(57)【要約】【課題】触媒担体の目詰まりの発生を防止し、エンジン出力および排気ガス浄化機能を維持することができる車両の排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】上流触媒４の触媒担体４１よりも上流側における排気通路３内の排気ガスの温度に基づいて各気筒のうちの第１気筒に燃料が噴射された際の当該第１気筒での点火を除去制御手段６１により制御し、排気ガスの温度が排気高温状態であるときに、第１気筒に燃料が噴射された際の当該第１気筒での点火を停止して触媒担体４１よりも上流側における排気通路３内で燃料を爆発させることにより触媒担体４１の目詰まりを除去する除去制御を行う。【選択図】図１
2008190501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有するエンジンの排気管内に設けられ、触媒を担持する触媒担体を備えた車両の排気ガス浄化装置であって、
上記触媒担体よりも上流側における排気管内の排気ガスの温度を検出する排気温度検出手段と、
上記排気温度検出手段により検出された排気管内の排気ガスの温度に基づいて上記各気筒のうちの所望する気筒に燃料が噴射された際の当該気筒での点火を制御し、上記排気温度検出手段により検出された排気ガスの温度が所定温度よりも高いときに、上記所望する気筒に燃料が噴射された際の当該気筒での点火を停止して上記触媒担体よりも上流側における排気管内で燃料を爆発させることにより上記触媒担体の目詰まりを除去する除去制御を行う除去制御手段と
を備えていることを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の排気ガス浄化装置において、
上記除去制御手段による上記触媒担体の目詰まりを除去する除去制御は、上記各気筒のうちの所望する気筒に燃料が噴射された際の当該気筒での点火を複数回連続して停止して上記触媒担体よりも上流側における排気管内で燃料を複数回連続して爆発させることにより行われていることを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両の排気ガス浄化装置において、
上記触媒担体よりも上流側における排気管内での燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態および減衰状態を検出する排気圧力検出手段を備えており、
上記除去制御手段は、上記排気圧力検出手段からの排気管内での燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態に基づいて上記触媒担体の目詰まり状態を判定するとともに、その上昇後の排気ガスの圧力の減衰状態に基づいて上記触媒担体の目詰まり状態が除去可能と判定されたときに、上記除去制御を繰り返し行うことを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項２に記載の車両の排気ガス浄化装置において、
上記触媒担体よりも上流側における排気管内での燃料の複数回連続した爆発による排気ガスの圧力の個々の上昇状態を検出する排気圧力検出手段を備えており、
上記除去制御手段は、上記排気圧力検出手段からの排気管内での複数回連続した燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態に基づいて上記触媒担体の目詰まり状態を判定するとともに、その排気ガスの圧力の個々の上昇状態の変遷に基づいて上記触媒担体の目詰まり状態が除去可能と判定されたときに、上記除去制御を繰り返し行うことを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の車両の排気ガス浄化装置において、
上記触媒担体の目詰まりを報知する報知手段を備え、
上記除去制御手段は、上記触媒担体の目詰まり状態が上記除去制御を繰り返しても除去不能と判定されたときに、上記報知手段に触媒担体の目詰まりを報知することを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。
【請求項６】
請求項３ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両の排気ガス浄化装置において、
上記除去制御手段は、上記触媒担体の目詰まり状態を判定した際に上記触媒担体の目詰まりが無いと判定されたときに、所定期間経過するまでの間、上記除去制御を禁止していることを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。
【請求項７】
請求項３ないし請求項６のいずれか１つに記載の車両の排気ガス浄化装置において、
上記除去制御手段による上記触媒担体の目詰まり状態の判定は、減速時または低負荷時に行われることを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒担体の排気ガス流入口端面近傍における物質の付着・堆積を防止し、該触媒担体の目詰まり発生を防止することができる車両の排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両の走行性を高めるために、その燃料にはマンガン（Ｍｎ）などの金属系成分を主成分としたオクタン価向上剤を好適に含ませる傾向にある。一方、車両においては、燃料中のオクタン価向上剤をはじめとする様々な添加剤等に由来する物質を含む排気ガスをクリーンなものにするために、貴金属等の触媒を被覆（コート）等の手段により担持した触媒担体を用いた種々の排気ガス浄化装置が利用されている。
【０００３】
ところが、このような排気ガス浄化装置では、燃料中の添加剤等に由来して排気ガス中に含まれるマンガン系物質等の金属系物質が、触媒担体の排気ガス流入口端面に強固に付着して堆積が進行し、目詰まりが発生する場合があるという問題がある。これは、排気ガス中に含まれる物質が、触媒担体に担持された貴金属等の触媒表面で化学反応を起こすか、又は触媒が高温になり、該触媒担体の目詰まりが促進されるためと推察される。このため、この問題を解決するための技術が従来より提案されている。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１に示すように、触媒を担持した触媒担体を備えた排気ガス浄化装置において、上記触媒担体における排気ガス流入口端面から所定の距離に渡る部分が上記触媒による触媒作用を抑制する物質で被覆されているものが知られている。
【特許文献１】特開２００５−１５５４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のものでは、触媒担体の排気ガス流入口端面から所定の距離に渡る部分が触媒作用を抑制する物質で被覆されていても、燃料中に添加された金属系物質が触媒担体の排気ガス流入口端面において堆積することに何ら変わりはなく、触媒表面での化学反応や触媒の高温化に伴って、触媒担体の排気ガス流入口端面に付着した金属系物質が強固に付着して堆積が進行し、触媒担体における目詰まりの発生を十分に抑えることができないのが現状である。そのため、触媒担体の目詰まりによって、エンジン出力や排気ガス浄化機能が著しく低下することになる。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、触媒担体の目詰まりの発生を防止し、エンジン出力および排気ガス浄化機能を維持することができる車両の排気ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、複数の気筒を有するエンジンの排気管内に設けられ、触媒を担持する触媒担体を備えた車両の排気ガス浄化装置を前提とし、上記触媒担体よりも上流側における排気管内の排気ガスの温度を検出する排気温度検出手段と、上記触媒担体の目詰まりを除去する除去制御を行う除去制御手段とを設けている。そして、上記除去制御手段では、上記排気温度検出手段により検出された排気管内の排気ガスの温度に基づいて上記各気筒のうちの所望する気筒に燃料が噴射された際の当該気筒での点火を制御し、上記排気温度検出手段により検出された排気ガスの温度が所定温度よりも高いときに、上記所望する気筒に燃料が噴射された際の当該気筒での点火を停止して上記触媒担体よりも上流側における排気管内で燃料を爆発させることにより上記触媒担体の目詰まりを除去する除去制御を行っている。
【０００８】
この特定事項により、各気筒のうちの所望する気筒に燃料が噴射された際の当該気筒での点火を停止して触媒担体よりも上流側における排気管内で燃料を爆発させると、その爆発による圧力波が触媒担体の排気ガス流入口端面に作用する。このため、燃料中に添加された金属系物質が触媒担体の排気ガス流入口端面において堆積し始めても、排気管内での爆発による圧力波によって、触媒担体の排気ガス流入口端面において堆積し始めた燃料中の金属系物質が付着力の弱いうちに除去される。これにより、触媒担体の目詰まりの発生が防止され、エンジン出力や排気ガス浄化機能の悪化を抑制してエンジン出力や排気ガス浄化機能を維持することが可能となる。
【０００９】
これに対し、上記除去制御手段による上記触媒担体の目詰まりを除去する除去制御を、上記各気筒のうちの所望する気筒に燃料が噴射された際の当該気筒での点火を複数回連続して停止して上記触媒担体よりも上流側における排気管内で燃料を複数回連続して爆発させることにより行ってもよい。この場合には、各気筒のうちの所望する気筒に燃料が噴射された際の当該気筒での点火を複数回連続して停止して排気管内で燃料を複数回連続して爆発させると、その複数回の爆発による個々の圧力波が触媒担体の排気ガス流入口端面に連続的に作用する。このため、燃料中に添加された金属系物質が触媒担体の排気ガス流入口端面において堆積し始めても、排気管内での複数回の爆発による連続的な圧力波によって、触媒担体の排気ガス流入口端面において堆積し始めた燃料中の金属系物質が付着力の弱いうちに効果的に除去される。これにより、触媒担体の目詰まりの発生が効果的に防止され、エンジン出力や排気ガス浄化機能をより一層維持することが可能となる。
【００１０】
そして、上記触媒担体よりも上流側における排気管内での燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態およびその上昇後の減衰状態を検出する排気圧力検出手段を設け、上記除去制御手段により、上記排気圧力検出手段からの排気管内での燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態に基づいて上記触媒担体の目詰まり状態を判定するとともに、その上昇後の排気ガスの圧力の減衰状態に基づいて上記触媒担体の目詰まり状態が除去可能と判定されたときに、上記除去制御を繰り返し行ってもよい。この場合には、排気ガスの圧力の上昇状態およびその上昇後の減衰状態に基づいて触媒担体の目詰まり状態が除去制御手段によって判定されている。このため、触媒担体の目詰まり状態が排気圧力検出手段による排気ガスの圧力の上昇状態および減衰状態に基づいて明確に把握され、触媒担体の目詰まり状態に応じて除去制御が繰り返し行われることになり、触媒担体の目詰まりの発生をより効果的に防止することが可能となる。
【００１１】
これに対し、上記触媒担体よりも上流側における排気管内での燃料の複数回連続した爆発による排気ガスの圧力の個々の上昇状態を検出する排気圧力検出手段を設け、上記除去制御手段により、上記排気圧力検出手段からの排気管内での複数回連続した燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態に基づいて上記触媒担体の目詰まり状態を判定するとともに、その排気ガスの圧力の個々の上昇状態の変遷に基づいて上記触媒担体の目詰まり状態が除去可能と判定されたときに、上記除去制御を繰り返し行ってもよい。この場合には、排気ガスの圧力の個々の上昇状態の変遷に基づいて触媒担体の目詰まり状態が除去制御手段によって判定されている。このため、触媒担体の目詰まり状態が排気圧力検出手段による排気ガスの圧力の個々の上昇状態の変遷に基づいて明確に把握され、触媒担体の目詰まり状態に応じて除去制御が繰り返し行われることになり、触媒担体の目詰まりの発生をより効果的に防止することが可能となる。
【００１２】
また、上記触媒担体の目詰まりを報知する報知手段を設け、上記除去制御手段によって上記触媒担体の目詰まり状態が上記除去制御を繰り返しても除去不能と判定されたときに、上記報知手段に触媒担体の目詰まりを報知してもよい。この場合には、除去制御を繰り返しても除去不能な触媒担体の目詰まり状態であれば、報知手段によって触媒担体の目詰まりが報知されることになる。このため、無駄な除去制御を繰り返し行う必要がなく、報知手段による報知に従って触媒担体を交換して、エンジン出力や排気ガス浄化機能の維持に務めることが可能となる。
【００１３】
そして、上記除去制御手段によって上記触媒担体の目詰まり状態を判定した際に上記触媒担体の目詰まりが無いと判定されたときに、所定期間経過するまでの間、上記除去制御を禁止してもよい。この場合には、所定期間経過することによって触媒担体の目詰まりが発生し始めるまでの間、除去制御手段による無駄な除去制御が禁止されることになる。これにより、触媒担体の目詰まりが発生していないにも拘わらず除去制御手段による除去制御を行う無駄をなくし、除去制御手段の制御の簡素化を図ることが可能となる。
【００１４】
更に、上記除去制御手段による上記触媒担体の目詰まり状態の判定を、減速時または低負荷時に行う場合には、エンジンの出力が必要とされる加速時や高負荷時、各気筒のうちの所望する気筒に燃料が噴射された際に当該気筒での点火を停止する除去制御が禁止されることになる。これにより、加速時や高負荷時にエンジンの出力を円滑に確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上、要するに、排気温度検出手段により検出された排気ガスの温度が所定温度よりも高いときに、各気筒のうちの所望する気筒に燃料が噴射された際の当該気筒での点火を停止し、触媒担体よりも上流側における排気管内で燃料を爆発させて触媒担体の目詰まりを除去する除去制御を行うことで、排気管内で燃料を爆発させた際の圧力波を触媒担体の排気ガス流入口端面に作用させて、触媒担体の排気ガス流入口端面において堆積し始めた燃料中の金属系物質を付着力の弱いうちに除去し、触媒担体の目詰まりの発生を防止して、エンジン出力や排気ガス浄化機能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の最良の実施形態を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、斯かる実施形態により何等制限されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の実施例１に係る排気ガス浄化装置を備えた車両のエンジンのシステム構成を説明するための図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態のシステムは、車両の動力となるエンジン１を備えている。このエンジン１には、吸気通路２および排気通路３が連通している。
【００１９】
吸気通路２には、その内部を流れる空気量、つまりエンジン１に流入する吸入空気量を検出するエアフローメータ２１が配置されている。また、エアフローメータ２１の下流には、スロットル弁２２が配置されている。スロットル弁２２は、アクセル開度等に基づいてスロットルモータ２３により駆動される電子制御式のバルブである。スロットル弁２２の近傍には、スロットル開度を検出するためのスロットルポジションセンサ２４が配置されている。アクセル開度は、アクセルペダルの近傍に設けられたアクセルポジションセンサ２５によって検出される。
【００２０】
エンジン１は、複数の気筒（例えば４つの気筒）を有する多気筒ガソリンエンジンであり、図１は、そのうちの１気筒の断面を示している。エンジン１が備える個々の気筒には、吸気通路２に通じる吸気ポート、および排気通路３に通じる排気ポートが設けられている。吸気ポートには、その内部に燃料を噴射するための燃料噴射弁２６が配置されている。また、吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、吸気通路２と筒内、或いは排気通路３と筒内を導通状態または遮断状態とするための吸気弁２７および排気弁３１が設けられている。また、各気筒には、筒内の混合気に点火するための火花を放つ点火プラグ１１が設置されている。なお、エンジン１は、図示の構成に限らず、例えば燃料を筒内に直接噴射する方式のものでもよい。
【００２１】
エンジン１の各気筒は、シリンダ１２およびピストン１３を備えている。ピストン１３の往復運動によって回転駆動されるクランク軸１４の近傍には、クランク軸１４の回転角を検出するためのクランク角センサ１５が取り付けられている。クランク角センサ１５は、クランク軸１４が所定回転角だけ回転する毎に、Ｈｉ出力とＬｏ出力を反転させるセンサである。クランク角センサ１５の出力によれば、クランク軸１４の回転位置や回転速度、更には、エンジン回転数ＮＥなどを検知することができる。
【００２２】
また、図１に示すシステムは、後述する上流触媒４よりも上流側における排気通路３内の排気ガスの温度を検出する排気温度検出手段としての排気温度センサ３２と、上流触媒４よりも上流側における排気通路３内での排気ガスの圧力を検出する排気圧力検出手段としての排気ガス圧力センサ３３と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）６とを備えている。ＥＣＵ６には、上述した各種センサやアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ６は、それらのセンサ出力に基づいて、エンジン１の運転状態を制御している。
【００２３】
そして、エンジン１の排気通路３には、排気ガスを浄化するための上流触媒４が配置されている。
【００２４】
上流触媒４は、図２に示すように、浄化対象である排気ガスを流入させるための入口である排気ガス流入口４１ａを一端に有する略円柱形状の触媒担体４１を備えている。触媒担体４１は、複数のセルからなるフィルタ状のものであり、該触媒担体４１の内部には、触媒（図示せず）が存在している。触媒としては、特に制限されず、一般的な触媒担体などに適用される触媒が用いられ、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の金属が挙げられる。
【００２５】
上記触媒担体４１は、例えば、図３に示すように、ケース４２の中にマット４３を介在させて組付けた状態である組付体としてのコンバータ４４等として用いられる。そして、上流触媒４は、コンバータ４４（コンバータ４４のケース４２）にフランジ、コーン等の通気路を接続させた状態である接続体としてのマニバータ４０（図４参照）として使用される。即ち、コンバータ４４は、マニバータ４０の構成部材として、複数の気筒の排気が集合する箇所よりも下流側に取り付けられる。図４に示すように、マニバータ４０としては、排気通路一体タイプのものが適用されている。この場合、燃料中に添加された金属系物質が触媒担体４１の排気ガス流入口４１ａの端面において堆積しやすいため、触媒表面での化学反応や触媒の高温化に伴って、触媒担体４１の排気ガス流入口４１ａの端面に付着した金属系物質が強固に付着して堆積が進行し、触媒担体４１における目詰まりの発生が危惧されている。
【００２６】
また、エンジン１の排気通路３には、排気ガスを浄化するための下流触媒５が配置されている。この下流触媒５は、上流触媒４よりも下流側に設けられ、上流触媒４よりも比較的容量の大きい触媒である。そして、下流触媒５は、上流触媒４に比べて排気ポートから遠い位置に配設されている関係上、上流触媒４よりも暖機に要する時間が長いものの、その容量が大きいことから、一旦暖機した後においては優れた排気浄化性能を発揮する。
【００２７】
そして、上記ＥＣＵ６は、除去制御手段６１を備え、上記排気温度センサ３２により検出された排気通路３内の排気ガスの温度に基づいてエンジン１の各気筒のうちの第１気筒に燃料噴射弁２６により燃料が噴射された際のその第１気筒での点火プラグ１１による点火を制御している。具体的には、除去制御手段６１は、排気温度センサ３２により検出された排気ガスの温度が所定温度（燃料の着火可能な温度）よりも高いときに、各気筒のうちの第１気筒に燃料噴射弁２６により燃料が噴射された際のその第１気筒での点火プラグ１１による点火を１回停止して上流触媒４（触媒担体４１）よりも上流側における排気通路３内で燃料を１回爆発させることで触媒担体４１の目詰まりを除去する除去制御を行っている。また、排気ガス圧力センサ３３では、上流触媒４１よりも上流側における排気通路３内での燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態およびその上昇した後の排気ガスの圧力の減衰状態をそれぞれ検出している。そして、除去制御手段６１は、排気ガス圧力センサ３３により検出された排気通路３内での燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態に基づいて上流触媒４の目詰まりの有無を判定するとともに、排気ガス圧力センサ３３により検出された上昇後の排気ガスの圧力の減衰状態に基づいて上流触媒４の目詰まり状態が除去制御の繰り返しにより除去可能であるか否かを判定している。
【００２８】
更に、上流触媒４の目詰まりを報知する報知手段としての警告灯６２を運転席のダッシュボードに備えている。そして、除去制御手段６１は、上流触媒４の目詰まり状態が除去制御により除去不能と判定されたときに、警告灯６２に信号を出力し、該警告灯６２を点灯させて上流触媒４の目詰まりを運転者に報知するようにしている。この場合、排気温度センサ３２、排気ガス圧力センサ３３、点火プラグ１１、除去制御手段６１および警告灯６２によって、排気ガス浄化装置が構成されている。
【００２９】
また、除去制御手段６１による上流触媒４の目詰まり状態の判定は、減速時または低負荷時に行われるようになっている。
【００３０】
次に、除去制御手段６１による触媒担体４１の目詰まりを除去する除去制御の流れを図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００３１】
先ず、図５のフローチャートのステップＳＴ１において、減速時または低負荷時であって、かつ排気温度センサ３２により検出された排気ガスの温度が所定温度（燃料の着火可能な温度）よりも高い排気高温状態となるまで待機する。そして、減速時または低負荷時でかつ排気高温状態となると、ステップＳＴ２において、除去制御を行う。つまり、エンジン１の各気筒のうちの第１気筒に燃料噴射弁２６により燃料が噴射された際のその第１気筒での点火プラグ１１による点火を１回停止し、上流触媒４（触媒担体４１）よりも上流側における排気通路３内で燃料を１回爆発させる。
【００３２】
その後、ステップＳＴ３において、排気ガス圧力センサ３３により検出された上流触媒４１よりも上流側における排気通路３内での燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態に基づいて上流触媒４の触媒担体４１の目詰まりが有るか否かを判定する。このとき、触媒担体４１の目詰まりが有るか否かの判定は、図６に実線で示すように、排気通路３内での燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇が僅かでなだらかな曲線を描くと、排気ガスの圧力の上昇状態が正常であることから、これに基づいて触媒担体４１の目詰まりが無いと判定される。一方、図６に破線で示すように、排気通路３内での燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇がピーク点に向かって急激に盛り上がると、排気ガスの圧力の上昇状態が異常であることから、これに基づいて触媒担体４１の目詰まりが有ると判定される。
【００３３】
上記ステップＳＴ３の判定が、触媒担体４１の目詰まりが無いＹＥＳの場合には、ステップＳＴ４に進んで、所定期間（例えば、走行距離１０００Ｋｍ）経過するまでの期間計測を開始し、所定期間経過するまでの間、除去制御手段６１による触媒担体４１の目詰まりを除去する除去制御を禁止する。このとき、所定期間経過するまでの期間計測は、ＥＣＵ６に設けられた計測器により行われる。
【００３４】
一方、上記ステップＳＴ３の判定が、触媒担体４１の目詰まりが有るＮＯの場合には、ステップＳＴ５に進んで、排気ガスの圧力がピーク点に向かって急激に盛り上がった上昇後の減衰状態を排気ガス圧力センサ３３により検出し、その減衰状態に基づいて、除去制御手段６１による除去制御を繰り返し行うことで触媒担体４１の目詰まりが除去可能であるか否かの判定を行う。
【００３５】
このステップＳＴ５の判定が、除去制御手段６１による除去制御を繰り返し行うことで触媒担体４１の目詰まりが除去可能であるＹＥＳの場合には、上記ステップＳＴ１に戻って、減速時または低負荷時でかつ排気高温状態での除去制御手段６１による除去制御を繰り返し行う。一方、上記ステップＳＴ５の判定が、除去制御手段６１による除去制御を繰り返し行っても触媒担体４１の目詰まりが除去不能であるＮＯの場合には、ステップＳＴ６において、警告灯６２を点灯させて上流触媒４の目詰まりを運転者に報知する。
【００３６】
したがって、上記実施例１では、エンジン１の各気筒のうちの第１気筒に燃料噴射弁２６により燃料が噴射された際のその第１気筒での点火プラグ１１による点火を１回停止し、上流触媒４（触媒担体４１）よりも上流側における排気通路３内で燃料を１回爆発させると、その爆発による圧力波が上流触媒４の触媒担体４１の排気ガス流入口４１ａの端面に作用する。このため、燃料中に添加された金属系物質が触媒担体４１の排気ガス流入口４１ａの端面において堆積し始めても、排気通路３内での爆発による圧力波によって、触媒担体４１の排気ガス流入口４１ａの端面において堆積し始めた燃料中の金属系物質が付着力の弱いうちに除去される。これにより、触媒担体４の目詰まりの発生が防止され、エンジン出力や排気ガス浄化機能の悪化を抑制してエンジン出力や排気ガス浄化機能を維持することができる。
【００３７】
そして、排気通路３内での燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態を排気ガス圧力センサ３３により検出し、この排気ガスの圧力の上昇状態に基づいて触媒担体４１の目詰まり状態を判定し、その排気ガスの圧力の上昇後の減衰状態に基づいて触媒担体４１の目詰まり状態が除去制御手段６１による除去制御の繰り返しにより除去可能と判定されたときに、除去制御が繰り返し行われるので、触媒担体４１の目詰まり状態が排気ガス圧力センサ３３による排気ガスの圧力の上昇後の減衰状態に基づいて明確に把握され、触媒担体４１の目詰まり状態に応じた除去制御が行われることになり、触媒担体４１の目詰まりの発生をより効果的に防止することができる。
【００３８】
また、排気ガス圧力センサ３３により検出された上昇後の排気ガスの圧力の減衰状態に基づいて判定された触媒担体４１の目詰まり状態が除去制御手段６１による除去制御を繰り返しても除去不能と判定されたときに、警告灯６２を点灯させて触媒担体４１の目詰まりが報知されるので、除去不能な触媒担体４１の目詰まり状態であれば、警告灯６２の点灯によって触媒担体４１の目詰まりが運転者に報知されることになる。このため、無駄な除去制御を繰り返し行う必要がなく、警告灯６２による報知に従って触媒担体４１を交換して、エンジン出力や排気ガス浄化機能の維持に務めることができる。
【００３９】
そして、排気ガス圧力センサ３３により検出された排気通路３内での燃料の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態が正常であって触媒担体４１の目詰まりが無いときに、所定期間（例えば、走行距離１０００Ｋｍ）経過するまでの間、除去制御手段６１による触媒担体４１の目詰まりを除去する除去制御が禁止されるので、触媒担体４１の目詰まりが発生していないにも拘わらず触媒担体４１の目詰まり状態を判定するといった無駄をなくし、除去制御手段６１の制御の簡素化を図ることができる。
【００４０】
更に、上記除去制御手段６１による触媒担体４１の目詰まり状態の判定が、減速時または低負荷時でかつ排気高温状態にあるときに行われるので、エンジン１の出力が必要とされる加速時や高負荷時に、第１気筒に燃料が噴射された際の除去制御手段６１による第１気筒での点火を停止する除去制御が禁止されることになる。これにより、加速時や高負荷時にエンジン１の出力を円滑に確保することができる。
【実施例２】
【００４１】
次に、本発明の実施例２を図７ないし図９に基づいて説明する。
【００４２】
この実施例２では、除去制御手段６１による除去制御の内容を変更している。なお、除去制御手段６１による除去制御の内容を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一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。
【００４３】
すなわち、本実施例では、除去制御手段６１は、排気温度センサ３２により検出された排気ガスの温度が所定温度（燃料の着火可能な温度）よりも高いときに、各気筒のうちの第１気筒に燃料噴射弁２６により燃料が噴射された際のその第１気筒での点火プラグ１１による点火を４回連続して停止して上流触媒４（触媒担体４１）よりも上流側における排気通路３内で燃料を４回連続して爆発させることで触媒担体４１の目詰まりを除去する除去制御を行っている。また、排気ガス圧力センサ３３では、上流触媒４１よりも上流側における排気通路３内での燃料の４回の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態をそれぞれ個々に検出している。そして、除去制御手段６１は、排気ガス圧力センサ３３により検出された排気通路３内での燃料の４回の爆発による排気ガスの圧力の上昇状態に基づいて上流触媒４の目詰まりの有無を判定するとともに、排気ガス圧力センサ３３により検出された排気ガスの圧力の個々の上昇状態の変遷（ピーク点の推移）に基づいて上流触媒４の目詰まり状態が除去制御の繰り返しにより除去可能であるか否かを判定している。
【００４４】
次に、除去制御手段６１による触媒担体４１の目詰まりを除去する除去制御の流れを図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００４５】
先ず、図７のフローチャートのステップＳＴ１において、減速時または低負荷時でかつ排気高温状態となるまで待機した後、ステップＳＴ２１において、除去制御を行う。つまり、エンジン１の各気筒のうちの第１気筒に燃料噴射弁２６により燃料が噴射された際のその第１気筒での点火プラグ１１による点火を４回連続して停止し、上流触媒４（触媒担体４１）よりも上流側における排気通路３内で燃料を４回連続して爆発させる。
【００４６】
その後、ステップＳＴ３１において、排気ガス圧力センサ３３により検出された上流触媒４１よりも上流側における排気通路３内での燃料の４回連続した爆発による排気ガスの圧力の個々の上昇状態に基づいて上流触媒４の触媒担体４１の目詰まりが有るか否かを判定する。このとき、触媒担体４１の目詰まりが有るか否かの判定は、排気通路３内での燃料の４回連続した爆発による個々の排気ガスの圧力の上昇が僅かでなだらかな曲線を描く場合に、排気ガスの圧力の上昇状態が正常であることから、これに基づいて触媒担体４１の目詰まりが無いと判定される。一方、排気通路３内での燃料の４回連続した爆発による排気ガスの圧力の上昇がそれぞれピーク点に向かって急激に盛り上がる場合に、排気ガスの圧力の上昇状態が異常であることから、これに基づいて触媒担体４１の目詰まりが有ると判定される。
【００４７】
上記ステップＳＴ３１の判定が、触媒担体４１の目詰まりが無いＹＥＳの場合には、ステップＳＴ４に進んで、所定期間（例えば、走行距離１０００Ｋｍ）経過するまでの間、除去制御手段６１による触媒担体４１の目詰まりを除去する除去制御を禁止する。
【００４８】
一方、上記ステップＳＴ３１の判定が、触媒担体４１の目詰まりがあるＮＯの場合には、ステップＳＴ５１に進んで、個々の排気ガスの圧力がピーク点に向かってそれぞれ急激に盛り上がった際の個々の上昇状態の変遷、つまりピーク点の推移を排気ガス圧力センサ３３により順に検出し、それぞれの排気ガスの圧力のピーク点の推移に基づいて、除去制御手段６１による除去制御を繰り返し行うことで触媒担体４１の目詰まりが除去可能であるか否かの判定を行う。このとき、触媒担体４１の目詰まりが除去可能であるか否かの判定は、図８に示すように、排気通路３内での燃料の４回連続した爆発による個々の排気ガスの圧力が上昇した際のピーク点の推移が順に小さくなる場合に、除去制御を繰り返し行うことで触媒担体４１の目詰まりが除去可能であると判定される。一方、図９に示すように、それぞれの排気ガスの圧力のピーク点が変わらない場合に、除去制御を繰り返し行っても触媒担体４１の目詰まりが除去不能であると判定される。
【００４９】
このステップＳＴ５１の判定が、除去制御手段６１による除去制御を再度繰り返し行うことで触媒担体４１の目詰まりが除去可能であるＹＥＳの場合には、上記ステップＳＴ１に戻って、減速時または低負荷時でかつ排気高温状態での除去制御手段６１による除去制御を再度繰り返し行う。一方、上記ステップＳＴ５１の判定が、除去制御手段６１による除去制御を繰り返し行っても触媒担体４１の目詰まりが除去不能であるＮＯの場合には、ステップＳＴ６において、警告灯６２を点灯させて上流触媒４の目詰まりを報知する。
【００５０】
したがって、上記実施例２では、エンジン１の各気筒のうちの第１気筒に燃料噴射弁２６により燃料が噴射された際のその第１気筒での点火プラグ１１による点火を４回停止し、上流触媒４（触媒担体４１）よりも上流側における排気通路３内で燃料を４回連続して爆発させると、その４回連続した爆発による圧力波が上流触媒４の触媒担体４１の排気ガス流入口４１ａの端面に連続的に作用する。このため、燃料中に添加された金属系物質が触媒担体４１の排気ガス流入口４１ａの端面において堆積し始めても、排気通路３内での４回連続した爆発による圧力波によって、触媒担体４１の排気ガス流入口４１ａの端面において堆積し始めた燃料中の金属系物質が付着力の弱いうちに効果的に除去される。これにより、触媒担体４の目詰まりの発生が効果的に防止され、エンジン出力や排気ガス浄化機能をより一層維持することができる。
【００５１】
しかも、排気通路３内での燃料の４回連続した爆発による排気ガスの圧力の個々の上昇状態に基づいて上流触媒４の触媒担体４１の目詰まり状態が除去制御により除去可能と判定されたときに、上記除去制御が繰り返し行われるので、排気ガスの圧力の個々の上昇状態つまりピーク点の推移に基づいて触媒担体４１の目詰まり状態が除去制御手段６１によって判定される。このため、触媒担体４１の目詰まり状態が排気ガス圧力センサ３３による排気ガスの圧力の個々の上昇状態に基づいて明確に把握され、触媒担体４１の目詰まり状態に応じて除去制御が行われることになり、触媒担体４１の目詰まりの発生をより効果的に防止することができる。
【００５２】
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、各気筒のうちの第１気筒に燃料噴射弁２６により燃料が噴射された際のその第１気筒での点火プラグ１１による点火を停止し、上流触媒４よりも上流側における排気通路３内で燃料を爆発させるようにしたが、燃料噴射弁により燃料が噴射された際の点火プラグによる点火の停止が第１気筒に限定されるものではなく、各気筒のうちのいずれの気筒であってもよいのはもちろんである。また、各気筒のうちの点火順序が一つおきとなる気筒、例えば４気筒では１−３−４−２気筒の点火順序となるために点火順序が一つおきとなる気筒は１−４気筒または２−３気筒、もしくは第１番気筒および第３番気筒といった奇数順番の気筒が所望する気筒であったり、全気筒が所望する気筒であってもよく、その場合には、燃料噴射弁により燃料が噴射された際の点火プラグによる点火が当該気筒（例えば、点火順序が一つおきとなる気筒、奇数順番の気筒または全気筒）において停止されることになる。
【００５３】
また、上記各実施例では、例えば、走行距離１０００Ｋｍ経過するまでの所定期間の間、除去制御手段６１，６１による除去制御を禁止するようにしたが、燃料の積載量、つまり燃料の消費量に基づいて、燃料を所定量消費するまでの所定期間の間、除去制御手段による除去制御が禁止されるようにしてもよい。
【００５４】
更に、上記実施例２では、各気筒のうちの第１気筒に燃料が噴射された際のその第１気筒での点火を４回連続して停止して上流触媒４よりも上流側における排気通路３内で燃料を４回連続して爆発させることで触媒担体４１の目詰まりを除去する除去制御を行ったが、各気筒のうちの所望する気筒に燃料が噴射された際のその当該気筒での点火の停止回数は４回に限定されるものではなく、当該気筒での点火の停止回数が２、３回または５回以上の複数回数であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１に係る排気ガス浄化装置を備えた車両のエンジンのシステム構成を説明する説明図である。
【図２】同じく上流触媒の触媒担体を示す概略構成図である。
【図３】同じく触媒担体の一使用例を示す概略断面図である。
【図４】同じく排気通路一体タイプのマニバータに適用した状態を示す斜視図である。
【図５】同じく除去制御手段による除去制御の流れを示すフローチャート図である。
【図６】同じく排気通路内で燃料を爆発させた際の排気ガス圧力センサにより検出された時間に対する排気ガス圧力の上昇状態および減衰状態の特性を示す特性図である。
【図７】本発明の実施例２に係る除去制御手段による除去制御の流れを示すフローチャート図である。
【図８】同じく排気通路内で燃料を４回爆発させた際に除去制御を繰り返し行うことで触媒担体の目詰まりが除去可能であると判定される場合の排気ガス圧力センサにより検出された時間に対する排気ガス圧力の個々の上昇状態の特性を示す特性図である。
【図９】同じく排気通路内で燃料を４回爆発させた際に除去制御を繰り返し行っても触媒担体の目詰まりが除去不能であると判定される場合の排気ガス圧力センサにより検出された時間に対する排気ガス圧力の個々の上昇状態の特性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５６】
１        エンジン
３        排気通路（排気管）
３２      排気温度センサ（排気温度検出手段）
３３      排気ガス圧力センサ（排気圧力検出手段）
４１      触媒担体
６１      除去制御手段
６２      警告灯（報知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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