内燃機関の排気微粒子測定装置に関する。
【課題】測定精度が向上した内燃機関の排気微粒子測定装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の排気通路に配置された酸化触媒７３と、酸化触媒７３を加熱して酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼させるヒータ７１と、酸化触媒７３の温度を検出する温度センサ７２と、ＰＭの燃焼時における酸化触媒７３の温度に基づいてＰＭの堆積量を推定するＥＣＵ４とを備え、ＥＣＵ４は、ヒータ７１の作動時にＰＭの排出が抑制されるように機関運転状態を制御する。
【解決手段】内燃機関の排気通路に配置された酸化触媒７３と、酸化触媒７３を加熱して酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼させるヒータ７１と、酸化触媒７３の温度を検出する温度センサ７２と、ＰＭの燃焼時における酸化触媒７３の温度に基づいてＰＭの堆積量を推定するＥＣＵ４とを備え、ＥＣＵ４は、ヒータ７１の作動時にＰＭの排出が抑制されるように機関運転状態を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気微粒子測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気微粒子（Particulate Matter、以下「ＰＭ」と称する。）を検出するためのセンサが知られている（特許文献１乃至４参照）。
このようなセンサは、ＰＭが含まれる排気中に酸化触媒を配置し、ヒータなどにより酸化触媒を加熱して酸化触媒に堆積したＰＭを燃焼させ、その燃焼時の温度上昇に基づいて、酸化触媒に堆積したＰＭの量を測定するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２１７５９号公報
【特許文献１】特開２００５−３３７７８２号公報
【特許文献１】特開２００５−２２６５４７号公報
【特許文献１】特願２００６−１３５６０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなセンサが、内燃機関の排気中に含まれるＰＭの量を測定するために、内燃機関の排気通路に配置すると、堆積したＰＭが燃焼されている間に、排気中のＰＭが新たに堆積する場合があり、ＰＭの測定精度が低下する恐れがある。
【０００５】
したがって本発明の目的は、測定精度が向上した内燃機関の排気微粒子測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、内燃機関の排気通路に配置された酸化触媒と、前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、前記加熱手段の作動時に排気微粒子の排出が抑制されるように機関運転状態を制御する運転状態制御手段を有している、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置によって達成できる。
このような構成により、加熱手段の作動時に、排気微粒子の排出が抑制されるように機関運転状態が制御されるので、加熱手段の作動時、即ち酸化触媒に堆積した排気微粒子が燃焼している間に、排気中の排気微粒子が更に酸化触媒に堆積することを抑制できる。従って、排気微粒子の測定精度が向上する。
【０００７】
また、上記構成において、吸気通路内に燃料を噴射するポート噴射弁と、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備え、前記運転状態制御手段は、前記筒内噴射弁による燃料噴射から前記ポート噴射弁による燃料噴射へと切り替える、構成を採用できる。
筒内噴射弁による燃料噴射よりポート噴射弁による燃料噴射の方が排気微粒子の発生が少ないため、排気微粒子の排出を抑制できる。
【０００８】
上記構成において、前記運転状態制御手段は、該内燃機関へ燃料を供給するときにメイン噴射に先立って実行されるパイロット噴射を禁止する、構成を採用できる。
パイロット噴射は、排気微粒子の発生原因となってしまう場合があるため、パイロット噴射を禁止することにより、排気微粒子の排出を抑制することができる。
【０００９】
また、上記目的は、内燃機関の排気通路に配置された酸化触媒と、前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、前記加熱手段の作動を制御する加熱制御手段と、前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、排気微粒子の排出が抑制される機関運転状態を検出する運転状態検出手段を有し、前記加熱制御手段は、前記運転状態検出手段の検出結果に応じて、前記加熱手段の作動時を制御する、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置によって達成できる。
このような構成により、排気微粒子の排出が抑制される機関運転状態において、加熱手段の作動時を制御することにより、排気微粒子の排出が抑制されるときに加熱手段を作動させて、排気微粒子を燃焼させることができる。従って、酸化触媒に堆積した排気微粒子が燃焼している間に、排気中の排気微粒子が更に酸化触媒に堆積することを抑制できるので、排気微粒子の測定精度が向上する。
【００１０】
上記構成において、該内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段を備え、前記運転状態検出手段は、前記冷却水温度検出手段の検出結果に応じて、前記機関運転状態を検出する、構成を採用できる。
冷却水温度を検出することによって、内燃機関の温度を推定でき、内燃機関の温度によって、排気中に含まれる排気微粒子は変動するため、冷却水温度に応じて、排気微粒子の排出が抑制される機関運転状態を検出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定精度が向上した内燃機関の排気微粒子測定装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例について説明する。
【００１３】
図１は、本実施例に係るエンジンシステムの構成を示した模式図であり、自動車に搭載された多気筒ガソリンエンジン（以下「エンジン」と略す）２及びその電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）４の概略構成を示している。図１では１つの気筒の構成を中心として示している。
ここでエンジン２の出力は変速機（図示略）を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン２には、燃焼室１０内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁１２と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁１１と、この噴射された燃料に点火する点火プラグ１４とがそれぞれ設けられている。
【００１４】
燃焼室１０に接続している吸気ポート１６は吸気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。吸気ポート１６に接続された吸気通路２０の途中にはサージタンク２２が設けられ、サージタンク２２の上流側にはスロットルモータ２４によって開度が調節されるスロットルバルブ２６が設けられている。
【００１５】
このスロットルバルブ２６の開度（スロットル開度ＴＡ）により吸気量が調整される。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ２８により検出され、サージタンク２２内の吸気圧ＰＭは、サージタンク２２に設けられた吸気圧センサ３０により検出されて、ＥＣＵ４に読み込まれている。
また、吸気通路２０にはエアフロメータ２１が配置されて、吸入空気量をＥＣＵ４に出力する。
【００１６】
燃焼室１０に接続している排気ポート３２は排気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。排気ポート３２に接続された排気通路３６には、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元とを行い、酸素吸蔵、放出機能を有する三元触媒であるスタートキャタリスト３８が設けられている。また、排気通路３６には、スタートキャタリスト（以下、単に「触媒」という。）３８の下流にＮＯｘ吸蔵還元触媒４０が設けられている。
【００１７】
また、排気通路３６には、触媒３８の上流側に、空燃比センサ６４が、触媒３８とＮＯｘ吸蔵還元触媒４０との間に酸素センサ６６が、それぞれ配置されている。空燃比センサ６４として、触媒３８に流入する排気ガスの空燃比に応じた電圧信号を出力するリニア空燃比センサが使用されている。酸素センサ６６は、それぞれ排気ガス中の残留酸素濃度に基づき空燃比が理論空燃比よりもリッチかリーンかを感知するセンサである。
【００１８】
また、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ４１が設けられ、検出したエンジン冷却水温度は、ＥＣＵ４に出力される。
【００１９】
また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒４０の下流側には、排気中のＰＭ量を測定するＰＭセンサＰＭセンサ７０が配置されている。ＰＭセンサ７０の詳細については後述する。
【００２０】
ＥＣＵ４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成され、エンジン全体の作動を制御する。
このＥＣＵ４は、スロットル開度センサ２８及び吸気圧センサ３０以外に、アクセルペダル４４の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ５６からの信号を入力している。更に、ＥＣＵ４は、クランク軸５４の回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ５８、空燃比センサ６４、酸素センサ６６からそれぞれ信号を入力している。
【００２１】
ＥＣＵ４は、上述した各種センサからの検出内容に基づいて、筒内噴射量、ポート噴射量、噴射時期、及びスロットル開度ＴＡを適宜制御する。
【００２２】
ＥＣＵ４は、触媒３８の酸化・還元能力を高めるために、触媒３８に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比になるように、燃料噴射量を、空燃比センサ６４の出力、或いはその出力と酸素センサ６６の出力とに基づいてフィードバック制御する。
【００２３】
次に、ＰＭセンサ７０について詳細に説明する。
図２は、ＰＭセンサ７０の構成を示した模式図である。
ＰＭセンサ７０は、図２に示すように、ヒータ７１、温度センサ７２、酸化触媒７３、等から構成される。
ヒータ７１は、酸化触媒７３を加熱するための加熱手段として機能する。ヒータ７１は、ＥＣＵ４によってその作動が制御される。
温度センサ７２は、ヒータ７１と酸化触媒７３との間に配置されて酸化触媒７３の温度を検出し、その検出値をＥＣＵ４に出力する。
【００２４】
酸化触媒７３は、触媒コート７４、基材７５から構成される。触媒コート７４は、基材７５の表面に形成されている。基材７５は、セラミックにより形成され、触媒コート７４は、白金や、パラジウムなどの金属から形成される。また、触媒コート７４には、排気ガス中の酸素を吸蔵、放出機能を有するセリアが添加されている。
【００２５】
図２に示すように、ヒータ７１は、ＰＭを捕集するための凹部が形成され、この凹部が排気ガスの上流側を向くように、ＰＭセンサ７０は、排気通路３６に配置される。
【００２６】
従って、ＰＭセンサ７０は、酸化触媒７３が排気ガス中のＨＣ、ＣＯ成分を酸化（酸素と反応）してＣＯ２、Ｈ２Ｏに変換することができると共に、排気ガス中のＰＭを捕集することができる。また、酸化触媒７３は、前述したように酸素吸蔵、放出機能を有するので、酸化触媒７３における酸素吸蔵量が十分である場合に、ヒータ７１を作動させることにより、酸化触媒７３が加熱されて活性化し、堆積しているＰＭが酸化触媒７３に吸蔵されている酸素を利用して燃焼することとなり、ＥＣＵ４は、このときの温度センサ７２からの出力に基づいてＰＭの堆積量を推定することができる。
【００２７】
図３は、ヒータ温度に対するセンサ温度を示したグラフである。
ヒータ７１が作動すると、酸化触媒７３が加熱されるため、図３に実線で示すように、ヒータ温度が上昇するのに伴って、温度センサ７２が検出した酸化触媒７３の温度が比例して上昇する。このとき、酸化触媒７３にＰＭが堆積していると、酸化触媒７３の温度がＰＭを燃焼可能な温度までに上昇した時点で、このＰＭが燃焼する。このＰＭの燃焼により、図３に示した一点鎖線で示すように、温度センサ７２が検出した酸化触媒７３の温度が急激に上昇する。そして、ＰＭが全て燃焼すると、温度センサ７２の検出温度が急激に低下する。
従って、ＰＭセンサ７０の酸化触媒７３にＰＭが堆積した期間の吸入空気量と、このときの温度上昇量とに基づいて、所定のマップを用いてＥＣＵ４は、ＰＭの堆積量を推定することができる。これにより、排気ガス中に含まれるＰＭ量を測定することができる。
【００２８】
次に、このようなＰＭセンサを用いてＰＭを検出する際に起こりえる問題点について簡単に説明する。
前述したように、ＰＭセンサ７０は、酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼させ、そのときの温度上昇に基づいてＰＭの堆積量を推定するものである。従って、ＰＭを燃焼させているときに、排気ガス中に含まれるＰＭが新たに酸化触媒７３に堆積すると、ＰＭ量の測定精度が低下する。
【００２９】
図４は、ＰＭ燃焼中に更にＰＭが堆積した場合の、ヒータ温度に対するセンサ温度を示したグラフである。
図４に示すように、一点鎖線で示した酸化触媒７３の温度が上昇してピークを迎えた後に、温度は下降するはずであるが、新たに酸化触媒７３にＰＭが堆積すると、その新たに堆積した分のＰＭが燃焼し始め、再び酸化触媒７３の温度は上昇する。このような状況は、ＰＭの排出の多いエンジン運転領域でＰＭ量の測定を行った場合に発生しうる。従って、本実施例に係るエンジンシステムは、以下の処理を実行することにより、このような不都合が解消される。
【００３０】
次に、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理について説明する。
図５は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の一例を示したフローチャート図である。
ＥＣＵ４は、ＰＭセンサ７０周辺に十分な酸素が存在しているかどうかを判定する（ステップＳ１ａ）。酸化触媒７３に堆積したＰＭを十分に燃焼させるためには酸素が必要だからである。
具体的には、例えば、エンジンの運転状態がフューエルカット中であるかどうかに基づいて判定してもよいし、例えば、ＰＭセンサ７０周辺に新たに酸素センサを配置してこの酸素センサの出力に基づいて判定してもよい。
【００３１】
ＰＭセンサ７０周辺に十分な酸素が存在している場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動させ（ステップＳ１）、酸化触媒７３に堆積したＰＭの燃焼が終了したかどうかを判定する（ステップＳ２）。ＰＭの燃焼終了の判定は、図３に示したように、温度センサ７２の出力に基づいて判定する。
【００３２】
燃焼が終了した場合には、ＥＣＵ４は、ＰＭセンサ７０の作動を停止しする（ステップＳ３）。以上の処理により、酸化触媒７３に既に堆積したＰＭを燃焼除去することができる。
次に、温度センサ７２の出力値が、規定値以下まで低下したかどうかを判定する（ステップＳ４）。具体的には、温度センサ７２の出力値が、ＰＭを燃焼不能な温度以下に低下したかどうかを判定する。
【００３３】
温度センサ７２の出力値が規定値以下にまで低下すると、ＥＣＵ４は、吸入空気量の積算を開始する（ステップＳ５）。具体的には、ＥＣＵ４は、エアフロメータ２１により検出された吸入空気量を積算する。吸入空気量の積算を開始し、吸入空気量の積算値Σｇａが、予め設定された所定値Ａより大きくなったかどうかを判定する（ステップＳ６）。小さい場合には、ＥＣＵ４は、吸入空気量の積算を継続する（ステップＳ７）。
【００３４】
吸入空気量の積算値Σｇａが、所定値Ａを超えた場合、再度ＥＣＵ４は、ＰＭセンサ７０周辺に十分な酸素が存在しているかどうかを判定する（ステップＳ８ａ）。
【００３５】
十分な酸素が存在している場合には、ＥＣＵ４は、現在のエンジンの運転状態が、筒内噴射弁１２による直噴運転状態であるかどうかを判定する（ステップＳ８ｂ）。
直噴運転の場合には、ＥＣＵ４は、ポート噴射運転へと切り替える（ステップＳ８ｃ）。ポート噴射運転に切り替えることにより、ＰＭの排出量を、直噴運転状態でのＰＭの排出量よりも減少させることができる。
【００３６】
ステップＳ８ｂにおいて直噴運転状態ではない場合、またはステップＳ８ｃにおいてポート噴射運転に切り替えられた場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動させ（ステップＳ９）、酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼させる。そして、このときの温度センサ７２の出力温度と、吸入空気量の積算値とに基づいて、ＥＣＵ４は、酸化触媒７３へのＰＭの堆積量を算出する（ステップＳ１０）。
【００３７】
次に、酸化触媒７３に堆積したＰＭが完全に燃焼したかどうかでＰＭ量の算出処理が終了したかどうかを判定する（ステップＳ１１）。この場合、酸化触媒７３に堆積したＰＭが燃焼することで酸化触媒７３の温度が急激に上昇した後に、酸化触媒７３の温度が低下し、図３に実線で示す変化に戻ることにより判定することができる。そして、ＰＭ量の算出処理が終了するまで、ＥＣＵ４は、上記ステップＳ９、Ｓ１０、の処理を実行する。
【００３８】
その後、ＰＭ量の算出処理が終了した場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１の作動を停止して（ステップＳ１２）、ＰＭ量測定処理を終了する。
【００３９】
このように、ＥＣＵ４は、ステップＳ８ｂで実行した処理のように、ヒータ７１の作動時にＰＭの排出が抑制されるようにエンジン運転状態を制御する。このような構成により、ヒータ７１の作動時、即ち酸化触媒７３に堆積したＰＭが燃焼している間に、排気ガス中のＰＭが更に酸化触媒７３に堆積することを抑制できる。従って、ＰＭの測定精度が向上する。
【００４０】
次に、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の第１変形例について説明する。
図６は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の第１変形例を示したフローチャートである。
図６に示すように、ＥＣＵ４は、ＰＭセンサ７０周辺に十分な酸素が存在しているかどうかを判定し（ステップＳ１ａ）、十分な酸素が存在している場合には、エンジン冷却水の温度が所定温度Ｔよりも超えているかどうかを判定する（ステップＳ１ｂ）。具体的には、ＥＣＵ４は、４１からの出力値に基づいて上記判定を行う。ＥＣＵ４は、エンジン冷却水の温度が所定値Ｔを超えるまで繰り返し上記ステップＳを実行する。
【００４１】
エンジン冷却水の温度が所定温度Ｔを超えた場合には、ステップＳ１〜Ｓ８ａ、ステップＳ９〜Ｓ１２の処理を実行する。
【００４２】
このように、エンジン冷却水の温度が所定値Ｔよりも低い場合には、ＥＣＵ４は、ＰＭ量を測定するための処理の実行はしない。エンジン冷却水の温度が低い場合には、ＰＭの排出量が増えるからである。これにより、酸化触媒７３に堆積したＰＭが燃焼している間に、排気ガス中のＰＭが更に酸化触媒７３に堆積することを抑制できる。
従って、エンジン冷却水の温度が所定値Ｔよりも高い場合に、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動させて、ＰＭの燃焼させることになる。
このように、ＥＣＵ４は、ＰＭの排出が抑制される機関運転状態を検出し、この検出結果によって、ヒータ７１を作動させるので、ＰＭの測定精度が向上する。
尚、上記処理は、直噴式エンジンに特に有効である。
【００４３】
次に、ＥＣＵ４が実行する、ＰＭ量測定処理の第２変形例について説明する。
図７は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の第２変形例を示したフローチャートである。
尚、第２変形例に係る処理は、上記で説明した処理と異なり、ガソリンエンジンを前提とするものではなく、ディーゼルエンジンを前提とするものである。ディーゼルエンジンの場合には、図１に示したガソリンエンジンの構成と一部分で異なり、ポート噴射弁１１、点火プラグ１４、三元触媒として機能する触媒３８は設けられていない。
【００４４】
図７に示すように、ステップＳ６において、吸入空気量の積算値Σｇａが所定値Ａより大きくなった場合、ＥＣＵ４は、現在の運転領域が、ＰＭの排出量が少ない運転領域であるかどうかを判定する（ステップＳ８ｄ）。
【００４５】
図８は、ディーゼルエンジンにおける、当量比と燃焼温度との関係において、ＰＭが発生しやすい領域を示したグラフである。一般的に、エンジンの燃焼状態が不完全燃焼である場合に、ＰＭの排出量が増大する。
従って、ＥＣＵ４は、現在の運転領域が、ＰＭの排出量が少ない運転領域であるかどうかを判定し、排出量が少ない運転領域である場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動させる。このように、処理することによっても、ＰＭの測定精度が向上する。
【００４６】
現在の運転領域が、ＰＭの排出量が少ない運転領域であるかどうかを判定は、具体的には、ＥＣＵ４は、エンジン回転数センサから出力されたエンジン回転数や、空燃比センサ６４から出力された空燃比、内燃機関の負荷状態や、エアフロメータ２１により算出された吸入空気量などに基づいて判定する。
【００４７】
次に、ＥＣＵ４が実行する、ＰＭ量測定処理の第３変形例について説明する。
図９は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の第３変形例を示したフローチャートである。
尚、第３変形例に係る処理は、第２変形例に示した処理と同様に、ディーゼルエンジンを前提とするものである。
【００４８】
図９に示すように、ステップＳ８ｄにおいて、現在の運転領域が、ＰＭの排出量が少ない運転領域である場合には、ＥＣＵ４は、パイロット噴射を禁止する（ステップＳ８ｅ）。
パイロット噴射は、ＰＭの発生原因となってしまう場合があるため、パイロット噴射を禁止することにより、ＰＭの排出を抑制することができる。ＰＭが発生する原因としては、主噴射の燃料噴霧が、燃焼室内に残存しているパイロット噴射の火炎もしくは燃焼ガスと重なることが一因と考えられている。
このように、ＥＣＵ４は、ヒータ７１の作動時にＰＭの排出が抑制されるように機関運転状態を制御する。
【００４９】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施例に係るエンジンシステムの構成を示した模式図である。
【図２】ＰＭセンサの構成を示した模式図である。
【図３】ヒータ温度に対するセンサ温度を示したグラフである。
【図４】ＰＭ燃焼中に更にＰＭが堆積した場合の、ヒータ温度に対するセンサ温度を示したグラフである。
【図５】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の一例を示したフローチャート図である。
【図６】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の第１変形例を示したフローチャートである。
【図７】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の第２変形例を示したフローチャートである。
【図８】ディーゼルエンジンにおける、当量比と燃焼温度との関係において、ＰＭが発生しやすい領域を示したグラフである。
【図９】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の第３変形例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
２ エンジン
４ ＥＣＵ（堆積量推定手段、運転状態制御手段、運転状態検出手段、加熱制御手段）
１０ 燃焼室
１１ ポート噴射弁
１２ 筒内噴射弁
１４ 点火プラグ
１６ 吸気ポート
２０ 吸気通路
２２ サージタンク
２４ スロットルモータ
２６ スロットルバルブ
２８ スロットル開度センサ
３０ 吸気圧センサ
３２ 排気ポート
３６ 排気通路
３８ 触媒
４０ ＮＯｘ吸蔵還元触媒
４１ 水温センサ
４４ アクセルペダル
５４ クランク軸
５６ アクセル開度センサ
５８ エンジン回転数センサ
６４ 空燃比センサ
６６ 酸素センサ
７０ ＰＭセンサ
７１ ヒータ
７２ 温度センサ
７３ 酸化触媒
７４ 触媒コート
７５ 基材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気微粒子測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気微粒子（Particulate Matter、以下「ＰＭ」と称する。）を検出するためのセンサが知られている（特許文献１乃至４参照）。
このようなセンサは、ＰＭが含まれる排気中に酸化触媒を配置し、ヒータなどにより酸化触媒を加熱して酸化触媒に堆積したＰＭを燃焼させ、その燃焼時の温度上昇に基づいて、酸化触媒に堆積したＰＭの量を測定するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２１７５９号公報
【特許文献１】特開２００５−３３７７８２号公報
【特許文献１】特開２００５−２２６５４７号公報
【特許文献１】特願２００６−１３５６０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなセンサが、内燃機関の排気中に含まれるＰＭの量を測定するために、内燃機関の排気通路に配置すると、堆積したＰＭが燃焼されている間に、排気中のＰＭが新たに堆積する場合があり、ＰＭの測定精度が低下する恐れがある。
【０００５】
したがって本発明の目的は、測定精度が向上した内燃機関の排気微粒子測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、内燃機関の排気通路に配置された酸化触媒と、前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、前記加熱手段の作動時に排気微粒子の排出が抑制されるように機関運転状態を制御する運転状態制御手段を有している、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置によって達成できる。
このような構成により、加熱手段の作動時に、排気微粒子の排出が抑制されるように機関運転状態が制御されるので、加熱手段の作動時、即ち酸化触媒に堆積した排気微粒子が燃焼している間に、排気中の排気微粒子が更に酸化触媒に堆積することを抑制できる。従って、排気微粒子の測定精度が向上する。
【０００７】
また、上記構成において、吸気通路内に燃料を噴射するポート噴射弁と、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備え、前記運転状態制御手段は、前記筒内噴射弁による燃料噴射から前記ポート噴射弁による燃料噴射へと切り替える、構成を採用できる。
筒内噴射弁による燃料噴射よりポート噴射弁による燃料噴射の方が排気微粒子の発生が少ないため、排気微粒子の排出を抑制できる。
【０００８】
上記構成において、前記運転状態制御手段は、該内燃機関へ燃料を供給するときにメイン噴射に先立って実行されるパイロット噴射を禁止する、構成を採用できる。
パイロット噴射は、排気微粒子の発生原因となってしまう場合があるため、パイロット噴射を禁止することにより、排気微粒子の排出を抑制することができる。
【０００９】
また、上記目的は、内燃機関の排気通路に配置された酸化触媒と、前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、前記加熱手段の作動を制御する加熱制御手段と、前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、排気微粒子の排出が抑制される機関運転状態を検出する運転状態検出手段を有し、前記加熱制御手段は、前記運転状態検出手段の検出結果に応じて、前記加熱手段の作動時を制御する、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置によって達成できる。
このような構成により、排気微粒子の排出が抑制される機関運転状態において、加熱手段の作動時を制御することにより、排気微粒子の排出が抑制されるときに加熱手段を作動させて、排気微粒子を燃焼させることができる。従って、酸化触媒に堆積した排気微粒子が燃焼している間に、排気中の排気微粒子が更に酸化触媒に堆積することを抑制できるので、排気微粒子の測定精度が向上する。
【００１０】
上記構成において、該内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段を備え、前記運転状態検出手段は、前記冷却水温度検出手段の検出結果に応じて、前記機関運転状態を検出する、構成を採用できる。
冷却水温度を検出することによって、内燃機関の温度を推定でき、内燃機関の温度によって、排気中に含まれる排気微粒子は変動するため、冷却水温度に応じて、排気微粒子の排出が抑制される機関運転状態を検出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定精度が向上した内燃機関の排気微粒子測定装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例について説明する。
【００１３】
図１は、本実施例に係るエンジンシステムの構成を示した模式図であり、自動車に搭載された多気筒ガソリンエンジン（以下「エンジン」と略す）２及びその電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）４の概略構成を示している。図１では１つの気筒の構成を中心として示している。
ここでエンジン２の出力は変速機（図示略）を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン２には、燃焼室１０内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁１２と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁１１と、この噴射された燃料に点火する点火プラグ１４とがそれぞれ設けられている。
【００１４】
燃焼室１０に接続している吸気ポート１６は吸気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。吸気ポート１６に接続された吸気通路２０の途中にはサージタンク２２が設けられ、サージタンク２２の上流側にはスロットルモータ２４によって開度が調節されるスロットルバルブ２６が設けられている。
【００１５】
このスロットルバルブ２６の開度（スロットル開度ＴＡ）により吸気量が調整される。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ２８により検出され、サージタンク２２内の吸気圧ＰＭは、サージタンク２２に設けられた吸気圧センサ３０により検出されて、ＥＣＵ４に読み込まれている。
また、吸気通路２０にはエアフロメータ２１が配置されて、吸入空気量をＥＣＵ４に出力する。
【００１６】
燃焼室１０に接続している排気ポート３２は排気バルブ（図示略）の駆動により開閉される。排気ポート３２に接続された排気通路３６には、排気ガス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元とを行い、酸素吸蔵、放出機能を有する三元触媒であるスタートキャタリスト３８が設けられている。また、排気通路３６には、スタートキャタリスト（以下、単に「触媒」という。）３８の下流にＮＯｘ吸蔵還元触媒４０が設けられている。
【００１７】
また、排気通路３６には、触媒３８の上流側に、空燃比センサ６４が、触媒３８とＮＯｘ吸蔵還元触媒４０との間に酸素センサ６６が、それぞれ配置されている。空燃比センサ６４として、触媒３８に流入する排気ガスの空燃比に応じた電圧信号を出力するリニア空燃比センサが使用されている。酸素センサ６６は、それぞれ排気ガス中の残留酸素濃度に基づき空燃比が理論空燃比よりもリッチかリーンかを感知するセンサである。
【００１８】
また、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ４１が設けられ、検出したエンジン冷却水温度は、ＥＣＵ４に出力される。
【００１９】
また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒４０の下流側には、排気中のＰＭ量を測定するＰＭセンサＰＭセンサ７０が配置されている。ＰＭセンサ７０の詳細については後述する。
【００２０】
ＥＣＵ４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成され、エンジン全体の作動を制御する。
このＥＣＵ４は、スロットル開度センサ２８及び吸気圧センサ３０以外に、アクセルペダル４４の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ５６からの信号を入力している。更に、ＥＣＵ４は、クランク軸５４の回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ５８、空燃比センサ６４、酸素センサ６６からそれぞれ信号を入力している。
【００２１】
ＥＣＵ４は、上述した各種センサからの検出内容に基づいて、筒内噴射量、ポート噴射量、噴射時期、及びスロットル開度ＴＡを適宜制御する。
【００２２】
ＥＣＵ４は、触媒３８の酸化・還元能力を高めるために、触媒３８に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比になるように、燃料噴射量を、空燃比センサ６４の出力、或いはその出力と酸素センサ６６の出力とに基づいてフィードバック制御する。
【００２３】
次に、ＰＭセンサ７０について詳細に説明する。
図２は、ＰＭセンサ７０の構成を示した模式図である。
ＰＭセンサ７０は、図２に示すように、ヒータ７１、温度センサ７２、酸化触媒７３、等から構成される。
ヒータ７１は、酸化触媒７３を加熱するための加熱手段として機能する。ヒータ７１は、ＥＣＵ４によってその作動が制御される。
温度センサ７２は、ヒータ７１と酸化触媒７３との間に配置されて酸化触媒７３の温度を検出し、その検出値をＥＣＵ４に出力する。
【００２４】
酸化触媒７３は、触媒コート７４、基材７５から構成される。触媒コート７４は、基材７５の表面に形成されている。基材７５は、セラミックにより形成され、触媒コート７４は、白金や、パラジウムなどの金属から形成される。また、触媒コート７４には、排気ガス中の酸素を吸蔵、放出機能を有するセリアが添加されている。
【００２５】
図２に示すように、ヒータ７１は、ＰＭを捕集するための凹部が形成され、この凹部が排気ガスの上流側を向くように、ＰＭセンサ７０は、排気通路３６に配置される。
【００２６】
従って、ＰＭセンサ７０は、酸化触媒７３が排気ガス中のＨＣ、ＣＯ成分を酸化（酸素と反応）してＣＯ２、Ｈ２Ｏに変換することができると共に、排気ガス中のＰＭを捕集することができる。また、酸化触媒７３は、前述したように酸素吸蔵、放出機能を有するので、酸化触媒７３における酸素吸蔵量が十分である場合に、ヒータ７１を作動させることにより、酸化触媒７３が加熱されて活性化し、堆積しているＰＭが酸化触媒７３に吸蔵されている酸素を利用して燃焼することとなり、ＥＣＵ４は、このときの温度センサ７２からの出力に基づいてＰＭの堆積量を推定することができる。
【００２７】
図３は、ヒータ温度に対するセンサ温度を示したグラフである。
ヒータ７１が作動すると、酸化触媒７３が加熱されるため、図３に実線で示すように、ヒータ温度が上昇するのに伴って、温度センサ７２が検出した酸化触媒７３の温度が比例して上昇する。このとき、酸化触媒７３にＰＭが堆積していると、酸化触媒７３の温度がＰＭを燃焼可能な温度までに上昇した時点で、このＰＭが燃焼する。このＰＭの燃焼により、図３に示した一点鎖線で示すように、温度センサ７２が検出した酸化触媒７３の温度が急激に上昇する。そして、ＰＭが全て燃焼すると、温度センサ７２の検出温度が急激に低下する。
従って、ＰＭセンサ７０の酸化触媒７３にＰＭが堆積した期間の吸入空気量と、このときの温度上昇量とに基づいて、所定のマップを用いてＥＣＵ４は、ＰＭの堆積量を推定することができる。これにより、排気ガス中に含まれるＰＭ量を測定することができる。
【００２８】
次に、このようなＰＭセンサを用いてＰＭを検出する際に起こりえる問題点について簡単に説明する。
前述したように、ＰＭセンサ７０は、酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼させ、そのときの温度上昇に基づいてＰＭの堆積量を推定するものである。従って、ＰＭを燃焼させているときに、排気ガス中に含まれるＰＭが新たに酸化触媒７３に堆積すると、ＰＭ量の測定精度が低下する。
【００２９】
図４は、ＰＭ燃焼中に更にＰＭが堆積した場合の、ヒータ温度に対するセンサ温度を示したグラフである。
図４に示すように、一点鎖線で示した酸化触媒７３の温度が上昇してピークを迎えた後に、温度は下降するはずであるが、新たに酸化触媒７３にＰＭが堆積すると、その新たに堆積した分のＰＭが燃焼し始め、再び酸化触媒７３の温度は上昇する。このような状況は、ＰＭの排出の多いエンジン運転領域でＰＭ量の測定を行った場合に発生しうる。従って、本実施例に係るエンジンシステムは、以下の処理を実行することにより、このような不都合が解消される。
【００３０】
次に、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理について説明する。
図５は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の一例を示したフローチャート図である。
ＥＣＵ４は、ＰＭセンサ７０周辺に十分な酸素が存在しているかどうかを判定する（ステップＳ１ａ）。酸化触媒７３に堆積したＰＭを十分に燃焼させるためには酸素が必要だからである。
具体的には、例えば、エンジンの運転状態がフューエルカット中であるかどうかに基づいて判定してもよいし、例えば、ＰＭセンサ７０周辺に新たに酸素センサを配置してこの酸素センサの出力に基づいて判定してもよい。
【００３１】
ＰＭセンサ７０周辺に十分な酸素が存在している場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動させ（ステップＳ１）、酸化触媒７３に堆積したＰＭの燃焼が終了したかどうかを判定する（ステップＳ２）。ＰＭの燃焼終了の判定は、図３に示したように、温度センサ７２の出力に基づいて判定する。
【００３２】
燃焼が終了した場合には、ＥＣＵ４は、ＰＭセンサ７０の作動を停止しする（ステップＳ３）。以上の処理により、酸化触媒７３に既に堆積したＰＭを燃焼除去することができる。
次に、温度センサ７２の出力値が、規定値以下まで低下したかどうかを判定する（ステップＳ４）。具体的には、温度センサ７２の出力値が、ＰＭを燃焼不能な温度以下に低下したかどうかを判定する。
【００３３】
温度センサ７２の出力値が規定値以下にまで低下すると、ＥＣＵ４は、吸入空気量の積算を開始する（ステップＳ５）。具体的には、ＥＣＵ４は、エアフロメータ２１により検出された吸入空気量を積算する。吸入空気量の積算を開始し、吸入空気量の積算値Σｇａが、予め設定された所定値Ａより大きくなったかどうかを判定する（ステップＳ６）。小さい場合には、ＥＣＵ４は、吸入空気量の積算を継続する（ステップＳ７）。
【００３４】
吸入空気量の積算値Σｇａが、所定値Ａを超えた場合、再度ＥＣＵ４は、ＰＭセンサ７０周辺に十分な酸素が存在しているかどうかを判定する（ステップＳ８ａ）。
【００３５】
十分な酸素が存在している場合には、ＥＣＵ４は、現在のエンジンの運転状態が、筒内噴射弁１２による直噴運転状態であるかどうかを判定する（ステップＳ８ｂ）。
直噴運転の場合には、ＥＣＵ４は、ポート噴射運転へと切り替える（ステップＳ８ｃ）。ポート噴射運転に切り替えることにより、ＰＭの排出量を、直噴運転状態でのＰＭの排出量よりも減少させることができる。
【００３６】
ステップＳ８ｂにおいて直噴運転状態ではない場合、またはステップＳ８ｃにおいてポート噴射運転に切り替えられた場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動させ（ステップＳ９）、酸化触媒７３に堆積したＰＭを燃焼させる。そして、このときの温度センサ７２の出力温度と、吸入空気量の積算値とに基づいて、ＥＣＵ４は、酸化触媒７３へのＰＭの堆積量を算出する（ステップＳ１０）。
【００３７】
次に、酸化触媒７３に堆積したＰＭが完全に燃焼したかどうかでＰＭ量の算出処理が終了したかどうかを判定する（ステップＳ１１）。この場合、酸化触媒７３に堆積したＰＭが燃焼することで酸化触媒７３の温度が急激に上昇した後に、酸化触媒７３の温度が低下し、図３に実線で示す変化に戻ることにより判定することができる。そして、ＰＭ量の算出処理が終了するまで、ＥＣＵ４は、上記ステップＳ９、Ｓ１０、の処理を実行する。
【００３８】
その後、ＰＭ量の算出処理が終了した場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１の作動を停止して（ステップＳ１２）、ＰＭ量測定処理を終了する。
【００３９】
このように、ＥＣＵ４は、ステップＳ８ｂで実行した処理のように、ヒータ７１の作動時にＰＭの排出が抑制されるようにエンジン運転状態を制御する。このような構成により、ヒータ７１の作動時、即ち酸化触媒７３に堆積したＰＭが燃焼している間に、排気ガス中のＰＭが更に酸化触媒７３に堆積することを抑制できる。従って、ＰＭの測定精度が向上する。
【００４０】
次に、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の第１変形例について説明する。
図６は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の第１変形例を示したフローチャートである。
図６に示すように、ＥＣＵ４は、ＰＭセンサ７０周辺に十分な酸素が存在しているかどうかを判定し（ステップＳ１ａ）、十分な酸素が存在している場合には、エンジン冷却水の温度が所定温度Ｔよりも超えているかどうかを判定する（ステップＳ１ｂ）。具体的には、ＥＣＵ４は、４１からの出力値に基づいて上記判定を行う。ＥＣＵ４は、エンジン冷却水の温度が所定値Ｔを超えるまで繰り返し上記ステップＳを実行する。
【００４１】
エンジン冷却水の温度が所定温度Ｔを超えた場合には、ステップＳ１〜Ｓ８ａ、ステップＳ９〜Ｓ１２の処理を実行する。
【００４２】
このように、エンジン冷却水の温度が所定値Ｔよりも低い場合には、ＥＣＵ４は、ＰＭ量を測定するための処理の実行はしない。エンジン冷却水の温度が低い場合には、ＰＭの排出量が増えるからである。これにより、酸化触媒７３に堆積したＰＭが燃焼している間に、排気ガス中のＰＭが更に酸化触媒７３に堆積することを抑制できる。
従って、エンジン冷却水の温度が所定値Ｔよりも高い場合に、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動させて、ＰＭの燃焼させることになる。
このように、ＥＣＵ４は、ＰＭの排出が抑制される機関運転状態を検出し、この検出結果によって、ヒータ７１を作動させるので、ＰＭの測定精度が向上する。
尚、上記処理は、直噴式エンジンに特に有効である。
【００４３】
次に、ＥＣＵ４が実行する、ＰＭ量測定処理の第２変形例について説明する。
図７は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の第２変形例を示したフローチャートである。
尚、第２変形例に係る処理は、上記で説明した処理と異なり、ガソリンエンジンを前提とするものではなく、ディーゼルエンジンを前提とするものである。ディーゼルエンジンの場合には、図１に示したガソリンエンジンの構成と一部分で異なり、ポート噴射弁１１、点火プラグ１４、三元触媒として機能する触媒３８は設けられていない。
【００４４】
図７に示すように、ステップＳ６において、吸入空気量の積算値Σｇａが所定値Ａより大きくなった場合、ＥＣＵ４は、現在の運転領域が、ＰＭの排出量が少ない運転領域であるかどうかを判定する（ステップＳ８ｄ）。
【００４５】
図８は、ディーゼルエンジンにおける、当量比と燃焼温度との関係において、ＰＭが発生しやすい領域を示したグラフである。一般的に、エンジンの燃焼状態が不完全燃焼である場合に、ＰＭの排出量が増大する。
従って、ＥＣＵ４は、現在の運転領域が、ＰＭの排出量が少ない運転領域であるかどうかを判定し、排出量が少ない運転領域である場合には、ＥＣＵ４は、ヒータ７１を作動させる。このように、処理することによっても、ＰＭの測定精度が向上する。
【００４６】
現在の運転領域が、ＰＭの排出量が少ない運転領域であるかどうかを判定は、具体的には、ＥＣＵ４は、エンジン回転数センサから出力されたエンジン回転数や、空燃比センサ６４から出力された空燃比、内燃機関の負荷状態や、エアフロメータ２１により算出された吸入空気量などに基づいて判定する。
【００４７】
次に、ＥＣＵ４が実行する、ＰＭ量測定処理の第３変形例について説明する。
図９は、ＥＣＵ４が実行するＰＭ量測定処理の第３変形例を示したフローチャートである。
尚、第３変形例に係る処理は、第２変形例に示した処理と同様に、ディーゼルエンジンを前提とするものである。
【００４８】
図９に示すように、ステップＳ８ｄにおいて、現在の運転領域が、ＰＭの排出量が少ない運転領域である場合には、ＥＣＵ４は、パイロット噴射を禁止する（ステップＳ８ｅ）。
パイロット噴射は、ＰＭの発生原因となってしまう場合があるため、パイロット噴射を禁止することにより、ＰＭの排出を抑制することができる。ＰＭが発生する原因としては、主噴射の燃料噴霧が、燃焼室内に残存しているパイロット噴射の火炎もしくは燃焼ガスと重なることが一因と考えられている。
このように、ＥＣＵ４は、ヒータ７１の作動時にＰＭの排出が抑制されるように機関運転状態を制御する。
【００４９】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施例に係るエンジンシステムの構成を示した模式図である。
【図２】ＰＭセンサの構成を示した模式図である。
【図３】ヒータ温度に対するセンサ温度を示したグラフである。
【図４】ＰＭ燃焼中に更にＰＭが堆積した場合の、ヒータ温度に対するセンサ温度を示したグラフである。
【図５】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の一例を示したフローチャート図である。
【図６】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の第１変形例を示したフローチャートである。
【図７】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の第２変形例を示したフローチャートである。
【図８】ディーゼルエンジンにおける、当量比と燃焼温度との関係において、ＰＭが発生しやすい領域を示したグラフである。
【図９】ＥＣＵが実行するＰＭ量測定処理の第３変形例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
２ エンジン
４ ＥＣＵ（堆積量推定手段、運転状態制御手段、運転状態検出手段、加熱制御手段）
１０ 燃焼室
１１ ポート噴射弁
１２ 筒内噴射弁
１４ 点火プラグ
１６ 吸気ポート
２０ 吸気通路
２２ サージタンク
２４ スロットルモータ
２６ スロットルバルブ
２８ スロットル開度センサ
３０ 吸気圧センサ
３２ 排気ポート
３６ 排気通路
３８ 触媒
４０ ＮＯｘ吸蔵還元触媒
４１ 水温センサ
４４ アクセルペダル
５４ クランク軸
５６ アクセル開度センサ
５８ エンジン回転数センサ
６４ 空燃比センサ
６６ 酸素センサ
７０ ＰＭセンサ
７１ ヒータ
７２ 温度センサ
７３ 酸化触媒
７４ 触媒コート
７５ 基材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置された酸化触媒と、
前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、
前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、
前記加熱手段の作動時に排気微粒子の排出が抑制されるように機関運転状態を制御する運転状態制御手段を有している、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項２】
吸気通路内に燃料を噴射するポート噴射弁と、
燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備え、
前記運転状態制御手段は、前記筒内噴射弁による燃料噴射から前記ポート噴射弁による燃料噴射へと切り替える、ことを特徴とする請求項１に記載の排気微粒子測定装置。
【請求項３】
前記運転状態制御手段は、該内燃機関へ燃料を供給するときにメイン噴射に先立って実行されるパイロット噴射を禁止する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路に配置された酸化触媒と、
前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、
前記加熱手段の作動を制御する加熱制御手段と、
前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、
排気微粒子の排出が抑制される機関運転状態を検出する運転状態検出手段を有し、
前記加熱制御手段は、前記運転状態検出手段の検出結果に応じて、前記加熱手段の作動時を制御する、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項５】
該内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段を備え、
前記運転状態検出手段は、前記冷却水温度検出手段の検出結果に応じて、前記機関運転状態を検出する、ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置された酸化触媒と、
前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、
前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、
前記加熱手段の作動時に排気微粒子の排出が抑制されるように機関運転状態を制御する運転状態制御手段を有している、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項２】
吸気通路内に燃料を噴射するポート噴射弁と、
燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備え、
前記運転状態制御手段は、前記筒内噴射弁による燃料噴射から前記ポート噴射弁による燃料噴射へと切り替える、ことを特徴とする請求項１に記載の排気微粒子測定装置。
【請求項３】
前記運転状態制御手段は、該内燃機関へ燃料を供給するときにメイン噴射に先立って実行されるパイロット噴射を禁止する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路に配置された酸化触媒と、
前記酸化触媒を加熱して前記酸化触媒に堆積した排気微粒子を燃焼させる加熱手段と、
前記加熱手段の作動を制御する加熱制御手段と、
前記酸化触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記排気微粒子の燃焼時における前記酸化触媒の温度に基づいて前記排気微粒子の堆積量を推定する堆積量推定手段とを備え、
排気微粒子の排出が抑制される機関運転状態を検出する運転状態検出手段を有し、
前記加熱制御手段は、前記運転状態検出手段の検出結果に応じて、前記加熱手段の作動時を制御する、ことを特徴とする内燃機関の排気微粒子測定装置。
【請求項５】
該内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段を備え、
前記運転状態検出手段は、前記冷却水温度検出手段の検出結果に応じて、前記機関運転状態を検出する、ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気微粒子測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２６１３２３（Ｐ２００８−２６１３２３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０６５０２（Ｐ２００７−１０６５０２）
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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