JPS61268812A - エンジンの排気ガス浄化装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化
装置に関し、特に、ディーゼルエンジン等の排気ガス中
に含まれるカーボン等の可燃性粒子（パティキュレート
）を捕集して燃焼除去するものに関する。

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

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

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

ところで、その場合、エンジンが例えば高速運転域にあ
ってその排気ガス量が多いときに、上記液体の噴射供給
を行うと、液体の噴射流が高速度で流れる排気ガス流の
影響を受けて乱れ、液体がフィルタ表面の一部に偏って
付着する現象が生じる。しかし、フィルタに捕集された
可燃性粒子などを上記液体によって均等に燃焼させるた
めには上記の現象を解消する必要がある。

また、上記排気ガスの大流屋時はその温度も高いので、
上記液体の噴射供給に伴う可燃性粒子の燃焼により燃焼
温度が異常に上昇して、フィルタにクラックが発生する
虞れもあり、この点からも対策が望まれる。

（発明の目的） 本発明は以上の諸点に鑑みてなされたもので、その目的
は、可燃性粒子の燃焼を促進させる液体をフィルタ上流
の排気通路に噴射供給するときの該フィルタに流入する
排気ガス滑を適切に制御することにより、フィルタ表面
に対する上記液体の付着の偏りを抑制するとともに、フ
ィルタでの可燃性粒子の燃焼を安定に確保して燃焼温度
の異常上昇を防止することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明の解決手段は、排
気系に可燃性粒子などを捕集するパティキュレートフィ
ルタを備えた排気ガス浄化装置において、そのパティキ
ュレートフィルタ上流に上記可燃性粒子の燃焼を促進さ
せる液体を噴射供給する噴射器を配設する。さらに、排
気ガスを排気通路における上記噴射器およびパティキュ
レートフィルタをバイパスして流下させる排気バイパス
通路と、該排気バイパス通路を流下する排気ガス量を制
御する流量制御弁と、該流量制御弁を駆動する駆動手段
と、上記噴射器による液体噴射時に上記パティキュレー
トフィルタを通過する排気ガス聞が設定値になるよう上
記駆動手段を制御する制御手段とを設けた構成としてい
る。

（作用） 上記の構成により、本発明では、噴射器による液体噴射
時、制御手段の出力を受けた駆動手段により駆動される
流量制御弁により、排気バイパス通路を流下する排気ガ
ス拾がエンジンからの排気ガス聞に応じて制御される。

すなわち、エンジンが例えば高速運転域にあって排気ガ
ス量が多いときには、上記流量制御弁が開かれて排気バ
イパス通路での排気ガス量が増加する一方、エンジンが
低速運転域にあって排気ガス量が少ないとぎには、流量
制御弁が閉じられて排気バイパス通路での排気ガス揄が
減少するように制御され、この排気バイパス通路での排
気ガス愚の制御によりパティキュレートフィルタを通過
する排気ガスｍが略一定に保たれる。そのため、噴射器
からの液体噴射流の排気ガス流による乱れ、偏りが抑制
され、液体はパティキュレートフィルタ表面に溝層なく
均一に付着するとともに、フィルタでの可燃性粒子の燃
焼が安定となり、燃焼温度の異常上昇によるフィルタの
クラックの発生が防止されることになる。

（第１の実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

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

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

また、８は上記パティキュレートフィルタ７上流の排気
通路６に上記可燃性粒子の燃焼を促進させる液体を噴射
供給するための噴射器であり、該噴射器８は、上記燃焼
促進用の液体を貯えるタンク９と、パティキュレートフ
ィルタ７上流の排気通路６に噴出口１０ａをフィルタ７
表面に向けて配設され、電磁開閉弁１０ｂを有するイン
ジェクタ１０と、該インジェクタ１０を上記タンク９に
接続する連通管１１と、該連通管１１の途中に配設され
た電動式の液体供給ポンプ１２とを備えてなり、液体供
給ポンプ１２の作動およびインジェクタ１０の電磁開閉
弁１０ｂの開作動によりタンク９内の液体を所定Ｉｉ（
例えば１０〜１００ｃｃ）インジェクタ１０の噴出口１
０ａからフィルタ７に向けて噴射させてその表面に付着
させるようになされている。そして、上記可燃性粒子の
燃焼を促進させる液体は、例えば０．０５〜０．５重ｆ
ｆｉ％の１もしくは２以上の白金属（Ｐｔ　、　Ｐｄ　
、　Ｒｈ、Ｉｒ）の水溶性化合物、あるいは１〜１０重
邑％の１もしくは２以上の卑金属（Ｖ、　Ｃｕ　、　Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃａ、Ｂａ）の水溶性塩よりな
る触媒成分と、１０〜５０重量％の灯油、軽油、重油、
アルコール、ケトン（含酸素炭化水素）等の炭化水素と
、該炭化水素を水に溶かすだめの１〜１０１１％界面活
性剤と、残りが水とがらなり、それらの成分を混合して
エマルジョン化したものである。

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

また、上記排気バイパス通路１３の上流端部、すなわち
そのインジェクタ１ｏ上流側の排気通路６との接続端部
には、排気バイパス通路１３を流下する排気ガス量を制
御するバタフライ弁よりなる流量制御弁１４が配設され
ている。該流量制御弁１４はロッド１５を介してダイヤ
フラム装置１６に連結され、該ダイヤフラム装＠１６の
負圧室１６ａは負圧導入通路１７を介してバキュームポ
ンプ１８に連通されているとともに、上記負圧導入通路
１７の途中には、上記ダイヤフラム装置１６の負圧室１
６ａのバキュームポンプ１８または大気開放部１９との
連通比率をり具アに切り換えるデユーティソレノイドバ
ルブ２０が配設されており、ダイヤフラム装＠１６の負
圧室１６ａに導入される負圧の大きさをデユーティソレ
ノイドバルブ２０によりリニア制御してダイヤフラム装
置１６を作動させることにより、流量制御弁１４を駆動
するようにした駆動手段２１が構成されている。

さらに、２２は上記噴射器８におけるインジェクタ１０
の電磁開閉弁１０ｂ１流体供給ポンプ１２およびデユー
ティソレノイドバルブ２０を作動制御するための制御回
路であって、該制御回路２２にはエンジン回転数に対応
する上記燃料噴射ポンプ４のポンプシャフト回転数の信
号と、エンジン負荷に対応する同コントロールスリーブ
位置の信号とが入力されている。また、２３は上記パテ
ィキュレートフィルタ７上流の排気通路６内における排
気ガス温度Ｔ１を検出する第１排気ガス温度センサ、２
４はパティキュレートフィルタ７直上流の排気通路６内
の排気ガス圧つまりエンジン１の背圧を検出する背圧セ
ンサ、２５はパティキュレートフィルタ７直下流の排気
通路６内における排気ガス温度Ｔ２に基づいてパティキ
ュレートフィルタ７での捕集可燃性粒子の燃焼状態を間
接的に検出する第２排気ガス濡度センサであって、これ
らセンサ２３〜２５の各出力は上記制御回路２２に入力
されている。而して、割部回路２２により、燃料噴射ポ
ンプ４の出力信号に基づいてエンジン１の運転領域を検
出し、その運転領域においてフィルタ７が目詰まり状態
にないときの予め設定記憶された適正背圧を検索し、そ
の適正背圧に対し背圧センサ２４で検出された実際の背
圧を照合比較してフィルタ７の目詰まり状態の有無を判
定し、実際の背圧が適正背圧よりも高くてフィルタ７が
目詰まり状態にあるときには、噴射器８の液体供給ポン
プ１２およびインジェクタ１０の電磁開閉弁１０ｂに作
動信号を出力して、インジェクタ１０から液体を噴射さ
せるとともに、その噴射器８による液体噴射時、フィル
タ７を通過する排気ガス量が設定値になるよう、つまり
背圧センサ２４で検出される背圧が略一定になるよう駆
動手段２１のデユーティソレノイドバルブ２０を制御し
て流量制御弁１４を開閉させるように構成されている。

次に、上記制罪回路２２における制陣手順を具体的に第
２図および第３図に示すフローチャートによって説明す
る。

第２図に示すメインルーチンでは、先ず、スタート後の
ステップＳＩで流ｉｔ　ＩＩＩＩ　ｔ１１１弁１４を閉
じて排気バイパス通路１３を開鎖する等のイニシャライ
ズを行い、その後、ステップ８２．８３でそれぞれ燃料
噴射ポンプ４のシャフト回転数およびコントロールスリ
ーブ位置に基づいてエンジン回転数およびエンジン負荷
を検出する。次のステップＳ４で背圧セン゛す２４の出
力信号に基づいてエンジン１の背圧を検出した後、ステ
ップＳ５においてその背圧が上記ステップ８２　、Ｓ３
で検出されたエンジン１の各運転領域毎に予め適正に設
定されている所定背圧に１度低下したか否か、つまりパ
ティキュレートフィルタ７に捕集された可燃性粒子が１
度燃焼・除去されたか否かの判断を行い、この判断がＮ
ｏであるときには上記ステップＳ４に戻る。上記ステッ
プＳ５での判断が背圧の所定背圧までの低下によってＹ
ＥＳであるときにはステップＳ６に移り、上記ステップ
Ｓ４で検出された背圧が所定値よりも高いか否か、すな
わちパティキュレートフィルタ７が可燃性粒子の捕集量
増大によって目詰まり状態にあるか否かを判断し、この
判断がＮＯであるときには上記ステップＳ２に戻ってそ
れ以後のステップ８３　、　Ｓａ　、・・・を繰り返す
。

一方、上記ステップＳ６での判断がＹＥＳであるときに
はステップＳ７に移行して、噴１）１１８による液体の
今回噴射回数Ｎをカウントし、次のステップＳ８でその
今回噴射回数Ｎを、予め第４図に示すように設定記憶さ
れている液体の噴射回数に対する噴ｃＡａ特性のマツプ
に照合して液体の今回噴０４！！ｋＱを決定する。

その際、上記第４図に示す噴ｔＪＪ量特性では、液体の
噴射回数Ｎが増加する程、噴！）を量Ｑが減少するよう
に設定されているため、液体の噴射回数Ｎの増加に伴っ
てパティキュレートフィルタ７への液体自触媒成分の堆
積量が増大するのを利用し、その堆積触媒成分により可
燃性粒子の燃焼促進効果をある程度確保しつつ、液体（
触媒成分）の使用量を低減してコストダウンを図ること
ができる。

尚、このような噴［１特性のマツプの記憶に代えて、パ
ティキュレートフィルタ７の各端部に対向して電極を埋
設し、フィルタ７の再生後に該両電極間の電気抵抗値を
計測することにより、導電性のある触媒成分のフィルタ
７への堆積量を直接的に検出して液体噴射量を決定する
こともできる。

すなわち、第５図に示すように触媒成分の堆積量の増加
に伴って電極間の抵抗値が減少するので、その特性を利
用すればよい。

以上の如き液体噴ｆＪＪＩＱの決定の後、ステップＳ９
において第１排気ガス温度センサ２３の出力信号に基づ
いてエンジン１の排気ガス温度Ｔ１を検出し、次のステ
ップ８１Ｇでその排気ガス温度Ｔ１が、液体噴射に伴う
可燃性粒子の燃焼によりフィルタ７にクラックが発生す
る異常潤度範囲下限値としての耐クラツク許容限界排気
ガス温度ＴＡよりも低いか否かの判断を行い、この判断
がＴ１≧ＴＡのＮＯのときには、液体噴射によりフィル
タ７にクラックが発生する状態とみてステップＳＳに戻
り、排気ガス温度Ｔ＋の低下を持つ。

一方、上記ステップＳ　ｒｅの判断がＴＩ　＜ＴＡのＹ
ＥＳであるときには、ステップ３＋１−８２２の液体噴
射制御ルーチンが処理されるとともに、第３図に示すよ
うにステップ８５１〜Ｓ５６の排気ガス量制御サブルー
チンが並行処理される。上記液体噴射ルーチンの最初の
ステップＳ　ＩＩでは噴射器８の液体供給ポンプ１２を
駆動し、次のステップ８１２でインジェクタ１０の電′
ｆ１１開閉弁ｉｏｂ＠開いて、該インジェクタ１０から
液体をフィルタ７の表面に噴射する。その状態をステッ
プＳ　１３でフラグＦに「１」を立てて記憶した後、ス
テップＳ　１４に移ってタイマをセットし、次のステッ
プＳ　＋ｓでそのタイマによりフィルタ７の可燃性粒子
が液体を噴射開始してから十分に燃焼するまでの時間の
経過を判断する。そして、上記タイマがタイムアウトす
ると、ステップＳＩ６でタイマのリセットを行った後、
ステップ８１７で第２排気ガス温度センサ２５の出力信
号に基づいてフィルタ７下流の排気ガス温度Ｔ２、つま
りフィルタ７に捕集された可燃性粒子の燃焼により上昇
する排気ガス温度を検出し、次のステップＳ　＋ａでそ
の排気ガス温ａ　Ｔ　２がフィルタ７にクラックを発生
させる限界値Ｔｅよりも高いか否かを判断する。この判
断がＴ２≦Ｔ日のＮｏであるとぎには、ステップＳ　１
ｓに移って液体供給ポンプ１２の駆動時間が上記ステッ
プＳ８で決定された液体の噴！）１１ｔＱに対応する所
定時間経過したか否かを判断し、この判断が決定噴射Ｉ
Ｑの未噴射を示すＮｏであるときには上記ステップＳ　
＋ｙに戻って液体噴射を継続させる。一方、上記ステッ
プＳ　＋ｓでの判断がＹＥＳであるときにはステップＳ
２ｏに移って、上記インジェクタ１０の電磁開閉弁１０
ｂを閉じるとともに、ステップ８ｚ＋で液体供給ポンプ
１２の運転を停止させて噴射器８による液体噴射を終了
し、次いでステップ８２２に移って上記ステップＳ　１
３で立てられたフラグＦをｒＯＪにした後、最初のステ
ップに戻る。

また、上記ステップＳ　＋ｓでの判断がＴ２　＞Ｔｅの
ＹＥＳであるときには、可燃性粒子の燃焼温度が異常上
昇した状態とみなして直ちに上記ステップ５ｎ−８ｚｚ
に移り液体噴射を終了する。

これに対し、上記排気ガス量制御サブルーチンではその
最初のステップ＄５１で上記背圧センサ２４によりフィ
ルタ７上流の背圧を検出して、フィルタ７を通過する排
気ガスｍを間接的に検出する。

そして、その後のステップ８９２で上記検出された背圧
が排気ガスのフィルタ７への適正通過量に対応する所定
値よりも低いか否かを判断し、この判断がＹＥＳである
ときにはステップＳ　ｓｓにおいて、フィルタ７への排
気ガス量を増加すべく、流量制御弁１４の弁開度を小さ
くして排気バイパス通路１３を閉じる方向のデユーティ
信号を駆動手段２１のデユーティソレノイドバルブ２０
に発信する一方、ＮＯであるときにはステップＳ９に移
って、フィルタ７への排気ガス量を減少すべく、流量制
御弁１４の弁開度を大きくして排気バイパス通路１３を
開く方向のデユーティ信号をデユーティソレノイドバル
ブ２０に発信し、これらのステップＳｓ１〜Ｓ　５４に
よりフィルタ７を通過する排気ガス量を設定値に保つよ
うに調整する。この後、ステップ８５５において上記液
体噴射ルーチンのフラグＦがＦ−１であるか否かの判断
を行い、この判断がＮｏになるまで上記ステップ８５１
〜Ｓ　５４を繰り返す。そして、上記判断が液体噴射の
終了に伴うＦ−０のＮｏになると、ステップＳＳ６で上
記流量制御弁１４の開度を零にして排気バイパス通路１
３を閉鎖し排気ガス最制御を終了する。

したがって、この実施例では、上記の如き制御動作によ
り、噴射器８のインジェクタ１０からフイルタフの表面
に向けて液体が噴射供給されている間、流量制御弁１４
の制御により排気バイパス通路１３が開閉制御され、フ
ィルタ７を通過する排気ガス量が設定値に保たれるので
、噴射器８のインジェクタ１０から噴射された液体噴射
流が高流量の排気ガス流の影響を受けて乱れることはな
く、液体をフィルタ７の表面全体に亘って均一に付着さ
せることができ、よってフィルタ７で可燃性粒子を均等
に燃焼させ、その再生を良好に行うことができる。

また、このようにフィルタ７への液体の噴射時にはフィ
ルタ７への排気ガス量が常に略一定に保たれるので、エ
ンジン１の高速運転時のように排気ガス量が多いときで
あってもフィルタ７の可燃性粒子を安定して燃焼させる
ことができ、可燃性粒子燃焼時の異常な温度上昇を抑制
してフィルタ７のクラックの発生を防止し、その耐久性
を高めることができる。

尚、第６図に示すように、パティキュレートフィルタ７
のハニカム孔内にその下流側端部から多数の電極２６，
２６．・・・をフィルタ７の中心部のものが周辺部のも
のＪ：りも長くなるように嵌装し、該電極２６．２６．
・・・と噴射器８のインジェクタ１ｏとの間に昇圧コイ
ル２７により同種の電圧を印加することにより、インジ
ェクタ１０から噴射された液体の噴射流を静電誘導によ
る反撥力によりフィルタ７周辺部に拡散させるようにし
てもよい。

すなわち、その場合、フィルタ７への液体噴射時、噴射
以前の段階で多量の排気ガスの通過により高温となって
いるフィルタ７中心部の可燃性粒子が比較的低温度の周
辺部に先立って燃焼し始め、それに伴い、そのフィルタ
７中心部の通路抵抗が部分的に低下して排気ガスが該中
心部を集中して通過するようになったときに、液体の噴
射流がその排気ガス流の変動の影響を受けて液体の噴射
流がフィルタ７中心部に偏ろうとするのを上記静電誘導
によるフィルタ７周辺部への拡散付勢によって抑制する
ことができ、上記したフィルタ７での可燃性粒子の均等
な燃焼効果をより一層確実に得ることができる利点があ
る。

また、液体中の触媒成分が磁化可能であるときには、イ
ンジェクタ１０とフィルタ７との間に磁場を作って液体
噴射流を誘導してもよく、上記変形例と同様の作用効果
を秦することができる。

加えて、上記実施例では可燃性粒子の燃焼を促進させる
液体として、触媒成分と炭化水素成分との混合液を用い
たものを示したが、上記液体としては上記触媒成分およ
び炭化水素成分のどちらか一方のみを含有する液体を用
いてもよい。

さらに、上記実施例では、フィルタ７に目詰まり状態が
発生した時期、つまりフィルタ７へ液体を噴射する時期
を間接的にエンジン１の背圧によって検出するようにし
たが、この他、種々の検出方法が考えられる。以下、そ
の各々について実施例として分脱する。尚、第１図ない
し第３図と同じ部分については同じ符号を付してその詳
細な説明は省略する。

（第２の実施例） 第７図ないし第９図は本発明の第２の実施例を示してお
り、車両の走行距離に基づいて液体噴割時期を検出する
ようにしたものである。

すなわち、本実施例では、第７図に示すように、上記第
１の実施例の構成において、背圧センサ２４の替りに、
車両の走行距離を積算する走行距離積算計２８が用いら
れる。

また、制御回路２２で信号処理を行う場合には、第８図
に示すように、ステップＳ３でエンジン負荷を検出した
後、ステップ＄４で上記走行距離積算計２８の出力に基
づいて車両走行距離の積算値を検出するとともに、次の
ステップＳ６でその走行距離の積算値と所定値との大小
関係を判断し、走行距離〉所定値のＹＥＳのときにフィ
ルタ７への液体噴射を実行することとする。

そして、このフィルタ７への液体噴射を実行するに当た
り、排気ガス量制御サブルーチンでは、第９図に示すよ
うに最初のステップｓ５１で上記ステップＳ４と同様に
車両走行距離の積算値を検出し、次のステップＳ５？で
その積算値、が所定量（上記液体噴射を実行するための
判断基準とは異なる）よりも大きいか否かを判定した後
、この判定結果に基づいてフィルタ７への排気ガス量を
適正値になるように調整する構成とする。その他は上記
第１の実施例と同様の構成である。

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

尚、この場合、車両の走行距離を積算する積算計２８を
用い、この積算計２８によって積算された車両走行距離
と所定値との大小関係を制御回路２２において判定する
ようにしたが８、車両走行距離の積算値が所定値に達す
るとその都度信号を出力する走行距離センサを使用して
、該センサの出力信号が制御回路２２に入力されると、
フィルタ７への液体噴射を開始するようにしてもよい。

（第３の実施例） 第１０図および第１１図は第３の実施例を示し、エンジ
ン１の燃料消費量に基づいて液体噴射時期を検出するよ
うにしている。

この実施例では、上記第２の実施例の構成における走行
距離積算計２８の替りに、燃料タンクからエンジン１に
供給される燃料供給量の信号や燃料計に連係されている
燃料タンク内のフロートの位置信号を基にエンジン１の
燃料消費量を積算する燃料消費量積算計が用いられてい
る。

また、制御回路２２では、第１１図に示すように、ステ
ップＳ３でエンジン負荷を検出した後、ステップＳ４で
上記燃料消費ｍ積算計の出力に基づいて燃料消費量の積
算値を検出し、次のステップＳ６でその燃料消費量の積
算値と所定値との大小関係が燃料消費量〉所定値のＹＥ
Ｓと判定されたときにフィルタ７への液体噴射を実行す
る。

そして、排気ガス量制御サブルーチンでは、第１１図に
示すようにステップＳ５１で燃料消費量の積算値を検出
し、次のステップ８９２でその燃料消費量が所定値より
も大きいか否かを判定して、この判定結果に基づいてフ
ィルタ７への排気ガス量を調整する。

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

（第４の実施例） 第１２図ないし第１４図は第４の実施例を示し、パティ
キュレートフィルタ７に対する液体噴射時期をエンジン
１の運転時間を塁に検出するようにしたものである。

すなわち、第１２図に示すように、制御回路２２にはイ
グニッションキースイッチ３０のＯＮ操作状態で時間を
積算する運転時間′ｆＩ！４算計２９の出力信号が入力
されており、このイグニッションキースイッチ３０のＯ
Ｎ操作状態により間接的にエンジン１の運転時間が積算
される。尚、このイグニッションキースイッチ３０のＯ
Ｎ操作状態に替えて、同図で破線にて示すようにオルタ
ネータ３１の作動状態（発電状ｆ！りで運転時間を積算
するようにしてもよい。

また、制御回路２２の信号処理では、第１３図に示すよ
うに、ステップＳ４において上記運転時間積算計２９の
出力信号によりエンジン１の運転時間の積算値を検出す
るとともに、次のステップＳ６でその積算時間が所定値
に達したか否かを判定し、所定値に達したときにはフィ
ルタ７が目詰まりしたと見做してフィルタ７への液体噴
射を実行する。

さらに、第１４図に示すように、排気ガス屋制御サブル
ーチンにおける最初のステップＳ５１で上記積算運転時
間を検出するとともに、次のステップ８５２でその積算
運転時間が所定値よりも長いか否かを検出することによ
り、フィルタ７への排気ガス量の調整を行うこととする
。

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

（第５の実施例〉 第１５ないし第１７図は第５の実施例を示し、エンジン
回転数に基づいてフィルタ７への液体噴射時期を決定す
るようにしたものである。

本実施例では、第１５図に示すようにエンジン１のクラ
ンクシャフト１ａに近接配置されてエンジン回転数を検
出する電磁式、電磁誘導式等の回転数センサ３２と、該
回転数センサ３２の出力に基づいてエンジン回転数の積
算値を算出する回転数積算計３３とが設けられている。

また、制御回路２２のメインルーチンでは、第１６図に
示すように、ステップＳ１でのイニシャライズの後、ス
テップＳ３でエンジン負荷を検出するとともに、次のス
テップＳ４で上記回転数積算計３３の出ノｊに基づいて
エンジン回転数の積算値を検出し、しかる後、ステップ
Ｓ６でその積算値が所定値よりも大きいか否かを判定す
る。そして、判定が積算値〉所定値のＹＥＳになると、
フィルタ７に対する液体噴射を行う。

さらに、排気ガスｌ　ＩＩＩ　ｉｌｌサブルーチンでは
、第１７図に示すように、最初のステップＳ　ｓｓで上
記エンジン回転数のｈＩ　ＨＥ値を検出するとともに、
次のステップＳ５２でその積算値が所定値よりも大か否
かを判断し、この判断結果に基づいてフィルタ７への排
気ガス量を制御する。

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

（第６の実施例〉 第１８図ないし第２０図は第６の実施例を示し、パティ
キュレートフィルタ７に捕集される可燃性粒子の主成分
が導電性を有するカーボンであることに着目して、その
捕集量を電気抵抗値として検出するようにしたものであ
る。

つまり、本実施例の場合、第１８図に示すように、パテ
ィキュレートフィルタ７の各端部に対向して１対の電極
３４．３４が埋設されているとともに、その電極３４．
３４間の電気抵抗値を測定する抵抗値測定器３５が設け
られ、この測定器３５の出力が制御回路２２に入力され
る。

そして、該制御回路２２では、第１９図に示すように、
メインルーチンにおけるステップＳ４で上記抵抗値測定
器３５の出力に基づいて電極３４゜３４間の電気抵抗値
を検出し、次のステップＳ６でその抵抗値が所定値より
も小さいか否かを判定する。そして、導電性を持つ可燃
性粒子のフィルタ７での捕集ｍが増大するほど電極３４
．３４間の電気抵抗値が減少するので、その電気抵抗値
が所定値より小さくなったときをフィルタ７の目詰まり
状態と判定してフィルタ７に対する液体噴射を行うこと
とする。

また、排気ガス量制御サブルーチンでは、第２０図に示
すように、最初のステップＳ　５ｔで上記電極３４．３
４間の電気抵抗値を検出し、次のステップＳｚでその抵
抗値が所定値よりも小さいが否かを判定することにより
、フィルタ７へ流れる排気ガス量を設定値にコントロー
ルする。

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

尚、この場合、液体の噴射回数の増加によって導電性の
ある触媒成分のフィルタ７への堆積量が増大すると、そ
れに伴って電極３４．３４間の抵抗値が減少するので、
可燃性粒子が一掃された状態であるパティキュレートフ
ィルタ７の再生直後に該両電極３４．３４間の初期抵抗
値を計測記憶しておき、フィルタ７の再生時期の判定基
準として該初期抵抗値をキャンセルする必要がある。

（第７の実施例） 第２１図ないし第２３図は本発明の第７の実施例を示し
、予めエンジン回転数およびエンジン負荷を変数として
設定された所定の関数式に基づいてフィルタ７への液体
噴射時期を判定するようにしたものである。

すなわち、本実施例では、第２１図に示すように、フィ
ルタ７の目詰まり状態を検、出するための特別のセンサ
類は設けられておらず、燃料噴射ボンブ４の作動状態に
基づくエンジン回転数およびエンジン負荷の各信号を基
準にする。

そして、制御回路２２のメインルーチンにおいて、第２
２図に示すように、ステップ８２　、８ｇでそれぞれエ
ンジン回転数×１およびエンジン負荷×２を検出した後
、ステップＳ４で上記のエンジン回転数×１およびエン
ジン負荷ｘ２を変数とする所定の関数式Ｃ＝ｆｆ　　（
Ｘ　Ｉ、　Ｘ　ｚ　）ｄＸＧＣ基づいてＣ値を計詐し、
次のステップＳ６でそのＣ値と所定値との大小関係を判
定して、Ｃ値が所定値よりも大きいときにフィルタ７に
対する液体噴射を行う。

また、排気ガス流量制御ルーチンでは、第２３図に示す
ように、最初のステップＳｓ１で上記メインルーチンの
ステップＳ４と同様にＣ値を計算し、次のステップ８５
２でその算出されたＣ値が所定値よりも大きいか否かを
判定することにより、フィルタ７への排気ガス量を制御
する。

したがって、この実施例の場合、エンジン回転数×１と
エンジン負荷×２との双方でもってフィルタ７での粒子
捕集社を検出しているため、その粒子捕集ｍの検出を正
確にかつ簡便に行うことができ、フィタル７への液体噴
射時期を精度良く検出することができる。

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

（発明の効果） 以上の如く、本発明によれば、エンジンの排気系に配設
されたパティキュレートフィルタ上流の排気通路に、該
フィルタに捕集された可燃性粒子の燃焼を促進させるた
めの液体を噴射器によって噴射供給する際、エンジンか
らの排気ガスを、そのフィルタへの流量が略一定となる
よう噴射器およびフィルタをバイパスして流下させるよ
うにしたことにより、液体噴射流の排気ガス流による乱
れ、偏りを抑制して液体をフィルタ表面に均一に付着さ
せ得、フィルタでの可燃性粒子を均等に燃焼させること
ができるとともに、可燃性粒子の燃焼を安定にし、その
燃焼温度の異常上昇を抑制してフィルタのクラックの発
生を防止することができ、よって燃焼促進用の液体噴射
による可燃性粒子の確実な燃焼除去の実現に寄与するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は全体概略構成図、第２図は制御回路におけるメイ
ンルーチンのフローチャートを示す説明図、第３図は同
排気ガス量制御サブルーチンのフローチャートを示す説
明図、第４図は液体の噴射回数に対する噴射量を決定す
るための特性図、第５°図および第６図は変形例を示し
、第５図は２電極間の電気抵抗値変化によりパティキュ
レートフィルタへの触媒成分堆積囲を検出するための特
性図、第６図は静電誘導により液体成分の噴射流を制御
する場合の要部説明図である。第７図ないし第９図は第
２の実施例を示し、第７図は第１図相当図、第８図は第
２図相当図、第９図は第３図相当図である。第１０図お
よび第１１図は第３の実施例を示し、第１０図は第２図
相当図、第１１図は第３図相当図である。第１２図ない
し第１４図は第４の実施例を示し、第１２図は第１図相
当図、第１３図は第２図相当図、第１４図は第３図相当
図である。第１５図ないし第１７図は第５の実施例を示
し、第１５図は第１図相当図、第１６図は第２図相当図
、第１７図は第３０相当図である。第１８図ないし第２
０図は第６の実施例を示し、第１８図は第１図相当図、
第１９図は第２図相当図、第２０図は第３図相当図であ
る。第２１図ないし第２３図は第７の実施例を示し、第
２１図は第１図相当図、第２２図は第２図相当図、第２
３図は第３図相当図である。 １・・・エンジン、６・・・排気通路、７・・・パティ
キュレートフィルタ、８・！・噴射器、１３・・・排気
バイパス通路、１４・・・流量制御弁、２１・・・駆動
手段、２２・・・制御回路、２３．２５・・・排気ガス
温度センサ、２４・・・背圧センサ、２８・・・走行距
離積算計、２９・・・運転時間積算計、３０・・・イグ
ニッションキースイッチ、３１・・・オルタネータ、３
２・・・回転数センサ、３３・・・回転数積算計、３４
・・・電極、３５・・・抵抗値測定器。 第６図 第９図 第１１図 第１５図 第１８図 第１７図 第２０図 第２３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気系に可燃性粒子などを捕集するパティキュレ
   ートフィルタを備えたエンジンの排気ガス浄化装置にお
   いて、上記パティキュレートフィルタの上流に上記可燃
   性粒子の燃焼を促進させる液体を噴射供給する噴射器を
   備えるとともに、排気ガスを排気通路の上記噴射器およ
   びパティキュレートフィルタをバイパスして流下させる
   排気バイパス通路と、該排気バイパス通路を流下する排
   気ガス量を制御する流量制御弁と、該流量制御弁を駆動
   する駆動手段と、上記噴射器による液体噴射時、上記パ
   ティキュレートフィルタを通過する排気ガス量が設定値
   になるよう上記駆動手段を制御する制御手段とを備えた
   ことを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。