JP2002081309A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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Classifications
-
- Y02T10/47—
Landscapes
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 微粒子を活性酸素により酸化させると共に、
パティキュレートフィルタを必要に応じて再生すること
により内燃機関の燃費を向上させつつパティキュレート
フィルタに微粒子が堆積するのを抑制する。 【解決手段】 機関排気通路内に燃焼室から排出された
排気ガス中の微粒子を除去するためのパティキュレート
フィルタを配置した内燃機関の排気浄化装置において、
パティキュレートフィルタ上では捕集微粒子が酸化させ
られ、内燃機関の燃費を向上させることを優先させた第
一の運転モード（Ａ）と、パティキュレートフィルタを
再生することを優先させた第二の運転モード（Ｂ）とを
具備し、第一の運転モードと第二の運転モードとを必要
に応じて切り換える。
パティキュレートフィルタを必要に応じて再生すること
により内燃機関の燃費を向上させつつパティキュレート
フィルタに微粒子が堆積するのを抑制する。 【解決手段】 機関排気通路内に燃焼室から排出された
排気ガス中の微粒子を除去するためのパティキュレート
フィルタを配置した内燃機関の排気浄化装置において、
パティキュレートフィルタ上では捕集微粒子が酸化させ
られ、内燃機関の燃費を向上させることを優先させた第
一の運転モード（Ａ）と、パティキュレートフィルタを
再生することを優先させた第二の運転モード（Ｂ）とを
具備し、第一の運転モードと第二の運転モードとを必要
に応じて切り換える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気浄化
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、機関排気通路内に燃焼室から排出
された排気ガス中の微粒子を除去するためのパティキュ
レートフィルタを配置した内燃機関の排気浄化装置が知
られている。この種の内燃機関の排気浄化装置の例とし
ては、例えば特公平７−１０６２９０号公報に記載され
たものがある。
された排気ガス中の微粒子を除去するためのパティキュ
レートフィルタを配置した内燃機関の排気浄化装置が知
られている。この種の内燃機関の排気浄化装置の例とし
ては、例えば特公平７−１０６２９０号公報に記載され
たものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが特公平７−１
０６２９０号公報には、パティキュレートフィルタに担
持されている触媒が、周囲に過剰酸素が存在する時に酸
素を取り込んで酸素を保持する点について開示されてい
ない。また特公平７−１０６２９０号公報には、パティ
キュレートフィルタに担持されている触媒が、周囲の酸
素濃度が低下した時にその保持した酸素を活性酸素の形
で放出する点についても開示されていない。従って特公
平７−１０６２９０号公報に記載された内燃機関の排気
浄化装置の触媒では、周囲に過剰酸素が存在する時に酸
素を取り込んで酸素を保持しかつ周囲の酸素濃度が低下
した時にその保持した酸素を活性酸素の形で放出するこ
とができない。それゆえ、特公平７−１０６２９０号公
報に記載された内燃機関の排気浄化装置では、活性酸素
を放出する触媒を必要に応じて再生することもできな
い。
０６２９０号公報には、パティキュレートフィルタに担
持されている触媒が、周囲に過剰酸素が存在する時に酸
素を取り込んで酸素を保持する点について開示されてい
ない。また特公平７−１０６２９０号公報には、パティ
キュレートフィルタに担持されている触媒が、周囲の酸
素濃度が低下した時にその保持した酸素を活性酸素の形
で放出する点についても開示されていない。従って特公
平７−１０６２９０号公報に記載された内燃機関の排気
浄化装置の触媒では、周囲に過剰酸素が存在する時に酸
素を取り込んで酸素を保持しかつ周囲の酸素濃度が低下
した時にその保持した酸素を活性酸素の形で放出するこ
とができない。それゆえ、特公平７−１０６２９０号公
報に記載された内燃機関の排気浄化装置では、活性酸素
を放出する触媒を必要に応じて再生することもできな
い。
【０００４】また従来よりディーゼル機関においては、
排気ガス中に含まれる微粒子を除去するために機関排気
通路内にパティキュレートフィルタを配置してこのパテ
ィキュレートフィルタにより排気ガス中の微粒子を一旦
捕集し、パティキュレートフィルタ上に捕集された微粒
子を着火燃焼せしめることによりパティキュレートフィ
ルタを再生するようにしている。ところがパティキュレ
ートフィルタ上に捕集された微粒子は６００℃程度以上
の高温にならないと着火燃焼せず、これに対してディー
ゼル機関の排気ガス温は通常、６００℃よりもかなり低
い。従って排気ガス熱でもってパティキュレートフィル
タ上に捕集された微粒子を着火燃焼させるのは困難であ
る。
排気ガス中に含まれる微粒子を除去するために機関排気
通路内にパティキュレートフィルタを配置してこのパテ
ィキュレートフィルタにより排気ガス中の微粒子を一旦
捕集し、パティキュレートフィルタ上に捕集された微粒
子を着火燃焼せしめることによりパティキュレートフィ
ルタを再生するようにしている。ところがパティキュレ
ートフィルタ上に捕集された微粒子は６００℃程度以上
の高温にならないと着火燃焼せず、これに対してディー
ゼル機関の排気ガス温は通常、６００℃よりもかなり低
い。従って排気ガス熱でもってパティキュレートフィル
タ上に捕集された微粒子を着火燃焼させるのは困難であ
る。
【０００５】一方、パティキュレートフィルタ上に捕集
された微粒子にＮＯ2を反応させると比較的低温であっ
ても微粒子を着火燃焼せしめることができる（ＮＯ2＋
Ｃ→ＮＯ＋ＣＯ，ＮＯ2＋ＣＯ→ＮＯ＋ＣＯ2，２ＮＯ2
＋Ｃ→２ＮＯ＋ＣＯ2）。しかしながら排気ガス中に含
まれる窒素酸化物の大部分はＮＯであり、従ってＮＯ2
との反応により微粒子を着火燃焼せしめるためにはＮＯ
をＮＯ2に変換しなければならない。この場合、パティ
キュレートフィルタ上流の機関排気通路内に酸化触媒を
配置し、この酸化触媒によりＮＯを酸化させるようにす
ればＮＯをＮＯ2に変換することができ、斯くして比較
的低温であってもパティキュレートフィルタ上に捕集さ
れた微粒子を着火燃焼せしめることができる。
された微粒子にＮＯ2を反応させると比較的低温であっ
ても微粒子を着火燃焼せしめることができる（ＮＯ2＋
Ｃ→ＮＯ＋ＣＯ，ＮＯ2＋ＣＯ→ＮＯ＋ＣＯ2，２ＮＯ2
＋Ｃ→２ＮＯ＋ＣＯ2）。しかしながら排気ガス中に含
まれる窒素酸化物の大部分はＮＯであり、従ってＮＯ2
との反応により微粒子を着火燃焼せしめるためにはＮＯ
をＮＯ2に変換しなければならない。この場合、パティ
キュレートフィルタ上流の機関排気通路内に酸化触媒を
配置し、この酸化触媒によりＮＯを酸化させるようにす
ればＮＯをＮＯ2に変換することができ、斯くして比較
的低温であってもパティキュレートフィルタ上に捕集さ
れた微粒子を着火燃焼せしめることができる。
【０００６】一方、排気ガス温が一定温度、例えば３５
０℃よりも低い時には排気ガス中のＮＯを吸収し、排気
ガス温が３５０℃を越えると吸収したＮＯをＮＯ2の形
で放出するＮＯX吸収剤が公知である。このＮＯX吸収剤
は例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、セシウムＣｓの
ようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａの
ようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹの
ような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ
のような貴金属とにより構成されている。このＮＯX吸
収剤を用いると排気ガス温が３５０℃よりも高くなった
時にＮＯX吸収剤からＮＯが放出され、ＮＯが白金Ｐｔ
により酸化されてＮＯ2となり、斯くしてパティキュレ
ートフィルタ上に捕集された微粒子を更に着火燃焼しや
すくなる。
０℃よりも低い時には排気ガス中のＮＯを吸収し、排気
ガス温が３５０℃を越えると吸収したＮＯをＮＯ2の形
で放出するＮＯX吸収剤が公知である。このＮＯX吸収剤
は例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、セシウムＣｓの
ようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａの
ようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹの
ような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ
のような貴金属とにより構成されている。このＮＯX吸
収剤を用いると排気ガス温が３５０℃よりも高くなった
時にＮＯX吸収剤からＮＯが放出され、ＮＯが白金Ｐｔ
により酸化されてＮＯ2となり、斯くしてパティキュレ
ートフィルタ上に捕集された微粒子を更に着火燃焼しや
すくなる。
【０００７】ところが酸化触媒によるＮＯからＮＯ2へ
の変換作用は排気ガス温に依存しており、この変換作用
は一定の排気ガス温範囲内においてのみ行われる。従っ
て排気ガスがこの排気ガス温範囲外になった時にはもは
やＮＯからＮＯ2への変換作用は行われず、斯くしてパ
ティキュレートフィルタ上に捕集された微粒子を着火燃
焼せしめることができなくなる。また、ＮＯX吸収剤を
用いた場合にもＮＯX吸収剤からＮＯが放出されるのは
３５０℃以上の限られた排気ガス温範囲内であり、しか
もＮＯX吸収剤から放出されるＮＯの量には限度があ
る。
の変換作用は排気ガス温に依存しており、この変換作用
は一定の排気ガス温範囲内においてのみ行われる。従っ
て排気ガスがこの排気ガス温範囲外になった時にはもは
やＮＯからＮＯ2への変換作用は行われず、斯くしてパ
ティキュレートフィルタ上に捕集された微粒子を着火燃
焼せしめることができなくなる。また、ＮＯX吸収剤を
用いた場合にもＮＯX吸収剤からＮＯが放出されるのは
３５０℃以上の限られた排気ガス温範囲内であり、しか
もＮＯX吸収剤から放出されるＮＯの量には限度があ
る。
【０００８】そこでパティキュレートフィルタ上流の排
気通路内に酸化触媒を配置すると共にパティキュレート
フィルタ上にＮＯX吸収剤を担持させ、酸化触媒による
ＮＯからＮＯ2への変換作用が行われる中負荷運転状態
及びＮＯX吸収剤からＮＯが放出されてＮＯ2となる中負
荷運転状態になった時にはこれらＮＯ2によりパティキ
ュレートフィルタ上に捕集された微粒子を着火燃焼せし
め、これらＮＯ2の発生が期待できない高負荷運転時に
は排気ガス温を６００℃以上まで上昇させることによっ
てパティキュレートフィルタ上に捕集された微粒子を着
火燃焼させ、これらＮＯ2の発生が期待できない低負荷
運転時には電気ヒータにより排気ガス温を上昇させてＮ
Ｏ2を発生させ、更に排気ガス温が低くなる極めて負荷
が低い時には排気通路内に軽油及び２次空気を供給して
軽油の燃焼熱によりパティキュレートフィルタ上に捕集
された微粒子を着火燃焼させるようにしたディーゼル機
関が公知である（特開平８−３３８２２９号公報参
照）。
気通路内に酸化触媒を配置すると共にパティキュレート
フィルタ上にＮＯX吸収剤を担持させ、酸化触媒による
ＮＯからＮＯ2への変換作用が行われる中負荷運転状態
及びＮＯX吸収剤からＮＯが放出されてＮＯ2となる中負
荷運転状態になった時にはこれらＮＯ2によりパティキ
ュレートフィルタ上に捕集された微粒子を着火燃焼せし
め、これらＮＯ2の発生が期待できない高負荷運転時に
は排気ガス温を６００℃以上まで上昇させることによっ
てパティキュレートフィルタ上に捕集された微粒子を着
火燃焼させ、これらＮＯ2の発生が期待できない低負荷
運転時には電気ヒータにより排気ガス温を上昇させてＮ
Ｏ2を発生させ、更に排気ガス温が低くなる極めて負荷
が低い時には排気通路内に軽油及び２次空気を供給して
軽油の燃焼熱によりパティキュレートフィルタ上に捕集
された微粒子を着火燃焼させるようにしたディーゼル機
関が公知である（特開平８−３３８２２９号公報参
照）。
【０００９】このように従来よりパティキュレートフィ
ルタは排気ガス中の微粒子を捕集するためのものである
と考えられており、従って従来ではパティキュレートフ
ィルタ上に捕集された微粒子、即ちパティキュレートフ
ィルタ上に積層状に堆積した微粒子をどのようにして着
火燃焼せしめるかに全ての努力が払われていた。即ち、
微粒子は一旦パティキュレートフィルタ上において積層
状に堆積してしまうと着火燃焼しづらくなり、この場
合、堆積した微粒子を着火燃焼せしめるには６００℃以
上の高温が必要となる。従って従来ではどのような方法
によって６００℃以上の高温を作るかが一つの焦点とな
っていた。
ルタは排気ガス中の微粒子を捕集するためのものである
と考えられており、従って従来ではパティキュレートフ
ィルタ上に捕集された微粒子、即ちパティキュレートフ
ィルタ上に積層状に堆積した微粒子をどのようにして着
火燃焼せしめるかに全ての努力が払われていた。即ち、
微粒子は一旦パティキュレートフィルタ上において積層
状に堆積してしまうと着火燃焼しづらくなり、この場
合、堆積した微粒子を着火燃焼せしめるには６００℃以
上の高温が必要となる。従って従来ではどのような方法
によって６００℃以上の高温を作るかが一つの焦点とな
っていた。
【００１０】一方、前述したようにパティキュレートフ
ィルタ上に堆積した微粒子にＮＯ2を反応させると比較
的低温であっても微粒子が着火燃焼せしめられ、従って
この場合には６００°以上の高温を作らなくてもパティ
キュレートフィルタ上に堆積した微粒子を着火燃焼せし
めることができる。しかしながらＮＯ2を発生させるこ
とのできる運転領域は限られているのであらゆる運転領
域において比較的低温でもって微粒子を着火燃焼するこ
とができない。いずれにしても従来ではパティキュレー
トフィルタは微粒子を捕集するためのものであることを
前提とし、パティキュレートフィルタ上に積層状に堆積
した微粒子をどのようにして着火燃焼せしめるかに焦点
が絞られていた。
ィルタ上に堆積した微粒子にＮＯ2を反応させると比較
的低温であっても微粒子が着火燃焼せしめられ、従って
この場合には６００°以上の高温を作らなくてもパティ
キュレートフィルタ上に堆積した微粒子を着火燃焼せし
めることができる。しかしながらＮＯ2を発生させるこ
とのできる運転領域は限られているのであらゆる運転領
域において比較的低温でもって微粒子を着火燃焼するこ
とができない。いずれにしても従来ではパティキュレー
トフィルタは微粒子を捕集するためのものであることを
前提とし、パティキュレートフィルタ上に積層状に堆積
した微粒子をどのようにして着火燃焼せしめるかに焦点
が絞られていた。
【００１１】しかしながらこのような従来の既成概念を
捨て、微粒子の挙動を詳細に研究した結果、一定の条件
を満たすと微粒子はパティキュレートフィルタ上に捕集
されず、微粒子がパティキュレートフィルタに付着する
や否や短時間のうちに酸化せしめられることが判明した
のである。別の言い方をすると微粒子がパティキュレー
トフィルタ上に積層状に堆積する前に微粒子を酸化させ
ることができればパティキュレートフィルタ上に微粒子
が捕集されることなく、ほぼ１００％排気ガス中の微粒
子を除去することができることが判明したのである。
捨て、微粒子の挙動を詳細に研究した結果、一定の条件
を満たすと微粒子はパティキュレートフィルタ上に捕集
されず、微粒子がパティキュレートフィルタに付着する
や否や短時間のうちに酸化せしめられることが判明した
のである。別の言い方をすると微粒子がパティキュレー
トフィルタ上に積層状に堆積する前に微粒子を酸化させ
ることができればパティキュレートフィルタ上に微粒子
が捕集されることなく、ほぼ１００％排気ガス中の微粒
子を除去することができることが判明したのである。
【００１２】また、微粒子の挙動を詳細に研究した結
果、パティキュレートフィルタに、周囲に過剰酸素が存
在すると酸素を保持し、かつ周囲の過剰酸素が低下する
と保持した酸素を活性酸素の形で放出する酸素吸蔵・活
性酸素放出剤を担持すると、放出される活性酸素によっ
てパティキュレートを酸化除去する能力が格段に向上す
ることが判明した。さらに研究を進めると、この酸素吸
蔵・活性酸素放出剤は、排気ガス中に含まれる特定の成
分によって、被毒を受けると、周囲の過剰酸素が低下し
ても活性酸素は放出されづらく、もってパティキュレー
トの酸化能力をさほど向上させることができないことが
判明したのである。
果、パティキュレートフィルタに、周囲に過剰酸素が存
在すると酸素を保持し、かつ周囲の過剰酸素が低下する
と保持した酸素を活性酸素の形で放出する酸素吸蔵・活
性酸素放出剤を担持すると、放出される活性酸素によっ
てパティキュレートを酸化除去する能力が格段に向上す
ることが判明した。さらに研究を進めると、この酸素吸
蔵・活性酸素放出剤は、排気ガス中に含まれる特定の成
分によって、被毒を受けると、周囲の過剰酸素が低下し
ても活性酸素は放出されづらく、もってパティキュレー
トの酸化能力をさほど向上させることができないことが
判明したのである。
【００１３】上記問題点に鑑み、本発明は、微粒子を活
性酸素により酸化させると共に、パティキュレートフィ
ルタを必要に応じて再生することにより内燃機関の燃費
を向上させつつパティキュレートフィルタに微粒子が堆
積するのを抑制することができる内燃機関の排気浄化装
置を提供することを目的とする。
性酸素により酸化させると共に、パティキュレートフィ
ルタを必要に応じて再生することにより内燃機関の燃費
を向上させつつパティキュレートフィルタに微粒子が堆
積するのを抑制することができる内燃機関の排気浄化装
置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、機関排気通路内に燃焼室から排出された排気ガ
ス中の微粒子を除去するためのパティキュレートフィル
タを配置した内燃機関の排気浄化装置において、前記パ
ティキュレートフィルタ上では捕集微粒子が酸化させら
れ、内燃機関の燃費を向上させることを優先させた第一
の運転モードと、前記パティキュレートフィルタを再生
することを優先させた第二の運転モードとを具備し、第
一の運転モードと第二の運転モードとを必要に応じて切
り換えるようにしたことを特徴とする内燃機関の排気浄
化装置が提供される。
よれば、機関排気通路内に燃焼室から排出された排気ガ
ス中の微粒子を除去するためのパティキュレートフィル
タを配置した内燃機関の排気浄化装置において、前記パ
ティキュレートフィルタ上では捕集微粒子が酸化させら
れ、内燃機関の燃費を向上させることを優先させた第一
の運転モードと、前記パティキュレートフィルタを再生
することを優先させた第二の運転モードとを具備し、第
一の運転モードと第二の運転モードとを必要に応じて切
り換えるようにしたことを特徴とする内燃機関の排気浄
化装置が提供される。
【００１５】請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、内燃機関の燃費を向上させることを優先させた第
一の運転モードとパティキュレートフィルタを再生する
ことを優先させた第二の運転モードとが必要に応じて切
り換えられる。そのため、内燃機関の燃費を向上させつ
つパティキュレートフィルタに微粒子が堆積するのを抑
制することができる。詳細には、原則的に内燃機関の燃
費を向上させることを優先させた第一の運転モードが選
択され、パティキュレートフィルタを再生することが必
要になった時にパティキュレートフィルタを再生するこ
とを優先させた第二の運転モードが選択される。そのた
め、パティキュレートフィルタに微粒子が堆積するのを
必要以上に抑制し、それに伴って内燃機関の燃費が悪化
してしまうのを回避することができる。
では、内燃機関の燃費を向上させることを優先させた第
一の運転モードとパティキュレートフィルタを再生する
ことを優先させた第二の運転モードとが必要に応じて切
り換えられる。そのため、内燃機関の燃費を向上させつ
つパティキュレートフィルタに微粒子が堆積するのを抑
制することができる。詳細には、原則的に内燃機関の燃
費を向上させることを優先させた第一の運転モードが選
択され、パティキュレートフィルタを再生することが必
要になった時にパティキュレートフィルタを再生するこ
とを優先させた第二の運転モードが選択される。そのた
め、パティキュレートフィルタに微粒子が堆積するのを
必要以上に抑制し、それに伴って内燃機関の燃費が悪化
してしまうのを回避することができる。
【００１６】請求項２に記載の発明によれば、前記パテ
ィキュレートフィルタが酸素吸蔵・活性酸素放出剤を担
持し、前記酸素吸蔵・活性酸素放出剤から放出された活
性酸素が前記パティキュレートフィルタ上で捕集微粒子
を酸化することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関
の排気浄化装置が提供される。
ィキュレートフィルタが酸素吸蔵・活性酸素放出剤を担
持し、前記酸素吸蔵・活性酸素放出剤から放出された活
性酸素が前記パティキュレートフィルタ上で捕集微粒子
を酸化することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関
の排気浄化装置が提供される。
【００１７】請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、酸素吸蔵・活性酸素放出剤から放出された活性酸
素が捕集微粒子を酸化させるために、従来の場合のよう
に微粒子がパティキュレートフィルタ上に積層状に堆積
した後にその微粒子が輝炎を発して除去されるのと異な
り、微粒子がパティキュレートフィルタ上に積層状に堆
積する前に、輝炎を発することなくその微粒子を酸化除
去することができる。
では、酸素吸蔵・活性酸素放出剤から放出された活性酸
素が捕集微粒子を酸化させるために、従来の場合のよう
に微粒子がパティキュレートフィルタ上に積層状に堆積
した後にその微粒子が輝炎を発して除去されるのと異な
り、微粒子がパティキュレートフィルタ上に積層状に堆
積する前に、輝炎を発することなくその微粒子を酸化除
去することができる。
【００１８】請求項３に記載の発明によれば、前記酸素
吸蔵・活性酸素放出剤は、周囲に過剰酸素が存在すると
酸素を取り込んで酸素を保持しかつ周囲の酸素濃度が低
下すると保持した酸素を活性酸素の形で放出することを
特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置が
提供される。
吸蔵・活性酸素放出剤は、周囲に過剰酸素が存在すると
酸素を取り込んで酸素を保持しかつ周囲の酸素濃度が低
下すると保持した酸素を活性酸素の形で放出することを
特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置が
提供される。
【００１９】請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、パティキュレートの付着等によって周囲の酸素濃
度が低下すれば、酸素吸蔵・活性酸素放出剤は自然に活
性酸素を放出して捕集微粒子を酸化除去することができ
る。
では、パティキュレートの付着等によって周囲の酸素濃
度が低下すれば、酸素吸蔵・活性酸素放出剤は自然に活
性酸素を放出して捕集微粒子を酸化除去することができ
る。
【００２０】請求項４に記載の発明によれば、前記酸素
吸蔵・活性酸素放出剤は、周囲に過剰酸素が存在すると
ＮＯXを酸素と結合させて保持しかつ周囲の酸素濃度が
低下すると結合させたＮＯX及び酸素をＮＯXと活性酸素
とに分解して放出することを特徴とする請求項２に記載
の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
吸蔵・活性酸素放出剤は、周囲に過剰酸素が存在すると
ＮＯXを酸素と結合させて保持しかつ周囲の酸素濃度が
低下すると結合させたＮＯX及び酸素をＮＯXと活性酸素
とに分解して放出することを特徴とする請求項２に記載
の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【００２１】請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、酸素吸蔵・活性酸素放出剤は排気ガス中のＮＯX
も吸蔵し、パティキュレートの付着等によって周囲の酸
素濃度が低下すれば、酸素吸蔵・活性酸素放出剤は自然
に活性酸素を放出して捕集微粒子を酸化除去することが
できる。
では、酸素吸蔵・活性酸素放出剤は排気ガス中のＮＯX
も吸蔵し、パティキュレートの付着等によって周囲の酸
素濃度が低下すれば、酸素吸蔵・活性酸素放出剤は自然
に活性酸素を放出して捕集微粒子を酸化除去することが
できる。
【００２２】請求項５に記載の発明によれば、前記燃焼
室内に供給される不活性ガスの量を増大していくと煤の
発生量が次第に増大してピークに達し、前記燃焼室内に
供給される不活性ガスの量を更に増大していくと前記燃
焼室内における燃焼時の燃料及びその周囲のガス温が煤
の生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくな
る内燃機関を用い、第一の運転モードが選択されている
時であって機関低負荷運転時に煤の発生量がピークとな
る不活性ガスの量よりも前記燃焼室内に供給される不活
性ガスの量が多く煤がほとんど発生しない低温燃焼が実
行され、第一の運転モードが選択されている時であって
機関中高負荷運転時に煤の発生量がピークとなる不活性
ガスの量よりも前記燃焼室内に供給される不活性ガスの
量が少ない通常燃焼が実行され、第二の運転モードが選
択されている時であって機関低負荷運転時に低温燃焼が
実行され、第二の運転モードが選択されている時であっ
て機関中負荷運転時に副燃料噴射が実行されると共に主
燃料噴射時期が遅角され、第二の運転モードが選択され
ている時であって機関高負荷運転時に通常燃焼が実行さ
れる請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の排気
浄化装置が提供される。
室内に供給される不活性ガスの量を増大していくと煤の
発生量が次第に増大してピークに達し、前記燃焼室内に
供給される不活性ガスの量を更に増大していくと前記燃
焼室内における燃焼時の燃料及びその周囲のガス温が煤
の生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくな
る内燃機関を用い、第一の運転モードが選択されている
時であって機関低負荷運転時に煤の発生量がピークとな
る不活性ガスの量よりも前記燃焼室内に供給される不活
性ガスの量が多く煤がほとんど発生しない低温燃焼が実
行され、第一の運転モードが選択されている時であって
機関中高負荷運転時に煤の発生量がピークとなる不活性
ガスの量よりも前記燃焼室内に供給される不活性ガスの
量が少ない通常燃焼が実行され、第二の運転モードが選
択されている時であって機関低負荷運転時に低温燃焼が
実行され、第二の運転モードが選択されている時であっ
て機関中負荷運転時に副燃料噴射が実行されると共に主
燃料噴射時期が遅角され、第二の運転モードが選択され
ている時であって機関高負荷運転時に通常燃焼が実行さ
れる請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の排気
浄化装置が提供される。
【００２３】請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、パティキュレートフィルタを再生することを優先
させた第二の運転モードが選択されている時であって機
関中負荷運転時に副燃料噴射が実行されると共に主燃料
噴射時期が遅角される。そのため、低温燃焼を実行可能
な機関低負荷運転時でなく、かつ、高温排気ガスを排出
可能な機関高負荷運転時でない機関中負荷運転時であっ
てもパティキュレートフィルタ内に流入する排気ガス温
度を高くすることができ、それゆえ、パティキュレート
フィルタを再生することができる。
では、パティキュレートフィルタを再生することを優先
させた第二の運転モードが選択されている時であって機
関中負荷運転時に副燃料噴射が実行されると共に主燃料
噴射時期が遅角される。そのため、低温燃焼を実行可能
な機関低負荷運転時でなく、かつ、高温排気ガスを排出
可能な機関高負荷運転時でない機関中負荷運転時であっ
てもパティキュレートフィルタ内に流入する排気ガス温
度を高くすることができ、それゆえ、パティキュレート
フィルタを再生することができる。
【００２４】請求項６に記載の発明によれば、第二の運
転モードが選択されている時であって前記パティキュレ
ートフィルタの温度が過剰に上昇しそうな時、低温燃焼
が実行されている場合には空燃比をリーン化し、副燃料
噴射が実行されると共に主燃料噴射時期が遅角されてい
る場合には主燃料噴射時期を進角させ、通常燃焼が実行
されている場合には燃料噴射時期を進角させるようにし
た請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供され
る。
転モードが選択されている時であって前記パティキュレ
ートフィルタの温度が過剰に上昇しそうな時、低温燃焼
が実行されている場合には空燃比をリーン化し、副燃料
噴射が実行されると共に主燃料噴射時期が遅角されてい
る場合には主燃料噴射時期を進角させ、通常燃焼が実行
されている場合には燃料噴射時期を進角させるようにし
た請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供され
る。
【００２５】請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、パティキュレートフィルタを再生することを優先
させた第二の運転モードが選択されて低温燃焼が実行さ
れている時であっても、パティキュレートフィルタの温
度が過剰に上昇しそうな時には空燃比がリーン化され
る。そのため、パティキュレートフィルタ内に流入する
排気ガス温度が低下せしめられ、パティキュレートフィ
ルタの温度が過剰に上昇するのを回避することができ
る。更にパティキュレートフィルタを再生することを優
先させた第二の運転モードが選択されて副燃料噴射が実
行されると共に主燃料噴射時期が遅角されている時であ
っても、パティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇
しそうな時には主燃料噴射時期が進角される。そのた
め、パティキュレートフィルタ内に流入する排気ガス温
度が低下せしめられ、パティキュレートフィルタの温度
が過剰に上昇するのを回避することができる。更にパテ
ィキュレートフィルタを再生することを優先させた第二
の運転モードが選択されて通常燃焼が実行されている時
であっても、パティキュレートフィルタの温度が過剰に
上昇しそうな時には燃料噴射時期が進角される。そのた
め、パティキュレートフィルタ内に流入する排気ガス温
度が低下せしめられ、パティキュレートフィルタの温度
が過剰に上昇するのを回避することができる。つまり、
パティキュレートフィルタを再生している時にパティキ
ュレートフィルタの温度が上昇し過ぎてしまい、パティ
キュレートフィルタが溶損してしまうのを回避すること
ができる。
では、パティキュレートフィルタを再生することを優先
させた第二の運転モードが選択されて低温燃焼が実行さ
れている時であっても、パティキュレートフィルタの温
度が過剰に上昇しそうな時には空燃比がリーン化され
る。そのため、パティキュレートフィルタ内に流入する
排気ガス温度が低下せしめられ、パティキュレートフィ
ルタの温度が過剰に上昇するのを回避することができ
る。更にパティキュレートフィルタを再生することを優
先させた第二の運転モードが選択されて副燃料噴射が実
行されると共に主燃料噴射時期が遅角されている時であ
っても、パティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇
しそうな時には主燃料噴射時期が進角される。そのた
め、パティキュレートフィルタ内に流入する排気ガス温
度が低下せしめられ、パティキュレートフィルタの温度
が過剰に上昇するのを回避することができる。更にパテ
ィキュレートフィルタを再生することを優先させた第二
の運転モードが選択されて通常燃焼が実行されている時
であっても、パティキュレートフィルタの温度が過剰に
上昇しそうな時には燃料噴射時期が進角される。そのた
め、パティキュレートフィルタ内に流入する排気ガス温
度が低下せしめられ、パティキュレートフィルタの温度
が過剰に上昇するのを回避することができる。つまり、
パティキュレートフィルタを再生している時にパティキ
ュレートフィルタの温度が上昇し過ぎてしまい、パティ
キュレートフィルタが溶損してしまうのを回避すること
ができる。
【００２６】請求項７に記載の発明によれば、副燃料噴
射が実行されると共に主燃料噴射時期が遅角されている
場合に主燃料噴射時期を進角させる時には、副燃料噴射
を中止するようにした請求項６に記載の内燃機関の排気
浄化装置が提供される。
射が実行されると共に主燃料噴射時期が遅角されている
場合に主燃料噴射時期を進角させる時には、副燃料噴射
を中止するようにした請求項６に記載の内燃機関の排気
浄化装置が提供される。
【００２７】請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、第二の運転モードが選択されている時であってパ
ティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそうな
時、副燃料噴射が実行されると共に主燃料噴射時期が遅
角されている場合に主燃料噴射時期を進角させる時に
は、副燃料噴射が中止される。そのため、そのような時
に副燃料噴射を実行するのに伴ってＨＣが増大し、パテ
ィキュレートフィルタの床温上昇の低下度合いが小さく
なってしまうのを回避することができる。
では、第二の運転モードが選択されている時であってパ
ティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそうな
時、副燃料噴射が実行されると共に主燃料噴射時期が遅
角されている場合に主燃料噴射時期を進角させる時に
は、副燃料噴射が中止される。そのため、そのような時
に副燃料噴射を実行するのに伴ってＨＣが増大し、パテ
ィキュレートフィルタの床温上昇の低下度合いが小さく
なってしまうのを回避することができる。
【００２８】請求項８に記載の発明によれば、第二の運
転モードが選択されている時であって前記パティキュレ
ートフィルタの温度が過剰に上昇しそうな時には、第一
の運転モードが選択されている時に実行される燃焼を割
り込み実行するようにした請求項１から５のいずれかに
記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
転モードが選択されている時であって前記パティキュレ
ートフィルタの温度が過剰に上昇しそうな時には、第一
の運転モードが選択されている時に実行される燃焼を割
り込み実行するようにした請求項１から５のいずれかに
記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【００２９】請求項８に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、パティキュレートフィルタを再生することを優先
させた第二の運転モードが選択されている時であって
も、パティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそ
うな時には、内燃機関の燃費を向上させることを優先さ
せた第一の運転モードが選択されている時に実行される
燃焼であって、詳細にはパティキュレートフィルタ内に
流入する排気ガス温度が比較的低くなる燃焼が割り込み
実行される。そのため、パティキュレートフィルタを再
生している時にパティキュレートフィルタの温度が上昇
し過ぎてしまい、パティキュレートフィルタが溶損して
しまうのを回避することができる。
では、パティキュレートフィルタを再生することを優先
させた第二の運転モードが選択されている時であって
も、パティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそ
うな時には、内燃機関の燃費を向上させることを優先さ
せた第一の運転モードが選択されている時に実行される
燃焼であって、詳細にはパティキュレートフィルタ内に
流入する排気ガス温度が比較的低くなる燃焼が割り込み
実行される。そのため、パティキュレートフィルタを再
生している時にパティキュレートフィルタの温度が上昇
し過ぎてしまい、パティキュレートフィルタが溶損して
しまうのを回避することができる。
【００３０】請求項９に記載の発明によれば、前記パテ
ィキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそうか否か
を、第一の運転モードから第二の運転モードへの切り換
えを行った時からの経過時間に基づいて判定するように
した請求項６から８のいずれかに記載の内燃機関の排気
浄化装置が提供される。
ィキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそうか否か
を、第一の運転モードから第二の運転モードへの切り換
えを行った時からの経過時間に基づいて判定するように
した請求項６から８のいずれかに記載の内燃機関の排気
浄化装置が提供される。
【００３１】請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装置
では、パティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇し
そうか否かが、第一の運転モードから第二の運転モード
への切り換えを行った時からの経過時間に基づいて判定
される。そのため、パティキュレートフィルタの温度を
実際に検出することなく、パティキュレートフィルタの
温度が過剰に上昇しそうか否かを比較的容易に判定する
ことができる。
では、パティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇し
そうか否かが、第一の運転モードから第二の運転モード
への切り換えを行った時からの経過時間に基づいて判定
される。そのため、パティキュレートフィルタの温度を
実際に検出することなく、パティキュレートフィルタの
温度が過剰に上昇しそうか否かを比較的容易に判定する
ことができる。
【００３２】請求項１０に記載の発明によれば、前記パ
ティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそうか否
かを排気ガス温度に基づいて判定するようにした請求項
６から８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置が
提供される。
ティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそうか否
かを排気ガス温度に基づいて判定するようにした請求項
６から８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置が
提供される。
【００３３】請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化装
置では、パティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇
しそうか否かが排気ガス温度に基づいて判定される。そ
のため、パティキュレートフィルタの温度を実際に検出
することなく、パティキュレートフィルタの温度が過剰
に上昇しそうか否かを比較的正確に判定することができ
る。
置では、パティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇
しそうか否かが排気ガス温度に基づいて判定される。そ
のため、パティキュレートフィルタの温度を実際に検出
することなく、パティキュレートフィルタの温度が過剰
に上昇しそうか否かを比較的正確に判定することができ
る。
【００３４】請求項１１に記載の発明によれば、前記パ
ティキュレートフィルタに微粒子が所定量堆積したと推
定された時に第一の運転モードから第二の運転モードへ
の切り換えを行うようにした請求項１から１０のいずれ
かに記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
ティキュレートフィルタに微粒子が所定量堆積したと推
定された時に第一の運転モードから第二の運転モードへ
の切り換えを行うようにした請求項１から１０のいずれ
かに記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【００３５】請求項１１に記載の内燃機関の排気浄化装
置では、パティキュレートフィルタに微粒子が所定量堆
積したと推定された時に内燃機関の燃費を向上させるこ
とを優先させた第一の運転モードからパティキュレート
フィルタを再生することを優先させた第二の運転モード
への切り換えが行われる。そのため、パティキュレート
フィルタに微粒子が堆積するのを必要以上に抑制し、そ
れに伴って内燃機関の燃費が悪化してしまうのを回避す
ることができる。
置では、パティキュレートフィルタに微粒子が所定量堆
積したと推定された時に内燃機関の燃費を向上させるこ
とを優先させた第一の運転モードからパティキュレート
フィルタを再生することを優先させた第二の運転モード
への切り換えが行われる。そのため、パティキュレート
フィルタに微粒子が堆積するのを必要以上に抑制し、そ
れに伴って内燃機関の燃費が悪化してしまうのを回避す
ることができる。
【００３６】請求項１２に記載の発明によれば、前記パ
ティキュレートフィルタの排気ガス流れ上流側に酸化機
能を有する触媒を配置した請求項１から１１のいずれか
に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
ティキュレートフィルタの排気ガス流れ上流側に酸化機
能を有する触媒を配置した請求項１から１１のいずれか
に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【００３７】請求項１２に記載の内燃機関の排気浄化装
置では、パティキュレートフィルタの排気ガス流れ上流
側に酸化機能を有する触媒が配置される。そのため、排
気ガスがその触媒を通過する際に酸化せしめられ、その
酸化熱によりパティキュレートフィルタ内に流入する排
気ガスの温度を上昇させることができ、パティキュレー
トフィルタの温度を比較的高い温度に維持することがで
きる。また、微粒子のバインダとして作用するＳＯＦが
その触媒により酸化せしめられ、その結果、パティキュ
レートフィルタにおいて微粒子が堆積しづらくなるよう
にすることができる。
置では、パティキュレートフィルタの排気ガス流れ上流
側に酸化機能を有する触媒が配置される。そのため、排
気ガスがその触媒を通過する際に酸化せしめられ、その
酸化熱によりパティキュレートフィルタ内に流入する排
気ガスの温度を上昇させることができ、パティキュレー
トフィルタの温度を比較的高い温度に維持することがで
きる。また、微粒子のバインダとして作用するＳＯＦが
その触媒により酸化せしめられ、その結果、パティキュ
レートフィルタにおいて微粒子が堆積しづらくなるよう
にすることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。
実施形態について説明する。
【００３９】図１は本発明の内燃機関の排気浄化装置を
圧縮着火式内燃機関に適用した第一の実施形態を示して
いる。なお、本発明は火花点火式内燃機関にも適用する
こともできる。図１を参照すると、１は機関本体、２は
シリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピスト
ン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気
弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを
夫々示す。吸気ポート８は対応する吸気マニホルド１１
を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１
２は吸気ダクト１３を介して排気ターボチャージャ１４
のコンプレッサ１５に連結される。吸気ダクト１３内に
はステップモータ１６により駆動されるスロットル弁１
７が配置され、更に吸気ダクト１３周りには吸気ダクト
１３内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１８
が配置される。図１に示される実施形態では機関冷却水
が冷却装置１８内に導かれ、機関冷却水によって吸入空
気が冷却される。また吸気ダクト１３内には、吸入空気
量を検出するためのエアフローメータ４４、吸気管負圧
を検出するための負圧センサ４５、及び吸気温度を検出
するための吸気温度センサ４６が配置される。
圧縮着火式内燃機関に適用した第一の実施形態を示して
いる。なお、本発明は火花点火式内燃機関にも適用する
こともできる。図１を参照すると、１は機関本体、２は
シリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピスト
ン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気
弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを
夫々示す。吸気ポート８は対応する吸気マニホルド１１
を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１
２は吸気ダクト１３を介して排気ターボチャージャ１４
のコンプレッサ１５に連結される。吸気ダクト１３内に
はステップモータ１６により駆動されるスロットル弁１
７が配置され、更に吸気ダクト１３周りには吸気ダクト
１３内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１８
が配置される。図１に示される実施形態では機関冷却水
が冷却装置１８内に導かれ、機関冷却水によって吸入空
気が冷却される。また吸気ダクト１３内には、吸入空気
量を検出するためのエアフローメータ４４、吸気管負圧
を検出するための負圧センサ４５、及び吸気温度を検出
するための吸気温度センサ４６が配置される。
【００４０】一方、排気ポート１０は排気マニホルド１
９及び排気管２０を介して排気ターボチャージャ１４の
排気タービン２１に連結され、排気タービン２１の出口
はパティキュレートフィルタ２２ａ及び酸化機能を有す
る吸蔵還元型ＮＯX触媒２２ｂを内蔵したケーシング２
３に連結される。吸蔵還元型ＮＯX触媒２２ｂはパティ
キュレートフィルタ２２ａの排気ガス流れ上流側に配置
されている。尚、本実施形態の変形例では、吸蔵還元型
ＮＯX触媒２２ｂの代わりに、酸化機能を有する任意の
酸化触媒を配置することが可能である。また、本実施形
態の変形例では、パティキュレートフィルタ２２ａ及び
吸蔵還元型ＮＯX触媒２２ｂを隣接して配置する代わり
に、例えば吸蔵還元型ＮＯX触媒２２ｂをパティキュレ
ートフィルタ２２ａから離間させて配置することも可能
である。排気マニホルド１９内には空燃比センサ４７が
配置され、また、ケーシング２３の上流側の排気管２０
内にはケーシング２３内に流入する排気ガスの温度であ
る入りガス温度を検出するための入りガス温度センサ３
９ａが配置され、ケーシング２３の下流側の排気管２０
内にはケーシング２３から流出する排気ガスの温度であ
る出ガス温度を検出するための出ガス温度センサ３９ｂ
が配置される。
９及び排気管２０を介して排気ターボチャージャ１４の
排気タービン２１に連結され、排気タービン２１の出口
はパティキュレートフィルタ２２ａ及び酸化機能を有す
る吸蔵還元型ＮＯX触媒２２ｂを内蔵したケーシング２
３に連結される。吸蔵還元型ＮＯX触媒２２ｂはパティ
キュレートフィルタ２２ａの排気ガス流れ上流側に配置
されている。尚、本実施形態の変形例では、吸蔵還元型
ＮＯX触媒２２ｂの代わりに、酸化機能を有する任意の
酸化触媒を配置することが可能である。また、本実施形
態の変形例では、パティキュレートフィルタ２２ａ及び
吸蔵還元型ＮＯX触媒２２ｂを隣接して配置する代わり
に、例えば吸蔵還元型ＮＯX触媒２２ｂをパティキュレ
ートフィルタ２２ａから離間させて配置することも可能
である。排気マニホルド１９内には空燃比センサ４７が
配置され、また、ケーシング２３の上流側の排気管２０
内にはケーシング２３内に流入する排気ガスの温度であ
る入りガス温度を検出するための入りガス温度センサ３
９ａが配置され、ケーシング２３の下流側の排気管２０
内にはケーシング２３から流出する排気ガスの温度であ
る出ガス温度を検出するための出ガス温度センサ３９ｂ
が配置される。
【００４１】排気マニホルド１９とサージタンク１２と
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２４を介
して互いに連結され、ＥＧＲ通路２４内には電気制御式
ＥＧＲ制御弁２５が配置される。また、ＥＧＲ通路２４
周りにはＥＧＲ通路２４内を流れるＥＧＲガスを冷却す
るための冷却装置２６が配置される。図１に示される実
施形態では機関冷却水が冷却装置２６内に導かれ、機関
冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。更に冷却装置
２６に対しＥＧＲガス流れ上流側には冷却装置２６内に
流入するＥＧＲガスを浄化するためのパイプ触媒２２ｃ
が配置される。一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管６ａ
を介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２７に連
結される。このコモンレール２７内へは電気制御式の吐
出量可変な燃料ポンプ２８から燃料が供給され、コモン
レール２７内に供給された燃料は各燃料供給管６ａを介
して燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２７には
コモンレール２７内の燃料圧を検出するための燃料圧セ
ンサ２９が取付けられ、燃料圧センサ２９の出力信号に
基づいてコモンレール２７内の燃料圧が目標燃料圧とな
るように燃料ポンプ２８の吐出量が制御される。
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２４を介
して互いに連結され、ＥＧＲ通路２４内には電気制御式
ＥＧＲ制御弁２５が配置される。また、ＥＧＲ通路２４
周りにはＥＧＲ通路２４内を流れるＥＧＲガスを冷却す
るための冷却装置２６が配置される。図１に示される実
施形態では機関冷却水が冷却装置２６内に導かれ、機関
冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。更に冷却装置
２６に対しＥＧＲガス流れ上流側には冷却装置２６内に
流入するＥＧＲガスを浄化するためのパイプ触媒２２ｃ
が配置される。一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管６ａ
を介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２７に連
結される。このコモンレール２７内へは電気制御式の吐
出量可変な燃料ポンプ２８から燃料が供給され、コモン
レール２７内に供給された燃料は各燃料供給管６ａを介
して燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２７には
コモンレール２７内の燃料圧を検出するための燃料圧セ
ンサ２９が取付けられ、燃料圧センサ２９の出力信号に
基づいてコモンレール２７内の燃料圧が目標燃料圧とな
るように燃料ポンプ２８の吐出量が制御される。
【００４２】電子制御ユニット３０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備す
る。燃料圧センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器
３７を介して入力ポート３５に入力される。また、入り
ガス温度センサ３９ａ及び出ガス温度センサ３９ｂの出
力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器３７を介して入力
ポート３５に入力される。エアフローメータ４４の出力
信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５
に入力され、負圧センサ４５の出力信号は対応するＡＤ
変換器３７を介して入力ポート３５に入力され、吸気温
度センサ４６の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介
して入力ポート３５に入力される。アクセルペダル４０
にはアクセルペダル４０の踏込み量Ｌに比例した出力電
圧を発生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４
１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポ
ート３５に入力される。気筒内の燃焼圧を検出するため
の燃焼圧センサ４３の出力信号は対応するＡＤ変換器３
７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポー
ト３５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎
に出力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続さ
れる。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を
介して燃料噴射弁６、スロットル弁駆動用ステップモー
タ１６、ＥＧＲ制御弁２５、及び燃料ポンプ２８に接続
される。
ータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備す
る。燃料圧センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器
３７を介して入力ポート３５に入力される。また、入り
ガス温度センサ３９ａ及び出ガス温度センサ３９ｂの出
力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器３７を介して入力
ポート３５に入力される。エアフローメータ４４の出力
信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５
に入力され、負圧センサ４５の出力信号は対応するＡＤ
変換器３７を介して入力ポート３５に入力され、吸気温
度センサ４６の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介
して入力ポート３５に入力される。アクセルペダル４０
にはアクセルペダル４０の踏込み量Ｌに比例した出力電
圧を発生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４
１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポ
ート３５に入力される。気筒内の燃焼圧を検出するため
の燃焼圧センサ４３の出力信号は対応するＡＤ変換器３
７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポー
ト３５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎
に出力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続さ
れる。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を
介して燃料噴射弁６、スロットル弁駆動用ステップモー
タ１６、ＥＧＲ制御弁２５、及び燃料ポンプ２８に接続
される。
【００４３】図２にパティキュレートフィルタ２２ａの
構造を示す。なお、図２において（Ａ）はパティキュレ
ートフィルタ２２ａの正面図を示しており、（Ｂ）はパ
ティキュレートフィルタ２２ａの側面断面図を示してい
る。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるようにパティキュ
レートフィルタ２２ａはハニカム構造をなしており、互
いに平行をなして延びる複数個の排気流通路５０，５１
を具備する。これら排気流通路は下流端が栓５２により
閉塞された排気ガス流入通路５０と、上流端が栓５３に
より閉塞された排気ガス流出通路５１とにより構成され
る。なお、図２（Ａ）においてハッチングを付した部分
は栓５３を示している。従って排気ガス流入通路５０及
び排気ガス流出通路５１は薄肉の隔壁５４を介して交互
に配置される。云い換えると排気ガス流入通路５０及び
排気ガス流出通路５１は各排気ガス流入通路５０が４つ
の排気ガス流出通路５１によって包囲され、各排気ガス
流出通路５１が４つの排気ガス流入通路５０によって包
囲されるように配置される。パティキュレートフィルタ
２２ａは例えばコージライトのような多孔質材料から形
成されており、従って排気ガス流入通路５０内に流入し
た排気ガスは図２（Ｂ）において矢印で示されるように
周囲の隔壁５４内を通って隣接する排気ガス流出通路５
１内に流出する。
構造を示す。なお、図２において（Ａ）はパティキュレ
ートフィルタ２２ａの正面図を示しており、（Ｂ）はパ
ティキュレートフィルタ２２ａの側面断面図を示してい
る。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるようにパティキュ
レートフィルタ２２ａはハニカム構造をなしており、互
いに平行をなして延びる複数個の排気流通路５０，５１
を具備する。これら排気流通路は下流端が栓５２により
閉塞された排気ガス流入通路５０と、上流端が栓５３に
より閉塞された排気ガス流出通路５１とにより構成され
る。なお、図２（Ａ）においてハッチングを付した部分
は栓５３を示している。従って排気ガス流入通路５０及
び排気ガス流出通路５１は薄肉の隔壁５４を介して交互
に配置される。云い換えると排気ガス流入通路５０及び
排気ガス流出通路５１は各排気ガス流入通路５０が４つ
の排気ガス流出通路５１によって包囲され、各排気ガス
流出通路５１が４つの排気ガス流入通路５０によって包
囲されるように配置される。パティキュレートフィルタ
２２ａは例えばコージライトのような多孔質材料から形
成されており、従って排気ガス流入通路５０内に流入し
た排気ガスは図２（Ｂ）において矢印で示されるように
周囲の隔壁５４内を通って隣接する排気ガス流出通路５
１内に流出する。
【００４４】本発明による実施形態では各排気ガス流入
通路５０及び各排気ガス流出通路５１の周壁面、即ち各
隔壁５４の両側表面上、栓５３の外端面及び栓５２，５
３の内端面上には全面に亘って例えばアルミナからなる
担体の層が形成されており、この担体上に貴金属触媒、
及び周囲に過剰酸素が存在すると酸素を取込んで酸素を
保持しかつ周囲の酸素濃度が低下すると保持した酸素を
活性酸素の形で放出する酸素吸蔵・活性酸素放出剤が担
持されている。この場合、本発明による実施形態では貴
金属触媒として白金Ｐｔが用いられており、酸素吸蔵・
活性酸素放出剤としてカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リ
チウムＬｉ、セシウムＣｓ、ルビジウムＲｂのようなア
ルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａ、ストロン
チウムＳｒのようなアルカリ土類金属、ランタンＬａ、
イットリウムＹのような希土類、及び遷移金属から選ば
れた少なくとも一つが用いられている。なお、この場合
酸素吸蔵・活性酸素放出剤としてはカルシウムＣａより
もイオン化傾向の高いアルカリ金属又はアルカリ土類金
属、即ちカリウムＫ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓ、ル
ビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ストロンチウムＳｒを用
いることが好ましい。
通路５０及び各排気ガス流出通路５１の周壁面、即ち各
隔壁５４の両側表面上、栓５３の外端面及び栓５２，５
３の内端面上には全面に亘って例えばアルミナからなる
担体の層が形成されており、この担体上に貴金属触媒、
及び周囲に過剰酸素が存在すると酸素を取込んで酸素を
保持しかつ周囲の酸素濃度が低下すると保持した酸素を
活性酸素の形で放出する酸素吸蔵・活性酸素放出剤が担
持されている。この場合、本発明による実施形態では貴
金属触媒として白金Ｐｔが用いられており、酸素吸蔵・
活性酸素放出剤としてカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リ
チウムＬｉ、セシウムＣｓ、ルビジウムＲｂのようなア
ルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａ、ストロン
チウムＳｒのようなアルカリ土類金属、ランタンＬａ、
イットリウムＹのような希土類、及び遷移金属から選ば
れた少なくとも一つが用いられている。なお、この場合
酸素吸蔵・活性酸素放出剤としてはカルシウムＣａより
もイオン化傾向の高いアルカリ金属又はアルカリ土類金
属、即ちカリウムＫ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓ、ル
ビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ストロンチウムＳｒを用
いることが好ましい。
【００４５】次にパティキュレートフィルタ２２ａによ
る排気ガス中の微粒子除去作用について担体上に白金Ｐ
ｔ及びカリウムＫを担持させた場合を例にとって説明す
るが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希
土類、遷移金属を用いても同様な微粒子除去作用が行わ
れる。図１に示されるような圧縮着火式内燃機関では空
気過剰のもとで燃焼が行われ、従って排気ガスは多量の
過剰空気を含んでいる。即ち、吸気通路及び燃焼室５内
に供給された空気と燃料との比を排気ガスの空燃比と称
すると図１に示されるような圧縮着火式内燃機関では排
気ガスの空燃比はリーンとなっている。また、燃焼室５
内ではＮＯが発生するので排気ガス中にはＮＯが含まれ
ている。また、燃料中にはイオウＳが含まれており、こ
のイオウＳは燃焼室５内で酸素と反応してＳＯ2とな
る。従って排気ガス中にはＳＯ2が含まれている。従っ
て過剰酸素、ＮＯ及びＳＯ2を含んだ排気ガスがパティ
キュレートフィルタ２２ａの排気ガス流入通路５０内に
流入することになる。
る排気ガス中の微粒子除去作用について担体上に白金Ｐ
ｔ及びカリウムＫを担持させた場合を例にとって説明す
るが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希
土類、遷移金属を用いても同様な微粒子除去作用が行わ
れる。図１に示されるような圧縮着火式内燃機関では空
気過剰のもとで燃焼が行われ、従って排気ガスは多量の
過剰空気を含んでいる。即ち、吸気通路及び燃焼室５内
に供給された空気と燃料との比を排気ガスの空燃比と称
すると図１に示されるような圧縮着火式内燃機関では排
気ガスの空燃比はリーンとなっている。また、燃焼室５
内ではＮＯが発生するので排気ガス中にはＮＯが含まれ
ている。また、燃料中にはイオウＳが含まれており、こ
のイオウＳは燃焼室５内で酸素と反応してＳＯ2とな
る。従って排気ガス中にはＳＯ2が含まれている。従っ
て過剰酸素、ＮＯ及びＳＯ2を含んだ排気ガスがパティ
キュレートフィルタ２２ａの排気ガス流入通路５０内に
流入することになる。
【００４６】図３（Ａ）及び（Ｂ）は排気ガス流入通路
５０の内周面上に形成された担体層の表面の拡大図を模
式的に表している。なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）におい
て６０は白金Ｐｔの粒子を示しており、６１はカリウム
Ｋを含んでいる酸素吸蔵・活性酸素放出剤を示してい
る。上述したように排気ガス中には多量の過剰酸素が含
まれているので排気ガスがパティキュレートフィルタ２
２ａの排気ガス流入通路５０内に流入すると図３（Ａ）
に示されるようにこれら酸素Ｏ2がＯ2 -又はＯ2-の形で
白金Ｐｔの表面に付着する。一方、排気ガス中のＮＯは
白金Ｐｔの表面上でＯ2 -又はＯ2-と反応し、ＮＯ2とな
る（２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2）。次いで生成されたＮＯ2
の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ酸素吸蔵・活性酸素
放出剤６１内に吸収され、カリウムＫと結合しながら図
３（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ3 -の形で酸素
吸蔵・活性酸素放出剤６１内に拡散し、硝酸カリウムＫ
ＮＯ 3を生成する。
５０の内周面上に形成された担体層の表面の拡大図を模
式的に表している。なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）におい
て６０は白金Ｐｔの粒子を示しており、６１はカリウム
Ｋを含んでいる酸素吸蔵・活性酸素放出剤を示してい
る。上述したように排気ガス中には多量の過剰酸素が含
まれているので排気ガスがパティキュレートフィルタ２
２ａの排気ガス流入通路５０内に流入すると図３（Ａ）
に示されるようにこれら酸素Ｏ2がＯ2 -又はＯ2-の形で
白金Ｐｔの表面に付着する。一方、排気ガス中のＮＯは
白金Ｐｔの表面上でＯ2 -又はＯ2-と反応し、ＮＯ2とな
る（２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2）。次いで生成されたＮＯ2
の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ酸素吸蔵・活性酸素
放出剤６１内に吸収され、カリウムＫと結合しながら図
３（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ3 -の形で酸素
吸蔵・活性酸素放出剤６１内に拡散し、硝酸カリウムＫ
ＮＯ 3を生成する。
【００４７】一方、上述したように排気ガス中にはＳＯ
2も含まれており、このＳＯ2もＮＯと同様なメカニズム
によって酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内に吸収され
る。即ち、上述したように酸素Ｏ2がＯ2 -又はＯ2-の形
で白金Ｐｔの表面に付着しており、排気ガス中のＳＯ2
は白金Ｐｔの表面でＯ2−又はＯ2-と反応してＳＯ3とな
る。次いで生成されたＳＯ3の一部は白金Ｐｔ上で更に
酸化されつつ酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内に吸収さ
れ、カリウムＫと結合しながら硫酸イオンＳＯ4 2 -の形
で酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内に拡散し、硫酸カリ
ウムＫ2ＳＯ4を生成する。このようにして酸素吸蔵・活
性酸素放出触媒６１内には硝酸カリウムＫＮＯ3及び硫
酸カリウムＫ2ＳＯ4が生成される。
2も含まれており、このＳＯ2もＮＯと同様なメカニズム
によって酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内に吸収され
る。即ち、上述したように酸素Ｏ2がＯ2 -又はＯ2-の形
で白金Ｐｔの表面に付着しており、排気ガス中のＳＯ2
は白金Ｐｔの表面でＯ2−又はＯ2-と反応してＳＯ3とな
る。次いで生成されたＳＯ3の一部は白金Ｐｔ上で更に
酸化されつつ酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内に吸収さ
れ、カリウムＫと結合しながら硫酸イオンＳＯ4 2 -の形
で酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内に拡散し、硫酸カリ
ウムＫ2ＳＯ4を生成する。このようにして酸素吸蔵・活
性酸素放出触媒６１内には硝酸カリウムＫＮＯ3及び硫
酸カリウムＫ2ＳＯ4が生成される。
【００４８】一方、燃焼室５内においては主にカーボン
Ｃからなる微粒子が生成され、従って排気ガス中にはこ
れら微粒子が含まれている。排気ガス中に含まれている
これら微粒子は排気ガスがパティキュレートフィルタ２
２ａの排気ガス流入通路５０内を流れている時に、或い
は排気ガス流入通路５０から排気ガス流出通路５１に向
かう時に図３（Ｂ）において６２で示されるように担体
層の表面、例えば酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１の表面
上に接触し、付着する。
Ｃからなる微粒子が生成され、従って排気ガス中にはこ
れら微粒子が含まれている。排気ガス中に含まれている
これら微粒子は排気ガスがパティキュレートフィルタ２
２ａの排気ガス流入通路５０内を流れている時に、或い
は排気ガス流入通路５０から排気ガス流出通路５１に向
かう時に図３（Ｂ）において６２で示されるように担体
層の表面、例えば酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１の表面
上に接触し、付着する。
【００４９】このように微粒子６２が酸素吸蔵・活性酸
素放出剤６１の表面上に付着すると微粒子６２と酸素吸
蔵・活性酸素放出剤６１との接触面では酸素濃度が低下
する。酸素濃度が低下すると酸素濃度の高い酸素吸蔵・
活性酸素放出剤６１内との間で濃度差が生じ、斯くして
酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内の酸素が微粒子６２と
酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１との接触面に向けて移動
しようとする。その結果、酸素吸蔵・活性酸素放出剤６
１内に形成されている硝酸カリウムＫＮＯ3がカリウム
Ｋと酸素ＯとＮＯとに分解され、酸素Ｏが微粒子６２と
酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１との接触面に向かい、Ｎ
Ｏが酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１から外部に放出され
る。外部に放出されたＮＯは下流側の白金Ｐｔ上におい
て酸化され、再び酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内に吸
収される。
素放出剤６１の表面上に付着すると微粒子６２と酸素吸
蔵・活性酸素放出剤６１との接触面では酸素濃度が低下
する。酸素濃度が低下すると酸素濃度の高い酸素吸蔵・
活性酸素放出剤６１内との間で濃度差が生じ、斯くして
酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内の酸素が微粒子６２と
酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１との接触面に向けて移動
しようとする。その結果、酸素吸蔵・活性酸素放出剤６
１内に形成されている硝酸カリウムＫＮＯ3がカリウム
Ｋと酸素ＯとＮＯとに分解され、酸素Ｏが微粒子６２と
酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１との接触面に向かい、Ｎ
Ｏが酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１から外部に放出され
る。外部に放出されたＮＯは下流側の白金Ｐｔ上におい
て酸化され、再び酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内に吸
収される。
【００５０】一方、この時酸素吸蔵・活性酸素放出剤６
１に形成されている硫酸カリウムＫ 2ＳＯ4は、強固に結
びついているため、カリウムＫと酸素ＯとＳＯ2とに分
解されづらい。それゆえ、周囲の温度が低い時には、酸
素濃度が低下しても活性酸素を放出しづらい。
１に形成されている硫酸カリウムＫ 2ＳＯ4は、強固に結
びついているため、カリウムＫと酸素ＯとＳＯ2とに分
解されづらい。それゆえ、周囲の温度が低い時には、酸
素濃度が低下しても活性酸素を放出しづらい。
【００５１】一方、微粒子６２と酸素吸蔵・活性酸素放
出剤６１との接触面に向かう酸素Ｏは硝酸カリウムＫＮ
Ｏ3のような化合物から分解された酸素である。化合物
から分解された酸素Ｏは高いエネルギを有しており、極
めて高い活性を有する。従って微粒子６２と酸素吸蔵・
活性酸素放出剤６１との接触面に向かう酸素は活性酸素
Ｏとなっている。これら活性酸素Ｏが微粒子６２に接触
すると微粒子６２は数分から数十分の短時間で輝炎を発
することなく酸化せしめられる。また、微粒子６２を酸
化する活性酸素Ｏは、酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１へ
ＮＯ及びＳＯ2が吸収されている時にも放出される。す
なわち、ＮＯXは酸素原子の結合及び分離を繰り返しつ
つ酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内において硝酸イオン
ＮＯ3 -の型で拡散するものと考えられ、この間にも活性
酸素が発生する。微粒子６２はこの活性酸素によっても
酸化せしめられる。また、パティキュレートフィルタ２
２ａ上に付着した微粒子６２は活性酸素Ｏによって酸化
せしめられるがこれら微粒子６２は排気ガス中の酸素に
よっても酸化せしめられる。
出剤６１との接触面に向かう酸素Ｏは硝酸カリウムＫＮ
Ｏ3のような化合物から分解された酸素である。化合物
から分解された酸素Ｏは高いエネルギを有しており、極
めて高い活性を有する。従って微粒子６２と酸素吸蔵・
活性酸素放出剤６１との接触面に向かう酸素は活性酸素
Ｏとなっている。これら活性酸素Ｏが微粒子６２に接触
すると微粒子６２は数分から数十分の短時間で輝炎を発
することなく酸化せしめられる。また、微粒子６２を酸
化する活性酸素Ｏは、酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１へ
ＮＯ及びＳＯ2が吸収されている時にも放出される。す
なわち、ＮＯXは酸素原子の結合及び分離を繰り返しつ
つ酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内において硝酸イオン
ＮＯ3 -の型で拡散するものと考えられ、この間にも活性
酸素が発生する。微粒子６２はこの活性酸素によっても
酸化せしめられる。また、パティキュレートフィルタ２
２ａ上に付着した微粒子６２は活性酸素Ｏによって酸化
せしめられるがこれら微粒子６２は排気ガス中の酸素に
よっても酸化せしめられる。
【００５２】従来のようにパティキュレートフィルタ２
２ａ上に積層状に堆積した微粒子が燃焼せしめられる時
にはパティキュレートフィルタ２２ａが赤熱し、火炎を
伴って燃焼する。このような火炎を伴う燃焼は高温でな
いと持続せず、従ってこのような火炎を伴う燃焼を持続
させるためにはパティキュレートフィルタ２２ａの温度
を高温に維持しなければならない。
２ａ上に積層状に堆積した微粒子が燃焼せしめられる時
にはパティキュレートフィルタ２２ａが赤熱し、火炎を
伴って燃焼する。このような火炎を伴う燃焼は高温でな
いと持続せず、従ってこのような火炎を伴う燃焼を持続
させるためにはパティキュレートフィルタ２２ａの温度
を高温に維持しなければならない。
【００５３】これに対して本発明では微粒子６２は上述
したように輝炎を発することなく酸化せしめられ、この
時パティキュレートフィルタ２２ａの表面が赤熱するこ
ともない。即ち、云い換えると本発明では従来に比べて
かなり低い温度でもって微粒子６２が酸化除去せしめら
れている。従って本発明による輝炎を発しない微粒子６
２の酸化による微粒子除去作用は火炎を伴う従来の燃焼
による微粒子除去作用と全く異なっている。
したように輝炎を発することなく酸化せしめられ、この
時パティキュレートフィルタ２２ａの表面が赤熱するこ
ともない。即ち、云い換えると本発明では従来に比べて
かなり低い温度でもって微粒子６２が酸化除去せしめら
れている。従って本発明による輝炎を発しない微粒子６
２の酸化による微粒子除去作用は火炎を伴う従来の燃焼
による微粒子除去作用と全く異なっている。
【００５４】ところで白金Ｐｔ及び酸素吸蔵・活性酸素
放出剤６１はパティキュレートフィルタ２２ａの温度が
高くなるほど活性化するので単位時間当りに酸素吸蔵・
活性酸素放出剤６１が放出する活性酸素Ｏの量はパティ
キュレートフィルタ２２ａの温度が高くなるほど増大す
る。また、当然のことながら、微粒子自身の温度が高い
ほど酸化除去され易くなる。従ってパティキュレートフ
ィルタ２２ａ上において単位時間当りに輝炎を発するこ
となく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量はパティキ
ュレートフィルタ２２ａの温度が高くなるほど増大す
る。
放出剤６１はパティキュレートフィルタ２２ａの温度が
高くなるほど活性化するので単位時間当りに酸素吸蔵・
活性酸素放出剤６１が放出する活性酸素Ｏの量はパティ
キュレートフィルタ２２ａの温度が高くなるほど増大す
る。また、当然のことながら、微粒子自身の温度が高い
ほど酸化除去され易くなる。従ってパティキュレートフ
ィルタ２２ａ上において単位時間当りに輝炎を発するこ
となく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量はパティキ
ュレートフィルタ２２ａの温度が高くなるほど増大す
る。
【００５５】図５の実線は単位時間当りに輝炎を発する
ことなく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量Ｇを示し
ており、図５において横軸はパティキュレートフィルタ
２２ａの温度ＴＦを示している。なお、図５は単位時間
を１秒とした場合の、すなわち、１秒当たりの酸化除去
可能微粒子量Ｇを示しているがこの単位時間としては、
１分、１０分等任意の時間を採用することができる。例
えば、単位時間として１０分を用いた場合には単位時間
当たりの酸化除去可能微粒子量Ｇは１０分間当たりの酸
化除去可能微粒子量Ｇを表すことになり、この場合でも
パティキュレートフィルタ２２ａ上において単位時間当
たりに輝炎を発することなく酸化除去可能な酸化除去可
能微粒子量Ｇは図５に示されるようにパティキュレート
フィルタの温度が高くなるほど増大する。
ことなく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量Ｇを示し
ており、図５において横軸はパティキュレートフィルタ
２２ａの温度ＴＦを示している。なお、図５は単位時間
を１秒とした場合の、すなわち、１秒当たりの酸化除去
可能微粒子量Ｇを示しているがこの単位時間としては、
１分、１０分等任意の時間を採用することができる。例
えば、単位時間として１０分を用いた場合には単位時間
当たりの酸化除去可能微粒子量Ｇは１０分間当たりの酸
化除去可能微粒子量Ｇを表すことになり、この場合でも
パティキュレートフィルタ２２ａ上において単位時間当
たりに輝炎を発することなく酸化除去可能な酸化除去可
能微粒子量Ｇは図５に示されるようにパティキュレート
フィルタの温度が高くなるほど増大する。
【００５６】さて、単位時間当りに燃焼室５から排出さ
れる微粒子の量を排出微粒子量Ｍと称するとこの排出微
粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子Ｇよりも少ない時、例え
ば、１秒当たりの排出微粒子量Ｍが１秒当たりの酸化除
去可能微粒子量Ｇよりも少ない時、或いは１０分当たり
の排出微粒子量Ｍが１０分当たりの酸化除去可能微粒子
量Ｇよりも少ない時、即ち図５の領域Ｉでは燃焼室５か
ら排出された全ての微粒子がパティキュレートフィルタ
２２ａ上において輝炎を発することなく順次短時間のう
ちに酸化除去せしめられる。
れる微粒子の量を排出微粒子量Ｍと称するとこの排出微
粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子Ｇよりも少ない時、例え
ば、１秒当たりの排出微粒子量Ｍが１秒当たりの酸化除
去可能微粒子量Ｇよりも少ない時、或いは１０分当たり
の排出微粒子量Ｍが１０分当たりの酸化除去可能微粒子
量Ｇよりも少ない時、即ち図５の領域Ｉでは燃焼室５か
ら排出された全ての微粒子がパティキュレートフィルタ
２２ａ上において輝炎を発することなく順次短時間のう
ちに酸化除去せしめられる。
【００５７】これに対し、排出微粒子量Ｍが酸化除去可
能微粒子量Ｇよりも多い時、即ち図５の領域IIでは全て
の微粒子を酸化するには活性酸素量が不足している。図
４（Ａ）〜（Ｃ）はこのような場合における微粒子の酸
化の様子を示している。
能微粒子量Ｇよりも多い時、即ち図５の領域IIでは全て
の微粒子を酸化するには活性酸素量が不足している。図
４（Ａ）〜（Ｃ）はこのような場合における微粒子の酸
化の様子を示している。
【００５８】即ち、全ての微粒子を酸化するには活性酸
素量が不足している場合には図４（Ａ）に示すように微
粒子６２が酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１上に付着する
と微粒子６２の一部のみが酸化され、十分に酸化されな
かった微粒子部分が担体層上に残留する。次いで活性酸
素量が不足している状態が継続すると次から次へと酸化
されなかった微粒子部分が担体層上に残留し、その結果
図４（Ｂ）に示されるように担体層の表面が残留微粒子
部分６３によって覆われるようになる。
素量が不足している場合には図４（Ａ）に示すように微
粒子６２が酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１上に付着する
と微粒子６２の一部のみが酸化され、十分に酸化されな
かった微粒子部分が担体層上に残留する。次いで活性酸
素量が不足している状態が継続すると次から次へと酸化
されなかった微粒子部分が担体層上に残留し、その結果
図４（Ｂ）に示されるように担体層の表面が残留微粒子
部分６３によって覆われるようになる。
【００５９】このような残留微粒子部分６３は、次第に
酸化され難いカーボン質に変質し、また、担体層の表面
が残留微粒子部分６３によって覆われると白金Ｐｔによ
るＮＯ，ＳＯ2の酸化作用及び酸素吸蔵・活性酸素放出
剤６１による活性酸素の放出作用が抑制されるために残
留微粒子部分６３は酸化されることなくそのまま残り、
斯くして図４（Ｃ）に示されるように残留微粒子部分６
３の上に別の微粒子６４が次から次へと堆積する。即
ち、微粒子が積層状に堆積することになる。このように
微粒子が積層状に堆積すると、これら微粒子６４は、白
金Ｐｔや酸素吸蔵・活性酸素放出剤から距離を隔ててい
るために、例え酸化され易い微粒子であっても活性酸素
Ｏによって酸化されることはない。従ってこの微粒子６
４上に更に別の微粒子が次から次へと堆積する。即ち、
排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも多い状
態が継続するとパティキュレートフィルタ２２ａ上には
微粒子が積層状に堆積し、斯くして排気ガス温を高温に
するか、或いはパティキュレートフィルタ２２ａの温度
を高温にしない限り、堆積した微粒子を着火燃焼させる
ことができなくなる。
酸化され難いカーボン質に変質し、また、担体層の表面
が残留微粒子部分６３によって覆われると白金Ｐｔによ
るＮＯ，ＳＯ2の酸化作用及び酸素吸蔵・活性酸素放出
剤６１による活性酸素の放出作用が抑制されるために残
留微粒子部分６３は酸化されることなくそのまま残り、
斯くして図４（Ｃ）に示されるように残留微粒子部分６
３の上に別の微粒子６４が次から次へと堆積する。即
ち、微粒子が積層状に堆積することになる。このように
微粒子が積層状に堆積すると、これら微粒子６４は、白
金Ｐｔや酸素吸蔵・活性酸素放出剤から距離を隔ててい
るために、例え酸化され易い微粒子であっても活性酸素
Ｏによって酸化されることはない。従ってこの微粒子６
４上に更に別の微粒子が次から次へと堆積する。即ち、
排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも多い状
態が継続するとパティキュレートフィルタ２２ａ上には
微粒子が積層状に堆積し、斯くして排気ガス温を高温に
するか、或いはパティキュレートフィルタ２２ａの温度
を高温にしない限り、堆積した微粒子を着火燃焼させる
ことができなくなる。
【００６０】このように図５の領域Ｉでは微粒子はパテ
ィキュレートフィルタ２２ａ上において輝炎を発するこ
となく短時間のうちに酸化せしめられ、図５の領域IIで
は微粒子がパティキュレートフィルタ２２ａ上に積層状
に堆積する。従って微粒子がパティキュレートフィルタ
２２ａ上に積層状に堆積しないようにするためには排出
微粒子量Ｍを常時酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なく
しておく必要がある。
ィキュレートフィルタ２２ａ上において輝炎を発するこ
となく短時間のうちに酸化せしめられ、図５の領域IIで
は微粒子がパティキュレートフィルタ２２ａ上に積層状
に堆積する。従って微粒子がパティキュレートフィルタ
２２ａ上に積層状に堆積しないようにするためには排出
微粒子量Ｍを常時酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なく
しておく必要がある。
【００６１】図５からわかるように本発明の実施形態で
用いられているパティキュレートフィルタ２２ａではパ
ティキュレートフィルタ２２ａの温度ＴＦがかなり低く
ても微粒子を酸化させることが可能であり、従って図１
に示す圧縮着火式内燃機関において排出微粒子量Ｍ及び
パティキュレートフィルタ２２ａの温度ＴＦを排出微粒
子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも常時少なくなる
ように維持することが可能である。排出微粒子量Ｍが酸
化除去可能微粒子量Ｇよりも常時少ないと、パティキュ
レートフィルタ２２ａ上に微粒子が全く堆積せず、斯く
して背圧が全く上昇しない。従って機関出力は全く低下
しない。一方で、酸化除去可能微粒子量Ｇを排出微粒子
量Ｍよりも常時多くするために、常時、燃料噴射量を増
加させて排気ガス温度を高くしパティキュレートフィル
タ２２ａの温度ＴＦを高くしておくと、内燃機関の燃費
は低下してしまう。
用いられているパティキュレートフィルタ２２ａではパ
ティキュレートフィルタ２２ａの温度ＴＦがかなり低く
ても微粒子を酸化させることが可能であり、従って図１
に示す圧縮着火式内燃機関において排出微粒子量Ｍ及び
パティキュレートフィルタ２２ａの温度ＴＦを排出微粒
子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも常時少なくなる
ように維持することが可能である。排出微粒子量Ｍが酸
化除去可能微粒子量Ｇよりも常時少ないと、パティキュ
レートフィルタ２２ａ上に微粒子が全く堆積せず、斯く
して背圧が全く上昇しない。従って機関出力は全く低下
しない。一方で、酸化除去可能微粒子量Ｇを排出微粒子
量Ｍよりも常時多くするために、常時、燃料噴射量を増
加させて排気ガス温度を高くしパティキュレートフィル
タ２２ａの温度ＴＦを高くしておくと、内燃機関の燃費
は低下してしまう。
【００６２】一方、前述したように一旦微粒子がパティ
キュレートフィルタ２２ａ上において積層状に堆積する
とたとえ排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより
も少なくなったとしても活性酸素Ｏにより微粒子を酸化
させることは困難である。しかしながら酸化されなかっ
た微粒子部分が残留しはじめている時に、即ち微粒子が
一定限度以下しか堆積していない時に排気微粒子量Ｍが
酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくなるとこの残留微
粒子部分は活性酸素Ｏによって輝炎を発することなく酸
化除去される。従って、必要に応じて排出微粒子量Ｍを
酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくし、かつ排出微粒
子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより多くなったとして
も図４（Ｂ）に示されるように担体層の表面が残留微粒
子部分６３によって覆われないように、即ち排出微粒子
量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより少なくなった時に酸
化除去しうる一定限度以下の量の微粒子しかパティキュ
レートフィルタ２２ａ上に積層しないように、通常は内
燃機関の燃費を向上させるべく排出微粒子量Ｍ及びパテ
ィキュレートフィルタ２２ａの温度ＴＦを維持すること
も可能である。
キュレートフィルタ２２ａ上において積層状に堆積する
とたとえ排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより
も少なくなったとしても活性酸素Ｏにより微粒子を酸化
させることは困難である。しかしながら酸化されなかっ
た微粒子部分が残留しはじめている時に、即ち微粒子が
一定限度以下しか堆積していない時に排気微粒子量Ｍが
酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくなるとこの残留微
粒子部分は活性酸素Ｏによって輝炎を発することなく酸
化除去される。従って、必要に応じて排出微粒子量Ｍを
酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくし、かつ排出微粒
子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより多くなったとして
も図４（Ｂ）に示されるように担体層の表面が残留微粒
子部分６３によって覆われないように、即ち排出微粒子
量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより少なくなった時に酸
化除去しうる一定限度以下の量の微粒子しかパティキュ
レートフィルタ２２ａ上に積層しないように、通常は内
燃機関の燃費を向上させるべく排出微粒子量Ｍ及びパテ
ィキュレートフィルタ２２ａの温度ＴＦを維持すること
も可能である。
【００６３】機関始動直後はパティキュレートフィルタ
２２ａの温度ＴＦは低く、従ってこの時には排出微粒子
量Ｍの方が酸化除去可能微粒子量Ｇよりも多くなる。従
って実際の運転を考えるとこのように制御する方が現実
に合っていると考えられる。パティキュレートフィルタ
２２ａ上に微粒子が積層状に堆積した場合には、排気ガ
スの一部又は全体の空燃比を一時的にリッチにし排気ガ
スを後燃えさせてパティキュレートフィルタ２２ａの温
度ＴＦを上昇させることによりパティキュレートフィル
タ２２ａの状態を図５の領域Ｉ内に位置せしめ、それに
よりパティキュレートフィルタ２２ａ上に堆積した微粒
子を輝炎を発することなく酸化させることができる。こ
の場合、即ち排気ガス中の酸素濃度を低下させた場合に
は、酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１から外部に活性酸素
Ｏが一気に放出され、これら一気に放出された活性酸素
Ｏによって堆積した微粒子は酸化され易いものとなって
容易に酸化除去される。
２２ａの温度ＴＦは低く、従ってこの時には排出微粒子
量Ｍの方が酸化除去可能微粒子量Ｇよりも多くなる。従
って実際の運転を考えるとこのように制御する方が現実
に合っていると考えられる。パティキュレートフィルタ
２２ａ上に微粒子が積層状に堆積した場合には、排気ガ
スの一部又は全体の空燃比を一時的にリッチにし排気ガ
スを後燃えさせてパティキュレートフィルタ２２ａの温
度ＴＦを上昇させることによりパティキュレートフィル
タ２２ａの状態を図５の領域Ｉ内に位置せしめ、それに
よりパティキュレートフィルタ２２ａ上に堆積した微粒
子を輝炎を発することなく酸化させることができる。こ
の場合、即ち排気ガス中の酸素濃度を低下させた場合に
は、酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１から外部に活性酸素
Ｏが一気に放出され、これら一気に放出された活性酸素
Ｏによって堆積した微粒子は酸化され易いものとなって
容易に酸化除去される。
【００６４】一方、排気ガスの空燃比がリーンに維持さ
れていると白金Ｐｔの表面が酸素で覆われ、いわゆる白
金Ｐｔの酸素被毒が生じる。このような酸素被毒が生じ
るとＮＯXに対する酸化作用が低下するためにＮＯXの吸
収効率が低下し、斯くして酸素吸蔵・活性酸素放出剤６
１からの活性酸素放出量が低下する。しかしながら、空
燃比がリッチにされると白金Ｐｔ表面上の酸素が消費さ
れるために酸素被毒が解消され、従って空燃比がリッチ
からリーンに切り換えられるとＮＯXに対する酸化作用
が強まるためにＮＯXの吸収効率が高くなり、斯くして
酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１からの活性酸素放出量が
増大する。
れていると白金Ｐｔの表面が酸素で覆われ、いわゆる白
金Ｐｔの酸素被毒が生じる。このような酸素被毒が生じ
るとＮＯXに対する酸化作用が低下するためにＮＯXの吸
収効率が低下し、斯くして酸素吸蔵・活性酸素放出剤６
１からの活性酸素放出量が低下する。しかしながら、空
燃比がリッチにされると白金Ｐｔ表面上の酸素が消費さ
れるために酸素被毒が解消され、従って空燃比がリッチ
からリーンに切り換えられるとＮＯXに対する酸化作用
が強まるためにＮＯXの吸収効率が高くなり、斯くして
酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１からの活性酸素放出量が
増大する。
【００６５】従って、空燃比がリーンに維持されている
時に空燃比を時折リーンからリッチに一時的に切り換え
るとその都度白金Ｐｔの酸素被毒が解消されるために空
燃比がリーンである時の活性酸素放出量が増大し、斯く
してパティキュレートフィルタ２２ａ上における微粒子
の酸化作用を促進することができる。
時に空燃比を時折リーンからリッチに一時的に切り換え
るとその都度白金Ｐｔの酸素被毒が解消されるために空
燃比がリーンである時の活性酸素放出量が増大し、斯く
してパティキュレートフィルタ２２ａ上における微粒子
の酸化作用を促進することができる。
【００６６】さらに、この酸素被毒の解消は、言わば、
還元物質の燃焼であるために、発熱を伴ってパティキュ
レートフィルタを昇温させる。それにより、パティキュ
レートフィルタにおける酸化除去可能微粒子量が向上
し、さらに、残留及び堆積パティキュレートの酸化除去
が容易となる。
還元物質の燃焼であるために、発熱を伴ってパティキュ
レートフィルタを昇温させる。それにより、パティキュ
レートフィルタにおける酸化除去可能微粒子量が向上
し、さらに、残留及び堆積パティキュレートの酸化除去
が容易となる。
【００６７】排気ガスの空燃比をリッチにするに際し、
パティキュレートフィルタ２２ａ上において微粒子が積
層状に堆積したと判定された時に排気ガスの空燃比をリ
ッチにしてもよいし、そのような判定を行うことなく周
期的又は不定期に排気ガスの空燃比をリッチにしてもよ
い。排気ガスの空燃比をリッチにする方法としては、例
えば機関負荷が比較的低い時にＥＧＲ率（ＥＧＲガス量
／（吸入空気量＋ＥＧＲガス量））が６５パーセント以
上となるようにスロットル弁１７の開度及びＥＧＲ制御
弁２５の開度を制御し、この時燃焼室５内における平均
空燃比がリッチになるように噴射量を制御する方法を用
いることができる。また、排気ガスの空燃比をリッチに
するのに、圧縮行程での通常の主燃料噴射に加えて、排
気行程又は膨張行程において気筒内へ燃料を噴射しても
良く、又は、吸気行程において気筒内へ燃料を噴射して
も良い。これらの追加の燃料噴射は、主燃料噴射との間
にインターバルを設けなくても良い。また、機関排気系
に直接的に燃料を噴射しても良い。
パティキュレートフィルタ２２ａ上において微粒子が積
層状に堆積したと判定された時に排気ガスの空燃比をリ
ッチにしてもよいし、そのような判定を行うことなく周
期的又は不定期に排気ガスの空燃比をリッチにしてもよ
い。排気ガスの空燃比をリッチにする方法としては、例
えば機関負荷が比較的低い時にＥＧＲ率（ＥＧＲガス量
／（吸入空気量＋ＥＧＲガス量））が６５パーセント以
上となるようにスロットル弁１７の開度及びＥＧＲ制御
弁２５の開度を制御し、この時燃焼室５内における平均
空燃比がリッチになるように噴射量を制御する方法を用
いることができる。また、排気ガスの空燃比をリッチに
するのに、圧縮行程での通常の主燃料噴射に加えて、排
気行程又は膨張行程において気筒内へ燃料を噴射しても
良く、又は、吸気行程において気筒内へ燃料を噴射して
も良い。これらの追加の燃料噴射は、主燃料噴射との間
にインターバルを設けなくても良い。また、機関排気系
に直接的に燃料を噴射しても良い。
【００６８】ところで、機関高負荷運転時には、比較的
高温の排気ガスがパティキュレートフィルタ２２ａに供
給される。従って、その高温の排気ガスによってパティ
キュレートフィルタ２２ａの温度ＴＦが上昇せしめられ
ることにより、パティキュレートフィルタ２２ａ上に堆
積した微粒子は輝炎を発することなく酸化させられる一
方、機関中負荷運転時においてパティキュレートフィル
タ２２ａに供給される排気ガス温度は機関高負荷運転時
にパティキュレートフィルタ２２ａに供給される排気ガ
ス温度ほど高くない。従って、機関中負荷運転時には、
排気ガスによりパティキュレートフィルタ２２ａ上に堆
積した微粒子を輝炎を発することなく酸化させるように
パティキュレートフィルタ２２ａの温度ＴＦを上昇させ
ることができない。そのため本実施形態では、パティキ
ュレートフィルタ２２ａ上に堆積した微粒子を輝炎を発
することなく酸化させるために、副燃料噴射を実行する
と共に主燃料噴射時期を遅角して未燃燃料を機関排気通
路内で後燃えさせ、それに伴って温度上昇した排気ガス
をパティキュレートフィルタ２２ａに供給するようにし
ている。
高温の排気ガスがパティキュレートフィルタ２２ａに供
給される。従って、その高温の排気ガスによってパティ
キュレートフィルタ２２ａの温度ＴＦが上昇せしめられ
ることにより、パティキュレートフィルタ２２ａ上に堆
積した微粒子は輝炎を発することなく酸化させられる一
方、機関中負荷運転時においてパティキュレートフィル
タ２２ａに供給される排気ガス温度は機関高負荷運転時
にパティキュレートフィルタ２２ａに供給される排気ガ
ス温度ほど高くない。従って、機関中負荷運転時には、
排気ガスによりパティキュレートフィルタ２２ａ上に堆
積した微粒子を輝炎を発することなく酸化させるように
パティキュレートフィルタ２２ａの温度ＴＦを上昇させ
ることができない。そのため本実施形態では、パティキ
ュレートフィルタ２２ａ上に堆積した微粒子を輝炎を発
することなく酸化させるために、副燃料噴射を実行する
と共に主燃料噴射時期を遅角して未燃燃料を機関排気通
路内で後燃えさせ、それに伴って温度上昇した排気ガス
をパティキュレートフィルタ２２ａに供給するようにし
ている。
【００６９】ところで燃料や潤滑油はカルシウムＣａを
含んでおり、従って排気ガス中にカルシウムＣａが含ま
れている。このカルシウムＣａはＳＯ3が存在すると硫
酸カルシウムＣａＳＯ4を生成する。この硫酸カルシウ
ムＣａＳＯ4は固体であって高温になっても熱分解しな
い。従って硫酸カルシウムＣａＳＯ4が生成されるとこ
の硫酸カルシウムＣａＳＯ4によってパティキュレート
フィルタ２２ａの細孔が閉塞されてしまい、その結果排
気ガスがパティキュレートフィルタ２２ａ内を流れづら
くなる。この場合、酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１とし
てカルシウムＣａよりもイオン化傾向の高いアルカリ金
属又はアルカリ土類金属、例えばカリウムＫを用いると
酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内に拡散するＳＯ3はカ
リウムＫと結合して硫酸カリウムＫ2ＳＯ4を形成し、カ
ルシウムＣａはＳＯ3と結合することなくパティキュレ
ートフィルタ２２ａの隔壁５４を通過して排気ガス流出
通路５１内に流出する。従ってパティキュレートフィル
タ２２ａの細孔が目詰まりすることがなくなる。従って
前述したように酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１としては
カルシウムＣａよりもイオン化傾向の高いアルカリ金属
又はアルカリ土類金属、即ちカリウムＫ、リチウムＬ
ｉ、セシウムＣｓ、ルビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ス
トロンチウムＳｒを用いることが好ましいことになる。
含んでおり、従って排気ガス中にカルシウムＣａが含ま
れている。このカルシウムＣａはＳＯ3が存在すると硫
酸カルシウムＣａＳＯ4を生成する。この硫酸カルシウ
ムＣａＳＯ4は固体であって高温になっても熱分解しな
い。従って硫酸カルシウムＣａＳＯ4が生成されるとこ
の硫酸カルシウムＣａＳＯ4によってパティキュレート
フィルタ２２ａの細孔が閉塞されてしまい、その結果排
気ガスがパティキュレートフィルタ２２ａ内を流れづら
くなる。この場合、酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１とし
てカルシウムＣａよりもイオン化傾向の高いアルカリ金
属又はアルカリ土類金属、例えばカリウムＫを用いると
酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１内に拡散するＳＯ3はカ
リウムＫと結合して硫酸カリウムＫ2ＳＯ4を形成し、カ
ルシウムＣａはＳＯ3と結合することなくパティキュレ
ートフィルタ２２ａの隔壁５４を通過して排気ガス流出
通路５１内に流出する。従ってパティキュレートフィル
タ２２ａの細孔が目詰まりすることがなくなる。従って
前述したように酸素吸蔵・活性酸素放出剤６１としては
カルシウムＣａよりもイオン化傾向の高いアルカリ金属
又はアルカリ土類金属、即ちカリウムＫ、リチウムＬ
ｉ、セシウムＣｓ、ルビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ス
トロンチウムＳｒを用いることが好ましいことになる。
【００７０】図６は内燃機関の燃費を向上させることを
優先させた第一の運転モードとパティキュレートフィル
タを再生することを優先させた第二の運転モードとを示
した図である。詳細には、図６（Ａ）は第一の運転モー
ドを示しており、図６（Ｂ）は第二の運転モードを示し
ている。図６において縦軸は要求負荷Ｌを示しており、
横軸は機関回転数Ｎを示している。本実施形態では、通
常は、内燃機関の燃費を向上させることを優先させた第
一の運転モード（図６（Ａ））が選択され、パティキュ
レートフィルタ２２ａ上に堆積した微粒子を酸化除去す
ることによりパティキュレートフィルタ２２ａを再生す
べき時には、パティキュレートフィルタ２２ａを再生す
ることを優先させた第二の運転モード（図６（Ｂ））が
選択される。
優先させた第一の運転モードとパティキュレートフィル
タを再生することを優先させた第二の運転モードとを示
した図である。詳細には、図６（Ａ）は第一の運転モー
ドを示しており、図６（Ｂ）は第二の運転モードを示し
ている。図６において縦軸は要求負荷Ｌを示しており、
横軸は機関回転数Ｎを示している。本実施形態では、通
常は、内燃機関の燃費を向上させることを優先させた第
一の運転モード（図６（Ａ））が選択され、パティキュ
レートフィルタ２２ａ上に堆積した微粒子を酸化除去す
ることによりパティキュレートフィルタ２２ａを再生す
べき時には、パティキュレートフィルタ２２ａを再生す
ることを優先させた第二の運転モード（図６（Ｂ））が
選択される。
【００７１】詳細には図６（Ａ）に示すように、第一の
運転モードは機関低負荷運転領域Ａ１と機関中高負荷運
転領域Ａ２とに分割されている。第一の運転モードが選
択されている時であって機関運転状態が機関低負荷運転
領域Ａ１内にある時には、後で詳細に説明する低温燃
焼、つまり、煤の発生量がピークとなるＥＧＲガス量よ
りも燃焼室５内に供給されるＥＧＲガス量が多く煤がほ
とんど発生しない低温燃焼が実行される。それにより、
内燃機関の燃費が向上せしめられると共に、煤の発生量
及びＮＯXの発生量が同時に抑制される。一方、第一の
運転モードが選択されている時であって機関運転状態が
機関中高負荷運転領域Ａ２内にある時には、煤の発生量
がピークとなるＥＧＲガス量よりも燃焼室５内に供給さ
れるＥＧＲガス量が少ない通常燃焼が実行される。それ
により、内燃機関の燃費が向上せしめられると共に、煤
の発生量及びＮＯXの発生量が同時に抑制される。
運転モードは機関低負荷運転領域Ａ１と機関中高負荷運
転領域Ａ２とに分割されている。第一の運転モードが選
択されている時であって機関運転状態が機関低負荷運転
領域Ａ１内にある時には、後で詳細に説明する低温燃
焼、つまり、煤の発生量がピークとなるＥＧＲガス量よ
りも燃焼室５内に供給されるＥＧＲガス量が多く煤がほ
とんど発生しない低温燃焼が実行される。それにより、
内燃機関の燃費が向上せしめられると共に、煤の発生量
及びＮＯXの発生量が同時に抑制される。一方、第一の
運転モードが選択されている時であって機関運転状態が
機関中高負荷運転領域Ａ２内にある時には、煤の発生量
がピークとなるＥＧＲガス量よりも燃焼室５内に供給さ
れるＥＧＲガス量が少ない通常燃焼が実行される。それ
により、内燃機関の燃費が向上せしめられると共に、煤
の発生量及びＮＯXの発生量が同時に抑制される。
【００７２】図６（Ｂ）に示すように、第二の運転モー
ドは機関低負荷運転領域Ｂ１と機関中負荷運転領域Ｂ２
と機関高負荷運転領域Ｂ３とに分割されている。第二の
運転モードが選択されている時であって機関運転状態が
機関低負荷運転領域Ｂ１内にある時には、第一の運転モ
ードと同様に低温燃焼が実行される。それにより、内燃
機関の燃費が向上せしめられると共に、煤の発生量及び
ＮＯXの発生量が同時に抑制される。その上、ＥＧＲガ
ス量を増加させる低温燃焼時には排気ガスの空燃比がリ
ッチになるため、排気ガス中の未燃燃料が機関排気通路
内で後燃えしてパティキュレートフィルタ２２ａの温度
が上昇すると共に活性酸素の放出量が増加し、その結
果、パティキュレートフィルタ２２ａが再生せしめられ
る。第二の運転モードが選択されている時であって機関
運転状態が機関中負荷運転領域Ｂ２内にある時には、主
燃料噴射に加えて副燃料噴射が実行されると共に主燃料
噴射時期が遅角される。副燃料は燃焼室５内においてす
べて燃焼することなく機関排気通路内に供給され、機関
排気通路内において後燃えする。同様に噴射時期が遅角
された主燃料も燃焼室５内においてすべて燃焼すること
なく機関排気通路内に供給され、機関排気通路内におい
て後燃えする。それにより、パティキュレートフィルタ
２２ａの温度が上昇せしめられ、パティキュレートフィ
ルタ２２ａが再生せしめられる。第二の運転モードが選
択されている時であって機関運転状態が機関高負荷運転
領域Ｂ３内にある時には、第一の運転モードと同様に通
常燃焼が実行される。それにより、内燃機関の燃費が向
上せしめられると共に、煤の発生量及びＮＯXの発生量
が同時に抑制される。その上、機関高負荷運転時には排
気ガス温度が比較的高温になるため、その排気ガスによ
りパティキュレートフィルタ２２ａの温度が上昇せしめ
られ、その結果、パティキュレートフィルタ２２ａが再
生せしめられる。
ドは機関低負荷運転領域Ｂ１と機関中負荷運転領域Ｂ２
と機関高負荷運転領域Ｂ３とに分割されている。第二の
運転モードが選択されている時であって機関運転状態が
機関低負荷運転領域Ｂ１内にある時には、第一の運転モ
ードと同様に低温燃焼が実行される。それにより、内燃
機関の燃費が向上せしめられると共に、煤の発生量及び
ＮＯXの発生量が同時に抑制される。その上、ＥＧＲガ
ス量を増加させる低温燃焼時には排気ガスの空燃比がリ
ッチになるため、排気ガス中の未燃燃料が機関排気通路
内で後燃えしてパティキュレートフィルタ２２ａの温度
が上昇すると共に活性酸素の放出量が増加し、その結
果、パティキュレートフィルタ２２ａが再生せしめられ
る。第二の運転モードが選択されている時であって機関
運転状態が機関中負荷運転領域Ｂ２内にある時には、主
燃料噴射に加えて副燃料噴射が実行されると共に主燃料
噴射時期が遅角される。副燃料は燃焼室５内においてす
べて燃焼することなく機関排気通路内に供給され、機関
排気通路内において後燃えする。同様に噴射時期が遅角
された主燃料も燃焼室５内においてすべて燃焼すること
なく機関排気通路内に供給され、機関排気通路内におい
て後燃えする。それにより、パティキュレートフィルタ
２２ａの温度が上昇せしめられ、パティキュレートフィ
ルタ２２ａが再生せしめられる。第二の運転モードが選
択されている時であって機関運転状態が機関高負荷運転
領域Ｂ３内にある時には、第一の運転モードと同様に通
常燃焼が実行される。それにより、内燃機関の燃費が向
上せしめられると共に、煤の発生量及びＮＯXの発生量
が同時に抑制される。その上、機関高負荷運転時には排
気ガス温度が比較的高温になるため、その排気ガスによ
りパティキュレートフィルタ２２ａの温度が上昇せしめ
られ、その結果、パティキュレートフィルタ２２ａが再
生せしめられる。
【００７３】図７は本実施形態の運転制御方法を示した
フローチャートである。図７に示すように、本ルーチン
が開始されると、まずステップ１００においてパティキ
ュレートフィルタ２２ａを再生させるタイミングである
か否かが判定される。具体的には、パティキュレートフ
ィルタ２２ａに微粒子が所定量堆積したと推定された時
にパティキュレートフィルタ２２ａを再生させるタイミ
ングであると判定され、パティキュレートフィルタ２２
ａに堆積している微粒子量が所定量未満になったと推定
された時にパティキュレートフィルタ２２ａを再生させ
るタイミングでないと判定される。詳細には、第一の運
転モードの下での燃焼が行われている時にパティキュレ
ートフィルタ２２ａの容量に基づいて定められた所定期
間が経過した時、パティキュレートフィルタ２２ａに微
粒子が所定量堆積したと推定される。一方、第二の運転
モードの下での燃焼が行われている時にパティキュレー
トフィルタ２２ａの容量に基づいて定められた所定期間
が経過した時、パティキュレートフィルタ２２ａの再生
が終了したと推定される。他の実施形態では、その代わ
りに、内燃機関を搭載した車両が所定距離走行した時に
パティキュレートフィルタ２２ａに微粒子が所定量堆積
したと推定してもよい。あるいは、パティキュレートフ
ィルタ２２ａの排気ガス流れ上流側に背圧センサ（図示
せず）を設け、背圧が上昇した時にパティキュレートフ
ィルタ２２ａに微粒子が所定量堆積したと推定し、背圧
が低下した時にパティキュレートフィルタ２２ａの再生
が終了したと推定してもよい。ステップ１００において
ＮＯと判定された時にはステップ１０１に進み、ステッ
プ１００においてＹＥＳと判定された時にはステップ１
０２に進む。ステップ１０２に進む。ステップ１０１で
は、図６（Ａ）に示した第一の運転モードの下での機関
の運転が行われる。一方、ステップ１０２では、図６
（Ｂ）に示した第二の運転モードの下での機関の運転が
行われる。
フローチャートである。図７に示すように、本ルーチン
が開始されると、まずステップ１００においてパティキ
ュレートフィルタ２２ａを再生させるタイミングである
か否かが判定される。具体的には、パティキュレートフ
ィルタ２２ａに微粒子が所定量堆積したと推定された時
にパティキュレートフィルタ２２ａを再生させるタイミ
ングであると判定され、パティキュレートフィルタ２２
ａに堆積している微粒子量が所定量未満になったと推定
された時にパティキュレートフィルタ２２ａを再生させ
るタイミングでないと判定される。詳細には、第一の運
転モードの下での燃焼が行われている時にパティキュレ
ートフィルタ２２ａの容量に基づいて定められた所定期
間が経過した時、パティキュレートフィルタ２２ａに微
粒子が所定量堆積したと推定される。一方、第二の運転
モードの下での燃焼が行われている時にパティキュレー
トフィルタ２２ａの容量に基づいて定められた所定期間
が経過した時、パティキュレートフィルタ２２ａの再生
が終了したと推定される。他の実施形態では、その代わ
りに、内燃機関を搭載した車両が所定距離走行した時に
パティキュレートフィルタ２２ａに微粒子が所定量堆積
したと推定してもよい。あるいは、パティキュレートフ
ィルタ２２ａの排気ガス流れ上流側に背圧センサ（図示
せず）を設け、背圧が上昇した時にパティキュレートフ
ィルタ２２ａに微粒子が所定量堆積したと推定し、背圧
が低下した時にパティキュレートフィルタ２２ａの再生
が終了したと推定してもよい。ステップ１００において
ＮＯと判定された時にはステップ１０１に進み、ステッ
プ１００においてＹＥＳと判定された時にはステップ１
０２に進む。ステップ１０２に進む。ステップ１０１で
は、図６（Ａ）に示した第一の運転モードの下での機関
の運転が行われる。一方、ステップ１０２では、図６
（Ｂ）に示した第二の運転モードの下での機関の運転が
行われる。
【００７４】図８は図７のステップ１０１において実行
されるサブルーチンを示したフローチャートである。図
８に示すように、このルーチンが開始されると、まずス
テップ２００において、機関運転状態が図６（Ａ）の機
関低負荷運転領域Ａ１内にあるか否かが判定される。Ｙ
ＥＳの時にはステップ２０１に進み、ＮＯの時にはステ
ップ２０７に進む。ステップ２０１では図１０（Ａ）に
示すマップからスロットル弁１７の目標開度ＳＴが算出
され、スロットル弁１７の開度がこの目標開度ＳＴとさ
れる。次いでステップ２０２では図１０（Ｂ）に示すマ
ップからＥＧＲ制御弁２５の目標開度ＳＥが算出され、
ＥＧＲ制御弁２５の開度がこの目標開度ＳＥとされる。
次いでステップ２０３ではエアフローメータ４４により
検出された吸入空気量Ｇａが取込まれ、次いでステップ
２０４では図９（Ｂ）に示すマップから目標空燃比Ａ／
Ｆが算出される。次いでステップ２０５では吸入空気量
Ｇａと目標空燃比Ａ／Ｆに基づいて空燃比を目標空燃比
Ａ／Ｆとするのに必要な燃料噴射量Ｑが算出される。次
いでステップ２０６では図１１に示すマップから目標燃
料噴射開始時期θＳが算出される。
されるサブルーチンを示したフローチャートである。図
８に示すように、このルーチンが開始されると、まずス
テップ２００において、機関運転状態が図６（Ａ）の機
関低負荷運転領域Ａ１内にあるか否かが判定される。Ｙ
ＥＳの時にはステップ２０１に進み、ＮＯの時にはステ
ップ２０７に進む。ステップ２０１では図１０（Ａ）に
示すマップからスロットル弁１７の目標開度ＳＴが算出
され、スロットル弁１７の開度がこの目標開度ＳＴとさ
れる。次いでステップ２０２では図１０（Ｂ）に示すマ
ップからＥＧＲ制御弁２５の目標開度ＳＥが算出され、
ＥＧＲ制御弁２５の開度がこの目標開度ＳＥとされる。
次いでステップ２０３ではエアフローメータ４４により
検出された吸入空気量Ｇａが取込まれ、次いでステップ
２０４では図９（Ｂ）に示すマップから目標空燃比Ａ／
Ｆが算出される。次いでステップ２０５では吸入空気量
Ｇａと目標空燃比Ａ／Ｆに基づいて空燃比を目標空燃比
Ａ／Ｆとするのに必要な燃料噴射量Ｑが算出される。次
いでステップ２０６では図１１に示すマップから目標燃
料噴射開始時期θＳが算出される。
【００７５】図９（Ａ）は機関低負荷運転領域Ａ１にお
ける目標空燃比Ａ／Ｆを示している。図９（Ａ）におい
て、Ａ／Ｆ＝１５．５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７，
Ａ／Ｆ＝１８で示される各曲線は夫々目標空燃比が１
５．５，１６，１７，１８である時を示しており、各曲
線間の空燃比は比例配分により定められる。図９（Ａ）
に示されるように機関低負荷運転領域Ａ１では空燃比が
リーンとなっており、更に機関低負荷運転領域Ａ１では
要求負荷Ｌが低くなるほど目標空燃比Ａ／Ｆがリーンと
される。即ち、要求負荷Ｌが低くなるほど燃焼による発
熱量が少なくなる。従って要求負荷Ｌが低くなるほどＥ
ＧＲ率を低下させても低温燃焼を行うことができる。Ｅ
ＧＲ率を低下させると空燃比は大きくなり、従って図９
（Ａ）に示されるように要求負荷Ｌが低くなるにつれて
目標空燃比Ａ／Ｆが大きくされる。目標空燃比Ａ／Ｆが
大きくなるほど燃料消費率は向上し、従ってできる限り
空燃比をリーンにするために本発明による実施形態では
要求負荷Ｌが低くなるにつれて目標空燃比Ａ／Ｆが大き
くされる。
ける目標空燃比Ａ／Ｆを示している。図９（Ａ）におい
て、Ａ／Ｆ＝１５．５，Ａ／Ｆ＝１６，Ａ／Ｆ＝１７，
Ａ／Ｆ＝１８で示される各曲線は夫々目標空燃比が１
５．５，１６，１７，１８である時を示しており、各曲
線間の空燃比は比例配分により定められる。図９（Ａ）
に示されるように機関低負荷運転領域Ａ１では空燃比が
リーンとなっており、更に機関低負荷運転領域Ａ１では
要求負荷Ｌが低くなるほど目標空燃比Ａ／Ｆがリーンと
される。即ち、要求負荷Ｌが低くなるほど燃焼による発
熱量が少なくなる。従って要求負荷Ｌが低くなるほどＥ
ＧＲ率を低下させても低温燃焼を行うことができる。Ｅ
ＧＲ率を低下させると空燃比は大きくなり、従って図９
（Ａ）に示されるように要求負荷Ｌが低くなるにつれて
目標空燃比Ａ／Ｆが大きくされる。目標空燃比Ａ／Ｆが
大きくなるほど燃料消費率は向上し、従ってできる限り
空燃比をリーンにするために本発明による実施形態では
要求負荷Ｌが低くなるにつれて目標空燃比Ａ／Ｆが大き
くされる。
【００７６】図９（Ａ）に示される目標空燃比Ａ／Ｆは
図９（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関回転数
Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶さ
れている。また、空燃比を図９（Ａ）に示す目標空燃比
Ａ／Ｆとするのに必要なスロットル弁１７の目標開度Ｓ
Ｔが図１０（Ａ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関
回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に
記憶されており、空燃比を図９（Ａ）に示す目標空燃比
Ａ／Ｆとするのに必要なＥＧＲ制御弁２５の目標開度Ｓ
Ｅが図１０（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関
回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に
記憶されている。
図９（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関回転数
Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶さ
れている。また、空燃比を図９（Ａ）に示す目標空燃比
Ａ／Ｆとするのに必要なスロットル弁１７の目標開度Ｓ
Ｔが図１０（Ａ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関
回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に
記憶されており、空燃比を図９（Ａ）に示す目標空燃比
Ａ／Ｆとするのに必要なＥＧＲ制御弁２５の目標開度Ｓ
Ｅが図１０（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関
回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に
記憶されている。
【００７７】一方、ステップ２０７では図１２（Ａ）に
示されるマップから目標燃料噴射量Ｑが算出され、燃料
噴射量がこの目標燃料噴射量Ｑとされる。次いでステッ
プ２０８では図１２（Ｂ）に示されるマップから目標燃
料噴射開始時期θＳが算出され、燃料噴射開始時期がこ
の目標燃料噴射開始時期θＳとされる。次いでステップ
２０９では図１４（Ａ）に示すマップからスロットル弁
１７の目標開度ＳＴが算出される。次いでステップ２１
０では図１４（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２５
の目標開度ＳＥが算出され、ＥＧＲ制御弁２５の開度が
この目標開度ＳＥとされる。次いでステップ２１１では
エアフローメータ４４により検出された吸入空気量Ｇａ
が取込まれる。次いでステップ２１２では燃料噴射量Ｑ
と吸入空気量Ｇａから実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが算出
される。次いでステップ２１３では図１３（Ｂ）に示す
マップから目標空燃比Ａ／Ｆが算出される。次いでステ
ップ２１４では実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが目標空燃比
Ａ／Ｆよりも大きいか否かが判別される。（Ａ／Ｆ）R
＞Ａ／Ｆの時にはステップ２１５に進んでスロットル開
度の補正値ΔＳＴが一定値αだけ減少せしめられ、次い
でステップ２１７へ進む。これに対して（Ａ／Ｆ）R≦
Ａ／Ｆの時にはステップ２１６に進んで補正値ΔＳＴが
一定値αだけ増大せしめられ、次いでステップ２１７に
進む。ステップ２１７ではスロットル弁１７の目標開度
ＳＴに補正値ΔＳＴを加算することにより最終的な目標
開度ＳＴが算出され、スロットル弁１７の開度がこの最
終的な目標開度ＳＴとされる。即ち、実際の空燃比（Ａ
／Ｆ）Rが目標空燃比Ａ／Ｆとなるようにスロットル弁
１７の開度が制御される。
示されるマップから目標燃料噴射量Ｑが算出され、燃料
噴射量がこの目標燃料噴射量Ｑとされる。次いでステッ
プ２０８では図１２（Ｂ）に示されるマップから目標燃
料噴射開始時期θＳが算出され、燃料噴射開始時期がこ
の目標燃料噴射開始時期θＳとされる。次いでステップ
２０９では図１４（Ａ）に示すマップからスロットル弁
１７の目標開度ＳＴが算出される。次いでステップ２１
０では図１４（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２５
の目標開度ＳＥが算出され、ＥＧＲ制御弁２５の開度が
この目標開度ＳＥとされる。次いでステップ２１１では
エアフローメータ４４により検出された吸入空気量Ｇａ
が取込まれる。次いでステップ２１２では燃料噴射量Ｑ
と吸入空気量Ｇａから実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが算出
される。次いでステップ２１３では図１３（Ｂ）に示す
マップから目標空燃比Ａ／Ｆが算出される。次いでステ
ップ２１４では実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが目標空燃比
Ａ／Ｆよりも大きいか否かが判別される。（Ａ／Ｆ）R
＞Ａ／Ｆの時にはステップ２１５に進んでスロットル開
度の補正値ΔＳＴが一定値αだけ減少せしめられ、次い
でステップ２１７へ進む。これに対して（Ａ／Ｆ）R≦
Ａ／Ｆの時にはステップ２１６に進んで補正値ΔＳＴが
一定値αだけ増大せしめられ、次いでステップ２１７に
進む。ステップ２１７ではスロットル弁１７の目標開度
ＳＴに補正値ΔＳＴを加算することにより最終的な目標
開度ＳＴが算出され、スロットル弁１７の開度がこの最
終的な目標開度ＳＴとされる。即ち、実際の空燃比（Ａ
／Ｆ）Rが目標空燃比Ａ／Ｆとなるようにスロットル弁
１７の開度が制御される。
【００７８】図１３（Ａ）は通常燃焼が行われる時の目
標空燃比Ａ／Ｆを示している。なお、図１３（Ａ）にお
いてＡ／Ｆ＝２４，Ａ／Ｆ＝３５，Ａ／Ｆ＝４５，Ａ／
Ｆ＝６０で示される各曲線は夫々目標空燃比２４，３
５，４５，６０を示している。図１３（Ａ）に示される
目標空燃比Ａ／Ｆは図１３（Ｂ）に示されるように要求
負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予め
ＲＯＭ３２内に記憶されている。また、空燃比を図１３
（Ａ）に示す目標空燃比Ａ／Ｆとするのに必要なスロッ
トル弁１７の目標開度ＳＴが図１４（Ａ）に示されるよ
うに要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数としてマップの
形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、空燃比を図１
３（Ａ）に示す目標空燃比Ａ／Ｆとするのに必要なＥＧ
Ｒ制御弁２５の目標開度ＳＥが図１４（Ｂ）に示される
ように要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数としてマップ
の形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。また、通常
燃焼が行われている時には燃料噴射量Ｑは要求負荷Ｌ及
び機関回転数Ｎに基づいて算出される。この燃料噴射量
Ｑは図１２（Ａ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関
回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に
記憶されている。同様に、通常燃焼が行われている時に
は燃料噴射開始時期θＳは要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎ
に基づいて算出される。この燃料噴射開始時期θＳは図
１２（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関回転数
Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶さ
れている。
標空燃比Ａ／Ｆを示している。なお、図１３（Ａ）にお
いてＡ／Ｆ＝２４，Ａ／Ｆ＝３５，Ａ／Ｆ＝４５，Ａ／
Ｆ＝６０で示される各曲線は夫々目標空燃比２４，３
５，４５，６０を示している。図１３（Ａ）に示される
目標空燃比Ａ／Ｆは図１３（Ｂ）に示されるように要求
負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予め
ＲＯＭ３２内に記憶されている。また、空燃比を図１３
（Ａ）に示す目標空燃比Ａ／Ｆとするのに必要なスロッ
トル弁１７の目標開度ＳＴが図１４（Ａ）に示されるよ
うに要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数としてマップの
形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、空燃比を図１
３（Ａ）に示す目標空燃比Ａ／Ｆとするのに必要なＥＧ
Ｒ制御弁２５の目標開度ＳＥが図１４（Ｂ）に示される
ように要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数としてマップ
の形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。また、通常
燃焼が行われている時には燃料噴射量Ｑは要求負荷Ｌ及
び機関回転数Ｎに基づいて算出される。この燃料噴射量
Ｑは図１２（Ａ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関
回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に
記憶されている。同様に、通常燃焼が行われている時に
は燃料噴射開始時期θＳは要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎ
に基づいて算出される。この燃料噴射開始時期θＳは図
１２（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関回転数
Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶さ
れている。
【００７９】以下、上述した低温燃焼について詳細に説
明する。図１５は機関低負荷運転時にスロットル弁１７
の開度及びＥＧＲ率を変化させることにより空燃比Ａ／
Ｆ（図１５の横軸）を変化させた時の出力トルクの変
化、及びスモーク、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯXの排出量の変化
を示す実験例を表している。図１５からわかるようにこ
の実験例では空燃比Ａ／Ｆが小さくなるほどＥＧＲ率が
大きくなり、理論空燃比（≒１４．６）以下の時にはＥ
ＧＲ率は６５パーセント以上となっている。図１５に示
されるようにＥＧＲ率を増大することにより空燃比Ａ／
Ｆを小さくしていくとＥＧＲ率が４０パーセント付近と
なり空燃比Ａ／Ｆが３０程度になった時にスモークの発
生量が増大を開始する。次いで、更にＥＧＲ率を高め、
空燃比Ａ／Ｆを小さくするとスモークの発生量が急激に
増大してピークに達する。次いで更にＥＧＲ率を高め、
空燃比Ａ／Ｆを小さくすると今度はスモークが急激に低
下し、ＥＧＲ率を６５パーセント以上とし、空燃比Ａ／
Ｆが１５．０付近になるとスモークがほぼ零となる。即
ち、煤がほとんど発生しなくなる。この時に機関の出力
トルクは若干低下し、またＮＯXの発生量がかなり低く
なる。一方、この時ＨＣ，ＣＯの発生量は増大し始め
る。
明する。図１５は機関低負荷運転時にスロットル弁１７
の開度及びＥＧＲ率を変化させることにより空燃比Ａ／
Ｆ（図１５の横軸）を変化させた時の出力トルクの変
化、及びスモーク、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯXの排出量の変化
を示す実験例を表している。図１５からわかるようにこ
の実験例では空燃比Ａ／Ｆが小さくなるほどＥＧＲ率が
大きくなり、理論空燃比（≒１４．６）以下の時にはＥ
ＧＲ率は６５パーセント以上となっている。図１５に示
されるようにＥＧＲ率を増大することにより空燃比Ａ／
Ｆを小さくしていくとＥＧＲ率が４０パーセント付近と
なり空燃比Ａ／Ｆが３０程度になった時にスモークの発
生量が増大を開始する。次いで、更にＥＧＲ率を高め、
空燃比Ａ／Ｆを小さくするとスモークの発生量が急激に
増大してピークに達する。次いで更にＥＧＲ率を高め、
空燃比Ａ／Ｆを小さくすると今度はスモークが急激に低
下し、ＥＧＲ率を６５パーセント以上とし、空燃比Ａ／
Ｆが１５．０付近になるとスモークがほぼ零となる。即
ち、煤がほとんど発生しなくなる。この時に機関の出力
トルクは若干低下し、またＮＯXの発生量がかなり低く
なる。一方、この時ＨＣ，ＣＯの発生量は増大し始め
る。
【００８０】図１６（Ａ）は空燃比Ａ／Ｆが２１付近で
スモークの発生量が最も多い時の燃焼室５内の燃焼圧変
化を示しており、図１６（Ｂ）は空燃比Ａ／Ｆが１８付
近でスモークの発生量がほぼ零の時の燃焼室５内におけ
る燃焼圧の変化を示している。図１６（Ａ）と図１６
（Ｂ）とを比較すればわかるようにスモークの発生量が
ほぼ零である図１６（Ｂ）に示す場合は、スモークの発
生量が多い図１６（Ａ）に示す場合に比べて燃焼圧が低
いことがわかる。
スモークの発生量が最も多い時の燃焼室５内の燃焼圧変
化を示しており、図１６（Ｂ）は空燃比Ａ／Ｆが１８付
近でスモークの発生量がほぼ零の時の燃焼室５内におけ
る燃焼圧の変化を示している。図１６（Ａ）と図１６
（Ｂ）とを比較すればわかるようにスモークの発生量が
ほぼ零である図１６（Ｂ）に示す場合は、スモークの発
生量が多い図１６（Ａ）に示す場合に比べて燃焼圧が低
いことがわかる。
【００８１】図１５及び図１６に示される実験結果から
次のことが言える。即ち、まず第１に空燃比Ａ／Ｆが１
５．０以下でスモークの発生量がほぼ零の時には図１５
に示されるようにＮＯXの発生量がかなり低下する。Ｎ
ＯXの発生量が低下したということは燃焼室５内の燃焼
温度が低下していることを意味しており、従って煤がほ
とんど発生しない時には燃焼室５内の燃焼温度が低くな
っていると言える。同じことが図１６からも言える。即
ち、煤がほとんど発生していない図１６（Ｂ）に示す状
態では燃焼圧が低くなっており、従ってこの時の燃焼室
５内の燃焼温度は低くなっていることになる。
次のことが言える。即ち、まず第１に空燃比Ａ／Ｆが１
５．０以下でスモークの発生量がほぼ零の時には図１５
に示されるようにＮＯXの発生量がかなり低下する。Ｎ
ＯXの発生量が低下したということは燃焼室５内の燃焼
温度が低下していることを意味しており、従って煤がほ
とんど発生しない時には燃焼室５内の燃焼温度が低くな
っていると言える。同じことが図１６からも言える。即
ち、煤がほとんど発生していない図１６（Ｂ）に示す状
態では燃焼圧が低くなっており、従ってこの時の燃焼室
５内の燃焼温度は低くなっていることになる。
【００８２】第２にスモークの発生量、即ち煤の発生量
がほぼ零になると図１５に示されるようにＨＣ及びＣＯ
の排出量が増大する。このことは炭化水素が煤まで成長
せずに燃焼室５から排出されることを意味している。即
ち、燃料中に含まれる図１７に示されるような直鎖状炭
化水素や芳香族炭化水素は酸素不足の状態で温度上昇せ
しめられると熱分解して煤の前駆体が形成され、次いで
主に炭素原子が集合した固体からなる煤が生成される。
この場合、実際の煤の生成過程は複雑であり、煤の前駆
体がどのような形態をとるかは明確ではないがいずれに
しても図１７に示されるような炭化水素は煤の前駆体を
経て煤まで成長することになる。従って、上述したよう
に煤の発生量がほぼ零になると図１５に示される如くＨ
Ｃ及びＣＯの排出量が増大するがこの時のＨＣは煤の前
駆体又はその前の状態の炭化水素である。このＨＣが機
関排気通路内で後燃えし、排気ガス温度が上昇せしめら
れることになる。
がほぼ零になると図１５に示されるようにＨＣ及びＣＯ
の排出量が増大する。このことは炭化水素が煤まで成長
せずに燃焼室５から排出されることを意味している。即
ち、燃料中に含まれる図１７に示されるような直鎖状炭
化水素や芳香族炭化水素は酸素不足の状態で温度上昇せ
しめられると熱分解して煤の前駆体が形成され、次いで
主に炭素原子が集合した固体からなる煤が生成される。
この場合、実際の煤の生成過程は複雑であり、煤の前駆
体がどのような形態をとるかは明確ではないがいずれに
しても図１７に示されるような炭化水素は煤の前駆体を
経て煤まで成長することになる。従って、上述したよう
に煤の発生量がほぼ零になると図１５に示される如くＨ
Ｃ及びＣＯの排出量が増大するがこの時のＨＣは煤の前
駆体又はその前の状態の炭化水素である。このＨＣが機
関排気通路内で後燃えし、排気ガス温度が上昇せしめら
れることになる。
【００８３】図１５及び図１６に示される実験結果に基
づくこれらの考察をまとめると燃焼室５内の燃焼温度が
低い時には煤の発生量がほぼ零になり、この時には煤の
前駆体又はその前の状態の炭化水素が燃焼室５から排出
されることになる。このことについて更に詳細に実験研
究を重ねた結果、燃焼室５内における燃料及びその周囲
のガス温度が或る温度以下である場合には煤の成長過程
が途中で停止してしまい、即ち煤が全く発生せず、燃焼
室５内における燃料及びその周囲の温度が或る温度以上
になると煤が生成されることが判明したのである。
づくこれらの考察をまとめると燃焼室５内の燃焼温度が
低い時には煤の発生量がほぼ零になり、この時には煤の
前駆体又はその前の状態の炭化水素が燃焼室５から排出
されることになる。このことについて更に詳細に実験研
究を重ねた結果、燃焼室５内における燃料及びその周囲
のガス温度が或る温度以下である場合には煤の成長過程
が途中で停止してしまい、即ち煤が全く発生せず、燃焼
室５内における燃料及びその周囲の温度が或る温度以上
になると煤が生成されることが判明したのである。
【００８４】ところで煤の前駆体の状態で炭化水素の生
成過程が停止する時の燃料及びその周囲の温度、即ち上
述の或る温度は燃料の種類や空燃比や圧縮比等の種々の
要因によって変化するので何度であるかということは言
えないがこの或る温度はＮＯ Xの発生量と深い関係を有
しており、従ってこの或る温度はＮＯXの発生量から或
る程度規定することができる。即ち、ＥＧＲ率が増大す
るほど燃焼時の燃料及びその周囲のガス温度は低下し、
ＮＯXの発生量が低下する。この時ＮＯXの発生量が１０
p.p.m 前後又はそれ以下になった時に煤がほとんど発生
しなくなる。従って上述の或る温度はＮＯXの発生量が
１０p.p.m 前後又はそれ以下になった時の温度にほぼ一
致する。
成過程が停止する時の燃料及びその周囲の温度、即ち上
述の或る温度は燃料の種類や空燃比や圧縮比等の種々の
要因によって変化するので何度であるかということは言
えないがこの或る温度はＮＯ Xの発生量と深い関係を有
しており、従ってこの或る温度はＮＯXの発生量から或
る程度規定することができる。即ち、ＥＧＲ率が増大す
るほど燃焼時の燃料及びその周囲のガス温度は低下し、
ＮＯXの発生量が低下する。この時ＮＯXの発生量が１０
p.p.m 前後又はそれ以下になった時に煤がほとんど発生
しなくなる。従って上述の或る温度はＮＯXの発生量が
１０p.p.m 前後又はそれ以下になった時の温度にほぼ一
致する。
【００８５】さて、煤が生成される前の状態で炭化水素
の成長を停止させるには燃焼室５内における燃焼時の燃
料及びその周囲のガス温度を煤が生成される温度よりも
低い温度に抑制する必要がある。この場合、燃料及びそ
の周囲のガス温度を抑制するには燃料が燃焼した際の燃
料周りのガスの吸熱作用が極めて大きく影響することが
判明している。即ち、燃料周りに空気しか存在しないと
蒸発した燃料はただちに空気中の酸素と反応して燃焼す
る。この場合、燃料から離れている空気の温度はさほど
上昇せず、燃料周りの温度のみが局所的に極めて高くな
る。即ち、この時には燃料から離れている空気は燃料の
燃焼熱の吸熱作用をほとんど行わない。この場合には燃
焼温度が局所的に極めて高くなるために、この燃焼熱を
受けた未燃炭化水素は煤を生成することになる。
の成長を停止させるには燃焼室５内における燃焼時の燃
料及びその周囲のガス温度を煤が生成される温度よりも
低い温度に抑制する必要がある。この場合、燃料及びそ
の周囲のガス温度を抑制するには燃料が燃焼した際の燃
料周りのガスの吸熱作用が極めて大きく影響することが
判明している。即ち、燃料周りに空気しか存在しないと
蒸発した燃料はただちに空気中の酸素と反応して燃焼す
る。この場合、燃料から離れている空気の温度はさほど
上昇せず、燃料周りの温度のみが局所的に極めて高くな
る。即ち、この時には燃料から離れている空気は燃料の
燃焼熱の吸熱作用をほとんど行わない。この場合には燃
焼温度が局所的に極めて高くなるために、この燃焼熱を
受けた未燃炭化水素は煤を生成することになる。
【００８６】一方、多量の不活性ガスと少量の空気の混
合ガス中に燃料が存在する場合には若干状況が異なる。
この場合には蒸発燃料は周囲に拡散して不活性ガス中に
混在する酸素と反応し、燃焼することになる。この場合
には燃焼熱は周りの不活性ガスに吸収されるために燃焼
温度はさほど上昇しなくなる。即ち、燃焼温度を低く抑
えることができることになる。即ち、燃焼温度を抑制す
るには不活性ガスの存在が重要な役割を果しており、不
活性ガスの吸熱作用によって燃焼温度を低く抑えること
ができることになる。
合ガス中に燃料が存在する場合には若干状況が異なる。
この場合には蒸発燃料は周囲に拡散して不活性ガス中に
混在する酸素と反応し、燃焼することになる。この場合
には燃焼熱は周りの不活性ガスに吸収されるために燃焼
温度はさほど上昇しなくなる。即ち、燃焼温度を低く抑
えることができることになる。即ち、燃焼温度を抑制す
るには不活性ガスの存在が重要な役割を果しており、不
活性ガスの吸熱作用によって燃焼温度を低く抑えること
ができることになる。
【００８７】この場合、燃料及びその周囲のガス温度を
煤が生成される温度よりも低い温度に抑制するにはそう
するのに十分な熱量を吸収しうるだけの不活性ガス量が
必要となる。従って燃料量が増大すれば必要となる不活
性ガス量はそれに伴って増大することになる。なお、こ
の場合、不活性ガスの比熱が大きいほど吸熱作用が強力
となり、従って不活性ガスは比熱の大きなガスが好まし
いことになる。この点、ＣＯ2やＥＧＲガスは比較的比
熱が大きいので不活性ガスとしてＥＧＲガスを用いるこ
とは好ましいと言える。
煤が生成される温度よりも低い温度に抑制するにはそう
するのに十分な熱量を吸収しうるだけの不活性ガス量が
必要となる。従って燃料量が増大すれば必要となる不活
性ガス量はそれに伴って増大することになる。なお、こ
の場合、不活性ガスの比熱が大きいほど吸熱作用が強力
となり、従って不活性ガスは比熱の大きなガスが好まし
いことになる。この点、ＣＯ2やＥＧＲガスは比較的比
熱が大きいので不活性ガスとしてＥＧＲガスを用いるこ
とは好ましいと言える。
【００８８】図１８は不活性ガスとしてＥＧＲガスを用
い、ＥＧＲガスの冷却度合を変えた時のＥＧＲ率とスモ
ークとの関係を示している。即ち、図１８において曲線
ＡはＥＧＲガスを強力に冷却してＥＧＲガス温をほぼ９
０℃に維持した場合を示しており、曲線Ｂは小型の冷却
装置でＥＧＲガスを冷却した場合を示しており、曲線Ｃ
はＥＧＲガスを強制的に冷却していない場合を示してい
る。図１８の曲線Ａで示されるようにＥＧＲガスを強力
に冷却した場合にはＥＧＲ率が５０パーセントよりも少
し低いところで煤の発生量がピークとなり、この場合に
はＥＧＲ率をほぼ５５パーセント以上にすれば煤がほと
んど発生しなくなる。一方、図１８の曲線Ｂで示される
ようにＥＧＲガスを少し冷却した場合にはＥＧＲ率が５
０パーセントよりも少し高いところで煤の発生量がピー
クとなり、この場合にはＥＧＲ率をほぼ６５パーセント
以上にすれば煤がほとんど発生しなくなる。また、図１
８の曲線Ｃで示されるようにＥＧＲガスを強制的に冷却
していない場合にはＥＧＲ率が５５パーセントの付近で
煤の発生量がピークとなり、この場合にはＥＧＲ率をほ
ぼ７０パーセント以上にすれば煤がほとんど発生しなく
なる。なお、図１８は機関負荷が比較的高い時のスモー
クの発生量を示しており、機関負荷が小さくなると煤の
発生量がピークとなるＥＧＲ率は若干低下し、煤がほと
んど発生しなくなるＥＧＲ率の下限も若干低下する。こ
のように煤がほとんど発生しなくなるＥＧＲ率の下限は
ＥＧＲガスの冷却度合や機関負荷に応じて変化する。
い、ＥＧＲガスの冷却度合を変えた時のＥＧＲ率とスモ
ークとの関係を示している。即ち、図１８において曲線
ＡはＥＧＲガスを強力に冷却してＥＧＲガス温をほぼ９
０℃に維持した場合を示しており、曲線Ｂは小型の冷却
装置でＥＧＲガスを冷却した場合を示しており、曲線Ｃ
はＥＧＲガスを強制的に冷却していない場合を示してい
る。図１８の曲線Ａで示されるようにＥＧＲガスを強力
に冷却した場合にはＥＧＲ率が５０パーセントよりも少
し低いところで煤の発生量がピークとなり、この場合に
はＥＧＲ率をほぼ５５パーセント以上にすれば煤がほと
んど発生しなくなる。一方、図１８の曲線Ｂで示される
ようにＥＧＲガスを少し冷却した場合にはＥＧＲ率が５
０パーセントよりも少し高いところで煤の発生量がピー
クとなり、この場合にはＥＧＲ率をほぼ６５パーセント
以上にすれば煤がほとんど発生しなくなる。また、図１
８の曲線Ｃで示されるようにＥＧＲガスを強制的に冷却
していない場合にはＥＧＲ率が５５パーセントの付近で
煤の発生量がピークとなり、この場合にはＥＧＲ率をほ
ぼ７０パーセント以上にすれば煤がほとんど発生しなく
なる。なお、図１８は機関負荷が比較的高い時のスモー
クの発生量を示しており、機関負荷が小さくなると煤の
発生量がピークとなるＥＧＲ率は若干低下し、煤がほと
んど発生しなくなるＥＧＲ率の下限も若干低下する。こ
のように煤がほとんど発生しなくなるＥＧＲ率の下限は
ＥＧＲガスの冷却度合や機関負荷に応じて変化する。
【００８９】図１９は不活性ガスとしてＥＧＲガスを用
いた場合において燃焼時の燃料及びその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度にするために必要
なＥＧＲガスと空気の混合ガス量、この混合ガス量中の
空気の割合、及び、この混合ガス中のＥＧＲガスの割合
を示している。なお、図１９において縦軸は燃焼室５内
に吸入される全吸入ガス量を示しており、鎖線Ｙは過給
が行われない時に燃焼室５内に吸入しうる全吸入ガス量
を示している。また、横軸は要求負荷を示している。
いた場合において燃焼時の燃料及びその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度にするために必要
なＥＧＲガスと空気の混合ガス量、この混合ガス量中の
空気の割合、及び、この混合ガス中のＥＧＲガスの割合
を示している。なお、図１９において縦軸は燃焼室５内
に吸入される全吸入ガス量を示しており、鎖線Ｙは過給
が行われない時に燃焼室５内に吸入しうる全吸入ガス量
を示している。また、横軸は要求負荷を示している。
【００９０】図１９を参照すると空気の割合、即ち混合
ガス中の空気量は噴射された燃料を完全に燃焼せしめる
のに必要な空気量を示している。即ち、図１９に示され
る場合では空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比とな
っている。一方、図１９においてＥＧＲガスの割合、即
ち混合ガス中のＥＧＲガス量は噴射燃料が燃焼せしめら
れた時に燃料及びその周囲のガス温度を煤が形成される
温度よりも低い温度にするのに必要最低限のＥＧＲガス
量を示している。このＥＧＲガス量はＥＧＲ率で表すと
ほぼ５５パーセント以上であり、図１９に示す実施形態
では７０パーセント以上である。即ち、燃焼室５内に吸
入された全吸入ガス量を図１５において実線Ｘとし、こ
の全吸入ガス量Ｘのうちの空気量とＥＧＲガス量との割
合を図１９に示すような割合にすると燃料及びその周囲
のガス温度は煤が生成される温度よりも低い温度とな
り、斯くして煤が全く発生しなくなる。また、この時の
ＮＯ X発生量は１０p.p.m 前後、又はそれ以下であり、
従ってＮＯXの発生量は極めて少量となる。
ガス中の空気量は噴射された燃料を完全に燃焼せしめる
のに必要な空気量を示している。即ち、図１９に示され
る場合では空気量と噴射燃料量との比は理論空燃比とな
っている。一方、図１９においてＥＧＲガスの割合、即
ち混合ガス中のＥＧＲガス量は噴射燃料が燃焼せしめら
れた時に燃料及びその周囲のガス温度を煤が形成される
温度よりも低い温度にするのに必要最低限のＥＧＲガス
量を示している。このＥＧＲガス量はＥＧＲ率で表すと
ほぼ５５パーセント以上であり、図１９に示す実施形態
では７０パーセント以上である。即ち、燃焼室５内に吸
入された全吸入ガス量を図１５において実線Ｘとし、こ
の全吸入ガス量Ｘのうちの空気量とＥＧＲガス量との割
合を図１９に示すような割合にすると燃料及びその周囲
のガス温度は煤が生成される温度よりも低い温度とな
り、斯くして煤が全く発生しなくなる。また、この時の
ＮＯ X発生量は１０p.p.m 前後、又はそれ以下であり、
従ってＮＯXの発生量は極めて少量となる。
【００９１】燃料噴射量が増大すれば燃料が燃焼した際
の発熱量が増大するので燃料及びその周囲のガス温度を
煤が生成される温度よりも低い温度に維持するためには
ＥＧＲガスによる熱の吸収量を増大しなければならな
い。従って図１９に示されるようにＥＧＲガス量は噴射
燃料量が増大するにつれて増大せしめなければならな
い。即ち、ＥＧＲガス量は要求負荷が高くなるにつれて
増大する必要がある。ところで過給が行われていない場
合には燃焼室５内に吸入される全吸入ガス量Ｘの上限は
Ｙであり、従って図１９において要求負荷がＬ0よりも
大きい領域では要求負荷が大きくなるにつれてＥＧＲガ
ス割合を低下させない限り空燃比を理論空燃比に維持す
ることができない。云い換えると過給が行われていない
場合に要求負荷がＬ0よりも大きい領域において空燃比
を理論空燃比に維持しようとした場合には要求負荷が高
くなるにつれてＥＧＲ率が低下し、斯くして要求負荷が
Ｌ0よりも大きい領域では燃料及びその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持しえなくな
る。
の発熱量が増大するので燃料及びその周囲のガス温度を
煤が生成される温度よりも低い温度に維持するためには
ＥＧＲガスによる熱の吸収量を増大しなければならな
い。従って図１９に示されるようにＥＧＲガス量は噴射
燃料量が増大するにつれて増大せしめなければならな
い。即ち、ＥＧＲガス量は要求負荷が高くなるにつれて
増大する必要がある。ところで過給が行われていない場
合には燃焼室５内に吸入される全吸入ガス量Ｘの上限は
Ｙであり、従って図１９において要求負荷がＬ0よりも
大きい領域では要求負荷が大きくなるにつれてＥＧＲガ
ス割合を低下させない限り空燃比を理論空燃比に維持す
ることができない。云い換えると過給が行われていない
場合に要求負荷がＬ0よりも大きい領域において空燃比
を理論空燃比に維持しようとした場合には要求負荷が高
くなるにつれてＥＧＲ率が低下し、斯くして要求負荷が
Ｌ0よりも大きい領域では燃料及びその周囲のガス温度
を煤が生成される温度よりも低い温度に維持しえなくな
る。
【００９２】ところが、図示しないがＥＧＲ通路を介し
て過給機の入口側即ち排気ターボチャージャの空気吸込
管内にＥＧＲガスを再循環させると要求負荷がＬ0より
も大きい領域においてＥＧＲ率を５５パーセント以上、
例えば７０パーセントに維持することができ、斯くして
燃料及びその周囲のガス温度を煤が生成される温度より
も低い温度に維持することができる。即ち、空気吸込管
内におけるＥＧＲ率が例えば７０パーセントになるよう
にＥＧＲガスを再循環させれば排気ターボチャージャの
コンプレッサにより昇圧された吸入ガスのＥＧＲ率も７
０パーセントとなり、斯くしてコンプレッサにより昇圧
しうる限度まで燃料及びその周囲のガス温度を煤が生成
される温度よりも低い温度に維持することができる。従
って、低温燃焼を生じさせることのできる機関の運転領
域を拡大することができることになる。要求負荷がＬ0
よりも大きい領域でＥＧＲ率を５５パーセント以上にす
る際にはＥＧＲ制御弁が全開せしめられる、スロットル
弁が若干閉弁せしめられる。
て過給機の入口側即ち排気ターボチャージャの空気吸込
管内にＥＧＲガスを再循環させると要求負荷がＬ0より
も大きい領域においてＥＧＲ率を５５パーセント以上、
例えば７０パーセントに維持することができ、斯くして
燃料及びその周囲のガス温度を煤が生成される温度より
も低い温度に維持することができる。即ち、空気吸込管
内におけるＥＧＲ率が例えば７０パーセントになるよう
にＥＧＲガスを再循環させれば排気ターボチャージャの
コンプレッサにより昇圧された吸入ガスのＥＧＲ率も７
０パーセントとなり、斯くしてコンプレッサにより昇圧
しうる限度まで燃料及びその周囲のガス温度を煤が生成
される温度よりも低い温度に維持することができる。従
って、低温燃焼を生じさせることのできる機関の運転領
域を拡大することができることになる。要求負荷がＬ0
よりも大きい領域でＥＧＲ率を５５パーセント以上にす
る際にはＥＧＲ制御弁が全開せしめられる、スロットル
弁が若干閉弁せしめられる。
【００９３】前述したように図１９は燃料を理論空燃比
のもとで燃焼させる場合を示しているが空気量を図１９
に示される空気量よりも少なくしても、即ち空燃比をリ
ッチにしても煤の発生を阻止しつつＮＯXの発生量を１
０p.p.m 前後又はそれ以下にすることができ、また空気
量を図１９に示される空気量よりも多くしても、即ち空
燃比の平均値を１７から１８のリーンにしても煤の発生
を阻止しつつＮＯXの発生量を１０p.p.m 前後又はそれ
以下にすることができる。即ち、空燃比がリッチにされ
ると燃料が過剰となるが燃焼温度が低い温度に抑制され
ているために過剰な燃料は煤まで成長せず、斯くして煤
が生成されることがない。また、この時にはＮＯXも極
めて少量しか発生しない。一方、平均空燃比がリーンの
時、或いは空燃比が理論空燃比の時でも燃焼温度が高く
なれば少量の煤が生成されるが本発明では燃焼温度が低
い温度に抑制されているので煤は全く生成されない。更
に、ＮＯXも極めて少量しか発生しない。このように、
低温燃焼が行われている時には空燃比にかかわらずに、
即ち空燃比がリッチであろうと、理論空燃比であろう
と、或いは平均空燃比がリーンであろうと煤が発生され
ず、ＮＯXの発生量が極めて少量となる。従って燃料消
費率の向上を考えると、この時の平均空燃比をリーンに
することが好ましいと言える。
のもとで燃焼させる場合を示しているが空気量を図１９
に示される空気量よりも少なくしても、即ち空燃比をリ
ッチにしても煤の発生を阻止しつつＮＯXの発生量を１
０p.p.m 前後又はそれ以下にすることができ、また空気
量を図１９に示される空気量よりも多くしても、即ち空
燃比の平均値を１７から１８のリーンにしても煤の発生
を阻止しつつＮＯXの発生量を１０p.p.m 前後又はそれ
以下にすることができる。即ち、空燃比がリッチにされ
ると燃料が過剰となるが燃焼温度が低い温度に抑制され
ているために過剰な燃料は煤まで成長せず、斯くして煤
が生成されることがない。また、この時にはＮＯXも極
めて少量しか発生しない。一方、平均空燃比がリーンの
時、或いは空燃比が理論空燃比の時でも燃焼温度が高く
なれば少量の煤が生成されるが本発明では燃焼温度が低
い温度に抑制されているので煤は全く生成されない。更
に、ＮＯXも極めて少量しか発生しない。このように、
低温燃焼が行われている時には空燃比にかかわらずに、
即ち空燃比がリッチであろうと、理論空燃比であろう
と、或いは平均空燃比がリーンであろうと煤が発生され
ず、ＮＯXの発生量が極めて少量となる。従って燃料消
費率の向上を考えると、この時の平均空燃比をリーンに
することが好ましいと言える。
【００９４】ところで燃焼室内における燃焼時の燃料及
びその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止す
る温度以下に抑制しうるのは燃焼による発熱量が比較的
少ない機関低負荷運転時に限られる。従って本発明によ
る実施形態では機関低負荷運転時には燃焼時の燃料及び
その周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止する
温度以下に抑制して低温燃焼を行うようにし、機関中高
負荷運転時には通常燃焼を行うようにしている。なお、
ここで低温燃焼とはこれまでの説明から明らかなように
煤の発生量がピークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内
の不活性ガス量が多く煤がほとんど発生しない燃焼のこ
とを言い、通常燃焼とは煤の発生量がピークとなる不活
性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が少ない燃焼の
ことを言う。
びその周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止す
る温度以下に抑制しうるのは燃焼による発熱量が比較的
少ない機関低負荷運転時に限られる。従って本発明によ
る実施形態では機関低負荷運転時には燃焼時の燃料及び
その周囲のガス温度を炭化水素の成長が途中で停止する
温度以下に抑制して低温燃焼を行うようにし、機関中高
負荷運転時には通常燃焼を行うようにしている。なお、
ここで低温燃焼とはこれまでの説明から明らかなように
煤の発生量がピークとなる不活性ガス量よりも燃焼室内
の不活性ガス量が多く煤がほとんど発生しない燃焼のこ
とを言い、通常燃焼とは煤の発生量がピークとなる不活
性ガス量よりも燃焼室内の不活性ガス量が少ない燃焼の
ことを言う。
【００９５】次に図２０を参照しつつ図６（Ａ）に示し
た機関低負荷運転領域Ａ１及び機関中高負荷運転領域Ａ
２における運転制御について説明する。図２０は要求負
荷Ｌに対するスロットル弁１７の開度、ＥＧＲ制御弁２
５の開度、ＥＧＲ率、空燃比、噴射時期、及び、噴射量
を示している。図２０に示されるように要求負荷Ｌの低
い機関低負荷運転領域Ａ１ではスロットル弁１７の開度
は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉近くから２／３開
度程度まで徐々に増大せしめられ、ＥＧＲ制御弁２５の
開度は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉近くから全開
まで徐々に増大せしめられる。また、図２０に示される
例では機関低負荷運転領域Ａ１におけるＥＧＲ率はほぼ
７０パーセントとされており、空燃比はわずかばかりリ
ーンなリーン空燃比とされている。
た機関低負荷運転領域Ａ１及び機関中高負荷運転領域Ａ
２における運転制御について説明する。図２０は要求負
荷Ｌに対するスロットル弁１７の開度、ＥＧＲ制御弁２
５の開度、ＥＧＲ率、空燃比、噴射時期、及び、噴射量
を示している。図２０に示されるように要求負荷Ｌの低
い機関低負荷運転領域Ａ１ではスロットル弁１７の開度
は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉近くから２／３開
度程度まで徐々に増大せしめられ、ＥＧＲ制御弁２５の
開度は要求負荷Ｌが高くなるにつれて全閉近くから全開
まで徐々に増大せしめられる。また、図２０に示される
例では機関低負荷運転領域Ａ１におけるＥＧＲ率はほぼ
７０パーセントとされており、空燃比はわずかばかりリ
ーンなリーン空燃比とされている。
【００９６】言い換えると機関低負荷運転領域Ａ１では
ＥＧＲ率がほぼ７０パーセントとなり、空燃比がわずか
ばかりリーンなリーン空燃比となるようにスロットル弁
１７の開度及びＥＧＲ制御弁２５の開度が制御される。
また、機関低負荷運転領域Ａ１では圧縮上死点ＴＤＣ前
に燃料噴射が行われる。この場合、噴射開始時期θＳは
要求負荷Ｌが高くなるにつれて遅くなり、噴射完了時期
θＥも噴射開始時期θＳが遅くなるにつれて遅くなる。
なお、アイドル運転時にはスロットル弁１７は全閉近く
まで閉弁され、この時にはＥＧＲ制御弁２５も全閉近く
まで閉弁せしめられる。スロットル弁１７を全閉近くま
で閉弁すると圧縮始めの燃焼室５内の圧力が低くなるた
めに圧縮圧力が小さくなる。圧縮圧力が小さくなるとピ
ストン４による圧縮仕事が小さくなるために機関本体１
の振動が小さくなる。即ち、アイドル運転時には機関本
体１の振動を抑制するためにスロットル弁１７が全閉近
くまで閉弁せしめられる。
ＥＧＲ率がほぼ７０パーセントとなり、空燃比がわずか
ばかりリーンなリーン空燃比となるようにスロットル弁
１７の開度及びＥＧＲ制御弁２５の開度が制御される。
また、機関低負荷運転領域Ａ１では圧縮上死点ＴＤＣ前
に燃料噴射が行われる。この場合、噴射開始時期θＳは
要求負荷Ｌが高くなるにつれて遅くなり、噴射完了時期
θＥも噴射開始時期θＳが遅くなるにつれて遅くなる。
なお、アイドル運転時にはスロットル弁１７は全閉近く
まで閉弁され、この時にはＥＧＲ制御弁２５も全閉近く
まで閉弁せしめられる。スロットル弁１７を全閉近くま
で閉弁すると圧縮始めの燃焼室５内の圧力が低くなるた
めに圧縮圧力が小さくなる。圧縮圧力が小さくなるとピ
ストン４による圧縮仕事が小さくなるために機関本体１
の振動が小さくなる。即ち、アイドル運転時には機関本
体１の振動を抑制するためにスロットル弁１７が全閉近
くまで閉弁せしめられる。
【００９７】一方、機関の運転領域が機関低負荷運転領
域Ａ１から機関中高負荷運転領域Ａ２に変わるとスロッ
トル弁２０の開度が２／３開度程度から全開方向へステ
ップ状に増大せしめられる。この時に図２０に示す例で
はＥＧＲ率がほぼ７０パーセントから４０パーセント以
下までステップ状に減少せしめられ、空燃比がステップ
状に大きくされる。即ち、ＥＧＲ率が多量のスモークを
発生するＥＧＲ率範囲（図１８）を飛び越えるので機関
の運転領域が機関低負荷運転領域Ａ１から機関中高負荷
運転領域Ａ２に変わる時に多量のスモークが発生するこ
とがない。機関中高負荷運転領域Ａ２では従来から行わ
れている通常燃焼が行われる。この機関中高負荷運転領
域Ａ２ではスロットル弁１７は一部を除いて全開状態に
保持され、ＥＧＲ制御弁２５の開度は要求負荷Ｌが高く
なると次第に小さくされる。また、この機関中高負荷運
転領域Ａ２ではＥＧＲ率は要求負荷Ｌが高くなるほど低
くなり、空燃比は要求負荷Ｌが高くなるほど小さくな
る。ただし、空燃比は要求負荷Ｌが高くなってもリーン
空燃比とされる。また、機関中高負荷運転領域Ａ２では
噴射開始時期θＳは圧縮上死点ＴＤＣ付近とされる。
域Ａ１から機関中高負荷運転領域Ａ２に変わるとスロッ
トル弁２０の開度が２／３開度程度から全開方向へステ
ップ状に増大せしめられる。この時に図２０に示す例で
はＥＧＲ率がほぼ７０パーセントから４０パーセント以
下までステップ状に減少せしめられ、空燃比がステップ
状に大きくされる。即ち、ＥＧＲ率が多量のスモークを
発生するＥＧＲ率範囲（図１８）を飛び越えるので機関
の運転領域が機関低負荷運転領域Ａ１から機関中高負荷
運転領域Ａ２に変わる時に多量のスモークが発生するこ
とがない。機関中高負荷運転領域Ａ２では従来から行わ
れている通常燃焼が行われる。この機関中高負荷運転領
域Ａ２ではスロットル弁１７は一部を除いて全開状態に
保持され、ＥＧＲ制御弁２５の開度は要求負荷Ｌが高く
なると次第に小さくされる。また、この機関中高負荷運
転領域Ａ２ではＥＧＲ率は要求負荷Ｌが高くなるほど低
くなり、空燃比は要求負荷Ｌが高くなるほど小さくな
る。ただし、空燃比は要求負荷Ｌが高くなってもリーン
空燃比とされる。また、機関中高負荷運転領域Ａ２では
噴射開始時期θＳは圧縮上死点ＴＤＣ付近とされる。
【００９８】図２１及び図２２は図７のステップ１０２
において実行されるサブルーチンを示したフローチャー
トである。図２１及び図２２に示すように、このルーチ
ンが開始されると、まずステップ３００において、機関
運転状態が図６（Ｂ）の機関低負荷運転領域Ｂ１内にあ
るか否かが判定される。ＹＥＳの時にはステップ２０１
に進み、ＮＯの時にはステップ３０１に進む。ステップ
２０１では第一の運転モードが選択された時（図８）と
同様に図１０（Ａ）に示すマップからスロットル弁１７
の目標開度ＳＴが算出され、スロットル弁１７の開度が
この目標開度ＳＴとされる。次いでステップ２０２では
第一の運転モードが選択された時（図８）と同様に図１
０（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２５の目標開度
ＳＥが算出され、ＥＧＲ制御弁２５の開度がこの目標開
度ＳＥとされる。次いでステップ２０３では第一の運転
モードが選択された時（図８）と同様にエアフローメー
タ４４により検出された吸入空気量Ｇａが取込まれ、次
いでステップ２０４では第一の運転モードが選択された
時（図８）と同様に図９（Ｂ）に示すマップから目標空
燃比Ａ／Ｆが算出される。次いでステップ２０５では第
一の運転モードが選択された時（図８）と同様に吸入空
気量Ｇａと目標空燃比Ａ／Ｆに基づいて空燃比を目標空
燃比Ａ／Ｆとするのに必要な燃料噴射量Ｑが算出され
る。次いでステップ２０６では第一の運転モードが選択
された時（図８）と同様に図１１に示すマップから目標
燃料噴射開始時期θＳが算出される。
において実行されるサブルーチンを示したフローチャー
トである。図２１及び図２２に示すように、このルーチ
ンが開始されると、まずステップ３００において、機関
運転状態が図６（Ｂ）の機関低負荷運転領域Ｂ１内にあ
るか否かが判定される。ＹＥＳの時にはステップ２０１
に進み、ＮＯの時にはステップ３０１に進む。ステップ
２０１では第一の運転モードが選択された時（図８）と
同様に図１０（Ａ）に示すマップからスロットル弁１７
の目標開度ＳＴが算出され、スロットル弁１７の開度が
この目標開度ＳＴとされる。次いでステップ２０２では
第一の運転モードが選択された時（図８）と同様に図１
０（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２５の目標開度
ＳＥが算出され、ＥＧＲ制御弁２５の開度がこの目標開
度ＳＥとされる。次いでステップ２０３では第一の運転
モードが選択された時（図８）と同様にエアフローメー
タ４４により検出された吸入空気量Ｇａが取込まれ、次
いでステップ２０４では第一の運転モードが選択された
時（図８）と同様に図９（Ｂ）に示すマップから目標空
燃比Ａ／Ｆが算出される。次いでステップ２０５では第
一の運転モードが選択された時（図８）と同様に吸入空
気量Ｇａと目標空燃比Ａ／Ｆに基づいて空燃比を目標空
燃比Ａ／Ｆとするのに必要な燃料噴射量Ｑが算出され
る。次いでステップ２０６では第一の運転モードが選択
された時（図８）と同様に図１１に示すマップから目標
燃料噴射開始時期θＳが算出される。
【００９９】ステップ３０１では、機関運転状態が図６
（Ｂ）の機関高負荷運転領域Ｂ３内にあるか否かが判定
される。ＹＥＳの時にはステップ２０７に進み、ＮＯの
時にはステップ３０２に進む。ステップ２０７では第一
の運転モードが選択された時（図８）と同様に図１２
（Ａ）に示されるマップから目標燃料噴射量Ｑが算出さ
れ、燃料噴射量がこの目標燃料噴射量Ｑとされる。次い
でステップ２０８では第一の運転モードが選択された時
（図８）と同様に図１２（Ｂ）に示されるマップから目
標燃料噴射開始時期θＳが算出され、燃料噴射開始時期
がこの目標燃料噴射開始時期θＳとされる。次いでステ
ップ２０９では第一の運転モードが選択された時（図
８）と同様に図１４（Ａ）に示すマップからスロットル
弁１７の目標開度ＳＴが算出される。次いでステップ２
１０では第一の運転モードが選択された時（図８）と同
様に図１４（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２５の
目標開度ＳＥが算出され、ＥＧＲ制御弁２５の開度がこ
の目標開度ＳＥとされる。次いでステップ２１１では第
一の運転モードが選択された時（図８）と同様にエアフ
ローメータ４４により検出された吸入空気量Ｇａが取込
まれる。次いでステップ２１２では第一の運転モードが
選択された時（図８）と同様に燃料噴射量Ｑと吸入空気
量Ｇａから実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが算出される。
（Ｂ）の機関高負荷運転領域Ｂ３内にあるか否かが判定
される。ＹＥＳの時にはステップ２０７に進み、ＮＯの
時にはステップ３０２に進む。ステップ２０７では第一
の運転モードが選択された時（図８）と同様に図１２
（Ａ）に示されるマップから目標燃料噴射量Ｑが算出さ
れ、燃料噴射量がこの目標燃料噴射量Ｑとされる。次い
でステップ２０８では第一の運転モードが選択された時
（図８）と同様に図１２（Ｂ）に示されるマップから目
標燃料噴射開始時期θＳが算出され、燃料噴射開始時期
がこの目標燃料噴射開始時期θＳとされる。次いでステ
ップ２０９では第一の運転モードが選択された時（図
８）と同様に図１４（Ａ）に示すマップからスロットル
弁１７の目標開度ＳＴが算出される。次いでステップ２
１０では第一の運転モードが選択された時（図８）と同
様に図１４（Ｂ）に示すマップからＥＧＲ制御弁２５の
目標開度ＳＥが算出され、ＥＧＲ制御弁２５の開度がこ
の目標開度ＳＥとされる。次いでステップ２１１では第
一の運転モードが選択された時（図８）と同様にエアフ
ローメータ４４により検出された吸入空気量Ｇａが取込
まれる。次いでステップ２１２では第一の運転モードが
選択された時（図８）と同様に燃料噴射量Ｑと吸入空気
量Ｇａから実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが算出される。
【０１００】次いでステップ２１３では第一の運転モー
ドが選択された時（図８）と同様に図１３（Ｂ）に示す
マップから目標空燃比Ａ／Ｆが算出される。次いでステ
ップ２１４では第一の運転モードが選択された時（図
８）と同様に実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが目標空燃比Ａ
／Ｆよりも大きいか否かが判別される。（Ａ／Ｆ）R＞
Ａ／Ｆの時には第一の運転モードが選択された場合（図
８）と同様にステップ２１５に進んでスロットル開度の
補正値ΔＳＴが一定値αだけ減少せしめられ、次いでス
テップ２１７へ進む。これに対して（Ａ／Ｆ）R≦Ａ／
Ｆの時には第一の運転モードが選択された場合（図８）
と同様にステップ２１６に進んで補正値ΔＳＴが一定値
αだけ増大せしめられ、次いでステップ２１７に進む。
ステップ２１７では第一の運転モードが選択された時
（図８）と同様にスロットル弁１７の目標開度ＳＴに補
正値ΔＳＴを加算することにより最終的な目標開度ＳＴ
が算出され、スロットル弁１７の開度がこの最終的な目
標開度ＳＴとされる。即ち、実際の空燃比（Ａ／Ｆ）R
が目標空燃比Ａ／Ｆとなるようにスロットル弁１７の開
度が制御される。
ドが選択された時（図８）と同様に図１３（Ｂ）に示す
マップから目標空燃比Ａ／Ｆが算出される。次いでステ
ップ２１４では第一の運転モードが選択された時（図
８）と同様に実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが目標空燃比Ａ
／Ｆよりも大きいか否かが判別される。（Ａ／Ｆ）R＞
Ａ／Ｆの時には第一の運転モードが選択された場合（図
８）と同様にステップ２１５に進んでスロットル開度の
補正値ΔＳＴが一定値αだけ減少せしめられ、次いでス
テップ２１７へ進む。これに対して（Ａ／Ｆ）R≦Ａ／
Ｆの時には第一の運転モードが選択された場合（図８）
と同様にステップ２１６に進んで補正値ΔＳＴが一定値
αだけ増大せしめられ、次いでステップ２１７に進む。
ステップ２１７では第一の運転モードが選択された時
（図８）と同様にスロットル弁１７の目標開度ＳＴに補
正値ΔＳＴを加算することにより最終的な目標開度ＳＴ
が算出され、スロットル弁１７の開度がこの最終的な目
標開度ＳＴとされる。即ち、実際の空燃比（Ａ／Ｆ）R
が目標空燃比Ａ／Ｆとなるようにスロットル弁１７の開
度が制御される。
【０１０１】一方、ステップ３０１において機関運転状
態が図６（Ｂ）の機関中負荷運転領域Ｂ２内にあると判
定された時には、ステップ３０２において図２３（Ａ）
に示されるマップから目標主燃料噴射量Ｑ１が算出さ
れ、主燃料噴射量がこの目標主燃料噴射量Ｑ１とされ
る。次いでステップ３０３では図２３（Ｂ）に示される
マップから目標主燃料噴射開始時期θＳ１が算出され、
主燃料噴射開始時期がこの目標主燃料噴射開始時期θＳ
１とされる。本実施形態では、この目標主燃料噴射開始
時期θＳ１は、図２１のステップ２０８における目標燃
料噴射開始時期θＳよりも遅角されている。次いでステ
ップ３０４では図２４（Ａ）に示されるマップから目標
副燃料噴射量Ｑ２が算出され、副燃料噴射量がこの目標
副燃料噴射量Ｑ２とされる。次いでステップ３０５では
図２４（Ｂ）に示されるマップから目標副燃料噴射開始
時期θＳ２が算出され、副燃料噴射開始時期がこの目標
副燃料噴射開始時期θＳ２とされる。本実施形態では、
この目標副燃料噴射開始時期θＳ２は排気行程と吸気行
程との間に設定されており、この副燃料噴射はいわゆる
ＶＩＧＯＭ噴射である。本実施形態の変形例では、この
ＶＩＧＯＭ噴射の代わりに副燃料噴射としていわゆるパ
イロット噴射を行うことも可能であり、その場合、目標
副燃料噴射開始時期はステップ３０３において算出され
る目標主燃料噴射開始時期θＳ１の直前の圧縮行程末期
に設定される。
態が図６（Ｂ）の機関中負荷運転領域Ｂ２内にあると判
定された時には、ステップ３０２において図２３（Ａ）
に示されるマップから目標主燃料噴射量Ｑ１が算出さ
れ、主燃料噴射量がこの目標主燃料噴射量Ｑ１とされ
る。次いでステップ３０３では図２３（Ｂ）に示される
マップから目標主燃料噴射開始時期θＳ１が算出され、
主燃料噴射開始時期がこの目標主燃料噴射開始時期θＳ
１とされる。本実施形態では、この目標主燃料噴射開始
時期θＳ１は、図２１のステップ２０８における目標燃
料噴射開始時期θＳよりも遅角されている。次いでステ
ップ３０４では図２４（Ａ）に示されるマップから目標
副燃料噴射量Ｑ２が算出され、副燃料噴射量がこの目標
副燃料噴射量Ｑ２とされる。次いでステップ３０５では
図２４（Ｂ）に示されるマップから目標副燃料噴射開始
時期θＳ２が算出され、副燃料噴射開始時期がこの目標
副燃料噴射開始時期θＳ２とされる。本実施形態では、
この目標副燃料噴射開始時期θＳ２は排気行程と吸気行
程との間に設定されており、この副燃料噴射はいわゆる
ＶＩＧＯＭ噴射である。本実施形態の変形例では、この
ＶＩＧＯＭ噴射の代わりに副燃料噴射としていわゆるパ
イロット噴射を行うことも可能であり、その場合、目標
副燃料噴射開始時期はステップ３０３において算出され
る目標主燃料噴射開始時期θＳ１の直前の圧縮行程末期
に設定される。
【０１０２】次いでステップ３０６では図２５（Ｂ）に
示すマップからスロットル弁１７の目標開度ＳＴが算出
される。次いでステップ３０７では図２５（Ｃ）に示す
マップからＥＧＲ制御弁２５の目標開度ＳＥが算出さ
れ、ＥＧＲ制御弁２５の開度がこの目標開度ＳＥとされ
る。次いでステップ３０８ではエアフローメータ４４に
より検出された吸入空気量Ｇａが取込まれる。次いでス
テップ３０９では燃料噴射量Ｑ１と吸入空気量Ｇａから
実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが算出される。次いでステッ
プ３１０では図２５（Ａ）に示すマップから目標空燃比
Ａ／Ｆが算出される。次いでステップ３１１では実際の
空燃比（Ａ／Ｆ）Rが目標空燃比Ａ／Ｆよりも大きいか
否かが判別される。（Ａ／Ｆ）R＞Ａ／Ｆの時にはステ
ップ３１２に進んでスロットル開度の補正値ΔＳＴが一
定値αだけ減少せしめられ、次いでステップ３１４へ進
む。これに対して（Ａ／Ｆ）R≦Ａ／Ｆの時にはステッ
プ３１３に進んで補正値ΔＳＴが一定値αだけ増大せし
められ、次いでステップ３１４に進む。ステップ３１４
ではスロットル弁１７の目標開度ＳＴに補正値ΔＳＴを
加算することにより最終的な目標開度ＳＴが算出され、
スロットル弁１７の開度がこの最終的な目標開度ＳＴと
される。即ち、実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが目標空燃比
Ａ／Ｆとなるようにスロットル弁１７の開度が制御され
る。
示すマップからスロットル弁１７の目標開度ＳＴが算出
される。次いでステップ３０７では図２５（Ｃ）に示す
マップからＥＧＲ制御弁２５の目標開度ＳＥが算出さ
れ、ＥＧＲ制御弁２５の開度がこの目標開度ＳＥとされ
る。次いでステップ３０８ではエアフローメータ４４に
より検出された吸入空気量Ｇａが取込まれる。次いでス
テップ３０９では燃料噴射量Ｑ１と吸入空気量Ｇａから
実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが算出される。次いでステッ
プ３１０では図２５（Ａ）に示すマップから目標空燃比
Ａ／Ｆが算出される。次いでステップ３１１では実際の
空燃比（Ａ／Ｆ）Rが目標空燃比Ａ／Ｆよりも大きいか
否かが判別される。（Ａ／Ｆ）R＞Ａ／Ｆの時にはステ
ップ３１２に進んでスロットル開度の補正値ΔＳＴが一
定値αだけ減少せしめられ、次いでステップ３１４へ進
む。これに対して（Ａ／Ｆ）R≦Ａ／Ｆの時にはステッ
プ３１３に進んで補正値ΔＳＴが一定値αだけ増大せし
められ、次いでステップ３１４に進む。ステップ３１４
ではスロットル弁１７の目標開度ＳＴに補正値ΔＳＴを
加算することにより最終的な目標開度ＳＴが算出され、
スロットル弁１７の開度がこの最終的な目標開度ＳＴと
される。即ち、実際の空燃比（Ａ／Ｆ）Rが目標空燃比
Ａ／Ｆとなるようにスロットル弁１７の開度が制御され
る。
【０１０３】第二の運転モードが選択されている時であ
って機関中負荷運転時の目標空燃比Ａ／Ｆは図２５
（Ａ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの
関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されて
いる。また、空燃比を図２５（Ａ）に示す目標空燃比Ａ
／Ｆとするのに必要なスロットル弁１７の目標開度ＳＴ
が図２５（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関回
転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記
憶されており、空燃比を図２５（Ａ）に示す目標空燃比
Ａ／Ｆとするのに必要なＥＧＲ制御弁２５の目標開度Ｓ
Ｅが図２５（Ｃ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関
回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に
記憶されている。また、第二の運転モードが選択されて
いる時であって機関中負荷運転時には主燃料噴射量Ｑ１
は要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎに基づいて算出される。
この主燃料噴射量Ｑ１は図２３（Ａ）に示されるように
要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数としてマップの形で
予めＲＯＭ３２内に記憶されている。同様に、第二の運
転モードが選択されている時であって機関中負荷運転時
には主燃料噴射開始時期θＳ１は要求負荷Ｌ及び機関回
転数Ｎに基づいて算出される。この主燃料噴射開始時期
θＳ１は図２３（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ及び
機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２
内に記憶されている。更に、第二の運転モードが選択さ
れている時であって機関中負荷運転時には副燃料噴射量
Ｑ２は要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎに基づいて算出され
る。この副燃料噴射量Ｑ２は図２４（Ａ）に示されるよ
うに要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数としてマップの
形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。同様に、第二
の運転モードが選択されている時であって機関中負荷運
転時には副燃料噴射開始時期θＳ２は要求負荷Ｌ及び機
関回転数Ｎに基づいて算出される。この副燃料噴射開始
時期θＳ２は図２４（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ
及び機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ
３２内に記憶されている。
って機関中負荷運転時の目標空燃比Ａ／Ｆは図２５
（Ａ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの
関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されて
いる。また、空燃比を図２５（Ａ）に示す目標空燃比Ａ
／Ｆとするのに必要なスロットル弁１７の目標開度ＳＴ
が図２５（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関回
転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記
憶されており、空燃比を図２５（Ａ）に示す目標空燃比
Ａ／Ｆとするのに必要なＥＧＲ制御弁２５の目標開度Ｓ
Ｅが図２５（Ｃ）に示されるように要求負荷Ｌ及び機関
回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に
記憶されている。また、第二の運転モードが選択されて
いる時であって機関中負荷運転時には主燃料噴射量Ｑ１
は要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎに基づいて算出される。
この主燃料噴射量Ｑ１は図２３（Ａ）に示されるように
要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数としてマップの形で
予めＲＯＭ３２内に記憶されている。同様に、第二の運
転モードが選択されている時であって機関中負荷運転時
には主燃料噴射開始時期θＳ１は要求負荷Ｌ及び機関回
転数Ｎに基づいて算出される。この主燃料噴射開始時期
θＳ１は図２３（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ及び
機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２
内に記憶されている。更に、第二の運転モードが選択さ
れている時であって機関中負荷運転時には副燃料噴射量
Ｑ２は要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎに基づいて算出され
る。この副燃料噴射量Ｑ２は図２４（Ａ）に示されるよ
うに要求負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数としてマップの
形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。同様に、第二
の運転モードが選択されている時であって機関中負荷運
転時には副燃料噴射開始時期θＳ２は要求負荷Ｌ及び機
関回転数Ｎに基づいて算出される。この副燃料噴射開始
時期θＳ２は図２４（Ｂ）に示されるように要求負荷Ｌ
及び機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ
３２内に記憶されている。
【０１０４】図２６は第二の運転モード時にパティキュ
レートフィルタ２２ａが過剰に昇温するのを抑制する制
御方法を示したフローチャートである。このルーチンは
図７のステップ１００においてＹＥＳと判定され、パテ
ィキュレートフィルタ２２ａが再生されている時に割り
込みルーチンとして実行される。図２６に示すように、
このルーチンが開始されると、まずステップ４００にお
いて、パティキュレートフィルタ２２ａが過剰に昇温し
そうか否かが判定される。本実施形態では、図７のステ
ップ１００においてＹＥＳと判定され、第一の運転モー
ドから第二の運転モードへの切り換えが行われた時点か
らの経過時間が所定の閾値を超えた時に、パティキュレ
ートフィルタ２２ａが過剰に昇温しそうになったと判定
される。他の実施形態では、その代わりに、出ガス温度
センサ３９ｂにより検出されたパティキュレートフィル
タ２２ａからの出ガス温度が所定の閾値を超えた時に、
パティキュレートフィルタ２２ａが過剰に昇温しそうに
なったと判定することも可能である。ステップ４００に
おいてＹＥＳと判定された時にはステップ４０１に進
み、ＮＯと判定された時にはこのルーチンを終了する。
レートフィルタ２２ａが過剰に昇温するのを抑制する制
御方法を示したフローチャートである。このルーチンは
図７のステップ１００においてＹＥＳと判定され、パテ
ィキュレートフィルタ２２ａが再生されている時に割り
込みルーチンとして実行される。図２６に示すように、
このルーチンが開始されると、まずステップ４００にお
いて、パティキュレートフィルタ２２ａが過剰に昇温し
そうか否かが判定される。本実施形態では、図７のステ
ップ１００においてＹＥＳと判定され、第一の運転モー
ドから第二の運転モードへの切り換えが行われた時点か
らの経過時間が所定の閾値を超えた時に、パティキュレ
ートフィルタ２２ａが過剰に昇温しそうになったと判定
される。他の実施形態では、その代わりに、出ガス温度
センサ３９ｂにより検出されたパティキュレートフィル
タ２２ａからの出ガス温度が所定の閾値を超えた時に、
パティキュレートフィルタ２２ａが過剰に昇温しそうに
なったと判定することも可能である。ステップ４００に
おいてＹＥＳと判定された時にはステップ４０１に進
み、ＮＯと判定された時にはこのルーチンを終了する。
【０１０５】ステップ４０１では、機関運転状態が図６
（Ｂ）の機関低負荷運転領域Ｂ１内にあるか否かが判定
される。ＹＥＳの時、つまり、第二の運転モードが選択
されている機関低負荷運転時であって低温燃焼が実行さ
れている時にはステップ４０２に進み、ＮＯの時にはス
テップ４０５に進む。ステップ４０２では、図２１のス
テップ２０４において図９（Ｂ）のマップに基づいて算
出された目標空燃比Ａ／Ｆがリーン化せしめられる。そ
の結果、機関排気通路内で後燃えしていた燃料が燃焼室
５内において燃焼されるようになり、排気ガス温度の過
剰昇温が抑制される。ステップ４０３では、機関運転状
態が図６（Ｂ）の機関高負荷運転領域Ｂ３内にあるか否
かが判定される。ＹＥＳの時、つまり、第二の運転モー
ドが選択されている機関高負荷運転時であって通常燃焼
が実行されている時にはステップ４０４に進み、ＮＯの
時、つまり、第二の運転モードが選択されている機関中
負荷運転時であって副燃料噴射が実行されると共に主燃
料噴射時期が遅角されている時にはステップ４０５に進
む。ステップ４０４では、図２１のステップ２０８にお
いて図１２（Ｂ）のマップに基づいて算出された目標燃
料噴射開始時期θＳが進角せしめられる。その結果、機
関排気通路内で後燃えしていた燃料が燃焼室５内におい
て燃焼されるようになり、排気ガス温度の過剰昇温が抑
制される。一方、ステップ４０５では図２２のステップ
３０３において図２３（Ｂ）のマップに基づいて算出さ
れた目標主燃料噴射開始時期θＳ１が進角せしめられる
と共に、副燃料噴射が中止される。その結果、機関排気
通路内で後燃えしていた燃料が燃焼室５内において燃焼
されるようになり、排気ガス温度の過剰昇温が抑制され
る。
（Ｂ）の機関低負荷運転領域Ｂ１内にあるか否かが判定
される。ＹＥＳの時、つまり、第二の運転モードが選択
されている機関低負荷運転時であって低温燃焼が実行さ
れている時にはステップ４０２に進み、ＮＯの時にはス
テップ４０５に進む。ステップ４０２では、図２１のス
テップ２０４において図９（Ｂ）のマップに基づいて算
出された目標空燃比Ａ／Ｆがリーン化せしめられる。そ
の結果、機関排気通路内で後燃えしていた燃料が燃焼室
５内において燃焼されるようになり、排気ガス温度の過
剰昇温が抑制される。ステップ４０３では、機関運転状
態が図６（Ｂ）の機関高負荷運転領域Ｂ３内にあるか否
かが判定される。ＹＥＳの時、つまり、第二の運転モー
ドが選択されている機関高負荷運転時であって通常燃焼
が実行されている時にはステップ４０４に進み、ＮＯの
時、つまり、第二の運転モードが選択されている機関中
負荷運転時であって副燃料噴射が実行されると共に主燃
料噴射時期が遅角されている時にはステップ４０５に進
む。ステップ４０４では、図２１のステップ２０８にお
いて図１２（Ｂ）のマップに基づいて算出された目標燃
料噴射開始時期θＳが進角せしめられる。その結果、機
関排気通路内で後燃えしていた燃料が燃焼室５内におい
て燃焼されるようになり、排気ガス温度の過剰昇温が抑
制される。一方、ステップ４０５では図２２のステップ
３０３において図２３（Ｂ）のマップに基づいて算出さ
れた目標主燃料噴射開始時期θＳ１が進角せしめられる
と共に、副燃料噴射が中止される。その結果、機関排気
通路内で後燃えしていた燃料が燃焼室５内において燃焼
されるようになり、排気ガス温度の過剰昇温が抑制され
る。
【０１０６】好適には、ステップ４０２における目標空
燃比Ａ／Ｆのリーン化が徐々に行われ、ステップ４０４
における目標燃料噴射開始時期θＳの進角が徐々に行わ
れ、ステップ４０５における目標主燃料噴射開始時期θ
Ｓ１の進角が徐々に行われる。また、他の実施形態で
は、ステップ４０２、ステップ４０４及びステップ４０
５を実行する代わりに、ステップ４００においてパティ
キュレートフィルタ２２ａが過剰に昇温しそうであると
判定された時に、第一の運転モード時に実行される燃焼
を割り込み実行することも可能である。好適には、この
割り込み実行の頻度が徐々に増加される。
燃比Ａ／Ｆのリーン化が徐々に行われ、ステップ４０４
における目標燃料噴射開始時期θＳの進角が徐々に行わ
れ、ステップ４０５における目標主燃料噴射開始時期θ
Ｓ１の進角が徐々に行われる。また、他の実施形態で
は、ステップ４０２、ステップ４０４及びステップ４０
５を実行する代わりに、ステップ４００においてパティ
キュレートフィルタ２２ａが過剰に昇温しそうであると
判定された時に、第一の運転モード時に実行される燃焼
を割り込み実行することも可能である。好適には、この
割り込み実行の頻度が徐々に増加される。
【０１０７】図２７及び図２８は時間とパティキュレー
トフィルタ２２ａの温度との関係を示した図である。詳
細には、図２７（Ａ）は図２６に示すパティキュレート
フィルタの過剰昇温抑制制御ルーチンが設けられていな
い場合を示している。図２７（Ａ）に示す場合には、時
間ｔ１に図７のステップ１００においてＹＥＳと判定さ
れ第二の運転モードの下での燃焼が実行されると、機関
排気通路内において燃料が後燃えし、パティキュレート
フィルタ２２ａ内に流入する排気ガスの温度である入り
ガス温度及びパティキュレートフィルタ２２ａから流出
する排気ガスの温度である出ガス温度が上昇し、パティ
キュレートフィルタ２２ａの温度が再生温度領域（Ｔ１
〜Ｔ２）内に入る。ところが、図２６に示すパティキュ
レートフィルタの過剰昇温抑制制御ルーチンが設けられ
ていないと出ガス温度が上昇し続けてしまい、パティキ
ュレートフィルタ２２ａの温度が焼損温度領域（Ｔ３以
上）内に入ってしまう。
トフィルタ２２ａの温度との関係を示した図である。詳
細には、図２７（Ａ）は図２６に示すパティキュレート
フィルタの過剰昇温抑制制御ルーチンが設けられていな
い場合を示している。図２７（Ａ）に示す場合には、時
間ｔ１に図７のステップ１００においてＹＥＳと判定さ
れ第二の運転モードの下での燃焼が実行されると、機関
排気通路内において燃料が後燃えし、パティキュレート
フィルタ２２ａ内に流入する排気ガスの温度である入り
ガス温度及びパティキュレートフィルタ２２ａから流出
する排気ガスの温度である出ガス温度が上昇し、パティ
キュレートフィルタ２２ａの温度が再生温度領域（Ｔ１
〜Ｔ２）内に入る。ところが、図２６に示すパティキュ
レートフィルタの過剰昇温抑制制御ルーチンが設けられ
ていないと出ガス温度が上昇し続けてしまい、パティキ
ュレートフィルタ２２ａの温度が焼損温度領域（Ｔ３以
上）内に入ってしまう。
【０１０８】図２７（Ｂ）、図２８（Ａ）及び図２８
（Ｂ）は図２６に示すパティキュレートフィルタの過剰
昇温抑制制御ルーチンが設けられている場合を示してい
る。図２７（Ａ）に示す場合には、時間ｔ１に図７のス
テップ１００においてＹＥＳと判定され第二の運転モー
ドの下での燃焼が実行されると、機関排気通路内におい
て燃料が後燃えして入りガス温度及び出ガス温度が上昇
し、パティキュレートフィルタ２２ａの温度が再生温度
領域（Ｔ１〜Ｔ２）内に入る。その後、図２６のステッ
プ４００においてパティキュレートフィルタ２２ａが過
剰に昇温しそうであると判定されることなく、時間ｔ２
に図７のステップ１００においてパティキュレートフィ
ルタ２２ａを再生させるタイミングでなくなった、つま
り、パティキュレートフィルタ２２ａの再生が終了した
と判定され、再びステップ１０１において第一の運転モ
ードの下での燃焼が行われる。
（Ｂ）は図２６に示すパティキュレートフィルタの過剰
昇温抑制制御ルーチンが設けられている場合を示してい
る。図２７（Ａ）に示す場合には、時間ｔ１に図７のス
テップ１００においてＹＥＳと判定され第二の運転モー
ドの下での燃焼が実行されると、機関排気通路内におい
て燃料が後燃えして入りガス温度及び出ガス温度が上昇
し、パティキュレートフィルタ２２ａの温度が再生温度
領域（Ｔ１〜Ｔ２）内に入る。その後、図２６のステッ
プ４００においてパティキュレートフィルタ２２ａが過
剰に昇温しそうであると判定されることなく、時間ｔ２
に図７のステップ１００においてパティキュレートフィ
ルタ２２ａを再生させるタイミングでなくなった、つま
り、パティキュレートフィルタ２２ａの再生が終了した
と判定され、再びステップ１０１において第一の運転モ
ードの下での燃焼が行われる。
【０１０９】図２８（Ａ）に示す場合には、時間ｔ１に
図７のステップ１００においてＹＥＳと判定され第二の
運転モードの下での燃焼が実行されると、機関排気通路
内において燃料が後燃えして入りガス温度及び出ガス温
度が上昇し、パティキュレートフィルタ２２ａの温度が
再生温度領域（Ｔ１〜Ｔ２）内に入る。その後、時間ｔ
３に図２６のステップ４００においてパティキュレート
フィルタ２２ａが過剰に昇温しそうになったと判定さ
れ、図２６のステップ４０２、ステップ４０４又はステ
ップ４０５が実行されてパティキュレートフィルタ２２
ａの昇温が抑制される。次いで時間ｔ４に図２６のステ
ップ４００においてＮＯと判定されて時間ｔ１〜時間ｔ
３の間と同様に第二の運転モードの下での燃焼が実行さ
れる。次いで時間ｔ５に図２６のステップ４００におい
てパティキュレートフィルタ２２ａが過剰に昇温しそう
になったと判定され、図２６のステップ４０２、ステッ
プ４０４又はステップ４０５が実行されてパティキュレ
ートフィルタ２２ａの昇温が抑制される。次いで時間ｔ
６に図２６のステップ４００においてＮＯと判定されて
時間ｔ１〜時間ｔ３の間と同様に第二の運転モードの下
での燃焼が実行される。次いで時間ｔ７に図７のステッ
プ１００においてパティキュレートフィルタ２２ａを再
生させるタイミングでなくなった、つまり、パティキュ
レートフィルタ２２ａの再生が終了したと判定され、再
びステップ１０１において第一の運転モードの下での燃
焼が行われる。
図７のステップ１００においてＹＥＳと判定され第二の
運転モードの下での燃焼が実行されると、機関排気通路
内において燃料が後燃えして入りガス温度及び出ガス温
度が上昇し、パティキュレートフィルタ２２ａの温度が
再生温度領域（Ｔ１〜Ｔ２）内に入る。その後、時間ｔ
３に図２６のステップ４００においてパティキュレート
フィルタ２２ａが過剰に昇温しそうになったと判定さ
れ、図２６のステップ４０２、ステップ４０４又はステ
ップ４０５が実行されてパティキュレートフィルタ２２
ａの昇温が抑制される。次いで時間ｔ４に図２６のステ
ップ４００においてＮＯと判定されて時間ｔ１〜時間ｔ
３の間と同様に第二の運転モードの下での燃焼が実行さ
れる。次いで時間ｔ５に図２６のステップ４００におい
てパティキュレートフィルタ２２ａが過剰に昇温しそう
になったと判定され、図２６のステップ４０２、ステッ
プ４０４又はステップ４０５が実行されてパティキュレ
ートフィルタ２２ａの昇温が抑制される。次いで時間ｔ
６に図２６のステップ４００においてＮＯと判定されて
時間ｔ１〜時間ｔ３の間と同様に第二の運転モードの下
での燃焼が実行される。次いで時間ｔ７に図７のステッ
プ１００においてパティキュレートフィルタ２２ａを再
生させるタイミングでなくなった、つまり、パティキュ
レートフィルタ２２ａの再生が終了したと判定され、再
びステップ１０１において第一の運転モードの下での燃
焼が行われる。
【０１１０】図２８（Ｂ）に示す場合には、時間ｔ１に
図７のステップ１００においてＹＥＳと判定され第二の
運転モードの下での燃焼が実行されると、機関排気通路
内において燃料が後燃えして入りガス温度及び出ガス温
度が上昇し、パティキュレートフィルタ２２ａの温度が
再生温度領域（Ｔ１〜Ｔ２）内に入る。その後、時間ｔ
８に図２６のステップ４００においてパティキュレート
フィルタ２２ａが過剰に昇温しそうになったと判定さ
れ、第一の運転モードの下での燃焼が割り込み実行され
る。次いで時間ｔ９に図２６のステップ４００において
ＮＯと判定されて時間ｔ１〜時間ｔ８の間と同様に第二
の運転モードの下での燃焼が実行される。次いで時間ｔ
１０に図７のステップ１００においてパティキュレート
フィルタ２２ａを再生させるタイミングでなくなった、
つまり、パティキュレートフィルタ２２ａの再生が終了
したと判定され、再びステップ１０１において第一の運
転モードの下での燃焼が行われる。
図７のステップ１００においてＹＥＳと判定され第二の
運転モードの下での燃焼が実行されると、機関排気通路
内において燃料が後燃えして入りガス温度及び出ガス温
度が上昇し、パティキュレートフィルタ２２ａの温度が
再生温度領域（Ｔ１〜Ｔ２）内に入る。その後、時間ｔ
８に図２６のステップ４００においてパティキュレート
フィルタ２２ａが過剰に昇温しそうになったと判定さ
れ、第一の運転モードの下での燃焼が割り込み実行され
る。次いで時間ｔ９に図２６のステップ４００において
ＮＯと判定されて時間ｔ１〜時間ｔ８の間と同様に第二
の運転モードの下での燃焼が実行される。次いで時間ｔ
１０に図７のステップ１００においてパティキュレート
フィルタ２２ａを再生させるタイミングでなくなった、
つまり、パティキュレートフィルタ２２ａの再生が終了
したと判定され、再びステップ１０１において第一の運
転モードの下での燃焼が行われる。
【０１１１】本実施形態によれば、パティキュレートフ
ィルタ２２ａに担持されている酸素吸蔵・活性酸素放出
剤６１により、周囲に過剰酸素が存在する時に酸素が取
り込まれて保持され、周囲の酸素濃度が低下した時にそ
の保持された酸素が活性酸素の形で放出される。そのた
め、従来の場合のように微粒子がパティキュレートフィ
ルタ上に積層状に堆積した後にその微粒子が輝炎を発し
て除去されるのと異なり、微粒子がパティキュレートフ
ィルタ２２ａ上に積層状に堆積する前に、酸素吸蔵・活
性酸素放出剤６１が放出する活性酸素により、輝炎を発
することなくその微粒子を酸化除去することができる。
更に本実施形態によれば、内燃機関の燃費を向上させる
ことを優先させた第一の運転モード（図６（Ａ））とパ
ティキュレートフィルタ２２ａを再生することを優先さ
せた第二の運転モード（図６（Ｂ））とが必要に応じて
切り換えられる。そのため、内燃機関の燃費を向上させ
つつパティキュレートフィルタに微粒子が堆積するのを
抑制することができる。詳細には、図７のステップ１０
０において、原則的に内燃機関の燃費を向上させること
を優先させた第一の運転モード（図６（Ａ））が選択さ
れ、パティキュレートフィルタ２２ａを再生することが
必要になった時にパティキュレートフィルタ２２ａを再
生することを優先させた第二の運転モード（図６
（Ｂ））が選択される。そのため、パティキュレートフ
ィルタ２２ａに微粒子が堆積するのを必要以上に抑制
し、それに伴って内燃機関の燃費が悪化してしまうのを
回避することができる。
ィルタ２２ａに担持されている酸素吸蔵・活性酸素放出
剤６１により、周囲に過剰酸素が存在する時に酸素が取
り込まれて保持され、周囲の酸素濃度が低下した時にそ
の保持された酸素が活性酸素の形で放出される。そのた
め、従来の場合のように微粒子がパティキュレートフィ
ルタ上に積層状に堆積した後にその微粒子が輝炎を発し
て除去されるのと異なり、微粒子がパティキュレートフ
ィルタ２２ａ上に積層状に堆積する前に、酸素吸蔵・活
性酸素放出剤６１が放出する活性酸素により、輝炎を発
することなくその微粒子を酸化除去することができる。
更に本実施形態によれば、内燃機関の燃費を向上させる
ことを優先させた第一の運転モード（図６（Ａ））とパ
ティキュレートフィルタ２２ａを再生することを優先さ
せた第二の運転モード（図６（Ｂ））とが必要に応じて
切り換えられる。そのため、内燃機関の燃費を向上させ
つつパティキュレートフィルタに微粒子が堆積するのを
抑制することができる。詳細には、図７のステップ１０
０において、原則的に内燃機関の燃費を向上させること
を優先させた第一の運転モード（図６（Ａ））が選択さ
れ、パティキュレートフィルタ２２ａを再生することが
必要になった時にパティキュレートフィルタ２２ａを再
生することを優先させた第二の運転モード（図６
（Ｂ））が選択される。そのため、パティキュレートフ
ィルタ２２ａに微粒子が堆積するのを必要以上に抑制
し、それに伴って内燃機関の燃費が悪化してしまうのを
回避することができる。
【０１１２】更に本実施形態によれば、パティキュレー
トフィルタ２２ａを再生することを優先させた第二の運
転モード（図６（Ｂ））が選択されている時であって機
関中負荷運転時（図６（Ｂ）のＢ２）に図２２のステッ
プ３０４において副燃料噴射が実行されると共にステッ
プ３０３において主燃料噴射時期が遅角される。そのた
め、低温燃焼を実行可能な機関低負荷運転時（Ｂ１）で
なく、かつ、高温排気ガスを排出可能な機関高負荷運転
時（Ｂ３）でない機関中負荷運転時（Ｂ２）であっても
パティキュレートフィルタ２２ａ内に流入する排気ガス
温度を高くすることができ、それゆえ、パティキュレー
トフィルタ２２ａを再生することができる。
トフィルタ２２ａを再生することを優先させた第二の運
転モード（図６（Ｂ））が選択されている時であって機
関中負荷運転時（図６（Ｂ）のＢ２）に図２２のステッ
プ３０４において副燃料噴射が実行されると共にステッ
プ３０３において主燃料噴射時期が遅角される。そのた
め、低温燃焼を実行可能な機関低負荷運転時（Ｂ１）で
なく、かつ、高温排気ガスを排出可能な機関高負荷運転
時（Ｂ３）でない機関中負荷運転時（Ｂ２）であっても
パティキュレートフィルタ２２ａ内に流入する排気ガス
温度を高くすることができ、それゆえ、パティキュレー
トフィルタ２２ａを再生することができる。
【０１１３】更に本実施形態によれば、パティキュレー
トフィルタ２２ａを再生することを優先させた第二の運
転モード（図６（Ｂ））が選択されて低温燃焼が実行さ
れている時（図６（Ｂ）のＢ１）であっても、パティキ
ュレートフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇しそうな時
には図２６のステップ４０２において空燃比がリーン化
される。そのため、パティキュレートフィルタ２２ａ内
に流入する排気ガス温度が低下せしめられ、パティキュ
レートフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇するのを回避
することができる。更にパティキュレートフィルタ２２
ａを再生することを優先させた第二の運転モード（図６
（Ｂ））が選択されて図２２のステップ３０４において
副燃料噴射が実行されると共にステップ３０３において
主燃料噴射時期が遅角されている時（図６（Ｂ）のＢ
２）であっても、パティキュレートフィルタ２２ａの温
度が過剰に上昇しそうな時には図２６のステップ４０５
において主燃料噴射時期が進角されると共に副燃料噴射
が中止される。そのため、パティキュレートフィルタ２
２ａ内に流入する排気ガス温度が低下せしめられ、パテ
ィキュレートフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇するの
を回避することができる。更にパティキュレートフィル
タ２２ａを再生することを優先させた第二の運転モード
（図６（Ｂ））が選択されて通常燃焼が実行されている
時（図６（Ｂ）のＢ３）であっても、パティキュレート
フィルタ２２ａの温度が過剰に上昇しそうな時には図２
６のステップ４０４において燃料噴射時期が進角され
る。そのため、パティキュレートフィルタ２２ａ内に流
入する排気ガス温度が低下せしめられ、パティキュレー
トフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇するのを回避する
ことができる。つまり、パティキュレートフィルタ２２
ａを再生している時にパティキュレートフィルタ２２ａ
の温度が上昇し過ぎてしまい、パティキュレートフィル
タ２２ａが溶損してしまうのを回避することができる。
トフィルタ２２ａを再生することを優先させた第二の運
転モード（図６（Ｂ））が選択されて低温燃焼が実行さ
れている時（図６（Ｂ）のＢ１）であっても、パティキ
ュレートフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇しそうな時
には図２６のステップ４０２において空燃比がリーン化
される。そのため、パティキュレートフィルタ２２ａ内
に流入する排気ガス温度が低下せしめられ、パティキュ
レートフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇するのを回避
することができる。更にパティキュレートフィルタ２２
ａを再生することを優先させた第二の運転モード（図６
（Ｂ））が選択されて図２２のステップ３０４において
副燃料噴射が実行されると共にステップ３０３において
主燃料噴射時期が遅角されている時（図６（Ｂ）のＢ
２）であっても、パティキュレートフィルタ２２ａの温
度が過剰に上昇しそうな時には図２６のステップ４０５
において主燃料噴射時期が進角されると共に副燃料噴射
が中止される。そのため、パティキュレートフィルタ２
２ａ内に流入する排気ガス温度が低下せしめられ、パテ
ィキュレートフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇するの
を回避することができる。更にパティキュレートフィル
タ２２ａを再生することを優先させた第二の運転モード
（図６（Ｂ））が選択されて通常燃焼が実行されている
時（図６（Ｂ）のＢ３）であっても、パティキュレート
フィルタ２２ａの温度が過剰に上昇しそうな時には図２
６のステップ４０４において燃料噴射時期が進角され
る。そのため、パティキュレートフィルタ２２ａ内に流
入する排気ガス温度が低下せしめられ、パティキュレー
トフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇するのを回避する
ことができる。つまり、パティキュレートフィルタ２２
ａを再生している時にパティキュレートフィルタ２２ａ
の温度が上昇し過ぎてしまい、パティキュレートフィル
タ２２ａが溶損してしまうのを回避することができる。
【０１１４】更に上述した他の実施形態によれば、パテ
ィキュレートフィルタ２２ａを再生することを優先させ
た第二の運転モード（図６（Ｂ））が選択されている時
であっても、パティキュレートフィルタ２２ａの温度が
過剰に上昇しそうな時には、内燃機関の燃費を向上させ
ることを優先させた第一の運転モード（図６（Ａ））が
選択されている時に実行される燃焼であって、詳細には
パティキュレートフィルタ２２ａ内に流入する排気ガス
温度が比較的低くなる燃焼が割り込み実行される。その
ため、パティキュレートフィルタ２２ａを再生している
時にパティキュレートフィルタ２２ａの温度が上昇し過
ぎてしまい、パティキュレートフィルタ２２ａが溶損し
てしまうのを回避することができる。
ィキュレートフィルタ２２ａを再生することを優先させ
た第二の運転モード（図６（Ｂ））が選択されている時
であっても、パティキュレートフィルタ２２ａの温度が
過剰に上昇しそうな時には、内燃機関の燃費を向上させ
ることを優先させた第一の運転モード（図６（Ａ））が
選択されている時に実行される燃焼であって、詳細には
パティキュレートフィルタ２２ａ内に流入する排気ガス
温度が比較的低くなる燃焼が割り込み実行される。その
ため、パティキュレートフィルタ２２ａを再生している
時にパティキュレートフィルタ２２ａの温度が上昇し過
ぎてしまい、パティキュレートフィルタ２２ａが溶損し
てしまうのを回避することができる。
【０１１５】更に本実施形態によれば、パティキュレー
トフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇しそうか否かが、
図２６のステップ４００において第一の運転モード（図
６（Ａ））から第二の運転モード（図６（Ｂ））への切
り換えを行った時からの経過時間に基づいて判定され
る。そのため、パティキュレートフィルタ２２ａの温度
を実際に検出することなく、パティキュレートフィルタ
２２ａの温度が過剰に上昇しそうか否かを比較的容易に
判定することができる。
トフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇しそうか否かが、
図２６のステップ４００において第一の運転モード（図
６（Ａ））から第二の運転モード（図６（Ｂ））への切
り換えを行った時からの経過時間に基づいて判定され
る。そのため、パティキュレートフィルタ２２ａの温度
を実際に検出することなく、パティキュレートフィルタ
２２ａの温度が過剰に上昇しそうか否かを比較的容易に
判定することができる。
【０１１６】更に上述した他の実施形態によれば、パテ
ィキュレートフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇しそう
か否かが出ガス温度センサ３９ｂにより検出された排気
ガス温度に基づいて判定される。そのため、パティキュ
レートフィルタ２２ａの温度を実際に検出することな
く、パティキュレートフィルタ２２ａの温度が過剰に上
昇しそうか否かを比較的正確に判定することができる。
ィキュレートフィルタ２２ａの温度が過剰に上昇しそう
か否かが出ガス温度センサ３９ｂにより検出された排気
ガス温度に基づいて判定される。そのため、パティキュ
レートフィルタ２２ａの温度を実際に検出することな
く、パティキュレートフィルタ２２ａの温度が過剰に上
昇しそうか否かを比較的正確に判定することができる。
【０１１７】更に本実施形態によれば、パティキュレー
トフィルタ２２ａの排気ガス流れ上流側に酸化機能を有
する吸蔵還元型ＮＯX触媒２２ｂが配置される。そのた
め、排気ガスがその触媒２２ｂを通過する際に酸化せし
められ、その酸化熱によりパティキュレートフィルタ２
２ａ内に流入する排気ガスの温度を上昇させることがで
き、パティキュレートフィルタ２２ａの温度を比較的高
い温度に維持することができる。また、微粒子のバイン
ダとして作用するＳＯＦがその触媒２２ｂにより酸化せ
しめられ、その結果、パティキュレートフィルタ２２ａ
において微粒子が堆積しづらくなるようにすることがで
きる。
トフィルタ２２ａの排気ガス流れ上流側に酸化機能を有
する吸蔵還元型ＮＯX触媒２２ｂが配置される。そのた
め、排気ガスがその触媒２２ｂを通過する際に酸化せし
められ、その酸化熱によりパティキュレートフィルタ２
２ａ内に流入する排気ガスの温度を上昇させることがで
き、パティキュレートフィルタ２２ａの温度を比較的高
い温度に維持することができる。また、微粒子のバイン
ダとして作用するＳＯＦがその触媒２２ｂにより酸化せ
しめられ、その結果、パティキュレートフィルタ２２ａ
において微粒子が堆積しづらくなるようにすることがで
きる。
【０１１８】更に本実施形態によれば、パティキュレー
トフィルタ２２ａに微粒子が所定量堆積したと推定され
た時に図７のステップ１００においてＹＥＳと判定さ
れ、内燃機関の燃費を向上させることを優先させた第一
の運転モード（図６（Ａ））からパティキュレートフィ
ルタ２２ａを再生することを優先させた第二の運転モー
ド（図６（Ｂ））への切り換えが行われる。そのため、
ステップ１０２を実行し続けることによりパティキュレ
ートフィルタ２２ａに微粒子が堆積するのを必要以上に
抑制し、それに伴って内燃機関の燃費が悪化してしまう
のを回避することができる。
トフィルタ２２ａに微粒子が所定量堆積したと推定され
た時に図７のステップ１００においてＹＥＳと判定さ
れ、内燃機関の燃費を向上させることを優先させた第一
の運転モード（図６（Ａ））からパティキュレートフィ
ルタ２２ａを再生することを優先させた第二の運転モー
ド（図６（Ｂ））への切り換えが行われる。そのため、
ステップ１０２を実行し続けることによりパティキュレ
ートフィルタ２２ａに微粒子が堆積するのを必要以上に
抑制し、それに伴って内燃機関の燃費が悪化してしまう
のを回避することができる。
【０１１９】また本実施形態によれば、機関低負荷運転
時に低温燃焼が実行されるため、機関低負荷運転時に通
常燃焼が実行される場合に比べてパティキュレートフィ
ルタ２２ａ内に流入する排気ガス温度を高くすることが
できる。それゆえ、低温燃焼が実行されない場合に比
べ、パティキュレートフィルタ２２ａを再生することが
できる機関運転領域を拡大することができる。また本実
施形態によれば、比較的容量の大きい酸化機能を有する
触媒２２ｂがパティキュレートフィルタ２２ａの排気ガ
ス流れ上流側に配置されるため、パティキュレートフィ
ルタ２２ａに平準化された高温排気ガスを供給すること
ができ、それゆえ、パティキュレートフィルタ２２ａが
局部的に過剰に昇温してしまうのを抑制することができ
る。
時に低温燃焼が実行されるため、機関低負荷運転時に通
常燃焼が実行される場合に比べてパティキュレートフィ
ルタ２２ａ内に流入する排気ガス温度を高くすることが
できる。それゆえ、低温燃焼が実行されない場合に比
べ、パティキュレートフィルタ２２ａを再生することが
できる機関運転領域を拡大することができる。また本実
施形態によれば、比較的容量の大きい酸化機能を有する
触媒２２ｂがパティキュレートフィルタ２２ａの排気ガ
ス流れ上流側に配置されるため、パティキュレートフィ
ルタ２２ａに平準化された高温排気ガスを供給すること
ができ、それゆえ、パティキュレートフィルタ２２ａが
局部的に過剰に昇温してしまうのを抑制することができ
る。
【０１２０】また本実施形態によれば、第一の運転モー
ド（図６（Ａ））が選択される時間の長さ及び第二の運
転モード（図６（Ｂ））が選択される時間の長さを適宜
設定することにより、第一の運転モード（図６（Ａ））
選択時に煤が過剰に堆積するのに伴って第二の運転モー
ド（図６（Ｂ））選択時にパティキュレートフィルタ２
２ａの温度が過剰に昇温してしまうのを抑制することが
でき、更に第一の運転モード（図６（Ａ））が選択され
る時間が長すぎるのに伴ってパティキュレートフィルタ
２２ａの温度が低下し過ぎてしまうのを抑制すると共
に、第二の運転モード（図６（Ｂ））が選択される時間
が長すぎるのに伴ってパティキュレートフィルタ２２ａ
の温度が上昇し過ぎてしまうのを抑制することができ
る。
ド（図６（Ａ））が選択される時間の長さ及び第二の運
転モード（図６（Ｂ））が選択される時間の長さを適宜
設定することにより、第一の運転モード（図６（Ａ））
選択時に煤が過剰に堆積するのに伴って第二の運転モー
ド（図６（Ｂ））選択時にパティキュレートフィルタ２
２ａの温度が過剰に昇温してしまうのを抑制することが
でき、更に第一の運転モード（図６（Ａ））が選択され
る時間が長すぎるのに伴ってパティキュレートフィルタ
２２ａの温度が低下し過ぎてしまうのを抑制すると共
に、第二の運転モード（図６（Ｂ））が選択される時間
が長すぎるのに伴ってパティキュレートフィルタ２２ａ
の温度が上昇し過ぎてしまうのを抑制することができ
る。
【０１２１】また本実施形態によれば、第一の運転モー
ド（図６（Ａ））が選択されている時であっても機関低
負荷運転時に低温燃焼が実行されるため、パティキュレ
ートフィルタ２２ａの温度が低下するのを抑制すること
ができる。そのため、第一の運転モード（図６（Ａ））
が選択され低温燃焼が実行されていた後に第二の運転モ
ード（図６（Ｂ））に切り換えられた場合に、第二の運
転モード（図６（Ｂ））が選択されている時間を短くす
ることができる。
ド（図６（Ａ））が選択されている時であっても機関低
負荷運転時に低温燃焼が実行されるため、パティキュレ
ートフィルタ２２ａの温度が低下するのを抑制すること
ができる。そのため、第一の運転モード（図６（Ａ））
が選択され低温燃焼が実行されていた後に第二の運転モ
ード（図６（Ｂ））に切り換えられた場合に、第二の運
転モード（図６（Ｂ））が選択されている時間を短くす
ることができる。
【０１２２】活性酸素放出剤としてパティキュレートフ
ィルタに白金Ｐｔのような貴金属のみを担持させても、
白金Ｐｔの表面上に保持されるＮＯ2又はＳＯ3から活性
酸素を放出させることができる。ただし、この場合には
酸化除去可能微粒子量Ｇを示す実線は図５に示す実線に
比べて若干右側に移動する。また、活性酸素放出剤とし
てセリアを用いることも可能である。セリアは、排気ガ
ス中の酸素濃度が高いと酸素を吸収し（Ｃｅ2Ｏ3→２Ｃ
ｅＯ2）、排気ガス中の酸素濃度が低下すると活性酸素
を放出する（２ＣｅＯ2→Ｃｅ2Ｏ3）ものであるため
に、パティキュレートの酸化除去のために、ＮＯX吸蔵
還元触媒装置の近傍雰囲気を定期的又は不定期にリッチ
空燃比にする必要がある。セリアに代えて、鉄又は錫を
使用しても良い。
ィルタに白金Ｐｔのような貴金属のみを担持させても、
白金Ｐｔの表面上に保持されるＮＯ2又はＳＯ3から活性
酸素を放出させることができる。ただし、この場合には
酸化除去可能微粒子量Ｇを示す実線は図５に示す実線に
比べて若干右側に移動する。また、活性酸素放出剤とし
てセリアを用いることも可能である。セリアは、排気ガ
ス中の酸素濃度が高いと酸素を吸収し（Ｃｅ2Ｏ3→２Ｃ
ｅＯ2）、排気ガス中の酸素濃度が低下すると活性酸素
を放出する（２ＣｅＯ2→Ｃｅ2Ｏ3）ものであるため
に、パティキュレートの酸化除去のために、ＮＯX吸蔵
還元触媒装置の近傍雰囲気を定期的又は不定期にリッチ
空燃比にする必要がある。セリアに代えて、鉄又は錫を
使用しても良い。
【０１２３】本実施例において、パティキュレートフィ
ルタ自身が酸素吸蔵・活性酸素放出剤を担持して、この
酸素吸蔵・活性酸素放出剤が放出する活性酸素によりパ
ティキュレートが酸化除去されるものとしたが、これ
は、本発明を限定するものではない。例えば、活性酸素
及び活性酸素と同等に機能する二酸化窒素等のパティキ
ュレート酸化物質は、パティキュレートフィルタ又はそ
れに担持させた物質から放出されても、外部からパティ
キュレートフィルタへ流入するようにしても良い。この
場合においても、パティキュレートフィルタの昇温は、
パティキュレート自身の温度を高めて酸化除去させ易く
なる。
ルタ自身が酸素吸蔵・活性酸素放出剤を担持して、この
酸素吸蔵・活性酸素放出剤が放出する活性酸素によりパ
ティキュレートが酸化除去されるものとしたが、これ
は、本発明を限定するものではない。例えば、活性酸素
及び活性酸素と同等に機能する二酸化窒素等のパティキ
ュレート酸化物質は、パティキュレートフィルタ又はそ
れに担持させた物質から放出されても、外部からパティ
キュレートフィルタへ流入するようにしても良い。この
場合においても、パティキュレートフィルタの昇温は、
パティキュレート自身の温度を高めて酸化除去させ易く
なる。
【０１２４】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、内燃機
関の燃費を向上させつつパティキュレートフィルタに微
粒子が堆積するのを抑制することができる。詳細には、
パティキュレートフィルタに微粒子が堆積するのを必要
以上に抑制し、それに伴って内燃機関の燃費が悪化して
しまうのを回避することができる。
関の燃費を向上させつつパティキュレートフィルタに微
粒子が堆積するのを抑制することができる。詳細には、
パティキュレートフィルタに微粒子が堆積するのを必要
以上に抑制し、それに伴って内燃機関の燃費が悪化して
しまうのを回避することができる。
【０１２５】請求項２に記載の発明によれば、従来の場
合のように微粒子がパティキュレートフィルタ上に積層
状に堆積した後にその微粒子が輝炎を発して除去される
のと異なり、微粒子がパティキュレートフィルタ上に積
層状に堆積する前に、酸素吸蔵・活性酸素放出剤が放出
する活性酸素により、輝炎を発することなくその微粒子
を酸化除去することができる。
合のように微粒子がパティキュレートフィルタ上に積層
状に堆積した後にその微粒子が輝炎を発して除去される
のと異なり、微粒子がパティキュレートフィルタ上に積
層状に堆積する前に、酸素吸蔵・活性酸素放出剤が放出
する活性酸素により、輝炎を発することなくその微粒子
を酸化除去することができる。
【０１２６】請求項３に記載の発明によれば、パティキ
ュレートの付着等によって周囲の酸素濃度が低下すれ
ば、酸素吸蔵・活性酸素放出剤は自然に活性酸素を放出
して捕集微粒子を酸化除去することができる。
ュレートの付着等によって周囲の酸素濃度が低下すれ
ば、酸素吸蔵・活性酸素放出剤は自然に活性酸素を放出
して捕集微粒子を酸化除去することができる。
【０１２７】請求項４に記載の発明によれば、酸素吸蔵
・活性酸素放出剤は排気ガス中のＮＯXも吸蔵するため
に、ＮＯXの大気放出量を低減することができる。
・活性酸素放出剤は排気ガス中のＮＯXも吸蔵するため
に、ＮＯXの大気放出量を低減することができる。
【０１２８】請求項５に記載の発明によれば、低温燃焼
を実行可能な機関低負荷運転時でなく、かつ、高温排気
ガスを排出可能な機関高負荷運転時でない機関中負荷運
転時であってもパティキュレートフィルタ内に流入する
排気ガス温度を高くすることができ、それゆえ、パティ
キュレートフィルタを再生することができる。
を実行可能な機関低負荷運転時でなく、かつ、高温排気
ガスを排出可能な機関高負荷運転時でない機関中負荷運
転時であってもパティキュレートフィルタ内に流入する
排気ガス温度を高くすることができ、それゆえ、パティ
キュレートフィルタを再生することができる。
【０１２９】請求項６及び７に記載の発明によれば、パ
ティキュレートフィルタ内に流入する排気ガス温度が低
下せしめられ、パティキュレートフィルタの温度が過剰
に上昇するのを回避することができる。つまり、パティ
キュレートフィルタを再生している時にパティキュレー
トフィルタの温度が上昇し過ぎてしまい、パティキュレ
ートフィルタが溶損してしまうのを回避することができ
る。
ティキュレートフィルタ内に流入する排気ガス温度が低
下せしめられ、パティキュレートフィルタの温度が過剰
に上昇するのを回避することができる。つまり、パティ
キュレートフィルタを再生している時にパティキュレー
トフィルタの温度が上昇し過ぎてしまい、パティキュレ
ートフィルタが溶損してしまうのを回避することができ
る。
【０１３０】請求項８に記載の発明によれば、パティキ
ュレートフィルタを再生している時にパティキュレート
フィルタの温度が上昇し過ぎてしまい、パティキュレー
トフィルタが溶損してしまうのを回避することができ
る。
ュレートフィルタを再生している時にパティキュレート
フィルタの温度が上昇し過ぎてしまい、パティキュレー
トフィルタが溶損してしまうのを回避することができ
る。
【０１３１】請求項９に記載の発明によれば、パティキ
ュレートフィルタの温度を実際に検出することなく、パ
ティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそうか否
かを比較的容易に判定することができる。
ュレートフィルタの温度を実際に検出することなく、パ
ティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそうか否
かを比較的容易に判定することができる。
【０１３２】請求項１０に記載の発明によれば、パティ
キュレートフィルタの温度を実際に検出することなく、
パティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそうか
否かを比較的正確に判定することができる。
キュレートフィルタの温度を実際に検出することなく、
パティキュレートフィルタの温度が過剰に上昇しそうか
否かを比較的正確に判定することができる。
【０１３３】請求項１１に記載の発明によれば、パティ
キュレートフィルタに微粒子が堆積するのを必要以上に
抑制し、それに伴って内燃機関の燃費が悪化してしまう
のを回避することができる。
キュレートフィルタに微粒子が堆積するのを必要以上に
抑制し、それに伴って内燃機関の燃費が悪化してしまう
のを回避することができる。
【０１３４】請求項１２に記載の発明によれば、排気ガ
スがその触媒を通過する際に酸化せしめられ、その酸化
熱によりパティキュレートフィルタ内に流入する排気ガ
スの温度を上昇させることができ、パティキュレートフ
ィルタの温度を比較的高い温度に維持することができ
る。また、微粒子のバインダとして作用するＳＯＦがそ
の触媒により酸化せしめられ、その結果、パティキュレ
ートフィルタにおいて微粒子が堆積しづらくなるように
することができる。
スがその触媒を通過する際に酸化せしめられ、その酸化
熱によりパティキュレートフィルタ内に流入する排気ガ
スの温度を上昇させることができ、パティキュレートフ
ィルタの温度を比較的高い温度に維持することができ
る。また、微粒子のバインダとして作用するＳＯＦがそ
の触媒により酸化せしめられ、その結果、パティキュレ
ートフィルタにおいて微粒子が堆積しづらくなるように
することができる。
【図１】本発明の内燃機関の排気浄化装置を圧縮着火式
内燃機関に適用した第一の実施形態を示した図である。
内燃機関に適用した第一の実施形態を示した図である。
【図２】パティキュレートフィルタ２２ａの構造を示し
た図である。
た図である。
【図３】排気ガス流入通路５０の内周面上に形成された
担体層の表面の拡大図である。
担体層の表面の拡大図である。
【図４】微粒子の酸化の様子を示した図である。
【図５】単位時間当りに輝炎を発することなく酸化除去
可能な酸化除去可能微粒子量Ｇを示した図である。
可能な酸化除去可能微粒子量Ｇを示した図である。
【図６】内燃機関の燃費を向上させることを優先させた
第一の運転モードとパティキュレートフィルタを再生す
ることを優先させた第二の運転モードとを示した図であ
る。
第一の運転モードとパティキュレートフィルタを再生す
ることを優先させた第二の運転モードとを示した図であ
る。
【図７】第一の実施形態の運転制御方法を示したフロー
チャートである。
チャートである。
【図８】図７のステップ１０１において実行されるサブ
ルーチンを示したフローチャートである。
ルーチンを示したフローチャートである。
【図９】機関低負荷運転領域Ａ１における空燃比等を示
す図である。
す図である。
【図１０】機関低負荷運転領域Ａ１におけるスロットル
弁等の目標開度のマップを示す図である。
弁等の目標開度のマップを示す図である。
【図１１】機関低負荷運転領域Ａ１における燃焼噴射開
始時期を示す図である。
始時期を示す図である。
【図１２】機関中高負荷運転領域Ａ２における目標燃料
噴射量等のマップを示す図である。
噴射量等のマップを示す図である。
【図１３】機関中高負荷運転領域Ａ２における空燃比等
を示す図である。
を示す図である。
【図１４】機関中高負荷運転領域Ａ２におけるスロット
ル弁等の目標開度のマップを示す図である。
ル弁等の目標開度のマップを示す図である。
【図１５】スモーク及びＮＯXの発生量等を示す図であ
る。
る。
【図１６】燃焼圧を示す図である。
【図１７】燃料分子を示す図である。
【図１８】スモークの発生量とＥＧＲ率との関係を示す
図である。
図である。
【図１９】噴射燃料量と混合ガス量との関係を示す図で
ある。
ある。
【図２０】要求負荷Ｌに対するスロットル弁１７の開
度、ＥＧＲ制御弁２５の開度、ＥＧＲ率、空燃比、噴射
時期及び噴射量を示した図である。
度、ＥＧＲ制御弁２５の開度、ＥＧＲ率、空燃比、噴射
時期及び噴射量を示した図である。
【図２１】図７のステップ１０２において実行されるサ
ブルーチンを示したフローチャートである。
ブルーチンを示したフローチャートである。
【図２２】図７のステップ１０２において実行されるサ
ブルーチンを示したフローチャートである。
ブルーチンを示したフローチャートである。
【図２３】機関中負荷運転領域Ｂ２における目標主燃料
噴射量等のマップを示す図である。
噴射量等のマップを示す図である。
【図２４】機関中負荷運転領域Ｂ２における目標副燃料
噴射量等のマップを示す図である。
噴射量等のマップを示す図である。
【図２５】機関中負荷運転領域Ｂ２における目標空燃比
等のマップを示す図である。
等のマップを示す図である。
【図２６】第二の運転モード時にパティキュレートフィ
ルタ２２ａが過剰に昇温するのを抑制する制御方法を示
したフローチャートである。
ルタ２２ａが過剰に昇温するのを抑制する制御方法を示
したフローチャートである。
【図２７】時間とパティキュレートフィルタ２２ａの温
度との関係を示した図である。
度との関係を示した図である。
【図２８】時間とパティキュレートフィルタ２２ａの温
度との関係を示した図である。
度との関係を示した図である。
５…燃焼室 ６…燃料噴射弁 ２０…排気管 ２２ａ…パティキュレートフィルタ ２５…ＥＧＲ制御弁 ６１…酸素吸蔵・活性酸素放出剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｂ ４Ｄ０４８ 41/04 ３０５ 43/00 ３０１Ｈ ４Ｄ０５８ 41/38 ３０１Ｎ 43/00 ３０１ ３０１Ｔ Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ 53/36 １０３Ｃ // Ｂ０１Ｄ 46/42 ＺＡＢ Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA13 BA15 BA20 BA24 DA02 DA10 DA14 DA19 DA22 EB11 FA02 FA07 FA10 FA11 FA12 FA13 FA18 FA19 FA27 FA30 FA33 FA37 FA38 3G090 AA03 BA01 CA01 CB02 CB04 CB08 CB18 DA09 DA12 DA18 DA20 EA06 3G092 AA02 AA17 AB03 BA01 BA03 BA07 BB01 BB06 BB12 DC09 DC14 DE03S EA01 EA05 EA07 EA11 EA16 EC01 FA18 FA24 HA01X HA04Z HA05Z HA11Z HB01X HD01Z HD05Z HD07X HE01Z HE03Z 3G301 HA02 HA13 JA02 JA21 KB04 LA01 LB11 LC01 MA15 MA18 MA26 NC02 ND03 ND13 NE01 NE06 NE13 PA01A PA07A PA10A PA11A PA18A PB03A PB05A PC01A PC04A 4D019 AA01 BA05 BB06 BC05 BC07 BC12 CA01 CB04 CB06 4D048 AA06 AA14 AB01 AB07 BA02Y BA03X BA10X BA14X BA15Y BA18Y BA19Y BA30X BA41X BB02 BB14 CC32 CC45 CC46 CC51 CD05 CD08 DA01 DA02 DA03 DA08 DA13 DA20 EA04 4D058 JA32 MA44 MA54 NA10 PA09 SA08 TA02
Claims (12)
- 【請求項１】 機関排気通路内に燃焼室から排出された
排気ガス中の微粒子を除去するためのパティキュレート
フィルタを配置した内燃機関の排気浄化装置において、
前記パティキュレートフィルタ上では捕集微粒子が酸化
させられ、内燃機関の燃費を向上させることを優先させ
た第一の運転モードと、前記パティキュレートフィルタ
を再生することを優先させた第二の運転モードとを具備
し、第一の運転モードと第二の運転モードとを必要に応
じて切り換えるようにしたことを特徴とする内燃機関の
排気浄化装置。 - 【請求項２】 前記パティキュレートフィルタが酸素吸
蔵・活性酸素放出剤を担持し、前記酸素吸蔵・活性酸素
放出剤から放出された活性酸素が前記パティキュレート
フィルタ上で捕集微粒子を酸化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浄化装置。 - 【請求項３】 前記酸素吸蔵・活性酸素放出剤は、周囲
に過剰酸素が存在すると酸素を取り込んで酸素を保持し
かつ周囲の酸素濃度が低下すると保持した酸素を活性酸
素の形で放出することを特徴とする請求項２に記載の内
燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 前記酸素吸蔵・活性酸素放出剤は、周囲
に過剰酸素が存在するとＮＯXを酸素と結合させて保持
しかつ周囲の酸素濃度が低下すると結合させたＮＯX及
び酸素をＮＯXと活性酸素とに分解して放出することを
特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項５】 前記燃焼室内に供給される不活性ガスの
量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピーク
に達し、前記燃焼室内に供給される不活性ガスの量を更
に増大していくと前記燃焼室内における燃焼時の燃料及
びその周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤
がほとんど発生しなくなる内燃機関を用い、第一の運転
モードが選択されている時であって機関低負荷運転時に
煤の発生量がピークとなる不活性ガスの量よりも前記燃
焼室内に供給される不活性ガスの量が多く煤がほとんど
発生しない低温燃焼が実行され、第一の運転モードが選
択されている時であって機関中高負荷運転時に煤の発生
量がピークとなる不活性ガスの量よりも前記燃焼室内に
供給される不活性ガスの量が少ない通常燃焼が実行さ
れ、第二の運転モードが選択されている時であって機関
低負荷運転時に低温燃焼が実行され、第二の運転モード
が選択されている時であって機関中負荷運転時に副燃料
噴射が実行されると共に主燃料噴射時期が遅角され、第
二の運転モードが選択されている時であって機関高負荷
運転時に通常燃焼が実行される請求項１から４のいずれ
かに記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項６】 第二の運転モードが選択されている時で
あって前記パティキュレートフィルタの温度が過剰に上
昇しそうな時に、低温燃焼が実行されている場合には空
燃比をリーン化し、副燃料噴射が実行されると共に主燃
料噴射時期が遅角されている場合には主燃料噴射時期を
進角させ、通常燃焼が実行されている場合には燃料噴射
時期を進角させるようにした請求項５に記載の内燃機関
の排気浄化装置。 - 【請求項７】 副燃料噴射が実行されると共に主燃料噴
射時期が遅角されている場合に主燃料噴射時期を進角さ
せる時には、副燃料噴射を中止するようにした請求項６
に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項８】 第二の運転モードが選択されている時で
あって前記パティキュレートフィルタの温度が過剰に上
昇しそうな時には、第一の運転モードが選択されている
時に実行される燃焼を割り込み実行するようにした請求
項１から５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装
置。 - 【請求項９】 前記パティキュレートフィルタの温度が
過剰に上昇しそうか否かを、第一の運転モードから第二
の運転モードへの切り換えを行った時からの経過時間に
基づいて判定するようにした請求項６から８のいずれか
に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項１０】 前記パティキュレートフィルタの温度
が過剰に上昇しそうか否かを排気ガス温度に基づいて判
定するようにした請求項６から８のいずれかに記載の内
燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項１１】 前記パティキュレートフィルタに微粒
子が所定量堆積したと推定された時に第一の運転モード
から第二の運転モードへの切り換えを行うようにした請
求項１から１０のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化
装置。 - 【請求項１２】 前記パティキュレートフィルタの排気
ガス流れ上流側に酸化機能を有する触媒を配置した請求
項１から１１のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001188683A JP3558055B2 (ja) | 2000-06-29 | 2001-06-21 | 内燃機関の排気浄化装置 |
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Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003222041A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2006522272A (ja) * | 2003-03-08 | 2006-09-28 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | 粒子状物質フィルターおよびＮＯｘ吸収材を包含する、リーンバーンエンジン用排気機構 |
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