガソリンエンジンにおいて、フィルタに捕集
された粒子状物質を除去することができる技術を提供す
ることを目的とする。
なされたものであり、理論空燃比近傍で運転を可能とす
るストイキガソリンエンジンにおいて、フィルタに捕集
された粒子状物質を除去することができる技術を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明の内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採
用した。即ち、燃焼室でのガソリンの燃焼に伴って発生
した粒子状物質を一時捕集可能なフィルタと、前記フィ
ルタに捕集された粒子状物質を酸化させて除去する酸化
機能を有する触媒と、内燃機関に燃料を供給する燃料供
給手段と、車両の減速時に燃料の供給を停止させる燃料
供給停止手段と、前記燃料供給停止手段により燃料の供
給が停止されているときに吸入空気量を増加させる吸入
空気量増加手段と、を備えることを特徴とする。
に本発明の内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採
用した。即ち、燃焼室でのガソリンの燃焼に伴って発生
した粒子状物質を一時捕集可能なフィルタと、前記フィ
ルタに捕集された粒子状物質を酸化させて除去する酸化
機能を有する触媒と、内燃機関に燃料を供給する燃料供
給手段と、車両の減速時に燃料の供給を停止させる燃料
供給停止手段と、前記燃料供給停止手段により燃料の供
給が停止されているときに吸入空気量を増加させる吸入
空気量増加手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】本発明の最大の特徴は、理論空燃比近傍で
の運転を可能とするストイキガソリンエンジン（ポート
噴射式ストイキエンジン、若しくは、筒内噴射式ストイ
キエンジン）において、車両減速時に燃料供給が停止さ
れた場合に吸入空気量を増量してフィルタに捕集された
粒子状物質の酸化を促進させることにある。
の運転を可能とするストイキガソリンエンジン（ポート
噴射式ストイキエンジン、若しくは、筒内噴射式ストイ
キエンジン）において、車両減速時に燃料供給が停止さ
れた場合に吸入空気量を増量してフィルタに捕集された
粒子状物質の酸化を促進させることにある。
【０００９】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、排気中の粒子状物質がフィルタに捕集され
る。フィルタに捕集された粒子状物質は酸化機能を有す
る触媒が活性温度以上であれば粒子状物質は酸化除去さ
れるが、活性温度以下の場合や、内燃機関から排出され
る粒子状物質の量が多く酸化機能を有する触媒で酸化が
十分にできない場合には、粒子状物質はフィルタ上に次
第に堆積し、目詰まりを発生させるため、除去する必要
が生じる。ここで、内燃機関が理論空燃比近辺で運転さ
れている場合には、排気中の酸素濃度が低いために粒子
状物質を酸化除去するのは困難である。ところで、車両
減速時には燃料の供給が停止され、排気中の酸素濃度が
高くなり、フィルタに捕集された粒子状物質が酸化され
る。そのときに、吸入空気量増加手段が吸入空気量を増
加されると、更に多くの酸素をフィルタに供給すること
が可能となり、フィルタの目詰まりを抑制することが可
能となる。
装置では、排気中の粒子状物質がフィルタに捕集され
る。フィルタに捕集された粒子状物質は酸化機能を有す
る触媒が活性温度以上であれば粒子状物質は酸化除去さ
れるが、活性温度以下の場合や、内燃機関から排出され
る粒子状物質の量が多く酸化機能を有する触媒で酸化が
十分にできない場合には、粒子状物質はフィルタ上に次
第に堆積し、目詰まりを発生させるため、除去する必要
が生じる。ここで、内燃機関が理論空燃比近辺で運転さ
れている場合には、排気中の酸素濃度が低いために粒子
状物質を酸化除去するのは困難である。ところで、車両
減速時には燃料の供給が停止され、排気中の酸素濃度が
高くなり、フィルタに捕集された粒子状物質が酸化され
る。そのときに、吸入空気量増加手段が吸入空気量を増
加されると、更に多くの酸素をフィルタに供給すること
が可能となり、フィルタの目詰まりを抑制することが可
能となる。
【００１０】本発明においては、前記酸化機能を有する
触媒を前記フィルタに担持させることができる。このよ
うにして、省スペース化を図ることができる。
触媒を前記フィルタに担持させることができる。このよ
うにして、省スペース化を図ることができる。
【００１１】本発明においては、内燃機関に接続され該
内燃機関に吸気を導入させる吸気通路と、前記吸気通路
に吸気が流通する流通面積を可変とする吸気絞り弁と、
をさらに備え、前記吸入空気量増加手段は、吸気絞り弁
を開弁方向に制御して吸入空気量を増加させることがで
きる。
内燃機関に吸気を導入させる吸気通路と、前記吸気通路
に吸気が流通する流通面積を可変とする吸気絞り弁と、
をさらに備え、前記吸入空気量増加手段は、吸気絞り弁
を開弁方向に制御して吸入空気量を増加させることがで
きる。
【００１２】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、車両減速中に吸気絞り弁が全開にされ、吸入
空気量を増加させる。従って、排気中の酸素濃度が増加
してフィルタに捕集された粒子状物質を酸化除去するこ
とが可能となる。
装置では、車両減速中に吸気絞り弁が全開にされ、吸入
空気量を増加させる。従って、排気中の酸素濃度が増加
してフィルタに捕集された粒子状物質を酸化除去するこ
とが可能となる。
【００１３】本発明においては、吸気弁と、排気弁と、
前記吸気弁及び排気弁の開弁量を調整する吸排気弁開弁
量調整手段と、をさらに備え、前記吸入空気量増加手段
は、吸気弁及び排気弁の開弁量を増大させて吸入空気量
を増加させることができる。
前記吸気弁及び排気弁の開弁量を調整する吸排気弁開弁
量調整手段と、をさらに備え、前記吸入空気量増加手段
は、吸気弁及び排気弁の開弁量を増大させて吸入空気量
を増加させることができる。
【００１４】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、車両減速中に吸排気弁の開弁量が増大され、
吸入空気量を増加させる。従って、排気中の酸素濃度が
増加してフィルタに捕集された粒子状物質を酸化除去す
ることが可能となる。
装置では、車両減速中に吸排気弁の開弁量が増大され、
吸入空気量を増加させる。従って、排気中の酸素濃度が
増加してフィルタに捕集された粒子状物質を酸化除去す
ることが可能となる。
【００１５】本発明においては、前記フィルタに捕集さ
れた粒子状物質の量を推定する捕集量推定手段をさらに
備え、前記吸入空気量増加手段による吸入空気量の増加
は前記捕集量推定手段により推定された粒子状物質の捕
集量が所定値以上となった場合に行われても良い。
れた粒子状物質の量を推定する捕集量推定手段をさらに
備え、前記吸入空気量増加手段による吸入空気量の増加
は前記捕集量推定手段により推定された粒子状物質の捕
集量が所定値以上となった場合に行われても良い。
【００１６】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、車両減速中であって、且つ捕集量推定手段に
より推定された粒子状物質の捕集量が所定値以上となっ
た場合に、吸入空気量を増加させる。このようにして、
粒子状物質の除去が必要となった場合に限り粒子状物質
の除去を行うことが可能となる。
装置では、車両減速中であって、且つ捕集量推定手段に
より推定された粒子状物質の捕集量が所定値以上となっ
た場合に、吸入空気量を増加させる。このようにして、
粒子状物質の除去が必要となった場合に限り粒子状物質
の除去を行うことが可能となる。
【００１７】本発明においては、触媒の温度を検出する
触媒温度検出手段をさらに備え、前記吸入空気量増加手
段による吸入空気量の増加は前記触媒の温度が活性温度
以上、且つ吸入空気量の増加によって前記触媒が昇温し
たとしても熱劣化しない温度以下であるときに行われて
も良い。
触媒温度検出手段をさらに備え、前記吸入空気量増加手
段による吸入空気量の増加は前記触媒の温度が活性温度
以上、且つ吸入空気量の増加によって前記触媒が昇温し
たとしても熱劣化しない温度以下であるときに行われて
も良い。
【００１８】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、車両減速中であって、且つ触媒温度検出手段
により検出された触媒温度が所定範囲内である場合に、
吸入空気量を増加させる。このようにして、粒子状物質
の除去を効果的に行うことができる場合に限り粒子状物
質の除去を行うことが可能となる。
装置では、車両減速中であって、且つ触媒温度検出手段
により検出された触媒温度が所定範囲内である場合に、
吸入空気量を増加させる。このようにして、粒子状物質
の除去を効果的に行うことができる場合に限り粒子状物
質の除去を行うことが可能となる。
【００１９】本発明においては、燃料供給停止手段によ
り燃料の供給が停止されるまでの期間を算出する運転期
間算出手段をさらに備え、前記吸入空気量増加手段によ
り増加される吸入空気の量を前記運転期間算出手段によ
り算出された運転期間が長い程多くすることができる。
り燃料の供給が停止されるまでの期間を算出する運転期
間算出手段をさらに備え、前記吸入空気量増加手段によ
り増加される吸入空気の量を前記運転期間算出手段によ
り算出された運転期間が長い程多くすることができる。
【００２０】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、燃料が供給されて機関が運転されると、それ
に伴い粒子状物質が排出される。従って、機関運転期間
が長くなるほどフィルタに捕集される粒子状物質の量が
多くなるため、その分吸入空気量を増加させることによ
り、フィルタに捕集された粒子状物質の量に見合った酸
素の供給が可能となる。
装置では、燃料が供給されて機関が運転されると、それ
に伴い粒子状物質が排出される。従って、機関運転期間
が長くなるほどフィルタに捕集される粒子状物質の量が
多くなるため、その分吸入空気量を増加させることによ
り、フィルタに捕集された粒子状物質の量に見合った酸
素の供給が可能となる。
【００２１】本発明においては、前記吸入空気量増加手
段により吸入空気量が増加されているときに車両を減速
させる手段を備えることができる。
段により吸入空気量が増加されているときに車両を減速
させる手段を備えることができる。
【００２２】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、車両減速中に吸入空気量が増加されるため、
ポンプ損失が減少する。この損失分を補うことにより、
車両の減速を補助することが可能となる。
装置では、車両減速中に吸入空気量が増加されるため、
ポンプ損失が減少する。この損失分を補うことにより、
車両の減速を補助することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて
説明する。ここでは、本発明に係る内燃機関の排気浄化
装置を理論空燃比近辺で運転される車両駆動用の気筒内
直接噴射式ガソリンエンジンに適用した場合を例に挙げ
て説明する。
気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて
説明する。ここでは、本発明に係る内燃機関の排気浄化
装置を理論空燃比近辺で運転される車両駆動用の気筒内
直接噴射式ガソリンエンジンに適用した場合を例に挙げ
て説明する。
【００２４】図１は、本実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置を適用するエンジン１とその吸排気系の概略
構成を示す図である。
気浄化装置を適用するエンジン１とその吸排気系の概略
構成を示す図である。
【００２５】エンジン１は、シリンダヘッド１ａ及びシ
リンダブロック１ｂを備えて構成されている。
リンダブロック１ｂを備えて構成されている。
【００２６】シリンダヘッド１ａには、吸気ポート２、
排気ポート３、燃焼室４が形成されている。吸気ポート
２及び排気ポート３は夫々２つに分岐して燃焼室４に通
じている。吸気ポート２及び排気ポート３と燃焼室４と
の境界には夫々吸気弁５及び排気弁６が備えられてい
る。また、シリンダヘッド１ａには、吸気カムシャフト
７及び排気カムシャフト８が備えられている。吸気カム
シャフト７及び排気カムシャフト８は、クランクシャフ
ト９から動力を得て回転し、吸気弁５及び排気弁６を往
復運動させる。吸気カムシャフト７には、吸気カムシャ
フト７の位相を連続的に変化させるバルブ特性変更機構
１０が備えられている。
排気ポート３、燃焼室４が形成されている。吸気ポート
２及び排気ポート３は夫々２つに分岐して燃焼室４に通
じている。吸気ポート２及び排気ポート３と燃焼室４と
の境界には夫々吸気弁５及び排気弁６が備えられてい
る。また、シリンダヘッド１ａには、吸気カムシャフト
７及び排気カムシャフト８が備えられている。吸気カム
シャフト７及び排気カムシャフト８は、クランクシャフ
ト９から動力を得て回転し、吸気弁５及び排気弁６を往
復運動させる。吸気カムシャフト７には、吸気カムシャ
フト７の位相を連続的に変化させるバルブ特性変更機構
１０が備えられている。
【００２７】また、２つに分岐した吸気ポート２の一方
の途中には、該吸気ポート２内で開閉して流通する吸気
の流量を調節するスワールコントロール弁１１が設けら
れている。このスワールコントロール弁１１には、ＤＣ
モータ１２により駆動される。
の途中には、該吸気ポート２内で開閉して流通する吸気
の流量を調節するスワールコントロール弁１１が設けら
れている。このスワールコントロール弁１１には、ＤＣ
モータ１２により駆動される。
【００２８】スワールコントロール弁１１は、エンジン
回転数や負荷等の運転状態により連続的に開閉する。ス
ワールコントロール弁１１を閉弁方向へ制御すると、吸
気が主に一方の吸気ポート２を流通して燃焼室４に流入
し該燃焼室４内にスワールを発生させる。スワールコン
トロール弁１１の開閉角度を変化させるとスワールの強
さを変化させることができ、運転状態に見合ったスワー
ルの強さを得ることができる。
回転数や負荷等の運転状態により連続的に開閉する。ス
ワールコントロール弁１１を閉弁方向へ制御すると、吸
気が主に一方の吸気ポート２を流通して燃焼室４に流入
し該燃焼室４内にスワールを発生させる。スワールコン
トロール弁１１の開閉角度を変化させるとスワールの強
さを変化させることができ、運転状態に見合ったスワー
ルの強さを得ることができる。
【００２９】また、燃焼室４には、シリンダ内の混合気
に点火するために、高電圧を印加して放電させ火炎核を
生成させる点火プラグ１３が取り付けられている。
に点火するために、高電圧を印加して放電させ火炎核を
生成させる点火プラグ１３が取り付けられている。
【００３０】一方、シリンダブロック１ｂのシリンダ内
には、燃焼室４内の燃焼圧力を受けて往復運動するピス
トン１４が挿入されている。該ピストン１４には、コネ
クティングロッド１５の一端が接続され、該コネクティ
ングロッド１５の他端はクランクシャフト９に接続され
ている。
には、燃焼室４内の燃焼圧力を受けて往復運動するピス
トン１４が挿入されている。該ピストン１４には、コネ
クティングロッド１５の一端が接続され、該コネクティ
ングロッド１５の他端はクランクシャフト９に接続され
ている。
【００３１】エンジン１は、燃焼室４に直接燃料を噴射
する燃料噴射弁１６を備えている。燃料噴射弁１６は、
燃料を所定圧まで昇圧する燃料ポンプ２６と接続されて
いる。該燃料ポンプ２６は、排気カムシャフト８に隣接
して設けられ、カムの回転運動によりポンプが駆動され
て燃料が圧縮された後吐出される。
する燃料噴射弁１６を備えている。燃料噴射弁１６は、
燃料を所定圧まで昇圧する燃料ポンプ２６と接続されて
いる。該燃料ポンプ２６は、排気カムシャフト８に隣接
して設けられ、カムの回転運動によりポンプが駆動され
て燃料が圧縮された後吐出される。
【００３２】このように構成された燃料噴射系では、カ
ムシャフトの回転トルクが燃料ポンプ２６の入力軸へ伝
達されると、燃料ポンプ２６は、所定の圧力で燃料を吐
出する。前記燃料ポンプ２６から吐出された燃料は、燃
料供給管（図示省略）を介して燃料噴射弁１６へ供給さ
れる。そして、燃料噴射弁１６に駆動電流が印加される
と、燃料噴射弁１６が開弁し、その結果、燃料噴射弁１
６から燃焼室４内へ燃料が噴射される。
ムシャフトの回転トルクが燃料ポンプ２６の入力軸へ伝
達されると、燃料ポンプ２６は、所定の圧力で燃料を吐
出する。前記燃料ポンプ２６から吐出された燃料は、燃
料供給管（図示省略）を介して燃料噴射弁１６へ供給さ
れる。そして、燃料噴射弁１６に駆動電流が印加される
と、燃料噴射弁１６が開弁し、その結果、燃料噴射弁１
６から燃焼室４内へ燃料が噴射される。
【００３３】次に、エンジン１には、吸気管１７が接続
されており、該吸気管１７は、吸気ポート２を介して燃
焼室４と連通している。
されており、該吸気管１７は、吸気ポート２を介して燃
焼室４と連通している。
【００３４】前記吸気管１７の途中には、該吸気管１７
内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１８が設
けられている。この吸気絞り弁１８には、ステップモー
タ等で構成されて該吸気絞り弁１８を開閉駆動する吸気
絞り用アクチュエータ１９が取り付けられている。
内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１８が設
けられている。この吸気絞り弁１８には、ステップモー
タ等で構成されて該吸気絞り弁１８を開閉駆動する吸気
絞り用アクチュエータ１９が取り付けられている。
【００３５】一方、エンジン１には、排気管２０が接続
され、該排気管２０は、排気ポート３を介して燃焼室４
と連通している。
され、該排気管２０は、排気ポート３を介して燃焼室４
と連通している。
【００３６】前記排気管２０の途中には、酸化触媒を担
持したパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタ
という。）２１が設けられている。フィルタ２１より上
流の排気管２０には、該排気管２０内を流通する排気の
温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ２２
が取り付けられている。
持したパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタ
という。）２１が設けられている。フィルタ２１より上
流の排気管２０には、該排気管２０内を流通する排気の
温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ２２
が取り付けられている。
【００３７】このように構成された排気系では、エンジ
ン１の燃焼室４で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気
ポート３を介して排気管２０へ排出され、フィルタ２１
へ流入し、排気中のＰＭが捕集され且つ有害ガス成分が
除去又は浄化される。フィルタ２１にてＰＭを捕集され
且つ有害ガス成分を除去又は浄化された排気はマフラー
を介して大気中に放出される。
ン１の燃焼室４で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気
ポート３を介して排気管２０へ排出され、フィルタ２１
へ流入し、排気中のＰＭが捕集され且つ有害ガス成分が
除去又は浄化される。フィルタ２１にてＰＭを捕集され
且つ有害ガス成分を除去又は浄化された排気はマフラー
を介して大気中に放出される。
【００３８】また、排気管２０と吸気管１７とは、排気
管２０内を流通する排気の一部を吸気管１７へ再循環さ
せる排気再循環通路（以下、ＥＧＲ通路とする。）２３
を介して連通されている。このＥＧＲ通路２３の途中に
は、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて
前記ＥＧＲ通路２３内を流通する排気（以下、ＥＧＲガ
スとする。）の流量を変更する流量調整弁（以下、ＥＧ
Ｒ弁とする。）２４が設けられている。
管２０内を流通する排気の一部を吸気管１７へ再循環さ
せる排気再循環通路（以下、ＥＧＲ通路とする。）２３
を介して連通されている。このＥＧＲ通路２３の途中に
は、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて
前記ＥＧＲ通路２３内を流通する排気（以下、ＥＧＲガ
スとする。）の流量を変更する流量調整弁（以下、ＥＧ
Ｒ弁とする。）２４が設けられている。
【００３９】このように構成された排気再循環機構で
は、ＥＧＲ弁２４が開弁されると、ＥＧＲ通路２３が導
通状態となり、排気管２０内を流通する排気の一部が前
記ＥＧＲ通路２３へ流入し、ＥＧＲ弁２４を通過して吸
気管１７へ導かれる。
は、ＥＧＲ弁２４が開弁されると、ＥＧＲ通路２３が導
通状態となり、排気管２０内を流通する排気の一部が前
記ＥＧＲ通路２３へ流入し、ＥＧＲ弁２４を通過して吸
気管１７へ導かれる。
【００４０】吸気管１７へ還流されたＥＧＲガスは、吸
気管１７の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ燃
焼室４へ導かれる。
気管１７の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ燃
焼室４へ導かれる。
【００４１】ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ2Ｏ）や
二酸化炭素（ＣＯ2）などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、熱容量が高い不活性ガス成分が含まれ
ているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有されると、混
合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物（ＮＯx）
の発生量が抑制される。
二酸化炭素（ＣＯ2）などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、熱容量が高い不活性ガス成分が含まれ
ているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有されると、混
合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物（ＮＯx）
の発生量が抑制される。
【００４２】次に、本実施の形態に係るフィルタ２１に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００４３】図２は、フィルタ２１の断面図である。図
２（Ａ）は、フィルタ２１の横方向断面を示す図であ
る。図２（Ｂ）は、フィルタ２１の縦方向断面を示す図
である。
２（Ａ）は、フィルタ２１の横方向断面を示す図であ
る。図２（Ｂ）は、フィルタ２１の縦方向断面を示す図
である。
【００４４】図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるようにフ
ィルタ２１は、互いに平行をなして延びる複数個の排気
流通路５０、５１を具備するいわゆるウォールフロー型
である。これら排気流通路は下流端が栓５２により閉塞
された排気流入通路５０と、上流端が栓５３により閉塞
された排気流出通路５１とにより構成される。なお、図
２（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓５３を示
している。従って、排気流入通路５０および排気流出通
路５１は薄肉の隔壁５４を介して交互に配置される。換
言すると排気流入通路５０および排気流出通路５１は各
排気流入通路５０が４つの排気流出通路５１によって包
囲され、各排気流出通路５１が４つの排気流入通路５０
によって包囲されるように配置される。
ィルタ２１は、互いに平行をなして延びる複数個の排気
流通路５０、５１を具備するいわゆるウォールフロー型
である。これら排気流通路は下流端が栓５２により閉塞
された排気流入通路５０と、上流端が栓５３により閉塞
された排気流出通路５１とにより構成される。なお、図
２（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓５３を示
している。従って、排気流入通路５０および排気流出通
路５１は薄肉の隔壁５４を介して交互に配置される。換
言すると排気流入通路５０および排気流出通路５１は各
排気流入通路５０が４つの排気流出通路５１によって包
囲され、各排気流出通路５１が４つの排気流入通路５０
によって包囲されるように配置される。
【００４５】フィルタ２１は例えばコージェライトのよ
うな多孔質材料から形成されており、従って排気流入通
路５０内に流入した排気は図２（Ｂ）において矢印で示
されるように周囲の隔壁５４内を通って隣接する排気流
出通路５１内に流出する。
うな多孔質材料から形成されており、従って排気流入通
路５０内に流入した排気は図２（Ｂ）において矢印で示
されるように周囲の隔壁５４内を通って隣接する排気流
出通路５１内に流出する。
【００４６】本発明による実施例では各排気流入通路５
０および各排気流出通路５１の周壁面、即ち各隔壁５４
の両側表面上および隔壁５４内の細孔内壁面上には例え
ばアルミナからなる担体の層が形成されており、この担
体上に酸化触媒が坦持されている。
０および各排気流出通路５１の周壁面、即ち各隔壁５４
の両側表面上および隔壁５４内の細孔内壁面上には例え
ばアルミナからなる担体の層が形成されており、この担
体上に酸化触媒が坦持されている。
【００４７】以上述べたように構成されたエンジン１に
は、該エンジン１を制御するための電子制御ユニット
（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２５が併設され
ている。このＥＣＵ２５は、エンジン１の運転条件や運
転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユ
ニットである。
は、該エンジン１を制御するための電子制御ユニット
（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２５が併設され
ている。このＥＣＵ２５は、エンジン１の運転条件や運
転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユ
ニットである。
【００４８】ＥＣＵ２５には、各種センサが電気配線を
介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣ
Ｕ２５に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ２
５には、スワールコントロール弁１１、点火プラグ１
３、燃料噴射弁１６、吸気絞り用アクチュエータ１９、
ＥＧＲ弁２４等が電気配線を介して接続され、制御する
ことが可能になっている。また、前記ＥＣＵ２５は、各
種アプリケーションプログラム及び各種制御マップを記
憶している。
介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣ
Ｕ２５に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ２
５には、スワールコントロール弁１１、点火プラグ１
３、燃料噴射弁１６、吸気絞り用アクチュエータ１９、
ＥＧＲ弁２４等が電気配線を介して接続され、制御する
ことが可能になっている。また、前記ＥＣＵ２５は、各
種アプリケーションプログラム及び各種制御マップを記
憶している。
【００４９】ところで、前記フィルタ２１に捕集された
ＰＭは、酸化触媒が活性温度以上であれば酸化除去され
るが、活性温度以下の場合や、エンジン１から排出され
るＰＭの量が多く酸化触媒で酸化が十分にできない場合
には、フィルタ上に次第に堆積してフィルタ２１の目詰
まりを発生させることがある。この目詰まりにより、機
関出力が低下したり、フィルタ２１が毀損したりする虞
がある。従って、目詰まりが発生する前にフィルタ２１
に捕集されたＰＭを除去する必要がある。ここで、フィ
ルタ２１に捕集されたＰＭは、酸素過剰で且つ温度の高
い雰囲気で酸化して除去することが可能である。しか
し、理論空燃比近辺で運転されているガソリンエンジン
（ポート噴射式ストイキエンジン、気筒内直接噴射式ス
トイキエンジン）においては、フィルタ２１に流通する
排気中の酸素濃度が低く、ＰＭの酸化能力が低いためフ
ィルタ２１に目詰まりが発生する虞がある。
ＰＭは、酸化触媒が活性温度以上であれば酸化除去され
るが、活性温度以下の場合や、エンジン１から排出され
るＰＭの量が多く酸化触媒で酸化が十分にできない場合
には、フィルタ上に次第に堆積してフィルタ２１の目詰
まりを発生させることがある。この目詰まりにより、機
関出力が低下したり、フィルタ２１が毀損したりする虞
がある。従って、目詰まりが発生する前にフィルタ２１
に捕集されたＰＭを除去する必要がある。ここで、フィ
ルタ２１に捕集されたＰＭは、酸素過剰で且つ温度の高
い雰囲気で酸化して除去することが可能である。しか
し、理論空燃比近辺で運転されているガソリンエンジン
（ポート噴射式ストイキエンジン、気筒内直接噴射式ス
トイキエンジン）においては、フィルタ２１に流通する
排気中の酸素濃度が低く、ＰＭの酸化能力が低いためフ
ィルタ２１に目詰まりが発生する虞がある。
【００５０】これに対し、例えば、ＰＭを除去する必要
があるときに限りリーン空燃比にて運転させることも考
えられるが、このような空燃比での運転では触媒のＮＯ
x処理能力が低くなり大気中へ放出されるＮＯx量が増加
する虞がある。
があるときに限りリーン空燃比にて運転させることも考
えられるが、このような空燃比での運転では触媒のＮＯ
x処理能力が低くなり大気中へ放出されるＮＯx量が増加
する虞がある。
【００５１】そこで、本実施の形態では、車両減速中で
燃料の供給が停止されているときに吸入空気量を増加さ
せ、ＰＭの酸化能力を増大させる。ここで、一般に、車
両減速中には燃費向上等のために燃料の供給が停止され
ている。このときには、エンジン内では燃焼が行われて
いないので、吸入空気量を増加させたとしても、機関運
転状態に与える影響が少ない。従って、吸入空気量を増
量させるために適した状態に機関を制御することが可能
である。
燃料の供給が停止されているときに吸入空気量を増加さ
せ、ＰＭの酸化能力を増大させる。ここで、一般に、車
両減速中には燃費向上等のために燃料の供給が停止され
ている。このときには、エンジン内では燃焼が行われて
いないので、吸入空気量を増加させたとしても、機関運
転状態に与える影響が少ない。従って、吸入空気量を増
量させるために適した状態に機関を制御することが可能
である。
【００５２】このように、吸入空気量を増量させる手段
には、例えば、吸気絞り弁を開弁方向へ制御する、ＥＧ
Ｒ弁を閉弁方向へ制御する、スワールコントロール弁１
１を開弁方向へ制御する、吸気弁５及び排気弁６の開弁
量を大きくする（リフト量を大きくする）、等が考えら
れる。
には、例えば、吸気絞り弁を開弁方向へ制御する、ＥＧ
Ｒ弁を閉弁方向へ制御する、スワールコントロール弁１
１を開弁方向へ制御する、吸気弁５及び排気弁６の開弁
量を大きくする（リフト量を大きくする）、等が考えら
れる。
【００５３】吸気絞り弁を開弁方向へ制御すると、該吸
気絞り弁での吸気抵抗が減少するため、吸入空気量を増
加させることができる。吸気絞り弁は、ＥＣＵ２５から
の信号により開閉させることが可能である。
気絞り弁での吸気抵抗が減少するため、吸入空気量を増
加させることができる。吸気絞り弁は、ＥＣＵ２５から
の信号により開閉させることが可能である。
【００５４】ＥＧＲ弁を閉弁方向へ制御すると、吸気中
の新気の量が増加するため、排気中の酸素濃度を増加さ
せることができる。ＥＧＲ弁は、ＥＣＵ２５からの信号
により開閉させることができる。
の新気の量が増加するため、排気中の酸素濃度を増加さ
せることができる。ＥＧＲ弁は、ＥＣＵ２５からの信号
により開閉させることができる。
【００５５】スワールコントロール弁１１を開弁方向へ
制御すると、吸気ポート２の流通面積を増加させること
ができるため、吸気抵抗が減少し吸気量を増加させるこ
とができる。スワールコントロール弁１１は、ＥＣＵ２
５からの信号により開閉させることが可能である。
制御すると、吸気ポート２の流通面積を増加させること
ができるため、吸気抵抗が減少し吸気量を増加させるこ
とができる。スワールコントロール弁１１は、ＥＣＵ２
５からの信号により開閉させることが可能である。
【００５６】吸気弁５及び排気弁６の開弁量を大きくす
ると、吸気が燃焼室４内に流入するときの抵抗が減少し
て吸気量を増加させることができる。例えば、リフト量
の異なる複数のカムを備え、該カムを切換える可変バル
ブ機構（図示省略）を有することにより吸気弁５及び排
気弁６の開弁量を変更可能である。
ると、吸気が燃焼室４内に流入するときの抵抗が減少し
て吸気量を増加させることができる。例えば、リフト量
の異なる複数のカムを備え、該カムを切換える可変バル
ブ機構（図示省略）を有することにより吸気弁５及び排
気弁６の開弁量を変更可能である。
【００５７】他にも、バルブ特性変更機構１０により吸
気カムシャフト７の位相を連続的に変化させ、吸気弁５
の開閉弁時期を変更することにより吸入空気量を増加さ
せることができる。同様に排気弁６の開閉時期を変更し
ても良く、バルブオーバラップを変更させても良い。吸
入空気量を増加させるための吸気弁５及び排気弁６の開
閉弁時期は、実験等により求めることが可能である。
気カムシャフト７の位相を連続的に変化させ、吸気弁５
の開閉弁時期を変更することにより吸入空気量を増加さ
せることができる。同様に排気弁６の開閉時期を変更し
ても良く、バルブオーバラップを変更させても良い。吸
入空気量を増加させるための吸気弁５及び排気弁６の開
閉弁時期は、実験等により求めることが可能である。
【００５８】また、以上に述べた吸入空気量増加手段
は、複数を組み合わせて使用することもできる。このよ
うにして、車両の減速中に吸入空気量を増加させること
ができ、フィルタ２１に捕集されたＰＭを酸化させ除去
することができる。
は、複数を組み合わせて使用することもできる。このよ
うにして、車両の減速中に吸入空気量を増加させること
ができ、フィルタ２１に捕集されたＰＭを酸化させ除去
することができる。
【００５９】ここで、従来の内燃機関の排気浄化装置で
は、理論空燃比近辺で運転されている場合には、フィル
タに捕集されたＰＭを酸化させることが困難であった。
は、理論空燃比近辺で運転されている場合には、フィル
タに捕集されたＰＭを酸化させることが困難であった。
【００６０】その点、本実施の形態では、車両減速中の
燃料供給停止時に吸入空気量を増大させるため、機関内
の燃焼状態に影響をほとんど与えることなくフィルタに
堆積したＰＭを酸化除去することが可能となる。
燃料供給停止時に吸入空気量を増大させるため、機関内
の燃焼状態に影響をほとんど与えることなくフィルタに
堆積したＰＭを酸化除去することが可能となる。
【００６１】以上述べたように、本実施の形態による内
燃機関の排気浄化装置では、車両減速中に吸入空気量
（新気量）を増量させることができる。しかし、車両減
速中に吸気抵抗を減少させると、ポンプ損失が減少し車
両の減速感が低下してしまう。そこで、本実施の形態で
は、許容できる減速感を得ることができる範囲内で吸入
空気量の増量制御を行う。
燃機関の排気浄化装置では、車両減速中に吸入空気量
（新気量）を増量させることができる。しかし、車両減
速中に吸気抵抗を減少させると、ポンプ損失が減少し車
両の減速感が低下してしまう。そこで、本実施の形態で
は、許容できる減速感を得ることができる範囲内で吸入
空気量の増量制御を行う。
【００６２】図３は、吸入空気量増加量とポンプ損失及
び減速感との関係を示した図である。ここで、減速感と
ポンプ損失とには相関関係がある。また、吸入空気量増
加手段反映量とは、吸気絞り弁を開弁方向へ制御したこ
と等による吸入空気の増加量である。
び減速感との関係を示した図である。ここで、減速感と
ポンプ損失とには相関関係がある。また、吸入空気量増
加手段反映量とは、吸気絞り弁を開弁方向へ制御したこ
と等による吸入空気の増加量である。
【００６３】図中線ａは、許容できる減速感の閾値を示
し、線ｂは、許容できる吸入空気量の増加量の閾値を示
している。線ａで示される減速感の閾値は、実験等によ
り求めることができる。また、減速感の閾値（線ａ）を
求めることができれば、図３中の線ｂが求まる。この線
ｂよりも少量の範囲内（図３中線ｂよりも左側の範囲
内）で吸入空気量の増量を行えば許容される減速感を得
ることができる。
し、線ｂは、許容できる吸入空気量の増加量の閾値を示
している。線ａで示される減速感の閾値は、実験等によ
り求めることができる。また、減速感の閾値（線ａ）を
求めることができれば、図３中の線ｂが求まる。この線
ｂよりも少量の範囲内（図３中線ｂよりも左側の範囲
内）で吸入空気量の増量を行えば許容される減速感を得
ることができる。
【００６４】図４は、許容される減速感が得られる範囲
内で吸入空気量を増加させるためのフローを示したフロ
ーチャート図である。
内で吸入空気量を増加させるためのフローを示したフロ
ーチャート図である。
【００６５】ステップＳ１０１では、車両が減速中であ
って燃料停止の条件が成立しているか否か判定する。こ
こで、アクセル開度センサ（図示省略）の出力信号に基
づいてアクセルが踏まれていないと検出された場合に、
車両が減速中であると判定することができる。また、車
速を検出するスピードセンサ（図示省略）の出力信号か
ら減速中であることを検出しても良い。
って燃料停止の条件が成立しているか否か判定する。こ
こで、アクセル開度センサ（図示省略）の出力信号に基
づいてアクセルが踏まれていないと検出された場合に、
車両が減速中であると判定することができる。また、車
速を検出するスピードセンサ（図示省略）の出力信号か
ら減速中であることを検出しても良い。
【００６６】ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場
合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合には本ルーチンを一旦終了する。
合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合には本ルーチンを一旦終了する。
【００６７】ステップＳ１０２では、燃料の供給を停止
する。ＥＣＵ２５は、燃料噴射弁１６からの燃料の噴射
を停止させる。
する。ＥＣＵ２５は、燃料噴射弁１６からの燃料の噴射
を停止させる。
【００６８】ステップＳ１０３では、減速感が許容範囲
内にあるか否か判定する。即ち、図３に示されるよう
に、吸入空気量増加手段による吸入空気量の増加が閾値
以下であるか否か判定される。ここでは、例えば、吸気
絞り弁の開弁量、ＥＧＲ弁の開弁量、スワールコントロ
ール弁１１の開弁量、吸排気弁のリフト量、等が所定範
囲内であるか否かにより判定される。これらの判定条件
となる値は、予め実験等により求めておきＥＣＵ２５に
記憶させておく。
内にあるか否か判定する。即ち、図３に示されるよう
に、吸入空気量増加手段による吸入空気量の増加が閾値
以下であるか否か判定される。ここでは、例えば、吸気
絞り弁の開弁量、ＥＧＲ弁の開弁量、スワールコントロ
ール弁１１の開弁量、吸排気弁のリフト量、等が所定範
囲内であるか否かにより判定される。これらの判定条件
となる値は、予め実験等により求めておきＥＣＵ２５に
記憶させておく。
【００６９】ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場
合にはステップＳ１０４へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合には本ルーチンを一旦終了させる。
合にはステップＳ１０４へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合には本ルーチンを一旦終了させる。
【００７０】ステップＳ１０４では、吸入空気量が増加
される。例えば、吸気絞り弁を所定量開弁させる、ＥＧ
Ｒ弁を所定量閉弁させる、スワールコントロール弁１１
を所定量開弁させる、バルブリフト量を大きくする等に
より吸入空気量を更に増量させる。
される。例えば、吸気絞り弁を所定量開弁させる、ＥＧ
Ｒ弁を所定量閉弁させる、スワールコントロール弁１１
を所定量開弁させる、バルブリフト量を大きくする等に
より吸入空気量を更に増量させる。
【００７１】このようにして、吸入空気量を段階的に増
加させることにより、減速感を損なわずに吸入空気量を
増加させることが可能となる。
加させることにより、減速感を損なわずに吸入空気量を
増加させることが可能となる。
【００７２】尚、本実施の形態においては、スピードセ
ンサから得られる車両の減速割合を用いて減速感の判定
をしても良い。
ンサから得られる車両の減速割合を用いて減速感の判定
をしても良い。
【００７３】図５は、車両減速時の減速割合、吸入空気
量増加手段反映値、燃料停止信号、車速の時間推移を示
したタイムチャート図である。吸入空気量増加手段反映
値とは、吸気絞り弁を開弁方向へ制御したこと等による
吸入空気の増加量を示した値である。図中実線は、減速
感を大きくする制御を行った場合を示し、破線は、減速
感を大きくする制御を行わなかった場合を示している。
また、線ａは、許容される減速感の閾値を示していて、
予め実験等により求めることができる。
量増加手段反映値、燃料停止信号、車速の時間推移を示
したタイムチャート図である。吸入空気量増加手段反映
値とは、吸気絞り弁を開弁方向へ制御したこと等による
吸入空気の増加量を示した値である。図中実線は、減速
感を大きくする制御を行った場合を示し、破線は、減速
感を大きくする制御を行わなかった場合を示している。
また、線ａは、許容される減速感の閾値を示していて、
予め実験等により求めることができる。
【００７４】ここで、吸入空気量増加手段反映値が大き
くなる程、減速割合が小さくなり車速が低下するまでに
時間を要する。従って、減速感が低下していく。減速割
合が線ａよりも小さくなると、許容できる減速感が得ら
れなくなる。そこで、本実施の形態では、減速割合が線
ａで示される閾値以上となる範囲内で、且つ閾値に近づ
けるように吸入空気量の増加が実施される。従って、例
えば、吸気絞り弁を所定量開弁させる、ＥＧＲ弁を所定
量閉弁させる、スワールコントロール弁１１を所定量開
弁させる、バルブリフト量を大きくする等により、減速
割合が線ａよりも大きくなる範囲内で段階的に吸入空気
量を増量させる。
くなる程、減速割合が小さくなり車速が低下するまでに
時間を要する。従って、減速感が低下していく。減速割
合が線ａよりも小さくなると、許容できる減速感が得ら
れなくなる。そこで、本実施の形態では、減速割合が線
ａで示される閾値以上となる範囲内で、且つ閾値に近づ
けるように吸入空気量の増加が実施される。従って、例
えば、吸気絞り弁を所定量開弁させる、ＥＧＲ弁を所定
量閉弁させる、スワールコントロール弁１１を所定量開
弁させる、バルブリフト量を大きくする等により、減速
割合が線ａよりも大きくなる範囲内で段階的に吸入空気
量を増量させる。
【００７５】このようにして、減速割合を検出すること
により減速感を判定することができ、許容される減速割
合が得られる範囲で最大限吸入空気量を増量させること
ができる。
により減速感を判定することができ、許容される減速割
合が得られる範囲で最大限吸入空気量を増量させること
ができる。
【００７６】更に、本実施の形態では、運転者のブレー
キペダル（図示省略）の操作量を検出して、ブレーキペ
ダルを踏み込む割合が所定割合以上の場合には、吸入空
気量の増量を停止させても良い。
キペダル（図示省略）の操作量を検出して、ブレーキペ
ダルを踏み込む割合が所定割合以上の場合には、吸入空
気量の増量を停止させても良い。
【００７７】ここで、図６は、車両減速時のブレーキペ
ダル踏み込み割合、吸入空気量増加手段反映値、燃料停
止信号、車速の時間推移を示したタイムチャート図であ
る。線ａは、許容されるブレーキペダル踏み込み割合の
閾値を示していて、予め実験等により求めることができ
る。ここで、車両減速時に吸入空気量を増量させると減
速感が低下するため、運転者がブレーキペダルを更に強
く踏むことがある。本実施の形態では、ブレーキペダル
が踏み込まれる割合が所定値よりも大きくなった場合に
は、運転者の減速要求が大きいとして吸入空気量の増加
を停止させ車両の減速を優先させるようにすることがで
きる。
ダル踏み込み割合、吸入空気量増加手段反映値、燃料停
止信号、車速の時間推移を示したタイムチャート図であ
る。線ａは、許容されるブレーキペダル踏み込み割合の
閾値を示していて、予め実験等により求めることができ
る。ここで、車両減速時に吸入空気量を増量させると減
速感が低下するため、運転者がブレーキペダルを更に強
く踏むことがある。本実施の形態では、ブレーキペダル
が踏み込まれる割合が所定値よりも大きくなった場合に
は、運転者の減速要求が大きいとして吸入空気量の増加
を停止させ車両の減速を優先させるようにすることがで
きる。
【００７８】このようにして、ブレーキペダル踏み込み
割合を検出することにより減速感を判定することがで
き、許容される範囲で吸入空気量を増量させることがで
きる。
割合を検出することにより減速感を判定することがで
き、許容される範囲で吸入空気量を増量させることがで
きる。
【００７９】尚、本実施の形態においては、フィルタ２
１の温度が所定の範囲内にある場合に限り吸入空気量増
加手段により吸入空気を増加させても良い。ここで、触
媒は温度が低くなるほど酸化能力が低下し、ＰＭを酸化
除去させることが困難となる。一方、触媒の温度が高い
ときにＰＭを燃焼させると、触媒の熱劣化やフィルタの
毀損を発生させることがある。従って、本実施の形態で
は、触媒若しくはフィルタの温度が所定の温度範囲内の
場合に限り吸入空気量を増大させても良い。ここで、フ
ィルタの温度は、排気温度センサ２２の出力信号に基づ
いて算出される。また、所定の温度範囲は予め実験等に
より求めておくことができる。
１の温度が所定の範囲内にある場合に限り吸入空気量増
加手段により吸入空気を増加させても良い。ここで、触
媒は温度が低くなるほど酸化能力が低下し、ＰＭを酸化
除去させることが困難となる。一方、触媒の温度が高い
ときにＰＭを燃焼させると、触媒の熱劣化やフィルタの
毀損を発生させることがある。従って、本実施の形態で
は、触媒若しくはフィルタの温度が所定の温度範囲内の
場合に限り吸入空気量を増大させても良い。ここで、フ
ィルタの温度は、排気温度センサ２２の出力信号に基づ
いて算出される。また、所定の温度範囲は予め実験等に
より求めておくことができる。
【００８０】本実施の形態においては、フィルタ２１に
堆積したＰＭが所定量以上となった場合に限り吸入空気
量増加手段により吸入空気量を増加させても良い。ここ
で、フィルタに捕集された粒子状物質の量が多くなると
フィルタ前後の差圧が大きくなるため、フィルタ前後の
差圧に基づいてＰＭの捕集量を判定することが可能とな
る。他にも、例えば、フィルタ上流に排気の圧力を検出
するセンサを設け、該センサから得られる圧力が所定圧
力以上になった場合や吸入空気量が所定量以下に減少し
た場合にＰＭの堆積量が多くなったとして吸入空気量を
増大させても良い。また、車両の走行距離や燃料噴射量
の積算値からＰＭの捕集量を判定しても良い。このよう
にしてフィルタに堆積したＰＭが所定量以上となった場
合に限り吸入空気量を増加させるようにすると、不必要
な吸入空気量の増加の実施を抑制することが可能とな
る。
堆積したＰＭが所定量以上となった場合に限り吸入空気
量増加手段により吸入空気量を増加させても良い。ここ
で、フィルタに捕集された粒子状物質の量が多くなると
フィルタ前後の差圧が大きくなるため、フィルタ前後の
差圧に基づいてＰＭの捕集量を判定することが可能とな
る。他にも、例えば、フィルタ上流に排気の圧力を検出
するセンサを設け、該センサから得られる圧力が所定圧
力以上になった場合や吸入空気量が所定量以下に減少し
た場合にＰＭの堆積量が多くなったとして吸入空気量を
増大させても良い。また、車両の走行距離や燃料噴射量
の積算値からＰＭの捕集量を判定しても良い。このよう
にしてフィルタに堆積したＰＭが所定量以上となった場
合に限り吸入空気量を増加させるようにすると、不必要
な吸入空気量の増加の実施を抑制することが可能とな
る。
【００８１】本実施の形態においては、燃料供給停止ま
での運転時間に基づいて吸入空気量の増加量を変更して
も良い。ここで、燃料供給停止までの運転時間が長くな
ると、その分ＰＭの排出量が多くなるため、フィルタ２
１によるＰＭの捕集量も多くなると考えられる。従っ
て、燃料供給停止までの運転時間が長くなるほど、吸入
空気量の増加量を多くすることにより、堆積しているＰ
Ｍの量に見合った空気量を供給することが可能となる。
での運転時間に基づいて吸入空気量の増加量を変更して
も良い。ここで、燃料供給停止までの運転時間が長くな
ると、その分ＰＭの排出量が多くなるため、フィルタ２
１によるＰＭの捕集量も多くなると考えられる。従っ
て、燃料供給停止までの運転時間が長くなるほど、吸入
空気量の増加量を多くすることにより、堆積しているＰ
Ｍの量に見合った空気量を供給することが可能となる。
【００８２】本実施の形態では、フィルタ２１に担持さ
れた触媒が酸化触媒である場合について説明したが、こ
れに代えてＮＯx触媒、三元触媒等の酸化機能を有する
触媒であっても良い。また、フィルタ２１に触媒を担持
させずに、フィルタ２１の上流に酸化機能を有する触媒
を別途設けても良い。
れた触媒が酸化触媒である場合について説明したが、こ
れに代えてＮＯx触媒、三元触媒等の酸化機能を有する
触媒であっても良い。また、フィルタ２１に触媒を担持
させずに、フィルタ２１の上流に酸化機能を有する触媒
を別途設けても良い。
【００８３】尚、本実施の形態では、吸入空気量が増量
させたことによる減速感の低下を補うために、車両の運
動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリに蓄えて
もよい。
させたことによる減速感の低下を補うために、車両の運
動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリに蓄えて
もよい。
【００８４】図７は、本実施の形態による吸入空気量増
加手段を採用したハイブリッドシステムである。
加手段を採用したハイブリッドシステムである。
【００８５】本実施の形態によるハイブリッドシステム
は、エンジン１、動力分割機構３０、モータ３１、ジェ
ネレータ３２、バッテリ３３、インバータ３４、車軸３
５、減速機３６、車輪３７を備えて構成されている。動
力分割機構３０は、その内部に遊星歯車を備え、エンジ
ン１から発生する動力をジェネレータ３２及び車軸３５
に分割している。モータ３１は、減速機３６を介して車
軸３５と比例して回転する。該モータ３１は、通常運転
時には必要に応じてエンジン１の出力を補助し、一方制
動時には発電機として働きエネルギを回収する。ジェネ
レータ３２は、エンジン１からの動力を得て発電しバッ
テリ３３の充電を行う。
は、エンジン１、動力分割機構３０、モータ３１、ジェ
ネレータ３２、バッテリ３３、インバータ３４、車軸３
５、減速機３６、車輪３７を備えて構成されている。動
力分割機構３０は、その内部に遊星歯車を備え、エンジ
ン１から発生する動力をジェネレータ３２及び車軸３５
に分割している。モータ３１は、減速機３６を介して車
軸３５と比例して回転する。該モータ３１は、通常運転
時には必要に応じてエンジン１の出力を補助し、一方制
動時には発電機として働きエネルギを回収する。ジェネ
レータ３２は、エンジン１からの動力を得て発電しバッ
テリ３３の充電を行う。
【００８６】このように構成されたハイブリッドシステ
ムでは、通常走行時にはエンジン１の出力若しくはモー
タ３１の出力により車輪３７が駆動される。一方、減速
時には、車輪３７の回転力によりモータ３１を発電機と
して作動させることで減速させつつ、運動エネルギを電
気エネルギに変換しバッテリ３３に回収させることがで
きる。このように、車両減速時に運動エネルギを電気エ
ネルギに変換するため、車両を減速することができる。
ムでは、通常走行時にはエンジン１の出力若しくはモー
タ３１の出力により車輪３７が駆動される。一方、減速
時には、車輪３７の回転力によりモータ３１を発電機と
して作動させることで減速させつつ、運動エネルギを電
気エネルギに変換しバッテリ３３に回収させることがで
きる。このように、車両減速時に運動エネルギを電気エ
ネルギに変換するため、車両を減速することができる。
【００８７】図８は、ハイブリッドシステムにおけるエ
ネルギ回収フローを示したフローチャート図である。
ネルギ回収フローを示したフローチャート図である。
【００８８】ステップＳ２０１では、車両が減速中であ
って燃料停止の条件が成立しているか否か判定する。こ
こで、アクセル開度センサ（図示省略）の出力信号に基
づいてアクセルが踏まれていないと検出された場合に、
車両が減速中であると判定することができる。また、車
速を検出するスピードセンサ（図示省略）の出力信号か
ら減速中であることを検出しても良い。
って燃料停止の条件が成立しているか否か判定する。こ
こで、アクセル開度センサ（図示省略）の出力信号に基
づいてアクセルが踏まれていないと検出された場合に、
車両が減速中であると判定することができる。また、車
速を検出するスピードセンサ（図示省略）の出力信号か
ら減速中であることを検出しても良い。
【００８９】ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場
合にはステップＳ２０２へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合には本ルーチンを一旦終了する。
合にはステップＳ２０２へ進み、一方、否定判定がなさ
れた場合には本ルーチンを一旦終了する。
【００９０】ステップＳ２０２では、燃料の供給を停止
する。ＥＣＵ２５は、燃料噴射弁１６からの燃料の噴射
を停止させる。
する。ＥＣＵ２５は、燃料噴射弁１６からの燃料の噴射
を停止させる。
【００９１】ステップＳ２０３では、吸入空気量が増加
される。例えば、吸気絞り弁を所定量開弁させる、ＥＧ
Ｒ弁を所定量閉弁させる、スワールコントロール弁１１
を所定量開弁させる、バルブリフト量を大きくする等に
より吸入空気量を更に増量させる。
される。例えば、吸気絞り弁を所定量開弁させる、ＥＧ
Ｒ弁を所定量閉弁させる、スワールコントロール弁１１
を所定量開弁させる、バルブリフト量を大きくする等に
より吸入空気量を更に増量させる。
【００９２】ステップＳ２０４では、エネルギの回収が
行われる。モータ３１は、減速機３６を介して車軸３５
と比例して回転しつつ発電機として働き、エネルギを回
収する。
行われる。モータ３１は、減速機３６を介して車軸３５
と比例して回転しつつ発電機として働き、エネルギを回
収する。
【００９３】このようにして、減速中のエネルギを回収
することにより、減速感を損なわずに吸入空気量を増加
させることが可能となる。
することにより、減速感を損なわずに吸入空気量を増加
させることが可能となる。
【００９４】また、本実施の形態では、吸入空気量増加
時に車両の減速感を増大させるために、例えば、ブレー
キペダルの操作量に対して通常よりも大きな制動力を得
られるブレーキ補助機構を設けても良い。
時に車両の減速感を増大させるために、例えば、ブレー
キペダルの操作量に対して通常よりも大きな制動力を得
られるブレーキ補助機構を設けても良い。
【００９５】
【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置で
は、理論空燃比近辺で運転可能なガソリン機関におい
て、車両減速中に吸入空気量を増大させ、フィルタに捕
集された粒子状物質を除去することができる。このとき
には、内燃機関で燃焼が行われていないので、ＮＯxの
排出を防止しつつ粒子状物質の除去を行うことができ
る。
は、理論空燃比近辺で運転可能なガソリン機関におい
て、車両減速中に吸入空気量を増大させ、フィルタに捕
集された粒子状物質を除去することができる。このとき
には、内燃機関で燃焼が行われていないので、ＮＯxの
排出を防止しつつ粒子状物質の除去を行うことができ
る。
【図１】 本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄
化装置を適用するエンジンとその吸排気系とを併せ示す
概略構成図である。
化装置を適用するエンジンとその吸排気系とを併せ示す
概略構成図である。
【図２】 （Ａ）は、パティキュレートフィルタの横方
向断面を示す図である。（Ｂ）は、パティキュレートフ
ィルタの縦方向断面を示す図である。
向断面を示す図である。（Ｂ）は、パティキュレートフ
ィルタの縦方向断面を示す図である。
【図３】 吸入空気量増加量とポンプ損失及び減速感と
の関係を示した図である。
の関係を示した図である。
【図４】 許容される減速感が得られる範囲内で吸入空
気量を増加させるためのフローを示したフローチャート
図である。
気量を増加させるためのフローを示したフローチャート
図である。
【図５】 車両減速時の減速割合、吸入空気量増加手段
反映値、燃料停止信号、車速の時間推移を示したタイム
チャート図である。
反映値、燃料停止信号、車速の時間推移を示したタイム
チャート図である。
【図６】 車両減速時のブレーキペダル踏み込み割合、
吸入空気量増加手段反映値、燃料停止信号、車速の時間
推移を示したタイムチャート図である。
吸入空気量増加手段反映値、燃料停止信号、車速の時間
推移を示したタイムチャート図である。
【図７】 本実施の形態による吸入空気量増加手段を採
用したハイブリッドシステムである。
用したハイブリッドシステムである。
【図８】 ハイブリッドシステムにおけるエネルギ回収
フローを示したフローチャート図である。
フローを示したフローチャート図である。
１・・・・エンジン
２・・・・吸気ポート
３・・・・排気ポート
４・・・・燃焼室
５・・・・吸気弁
６・・・・排気弁
７・・・・吸気カムシャフト
８・・・・排気カムシャフト
９・・・・クランクシャフト
１０・・・バルブ特性変更機構
１１・・・スワールコントロール弁
１２・・・ＤＣモータ
１３・・・点火プラグ
１４・・・ピストン
１５・・・コネクティングロッド
１６・・・燃料噴射弁
１７・・・吸気管
１８・・・吸気絞り弁
１９・・・吸気絞り用アクチュエータ
２０・・・排気管
２１・・・フィルタ
２２・・・排気温度センサ
２３・・・ＥＧＲ通路
２４・・・ＥＧＲ弁
２５・・・ＥＣＵ
２６・・・燃料ポンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１Ｄ ４Ｄ０４８
３２１Ｆ ４Ｄ０５８
3/18 Ｂ
3/18 3/24 Ｅ
3/24 Ｒ
Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｄ
Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｈ
43/00 ３０１Ｈ
43/00 ３０１ ３０１Ｋ
３０１Ｔ
３０１Ｚ
45/00 ３１４Ｚ
45/00 ３１４ Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ
// Ｂ０１Ｄ 46/42 53/36 １０３Ｃ
Ｆターム(参考） 3G084 BA05 BA09 BA13 BA21 BA23
BA24 CA06 DA10 EA11 EB22
FA05 FA06 FA10 FA27 FA33
3G090 AA03 BA01 CA01 DA09 DA12
DA13 DA19 DA20 DB07 EA04
EA06 EA07 EA08
3G091 AA02 AA11 AA14 AA17 AA24
AA28 AB02 AB03 AB05 AB06
BA00 BA14 BA15 BA19 CB02
CB03 CB07 CB08 DA01 DA02
DB10 EA01 EA03 EA07 EA17
EA18 EA26 EA28 EA39 FA05
FA19 FB11 FC02 GA06 HA14
HB05
3G092 AA01 AA06 AA10 AA11 AA13
AA17 AB02 AC02 BA01 BA05
BA07 BB01 BB10 CB05 DA03
DB04 DC03 DC06 DC09 DC15
DE03Y DF01 DF03 EA06
EA07 EA11 EA12 FA17 FA18
FA20 FA24 FB06 GA13 GB06
GB08 HA06Y HA06Z HA11Y
HA11Z HD01Y HD01Z HD02Y
HD02Z HE01Y HE01Z HF01Y
HF01Z HF02Y HF02Z HF08Y
HF08Z HF23Y HF23Z HF26Y
HF26Z
3G301 HA01 HA04 HA06 HA13 HA17
HA19 HA27 JA15 JA24 JA25
JA26 JB09 KA16 KA26 KA27
KB07 LA03 LA05 LA07 LB04
MA01 MA11 MA18 NA08 NE01
NE06 NE14 PA12B PA12Z
PA17B PA17Z PD11B PD11Z
PE02B PE02Z PF02B PF02Z
PF04B PF04Z PF05B PF05Z
PF12B PF12Z PG01B PG01Z
4D048 AA14 AB01 BB02 CD05 DA02
DA13
4D058 JA32 JB06 MA44 SA08
Claims (8)
- 【請求項１】燃焼室でのガソリンの燃焼に伴って発生し
た粒子状物質を一時捕集可能なフィルタと、 前記フィルタに捕集された粒子状物質を酸化させて除去
する酸化機能を有する触媒と、 内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段と、 車両の減速時に燃料の供給を停止させる燃料供給停止手
段と、 前記燃料供給停止手段により燃料の供給が停止されてい
るときに吸入空気量を増加させる吸入空気量増加手段
と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装
置。 - 【請求項２】前記酸化機能を有する触媒を前記フィルタ
に担持させたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機
関の排気浄化装置。 - 【請求項３】内燃機関に接続され該内燃機関に吸気を導
入させる吸気通路と、前記吸気通路に吸気が流通する流
通面積を可変とする吸気絞り弁と、をさらに備え、前記
吸入空気量増加手段は、吸気絞り弁を開弁方向に制御し
て吸入空気量を増加させることを特徴とする請求項１又
は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】吸気弁と、排気弁と、前記吸気弁及び排気
弁の開弁量を調整する吸排気弁開弁量調整手段と、をさ
らに備え、前記吸入空気量増加手段は、吸気弁及び排気
弁の開弁量を増大させて吸入空気量を増加させることを
特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化
装置。 - 【請求項５】前記フィルタに捕集された粒子状物質の量
を推定する捕集量推定手段をさらに備え、前記吸入空気
量増加手段による吸入空気量の増加は前記捕集量推定手
段により推定された粒子状物質の捕集量が所定値以上と
なった場合に行われることを特徴とする請求項１乃至４
の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項６】触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を
さらに備え、前記吸入空気量増加手段による吸入空気量
の増加は前記触媒の温度が活性温度以上、且つ吸入空気
量の増加によって前記触媒が昇温したとしても熱劣化し
ない温度以下であるときに行われることを特徴とする請
求項１乃至４の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装
置。 - 【請求項７】燃料供給停止手段により燃料の供給が停止
されるまでの期間を算出する運転期間算出手段をさらに
備え、前記吸入空気量増加手段により増加される吸入空
気の量を前記運転期間算出手段により算出された運転期
間が長い程多くすることを特徴とする請求項１乃至６の
何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項８】前記吸入空気量増加手段により吸入空気量
が増加されているときに車両を減速させる手段を備えて
いることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の
内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002068911A JP3852351B2 (ja) | 2002-03-13 | 2002-03-13 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002068911A JP3852351B2 (ja) | 2002-03-13 | 2002-03-13 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003269223A true JP2003269223A (ja) | 2003-09-25 |
| JP3852351B2 JP3852351B2 (ja) | 2006-11-29 |
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ID=29199899
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3852351B2 (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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