JP2009115062A

JP2009115062A - 内燃機関の排気浄化装置およびその方法

Info

Publication number: JP2009115062A
Application number: JP2007292322A
Authority: JP
Inventors: Yuji Miyoshi; 悠司三好; Toru Kidokoro; 徹木所; Daisuke Shibata; 大介柴田; Keisuke Fukuoka; 圭輔福岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2009-05-28

Abstract

【課題】低負荷かつ低回転の運転状態において、ＰＭトラップの異常の有無を正確かつ高い信頼性にて判定することが従来では困難であった。
【解決手段】本発明による内燃機関の排気浄化装置は、排気通路１３の途中に設けられたＰＭトラップ２４の上流側の排気通路１３に配されてこの排気通路１３を開閉し得る排気絞り弁２６と、この排気絞り弁２６の開閉を行うアクチュエータ２５と、このアクチュエータ２５の作動を制御するアクチュエータ駆動制御部３１と、排気絞り弁２６とＰＭトラップ２４との間の排気通路１３内の圧力を検出する第１の圧力センサ２８と、ＰＭトラップ２４よりも下流側の排気通路１３内の圧力を検出する第２の圧力センサ２９と、第１および第２の圧力センサ２９の少なくとも一方からの検出信号に基づいてＰＭトラップ２４の異常の有無を判定する異常判定部４４とを具える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＰＭトラップの溶損などの異常を判定し得る内燃機関の排気浄化装置および方法に関する。

内燃機関から排出される排気に対する環境への影響をできるだけ少なくするため、排気中に含まれる有害成分を捕捉または吸着したり、あるいは無害化する触媒装置を内燃機関の排気通路中に組み込んだりした排気浄化装置が知られている。

例えば、圧縮点火式内燃機関においては、排気中にＰＭ(Paticulate Matter)と呼称される炭素質や炭化水素成分を含む粒子状物質が排気中に含まれているため、ＰＭトラップを排気通路の途中に組み込んでこれを捕捉するようにしている。しかしながら、ＰＭを捕捉し続けていると、ＰＭトラップが目詰まりを起こしてしまうため、ＰＭトラップに捕捉されたＰＭを定期的に燃焼させてＰＭトラップの再生を行う必要がある。ＰＭトラップにＰＭを燃焼させるための燃料を供給してＰＭトラップの再生を行う場合、ＰＭトラップ内は非常に高温となるため、経時的にＰＭトラップを構成するセラミックス製メンブレンが劣化し、最悪の場合にはメンブレンが溶損する可能性がある。このような溶損や、車両の走行に伴う振動などにより劣化部分の欠損がメンブレンに生ずると、この部分からＰＭがＰＭトラップを通り抜けて大気中に排出される可能性が生ずる。

特許文献１には、ＰＭトラップの溶損や欠損などの異常を判定し得るパティキュレートフィルタの異常検知装置が開示されている。これによると、ＰＭトラップの上流側の排気通路内の圧力と、ＰＭトラップの下流側の排気通路内の圧力との差圧を検出し、差圧が異常に小さくなった場合にはＰＭトラップに溶損や欠損などの異常があると判断するようにしている。

特開２００３−１５５９２０号公報

特許文献１に開示された差圧によりＰＭトラップの異常を判定する場合、アイドリング時などのような低負荷かつ低回転の運転状態ではＰＭトラップが正常な場合に得られる差圧と異常な場合に得られる差圧とに相違が少なく、正確な判定を行うことが困難である。また、車両の加速時や減速時などの過渡状態においては、得られる差圧が不安定となりやすく、信頼性の高い判定を行うことが困難である。

本発明の目的は、車両がアイドリング時などであっても、従来よりも高い信頼性を以てＰＭトラップの異常の有無の判定を行い得る内燃機関の排気浄化装置およびその方法を提供することにある。

本発明の第１の形態は、排気通路の途中に設けられたＰＭトラップの上流側の排気通路に配されてこの排気通路を開閉し得る開閉弁と、この開閉弁の開閉を行うアクチュエータと、このアクチュエータの作動を制御する制御手段と、前記開閉弁と前記ＰＭトラップとの間の排気通路内の圧力か、または前記ＰＭトラップよりも下流側の排気通路内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサからの検出信号に基づいて前記ＰＭトラップの異常の有無を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置にある。

本発明においては、制御手段によりアクチュエータを介して開閉弁を一時的に閉じ、その上流側の排気通路内の圧力を一時的に高めた後、制御手段によりアクチュエータを介して開閉弁を元の状態に開く。これに伴う圧力センサからの検出信号に基づき、異常判定手段がＰＭトラップの異常の有無を判定する。例えば、ＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の最大圧力が予め設定した値よりも小さい場合や、ＰＭトラップよりも下流側の排気通路内の圧力変化の時間が予め設定した所定期間よりも短い場合、異常判定手段はＰＭトラップに異常があると判定する。

本発明の第２の形態は、排気通路の途中に設けられたＰＭトラップの上流側の排気通路に配されてこの排気通路を開閉し得る開閉弁と、この開閉弁の開閉を行うアクチュエータと、このアクチュエータの作動を制御する制御手段と、前記開閉弁と前記ＰＭトラップとの間の排気通路内の圧力を検出する第１の圧力センサと、前記ＰＭトラップよりも下流側の排気通路内の圧力を検出する第２の圧力センサと、前記第１および第２の圧力センサの少なくとも一方からの検出信号に基づいて前記ＰＭトラップの異常の有無を判定する異常判定手段とを具えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置にある。

本発明においても、制御手段によりアクチュエータを介して開閉弁を一時的に閉じ、その上流側の排気通路内の圧力を一時的に高めた後、制御手段によりアクチュエータを介して開閉弁を元の状態に開く。これに伴う第１および第２の圧力センサからの検出信号の少なくとも一方に基づき、異常判定手段がＰＭトラップの異常の有無を判定する。

本発明の第１または第２の形態による内燃機関の排気浄化装置において、開閉弁より上流側の排気通路内の圧力を検出する圧力センサをさらに具え、制御手段は、この圧力センサからの検出信号に基づいてアクチュエータにより開閉弁の開弁時期を制御するものであってよい。

車両が所定の運転状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段をさらに具え、車両が所定の運転状態にあると運転状態判定部が判断した場合にのみ、制御手段がアクチュエータを介して開閉弁の開閉を制御すると共に異常判定手段がＰＭトラップの異常の有無を判定するものであってよい。この場合、運転状態判定手段は、少なくとも車速センサと、アクセル開度センサと、水温センサとからの検出情報に基づき、車両が所定の運転状態にあるか否かを判定することができる。

本発明の第３の形態は、ＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の圧力を一時的に高めるステップと、ＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の圧力を一時的に高めた直後における排気通路内の圧力変化を検出するステップと、検出された圧力変化に基づいてＰＭトラップの異常の有無を判定するステップとを具えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化方法にある。

本発明の第３の形態による内燃機関の排気浄化方法において、車両が所定の運転状態にあるか否かを判定するステップをさらに具え、これにより車両が所定の運転状態にあると判断した場合、ＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の圧力を一時的に高めるステップが実行されるものであってよい。

ＰＭトラップの異常の有無を判定するステップが、ＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の最大圧力に基づいてＰＭトラップの異常の有無を判定するものであってよい。あるいは、ＰＭトラップよりも下流側の排気通路内の圧力変化の時間に基づいてＰＭトラップの異常の有無を判定するものであってよい。

本発明の内燃機関の排気浄化装置によると、排気通路の途中に設けられたＰＭトラップの上流側の排気通路に配されてこの排気通路を開閉し得る開閉弁と、この開閉弁とＰＭトラップとの間の排気通路内の圧力および／またはＰＭトラップよりも下流側の排気通路内の圧力を検出する圧力センサと、当該圧力センサからの検出信号に基づいてＰＭトラップの異常の有無を判定する異常判定手段とを具えているので、異常判定の際にＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の圧力を強制的に高め、低負荷かつ低回転の運転状態であっても、ＰＭトラップの異常判定を従来よりも高い信頼性を以て行うことができる。

開閉弁より上流側の排気通路内の圧力を検出する圧力センサをさらに具え、この圧力センサからの検出信号に基づいて制御手段がアクチュエータにより開閉弁の開弁時期を制御する場合、異常判定の際の排気通路内の圧力を所定圧に設定することが可能となる。この結果、車両の運転状態に拘らず、異常判定に関する信頼性を高めることができる。

車両が所定の運転状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段をさらに具え、車両が所定の運転状態にあると運転状態判定部が判断した場合にのみ、制御手段がアクチュエータを介して開閉弁の開閉を制御すると共に異常判定手段がＰＭトラップの異常の有無を判定する場合、車両の運転に関する違和感を生じさせることなく、異常の有無を判定することができる。

本発明の内燃機関の排気浄化方法によると、ＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の圧力を一時的に高め、その直後における排気通路内の圧力変化を検出し、検出された圧力変化に基づいてＰＭトラップの異常の有無を判定するようにしたので、異常判定の際にＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の圧力を強制的に高め、低負荷かつ低回転の運転状態などであっても、ＰＭトラップの異常判定を従来よりも高い信頼性を以て行うことができる。

車両が所定の運転状態にあるか否かを判定するステップをさらに具え、これにより車両が所定の運転状態にあると判断した場合、ＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の圧力を一時的に高めるステップを実行するようにした場合、車両の運転に関する違和感を生じさせることなく、異常の有無を判定することができる。

本発明による内燃機関の排気浄化装置を圧縮点火式内燃機関が搭載された車両に応用した実施形態について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することが可能である。

本実施形態におけるエンジンシステムの概念を図１に示し、このエンジンシステムにおける制御ブロックを図２に示す。本実施形態におけるエンジン１０は、燃料である軽油を燃料噴射弁１１から圧縮状態にある燃焼室１２内に直接噴射することにより、自然着火させる圧縮点火式の多気筒内燃機関であるが、本発明の特性上、単気筒の内燃機関であってもよい。このエンジン１０には、排気通路１３内を流れる排気の一部を吸気通路１４内に導く図示しない排気還流（ＥＧＲ）装置と、排気通路１３内を流れる排気の運動エネルギーを利用して燃焼室１２への過給を行う図示しないターボ過給機とが組み込まれている。

燃焼室１２にそれぞれ臨む吸気ポート１５および排気ポート１６が形成されたシリンダヘッド１７には、吸気ポート１５を開閉する吸気弁１８および排気ポート１６を開閉する排気弁１９を含む図示しない動弁機構が組み込まれている。また、このシリンダヘッド１７にはこれら吸気弁１８および排気弁１９に挟まれるように燃焼室１２の上端中央に臨む先の燃料噴射弁１１が取り付けられている。本実施形態における動弁機構は、エンジン１０の運転状態に応じて吸気弁１８および排気弁１９の開閉タイミングを変更し得るものであるが、これらの開閉タイミングが固定されたものであってもよい。

吸気ポート１５に連通するようにシリンダヘッド１７に連結されて吸気ポート１５と共に吸気通路１４を画成する吸気管２０の上流端側には、大気中に含まれる塵埃などを除去して吸気通路１４に導くためのエアフィルタ２１が設けられている。また、この吸気管２０の途中には、サージタンク２２が形成されている。

排気ポート１６に連通するようにシリンダヘッド１７に連結されて排気ポート１６と共に排気通路１３を画成する排気管２３の途中には、排気中に含まれる粒子を捕捉して無害化させるためのＤＰＦ(Diesel Particulate Filter)、つまり本発明におけるＰＭトラップ２４が組み込まれている。このＰＭトラップ２４の他に、ディーゼルエンジンなどにおいて一般的な図示しない酸化触媒なども排気管２３の途中に連結されている。ＰＭトラップ２４よりも上流側の排気通路１３には、エアシリンダやモータなどのアクチュエータ２５を介して排気通路１３を開閉し得る排気絞り弁２６が本発明における開閉弁として配されている。この排気絞り弁２６とＰＭトラップ２４との間の排気通路１３には、この排気通路１３内の圧力を検出してこれをＥＣＵ２７に出力する第１の圧力センサ２８が設けられている。また、ＰＭトラップ２４よりも下流側の排気通路１３には、この排気通路１３内の圧力を検出してこれをＥＣＵ２７に出力する第２の圧力センサ２９が設けられている。さらに、排気絞り弁２６よりも上流側の排気通路１３には、この排気通路１３内の圧力を検出してこれをＥＣＵ２７に出力する第３の圧力センサ３０が設けられている。

本実施形態における排気絞り弁２６は、排気通路１３を一時的に塞ぐまたは絞ることにより、その上流側の排気通路１３内の圧力を一時的に高めるようにしたものである。つまり、ＰＭトラップ２４の異常の有無を検出する際にＰＭトラップ２４よりも上流側の排気通路１３内の圧力を所定圧Ｐ_R1以上に高めることにより、エンジン１０が低負荷および低回転運転状態であっても、信頼性の高い判定結果を得られるように意図している。この排気絞り弁２６として、排気ブレーキ装置の構成部材をそのまま使用したり、あるいは排気ブレーキ装置として組み込まれたものを兼用させることも可能である。排気絞り弁２６は、ＥＣＵ２７のアクチュエータ駆動制御部３１からの指令に基づき、アクチュエータ２５によってその開閉が切り換えられる。

このように、本実施形態ではＰＭトラップ２４よりも上流側の排気通路１３内の圧力を一時的に高める手段として、本実施形態では排気ブレーキ装置として兼用できる排気絞り弁２６を用いたが、図示しない蓄圧タンク内に蓄圧された所定圧の圧縮空気を所定量だけ排気通路１３内に吹き込むような構成を採用することも可能である。

従って、エアフィルタ２１を通って吸気管２０から燃焼室１２内に供給される吸気は、燃料噴射弁１１から燃焼室１２内に噴射される燃料と混合気を形成する。そして、一般的にはピストン３２の圧縮上死点直前にて自然着火して燃焼し、これによって生成する排気がＰＭトラップ２４を通って排気管２３から大気中に排出される。この場合、排気中に含まれるＰＭがＰＭトラップ２４に捕捉され、排気の浄化が行われることとなる。

本実施形態では、エンジン１０およびこのエンジン１０が搭載される車両の運転状態を把握してＥＣＵ２７の噴射弁駆動制御部４８が燃料噴射弁１１からの燃料の噴射量および噴射時期などを制御するため、以下に記すような各種センサ類、すなわちアクセル開度センサ３３と、エアフローメータ３４と、水温センサ３５と、車速センサ３６と、クランク角センサ３７とを具えている。アクセル開度センサ３３は、運転者によって操作されるアクセルペダル３８の踏み込み量を検出してこれをＥＣＵ２７の運転状態判定部３９に出力する。エアフローメータ３４は、エアフィルタ２１とサージタンク２２との間の吸気通路１４の途中に設けられて吸気通路１４内を流れる吸入空気量を検出してこれをＥＣＵ２７の運転状態判定部３９に出力する。なお、吸気管２０に対するエアフローメータ３４の取り付け位置は、エアフィルタ２１の取り付け位置よりも下流側であればよく、図１の如き位置に限定されるものではない。水温センサ３５は、ピストン３２が往復動するエンジンブロック４０に形成されたウォータージャケット４１内の冷却水の温度を検出してこれをＥＣＵ２７の運転状態判定部３９に出力する。車速センサ３６もまた、車両の走行速度を検出してこれをＥＣＵ２７の運転状態判定部３９に出力するものであるが、クランク角センサ３７による検出信号と、図示しない変速機の変速段位置とに基づいて演算処理により算出するものであってもよい。シリンダブロック４０に取り付けられるクランク角センサ３７は、連接棒４２を介してピストン３２が連結されるクランク軸４３の回転位相を検出してこれをＥＣＵ２７の運転状態判定部３９に出力する。

ＥＣＵ２７は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器および入出力インタフェースなどを含むマイクロコンピュータを含む。このＥＣＵ２７は、円滑なエンジン１０の運転がなされるように、上述したセンサ３０，３３，３５〜３７およびエアフローメータ３４などからの検出信号に基づいて所定の演算処理を行う。そして、予め設定されたプログラムに従って燃料噴射弁１１やアクチュエータ２５などの作動を制御する。また、本実施形態におけるＥＣＵ２７は、ＰＭトラップ２４の異常の有無を判定するため、先の運転状態判定部３９と、異常判定部４４と、警告表示器駆動制御部４５とをさらに具えている。

運転状態判定部３９は、前述のセンサ３３，２５，３６などからの検出情報に基づき、車両が所定の運転状態にあるか否かを判定する。本実施形態における所定の運転状態とは、アクセル開度および車速が０のアイドリング運転中または暖機運転中の場合であり、ＰＭトラップ２４の異常の有無を判定する際に排気絞り弁２６により排気通路１３を一時的に閉じることにより、乗員に違和感を持たせないような運転状態であることに配慮している。

なお、先のアクチュエータ駆動制御部３１は、車両が所定の運転状態にあると運転状態判定部３９が判断した場合にのみ、アクチュエータ２５を介して排気絞り弁２６の閉弁動作と開弁動作とを制御する。閉弁後の開弁動作は、第３の圧力センサ３０からの検出信号に基づき、これが所定圧Ｐ_R1以上になった場合に行われる。この第３の圧力センサ３０の出力特性を模式的に図３に示す。

異常判定部４４は、車両が所定の運転状態にあると運転状態判定部３９が判断した場合にのみ、第１および第２の圧力センサ２８，２９の少なくとも一方からの検出信号に基づいてＰＭトラップ２４の異常の有無を判定する。この異常の有無の判定は、イグニッションキースイッチ４６をオンにしてエンジン１０を始動させた後、イグニッションキースイッチ４６をオフにしてエンジン１０を停止するまでの間に１回だけ行うようにしている。しかしながら、エンジン１０の始動後に継続的に異常判定を行うようにしてもよい。

ここで、第１の圧力センサ２８の出力特性を模式的に図４に示す。排気通路１３を排気絞り弁２６によって一時的に塞いだ直後に第１の圧力センサ２８によって検出される最大圧は、ＰＭトラップ２４が溶損や欠損などにより損傷していない限り、実線で示すＰ_2maxまで上昇する。しかしながら、ＰＭトラップ２４が溶損や欠損などにより損傷した場合には、これが低下して破線で示すような状態に変化する。従って、本実施形態では第１の圧力センサ２８によって検出される最大圧がＰ_R2以下の場合、ＰＭトラップ２４が溶損や欠損などによる異常があると判定する。

また、第２の圧力センサ２９の出力特性を模式的に図５に示す。排気通路１３を排気絞り弁２６によって一時的に塞いだ直後に第２の圧力センサ２９によって検出される圧力変化の期間、つまり規定圧Ｐ_L以上となっている期間は、ＰＭトラップ２４が溶損や欠損などにより損傷していない限り、実線で示すように比較的ゆっくりとＴ₃の期間に亙る。しかしながら、ＰＭトラップ２４が溶損や欠損などにより損傷した場合には、この期間が短くなって破線で示すような状態に変化する。従って、本実施形態では第２の圧力センサ２９によって検出される圧力変化の期間がＴ_R3以下の場合、ＰＭトラップ２４が溶損や欠損などによる異常があると判定する。

本実施形態では、安全性の観点から第１および第２の圧力センサ２８，２９の検出情報の何れか一方のみ異常と判断した場合であっても、ＰＭトラップ２４が異常であると判定するようにしている。しかしながら、第１および第２の圧力センサ２８，２９の検出情報が両方とも異常の場合にのみ、ＰＭトラップ２４が異常であると判定するようにしてもよい。

警告表示器駆動制御部４５は、異常判定部４４の判定結果に基づき、ＰＭトラップ２４に溶損や欠損などの異常があることを運転者に知らせるためのものであり、そのための警告表示器４７が図示しない車室内に設けられている。この警告表示器４７は、聴覚や視覚などを利用して車両の運転者に対する注意を喚起し得るものであればよい。

このような本実施形態におけるＰＭトラップ２４の異常の有無の判定手順について図６を参照しつつ説明すると、まずＳ１１のステップにて異常検出フラグがセットされているか否かを判定する。最初は異常検出フラグがセットされていないので、Ｓ１２のステップに移行して車両が所定の運転状態にあるか否かを判定する。ここで、車両が所定の運転状態にない、つまり異常判定可能な運転状態にないと判断した場合には、再度Ｓ１１のステップ以降の処理を継続する。

Ｓ１２のステップにて車両が所定の運転状態にある、つまり異常判定可能な運転状態にあると判断した場合には、Ｓ１３のステップに移行して排気絞り弁２６を開弁状態から閉弁状態に切り替える。そして、Ｓ１４のステップにて第３の圧力センサ３０によって検出される圧力Ｐ₁が異常検出用設定圧力Ｐ_R1以上であるか否かを判定し、排気絞り弁２６よりも上流側の排気通路１３内の圧力が異常検出用設定圧力Ｐ_R1以上に達するまで、排気絞り弁２６を閉弁状態に保持する。

このようにして、排気絞り弁２６よりも上流側の排気通路１３内の圧力が異常検出用設定圧力Ｐ_R1以上に達した時点Ｔ₀でＳ１５のステップに移行し、排気絞り弁２６を再び開弁状態に切り替える。そして、Ｓ１６のステップにて第２の圧力センサ２９によって検出される最大圧Ｐ_2maxが予め設定した異常判定用閾値Ｐ_R2以上であるか否かを判定する。

ここで、最大圧Ｐ_2maxが異常判定用閾値Ｐ_R2以上である、つまりＰＭトラップ２４に溶損などの異常がないと判断した場合には、Ｓ１７のステップに移行して今度は第３の圧力センサ３０によって検出される圧力変動時間Ｔ₃が予め設定した異常判定用閾値Ｔ_R3以上であるか否かを判定する。

ここで、圧力変動期間Ｔ₃が異常判定用閾時間Ｔ_R3以上である、つまりＰＭトラップ２４に溶損などの異常がないと判断した場合には、Ｓ１８のステップに移行して異常判定フラグをセットした後、再度Ｓ１１のステップ以降の処理を継続する。

先のＳ１６のステップにて最大圧Ｐ_2maxが異常判定用閾値Ｐ_R2よりも小さいと判断したり、Ｓ１７のステップにて圧力変動期間Ｔ₃が異常判定用閾時間Ｔ_R3よりも小さいと判断した場合には、ＰＭトラップ２４に溶損などの異常が発生していることが考えられるので、Ｓ１９のステップに移行して警告表示器４７を駆動し、乗員にＰＭトラップ２４に異常があることを告知する。乗員は、警告表示器４７の表示情報に基づき、ＰＭトラップ２４の交換などのために整備工場に車両を搬入し、必要に応じてＰＭトラップ２４の交換などを行う。

一方、Ｓ１１のステップにて異常判定フラグがセットされていると判断した場合には、Ｓ２０のステップに移行してイグニッションキースイッチ４６がオフとなっているか否かを判定する。イグニッションキースイッチ４６がオフではない、つまりエンジン１０が停止していないと判断した場合には、何もせずに再度Ｓ１１のステップ以降の処理を継続する。

Ｓ２０のステップにてイグニッションキースイッチ４６がオフとなっていると判断した場合には、Ｓ２１のステップに移行し、異常検出フラグをリセットしてこのフローを終了する。つまり、イグニッションキースイッチ４６をオンにしてからＳ１７およびＳ１９の判断ルーチンを一度でも行った場合には、イグニッションキースイッチ４６がオフとなるまで、Ｓ１７およびＳ１９の判断ルーチンを繰り返して行わないようにしている。

なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。

本発明による内燃機関の排気浄化装置を圧縮点火式内燃機関が搭載された車両に適用した一実施形態の概念図である。図１に示した車両における主要部の制御ブロック図である。図１に示した車両における第３圧力センサの出力値の変化を模式的に示すグラフである。図１に示した車両における第１圧力センサの出力値の変化を模式的に示すグラフである。図１に示した車両における第２圧力センサの出力値の変化を模式的に示すグラフである。図１に示した車両において、ＰＭトラップの異常判定を行う場合の手順を表すフローチャートである。

符号の説明

１０エンジン
１１燃料噴射弁
１２燃焼室
１３排気通路
１４吸気通路
１５吸気ポート
１６排気ポート
１７シリンダヘッド
１８吸気弁
１９排気弁
２０吸気管
２１エアフィルタ
２２サージタンク
２３排気管
２４ＰＭトラップ
２５アクチュエータ
２６排気絞り弁
２７ＥＣＵ
２８第１の圧力センサ
２９第２の圧力センサ
３０第３の圧力センサ
３１アクチュエータ駆動制御部
３２ピストン
３３アクセル開度センサ
３４エアフローメータ
３５水温センサ
３６車速センサ
３７クランク角センサ
３８アクセルペダル
３９運転状態判定部
４０エンジンブロック
４１ウォータージャケット
４２連接棒
４３クランク軸
４４異常判定部
４５警告表示器駆動制御部
４６イグニッションキースイッチ
４７警告表示器
４８噴射弁駆動制御部

Claims

排気通路の途中に設けられたＰＭトラップの上流側の排気通路に配されてこの排気通路を開閉し得る開閉弁と、
この開閉弁の開閉を行うアクチュエータと、
このアクチュエータの作動を制御する制御手段と、
前記開閉弁と前記ＰＭトラップとの間の排気通路内の圧力か、または前記ＰＭトラップよりも下流側の排気通路内の圧力を検出する圧力センサと、
この圧力センサからの検出信号に基づいて前記ＰＭトラップの異常の有無を判定する異常判定手段と
を具えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
排気通路の途中に設けられたＰＭトラップの上流側の排気通路に配されてこの排気通路を開閉し得る開閉弁と、
この開閉弁の開閉を行うアクチュエータと、
このアクチュエータの作動を制御する制御手段と、
前記開閉弁と前記ＰＭトラップとの間の排気通路内の圧力を検出する第１の圧力センサと、
前記ＰＭトラップよりも下流側の排気通路内の圧力を検出する第２の圧力センサと、
前記第１および第２の圧力センサの少なくとも一方からの検出信号に基づいて前記ＰＭトラップの異常の有無を判定する異常判定手段と
を具えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
前記開閉弁より上流側の排気通路内の圧力を検出する圧力センサをさらに具え、前記制御手段は、この圧力センサからの検出信号に基づいて前記アクチュエータにより前記開閉弁の開弁時期を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
車両が所定の運転状態にあるか否かを判定する運転状態判定手段をさらに具え、車両が所定の運転状態にあると運転状態判定部が判断した場合にのみ、前記制御手段が前記アクチュエータを介して前記開閉弁の開閉を制御すると共に前記異常判定手段が前記ＰＭトラップの異常の有無を判定することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
ＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の圧力を一時的に高めるステップと、
ＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の圧力を一時的に高めた直後における排気通路内の圧力変化を検出するステップと、
検出された圧力変化に基づいてＰＭトラップの異常の有無を判定するステップと
を具えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化方法。
車両が所定の運転状態にあるか否かを判定するステップをさらに具え、これにより車両が所定の運転状態にあると判断した場合、ＰＭトラップよりも上流側の排気通路内の圧力を一時的に高める前記ステップが実行されることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気浄化方法。