JP2005023848A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】白煙の発生を抑制する。
【解決手段】機関排気通路内に排気浄化用触媒２５を配置する。触媒２５上に吸着しているＳＯＦにより白煙が発生する可能性があるか否かを判断し、白煙が発生する可能性があると判断されたときには白煙の発生を抑制するために機関から排出される空気量を増大させる。
【選択図】 図１
【解決手段】機関排気通路内に排気浄化用触媒２５を配置する。触媒２５上に吸着しているＳＯＦにより白煙が発生する可能性があるか否かを判断し、白煙が発生する可能性があると判断されたときには白煙の発生を抑制するために機関から排出される空気量を増大させる。
【選択図】 図１
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。
【０００２】
【従来の技術】
機関燃焼室から排出される排気ガス中にはパティキュレートと呼ばれる粒子状物質が含まれており、この粒子状物質を捕獲し燃焼させるために機関排気通路内にパティキュレートフィルタを配置し、パティキュレートフィルタの上流に酸化触媒を配置した内燃機関が公知である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
なお、この粒子状物質は煤等の不溶分と未燃焼料等の可溶分からなり、以下この可溶分（Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ）のことをＳＯＦと称する。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−１０６２９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
さて、排気ガス中に含まれる粒子状物質の可溶分、即ちＳＯＦは触媒と接触したときに触媒の温度がほぼ１２０℃から１３０℃以下の低温のときには燃焼することなく触媒に吸着し堆積する。従って触媒がこのような低温に維持されていると多量のＳＯＦが触媒上に堆積することになる。一方、触媒の温度がほぼ２００℃以上に上昇すると触媒上に堆積しているＳＯＦの燃焼が開始され、その燃焼熱によって触媒の温度が急速に上昇する。このとき触媒上に多量のＳＯＦが堆積していたとするとこれらＳＯＦが急速に蒸発せしめられる。
【０００６】
このときに排気ガス中に十分な量の空気が含まれていれば蒸発したＳＯＦは良好に燃焼せしめられる。ところがこのとき排気ガス中に十分な量の空気が含まれていないと蒸発したＳＯＦは燃焼することなく排気通路内を流下し、ＳＯＦはその間に冷却され、凝集して粒子となり、斯くして白煙が発生することになる。
【０００７】
本発明は、このような白煙の発生を抑制するようにした内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、１番目の発明では、機関排気通路内に排気浄化用触媒が配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質の可溶分は触媒の温度がこの可溶分の燃焼下限温度よりも低いと触媒上に吸着し堆積する内燃機関において、触媒上に吸着している可溶分により白煙が発生する可能性があるか否かを判断する判断手段と、白煙が発生する可能性があると判断されたときには機関から排出される排出空気量を増大させる排出空気量制御手段とを具備している。
【０００９】
２番目の発明では１番目の発明において、判断手段は、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断されたときに白煙が発生する可能性があると判断する。
【００１０】
３番目の発明では１番目の発明において、判断手段は、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断され、かつ触媒の温度が可溶分の燃焼下限温度よりも高いと判断されたときに白煙が発生する可能性があると判断する。
【００１１】
４番目の発明では１番目の発明において、判断手段は、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断され、かつ機関負荷が予め定められた増大速度以上で増大せしめられたときには白煙が発生する可能性があると判断する。
【００１２】
５番目の発明では２又は３又は４番目の発明において、触媒の温度が可溶分の燃焼下限温度よりも低い状態で機関が予め定められた時間以上運転されたときには触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断される。
【００１３】
６番目の発明では２又は３又は４番目の発明において、アイドリング運転が予め定められた時間以上行われたときには触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断される。
【００１４】
７番目の発明では２又は３又は４番目の発明において、触媒への可溶分の吸着速度と触媒上での可溶分の燃焼速度を算出し、これら吸着速度と燃焼速度に基づいて触媒上における可溶分の吸着量を算出する算出手段を具備している。
【００１５】
８番目の発明では１番目の発明において、排出空気量制御手段は、再循環排気ガス量を減少させることによって排出空気量を増大させる。
【００１６】
９番目の発明では１番目の発明において、排出空気量制御手段は、機関回転数を上昇させることによって排出空気量を増大させる。
【００１７】
１０番目の発明では１番目の発明において、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であるか否かを判断する判断手段と、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断されたときには燃焼室からの可溶分の排出量を減少させる可溶分排出制御手段とを具備している。
【００１８】
１１番目の発明では１０番目の発明において、可溶分排出制御手段は、機関吸気通路内に再循環される再循環排気ガス量を減少せしめることによって燃焼室からの可溶分の排出量を減少させる。
【００１９】
１２番目の発明では１０番目の発明において、可溶分排出制御手段は、噴射時期を進角するか、又はパイロット噴射と主噴射間のインターバルを短縮するか、又はパイロット噴射かポスト噴射のいずれか一方を停止させるかの少くとも一つを行うことにより燃焼室からの可溶分の排出量を減少させる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。なお、本発明は火花点火式内燃機関にも適用することもできる。
【００２１】
図１を参照すると、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介して排気ターボチャージャ１４のコンプレッサ１４ａに連結される。吸気ダクト１３内にはステップモータ１５により駆動されるスロットル弁１６が配置され、更に吸気ダクト１３周りには吸気ダクト１３内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１７が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１７内に導びかれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
【００２２】
コンプレッサ１４ａの入口部は吸気ダクト１８を介してエアクリーナ１９に連結され、この吸気ダクト１８内には吸入空気の質量流量を検出するための吸入空気量検出センサ２０と、吸入空気温を検出するための吸入空気温センサ２１とが配置される。また、シリンダブロック２には機関冷却水温を検出するための水温センサ２２が取付けられる。一方、排気ポート１０は排気マニホルド２３および排気管２４を介して排気ターボチャージャ１４の排気タービン１４ｂに連結され、排気タービン１４ｂの出口は排気浄化用酸化触媒２５を内蔵した触媒コンバータ２６に連結される。
【００２３】
排気マニホルド２３とサージタンク１２とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２７を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路２７内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２８が配置される。また、ＥＧＲ通路２７周りにはＥＧＲ通路２７内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２９が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置２９内に導びかれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管３０を介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール３１に連結される。このコモンレール３１内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ３２から燃料が供給され、コモンレール３１内に供給された燃料は各燃料供給管３０を介して燃料噴射弁６に供給される。コモンレール３１にはコモンレール３１内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ３３が取付けられ、燃料圧センサ３３の出力信号に基づいてコモンレール３１内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ３２の吐出量が制御される。
【００２４】
電子制御ユニット４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、常時電源に接続されたバックアップＲＡＭ４５、入力ポート４６および出力ポート４７を具備する。燃料圧センサ３３の出力信号は対応するＡＤ変換器４８を介して入力ポート４６に入力される。また、吸入空気量検出センサ２０、吸入空気温センサ２１および水温センサ２２の出力信号も夫々対応するＡＤ変換器４８を介して入力ポート４６に入力される。
【００２５】
アクセルペダル５０にはアクセルペダル５０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ５１が接続され、負荷センサ５１の出力電圧は対応するＡＤ変換器４８を介して入力ポート４６に入力される。更に入力ポート４６にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５２および車速に応じた出力パルスを発生する車速センサ５３が接続される。一方、出力ポート４７は対応する駆動回路４９を介して燃料噴射弁６、スロットル弁駆動用ステップモータ１５、ＥＧＲ制御弁２８、および燃料ポンプ３２に接続される。
【００２６】
次に、本発明の実施例において用いられているスロットル弁１６の制御とＥＧＲ制御弁２８の制御について説明する。本発明による実施例では機関の運転状態に応じた目標吸入空気量が予め定められており、この目標吸入空気量ＧＡＯは燃料噴射量および機関回転数の関数として図２（Ｂ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。一方、機関の運転状態に応じた目標ＥＧＲ率も予め定められており、吸入空気量を目標吸入空気量とし、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率とするのに必要なスロットル弁１６の目標開度ＴＡが燃料噴射量および機関回転数の関数として図２（Ａ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００２７】
次に図３を参照しつつスロットル・ＥＧＲの制御ルーチンについて説明する。
【００２８】
図３を参照すると、まず初めにステップ６０において図２（Ａ）に示すマップからスロットル弁１６の目標開度ＴＡが算出される。次いでステップ６１ではスロットル弁１６の開度が目標開度ＴＡとされる。次いでステップ６２では図２（Ｂ）に示されるマップから目標吸入空気量ＧＡＯが算出される。次いでステップ６３では吸入空気量検出センサ２０により検出された吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡＯに小さな値αを加算した値（ＧＡＯ＋α）よりも大きいか否かが判別される。ＧＡ＞ＧＡＯ＋αのときにはステップ６４に進んでＥＧＲ制御弁２８の開度θに一定値Δθが加算され、次いでステップ６７においてＥＧＲ制御弁２８の開度θが一定値Δθだけ増大せしめられる。その結果、ＥＧＲガス量が増大し、吸入空気量ＧＡが減少せしめられる。
【００２９】
一方、ステップ６３においてＧＡ≦ＧＡＯ＋αであると判断されたときにはステップ６５に進んで吸入空気量検出センサ２０により検出された吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡＯから小さな値αを減算した値（ＧＡＯ−α）よりも小さいか否かが判別される。ＧＡ＜ＧＡＯ−αのときにはステップ６６に進んでＥＧＲ制御弁２８の開度θから一定値Δθが減算され、次いでステップ６７においてＥＧＲ制御弁２８の開度θが一定値Δθだけ減少せしめられる。その結果、ＥＧＲガス量が減少し、吸入空気量ＧＡが増大せしめられる。
【００３０】
一方、ステップ６５においてＧＡ≧ＧＡＯ−αであると判断されたとき、即ち吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡＯに維持されているときにはステップ６７に進む。このときにはＥＧＲ制御弁２８の開度θはそのまま維持される。このように本発明による実施例では吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡＯとなるようにＥＧＲ制御弁２８の開度θが制御される。このときＥＧＲ率はほぼ目標ＥＧＲ率となる。
【００３１】
図４は或る機関回転数におけるスロットル弁１６の目標開度ＴＡおよび目標吸入空気量ＧＡＯを負荷の関数として図解的に示している。図４を参照すると、機関負荷が低いときにはスロットル弁１６が閉弁せしめられ、従って図４においてＧＧで示される燃焼室５内への全吸入ガス量も機関負荷が低くなると減少する。また、機関負荷が高くなるにつれて燃料噴射量が増大し、燃料噴射量が増大するにつれて燃焼に使用される燃焼空気量が増大する。一方、目標吸入空気量ＧＡＯは機関負荷が増大するに従って燃焼空気量とほぼ同じ傾きでもって増大し、従って目標吸入空気量ＧＡＯと燃焼空気量との差である燃焼に使用されない空気の量、即ち過剰空気量は機関負荷にかかわらずにほぼ一定となる。また、燃焼室５内への全吸入ガス量ＧＧと目標吸入空気量ＧＡＯとの差はＥＧＲガス量である。
【００３２】
また、図４からわかるように目標吸入空気量ＧＡＯに対する燃焼空気量の割合、即ち空気利用率は無負荷のときで０．３程度であり、全負荷で０．８程度である。また、無負荷のときのＥＧＲガス量は目標吸入空気量ＧＡＯよりも若干少なく、高負荷運転になるとＥＧＲガス量は減少せしめられる。一方、図４に示される過剰空気はそのまま燃焼室５から排出されるので図４に示される過剰空気量は燃焼室５から排出される排出空気量に一致する。従って燃焼室５から排出される排出空気量は機関負荷にかかわらずにほぼ一定となる。
【００３３】
次に排気ガス中に含まれるＳＯＦについて説明する。図５は、排気ガス中に含まれるＳＯＦが触媒２５に吸着される割合を示すＳＯＦ吸着率Ｒｓ と、触媒２５の温度ＴＣとの関係を示している。
【００３４】
図５に示されるように触媒２５の温度ＴＣがほぼ２００℃以上のときにはＳＯＦ吸着率Ｒｓ は零パーセントとなる。即ち、このときには排気ガス中に含まれる全てのＳＯＦは触媒２５と接触した際に燃焼せしめられることになる。一方、触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度である１２０℃〜１３０℃よりも低くなるとＳＯＦ吸着率Ｒｓ は１００パーセントとなる。即ち、このときには排気ガス中に含まれる全てのＳＯＦは触媒２５上に吸着し堆積することになる。なお、触媒２５の温度ＴＣが１２０℃〜１３０℃からほぼ２００℃の間にあるときには触媒２５の温度ＴＣが低くなるほどＳＯＦ吸着率Ｒｓ が高くなり、このときには一部のＳＯＦは触媒２５に吸着し、一部のＳＯＦは触媒２５上で燃焼せしめられる。
【００３５】
さて、冒頭で述べたように、触媒２５の温度ＴＣが低いときに触媒２５上に吸着し堆積したＳＯＦは触媒２５の温度ＴＣがほぼ２００℃以上になると燃焼しはじめる。ＳＯＦの燃焼が開始されると触媒２５の温度ＴＣが上昇する。触媒２５の温度ＴＣが上昇したときにもし多量のＳＯＦが触媒２５上に堆積していたとするとこれらＳＯＦが触媒２５から脱離し、蒸発する。このとき排気ガス中に十分な量の空気が含まれていれば蒸発したＳＯＦは良好に燃焼せしめられる。これに対して排気ガス中に十分な量の空気が含まれていない場合には蒸発したＳＯＦは燃焼することなく排気通路内を流下し、これらＳＯＦはその間に冷却され、凝集して粒子となり、斯して白煙が発生することになる。
【００３６】
さて、上述したように燃焼室５からは機関負荷にかかわらずに図４においてハッチングで示されるほぼ一定量の空気が排出される。しかしながら触媒２５上に多量のＳＯＦが堆積していてこれら多量のＳＯＦが蒸発したときには図４においてハッチングで示す程度の空気が燃焼室５から排出されたとしても蒸発したＳＯＦ燃焼させるには不十分であり、斯くしてこのとき白煙を発生することになる。
【００３７】
次にこのことについて図６を参照しつつ説明する。図６は長時間に亘り無負荷運転が行われていて触媒２５上に多量のＳＯＦが堆積しており、このような状態で機関負荷を一時的に増大した場合を示している。図６に示されるように機関負荷が一時的に増大せしめられる前は触媒２５の温度ＴＣは低く、このとき触媒２５上に堆積したＳＯＦは燃焼していない。次いで機関負荷が増大せしめられると排気ガス温が上昇し、触媒２５上のＳＯＦが燃焼を開始する。ＳＯＦの燃焼が開始すると図６において実線で示すように触媒２５の温度ＴＣは急速に上昇する。
【００３８】
触媒２５上には多量のＳＯＦが堆積しているので触媒２５の温度ＴＣが急速に上昇すると堆積した多量のＳＯＦが触媒２５から蒸発する。図６の実線は図４のハッチングで示されるように燃焼室５から排出される排出空気量が少ないときを示しており、このときには蒸発した大部分のＳＯＦは燃焼せしめられないので図６の矢印で示す領域において白煙が発生することになる。
【００３９】
これに対し、図６における破線は燃焼室５から排出される排出空気量が多い場合を示している。具体的に言うと図６は目標吸入空気量ＧＡＯを図４に示される全吸入ガス量ＧＧに設定した場合を示している。このように目標吸入空気量ＧＡＯを全吸入ガス量ＧＧに設定するとＥＧＲ制御弁２８が全閉し、ＥＧＲガスの供給が停止される。即ち、図４においてＥＧＲガス量で示される部分が吸入空気に取って変わり、この吸入空気は過剰空気として燃焼室５から排出される。従ってこのとき図４からわかるように燃焼室５から排出される排出空気量がほぼ２倍に増大せしめられる。
【００４０】
このように排出空気量が増大せしめられると触媒２５から蒸発したＳＯＦの全て或いは大部分は燃焼し、斯くしてこのとき白煙が発生するのを抑制することができる。なお、排出空気量が増大し、排気ガス量が増大すると排気ガス流による触媒２５の冷却作用が高まり、斯くして全て或いは大部分のＳＯＦが燃焼しているにもかかわらずに図６において破線で示されるように触媒温度ＴＣはそれほど高くならない。
【００４１】
このように触媒２５上に多量のＳＯＦが堆積しており、堆積したＳＯＦが燃焼したときに燃焼室５から排出される排出空気量が少ないときには白煙が発生する。そこで本発明では、触媒２５上に吸着しているＳＯＦにより白煙が発生する可能性があるか否かを判断する判断手段と、白煙が発生する可能性があると判断されたときには白煙の発生を抑制するために燃焼室５からの排出空気量を増大させる排出空気量制御手段とを具備している。
【００４２】
触媒２５上に吸着しているＳＯＦにより白煙が発生する可能性について考えてみると、触媒２５上にＳＯＦがほとんど吸着していないときには白煙が発生することはなく、白煙が発生する可能性があるのは触媒２５上に或る程度以上のＳＯＦが堆積しているときである。従って本発明による一実施例においては、触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上であると判断されたときに白煙が発生する可能性があると判断され、このとき白煙の発生を抑制するために排出空気量が増大せしめられる。
【００４３】
また、触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度以上にならないとＳＯＦの酸化作用は行われず、従って白煙が発生する可能性があるのは触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度よりも高いときである。
【００４４】
従って本発明による別の実施例においては、図７に示されるように触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上であると判断され、かつ触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃよりも高いと判断されたときに白煙が発生する可能性があると判断され、このとき白煙の発生を抑制するために排出空気量が増大せしめられる。
【００４５】
図８はこの実施例を実行するための白煙発生抑制制御ルーチンを示している。即ち、まず初めにステップ７０において触媒２５へのＳＯＦ吸着量が予め定められた量ＧＸ以上である可能性があるか否かが判断される。ＳＯＦ吸着量が予め定められた量ＧＸ以上である可能性がある場合にはステップ７１に進んで触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃよりも高いか否かが判断される。ＴＣ＞Ｔｓｃのときにはステップ７２に進んで排出空気量の増大処理が行われ、次いでステップ７１に戻る。従って排出空気量の増大処理はＴＣ≦Ｔｓｃになるまで続行され、この間ＥＧＲ量は零となる。
【００４６】
この実施例におけるようにＥＧＲ制御弁２８を全閉させ、ＥＧＲ量を零にすることによって排出空気量を増大させることができる。しかしながらＥＧＲ量を零にしなくても、機関回転数、例えばアイドリング回転数を上昇させることによって排出空気量を増大させることができる。
【００４７】
図９はアイドリング運転状態から機関負荷が増大せしめられた場合を示している。この場合、機関負荷がゆっくりと増大せしめられると触媒２５に流入する排気ガス温もゆっくり上昇する。一方、このとき触媒２５上に堆積しているＳＯＦの燃焼が開始されたとしてもアイドリング運転時に比べて排気ガスの流速が速いために触媒２５はアイドリング運転時に比べて強い冷却作用を受ける。その結果、機関負荷がゆっくりと増大せしめられたときには触媒２５の温度ＴＣはゆっくり上昇することになる。
【００４８】
このように触媒２５の温度ＴＣがゆっくり上昇すると触媒２５上に堆積しているＳＯＦも少しずつゆっくりと触媒２５から蒸発する。従ってこのときには図４においてハッチングで示すように過剰空気量が少くなくてもＳＯＦは良好に燃焼せしめられ、斯くしてこのとき白煙は発生しない。
【００４９】
これに対して機関負荷が急速に上昇せしめられると排気ガス温が急上昇するために図９に示されるように触媒２５の温度ＴＣが急上昇する。従ってこのとき多量のＳＯＦが触媒２５上に堆積していたとすると触媒２５から多量のＳＯＦが急速に蒸発することになる。従ってこのとき図４においてハッチングで示すように過剰空気量が少ないとＳＯＦの燃焼に対して空気量が不足するために白煙を発生することになる。
【００５０】
そこで機関負荷が急速に上昇せしめられたときには白煙の発生を阻止するために図９に示されるように機関負荷の増大が開始されてから予め定められた期間Δｔが経過するまでＥＧＲガスの供給を停止し、燃焼室５から排出される排出空気量を増大するようにしている。
【００５１】
図１０はこの実施例を実行するために白煙発生抑制制御ルーチンを示している。即ち、まず初めにステップ７５において触媒２５へのＳＯＦ吸着量が予め定められた量ＧＸ以上である可能性があるか否かが判別される。ＳＯＦ吸着量が予め定められた量ＧＸ以上である可能性がある場合にはステップ７６に進んで機関負荷が急速に増大せしめられたか否か、即ち機関負荷の増大速度ΔＬが予め定められた増大速度ＸＬ以上であるか否かが判別される。ΔＬ＞ＸＬのときにはステップ７７に進んで排出空気量の増大処理が行われる。
【００５２】
さて前述したように白煙が発生する可能性があるのは触媒２５上に或る程度以上のＳＯＦが堆積しているときであり、図８および図１０に示す白煙発生抑制制御ルーチンではＳＯＦの吸着量がＧＸを越えたときに白煙を発生する可能性があると判断される。この場合、極く大まかに言うと触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃ以下である状態が或る時間継続したときにはＳＯＦの吸着量が白煙の発生をひき起こす量ＧＸに達するものと考えることができる。従って触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃよりも低い状態で機関が予め定められた時間以上運転されたときには触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上であると判断することができる。
【００５３】
また、アイドリング運転が継続すると触媒２５の温度ＴＣはＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃ以下となり、排気ガス中のＳＯＦは触媒２５に吸着し続ける。従って、アイドリング運転が予め定められた時間以上行われたときには触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上になったと判断することもできる。
【００５４】
さて、機関負荷が高くなって触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃよりも高くなると排気ガス中に含まれるＳＯＦはもとより触媒２５上に吸着しているＳＯＦも燃焼せしめられるのでＳＯＦの吸着量が次第に低下する。このことを考慮して白煙の発生を抑制するようにしたルーチンが図１１に示されている。
【００５５】
図１１を参照するとまず初めにステップ８０において触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃ以下であるか否かが判別される。ＴＣ＜Ｔｓｃのときにはステップ８１に進んで前回の処理サイクルから今回の処理サイクルまでの経過時間ΔｔがΣｔ１に加算され、それによってＴＣ＜Ｔｓｃである時間Σｔ１が算出される。次いでステップ８２では、時間Σｔ１が予め定められた時間ｔＸ１を越えたか否かが判別される。Σｔ１≦ｔＸ１のときにはステップ８９にジャンプし、Σｔ１＞ｔＸ１のときにはステップ８３に進んで白煙が発生する可能性があることを示す可能性フラグがセットされる。次いでステップ８４に進んでΣｔ１がクリアされ、次いでステップ８９に進む。即ち、ＴＣ＜Ｔｓｃである時間Σｔ１がｔＸ１を越えると触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量が白煙を生じさせる量を越えていると判断され、従ってこのとき可能性フラグがセットされる。
【００５６】
一方、ステップ８０においてＴＣ≧Ｔｓｃであると判別されたときにはステップ８５に進んで前回の処理サイクルから今回の処理サイクルまでの経過時間ΔｔがΣｔ２に加算され、それによってＴＣ≧Ｔｓｃである時間Σｔ２が算出される。次いでステップ８６では時間Σｔ２が予め定められた時間ｔＸ２を越えたか否かが判別される。Σｔ２≦ｔＸ２のときにはステップ８９にジャンプし、Σｔ２＞ｔＸ２のときにはステップ８７に進んで白煙が発生する可能性があることを示す可能性フラグがリセットされる。次いでステップ８８に進んでΣｔ２がクリアされ、次いでステップ８９に進む。即ち、ＴＣ≧Ｔｓｃである時間がｔＸ２を越えると触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量がほとんどなくなり、その結果可能性フラグがリセットされる。
【００５７】
ステップ８９では可能性フラグがセットされているか否かが判別される。可能性フラグがセットされているときにはステップ９０に進んで触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃよりも高いか否かが判別される。ＴＣ＞Ｔｓｃのときにはステップ９１に進んで排気空気量の増大処理が行われる。
【００５８】
次に白煙の発生を抑制する方法について説明する。
【００５９】
前述したように白煙が発生するのはＳＯＦの吸着量が多くなったときである。従って白煙の発生を抑制するにはＳＯＦができる限り吸着しないようにすればよいことになる。この場合、燃焼室５内におけるＳＯＦの発生を抑制すればＳＯＦが吸着するのを抑制することができ、燃焼室５内におけるＳＯＦの発生は例えばＥＧＲガス量を低減することにより抑制することができる。即ち、ＥＧＲガス量を低減すれば燃焼室５内に噴射された燃料粒子周りには十分な空気が存在することになり、斯くしてＳＯＦの発生を抑制できることになる。そこで図１２に示される例ではＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸを超えたときにＥＧＲ量を減少させるようにしている。
【００６０】
なお、噴射時期を進角するか、又はパイロット噴射と主噴射間のインターバルを短縮するか、又はパイロット噴射か主噴射後に行われるポスト噴射のいずれか一方を停止させることによっても燃焼室５内でのＳＯＦの発生を抑制することができる。そこで図１２に示されるようにＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上になったときに、噴射時期を進角するか、又はパイロット噴射と主噴射間のインターバルを短縮するか、又はパイロット噴射かポスト噴射のいずれか一方を停止するようにしてもよい。
【００６１】
なお、本発明による実施例ではパイロット噴射は機関の運転状態に応じて一行程中に１回又は複数回行われる。パイロット噴射が複数回行われる場合、上述のパイロット噴射と主噴射間のインターバルとは最後のパイロット噴射と主噴射間のインターバルを意味しており、パイロット噴射を停止するとは全てのパイロット噴射を停止することを意味している。
【００６２】
図１３は、ＳＯＦの吸着量を算出し、算出されたＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸを越えたときには図１２に示す例と同様にＥＧＲ量を減少せしめるようにした実施例を示している。なお、この実施例ではアイドリング運転が開始された後にＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸを越えるとＥＧＲ量が減少せしめられ、アイドリング運転ではなくなったとしてもＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上である限りＥＧＲ量が減少され続け、ＳＯＦの吸着量が予め定められた量以下になったときにＥＧＲ量が運転状態に応じた量まで増大せしめられる。
【００６３】
なお、図１３に示される例ではＥＧＲ量を減少すべきときにはＥＧＲ量は零とされる。即ち、ＥＧＲガスの再循環が停止される。
【００６４】
また、図１３においてＥＧＲ量を減少させる代りに、噴射時期を進角するか、又はパイロット噴射と主噴射間のインターバルを短縮するか、又はパイロット噴射かポスト噴射のいずれか一方を停止することもできる。
【００６５】
図１４は図１０に示す実施例を実行するためのＳＯＦの処理ルーチンを示している。
【００６６】
図１４を参照するとまず初めにステップ１００においてＳＯＦ吸着率が算出される。このＳＯＦ吸着率の算出ルーチンは図１５に示されている。次いでステップ２００ではＳＯＦ吸着速度が算出される。このＳＯＦ吸着速度の算出ルーチンは図２０に示されている。次いでステップ３００ではＳＯＦ吸着量が算出される。このＳＯＦ吸着量の算出ルーチンは図２３に示されている。次いでステップ４００ではＥＧＲガスの制御が行われる。このＥＧＲガスの制御ルーチンは図２５に示されている。
【００６７】
図１５に示されるＳＯＦ吸着率の算出ルーチンを参照するとまず初めにステップ１０１において、定常状態における基準となる触媒２５の温度ＴＣＴが算出される。この基準定常触媒温度ＴＣＴは予め実験により求められており、燃料噴射量および機関回転数の関数として図１６に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。次いでステップ１０２では次式に示す如く機関冷却水温等に基づき基準定常触媒温度ＴＣＴを補正することによって補正定常触媒温度ＴＣＡが算出される。
【００６８】
ＴＣＡ＝ＴＣＴ＋ＫＴＷ＋ＫＴＡ＋ＫＳＰ
ここでＫＴＷは図１７（Ａ）に示されるように機関冷却水温ＴＷの関数である補正係数を表しており、ＫＴＡは図１７（Ｂ）に示されるように吸入空気温ＴＡの関数である補正係数を表しており、ＫＳＰは図１７（Ｃ）に示されるように車速ＳＰの関数である補正係数ＫＳＰを表している。なお、車速ＳＰが上昇すると触媒２５は走行風により冷却され、従って図１７（Ｃ）に示されるように車速ＳＰが上昇するほど補正係数ＫＳＰは小さくなる。
【００６９】
次いでステップ１０３では次式に基づいて現在の触媒２５の推定温度ＴＣＥが算出される。
【００７０】
ＴＣＥ＝ＴＣＥｎ−１ ＋（ＴＣＡ−ＴＣＥｎ−１ ）／時定数
ここでＴＣＥｎ−１ は前回の処理サイクル時に算出された推定触媒温度ＴＣＥを示している。また、時定数は図１８に示されるように吸入空気量ＧＡの関数であり、この時定数は吸入空気量ＧＡが少なくなると大きくなる。上式において（ＴＣＡ−ＴＣＥｎ−１ ）／時定数は触媒２５の温度の追従遅れを表わしており、吸入空気量ＧＡが少ないときには運転状態が変化したときに触媒２５の温度は新たな運転状態に応じた触媒２５の温度にゆっくりと近づくことを示している。一方、吸入空気量ＧＡが多くなると時定数は１．０となり、このときＴＣＥ＝ＴＣＡとなる。即ち、算出された補正定常触媒温度ＴＣＡがそのまま推定触媒温度ＴＣＥとされる。
【００７１】
次いでステップ１０４では図１９に示される関係から推定触媒温度ＴＣＥに応じたＳＯＦ吸着率Ｒｓ が算出される。このＳＯＦ吸着率Ｒｓ は図５に示すものと実質的に同一である。
【００７２】
このように推定触媒温度ＴＣＥを算出し、この推定触媒温度ＴＣＥからＳＯＦ吸着率Ｒｓ が算出される。しかしながら触媒２５の温度ＴＣを直接に検出し、検出した温度ＴＣに基づいて図５に示す関係からＳＯＦ吸着率Ｒｓ を算出することもできる。
【００７３】
次に図２０に示されるＳＯＦ吸着速度の算出ルーチンについて説明する。なお、ＳＯＦ吸着速度は１秒間当りのＳＯＦ吸着量（ｇ／ｓｅｃ ）を表している。
【００７４】
図２０を参照するとまず初めにステップ２０１において燃焼室５から１秒間当りに排出されるＳＯＦ量（ｇ／ｓｅｃ ）が算出される。このＳＯＦ排出量ＧＳＯＦ（ｇ／ｓｅｃ ）は予め実験により求められており、燃料噴射量および機関回転数の関数として図２１に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。次いでステップ２０２ではＳＯＦ排出量ＧＳＯＦに対する補正係数ＫＧが算出される。ＳＯＦ排出量ＧＳＯＦは水温ＴＷおよび吸気温ＴＡの関数であってこのＳＯＦ排出量ＧＳＯＦは水温ＴＷが低くなるほど増大し、吸気温ＴＡが低くなるほど増大する。従って補正係数ＫＧは水温ＴＷおよび吸気温ＴＡの関数であり、図２２に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００７５】
次いでステップ２０３では燃焼室５から排出されるＳＯＦの減少量ＧＲが算出される。例えばＥＧＲ量が減少するとＳＯＦの排出量は減少する。この排出ＳＯＦ減少量ＧＲは後に説明するルーチンで算出されており、ステップ２０３ではこの算出されている排出ＳＯＦ減少量ＧＲが読込まれる。
【００７６】
次いでステップ２０４では次式に基づいて最終的なＳＯＦ排出量ＧＳＯ（ｇ／ｓｅｃ ）が算出される。
【００７７】
ＧＳＯ＝ＧＳＯＦ・ＫＧ−ＧＲ
次いでステップ２０５ではこの最終的なＳＯＦ排出量ＧＳＯ（ｇ／ｓｅｃ ）にＳＯＦ吸着率Ｒｓ を乗算することによってＳＯＦ吸着速度ＳＳ（ｇ／ｓｅｃ ）（＝ＧＳＯ・Ｒｓ ）が算出される。
【００７８】
次に図２３に示されるＳＯＦ吸着量の算出ルーチンについて説明する。
【００７９】
図２３を参照するとまず初めにステップ３０１において、触媒２５上に吸着しているＳＯＦの１秒間当りの燃焼量（ｇ／ｓｅｃ ）を示すＳＯＦ燃焼速度Ｒｃｏｍ が算出される。このＳＯＦ燃焼速度Ｒｃｏｍ は図２４に示されるように推定触媒温度ＴＣＥの関数であり、推定触媒温度ＴＣＥがほぼ１２０℃〜１３０℃以上において推定触媒温度ＴＣＥが高くなるほど大きくなる。
【００８０】
次いでステップ３０２ではＳＯＦ吸着速度ＳＳ（ｇ／ｓｅｃ ）からＳＯＦ燃焼速度Ｒｃｏｍ （ｇ／ｓｅｃ ）を減算することによって触媒２５上に吸着しているＳＯＦの１秒間当りの増減量ＲＳＯＦ（ｇ／ｓｅｃ ）（＝ＳＳ−Ｒｃｏｍ ）が算出される。次いでステップ３０３では次式に基づいてＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が算出される。
【００８１】
ＧＧｎ ＝ＧＧｎ−１＋ＲＳＯＦ・Δｔ
ここでＧＧｎ−１ は前回の処理サイクル時におけるＳＯＦ吸着量を示しており、Δｔは前回の処理サイクルから今回の処理サイクルまでの経過時間を表している。
【００８２】
このようにしてＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が算出され、この算出されたＳＯＦ吸着量ＧＧｎ はバックアップＲＡＭ４５に記憶される。次いでステップ３０４ではＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が上限値ＧＧｍａｘ と下限値ＧＧｍｉｎ とでガードされる。即ち、ＧＧｎ ＜ＧＧｍｉｎ となったときにはＧＧｎ ＝Ｇｍｉｎ とされ、ＧＧｎ ＞ＧＧｍａｘ となったときにはＧＧｎ ＝ＧＧｍａｘ とされる。この実施例では、ＧＧｍｉｎ ＝０とされている。
【００８３】
次に図２５に示されるＥＧＲガスの制御ルーチンについて説明する。
【００８４】
図２５を参照するとまず初めにステップ４０１においてＥＧＲ制御係数ＫＥが算出される。このＥＧＲ制御係数ＫＥは図２６に示されるようにＳＯＦ吸着量ＧＧｎ の関数であり、ＳＯＦの吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）よりも少ないときにはＫＥ＝０であり、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）とほぼ２５（ｇ）との間ではＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が増大するにつれて０から１．０まで上昇せしめられ、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ２５（ｇ）以上ではＫＥ＝１．０とされる。
【００８５】
次いでステップ４０２では図２（Ｂ）に示される目標吸入空気量ＧＡＯに加算すべき補正空気量ΔＧＡＯが算出される。この補正空気量ΔＧＡＯは燃料噴射量および機関回転数の関数として図２７に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。前述したようにＥＧＲ制御弁２８は吸入空気量が目標吸入空気量ＧＡＯとなるように制御されており、目標吸入空気量ＧＡＯに加算すべき補正空気量ΔＧＡＯはＥＧＲ制御弁２８が全閉する値に設定されている。
【００８６】
次いでステップ４０３では図２（Ｂ）に示される目標吸入空気量ＧＡＯにΔＧＡＯ・ＫＥを加算することによって最終的な目標吸入空気量ＧＡＯが算出され、ＥＧＲ制御弁２８は吸入空気量がこの最終的な目標吸入空気量ＧＡＯとなるように制御される。
【００８７】
ＫＥ＝０のときには目標吸入空気量ＧＡＯは図２（Ｂ）に示すままである。即ち、図２６からわかるようにＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）以下と少量のときには白煙は発生することはなく、このときには特にＥＧＲ量を低減させることはしない。一方、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ２５（ｇ）よりも多くなってＫＥ＝１．０になると補正空気量ΔＧＡＯがそのまま図２（Ｂ）に示す目標吸入空気量ＧＡＯに加算される。その結果、吸入空気量が増量せしめられ、ＥＧＲガスの再循環が停止され、排出空気量が増大せしめられる。
【００８８】
このようにＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が多くなると排出空気量が増大せしめられるためにＳＯＦが良好に燃焼せしめられ、斯くして白煙が発生するのを抑制することができる。また、このときＥＧＲガスの再循環が停止されるので燃焼室５からのＳＯＦの排出量は減少し、斯くして触媒２５上にＳＯＦが吸着するのを抑制することができる。
【００８９】
次いでステップ４０４ではＥＧＲガスの再循環を停止したときに燃焼室５から排出されるＳＯＦの減少量ＧＲＥが算出される。この基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＥは予め実験により求められており、燃料噴射量および機関回転数の関数として図２８に示すマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。次いでステップ４０５では基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＥにＥＧＲ制御係数ＫＥを乗算することによって排出ＳＯＦ減少量ＧＲ（＝ＧＲＥ・ＫＥ）が算出される。この排出ＳＯＦ減少量ＧＲが図２０のステップ２０３で読込まれる。
【００９０】
このようにこの実施例ではＥＧＲガスの再循環を停止することによって白煙の発生を抑制しつつＳＯＦの吸着を抑制するようにしている。図２９はＳＯＦの吸着を更に抑制するためにこのようなＥＧＲガスの再循環の停止作用に加えて同時に実行されるＳＯＦの別の処理ルーチンを示している。この処理ルーチンではＳＯＦの吸着を更に抑制するために噴射時期が進角される。なお、図２９におけるステップ１００，２００，３００は図１４に示されるステップ１００，２００，３００と夫々同じである。
【００９１】
即ち、図２９を参照するとまず初めにステップ１００において図１５に示されるルーチンによりＳＯＦ吸着率が算出される。次いでステップ２００では図２０に示されるルーチンによりＳＯＦ吸着速度が算出される。次いでステップ３００では図２３に示されるルーチンによりＳＯＦ吸着量が算出される。次いでステップ４００では噴射制御が行われる。この噴射制御のルーチンが図３０に示されている。
【００９２】
図３０を参照するとまず初めにステップ４０１において噴射時期制御係数ＫＩが算出される。この噴射時期制御係数ＫＩは図３１に示されるようにＳＯＦ吸着量ＧＧｎ の関数であり、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）よりも少ないときにはＫＩ＝０であり、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）とほぼ２５（ｇ）との間ではＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が増大するにつれて０から１．０まで上昇せしめられ、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ２５（ｇ）以上ではＫＩ＝１．０とされる。
【００９３】
次いでステップ４０２では機関の運転状態に応じて予め定められている噴射時期Ｉθを進角するための補正進角量ΔＩθが算出される。この補正進角量ΔＩθは燃料噴射量および機関回転数の関数として図３２に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。次いでステップ４０３では噴射時期Ｉθが補正進角量ΔＩθに噴射時期制御係数ＫＩを乗算した値ΔＩθ・ＫＩだけ進角される。
【００９４】
ＫＩ＝０のときには噴射時期Ｉθはもともと設定されている時期となる。即ち、図３１からわかるようにＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）以下と少量のときには特に噴射時期Ｉθを進角させることはしない。一方、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ２５（ｇ）よりも多くなってＫＩ＝１．０になると噴射時期Ｉθが補正進角量ΔＩθだけ進角される。噴射時期Ｉθが進角されると燃焼室５からのＳＯＦの排出量は減少し、斯くして触媒２５上にＳＯＦが吸着するのを抑制することができる。
【００９５】
次いでステップ４０４では噴射時期Ｉθを補正進角量ΔＩθだけ進角したときに燃焼室５から排出されるＳＯＦの減少量ＧＲＩが算出される。この基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＩは予め実験により求められており、燃料噴射量および機関回転数の関数として図３３に示すマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。次いでステップ４０５では基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＩに噴射時期制御係数ＫＩを乗算することによって排出ＳＯＦ減少量ＧＲ（＝ＧＲＩ・ＫＩ）が算出される。この排出ＳＯＦ減少量ＧＲが図２０のステップ２０３で読込まれる。
【００９６】
図３０に示される例ではＳＯＦの吸着を抑制すべきときには噴射時期Ｉθを進角するようにしている。しかしながらこのとき前述したように、噴射時期Ｉθを進角する代りに、パイロット噴射と主噴射間のインターバルを短縮することもできるし、又はパイロット噴射かポスト噴射のいずれか一方を停止させることもできる。
【００９７】
また、図１に示される実施例では機関排気通路内に酸化触媒２５が配置されている。しかしながらこの酸化触媒２５に代えて、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯｘ を吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収したＮＯｘ を放出して還元するＮＯｘ 吸蔵還元型三元触媒を配置することもできる。また、酸化触媒２５に代えてパティキュレートフィルタを配置することもできるし、このパティキュレートフィルタに上述のＮＯｘ 吸蔵還元型三元触媒を担持させることもできる。
【００９８】
【発明の効果】
白煙が発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】目標スロットル開度ＴＡおよび目標吸入空気量ＧＡＯのマップを示す図である。
【図３】スロットル開度およびＥＧＲ量の制御を行うためのフローチャートである。
【図４】目標吸入空気量ＧＡＯ、過剰空気量等を示す図である。
【図５】ＳＯＦ吸着率Ｒｓ を示す図である。
【図６】白煙の発生を説明するための図である。
【図７】白煙発生抑制制御を説明するためのタイムチャートである。
【図８】白煙発生抑制制御を行うためのフローチャートである。
【図９】白煙発生抑制制御を行うためのフローチャートである。
【図１０】白煙発生抑制制御を行うためのフローチャートである。
【図１１】白煙発生抑制制御を行うためのフローチャートである。
【図１２】ＳＯＦの吸着抑制制御を示すタイムチャートである。
【図１３】ＳＯＦを処理するための制御を示すタイムチャートである。
【図１４】ＳＯＦの処理を行うためのフローチャートである。
【図１５】ＳＯＦ吸着率を算出するためのフローチャートである。
【図１６】基準定常触媒温度ＴＣＴのマップを示す図である。
【図１７】各補正係数ＫＴＷ，ＫＴＡ，ＫＳＰを示す図である。
【図１８】時定数を示す図である。
【図１９】ＳＯＦ吸着率を示す図である。
【図２０】ＳＯＦ吸着速度を算出するためのフローチャートである。
【図２１】ＳＯＦ排出量ＧＳＯＦのマップを示す図である。
【図２２】補正係数ＫＧのマップを示す図である。
【図２３】ＳＯＦ吸着量を算出するためのフローチャートである。
【図２４】ＳＯＦ燃焼速度Ｒｃｏｍ を示す図である。
【図２５】ＥＧＲガスを制御するためのフローチャートである。
【図２６】ＥＧＲ制御係数ＫＥを示す図である。
【図２７】補正空気量ΔＧＡＯを示すマップである。
【図２８】基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＥのマップを示す図である。
【図２９】ＳＯＦを処理するためのフローチャートである。
【図３０】燃料噴射を制御するためのフローチャートである。
【図３１】噴射時期制御係数ＫＩを示す図である。
【図３２】補正進角量ΔＩθを示すマップである。
【図３３】基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＩのマップを示す図である。
【符号の説明】
５…燃焼室
６…燃料噴射弁
１６…スロットル弁
２８…ＥＧＲ制御弁
２６…酸化触媒
【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。
【０００２】
【従来の技術】
機関燃焼室から排出される排気ガス中にはパティキュレートと呼ばれる粒子状物質が含まれており、この粒子状物質を捕獲し燃焼させるために機関排気通路内にパティキュレートフィルタを配置し、パティキュレートフィルタの上流に酸化触媒を配置した内燃機関が公知である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
なお、この粒子状物質は煤等の不溶分と未燃焼料等の可溶分からなり、以下この可溶分（Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ）のことをＳＯＦと称する。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−１０６２９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
さて、排気ガス中に含まれる粒子状物質の可溶分、即ちＳＯＦは触媒と接触したときに触媒の温度がほぼ１２０℃から１３０℃以下の低温のときには燃焼することなく触媒に吸着し堆積する。従って触媒がこのような低温に維持されていると多量のＳＯＦが触媒上に堆積することになる。一方、触媒の温度がほぼ２００℃以上に上昇すると触媒上に堆積しているＳＯＦの燃焼が開始され、その燃焼熱によって触媒の温度が急速に上昇する。このとき触媒上に多量のＳＯＦが堆積していたとするとこれらＳＯＦが急速に蒸発せしめられる。
【０００６】
このときに排気ガス中に十分な量の空気が含まれていれば蒸発したＳＯＦは良好に燃焼せしめられる。ところがこのとき排気ガス中に十分な量の空気が含まれていないと蒸発したＳＯＦは燃焼することなく排気通路内を流下し、ＳＯＦはその間に冷却され、凝集して粒子となり、斯くして白煙が発生することになる。
【０００７】
本発明は、このような白煙の発生を抑制するようにした内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、１番目の発明では、機関排気通路内に排気浄化用触媒が配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質の可溶分は触媒の温度がこの可溶分の燃焼下限温度よりも低いと触媒上に吸着し堆積する内燃機関において、触媒上に吸着している可溶分により白煙が発生する可能性があるか否かを判断する判断手段と、白煙が発生する可能性があると判断されたときには機関から排出される排出空気量を増大させる排出空気量制御手段とを具備している。
【０００９】
２番目の発明では１番目の発明において、判断手段は、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断されたときに白煙が発生する可能性があると判断する。
【００１０】
３番目の発明では１番目の発明において、判断手段は、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断され、かつ触媒の温度が可溶分の燃焼下限温度よりも高いと判断されたときに白煙が発生する可能性があると判断する。
【００１１】
４番目の発明では１番目の発明において、判断手段は、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断され、かつ機関負荷が予め定められた増大速度以上で増大せしめられたときには白煙が発生する可能性があると判断する。
【００１２】
５番目の発明では２又は３又は４番目の発明において、触媒の温度が可溶分の燃焼下限温度よりも低い状態で機関が予め定められた時間以上運転されたときには触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断される。
【００１３】
６番目の発明では２又は３又は４番目の発明において、アイドリング運転が予め定められた時間以上行われたときには触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断される。
【００１４】
７番目の発明では２又は３又は４番目の発明において、触媒への可溶分の吸着速度と触媒上での可溶分の燃焼速度を算出し、これら吸着速度と燃焼速度に基づいて触媒上における可溶分の吸着量を算出する算出手段を具備している。
【００１５】
８番目の発明では１番目の発明において、排出空気量制御手段は、再循環排気ガス量を減少させることによって排出空気量を増大させる。
【００１６】
９番目の発明では１番目の発明において、排出空気量制御手段は、機関回転数を上昇させることによって排出空気量を増大させる。
【００１７】
１０番目の発明では１番目の発明において、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であるか否かを判断する判断手段と、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断されたときには燃焼室からの可溶分の排出量を減少させる可溶分排出制御手段とを具備している。
【００１８】
１１番目の発明では１０番目の発明において、可溶分排出制御手段は、機関吸気通路内に再循環される再循環排気ガス量を減少せしめることによって燃焼室からの可溶分の排出量を減少させる。
【００１９】
１２番目の発明では１０番目の発明において、可溶分排出制御手段は、噴射時期を進角するか、又はパイロット噴射と主噴射間のインターバルを短縮するか、又はパイロット噴射かポスト噴射のいずれか一方を停止させるかの少くとも一つを行うことにより燃焼室からの可溶分の排出量を減少させる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。なお、本発明は火花点火式内燃機関にも適用することもできる。
【００２１】
図１を参照すると、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介して排気ターボチャージャ１４のコンプレッサ１４ａに連結される。吸気ダクト１３内にはステップモータ１５により駆動されるスロットル弁１６が配置され、更に吸気ダクト１３周りには吸気ダクト１３内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１７が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１７内に導びかれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
【００２２】
コンプレッサ１４ａの入口部は吸気ダクト１８を介してエアクリーナ１９に連結され、この吸気ダクト１８内には吸入空気の質量流量を検出するための吸入空気量検出センサ２０と、吸入空気温を検出するための吸入空気温センサ２１とが配置される。また、シリンダブロック２には機関冷却水温を検出するための水温センサ２２が取付けられる。一方、排気ポート１０は排気マニホルド２３および排気管２４を介して排気ターボチャージャ１４の排気タービン１４ｂに連結され、排気タービン１４ｂの出口は排気浄化用酸化触媒２５を内蔵した触媒コンバータ２６に連結される。
【００２３】
排気マニホルド２３とサージタンク１２とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２７を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路２７内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２８が配置される。また、ＥＧＲ通路２７周りにはＥＧＲ通路２７内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２９が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置２９内に導びかれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管３０を介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール３１に連結される。このコモンレール３１内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ３２から燃料が供給され、コモンレール３１内に供給された燃料は各燃料供給管３０を介して燃料噴射弁６に供給される。コモンレール３１にはコモンレール３１内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ３３が取付けられ、燃料圧センサ３３の出力信号に基づいてコモンレール３１内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ３２の吐出量が制御される。
【００２４】
電子制御ユニット４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、常時電源に接続されたバックアップＲＡＭ４５、入力ポート４６および出力ポート４７を具備する。燃料圧センサ３３の出力信号は対応するＡＤ変換器４８を介して入力ポート４６に入力される。また、吸入空気量検出センサ２０、吸入空気温センサ２１および水温センサ２２の出力信号も夫々対応するＡＤ変換器４８を介して入力ポート４６に入力される。
【００２５】
アクセルペダル５０にはアクセルペダル５０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ５１が接続され、負荷センサ５１の出力電圧は対応するＡＤ変換器４８を介して入力ポート４６に入力される。更に入力ポート４６にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５２および車速に応じた出力パルスを発生する車速センサ５３が接続される。一方、出力ポート４７は対応する駆動回路４９を介して燃料噴射弁６、スロットル弁駆動用ステップモータ１５、ＥＧＲ制御弁２８、および燃料ポンプ３２に接続される。
【００２６】
次に、本発明の実施例において用いられているスロットル弁１６の制御とＥＧＲ制御弁２８の制御について説明する。本発明による実施例では機関の運転状態に応じた目標吸入空気量が予め定められており、この目標吸入空気量ＧＡＯは燃料噴射量および機関回転数の関数として図２（Ｂ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。一方、機関の運転状態に応じた目標ＥＧＲ率も予め定められており、吸入空気量を目標吸入空気量とし、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率とするのに必要なスロットル弁１６の目標開度ＴＡが燃料噴射量および機関回転数の関数として図２（Ａ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００２７】
次に図３を参照しつつスロットル・ＥＧＲの制御ルーチンについて説明する。
【００２８】
図３を参照すると、まず初めにステップ６０において図２（Ａ）に示すマップからスロットル弁１６の目標開度ＴＡが算出される。次いでステップ６１ではスロットル弁１６の開度が目標開度ＴＡとされる。次いでステップ６２では図２（Ｂ）に示されるマップから目標吸入空気量ＧＡＯが算出される。次いでステップ６３では吸入空気量検出センサ２０により検出された吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡＯに小さな値αを加算した値（ＧＡＯ＋α）よりも大きいか否かが判別される。ＧＡ＞ＧＡＯ＋αのときにはステップ６４に進んでＥＧＲ制御弁２８の開度θに一定値Δθが加算され、次いでステップ６７においてＥＧＲ制御弁２８の開度θが一定値Δθだけ増大せしめられる。その結果、ＥＧＲガス量が増大し、吸入空気量ＧＡが減少せしめられる。
【００２９】
一方、ステップ６３においてＧＡ≦ＧＡＯ＋αであると判断されたときにはステップ６５に進んで吸入空気量検出センサ２０により検出された吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡＯから小さな値αを減算した値（ＧＡＯ−α）よりも小さいか否かが判別される。ＧＡ＜ＧＡＯ−αのときにはステップ６６に進んでＥＧＲ制御弁２８の開度θから一定値Δθが減算され、次いでステップ６７においてＥＧＲ制御弁２８の開度θが一定値Δθだけ減少せしめられる。その結果、ＥＧＲガス量が減少し、吸入空気量ＧＡが増大せしめられる。
【００３０】
一方、ステップ６５においてＧＡ≧ＧＡＯ−αであると判断されたとき、即ち吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡＯに維持されているときにはステップ６７に進む。このときにはＥＧＲ制御弁２８の開度θはそのまま維持される。このように本発明による実施例では吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡＯとなるようにＥＧＲ制御弁２８の開度θが制御される。このときＥＧＲ率はほぼ目標ＥＧＲ率となる。
【００３１】
図４は或る機関回転数におけるスロットル弁１６の目標開度ＴＡおよび目標吸入空気量ＧＡＯを負荷の関数として図解的に示している。図４を参照すると、機関負荷が低いときにはスロットル弁１６が閉弁せしめられ、従って図４においてＧＧで示される燃焼室５内への全吸入ガス量も機関負荷が低くなると減少する。また、機関負荷が高くなるにつれて燃料噴射量が増大し、燃料噴射量が増大するにつれて燃焼に使用される燃焼空気量が増大する。一方、目標吸入空気量ＧＡＯは機関負荷が増大するに従って燃焼空気量とほぼ同じ傾きでもって増大し、従って目標吸入空気量ＧＡＯと燃焼空気量との差である燃焼に使用されない空気の量、即ち過剰空気量は機関負荷にかかわらずにほぼ一定となる。また、燃焼室５内への全吸入ガス量ＧＧと目標吸入空気量ＧＡＯとの差はＥＧＲガス量である。
【００３２】
また、図４からわかるように目標吸入空気量ＧＡＯに対する燃焼空気量の割合、即ち空気利用率は無負荷のときで０．３程度であり、全負荷で０．８程度である。また、無負荷のときのＥＧＲガス量は目標吸入空気量ＧＡＯよりも若干少なく、高負荷運転になるとＥＧＲガス量は減少せしめられる。一方、図４に示される過剰空気はそのまま燃焼室５から排出されるので図４に示される過剰空気量は燃焼室５から排出される排出空気量に一致する。従って燃焼室５から排出される排出空気量は機関負荷にかかわらずにほぼ一定となる。
【００３３】
次に排気ガス中に含まれるＳＯＦについて説明する。図５は、排気ガス中に含まれるＳＯＦが触媒２５に吸着される割合を示すＳＯＦ吸着率Ｒｓ と、触媒２５の温度ＴＣとの関係を示している。
【００３４】
図５に示されるように触媒２５の温度ＴＣがほぼ２００℃以上のときにはＳＯＦ吸着率Ｒｓ は零パーセントとなる。即ち、このときには排気ガス中に含まれる全てのＳＯＦは触媒２５と接触した際に燃焼せしめられることになる。一方、触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度である１２０℃〜１３０℃よりも低くなるとＳＯＦ吸着率Ｒｓ は１００パーセントとなる。即ち、このときには排気ガス中に含まれる全てのＳＯＦは触媒２５上に吸着し堆積することになる。なお、触媒２５の温度ＴＣが１２０℃〜１３０℃からほぼ２００℃の間にあるときには触媒２５の温度ＴＣが低くなるほどＳＯＦ吸着率Ｒｓ が高くなり、このときには一部のＳＯＦは触媒２５に吸着し、一部のＳＯＦは触媒２５上で燃焼せしめられる。
【００３５】
さて、冒頭で述べたように、触媒２５の温度ＴＣが低いときに触媒２５上に吸着し堆積したＳＯＦは触媒２５の温度ＴＣがほぼ２００℃以上になると燃焼しはじめる。ＳＯＦの燃焼が開始されると触媒２５の温度ＴＣが上昇する。触媒２５の温度ＴＣが上昇したときにもし多量のＳＯＦが触媒２５上に堆積していたとするとこれらＳＯＦが触媒２５から脱離し、蒸発する。このとき排気ガス中に十分な量の空気が含まれていれば蒸発したＳＯＦは良好に燃焼せしめられる。これに対して排気ガス中に十分な量の空気が含まれていない場合には蒸発したＳＯＦは燃焼することなく排気通路内を流下し、これらＳＯＦはその間に冷却され、凝集して粒子となり、斯して白煙が発生することになる。
【００３６】
さて、上述したように燃焼室５からは機関負荷にかかわらずに図４においてハッチングで示されるほぼ一定量の空気が排出される。しかしながら触媒２５上に多量のＳＯＦが堆積していてこれら多量のＳＯＦが蒸発したときには図４においてハッチングで示す程度の空気が燃焼室５から排出されたとしても蒸発したＳＯＦ燃焼させるには不十分であり、斯くしてこのとき白煙を発生することになる。
【００３７】
次にこのことについて図６を参照しつつ説明する。図６は長時間に亘り無負荷運転が行われていて触媒２５上に多量のＳＯＦが堆積しており、このような状態で機関負荷を一時的に増大した場合を示している。図６に示されるように機関負荷が一時的に増大せしめられる前は触媒２５の温度ＴＣは低く、このとき触媒２５上に堆積したＳＯＦは燃焼していない。次いで機関負荷が増大せしめられると排気ガス温が上昇し、触媒２５上のＳＯＦが燃焼を開始する。ＳＯＦの燃焼が開始すると図６において実線で示すように触媒２５の温度ＴＣは急速に上昇する。
【００３８】
触媒２５上には多量のＳＯＦが堆積しているので触媒２５の温度ＴＣが急速に上昇すると堆積した多量のＳＯＦが触媒２５から蒸発する。図６の実線は図４のハッチングで示されるように燃焼室５から排出される排出空気量が少ないときを示しており、このときには蒸発した大部分のＳＯＦは燃焼せしめられないので図６の矢印で示す領域において白煙が発生することになる。
【００３９】
これに対し、図６における破線は燃焼室５から排出される排出空気量が多い場合を示している。具体的に言うと図６は目標吸入空気量ＧＡＯを図４に示される全吸入ガス量ＧＧに設定した場合を示している。このように目標吸入空気量ＧＡＯを全吸入ガス量ＧＧに設定するとＥＧＲ制御弁２８が全閉し、ＥＧＲガスの供給が停止される。即ち、図４においてＥＧＲガス量で示される部分が吸入空気に取って変わり、この吸入空気は過剰空気として燃焼室５から排出される。従ってこのとき図４からわかるように燃焼室５から排出される排出空気量がほぼ２倍に増大せしめられる。
【００４０】
このように排出空気量が増大せしめられると触媒２５から蒸発したＳＯＦの全て或いは大部分は燃焼し、斯くしてこのとき白煙が発生するのを抑制することができる。なお、排出空気量が増大し、排気ガス量が増大すると排気ガス流による触媒２５の冷却作用が高まり、斯くして全て或いは大部分のＳＯＦが燃焼しているにもかかわらずに図６において破線で示されるように触媒温度ＴＣはそれほど高くならない。
【００４１】
このように触媒２５上に多量のＳＯＦが堆積しており、堆積したＳＯＦが燃焼したときに燃焼室５から排出される排出空気量が少ないときには白煙が発生する。そこで本発明では、触媒２５上に吸着しているＳＯＦにより白煙が発生する可能性があるか否かを判断する判断手段と、白煙が発生する可能性があると判断されたときには白煙の発生を抑制するために燃焼室５からの排出空気量を増大させる排出空気量制御手段とを具備している。
【００４２】
触媒２５上に吸着しているＳＯＦにより白煙が発生する可能性について考えてみると、触媒２５上にＳＯＦがほとんど吸着していないときには白煙が発生することはなく、白煙が発生する可能性があるのは触媒２５上に或る程度以上のＳＯＦが堆積しているときである。従って本発明による一実施例においては、触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上であると判断されたときに白煙が発生する可能性があると判断され、このとき白煙の発生を抑制するために排出空気量が増大せしめられる。
【００４３】
また、触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度以上にならないとＳＯＦの酸化作用は行われず、従って白煙が発生する可能性があるのは触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度よりも高いときである。
【００４４】
従って本発明による別の実施例においては、図７に示されるように触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上であると判断され、かつ触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃよりも高いと判断されたときに白煙が発生する可能性があると判断され、このとき白煙の発生を抑制するために排出空気量が増大せしめられる。
【００４５】
図８はこの実施例を実行するための白煙発生抑制制御ルーチンを示している。即ち、まず初めにステップ７０において触媒２５へのＳＯＦ吸着量が予め定められた量ＧＸ以上である可能性があるか否かが判断される。ＳＯＦ吸着量が予め定められた量ＧＸ以上である可能性がある場合にはステップ７１に進んで触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃよりも高いか否かが判断される。ＴＣ＞Ｔｓｃのときにはステップ７２に進んで排出空気量の増大処理が行われ、次いでステップ７１に戻る。従って排出空気量の増大処理はＴＣ≦Ｔｓｃになるまで続行され、この間ＥＧＲ量は零となる。
【００４６】
この実施例におけるようにＥＧＲ制御弁２８を全閉させ、ＥＧＲ量を零にすることによって排出空気量を増大させることができる。しかしながらＥＧＲ量を零にしなくても、機関回転数、例えばアイドリング回転数を上昇させることによって排出空気量を増大させることができる。
【００４７】
図９はアイドリング運転状態から機関負荷が増大せしめられた場合を示している。この場合、機関負荷がゆっくりと増大せしめられると触媒２５に流入する排気ガス温もゆっくり上昇する。一方、このとき触媒２５上に堆積しているＳＯＦの燃焼が開始されたとしてもアイドリング運転時に比べて排気ガスの流速が速いために触媒２５はアイドリング運転時に比べて強い冷却作用を受ける。その結果、機関負荷がゆっくりと増大せしめられたときには触媒２５の温度ＴＣはゆっくり上昇することになる。
【００４８】
このように触媒２５の温度ＴＣがゆっくり上昇すると触媒２５上に堆積しているＳＯＦも少しずつゆっくりと触媒２５から蒸発する。従ってこのときには図４においてハッチングで示すように過剰空気量が少くなくてもＳＯＦは良好に燃焼せしめられ、斯くしてこのとき白煙は発生しない。
【００４９】
これに対して機関負荷が急速に上昇せしめられると排気ガス温が急上昇するために図９に示されるように触媒２５の温度ＴＣが急上昇する。従ってこのとき多量のＳＯＦが触媒２５上に堆積していたとすると触媒２５から多量のＳＯＦが急速に蒸発することになる。従ってこのとき図４においてハッチングで示すように過剰空気量が少ないとＳＯＦの燃焼に対して空気量が不足するために白煙を発生することになる。
【００５０】
そこで機関負荷が急速に上昇せしめられたときには白煙の発生を阻止するために図９に示されるように機関負荷の増大が開始されてから予め定められた期間Δｔが経過するまでＥＧＲガスの供給を停止し、燃焼室５から排出される排出空気量を増大するようにしている。
【００５１】
図１０はこの実施例を実行するために白煙発生抑制制御ルーチンを示している。即ち、まず初めにステップ７５において触媒２５へのＳＯＦ吸着量が予め定められた量ＧＸ以上である可能性があるか否かが判別される。ＳＯＦ吸着量が予め定められた量ＧＸ以上である可能性がある場合にはステップ７６に進んで機関負荷が急速に増大せしめられたか否か、即ち機関負荷の増大速度ΔＬが予め定められた増大速度ＸＬ以上であるか否かが判別される。ΔＬ＞ＸＬのときにはステップ７７に進んで排出空気量の増大処理が行われる。
【００５２】
さて前述したように白煙が発生する可能性があるのは触媒２５上に或る程度以上のＳＯＦが堆積しているときであり、図８および図１０に示す白煙発生抑制制御ルーチンではＳＯＦの吸着量がＧＸを越えたときに白煙を発生する可能性があると判断される。この場合、極く大まかに言うと触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃ以下である状態が或る時間継続したときにはＳＯＦの吸着量が白煙の発生をひき起こす量ＧＸに達するものと考えることができる。従って触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃよりも低い状態で機関が予め定められた時間以上運転されたときには触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上であると判断することができる。
【００５３】
また、アイドリング運転が継続すると触媒２５の温度ＴＣはＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃ以下となり、排気ガス中のＳＯＦは触媒２５に吸着し続ける。従って、アイドリング運転が予め定められた時間以上行われたときには触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上になったと判断することもできる。
【００５４】
さて、機関負荷が高くなって触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃよりも高くなると排気ガス中に含まれるＳＯＦはもとより触媒２５上に吸着しているＳＯＦも燃焼せしめられるのでＳＯＦの吸着量が次第に低下する。このことを考慮して白煙の発生を抑制するようにしたルーチンが図１１に示されている。
【００５５】
図１１を参照するとまず初めにステップ８０において触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃ以下であるか否かが判別される。ＴＣ＜Ｔｓｃのときにはステップ８１に進んで前回の処理サイクルから今回の処理サイクルまでの経過時間ΔｔがΣｔ１に加算され、それによってＴＣ＜Ｔｓｃである時間Σｔ１が算出される。次いでステップ８２では、時間Σｔ１が予め定められた時間ｔＸ１を越えたか否かが判別される。Σｔ１≦ｔＸ１のときにはステップ８９にジャンプし、Σｔ１＞ｔＸ１のときにはステップ８３に進んで白煙が発生する可能性があることを示す可能性フラグがセットされる。次いでステップ８４に進んでΣｔ１がクリアされ、次いでステップ８９に進む。即ち、ＴＣ＜Ｔｓｃである時間Σｔ１がｔＸ１を越えると触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量が白煙を生じさせる量を越えていると判断され、従ってこのとき可能性フラグがセットされる。
【００５６】
一方、ステップ８０においてＴＣ≧Ｔｓｃであると判別されたときにはステップ８５に進んで前回の処理サイクルから今回の処理サイクルまでの経過時間ΔｔがΣｔ２に加算され、それによってＴＣ≧Ｔｓｃである時間Σｔ２が算出される。次いでステップ８６では時間Σｔ２が予め定められた時間ｔＸ２を越えたか否かが判別される。Σｔ２≦ｔＸ２のときにはステップ８９にジャンプし、Σｔ２＞ｔＸ２のときにはステップ８７に進んで白煙が発生する可能性があることを示す可能性フラグがリセットされる。次いでステップ８８に進んでΣｔ２がクリアされ、次いでステップ８９に進む。即ち、ＴＣ≧Ｔｓｃである時間がｔＸ２を越えると触媒２５上におけるＳＯＦの吸着量がほとんどなくなり、その結果可能性フラグがリセットされる。
【００５７】
ステップ８９では可能性フラグがセットされているか否かが判別される。可能性フラグがセットされているときにはステップ９０に進んで触媒２５の温度ＴＣがＳＯＦの燃焼下限温度Ｔｓｃよりも高いか否かが判別される。ＴＣ＞Ｔｓｃのときにはステップ９１に進んで排気空気量の増大処理が行われる。
【００５８】
次に白煙の発生を抑制する方法について説明する。
【００５９】
前述したように白煙が発生するのはＳＯＦの吸着量が多くなったときである。従って白煙の発生を抑制するにはＳＯＦができる限り吸着しないようにすればよいことになる。この場合、燃焼室５内におけるＳＯＦの発生を抑制すればＳＯＦが吸着するのを抑制することができ、燃焼室５内におけるＳＯＦの発生は例えばＥＧＲガス量を低減することにより抑制することができる。即ち、ＥＧＲガス量を低減すれば燃焼室５内に噴射された燃料粒子周りには十分な空気が存在することになり、斯くしてＳＯＦの発生を抑制できることになる。そこで図１２に示される例ではＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸを超えたときにＥＧＲ量を減少させるようにしている。
【００６０】
なお、噴射時期を進角するか、又はパイロット噴射と主噴射間のインターバルを短縮するか、又はパイロット噴射か主噴射後に行われるポスト噴射のいずれか一方を停止させることによっても燃焼室５内でのＳＯＦの発生を抑制することができる。そこで図１２に示されるようにＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上になったときに、噴射時期を進角するか、又はパイロット噴射と主噴射間のインターバルを短縮するか、又はパイロット噴射かポスト噴射のいずれか一方を停止するようにしてもよい。
【００６１】
なお、本発明による実施例ではパイロット噴射は機関の運転状態に応じて一行程中に１回又は複数回行われる。パイロット噴射が複数回行われる場合、上述のパイロット噴射と主噴射間のインターバルとは最後のパイロット噴射と主噴射間のインターバルを意味しており、パイロット噴射を停止するとは全てのパイロット噴射を停止することを意味している。
【００６２】
図１３は、ＳＯＦの吸着量を算出し、算出されたＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸを越えたときには図１２に示す例と同様にＥＧＲ量を減少せしめるようにした実施例を示している。なお、この実施例ではアイドリング運転が開始された後にＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸを越えるとＥＧＲ量が減少せしめられ、アイドリング運転ではなくなったとしてもＳＯＦの吸着量が予め定められた量ＧＸ以上である限りＥＧＲ量が減少され続け、ＳＯＦの吸着量が予め定められた量以下になったときにＥＧＲ量が運転状態に応じた量まで増大せしめられる。
【００６３】
なお、図１３に示される例ではＥＧＲ量を減少すべきときにはＥＧＲ量は零とされる。即ち、ＥＧＲガスの再循環が停止される。
【００６４】
また、図１３においてＥＧＲ量を減少させる代りに、噴射時期を進角するか、又はパイロット噴射と主噴射間のインターバルを短縮するか、又はパイロット噴射かポスト噴射のいずれか一方を停止することもできる。
【００６５】
図１４は図１０に示す実施例を実行するためのＳＯＦの処理ルーチンを示している。
【００６６】
図１４を参照するとまず初めにステップ１００においてＳＯＦ吸着率が算出される。このＳＯＦ吸着率の算出ルーチンは図１５に示されている。次いでステップ２００ではＳＯＦ吸着速度が算出される。このＳＯＦ吸着速度の算出ルーチンは図２０に示されている。次いでステップ３００ではＳＯＦ吸着量が算出される。このＳＯＦ吸着量の算出ルーチンは図２３に示されている。次いでステップ４００ではＥＧＲガスの制御が行われる。このＥＧＲガスの制御ルーチンは図２５に示されている。
【００６７】
図１５に示されるＳＯＦ吸着率の算出ルーチンを参照するとまず初めにステップ１０１において、定常状態における基準となる触媒２５の温度ＴＣＴが算出される。この基準定常触媒温度ＴＣＴは予め実験により求められており、燃料噴射量および機関回転数の関数として図１６に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。次いでステップ１０２では次式に示す如く機関冷却水温等に基づき基準定常触媒温度ＴＣＴを補正することによって補正定常触媒温度ＴＣＡが算出される。
【００６８】
ＴＣＡ＝ＴＣＴ＋ＫＴＷ＋ＫＴＡ＋ＫＳＰ
ここでＫＴＷは図１７（Ａ）に示されるように機関冷却水温ＴＷの関数である補正係数を表しており、ＫＴＡは図１７（Ｂ）に示されるように吸入空気温ＴＡの関数である補正係数を表しており、ＫＳＰは図１７（Ｃ）に示されるように車速ＳＰの関数である補正係数ＫＳＰを表している。なお、車速ＳＰが上昇すると触媒２５は走行風により冷却され、従って図１７（Ｃ）に示されるように車速ＳＰが上昇するほど補正係数ＫＳＰは小さくなる。
【００６９】
次いでステップ１０３では次式に基づいて現在の触媒２５の推定温度ＴＣＥが算出される。
【００７０】
ＴＣＥ＝ＴＣＥｎ−１ ＋（ＴＣＡ−ＴＣＥｎ−１ ）／時定数
ここでＴＣＥｎ−１ は前回の処理サイクル時に算出された推定触媒温度ＴＣＥを示している。また、時定数は図１８に示されるように吸入空気量ＧＡの関数であり、この時定数は吸入空気量ＧＡが少なくなると大きくなる。上式において（ＴＣＡ−ＴＣＥｎ−１ ）／時定数は触媒２５の温度の追従遅れを表わしており、吸入空気量ＧＡが少ないときには運転状態が変化したときに触媒２５の温度は新たな運転状態に応じた触媒２５の温度にゆっくりと近づくことを示している。一方、吸入空気量ＧＡが多くなると時定数は１．０となり、このときＴＣＥ＝ＴＣＡとなる。即ち、算出された補正定常触媒温度ＴＣＡがそのまま推定触媒温度ＴＣＥとされる。
【００７１】
次いでステップ１０４では図１９に示される関係から推定触媒温度ＴＣＥに応じたＳＯＦ吸着率Ｒｓ が算出される。このＳＯＦ吸着率Ｒｓ は図５に示すものと実質的に同一である。
【００７２】
このように推定触媒温度ＴＣＥを算出し、この推定触媒温度ＴＣＥからＳＯＦ吸着率Ｒｓ が算出される。しかしながら触媒２５の温度ＴＣを直接に検出し、検出した温度ＴＣに基づいて図５に示す関係からＳＯＦ吸着率Ｒｓ を算出することもできる。
【００７３】
次に図２０に示されるＳＯＦ吸着速度の算出ルーチンについて説明する。なお、ＳＯＦ吸着速度は１秒間当りのＳＯＦ吸着量（ｇ／ｓｅｃ ）を表している。
【００７４】
図２０を参照するとまず初めにステップ２０１において燃焼室５から１秒間当りに排出されるＳＯＦ量（ｇ／ｓｅｃ ）が算出される。このＳＯＦ排出量ＧＳＯＦ（ｇ／ｓｅｃ ）は予め実験により求められており、燃料噴射量および機関回転数の関数として図２１に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。次いでステップ２０２ではＳＯＦ排出量ＧＳＯＦに対する補正係数ＫＧが算出される。ＳＯＦ排出量ＧＳＯＦは水温ＴＷおよび吸気温ＴＡの関数であってこのＳＯＦ排出量ＧＳＯＦは水温ＴＷが低くなるほど増大し、吸気温ＴＡが低くなるほど増大する。従って補正係数ＫＧは水温ＴＷおよび吸気温ＴＡの関数であり、図２２に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００７５】
次いでステップ２０３では燃焼室５から排出されるＳＯＦの減少量ＧＲが算出される。例えばＥＧＲ量が減少するとＳＯＦの排出量は減少する。この排出ＳＯＦ減少量ＧＲは後に説明するルーチンで算出されており、ステップ２０３ではこの算出されている排出ＳＯＦ減少量ＧＲが読込まれる。
【００７６】
次いでステップ２０４では次式に基づいて最終的なＳＯＦ排出量ＧＳＯ（ｇ／ｓｅｃ ）が算出される。
【００７７】
ＧＳＯ＝ＧＳＯＦ・ＫＧ−ＧＲ
次いでステップ２０５ではこの最終的なＳＯＦ排出量ＧＳＯ（ｇ／ｓｅｃ ）にＳＯＦ吸着率Ｒｓ を乗算することによってＳＯＦ吸着速度ＳＳ（ｇ／ｓｅｃ ）（＝ＧＳＯ・Ｒｓ ）が算出される。
【００７８】
次に図２３に示されるＳＯＦ吸着量の算出ルーチンについて説明する。
【００７９】
図２３を参照するとまず初めにステップ３０１において、触媒２５上に吸着しているＳＯＦの１秒間当りの燃焼量（ｇ／ｓｅｃ ）を示すＳＯＦ燃焼速度Ｒｃｏｍ が算出される。このＳＯＦ燃焼速度Ｒｃｏｍ は図２４に示されるように推定触媒温度ＴＣＥの関数であり、推定触媒温度ＴＣＥがほぼ１２０℃〜１３０℃以上において推定触媒温度ＴＣＥが高くなるほど大きくなる。
【００８０】
次いでステップ３０２ではＳＯＦ吸着速度ＳＳ（ｇ／ｓｅｃ ）からＳＯＦ燃焼速度Ｒｃｏｍ （ｇ／ｓｅｃ ）を減算することによって触媒２５上に吸着しているＳＯＦの１秒間当りの増減量ＲＳＯＦ（ｇ／ｓｅｃ ）（＝ＳＳ−Ｒｃｏｍ ）が算出される。次いでステップ３０３では次式に基づいてＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が算出される。
【００８１】
ＧＧｎ ＝ＧＧｎ−１＋ＲＳＯＦ・Δｔ
ここでＧＧｎ−１ は前回の処理サイクル時におけるＳＯＦ吸着量を示しており、Δｔは前回の処理サイクルから今回の処理サイクルまでの経過時間を表している。
【００８２】
このようにしてＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が算出され、この算出されたＳＯＦ吸着量ＧＧｎ はバックアップＲＡＭ４５に記憶される。次いでステップ３０４ではＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が上限値ＧＧｍａｘ と下限値ＧＧｍｉｎ とでガードされる。即ち、ＧＧｎ ＜ＧＧｍｉｎ となったときにはＧＧｎ ＝Ｇｍｉｎ とされ、ＧＧｎ ＞ＧＧｍａｘ となったときにはＧＧｎ ＝ＧＧｍａｘ とされる。この実施例では、ＧＧｍｉｎ ＝０とされている。
【００８３】
次に図２５に示されるＥＧＲガスの制御ルーチンについて説明する。
【００８４】
図２５を参照するとまず初めにステップ４０１においてＥＧＲ制御係数ＫＥが算出される。このＥＧＲ制御係数ＫＥは図２６に示されるようにＳＯＦ吸着量ＧＧｎ の関数であり、ＳＯＦの吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）よりも少ないときにはＫＥ＝０であり、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）とほぼ２５（ｇ）との間ではＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が増大するにつれて０から１．０まで上昇せしめられ、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ２５（ｇ）以上ではＫＥ＝１．０とされる。
【００８５】
次いでステップ４０２では図２（Ｂ）に示される目標吸入空気量ＧＡＯに加算すべき補正空気量ΔＧＡＯが算出される。この補正空気量ΔＧＡＯは燃料噴射量および機関回転数の関数として図２７に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。前述したようにＥＧＲ制御弁２８は吸入空気量が目標吸入空気量ＧＡＯとなるように制御されており、目標吸入空気量ＧＡＯに加算すべき補正空気量ΔＧＡＯはＥＧＲ制御弁２８が全閉する値に設定されている。
【００８６】
次いでステップ４０３では図２（Ｂ）に示される目標吸入空気量ＧＡＯにΔＧＡＯ・ＫＥを加算することによって最終的な目標吸入空気量ＧＡＯが算出され、ＥＧＲ制御弁２８は吸入空気量がこの最終的な目標吸入空気量ＧＡＯとなるように制御される。
【００８７】
ＫＥ＝０のときには目標吸入空気量ＧＡＯは図２（Ｂ）に示すままである。即ち、図２６からわかるようにＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）以下と少量のときには白煙は発生することはなく、このときには特にＥＧＲ量を低減させることはしない。一方、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ２５（ｇ）よりも多くなってＫＥ＝１．０になると補正空気量ΔＧＡＯがそのまま図２（Ｂ）に示す目標吸入空気量ＧＡＯに加算される。その結果、吸入空気量が増量せしめられ、ＥＧＲガスの再循環が停止され、排出空気量が増大せしめられる。
【００８８】
このようにＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が多くなると排出空気量が増大せしめられるためにＳＯＦが良好に燃焼せしめられ、斯くして白煙が発生するのを抑制することができる。また、このときＥＧＲガスの再循環が停止されるので燃焼室５からのＳＯＦの排出量は減少し、斯くして触媒２５上にＳＯＦが吸着するのを抑制することができる。
【００８９】
次いでステップ４０４ではＥＧＲガスの再循環を停止したときに燃焼室５から排出されるＳＯＦの減少量ＧＲＥが算出される。この基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＥは予め実験により求められており、燃料噴射量および機関回転数の関数として図２８に示すマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。次いでステップ４０５では基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＥにＥＧＲ制御係数ＫＥを乗算することによって排出ＳＯＦ減少量ＧＲ（＝ＧＲＥ・ＫＥ）が算出される。この排出ＳＯＦ減少量ＧＲが図２０のステップ２０３で読込まれる。
【００９０】
このようにこの実施例ではＥＧＲガスの再循環を停止することによって白煙の発生を抑制しつつＳＯＦの吸着を抑制するようにしている。図２９はＳＯＦの吸着を更に抑制するためにこのようなＥＧＲガスの再循環の停止作用に加えて同時に実行されるＳＯＦの別の処理ルーチンを示している。この処理ルーチンではＳＯＦの吸着を更に抑制するために噴射時期が進角される。なお、図２９におけるステップ１００，２００，３００は図１４に示されるステップ１００，２００，３００と夫々同じである。
【００９１】
即ち、図２９を参照するとまず初めにステップ１００において図１５に示されるルーチンによりＳＯＦ吸着率が算出される。次いでステップ２００では図２０に示されるルーチンによりＳＯＦ吸着速度が算出される。次いでステップ３００では図２３に示されるルーチンによりＳＯＦ吸着量が算出される。次いでステップ４００では噴射制御が行われる。この噴射制御のルーチンが図３０に示されている。
【００９２】
図３０を参照するとまず初めにステップ４０１において噴射時期制御係数ＫＩが算出される。この噴射時期制御係数ＫＩは図３１に示されるようにＳＯＦ吸着量ＧＧｎ の関数であり、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）よりも少ないときにはＫＩ＝０であり、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）とほぼ２５（ｇ）との間ではＳＯＦ吸着量ＧＧｎ が増大するにつれて０から１．０まで上昇せしめられ、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ２５（ｇ）以上ではＫＩ＝１．０とされる。
【００９３】
次いでステップ４０２では機関の運転状態に応じて予め定められている噴射時期Ｉθを進角するための補正進角量ΔＩθが算出される。この補正進角量ΔＩθは燃料噴射量および機関回転数の関数として図３２に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。次いでステップ４０３では噴射時期Ｉθが補正進角量ΔＩθに噴射時期制御係数ＫＩを乗算した値ΔＩθ・ＫＩだけ進角される。
【００９４】
ＫＩ＝０のときには噴射時期Ｉθはもともと設定されている時期となる。即ち、図３１からわかるようにＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ１５（ｇ）以下と少量のときには特に噴射時期Ｉθを進角させることはしない。一方、ＳＯＦ吸着量ＧＧｎ がほぼ２５（ｇ）よりも多くなってＫＩ＝１．０になると噴射時期Ｉθが補正進角量ΔＩθだけ進角される。噴射時期Ｉθが進角されると燃焼室５からのＳＯＦの排出量は減少し、斯くして触媒２５上にＳＯＦが吸着するのを抑制することができる。
【００９５】
次いでステップ４０４では噴射時期Ｉθを補正進角量ΔＩθだけ進角したときに燃焼室５から排出されるＳＯＦの減少量ＧＲＩが算出される。この基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＩは予め実験により求められており、燃料噴射量および機関回転数の関数として図３３に示すマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。次いでステップ４０５では基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＩに噴射時期制御係数ＫＩを乗算することによって排出ＳＯＦ減少量ＧＲ（＝ＧＲＩ・ＫＩ）が算出される。この排出ＳＯＦ減少量ＧＲが図２０のステップ２０３で読込まれる。
【００９６】
図３０に示される例ではＳＯＦの吸着を抑制すべきときには噴射時期Ｉθを進角するようにしている。しかしながらこのとき前述したように、噴射時期Ｉθを進角する代りに、パイロット噴射と主噴射間のインターバルを短縮することもできるし、又はパイロット噴射かポスト噴射のいずれか一方を停止させることもできる。
【００９７】
また、図１に示される実施例では機関排気通路内に酸化触媒２５が配置されている。しかしながらこの酸化触媒２５に代えて、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯｘ を吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収したＮＯｘ を放出して還元するＮＯｘ 吸蔵還元型三元触媒を配置することもできる。また、酸化触媒２５に代えてパティキュレートフィルタを配置することもできるし、このパティキュレートフィルタに上述のＮＯｘ 吸蔵還元型三元触媒を担持させることもできる。
【００９８】
【発明の効果】
白煙が発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】目標スロットル開度ＴＡおよび目標吸入空気量ＧＡＯのマップを示す図である。
【図３】スロットル開度およびＥＧＲ量の制御を行うためのフローチャートである。
【図４】目標吸入空気量ＧＡＯ、過剰空気量等を示す図である。
【図５】ＳＯＦ吸着率Ｒｓ を示す図である。
【図６】白煙の発生を説明するための図である。
【図７】白煙発生抑制制御を説明するためのタイムチャートである。
【図８】白煙発生抑制制御を行うためのフローチャートである。
【図９】白煙発生抑制制御を行うためのフローチャートである。
【図１０】白煙発生抑制制御を行うためのフローチャートである。
【図１１】白煙発生抑制制御を行うためのフローチャートである。
【図１２】ＳＯＦの吸着抑制制御を示すタイムチャートである。
【図１３】ＳＯＦを処理するための制御を示すタイムチャートである。
【図１４】ＳＯＦの処理を行うためのフローチャートである。
【図１５】ＳＯＦ吸着率を算出するためのフローチャートである。
【図１６】基準定常触媒温度ＴＣＴのマップを示す図である。
【図１７】各補正係数ＫＴＷ，ＫＴＡ，ＫＳＰを示す図である。
【図１８】時定数を示す図である。
【図１９】ＳＯＦ吸着率を示す図である。
【図２０】ＳＯＦ吸着速度を算出するためのフローチャートである。
【図２１】ＳＯＦ排出量ＧＳＯＦのマップを示す図である。
【図２２】補正係数ＫＧのマップを示す図である。
【図２３】ＳＯＦ吸着量を算出するためのフローチャートである。
【図２４】ＳＯＦ燃焼速度Ｒｃｏｍ を示す図である。
【図２５】ＥＧＲガスを制御するためのフローチャートである。
【図２６】ＥＧＲ制御係数ＫＥを示す図である。
【図２７】補正空気量ΔＧＡＯを示すマップである。
【図２８】基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＥのマップを示す図である。
【図２９】ＳＯＦを処理するためのフローチャートである。
【図３０】燃料噴射を制御するためのフローチャートである。
【図３１】噴射時期制御係数ＫＩを示す図である。
【図３２】補正進角量ΔＩθを示すマップである。
【図３３】基準排出ＳＯＦ減少量ＧＲＩのマップを示す図である。
【符号の説明】
５…燃焼室
６…燃料噴射弁
１６…スロットル弁
２８…ＥＧＲ制御弁
２６…酸化触媒
Claims (12)
- 機関排気通路内に排気浄化用触媒が配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質の可溶分は触媒の温度が該可溶分の燃焼下限温度よりも低いと触媒上に吸着し堆積する内燃機関において、触媒上に吸着している上記可溶分により白煙が発生する可能性があるか否かを判断する判断手段と、白煙が発生する可能性があると判断されたときには機関から排出される排出空気量を増大させる排出空気量制御手段とを具備した内燃機関の排気浄化装置。
- 上記判断手段は、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断されたときに白煙が発生する可能性があると判断する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記判断手段は、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断され、かつ触媒の温度が上記可溶分の燃焼下限温度よりも高いと判断されたときに白煙が発生する可能性があると判断する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記判断手段は、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断され、かつ機関負荷が予め定められた増大速度以上で増大せしめられたときには白煙が発生する可能性があると判断する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 触媒の温度が上記可溶分の燃焼下限温度よりも低い状態で機関が予め定められた時間以上運転されたときには触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断される請求項２から４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- アイドリング運転が予め定められた時間以上行われたときには触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断される請求項２から４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 触媒への可溶分の吸着速度と触媒上での可溶分の燃焼速度を算出し、これら吸着速度と燃焼速度に基づいて触媒上における可溶分の吸着量を算出する算出手段を具備した請求項２から４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記排出空気量制御手段は、再循環排気ガス量を減少させることによって排出空気量を増大させる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記排出空気量制御手段は、機関回転数を上昇させることによって排出空気量を増大させる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であるか否かを判断する判断手段と、触媒上における可溶分の吸着量が予め定められた量以上であると判断されたときには燃焼室からの可溶分の排出量を減少させる可溶分排出制御手段とを具備する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記可溶分排出制御手段は、機関吸気通路内に再循環される再循環排気ガス量を減少せしめることによって燃焼室からの可溶分の排出量を減少させる請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記可溶分排出制御手段は、噴射時期を進角するか、又はパイロット噴射と主噴射間のインターバルを短縮するか、又はパイロット噴射かポスト噴射のいずれか一方を停止させるかの少くとも一つを行うことにより燃焼室からの可溶分の排出量を減少させる請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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