(57)【要約】【課題】排気を正常なフィルタに通さないままに内燃機関を運転する不正運転の続行を阻止し、排気ガス規制の実効を担保する内燃機関の不正運転防止装置を提供する。【解決手段】排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタ２１を排気通路１１に設けた内燃機関１０の不正運転防止装置３０である。内燃機関１０の始動時又は始動後にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関１０の機能を制限する。内燃機関１０の機能制限は、例えば、内燃機関１０を始動不能にし若しくは停止させること、内燃機関１０の出力性能を低下させること、又はその後の内燃機関１０の運転回数を制限することである。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に設けた内燃機関の不正運転防止装置であって、
内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関の機能を制限するように構成したことを特徴とする内燃機関の不正運転防止装置。
【請求項２】
内燃機関の機能制限が、内燃機関を始動不能にし若しくは停止させること、内燃機関の出力性能を低下させること、又はその後の内燃機関の運転回数を制限することである請求項１の内燃機関の不正運転防止装置。
【請求項３】
排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に設けた内燃機関の不正運転防止装置であって、
フィルタの排気上流側の排気圧力を検出する圧力検出手段と、内燃機関の始動又は運転継続に係わる始動・運転継続関連手段と、圧力検出手段の出力を受け、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関を始動不能にし又は停止させるように始動・運転継続関連手段を制御する不正運転防止手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の不正運転防止装置。
【請求項４】
排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に設けた内燃機関の不正運転防止装置であって、
フィルタの排気上流側の排気圧力を検出する圧力検出手段と、内燃機関の出力性能に係わる出力性能関連手段と、圧力検出手段の出力を受け、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関の出力性能を低下させるように出力性能関連手段を制御する不正運転防止手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の不正運転防止装置。
【請求項５】
排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に設けた内燃機関の不正運転防止装置であって、
フィルタの排気上流側の排気圧力を検出する圧力検出手段と、内燃機関の運転回数をカウントする運転回数計測手段と、内燃機関の始動又は運転継続に係わる始動・運転継続関連手段と、圧力検出手段及び運転回数計測手段の出力を受け、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低くなると、その後の内燃機関の運転回数を制限するように始動・運転継続関連手段を制御する不正運転防止手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の不正運転防止装置。
【請求項６】
フィルタよりも排気上流側の排気通路が、内燃機関との接続口及びフィルタとの接続口を除いて閉鎖されており、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関を始動不能にし若しくは停止させ、又は内燃機関の出力性能を低下させるように構成している請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の内燃機関の不正運転防止装置。
【請求項７】
フィルタよりも排気上流側の排気通路に、排気を大気開放する大気開放手段、又は排気をフィルタよりも排気下流側の排気通路にバイパスさせるバイパス通路が設けられ、この大気開放手段又はバイパス通路が開閉手段により開閉可能とされており、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは、その後の内燃機関の運転回数を制限するように構成している請求項１、請求項２又は請求項５の内燃機関の不正運転防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集する排気浄化の技術分野に属し、この浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に設けた内燃機関における不正運転を防止するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の排気浄化を行う装置として、内燃機関の排気通路に、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを設けたものが知られている（例えば、特開平２−１８５６１１号公報、特開平１０−１３１７４０号公報を参照）。このような内燃機関では、フィルタが目詰まりすると、バーナや電気ヒータにより捕集された浮遊粒子状物質を燃焼させてフィルタを再生することが行われる。その場合、フィルタを２個並列に設け、片方のフィルタが目詰まりしたら排気を他方のフィルタに切り換え、その間に目詰まりしたフィルタを再生させる切り換え再生方式の排気浄化装置と、フィルタが目詰まりしたら内燃機関を停止してフィルタを再生させる停止再生方式の排気浄化装置とがある。また、フィルタは保守点検時、劣化による交換時等を想定して排気通路から取り外すことが可能になってはいるが、日常的に取り外すものではない。これを固定方式の排気浄化装置ということにする。これに対してフィルタを内燃機関の排気通路に脱着可能に設けた脱着方式の排気浄化装置が知られている（例えば特開平８−３５４１７号公報を参照）。さらに、この種のフィルタよりも排気上流側の排気通路に、排気を大気開放する大気開放手段を設け、この大気開放手段を開閉手段により開閉可能とした排気浄化装置が知られている（例えば特開２００２−８９２３５号公報を参照）。その場合、大気開放手段に代えて、排気をフィルタよりも排気下流側の排気通路にバイパスさせるバイパス通路を設け、このバイパス通路を開閉手段により開閉可能としても同様の効果が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
排気通路にフィルタを設けると、浮遊粒子状物質の捕集が進むにつれて排気抵抗が増すので、内燃機関の出力性能が低下し、運転性の低下、燃料消費率の悪化等を招きやすい。また、停止再生方式の場合、フィルタ再生中は内燃機関を運転できないので、内燃機関使用の自由度が制限される。さらに、フィルタ再生には加熱のためのエネルギが必要であり、フィルタ等の保全も必要とされるので、コストがかさむ。そのため、排気ガス規制をクリアするために排気浄化装置を設けても、フィルタを取り外して内燃機関を運転する不正運転を行うことが予想される。また、フィルタが溶損したり破損してフィルタを貫通する孔があくと、フィルタの浮遊粒子状物質捕集機能が損なわれると同時に排気抵抗が低下する。その場合、フィルタを交換せずに内燃機関を運転する不正運転を行うことが予想される。さらに、大気開放手段は本来、フィルタが目詰まりしたときにフィルタの再生又は交換を行える状態になるまでの間、臨時に開くものであり、バイパス通路もそのように使うことができるが、この大気開放手段又はバイパス通路が開き放しになるよう操作して内燃機関を運転する不正運転を行うことが予想される。このような内燃機関の不正運転が行われると排気浄化が進まず、排気ガス規制の実効を担保することができない。
【０００４】
本発明はこのような点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低くなったとき、これによって排気を正常なフィルタに通さないままに内燃機関を運転する不正運転が行われていることを推定し、内燃機関の機能を制限するようにして、不正運転の続行を有効に阻止し、排気ガス規制の実効を担保する内燃機関の不正運転防止装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の内燃機関の不正運転防止装置は、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に設けた内燃機関の不正運転防止装置であって、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関の機能を制限するように構成したことを特徴ととしている。
【０００６】
フィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことで排気を正常なフィルタに通さないままに内燃機関を運転する不正運転が行われていると推定し、内燃機関の機能が制限されるので、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【０００７】
請求項２の内燃機関の不正運転防止装置は、請求項１の構成において、内燃機関の機能制限が、内燃機関を始動不能にし若しくは停止させること、内燃機関の出力性能を低下させること、又はその後の内燃機関の運転回数を制限することである。
【０００８】
このようにすれば、フィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことを検出することで排気を正常なフィルタに通さないままに内燃機関を運転する不正運転が行われていると推定し、内燃機関を始動不能にし若しくは停止させ、内燃機関の出力性能を低下させ、又はその後の内燃機関の運転回数を制限するので、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。その場合、内燃機関の出力性能が低下すると不正運転の続行が有効に阻止されるのは、加速が悪化して運転性が劣悪になる、必要な出力を得ることができない、燃料消費率が悪化するなどの症状が出るため、そのまま不正運転を続行する意欲がなくなるからである。
【０００９】
請求項３の内燃機関の不正運転防止装置は、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に設けた内燃機関の不正運転防止装置であって、フィルタの排気上流側の排気圧力を検出する圧力検出手段と、内燃機関の始動又は運転継続に係わる始動・運転継続関連手段と、圧力検出手段の出力を受け、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関を始動不能にし又は停止させるように始動・運転継続関連手段を制御する不正運転防止手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
不正運転防止手段により、圧力検出手段の出力に基づいて、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは始動・運転継続関連手段を制御して内燃機関を始動不能にし又は停止させる。このようにフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことを検出することで排気を正常なフィルタに通さないままに内燃機関を運転する不正運転が行われていると推定し、内燃機関を始動不能にし又は停止させるので、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００１１】
請求項４の内燃機関の不正運転防止装置は、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に設けた内燃機関の不正運転防止装置であって、フィルタの排気上流側の排気圧力を検出する圧力検出手段と、内燃機関の出力性能に係わる出力性能関連手段と、圧力検出手段の出力を受け、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関の出力性能を低下させるように出力性能関連手段を制御する不正運転防止手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
不正運転防止手段により、圧力検出手段の出力に基づいて、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは出力性能関連手段を制御して内燃機関の出力性能を低下させる。このようにフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことを検出することで排気を正常なフィルタに通さないままに内燃機関を運転する不正運転が行われていると推定し、内燃機関の出力性能を低下させるので、加速が悪化して運転性が劣悪になる、必要な出力を得ることができない、燃料消費率が悪化するなどの症状が出ることになり、そのまま不正運転を続行する意欲がなくなり、不正運転の続行が困難となって有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００１３】
請求項５の内燃機関の不正運転防止装置は、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に設けた内燃機関の不正運転防止装置であって、フィルタの排気上流側の排気圧力を検出する圧力検出手段と、内燃機関の運転回数をカウントする運転回数計測手段と、内燃機関の始動又は運転継続に係わる始動・運転継続関連手段と、圧力検出手段及び運転回数計測手段の出力を受け、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低くなると、その後の内燃機関の運転回数を制限するように始動・運転継続関連手段を制御する不正運転防止手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
不正運転防止手段により、圧力検出手段及び運転回数計測手段の出力に基づいて、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは始動・運転継続関連手段を制御して、その後の内燃機関の運転回数を制限する。このようにフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことを検出することで排気を正常なフィルタに通さないままに内燃機関を運転する不正運転が行われていると推定し、その後の内燃機関の運転回数を制限するので、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００１５】
請求項６の内燃機関の不正運転防止装置は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の構成において、フィルタよりも排気上流側の排気通路が、内燃機関との接続口及びフィルタとの接続口を除いて閉鎖されており、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関を始動不能にし若しくは停止させ、又は内燃機関の出力性能を低下させるように構成している。
【００１６】
このように大気開放手段又はバイパス通路などが設けられていない場合、不正運転防止手段により、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは即座に内燃機関を始動不能にし若しくは停止させ、又は内燃機関の出力性能を低下させるので、不正運転の続行が直ちに有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００１７】
請求項７の内燃機関の不正運転防止装置は、請求項１、請求項２又は請求項５の構成において、フィルタよりも排気上流側の排気通路に、排気を大気開放する大気開放手段、又は排気をフィルタよりも排気下流側の排気通路にバイパスさせるバイパス通路が設けられ、この大気開放手段又はバイパス通路が開閉手段により開閉可能とされており、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは、その後の内燃機関の運転回数を制限するように構成している。
【００１８】
このように大気開放手段又はバイパス通路が設けられている場合、不正運転防止手段により、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは、即座に内燃機関を始動不能にし又は停止させるのではなく、その後の内燃機関の運転回数を制限するので、内燃機関の稼働時にフィルタが目詰まりしたときにフィルタの再生又は交換を行える状態になるまでの間、大気開放手段又はバイパス通路を開くことを許容しながら、その後の内燃機関を始動不能にし又は停止させ、不正運転の続行が有効に阻止されて排気ガス規制の実効が担保される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。これらの不正運転防止装置は、自動車のような輸送用機器に搭載した内燃機関に設けてもよいし、例えば発電装置駆動用の内燃機関のように敷地に定着した内燃機関に設けてもよい。これらの内燃機関の排気通路には、排気に含まれる浮遊粒子状物質を捕集するフィルタが設けている。図１は不正運転防止装置の第１の実施形態を示す。図１において、１０は例えばディーゼルエンジン等の内燃機関、１１は内燃機関１０の排気通路であって、この排気通路１１には排気浄化装置２０が設けられている。排気浄化装置２０は、内部が排気通路１１の一部を構成するケーシングと、このケーシングのなかに設けられたフィルタ２１とを備えている。フィルタ２１は保守点検時、劣化による交換時等を想定してケーシングから取り外すことが可能になってはいるが、日常的に取り外すものではなく、この排気浄化装置２０は固定方式である。フィルタ２１は、一方の端面から入った排気を他方の端面から出し、この間に排気から浮遊粒子状物質を捕集する機能を発揮する。このフィルタ２１としては、例えば目封じタイプ、多孔体タイプ、繊維タイプがある。目封じタイプは、例えばセラミック等の材料で構成され、隔壁で区画された複数のセルを有する、いわゆるハニカム体であって、ハニカムを１セルずつ交互にその端を塞いだものであり、排気が壁を通過するときに浮遊粒子状物質を捕集する。例えば、一方の端面で各セルの端面がシール材によって交互に市松模様状に塞がれており、他方の端面では、上記一方の端面で塞がれたセルは開口し、上記一方の端面で開口していたセルはシール材によって塞がれた構造をしている。多孔体タイプ、繊維タイプは、例えば金属等の材料で構成され、排気が多孔体又は繊維の構成体に衝突することで浮遊粒子状物質を捕集する。しかし、本発明はフィルタの構造をこれらに限定するものではない。
【００２０】
第１実施形態の排気浄化装置２０は、更に再生手段２２を備えている。この再生手段２２は、フィルタ２１の周囲、例えばフィルタ２１よりも上流側の排気通路１１に設けられており、フィルタ２１が目詰まりすると内燃機関１０を停止して再生手段２２を作動させ、フィルタ２１に捕集された浮遊粒子状物質を燃焼させてフィルタ２１を再生するようにしている。従って、この排気浄化装置２０は先に説明した停止再生方式である。再生手段２２としては、例えば通電されると発熱する電気ヒータ、供給された燃料を燃焼させて発熱するバーナが例示される。従って、第１実施形態における内燃機関１０の不正運転は、フィルタ２１をケーシングから取り外して内燃機関１０を運転すること、フィルタ２１が溶損又は破損したときにフィルタ２１を交換せずに内燃機関を運転することである。
【００２１】
３０は不正運転防止装置であって、この不正運転防止装置３０は、内燃機関１０の始動時又は始動後にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関１０の機能を制限するように構成している。内燃機関１０の機能を制限するとは、内燃機関１０の機能を正常時のときよりも低下させ又は無くすことをいう。この内燃機関１０の機能制限には、内燃機関１０を始動不能にし若しくは停止させること、内燃機関１０の出力性能を低下させること、又はその後の内燃機関１０の運転回数を制限することが含まれるが、このうち第１実施形態では内燃機関１０を始動不能にし若しくは停止させるようにしている。
【００２２】
図２に示すように、この不正運転防止装置３０は、フィルタ２１の排気上流側の排気圧力を検出する圧力検出手段３１と、内燃機関１０の始動又は運転継続に係わる始動・運転継続関連手段３２と、圧力検出手段３１の出力を受け、内燃機関１０の始動時又は始動後にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関１０を始動不能にし又は停止させるように始動・運転継続関連手段３２を制御する不正運転防止手段３３とを備えている。
【００２３】
圧力検出手段３１は、例えばフィルタ２１の排気上流側の排気通路１１に設けた公知の圧力センサである。始動・運転継続関連手段３２は、内燃機関１０の始動又は運転継続に欠くことができない機能を発揮する手段である。始動・運転継続関連手段３２としては、例えば内燃機関１０の電源スイッチ又はキースイッチ、セルモータ、燃料ポンプ、燃料噴射ポンプ等が挙げられ、冬季等ではグロープラグも挙げられる。不正運転防止手段３３は、デジタル方式又はアナログ方式の電気回路で構成されるのが一般的である。不正運転防止手段３３では、内燃機関１０の始動時又は始動後に圧力検出手段３１の出力と、予め設定されている設定値とを比較し、例えば圧力検出手段３１の出力が設定値を下回るなどして、フィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いと判断されたときには、始動・運転継続関連手段３２の機能を停止して内燃機関１０を始動不能にし又は停止させる。始動・運転継続関連手段３２の機能を停止させるには、例えば電磁スイッチ等により始動・運転継続関連手段３２への電力供給を断つ、始動・運転継続関連手段３２への動作信号をキャンセルする信号を送るなどの方法により行う。上記設定値は、正常なフィルタ２１が排気通路１１のなかの所定の位置に存在すれば、始動時又は始動後にフィルタ２１の排気上流側で発生するであろう排気圧力であり、内燃機関１０に応じて定められる。このように圧力センサ等の出力に基づいて始動・運転継続関連手段３２を制御することに代えて、圧力検出手段３１及び不正運転防止手段３３の機能を機械的構成で実現してもよい。その場合は例えば、シリンダに弁体を摺動可能に嵌挿し、弁体の一方にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力を導入し、他方に上記排気圧力に抗して弁体を付勢する弾性部材を設け、上記排気圧力が弾性部材により設定される設定値よりも低くなったときは弁体が一方に移動してリミットスイッチ等を閉じ、これによって内燃機関１０を始動不能にし又は停止させるように始動・運転継続関連手段３２を制御する。
【００２４】
従って、上記第１実施形態においては、フィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことで排気を正常なフィルタ２１に通さないままに内燃機関１０を運転する不正運転が行われていると推定し、内燃機関１０の機能が制限されるので、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００２５】
本発明は、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関の機能を制限するように構成した不正運転防止装置の実施形態を全て含む。そのなかで、第１実施形態の不正運転防止装置３０は内燃機関１０の機能制限を、内燃機関１０を始動不能にし若しくは停止させることで行った。このようにすれば、フィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことを検出することで排気を正常なフィルタ２１に通さないままに内燃機関１０を運転する不正運転が行われていると推定し、内燃機関１０を始動不能にし若しくは停止させるので、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００２６】
以下、他の実施形態を説明するが、第１実施形態と同様の構成、作用及び効果については説明を省略し、異なる構成、作用及び効果のみを説明する。図３は第２実施形態の不正運転防止装置３０を示す。第１実施形態と異なるのは内燃機関１０の機能制限の内容であり、第１実施形態では内燃機関１０を始動不能にし若しくは停止させたが、第２実施形態では内燃機関１０の出力性能を低下させるようにしている。出力性能の低下は、例えば内燃機関１０へ供給する吸気の流量を絞ること、内燃機関１０から排出される排気の流量を絞ること、内燃機関１０へ供給する燃料の流量を絞ること等で行う。すなわち、図３に示すように、この不正運転防止装置３０は、フィルタ２１の排気上流側の排気圧力を検出する圧力検出手段３１と、内燃機関１０の出力性能に係わる出力性能関連手段３４と、圧力検出手段３１の出力を受け、内燃機関１０の始動時又は始動後にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは内燃機関１０の出力性能を低下させるように出力性能関連手段３４を制御する不正運転防止手段３３とを備えている。
【００２７】
圧力検出手段３１は、例えばフィルタ２１の排気上流側の排気通路１１に設けた公知の圧力センサである。出力性能関連手段３４は、内燃機関１０が本来の出力性能を発揮するに欠くことができない機能を発揮する手段である。出力性能関連手段３４としては、例えば内燃機関１０の吸気通路に設けられて吸気流量を絞る吸気絞り弁、内燃機関１０の排気通路１１に設けられて排気流量を絞る排気絞り弁、燃料噴射ポンプ等が挙げられる。不正運転防止手段３３は、デジタル方式又はアナログ方式の電気回路で構成されるのが一般的である。不正運転防止手段３３では、内燃機関１０の始動時又は始動後に圧力検出手段３１の出力と、予め設定されている設定値とを比較し、例えば圧力検出手段３１の出力が設定値を下回るなどして、フィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いと判断されたときには、出力性能関連手段３４の機能を抑制して内燃機関１０の出力性能を低下させる。出力性能関連手段３４の機能を抑制するには、例えば吸気絞り弁の開度をアクチュエータにより可変とし、このアクチュエータに電気信号を送って吸気絞り弁の開度を閉じ側に進め、吸気流量を絞ることで行う。排気絞り弁についても同様に構成し、排気絞り弁の開度を閉じ側に進め、排気流量を絞ることで行う。また、燃料噴射ポンプの噴射量をアクチュエータにより可変とし、このアクチュエータに電気信号を送って噴射量を低下させることで行ってもよい。このように圧力センサ等の出力に基づいて出力性能関連手段３４を制御することに代えて、圧力検出手段３１及び不正運転防止手段３３の機能を機械的構成で実現してもよい。その場合は例えば、シリンダに弁体を摺動可能に嵌挿し、弁体の一方にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力を導入し、他方に上記排気圧力に抗して弁体を付勢する弾性部材を設け、上記排気圧力が弾性部材により設定される設定値よりも低くなったときは弁体が一方に移動してリミットスイッチ等を閉じ、これによって吸気絞り弁、排気絞り弁の開度を閉じ側に進めたり、燃料噴射ポンプの噴射量を低下させるなどして内燃機関１０の出力性能を低下させるように出力性能関連手段３４を制御する。
【００２８】
第２実施形態の不正運転防止装置３０は内燃機関１０の機能制限を、内燃機関１０の出力性能を低下させることで行った。このようにすれば、フィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことを検出することで排気を正常なフィルタ２１に通さないままに内燃機関１０を運転する不正運転が行われていると推定し、内燃機関１０の出力性能を低下させるので、加速が悪化して運転性が劣悪になる、必要な出力を得ることができない、燃料消費率が悪化するなどの症状が出ることになり、そのまま不正運転を続行する意欲がなくなり、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００２９】
図４は第３実施形態の不正運転防止装置３０を示す。第１実施形態と異なるのは内燃機関１０の機能制限の内容であり、第１実施形態では内燃機関１０を始動不能にし若しくは停止させたが、第３実施形態では、その後の内燃機関１０の運転回数を制限するようにしている。すなわち、図４に示すように、不正運転防止装置３０は、フィルタ２１の排気上流側の排気圧力を検出する圧力検出手段３１と、内燃機関１０の運転回数をカウントする運転回数計測手段３５と、内燃機関１０の始動又は運転継続に係わる始動・運転継続関連手段３２と、圧力検出手段３１及び運転回数計測手段３５の出力を受け、内燃機関１０の始動時又は始動後にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低くなると、その後の内燃機関１０の運転回数を制限するように始動・運転継続関連手段３２を制御する不正運転防止手段３３とを備えている。
【００３０】
圧力検出手段３１は、例えばフィルタ２１の排気上流側の排気通路１１に設けた公知の圧力センサである。始動・運転継続関連手段３２は、内燃機関１０の始動又は運転継続に欠くことができない機能を発揮する手段である。始動・運転継続関連手段３２としては、例えば内燃機関１０の電源スイッチ又はキースイッチ、セルモータ、燃料ポンプ、燃料噴射ポンプ等が挙げられ、冬季等ではグロープラグも挙げられる。不正運転防止手段３３及び運転回数計測手段３５は、デジタル方式又はアナログ方式の電気回路で構成されるのが一般的である。不正運転防止手段３３では、内燃機関１０の始動時又は始動後に圧力検出手段３１の出力と、予め設定されている設定値とを比較し、例えば圧力検出手段３１の出力が設定値を下回るなどして、フィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いと判断されたときには、その後の内燃機関１０の運転回数を制限する。すなわち、予め許容運転回数がＮ回と設定されているときは、その後の内燃機関１０の運転回数をＮ回まで許容し、（Ｎ＋１）回目に始動しようとし又は始動したときは、始動・運転継続関連手段３２の機能を停止して内燃機関１０を始動不能にし又は停止させる。その場合、残りの運転回数をディスプレイ等に表示して運転者等に知らせることが好ましい。Ｎ回の運転を許容したのは、例えば車両搭載の内燃機関１０の場合、フィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低くなったあと、車両が車庫等の基地へ戻ることが必要であり、途中休みを入れて数回の内燃機関１０の停止及び始動が許容されるべきであると判断されることがあるからである。始動・運転継続関連手段３２の機能を停止させるには、例えば電磁スイッチ等により始動・運転継続関連手段３２への電力供給を断つ、始動・運転継続関連手段３２への動作信号をキャンセルする信号を送るなどの方法により行う。このように圧力センサ等の出力に基づいて始動・運転継続関連手段３２を制御することに代えて、圧力検出手段３１及び不正運転防止手段３３の機能を機械的構成で実現してもよい。その場合は例えば、シリンダに弁体を摺動可能に嵌挿し、弁体の一方にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力を導入し、他方に上記排気圧力に抗して弁体を付勢する弾性部材を設け、上記排気圧力が弾性部材により設定される設定値よりも低くなったときは弁体が一方に移動してリミットスイッチ等を閉じ、これによって、その後の内燃機関１０の運転回数を制限する。
【００３１】
第３実施形態の不正運転防止装置３０は内燃機関１０の機能制限を、その後の内燃機関１０の運転回数を制限することで行った。このようにすれば、フィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことを検出することで排気を正常なフィルタ２１に通さないままに内燃機関１０を運転する不正運転が行われていると推定し、その後の内燃機関１０の運転回数を制限するので、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００３２】
第１実施形態ないし第３実施形態で説明した排気浄化装置２０は、停止再生方式によりフィルタ２１の再生を行った。これに対して図５に示した第４実施形態の排気浄化装置２０は、切り換え再生方式によりフィルタ２１を再生しており、フィルタ２１を２個並列に設け、片方のフィルタ２１が目詰まりしたら排気を他方のフィルタ２１に切り換え、その間に目詰まりしたフィルタ２１を再生させるようにしている。すなわち、排気通路１１が途中で二本に分岐し、それぞれの分岐排気通路１１ａに、内部が排気通路１１ａの一部を構成するケーシング及びフィルタ２１を設け、フィルタ２１の周囲、例えばフィルタ２１よりも上流側の分岐排気通路１１ａに再生手段２２を設けている。そして、二本の分岐排気通路１１ａが分岐するところに切り換え弁１１ｂが設けられている。通常、切り換え弁１１ｂにより排気を二本の分岐排気通路１１ａのうち一方に流し、その分岐排気通路１１ａのあるフィルタ２１で浮遊粒子状物質を捕集する。そして、そのフィルタ２１が目詰まりしたら切り換え弁１１ｂを切り換えて排気を他方のフィルタ２１に流し、その間に目詰まりしたフィルタ２１を対応する再生手段２２を作動させて再生させるようにしている。
【００３３】
この第４実施形態においても第１実施形態ないし第３実施形態の不正運転防止装置３０を採用することができ、これらの実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。その場合、圧力検出手段３１は、分岐排気通路１１ａにおいてフィルタ２１の排気上流側にそれぞれ設けられる。圧力検出手段３１は、少なくとも現に排気が通過する側の分岐排気通路１１ａに設けたものが排気圧力を検出可能な状態になっていること、つまりアクティブになっていることが必要である。
【００３４】
第１実施形態ないし第３実施形態で説明した排気浄化装置２０は、固定方式によりフィルタ２１を排気通路１１に取り付けている。これに対して図６に示した第５実施形態の排気浄化装置２０は脱着方式を採用しており、フィルタ２１を内燃機関１０の排気通路１１に脱着可能に設けている。すなわち、例えば内部が排気通路１１の一部を構成するケーシングを設け、このケーシングの一端を上流側の排気通路１１に接続し、他端を蓋で開け閉めできるようにし、蓋を開けたときにケーシングの内部にフィルタ２１を装着し又はケーシングの内部からフィルタ２１を取り外せるように構成した形態である。この脱着方式を採用したときは、フィルタ２１の再生は外部で行われるので、排気浄化装置２０に再生手段２２を設けないのが一般的である。
【００３５】
この第５実施形態においても第１実施形態ないし第３実施形態の不正運転防止装置３０を採用することができ、これらの実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００３６】
第１実施形態ないし第３実施形態で説明した排気浄化装置２０は、フィルタ２１の周辺、例えば排気上流側の排気通路１１に再生手段２２を設けた。これに対して図７に示した第６実施形態の排気浄化装置２０では、再生手段を設けずにフィルタ２１の排気上流側の排気通路１１に酸化触媒４０を設け、連続再生方式の排気浄化装置２０としている。こうすれば酸化触媒４０により排気中の浮遊粒子状物質が酸化されてフィルタ２１に捕集された浮遊粒子状物質が連続的に除去される。
【００３７】
この第６実施形態においても第１実施形態ないし第３実施形態の不正運転防止装置３０を採用することができ、これらの実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。その場合、圧力検出手段３１は、フィルタ２１と酸化触媒４０との間の排気通路１１に設けてもよいし、酸化触媒４０よりも排気上流側の排気通路１１に設けてもよい。
【００３８】
第１実施形態ないし第３実施形態で説明した排気浄化装置２０は、フィルタ２１よりも排気上流側の排気通路１１が、内燃機関１０との接続口及びフィルタ２１との接続口を除いて閉鎖されていた。これに対して図８に示した第７実施形態の排気通路１１では、フィルタ２１よりも排気上流側の排気通路１１に、排気を大気開放する大気開放手段５１が設けられ、この大気開放手段５１が開閉手段５２により開閉可能とされている。この大気開放手段５１は一端が排気通路１１に連通し、他端が大気に開放された管又は排気通路１１を大気に開放する開口である。開閉手段５２はこの管又は開口を開閉する弁であり、手動操作又は排気圧力が所定値を超えたことを受けての自動作動により開閉する。開閉手段の他の例として大気開放手段５１を塞ぐキャップがある。このキャップを大気開放手段５１である管又は開口にねじ込むようにしてもよい。従って、第７実施形態における内燃機関１０の不正運転は、フィルタ２１をケーシングから取り外して内燃機関１０を運転すること、フィルタ２１が溶損又は破損したときにフィルタ２１を交換せずに内燃機関を運転すること、大気開放手段５１又はバイパス通路６１が開き放しになるよう開閉手段５２、６２を操作して内燃機関１０を運転することである。
【００３９】
この第７実施形態においても第１実施形態ないし第３実施形態の不正運転防止装置３０を採用することができ、これらの実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。その場合、圧力検出手段３１は、排気通路１１における大気開放手段５１に近い部位に設けることが検出感度を高める上で好ましい。
【００４０】
図９に示した第８実施形態の排気通路１１では、第７実施形態が大気開放手段５１を設けたことに代えて、バイパス通路を設けている。すなわち、第８実施形態の排気通路１１では、フィルタ２１よりも排気上流側の排気通路１１に、排気をフィルタ２１よりも排気下流側の排気通路１１にバイパスさせるバイパス通路６１が設けられ、このバイパス通路６１が開閉手段６２により開閉可能とされている。開閉手段６２はバイパス通路６１を開閉する弁であり、手動操作又は排気圧力が所定値を超えたことを受けての自動作動により開閉する。従って、第８実施形態における内燃機関１０の不正運転は、第７実施形態で説明した三態様である。
【００４１】
この第８実施形態においても第１実施形態ないし第３実施形態の不正運転防止装置３０を採用することができ、これらの実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。その場合、圧力検出手段３１は、排気通路１１におけるバイパス通路６１の上流端と接続する部位に設けることが検出感度を高める上で好ましい。
【００４２】
本発明は、以上の実施形態の特徴を組み合わせた実施形態を含む。そのなかで、第１実施形態ないし第６実施形態の不正運転防止装置３０は、フィルタ２１よりも排気上流側の排気通路１１が、内燃機関１０との接続口及びフィルタ２１との接続口を除いて閉鎖されている。そのため、不正運転防止手段３３により、内燃機関１０の始動時又は始動後にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは即座に内燃機関１０を始動不能にし若しくは停止させ、又は内燃機関１０の出力性能を低下させても問題になることが少ないと考えられ、そうしたときには不正運転の続行が直ちに有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。もっとも本発明は、第１実施形態ないし第６実施形態の不正運転防止装置３０において、内燃機関１０の始動時又は始動後にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは、その後の内燃機関１０の運転回数を制限するようにした実施形態を含んでいる。
【００４３】
一方、第７実施形態及び第８実施形態の不正運転防止装置３０は、フィルタ２１よりも排気上流側の排気通路１１に、排気を大気開放する大気開放手段５１、又は排気をフィルタ２１よりも排気下流側の排気通路１１にバイパスさせるバイパス通路６１が設けられ、この大気開放手段５１又はバイパス通路６１が開閉手段５２、６２により開閉可能とされている。これはフィルタ２１の目詰まり時に非常手段として排気を大気に放出することを想定して設けられた手段である。その設計趣旨を尊重するときには、不正運転防止手段３３により、内燃機関１０の始動時又は始動後にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは、即座に内燃機関１０を始動不能にし又は停止させるのではなく、その後の内燃機関１０の運転回数を制限することが好ましい。そうすれば、例えば走行中などのように内燃機関１０の稼働時にフィルタ２１が目詰まりしたときにフィルタ２１の再生又は交換を行える状態になるまでの間、大気開放手段５１又はバイパス通路６１を開くことを許容しながら、その後の内燃機関１０を始動不能にし又は停止させ、不正運転の続行が有効に阻止されて排気ガス規制の実効が担保される。その場合、許容される内燃機関１０の運転回数Ｎを例えば３回と想定することが考えられる。すなわち、車両搭載の内燃機関１０を例に挙げると、排気圧力の上昇等を知って内燃機関１０を停止して開閉手段５２、６２を開け、次いで内燃機関１０を始動し（１回目）、サービスエリアで休憩のために内燃機関１０を停止し休憩後に内燃機関１０を始動し（２回目）、車庫等の基地に戻って内燃機関１０を停止し、翌日などに内燃機関１０を始動して（３回目）サービス拠点へ移動する、という想定である。ただし、これは例示であるので、Ｎは３であると限定するものではなく、１、２又は４以上であってもよい。もっとも本発明は、第７実施形態及び第８実施形態の不正運転防止装置３０において、内燃機関１０の始動時又は始動後にフィルタ２１の排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは即座に内燃機関１０を始動不能にし若しくは停止させ、又は内燃機関１０の出力性能を低下させるようにした実施形態を含んでいる。
【００４４】
本発明の不正運転防止装置は、不正運転の続行を防止する趣旨であるから、例えば圧力検出手段を破壊するなど不正運転防止装置を本来の機能を発揮できないように改造されると意味をなさない。そのため、このような改造が施されないように保護する機能を備えることが望まれる。それには改造が施されると警報が鳴るようにしたり、内燃機関が停止するようにすることが好ましい。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１の内燃機関の不正運転防止装置を用いれば、フィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは排気を正常なフィルタに通さないままに内燃機関を運転する不正運転が行われていると推定し、内燃機関の機能を制限するので、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００４６】
請求項２のようにすれば、内燃機関を始動不能にし若しくは停止させること、内燃機関の出力性能を低下させること、又はその後の内燃機関の運転回数を制限することにより、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００４７】
請求項３の内燃機関の不正運転防止装置を用いれば、フィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことを検出することで排気を正常なフィルタに通さないままに内燃機関を運転する不正運転が行われていると推定し、内燃機関を始動不能にし又は停止させるので、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００４８】
請求項４の内燃機関の不正運転防止装置を用いれば、フィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことを検出することで排気を正常なフィルタに通さないままに内燃機関を運転する不正運転が行われていると推定し、内燃機関の出力性能を低下させるので、不正運転の続行が困難となって有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００４９】
請求項５の内燃機関の不正運転防止装置を用いれば、フィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いことを検出することで排気を正常なフィルタに通さないままに内燃機関を運転する不正運転が行われていると推定し、その後の運転回数を制限するので、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００５０】
請求項６の内燃機関の不正運転防止装置は、例えば大気開放手段又はバイパス通路などが設けられていない内燃機関を対象とするが、不正運転防止手段により、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは即座に内燃機関を始動不能にし若しくは停止させ、又は内燃機関の出力性能を低下させるので、不正運転の続行が有効に阻止され、排気ガス規制の実効が担保される。
【００５１】
請求項７の内燃機関の不正運転防止装置は、大気開放手段又はバイパス通路が設けられている内燃機関を対象とし、不正運転防止手段により、内燃機関の始動時又は始動後にフィルタの排気上流側の排気圧力が設定値よりも低いときは、即座に内燃機関を始動不能にし又は停止させるのではなく、その後の内燃機関の運転回数を制限する。そのため、フィルタが目詰まりしたときにフィルタの再生又は交換を行える状態になるまでの間、大気開放手段又はバイパス通路を開くことを許容しながら、その後の内燃機関を始動不能にし又は停止させ、不正運転の続行が有効に阻止されて排気ガス規制の実効が担保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の不正運転防止装置を示す一部断面図である。
【図２】第１実施形態の不正運転防止装置を示すブロック図である。
【図３】第２実施形態の不正運転防止装置を示すブロック図である。
【図４】第３実施形態の不正運転防止装置を示すブロック図である。
【図５】第４実施形態の不正運転防止装置を示す一部断面図である。
【図６】第５実施形態の不正運転防止装置を示す一部断面図である。
【図７】第６実施形態の不正運転防止装置を示す一部断面図である。
【図８】第７実施形態の不正運転防止装置を示す一部断面図である。
【図９】第８実施形態の不正運転防止装置を示す一部断面図である。
【符合の説明】
１０　内燃機関
１１　排気通路
２０　排気浄化装置
２１　フィルタ
３０　不正運転防止装置
３１　圧力検出手段
３２　始動・運転継続関連手段
３３　不正運転防止手段
３４　出力性能関連手段
３５　運転回数計測手段
５１　大気開放手段
５２　開閉手段
６１　バイパス通路
６２　開閉手段
【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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