JP2003269138A

JP2003269138A - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP2003269138A
Application number: JP2002070593A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Asanuma; 孝充浅沼; Shinya Hirota; 信也広田; Kazuhiro Ito; 和浩伊藤; Toshisuke Toshioka; 俊祐利岡; Koichi Kimura; 光壱木村; Koichiro Nakatani; 好一郎中谷; Akira Kenjo; 晃見上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: JP3975789B2

Abstract

(57)【要約】【課題】パティキュレートフィルタの圧損が上昇した
ときに、その上昇した圧損を確実に低下させる。【解決手段】パティキュレートフィルタ２２の通路５
０、５１を画成する隔壁５４が細孔を内包する多孔質の
材料から形成されている。寄せ集められた隔壁の端部分
同士が部分的に接続され、通路の端部開口が小孔５５、
５６を残して塞がれている。フィルタの圧損に関連する
パラメータの値と判定値とを比較することによってフィ
ルタを昇温させるための昇温処理を実行すべきであると
判定されたときに昇温処理が実行される。フィルタの圧
損値が大きくなると内燃機関が同一条件において出力可
能な出力が低下し、出力低下度合いとして許容する範囲
を任意に設定した場合において、上記判定値が出力低下
度合いを許容範囲内において最大とする圧損値よりも低
い圧損値に対応するパラメータ値となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気通路に配置されるパティ
キュレートフィルタ（以下、単にフィルタと称す）とし
て、ハニカム構造をなす隔壁によって形成されている複
数の排気流通路を具備するフィルタが公知である。この
ようなフィルタの一つとして、上流開口がテーパ壁によ
って閉鎖された排気流通路と、下流開口がテーパ壁によ
って閉鎖された排気流通路とが交互に配置されているフ
ィルタが、特表平８−５０８１９９号公報に開示されて
いる。また、同様のタイプのフィルタとして、各排気流
通路を閉鎖しているテーパ壁の先端に小さな孔（以下、
小孔と称す）を備えたフィルタが検討されている。

【０００３】このようにテーパ壁によって排気流通路の
開口が閉鎖され且つテーパ壁の先端に小孔が形成されて
いるフィルタでは、フィルタの両端にテーパ壁があるの
で、排気ガスがフィルタにスムーズに流入し、且つ、フ
ィルタからスムーズに流出する。さらに、排気ガスはテ
ーパ壁の小孔を介してフィルタに流入することができ、
且つ、テーパ壁の小孔を介してフィルタから流出するこ
とができる。したがって、上述したタイプのフィルタに
起因する排気ガスの圧力損失（以下、フィルタの圧損と
称す）は非常に小さい。ところで、フィルタが微粒子を
捕集し続けていると、フィルタ内に捕集されている微粒
子の量が徐々に多くなり、フィルタの圧損が高くなって
内燃機関の運転に悪影響を及ぼしてしまう。そこで、従
来では、フィルタの圧損が内燃機関に悪影響を及ぼすほ
どの値よりも大きくなったときに、フィルタの温度を高
温にまで上昇させる処理（以下、昇温処理と称す）を実
行し、これによって、フィルタ内に捕集されている微粒
子を燃焼除去し、フィルタの圧損を低下させるようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したタ
イプのフィルタでは、その圧損がそもそも小さいことか
ら、従来のように、フィルタの圧損が内燃機関に悪影響
を及ぼすほどの値に達したときには、既に、フィルタ内
に多量の微粒子が捕集されている可能性がある。ここ
で、一般的には、フィルタ内に捕集されている微粒子の
量が多くなるほど、これら微粒子を燃焼除去することが
困難になる。したがって、上述したタイプのフィルタに
おいて、フィルタの圧損が内燃機関に悪影響を及ぼすほ
どの値に達したときに昇温処理を実行したとしても、フ
ィルタ内に捕集されている微粒子を燃焼除去しづらくな
っており、したがって、フィルタの圧損を十分に低下さ
せることができなくなっている可能性がある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、パティキュレー
トフィルタの圧損が上昇したときに、その上昇した圧損
を確実に低下させることにある。また、上述したタイプ
のフィルタにおいては、小孔が微粒子によって閉塞され
たときにその圧損が急激に上昇する。そして、昇温処理
はこのように圧損を急激に上昇させている微粒子を燃焼
除去することを目的として実行されるので、上述したフ
ィルタにおいて、微粒子によって閉塞されつつあるフィ
ルタの部位を閉塞進行部位として特定し、この部位に応
じて適切な昇温処理を実行することは、フィルタの圧損
を上昇させている微粒子を確実に燃焼除去するという観
点から重要である。

【０００６】一般的には、適切な昇温処理を実行すると
きに如何なる昇温処理が適切であるかを決定する場合以
外に、何らかの処理を実行するときに如何なる処理が適
切であるかを決定する場合にも、フィルタの閉塞進行部
位を特定することは重要である。

【０００７】そこで、本発明の別の目的は、微粒子によ
って閉塞されつつあるパティキュレートフィルタの部位
を特定することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明では、機関排気通路内に排気ガス中の微
粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタを具備
し、該パティキュレートフィルタが通路を画成する隔壁
を有し、該隔壁が予め定められた平均細孔径の細孔を内
包する多孔質の材料から形成されており、上記通路の端
部開口が上記平均径よりも大きいが通路の流路断面積よ
りも狭い流路断面積を有する小孔となるように隔壁の端
部分が寄せ集められて該端部分同士が部分的に接続され
ており、さらに、上記パティキュレートフィルタの圧損
に関連するパラメータの値を検知するための検知手段を
具備し、該検知手段によって検知されたパラメータ値と
予め定められた判定値とを比較することによってパティ
キュレートフィルタを昇温させるための昇温処理を実行
すべきであると判定されたときには該昇温処理を実行す
るようにした排気浄化装置において、パティキュレート
フィルタの圧損値が大きくなると内燃機関が同一条件に
おいて出力可能な出力が低下し、該出力低下度合いとし
て許容する範囲を任意に設定した場合において、上記判
定値が出力低下度合いを該許容範囲内において最大とす
るパティキュレートフィルタの圧損値よりも低い圧損値
に対応するパラメータ値となっている。なお、後述する
実施形態において、パラメータとは、フィルタの圧損自
体、または、フィルタの圧損上昇率である。

【０００９】２番目の発明では、１番目の発明におい
て、上記パティキュレートフィルタが捕集した微粒子を
連続的に酸化除去することができ、これにより、通常の
状態では、該パティキュレートフィルタの圧損値はほぼ
一定の値で推移し、上記パラメータとしてパティキュレ
ートフィルタの圧損自体が採用され、上記検知手段によ
って検知されたパティキュレートフィルタの圧損値が上
記判定値を超えた場合に、昇温処理を実行すべきである
と判定される。

【００１０】３番目の発明では、１番目の発明におい
て、異なる複数の昇温処理が実施可能であり、パティキ
ュレートフィルタの圧損に関連する第二のパラメータの
値に基づいて微粒子によって閉塞されつつあるパティキ
ュレートフィルタの部位を閉塞進行部位として特定し、
該特定された閉塞進行部位に応じて実行される昇温処理
が選択される。

【００１１】４番目の発明では、３番目の発明におい
て、上記第二のパラメータとしてパティキュレートフィ
ルタの圧損上昇率が採用され、該圧損上昇率が閉塞進行
部位特定用の基準上昇率よりも小さいときには閉塞進行
部位が隔壁の細孔であると特定され、圧損上昇率が基準
上昇率よりも大きいときには閉塞進行部位が小孔である
と特定される。

【００１２】５番目の発明では、４番目の発明におい
て、圧損上昇率が上記基準上昇率よりも高い閉塞進行部
位特定用の第二の基準上昇率よりも小さいときには閉塞
進行部位がパティキュレートフィルタの下流側の小孔で
あると特定され、この場合には、上記昇温処理として、
パティキュレートフィルタ内において発熱反応を生じさ
せることによる昇温処理が実行され、一方、圧損上昇率
が第二の基準上昇率よりも大きいときには閉塞進行部位
がパティキュレートフィルタの上流側の小孔であると特
定され、この場合には、上記昇温処理として、排気ガス
の温度を上昇させることによる昇温処理が実行される。

【００１３】６番目の発明では、３番目の発明におい
て、上記第二のパラメータとして圧損値自体が採用さ
れ、パティキュレートフィルタの圧損値が閉塞進行部位
特定用の基準圧損値よりも小さいときには閉塞進行部位
がパティキュレートフィルタの下流側の小孔であると特
定され、この場合には、上記昇温処理として、パティキ
ュレートフィルタ内において発熱反応を生じさせること
による昇温処理が実行され、一方、パティキュレートフ
ィルタの圧損値が上記基準圧損値よりも大きいときには
パティキュレートフィルタの上流側の小孔であると特定
され、この場合には、上記昇温処理として、排気ガスの
温度を上昇させることによる昇温処理が実行される。

【００１４】７番目の発明では、１番目の発明におい
て、パティキュレートフィルタよりも上流の機関排気通
路に切替弁が配置され、切替弁が第一の位置に保持され
るとパティキュレートフィルタの一方の端部から排気ガ
スがパティキュレートフィルタに流入し、切替弁が第二
の位置に保持されるとパティキュレートフィルタの他方
の端部から排気ガスがパティキュレートフィルタに流入
し、パティキュレートフィルタの圧損に関する第二のパ
ラメータの値に基づいて微粒子によって閉塞されつつあ
るパティキュレートフィルタの部位が閉塞進行部位とし
て特定され、該特定された閉塞進行部位に応じた位置に
切替弁の位置が位置決めれた上で昇温処理が実行され
る。

【００１５】８番目の発明では、７番目の発明におい
て、上記第二のパラメータとして圧損上昇率が採用さ
れ、現在の切替弁の位置において圧損上昇率が閉塞進行
部位特定用の基準上昇率よりも小さいときには閉塞進行
部位がパティキュレートフィルタの排気ガス流出側の小
孔であると特定され、圧損上昇率が基準上昇率よりも大
きいときには閉塞進行部位がパティキュレートフィルタ
の排気ガス流入側の小孔であると特定され、内燃機関の
運転状態が排気ガスの温度を上昇させるのに適している
場合に小孔の閉塞が進行している側のパティキュレート
フィルタの端部が上流になるように切替弁の位置が選択
された上で、上記昇温処理として、排気ガスの温度を上
昇させることによる昇温処理が実行される。

【００１６】９番目の発明では、７番目の発明におい
て、上記第二のパラメータとして圧損値自体が採用さ
れ、現在の切替弁の位置において圧損値が閉塞進行部位
特定用の閾値よりも小さいときには閉塞進行部位がパテ
ィキュレートフィルタの排気ガス流出側の小孔であると
特定され、圧損値が上記閾値よりも大きいときにはパテ
ィキュレートフィルタの排気ガス流入側の小孔であると
特定され、内燃機関の運転状態が排気ガスの温度を上昇
させるのに適している場合に小孔の閉塞が進行している
側のパティキュレートフィルタの端部が上流になるよう
に切替弁の位置が選択された上で、上記昇温処理とし
て、排気ガスの温度を上昇させることによる昇温処理が
実行される。

【００１７】上記課題を解決するために、１０番目の発
明では、機関排気通路内に排気ガス中の微粒子を捕集す
るためのパティキュレートフィルタを具備し、該パティ
キュレートフィルタが通路を画成する隔壁を有し、該隔
壁が予め定められた平均細孔径の細孔を内包する多孔質
の材料から形成されており、上記通路の端部開口が上記
平均径よりも大きいが通路の流路断面積よりも狭い流路
断面積を有する小孔となるように隔壁の端部分が寄せ集
められて該端部分同士が部分的に接続されており、さら
に、上記パティキュレートフィルタの圧損に関するパラ
メータの値を検出するための検知手段を具備し、該検知
手段によって検知されるパラメータ値に基づいて微粒子
によって閉塞されつつあるパティキュレートフィルタの
部位を特定する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の排
気浄化装置を説明する。図１は本発明の排気浄化装置を
備えた圧縮着火式内燃機関を示す。なお本発明は火花点
火式内燃機関にも適用可能である。

【００１９】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は対応する吸気枝管１１を介してサ
ージタンク１２に連結され、サージタンク１２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。

【００２０】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１７が配置され、さらに
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
に示した内燃機関では冷却装置１８内に機関冷却水が導
かれ、この機関冷却水により吸入空気が冷却される。一
方、排気ポート１０は排気マニホルド１９および排気管
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の出口は排気管２０
ａを介してパティキュレートフィルタ（以下、単にフィ
ルタと称す）２２を内蔵したケーシング２３に連結され
る。フィルタ２２の上流側には、排気ガスの圧力を検出
するための上流側圧力センサ３９が取り付けられる。一
方、フィルタ２２の下流側には、排気ガスの圧力を検出
するための下流側圧力センサ４０が取り付けられる。

【００２１】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）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に示した内燃機関では
冷却装置２６内に機関冷却水が導かれ、この機関冷却水
によりＥＧＲガスが冷却される。

【００２２】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が取り付けられ、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。

【００２３】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により互いに接続され
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および出力ポート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、圧
力センサ３９、４０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。電子制御ユニ
ット３０は、これら圧力センサ３９、４０によって検出
される排気ガスの圧力の間の差から、フィルタ２２の圧
損を算出する。

【００２４】アクセルペダル４１にはアクセルペダル４
１の踏込量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４
２が接続され、負荷センサ４２の出力電圧は対応するＡ
Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。さ
らに、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４３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、およ
び、燃料ポンプ２８に接続される。

【００２５】次に、図２〜図１８を参照して本発明のフ
ィルタ２２について説明する。図２（Ａ）はフィルタ２
２の端面図であり、図２（Ｂ）はフィルタ２２の縦断面
図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示したよう
に、フィルタ２２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。

【００２６】これら排気流通路はテーパ壁５２、５３に
よって部分的に閉鎖されている。すなわち、排気ガス流
入通路５０は、当該通路５０を画成する隔壁の下流端隔
壁部分を寄せ集めてその一部分同士が接続されることに
より形成されるテーパ壁（以下、下流側テーパ壁と称
す）５２によってその流路断面積がその他の領域の排気
流通路の流路断面積よりも小さくされている。したがっ
て、排気ガス流入通路５０はその下流端にて下流側テー
パ壁５２によりその流路断面積よりも小さい開口面積を
有する小孔５５を有する。

【００２７】一方、排気ガス流出通路５１は、当該通路
５１を画成する隔壁の上流端隔壁部分を寄せ集めてその
一部同志が接続されることにより形成されるテーパ壁
（以下、上流側テーパ壁と称す）５３によってその流路
断面積がその他の領域の排気流通路の流路断面積よりも
小さくされている。したがって、排気ガス流出通路５１
はその上流端にて上流側テーパ壁５３によりその流路断
面積よりも小さい開口面積を有する小孔５６を有する。

【００２８】これら排気ガス流入通路５０および排気ガ
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。言い換えると、排気ガス流入通路５０および排気
ガス流出通路５１は、各排気ガス流入通路５０は四つの
排気ガス流出通路５１により包囲され、各排気ガス流出
通路５１は４つの排気ガス流入通路５０により包囲され
る。すなわち、隣接する２つの排気流通路のうち一方の
排気流通路５０はその下流端にて下流側テーパ壁５２に
よりその流路断面積が小さくされ、他方の排気流通路５
１はその上流端にて上流側テーパ壁５３によりその流路
断面積が小さくされている。

【００２９】なお、小孔５５、５６の大きさが変わる
と、フィルタ２２の微粒子捕集率と、フィルタ２２に起
因する排気ガスの圧力損失（以下、単にフィルタの圧損
と称す）とが変わる。例えば、小孔５５、５６の大きさ
が大きければ、フィルタ２２の微粒子捕集率は小さく、
フィルタ２２の圧損が小さい。したがって、小孔５５、
５６の大きさは、フィルタ２２の目標とする微粒子捕集
率と、フィルタ２２の目標とする圧損値とに基づいて、
決定される。

【００３０】フィルタ２２は、予め定められた平均径の
細孔を内包する例えばコージェライトのような多孔質材
料から形成されており、したがって排気ガス流入通路５
０内に流入した排気ガスは、図２（Ｂ）において矢印で
示したように、周囲の隔壁５４の細孔を通って隣接する
排気ガス流出通路５１内に流入する。もちろん、テーパ
壁５２、５３も隔壁５４と同じ材料から形成されている
ので、排気ガスは図３（Ａ）に示したように、上流側テ
ーパ壁５３の細孔を通って排気ガス流出通路５１内に流
入することができ、また、図３（Ｂ）に示したように、
下流側テーパ壁５２の細孔を通って流出することができ
る。また、排気ガスは上流側テーパ壁５３の先端に形成
された小孔５６を介しても排気ガス流出通路５１内に流
入することができ、下流側テーパ壁５２の先端の小孔５
５を介しても排気ガス流入通路５０から流出することが
できる。

【００３１】ところで、本発明のフィルタ２２の圧損
は、従来の目封じ型のフィルタの圧損よりも格段に小さ
い。すなわち、従来の目封じ型のフィルタが図４に示さ
れているが、この目封じ型のフィルタでは、排気ガス流
出通路の入口が栓７２により閉塞されており、排気ガス
流入通路の出口が栓７３により閉塞されている。このよ
うに栓７２、７３によって排気ガス流出通路の入口およ
び排気ガス流入通路の出口が閉塞されていると、７１、
７４で示したように、排気ガスの流れが排気ガス流入通
路の入口近傍や排気ガス流出通路の出口近傍にて乱流と
なる。このように排気ガスの流れが乱流となると、排気
ガスは排気ガス流入通路に流入しづらく、排気ガス流出
通路から流出しづらい。

【００３２】一方、本発明のフィルタ２２では、排気ガ
ス流出通路の入口が上流側テーパ壁５３によって窄めら
れており、排気ガス流入通路の出口が下流側テーパ壁５
２によって窄められている。このようにテーパ壁５２、
５３によって排気ガス流出通路の入口および排気ガス流
入通路の出口が窄められていると、図３に示したよう
に、排気ガスの流れは、排気ガス流入通路の入口近傍や
排気ガス流出通路の出口近傍にて乱流となることがほと
んどない。このため、排気ガスは排気ガス流入通路にス
ムーズに流入し、排気ガス流出通路からスムーズに流出
する。

【００３３】さらに、本発明のフィルタ２２では、排気
ガスが上流側テーパ壁５３の先端に形成された小孔５６
を介して排気ガス流出通路５１内に流入することがで
き、さらに排気ガスが下流側テーパ壁５２の先端の小孔
５５を介して流出することができる。このように、目封
じ型のフィルタに比べて、全体として、本発明のフィル
タ２２には排気ガスが流入しやすく、且つ、本発明のフ
ィルタ２２から流出しやすいので、その圧損は比較的低
い。

【００３４】ところで、フィルタ２２内には排気ガス中
の微粒子が捕集される。したがって、フィルタ２２の圧
損は、フィルタ２２に排気ガスが流入し続けている限
り、上昇する。ところが、詳細は後述するが、本発明の
フィルタ２２はそこに捕集した微粒子を比較的短時間の
うちに酸化除去することができる酸化触媒を担持する。
ここで、このフィルタ２２の酸化触媒が単位時間当たり
に酸化除去することができる微粒子の量（以下、酸化除
去可能微粒子量と称す）には限りがあるが、フィルタ２
２に流入する微粒子の量（以下、流入微粒子量と称す）
がフィルタ２２が最大限に酸化除去することができる微
粒子の量（以下、酸化除去可能微粒子量と称す）よりも
少ない限り、フィルタ２２内に一時的に堆積している微
粒子の量は常にほぼ一定の量となっている。すなわち、
フィルタ２２内に堆積している微粒子は、酸化触媒によ
って酸化除去されつつある微粒子のみであることにな
る。したがって、図５に示されているように、フィルタ
２２の圧損値はいったんは上昇するものの、やがては、
ほぼ一定の値（以下、安定値と称す）Ｐ_sで推移するよ
うになる。

【００３５】ところが、流入微粒子量がフィルタ２２の
酸化除去可能微粒子量よりも多くなると、フィルタ２２
内には酸化除去されずに堆積してしまう微粒子の量が多
くなる。この場合、微粒子は積層状に堆積し、微粒子に
よって隔壁５４の細孔や小孔５５、５６が閉塞され始
め、この微粒子による隔壁５４の細孔や小孔５５、５６
の閉塞が進行する。この場合、図５にて破線ｌで示した
ように、フィルタ２２の圧損は安定値Ｐ_sよりも高くな
る。

【００３６】さらに、フィルタ２２内にいったん積層状
に堆積してしまった微粒子は、その後、流入微粒子量が
フィルタ２２の酸化除去可能微粒子量よりも少なくなっ
たとしても、酸化されづらい。このため、たとえ、流入
微粒子量がフィルタ２２の酸化除去可能微粒子量よりも
少なくなったとしても、フィルタ２２の圧損は安定値Ｐ
_sよりも高いままとなってしまう。

【００３７】ところが、微粒子がフィルタ２２内に積層
状に堆積し始めたときに、フィルタ２２の温度が高温と
なれば、フィルタ２２内の微粒子は燃焼除去される。そ
こで、第一実施形態では、フィルタ２２の圧損が安定値
Ｐ_sよりも高い所定の値Ｐ_dを判定値とし、フィルタ２２
の圧損が判定値Ｐ_dを超えたときに、フィルタ２２内に
積層状に堆積している微粒子が燃焼によって除去せしめ
られる温度（以下、燃焼除去温度と称す）にまでフィル
タ２２の温度を上昇させるための処理（以下、昇温処理
と称す）を実行する。これによれば、フィルタ２２内に
積層状に堆積している微粒子が燃焼除去される。そし
て、昇温処理は、少なくとも、フィルタ２２の圧損が所
定値Ｐ_dに達するまで実行され、好ましくは、フィルタ
２２の圧損が安定値Ｐ_sよりも低くなるまで実行され
る。

【００３８】このように、本発明では、フィルタの圧損
を検出するための圧損検出手段によって検出されたフィ
ルタの圧損に関するパラメータ（第一実施形態では、フ
ィルタの圧損自体）に基づいて、フィルタの圧損を下げ
る必要があるか否かを判断し、フィルタの圧損を下げる
必要があると判断されたときに、昇温処理が実行され
る。

【００３９】なお、所定値Ｐ_dは、流入微粒子量が酸化
除去可能微粒子量よりも少ない間においては達すること
のない値のうち最も小さい値に設定される。

【００４０】ところで、上述したように、フィルタの圧
損値が或る判定値よりも高くなったときに、フィルタ内
に捕集されている微粒子を燃焼除去するための昇温処理
を実行するようにした排気浄化装置は、従来から公知で
ある。すなわち、フィルタの昇温処理の実行の要否を或
る判定値に基づいて判定している点では、本発明の排気
浄化装置と従来の排気浄化装置とは同様である。

【００４１】しかしながら、本発明は、昇温処理の実行
の要否を判定するために採用される判定値の設定の仕方
にその特徴がある。次に、本発明における判定値の設定
について説明する。

【００４２】従来では、判定値として、内燃機関の運転
に対する悪影響が許容可能である範囲のフィルタの圧損
値のうち、例えば、最も高い値（以下、許容限界値と称
す）が採用される。そこで、従来と同様に本発明におい
ても、判定値として、この許容限界値を採用することは
容易に考えられる。

【００４３】しかしながら、上述したように、本発明の
フィルタ２２の圧損は元来非常に低い。したがって、本
発明のフィルタ２２の圧損値が許容限界値に達したとき
には、フィルタに堆積している微粒子の量は、従来のフ
ィルタにおける量よりも、本発明のフィルタにおける量
のほうが相当に多くなっている。

【００４４】一般的に、フィルタに堆積している微粒子
の量が多いほど、これら堆積している微粒子は燃焼除去
されづらくなってしまう。したがって、本発明のフィル
タ２２において、その昇温処理の実行の要否を判定する
ための判定値として許容限界値を採用してしまうと、昇
温処理が実行されるときには、フィルタに比較的多量の
微粒子が堆積している。このため、フィルタに堆積して
いる微粒子を完全に燃焼除去するためには、昇温処理を
長時間実行しなければならないか、場合によって、昇温
処理によって微粒子を完全に燃焼除去することができな
い。

【００４５】そこで、本発明では、フィルタの昇温処理
の実行の要否を判定するための判定値として、必ず、許
容限界値よりも低い値を採用する。正確には、フィルタ
の圧損が内燃機関の運転に与える影響度合いに基づいて
判定値を設定するのではなく、フィルタの昇温処理を実
行したときにフィルタに堆積している微粒子が所望の時
間内に完全に燃焼除去されるような量だけ、フィルタに
微粒子が堆積しているときの圧損値を判定値として採用
する。これによれば、フィルタの昇温処理を実行したと
きに、堆積微粒子を確実に燃焼除去することができる。

【００４６】なお、昇温処理としては、以下の二つの制
御がある。一つ目の昇温処理は、フィルタ２２に流入す
る排気ガスの温度を上昇させる処理（以下、排気昇温処
理と称す）である。この排気昇温処理では、具体的に
は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するタイミングを遅
らせたり、内燃機関の燃焼室に機関駆動用の燃料を噴射
した後に少量の燃料を噴射して燃焼させたり、フィルタ
２２上流に電気ヒータやグロープラグを設け、これら電
気ヒータまたはグロープラグを作動させたりすることに
よって、排気ガスの温度が上昇せしめられ、結果的に、
フィルタ２２が昇温される。また、燃焼室内に燃料を点
火するための点火栓が設けられている場合には、この点
火栓による燃料の点火タイミングを遅らせることによっ
ても、排気ガスの温度を上昇させることができる。

【００４７】二つ目の昇温処理は、フィルタ２２内で化
学反応を起こさせて発熱させる処理（以下、発熱昇温処
理と称す）である。この発熱昇温処理では、具体的に
は、内燃機関の燃焼室に機関駆動用の燃料を噴射した後
に少量の燃料を噴射し、その燃料を燃焼させずにそのま
ま燃焼室から排出させたり、フィルタ２２上流において
排気ガスに燃料を添加するための装置を設け、この装置
から排気ガスに燃料を添加したりして、燃料がフィルタ
２２に供給され、これら燃料がフィルタ２２内にて燃焼
せしめられることによって、フィルタ２２が昇温され
る。

【００４８】なお、発熱昇温処理では、発熱反応がフィ
ルタ２２内において局所的に起こり、フィルタ２２の局
所的な溶損が生じたり、発熱反応を良好に進行させるた
めにはフィルタ２２に流入する排気ガスの量を制御した
りしなければならないので、排気昇温処理を用いること
が好ましい。

【００４９】また、上流側圧力センサ３９および下流側
圧力センサ４０の代わりに、差圧センサを用いて、フィ
ルタ２２の圧損を検出するようにしてもよい。差圧セン
サを用いる場合には、一方の端子が上流側圧力センサ３
９の取付け位置に取り付けられ、他方の端子が下流側圧
力センサ４０の取付け位置に取り付けられる。また、フ
ィルタ２２の圧損の増減によって、内燃機関の燃焼室に
吸入される空気の量も増減することを利用して、フィル
タ２２の圧損を検出するようにしてもよい。

【００５０】ところで、第一実施形態では、圧力センサ
３９、４０によって検出される排気ガスの圧力に基づい
て算出されたフィルタ２２の圧損値そのものに基づい
て、昇温処理を実行するか否かが決定される。ところ
が、圧損は単位時間当たりに内燃機関から排出される排
気ガスの量（以下、排気ガス量と称す）によっても変化
する。すなわち、たとえフィルタ２２内の堆積微粒子量
が同じであっても、排気ガス量が多くなれば、図６に示
されているように、圧損値も大きくなる。すなわち、フ
ィルタ２２の圧損値は排気ガス量の関数でもある。

【００５１】したがって、フィルタ２２の圧損値に基づ
いて微粒子によるフィルタ２２の閉塞進行の程度を正確
に判断するためには、排気ガス量を考慮したフィルタ２
２の圧損値が用いられるべきである。そこで、フィルタ
２２上流に、単位時間当たりにフィルタ２２に達する排
気ガスの量を検出するための排気流量センサ（図示せ
ず）を設け、この排気流量センサによって検出される排
気ガス量に基づいて、検出されたフィルタ２２の圧損値
に対する補正係数が算出される。こうした補正係数は、
実験的に予め求められ、ＲＯＭ３２にマップの形で記憶
される。

【００５２】図７は第一実施形態の昇温処理制御を実行
するためのフローチャートを示す。図７のフローチャー
トでは、始めに、ステップ１００において、フィルタ２
２の圧損値Ｐが安定値Ｐ_ｓ近傍にある（Ｐ≒Ｐ_ｓ）か否
かが判別される。ステップ１００において、Ｐ≒Ｐ_ｓで
はないと判別されたときには、ステップ１００が繰り返
される。一方、ステップ１００において、Ｐ≒Ｐ_ｓであ
ると判別されたときには、ルーチンはステップ１０１に
進んで、フィルタ２２の圧損値Ｐが安定値Ｐ_ｓよりも高
い所定の値Ｐ_dを超えた（Ｐ＞Ｐ_ｄ）か否かが判別され
る。このように、ステップ１００以降のステップは、フ
ィルタ２２の圧損がいったん安定値Ｐ_ｓ近傍で安定して
から実行される。

【００５３】ステップ１０１において、Ｐ≦Ｐ_ｄである
と判別されたときには、ステップ１０１が繰り返され
る。一方、ステップ１０１において、Ｐ＞Ｐ_ｄであると
判別されたときには、ルーチンはステップ１０２に進ん
で、フィルタ２２の昇温処理が行われ、ルーチンが終了
する。

【００５４】ところで、排気昇温処理は、既に高温にな
っている排気ガスの熱によってフィルタ２２の温度を上
昇させる制御であるので、これによれば、特に、フィル
タ２２の上流側の領域が昇温されやすい。一方、発熱昇
温処理は、フィルタ２２に供給された燃料がフィルタ２
２において燃焼するときの燃焼熱によって、フィルタ２
２の温度を上昇させる制御である。こうした燃料の燃焼
はフィルタ２２の下流側の領域において行われやすい。
このため、発熱昇温処理によれば、特に、フィルタ２２
の下流側の領域が昇温されやすい。

【００５５】こうした事情に鑑みると、フィルタ２２の
圧損を上昇させる原因となっている微粒子を確実に燃焼
除去するためには、フィルタ２２の閉塞進行部位に応じ
て、実行させるべき昇温処理を変えることが好ましい。
すなわち、例えば、フィルタ２２の閉塞進行部位が上流
側の小孔５６であるときには、フィルタ２２の上流側領
域の温度を上昇させやすい排気昇温処理が実行され、一
方、フィルタ２２の閉塞進行部位が下流側の小孔５５で
あるときには、フィルタ２２の下流側領域の温度を上昇
させやすい発熱昇温処理が実行されることが好ましい。

【００５６】ここで、様々な研究から、フィルタ２２の
閉塞進行部位によって、フィルタ２２の圧損の上昇の態
様が異なることが判明した。すなわち、フィルタ２２の
閉塞進行部位が隔壁５４の細孔である場合と、上流側の
小孔５６である場合と、下流側の小孔５５である場合と
によって、フィルタ２２の圧損の上昇の態様が異なるこ
とが判明した。

【００５７】したがって、フィルタ２２の圧損の上昇の
態様を監視することによって、フィルタ２２のいずれの
部位が微粒子によって閉塞されつつあるかを判定し、こ
のように微粒子によって閉塞されつつある部位に応じ
て、この部位を閉塞しつつある微粒子を燃焼除去するの
に適切な昇温処理を実行すれば、フィルタ２２の圧損を
確実に低下させることができる。

【００５８】次に、フィルタ２２の閉塞進行部位に応じ
たフィルタ２２の圧損の上昇の態様の違いについて、図
８を参照して説明する。図８にて実線ｋで示されている
ように、フィルタ２２のいずれの部位においても微粒子
による閉塞が進行していない場合には、フィルタ２２の
圧損は安定値Ｐ_sで推移する。

【００５９】ところが、隔壁５４の細孔が微粒子によっ
て閉塞され始めると、フィルタ２２の圧損は、図８にお
いて実線ｍで示されているように、安定値Ｐ_ｓから比較
的小さな上昇率Ｒ_ｍで上昇し続ける。一方、小孔５５、
５６が微粒子によって閉塞され始めると、フィルタ２２
の圧損は、図８の実線ｎおよび実線ｏで示されているよ
うに、安定値Ｐ_ｓから比較的大きな上昇率Ｒ_ｎ、Ｒ_ｏで
上昇する。

【００６０】このように閉塞進行部位によって圧損上昇
率が異なる理由としては以下の理由が考えられる。フィ
ルタ２２に流入した排気ガスは隔壁５４の細孔および小
孔５５、５６を通過する。ここで小孔５５、５６は排気
ガスの流れに対して垂直に開口しているが、隔壁５４は
排気ガスの流れに対して平行に開口している。このた
め、排気ガスは、小孔５５、５６には比較的流入しやす
いが、隔壁５４の細孔には流入しづらい。

【００６１】さらに、排気ガスが小孔５５、５６を通過
するときに受ける排気抵抗は比較的小さいが、隔壁５４
の細孔を通過するときに受ける排気抵抗は比較的大き
い。このため、排気ガスは、小孔５５、５６を比較的通
過しやすいが、隔壁５４の細孔を通過しづらい。こうし
たことから、単位面積当たりに小孔５５、５６を通過す
る排気ガスの量は、単位面積当たりに隔壁５４を通過す
る排気ガスの量よりも多くなる。

【００６２】ここで、小孔５５、５６が微粒子によって
閉塞され始めると、もともと、通過する排気ガスの量が
多い部位が閉塞されることとなるので、単位時間当たり
にフィルタ２２を通過することができる排気ガスの量
が、全体的に、急激に少なくなってしまう。このため、
小孔５５、５６が微粒子によって閉塞されつつある場合
には、フィルタ２２の圧損が急激に上昇する。

【００６３】一方、隔壁５４が微粒子によって閉塞され
始めると、もともと、通過する排気ガスの量が少ない部
位が閉塞されることとなるので、単位時間当たりにフィ
ルタ２２を通過することができる排気ガスの量は、全体
的に、比較的緩やかに少なくなる。このため、隔壁５４
の細孔が微粒子によって閉塞されつつある場合には、フ
ィルタ２２の圧損は比較的緩やかに上昇する。

【００６４】このため、微粒子による隔壁５４の細孔の
閉塞が進行する場合よりも、微粒子のよる小孔５５、５
６の閉塞が進行する場合の方が、圧損上昇率が大きくな
る。したがって、安定値Ｐ_sで推移していたフィルタ２
２の圧損値が上昇し始めたときの圧損上昇率に基づい
て、閉塞進行部位が隔壁の細孔であるのか、或いは、小
孔５５、５６であるのかを判定することができる。

【００６５】そこで、第二実施形態によれば、フィルタ
２２の圧損が安定値Ｐ_sから上昇し始めたときの圧損上
昇率が比較的小さいときには、閉塞進行部位は隔壁の細
孔であると特定される。一方、フィルタ２２の圧損が安
定値Ｐ_sから上昇し始めたときの圧損上昇率が比較的大
きいときには、閉塞進行部位は小孔５５、５６であると
特定される。

【００６６】そして、第二実施形態では、閉塞進行部位
が隔壁の細孔であると特定されたときには、排気昇温処
理が実行される。なお、排気昇温処理を実行する代わり
に、発熱昇温処理を実行するようにしてもよいが、上述
したように、発熱昇温処理によってフィルタ２２を昇温
する場合に比べて、排気昇温処理によってフィルタ２２
を昇温する場合のほうが、よりフィルタ２２全体を昇温
することができるので、隔壁の細孔を閉塞しつつある微
粒子を確実に除去するという観点からは、排気昇温処理
を実行するほうが好ましい。

【００６７】さらに、上流側の小孔５６に到来する排気
ガスは、フィルタ２２に到来した直後の排気ガスであ
る。しかしながら、下流側の小孔５５に到来する排気ガ
スは、排気ガス流入通路５０に流入した排気ガスのう
ち、隔壁５４の細孔に流入しなかった排気ガスである。
すなわち、下流側の小孔５５に到来する排気ガスは、排
気ガス流入通路５０に流入した排気ガスのうちの一部の
排気ガスである。

【００６８】このため、上流側の小孔５６の流路断面積
と下流側の小孔５５の流路断面積とが等しければ、上流
側の小孔５６を通過する排気ガスの量は、下流側の小孔
５５を通過する排気ガスの量よりも多い。こうしたこと
から、微粒子によって下流側の小孔５５が閉塞されてし
まった場合よりも、微粒子によって上流側の小孔５６が
閉塞されてしまった場合の方が、フィルタ２２の圧損が
より大きくなる。

【００６９】すなわち、下流側の小孔５５が微粒子によ
って閉塞され始めると、フィルタ２２の圧損は、図８の
実線ｎで示されているように、安定値Ｐ_ｓから比較的大
きい上昇率Ｒ_ｎでもって上昇し、やがて、圧損上昇率は
小さくなり、最終的には、フィルタ２２の圧損は或る値
Ｐ_n近傍で推移する。

【００７０】一方、上流側の小孔５６が微粒子によって
閉塞され始めると、フィルタ２２の圧損は、図８の実線
ｏで示されているように、安定値Ｐ_ｓから比較的大きい
上昇率Ｒ_ｏでもって上昇し、やがて、圧損上昇率は小さ
くなり、最終的には、フィルタ２２の圧損は或る値Ｐ_o
近傍で推移する。

【００７１】ここで、上流側の小孔５６が微粒子によっ
て閉塞されつつある場合に最終的に到達するフィルタ２
２の圧損値Ｐ_ｏは、下流側の小孔５５が微粒子によって
閉塞されつつある場合に最終的に到達するフィルタ２２
の圧損値Ｐ_ｎよりも小さい。そこで、第二実施形態で
は、フィルタ２２の圧損が安定値Ｐ_ｓから上昇し始めて
最終的に到達したフィルタ２２の圧損値が、或る値Ｐ_n
近傍にあるときには、閉塞進行部位は下流側の小孔５５
であると特定される。一方、フィルタ２２の圧損が安定
値Ｐ_ｓから上昇し始めて最終的に到達したフィルタ２２
の圧損値が、或る値Ｐ_o近傍にあるときには、閉塞進行
部位は上流側の小孔５６であると特定される。

【００７２】そして、第二実施形態では、閉塞進行部位
が上流側の小孔５６であると特定されたときには、排気
昇温処理が実行される。これによれば、主に、フィルタ
２２の上流領域が昇温せしめられるので、上流側の小孔
５６を閉塞している微粒子が確実に除去される。

【００７３】一方、閉塞進行部位が下流側の小孔５５で
あると特定されたときには、発熱昇温処理が実行され
る。これによれば、主に、フィルタ２２の下流領域が昇
温せしめられるので、下流側の小孔５５を閉塞している
微粒子が確実に除去される。

【００７４】なお、閉塞進行部位が上流側の小孔５６で
あるときの圧損上昇率が、閉塞進行部位が下流側の小孔
５５であるときの圧損上昇率よりも大きいことを利用し
て、閉塞進行部位が上流側の小孔５６であるのか、或い
は、下流側の小孔５５であるのかを判定するようにして
もよい。すなわち、フィルタ２２の圧損が安定値Ｐ_ｓか
ら上昇し始めたときの圧損上昇率が比較的大きいときに
は、閉塞進行部位は上流側の小孔５６であると判定さ
れ、フィルタ２２の圧損が安定値Ｐ_ｓから上昇し始めた
ときの圧損上昇率が比較的小さいときには、閉塞進行部
位は下流側の小孔５５であると判定される。もちろん、
閉塞進行部位が下流側の小孔５５であるときの圧損上昇
率は、閉塞進行部位が隔壁５４の細孔であるときの圧損
上昇率よりも大きい。

【００７５】ところで、機関負荷および機関回転数が比
較的高いときには、内燃機関から排出される排気ガスの
温度がそもそも高い。したがって、この場合に、排気昇
温処理が実行されれば、排気ガスの温度は比較的高い温
度にまで上昇されやすい。

【００７６】一方、機関負荷または機関回転数のいずれ
か一方が比較的低いときには、内燃機関から排出される
排気ガスの温度がそもそも低い。したがって、この場合
に、排気昇温処理が実行されても、排気ガスの温度は比
較的高い温度にまで上昇されにくい。

【００７７】そこで、第二実施形態では、フィルタ２２
の閉塞進行部位が細孔であると特定されたときには、図
９に示されているように、機関負荷と機関回転数とによ
って機関運転領域を二つの領域に分割し、機関運転状態
が領域IIにあるとき、すなわち、機関負荷または機関回
転数の少なくともいずれか一方が比較的低いときには、
発熱昇温処理を実行する。一方、機関運転状態が領域Ｉ
にあるとき、すなわち、機関負荷および機関回転数が比
較的高いときには、排気昇温処理を実行する。このよう
に、機関運転状態によって最適な昇温制御が実行されに
よれば、より確実にフィルタ２２の温度を微粒子を燃焼
させることができる温度にまで上昇することができる。

【００７８】図１０は第二実施形態の昇温処理制御を実
行するためのフローチャートを示す。図１０では、始め
に、ステップ２０１において、フィルタ２２の圧損値Ｐ
が安定値Ｐ_ｓ近傍にある（Ｐ≒Ｐ_ｓ）か否かが判別され
る。ステップ２０１において、Ｐ≒Ｐ_ｓでないと判別さ
れたときには、ステップ２０１が繰り返される。一方、
ステップ２０１において、Ｐ≒Ｐ_ｓであると判別された
ときには、ステップ２０２に進んで、フィルタ２２の圧
損上昇率Ｒが判定値Ｒ_ｒよりも大きい（Ｒ＞Ｒ _ｒ）か否
かが判別される。

【００７９】ステップ２０２において、Ｒ≦Ｒ_ｒである
と判別されたときには、ステップ２０６に進んで、図９
に示されている関係に基づいて選択された最適昇温処理
が実行され、ルーチンが終了する。一方、ステップ２０
２において、Ｒ＞Ｒ_ｒであると判別されたときには、ス
テップ２０３に進んで、フィルタ２２の圧損値が安定値
Ｐ_ｓから上昇し始めてから一定の時間が経過したときの
フィルタ２２の圧損値Ｐが上述した或る値Ｐ_ｎ近傍にあ
る（Ｐ≒Ｐ_ｎ）か否かが判別される。ステップ２０３に
おいて、Ｐ≒Ｐ_ｎであると判別されたときには、ステッ
プ２０４に進んで、発熱昇温処理が実行され、ルーチン
が終了する。一方、ステップ２０３において、Ｐ≒Ｐ_ｎ
ではないと判別されたときには、ステップ２０５に進ん
で、排気昇温処理が実行され、ルーチンが終了する。

【００８０】ところで、第二実施形態では、閉塞進行部
位が隔壁５４の細孔であるのか、或いは、小孔５５、５
６であるのかを圧損上昇率に基づいて判定している。と
ころが、図８を参照すると判るように、閉塞進行部位が
小孔５５、５６であるときには、フィルタ２２の圧損が
安定値Ｐ_sから上昇し始めてから一定時間が経過する
と、フィルタ２２の圧損はほぼ一定の値Ｐ_ｎ、Ｐ_ｏで推
移する。一方、閉塞進行部位が隔壁５４の細孔であると
きには、フィルタ２２の圧損が安定値Ｐ_sから上昇し始
めてから一定時間が経過しても、フィルタ２２の圧損は
ほぼ一定の値で推移せずに徐々に上昇する。したがっ
て、フィルタ２２の圧損が安定値Ｐ_ｓから上昇し始めて
から一定時間が経過したときのフィルタ２２の圧損値に
基づいて、閉塞進行部位が隔壁５４の細孔であるのか、
或いは、上流側の小孔５６であるのか、或いは、下流側
の小孔５５であるのかを判定することもできる。

【００８１】そこで、第三実施形態では、フィルタ２２
の圧損が安定値Ｐ_sから上昇し始めてから一定時間が経
過したときのフィルタ２２の圧損が、或る基準となる圧
損値よりも小さいときには、閉塞進行部位が隔壁５４の
細孔であると判定する。一方、フィルタ２２の圧損が安
定値Ｐ_sから上昇し始めてから一定時間が経過したとき
のフィルタ２２の圧損が上記基準となる値よりも大きい
ときには、閉塞進行部位が小孔５５、５６であると判定
する。

【００８２】さらに、閉塞進行部位が上流側の小孔５６
であるのか、或いは、下流側の小孔５５であるのかは、
第二実施形態と同様の判定方法によって判定される。も
ちろん、閉塞進行部位が特定された後には、第二実施形
態と同様にして選択される昇温処理が実行される。

【００８３】図１１は第三実施形態の昇温処理制御を実
行するためのフローチャートを示す。図１１のフローチ
ャートのステップ３０１、３０３〜３０６は、それぞ
れ、図１０のフローチャートのステップ２０１、２０３
〜２０６と同じであるので、詳細な説明は省略する。し
たがって、ステップ３０２についてのみ説明すると、ス
テップ３０２では、フィルタ２２の圧損値が安定値Ｐ_ｓ
から上昇し始めてから一定の時間が経過したときのフィ
ルタ２２の圧損値Ｐが基準の値Ｐ_ｒよりも大きい（Ｐ＜
Ｐ_ｒ）か否かが判別される。ステップ３０２において、
Ｐ≦Ｐ_ｒであると判別されたときには、ステップ３０６
に進む。一方、ステップ３０２において、Ｐ＞Ｐ_ｒであ
ると判別されたときには、ステップ３０３に進む。

【００８４】次に、図１２を参照して、第四実施形態の
排気浄化装置について説明する。第四実施形態の排気浄
化装置では、図１２に示したように、排気管２０ａが分
岐部８１において三つの排気管２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ
に分岐せしめられる。これら三つの排気管のうち第一排
気管２０ｂと第二排気管２０ｃとはそれぞれフィルタ８
０の一方の端部と他方の端部とに連結される。残りの第
三排気管２０ｄはより後流側に設けられた装置に連結さ
れるか、大気中に解放される。分岐部８１には切替弁８
２が設けられる。切替弁８２の角度はステップモータ８
３によって変更せしめられる。ステップモータ８３は電
子制御ユニット３０の駆動回路３８を介して出力ポート
３６に接続される。

【００８５】第四実施形態では、切替弁８２の角度に応
じて排気ガスの流れが変わる。切替弁８２が図１２
（Ａ）に示した位置（以下、第一の位置と称す）にある
ときには、分岐部８１に流入した排気ガスは、まず、第
一排気管２０ｂへと向かい、フィルタ８０の第一端部８
０ａから第二端部８０ｂへと流れる。第二端部８０ｂか
ら流出した排気ガスは、第二排気管２０ｃを通って再び
分岐部へと戻り、第三排気管２０ｄへと流出する。

【００８６】また、切替弁８２が図１２（Ｂ）に示した
位置（以下、第二の位置と称す）にあるときには、排気
ガスは、まず、第二排気管２０ｃへと向かい、フィルタ
８０の第二端部８０ｂから第一端部８０ａへと流れる。
第一端部８０ａから流出した排気ガスは、第一排気管２
０ｂを通って再び分岐部へと戻り、第三排気管２０ｄへ
と流出する。このように、第四実施形態の排気浄化装置
では、切替弁８２の角度を変更することによってフィル
タ８０内において排気ガスが流れる方向を変更すること
ができる。

【００８７】次に、第四実施形態の昇温処理について説
明する。なお、以下の説明では、切替弁８２が第一の位
置にあるところから説明する。切替弁８２が第一の位置
にあるときには、上述したように、排気ガスはフィルタ
８０を第一端部８０ａから第二端部８０ｂへと流れる。
フィルタ８０の圧損値が安定値Ｐ_ｓから上昇したときに
は、第二実施形態または第三実施形態と同様にして、閉
塞進行部位が特定される。ここで、閉塞進行部位が隔壁
５４の細孔であると特定されたときには、図９に示され
ている関係に基づいて、適切な昇温処理が選択され、実
行される。また、閉塞進行部位が上流側の小孔５６であ
ると特定されたときには、図９に示されている関係に基
づいて、機関運転状態が領域Ｉにあれば、排気昇温処理
が実行される。一方、機関運転状態が領域IIにあれば、
発熱昇温処理が実行される。

【００８８】さらに、閉塞進行部位が下流側の小孔５５
であると特定されたときには、図９に示されている関係
に基づいて、機関運転状態が領域Ｉにあれば、切替弁８
２の位置が第二の位置（図１２（Ｂ））に切り替えられ
た上で、排気昇温処理が実行される。このように、切替
弁８２の位置が第二の位置に切り替えられることによっ
て、閉塞進行部位である下流側の小孔５５が、結果的に
は、上流側の小孔となり、この場合には、発熱昇温処理
よりも好ましい排気昇温処理によって閉塞進行部位の温
度を上昇させることができる。

【００８９】図１３および図１４は第四実施形態の昇温
処理制御を実行するためのフローチャートを示す。図１
３では、始めに、ステップ４０１において、フィルタ２
２の圧損が安定値Ｐ_ｓ近傍にある（Ｐ≒Ｐ_ｓ）か否かが
判別される。ステップ４０１において、Ｐ≒Ｐ_ｓではな
いと判別されたときには、ステップ４０１においてＰ≒
Ｐ_ｓであると判別されるまで、ステップ４０１が繰り返
される。

【００９０】一方、ステップ４０１において、Ｐ≒Ｐ_ｓ
であると判別されたときには、ルーチンはステップ４０
２に進んで、閉塞進行部位が隔壁５４の細孔であるか否
かが判別される。ステップ４０２において、閉塞進行部
位が隔壁５４の細孔であると判別されたときには、ルー
チンはステップ４０３に進んで、機関運転状態が図９の
領域Ｉにあるか否かが判別される。

【００９１】ステップ４０３において、機関運転状態が
図９の領域Ｉにあると判別されたときには、ルーチンは
ステップ４０４に進んで、排気昇温処理が実行される。
一方、機関運転状態が図９の領域Ｉにはないと判別され
たとき、すなわち、機関運転状態が図９の領域IIにある
と判別されたときには、ルーチンはステップ４０５に進
んで、発熱昇温処理が実行される。

【００９２】ところで、ステップ４０２において、閉塞
進行部位が隔壁５４の細孔ではないと判別されたときに
は、ルーチンは図１４のステップ４０６に進んで、閉塞
進行部位が、現時点で上流側となっている小孔であるか
否かが判別される。ステップ４０６において、閉塞進行
部位が、現時点で上流側となっている小孔であると判別
されたときには、ルーチンはステップ４０７に進む。一
方、ステップ４０６において、閉塞進行部位が、現時点
で上流側となっている小孔ではないと判別されたとき、
すなわち、現時点で下流側となっている小孔であると判
別されたときには、ルーチンはステップ４１１に進む。

【００９３】ステップ４０７では、機関運転状態が図９
の領域Ｉにあるか否かが判別される。ステップ４０７に
おいて、機関運転状態が図９の領域Ｉにあると判別され
たときには、ルーチンはステップ４０８に進んで、排気
昇温処理が実行される。一方、ステップ４０７におい
て、機関運転状態が図９の領域Ｉにはないと判別された
とき、すなわち、機関運転状態が図９の領域IIにあると
判別されたときには、ルーチンはステップ４０９に進ん
で、切替弁８２の位置が切り替えられ、次いで、ステッ
プ４１０において、発熱昇温処理が実行される。

【００９４】ところで、ステップ４１１では、機関運転
状態が図９の領域Ｉにあるか否かが判別される。ステッ
プ４１１において、機関運転状態が図９の領域Ｉにある
と判別されたときには、ルーチンはステップ４１２に進
んで、切替弁８２の位置が切り替えられ、次いで、ステ
ップ４１２において、排気昇温処理が実行される。一
方、ステップ４１１において、機関運転状態が図９の領
域Ｉにないと判別されたとき、すなわち、機関運転状態
が図９の領域IIにあると判別されたときには、ルーチン
はステップ４１４に進んで、発熱昇温処理が実行され
る。

【００９５】なお、第四実施形態では、フィルタ２２の
閉塞が進行したときに、機関運転状態に応じて、排気昇
温処理と発熱昇温処理とが選択的に実行される。しかし
ながら、上述したように、或る観点からは、発熱昇温処
理よりも排気昇温処理の方が好ましい。

【００９６】そこで、第四実施形態において、閉塞進行
部位が隔壁の細孔であると特定されたときに、機関運転
状態が図９の領域IIにあるために排気昇温処理が実行さ
れないときには、機関運転状態が図９の領域Ｉとなるま
で昇温処理の実行を待機し、機関運転状態が図９の領域
Ｉとなったときに、排気昇温処理を実行するようにして
もよい。

【００９７】また、第四実施形態において、閉塞進行部
位がその時点において上流側となっている小孔であると
特定されたときに、機関運転状態が図９の領域IIにある
ために排気昇温処理が実行されないときには、切替弁８
２の位置を切り替えた上で、機関運転状態が図９の領域
Ｉとなるまで昇温処理の実行を待機し、機関運転状態が
図９の領域Ｉとなったときに、再び、切替弁８２の位置
を切り替え、排気昇温処理を実行するようにしてもよ
い。なお、機関運転状態が図９の領域Ｉとなるまで昇温
処理の実行を待機する前に、切替弁８２の位置を切り替
え、閉塞進行部位である上流側の小孔が、下流側の小孔
となる。ここで、上述したように、閉塞進行部位が上流
側の小孔である場合よりも、閉塞進行部位が下流側の小
孔である場合のほうが、フィルタ２２全体の圧損は低
い。したがって、機関運転状態が図９の領域Ｉとなるま
で昇温処理の実行を待機している間、フィルタ２２全体
の圧損が低く抑えられる。

【００９８】図１５および図１６は、このように排気昇
温処理のみを採用した第五実施形態の昇温処理制御を実
行するためのフローチャートを示す。図１５では、始め
に、ステップ５０１において、フィルタ２２の圧損が安
定値Ｐ_ｓ近傍にある（Ｐ≒Ｐ _ｓ）か否かが判別される。
ステップ５０１において、Ｐ≒Ｐ_ｓではないと判別され
たときには、ステップ５０１において、Ｐ≒Ｐ_ｓである
と判別されるまで、ステップ５０１が繰り返される。

【００９９】一方、ステップ５０１において、Ｐ≒Ｐ_ｓ
であると判別されたときには、ルーチンはステップ５０
２に進んで、閉塞進行部位が隔壁５４の細孔であるか否
かが判別される。ステップ５０２において、閉塞進行部
位が隔壁５４の細孔であると判別されたときには、ルー
チンはステップ５０３に進んで、機関運転状態が図９の
領域Ｉにあるか否かが判別される。

【０１００】ステップ５０３において、機関運転状態が
図９の領域Ｉにあると判別されたときには、ルーチンは
ステップ５０４に進んで、排気昇温処理が実行される。
一方、ステップ５０３において、機関運転状態が図９の
領域Ｉにはないと判別されたとき、すなわち、機関運転
状態が図９の領域IIにあると判別されたときには、ステ
ップ５０３において機関運転状態が図９の領域Ｉにある
と判別されるまで、ステップ５０３が繰り返される。

【０１０１】ところで、ステップ５０２において、閉塞
進行部位が隔壁５４の細孔ではないと判別されたときに
は、ルーチンは図１６のステップ５０５に進んで、閉塞
進行部位が、現時点で上流側となっている小孔であるか
否かが判別される。ステップ５０５において、閉塞進行
部位が、現時点で上流側となっている小孔であると判別
されたときには、ルーチンはステップ５０６に進む。一
方、ステップ５０５において、閉塞進行部位が、現時点
で上流側となっている小孔ではないと判別されたとき、
すなわち、現時点で下流側となっている小孔であると判
別されたときには、ルーチンはステップ５０９に進む。

【０１０２】ステップ５０６では、機関運転状態が図９
の領域Ｉにあるか否かが判別される。ステップ５０６に
おいて、機関運転状態が図９の領域Ｉにあると判別され
たときには、ルーチンはステップ５０７に進んで、排気
昇温処理が実行される。一方、ステップ５０６におい
て、機関運転状態が図９の領域Ｉにはないと判別された
とき、すなわち、機関運転状態が図９の領域IIにあると
判別されたときには、ルーチンはステップ５０８に進ん
で、切替弁８２の位置が切り替えられた上で、ステップ
５０９において、機関運転状態が図９の領域Ｉにあるか
否かが判別される。したがって、この場合、ステップ５
０６が実行された時点で上流側となっていた小孔が、ス
テップ５０８が実行されたことによって、下流側の小孔
とされた上で、ステップ５０９において機関運転状態が
図９の領域Ｉとなったと判別されるまで、ステップ５０
９が繰り返され、したがって、昇温処理の実行が待機さ
れる。

【０１０３】ステップ５０９において、機関運転状態が
図９の領域Ｉになったと判別されたときには、ルーチン
はステップ５１０に進んで、切替弁８２の位置が切り替
えられ、これによって、ステップ５０９が実行されてい
る時点において下流側となっていた小孔が、上流側とな
り、次いで、ステップ５１１において、排気昇温処理が
実行される。

【０１０４】ところで、ステップ５０５において、閉塞
進行部位がその時点で上流側となっている小孔ではない
と判別されたとき、すなわち、閉塞進行部位がその時点
で下流側となっている小孔であると判別されたときに
も、ルーチンはステップ５０９に進み、ステップ５０９
において機関運転状態が図９の領域Ｉであると判別され
るまで、ステップ５０９が繰り返され、したがって、昇
温処理の実行が待機される。

【０１０５】最後に、フィルタ２２、８０に担持されて
いる酸化触媒について説明する。酸化触媒は活性酸素生
成剤と貴金属触媒とから構成される。隔壁５４の表面
上、並びに、隔壁５４の細孔を画成する表面上に、全面
に亘って例えばアルミナからなる担体層が形成される。
そして、この担体層上に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且つ周囲の酸素濃度が低下
すると保持している酸素を活性酸素の形で放出する活性
酸素生成剤と貴金属触媒とが担持されている。

【０１０６】貴金属触媒としては白金（Ｐｔ）が用いら
れ、活性酸素生成剤としてはカリウム（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（Ｂ
ａ）、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）、セリウム（Ｃｅ）のような希土類、鉄（Ｆ
ｅ）のような遷移金属、およびスズ（Ｓｎ）のような炭
素族元素から選ばれた少なくとも一つが用いられてい
る。

【０１０７】次に、図１７を参照してフィルタ２２によ
る排気ガス中の微粒子除去作用について貴金属触媒とし
て白金（Ｐｔ）を利用し、活性酸素生成剤としてカリウ
ム（Ｋ）を利用し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。

【０１０８】図１７（Ａ）および（Ｂ）はフィルタ２２
の隔壁の表面上および隔壁の細孔表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。図１７
（Ａ）および（Ｂ）において６０は白金の粒子を示して
おり、６１はカリウム等の活性酸素生成剤を含む担体層
を示している。

【０１０９】圧縮着火式の内燃機関では、通常、過剰空
気のもとで燃焼が行われるので、排気ガス中には過剰な
酸素が含まれている。すなわち、吸気通路および燃焼室
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、フィルタ２２に流入する排気ガスの空燃比
はリーンである。一方、燃焼室５では、ＮＯ_X、特にＮ
ＯおよびＮＯ₂が発生するので、排気ガス中にはＮＯ_xが
含まれている。このように、フィルタ２２には過剰酸
素、および、ＮＯ_Xを含んだ排気ガスが流入する。

【０１１０】排気ガスがフィルタ２２に流入すると、図
１７（Ａ）に示したように排気ガス中の酸素はＯ₂ ^-また
はＯ^2-の形で白金の表面に付着する。一方、排気ガス中
のＮＯは白金の表面上でＯ₂ ^-またはＯ^2-と反応し、ＮＯ
₂となる（２ＮＯ＋Ｏ₂→２ＮＯ₂）。次いで生成された
ＮＯ₂および排気ガス中のＮＯ₂の一部は白金上で酸化さ
れつつ活性酸素生成剤６１内に吸収され、Ｋと結合しな
がら図１７（Ａ）に示したように硝酸イオン（ＮＯ₃ ^-）
の形で活性酸素生成剤６１内に拡散し、硝酸塩（ＫＮＯ
₃）を生成する。すなわち、排気ガス中の酸素が硝酸イ
オンの形で活性酸素生成剤に吸収される。

【０１１１】ところで、燃焼室５内では主にカーボン
（Ｃ）からなる微粒子が生成される。したがって、排気
ガス中にはこれら微粒子が含まれる。排気ガス中の微粒
子は、排気ガスがフィルタ２２内を流れているときに、
図１７（Ｂ）に示したように、活性酸素生成剤６１の表
面上に接触し、付着する。

【０１１２】活性酸素生成剤６１上に微粒子６２が付着
すると、活性酸素生成剤６１の表面とその内部との間に
濃度差が生じる。活性酸素生成剤６１内には硝酸イオン
の形で酸素が吸蔵されており、この吸蔵されている酸素
が微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面に向けて
移動しようとする。その結果、活性酸素生成剤６１内に
形成されている硝酸塩（ＫＮＯ₃）がＫとＯとＮＯとに
分解され、Ｏが活性酸素生成剤６１の表面に向かい、そ
の一方でＮＯが活性酸素生成剤６１から外部に放出され
る。このように外部に放出されたＮＯは上述したメカニ
ズムで下流側の白金上において酸化され、再び活性酸素
生成剤６１内に硝酸イオンの形で吸収される。

【０１１３】ところで微粒子６２と活性酸素生成剤６１
との接触面に向かうＯは硝酸塩（ＫＮＯ₃）のような化
合物から分解された酸素であるので、不対電子を有し、
極めて高い反応性を有する活性酸素となっている。これ
ら活性酸素が微粒子６２に接触すると微粒子６２は短時
間（数秒〜数十分）のうちに輝炎を発することなく酸化
せしめられ、微粒子６２は完全に消滅する。したがって
微粒子６２がフィルタ２２上に堆積することはほとんど
ない。

【０１１４】ところで従来のようにフィルタ上に積層状
に堆積した微粒子が燃焼せしめられるときにはフィルタ
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行うことができないため、強制的
に、フィルタ２２を昇温させなければならない。

【０１１５】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
ときフィルタ２２の表面が赤熱することもない。すなわ
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。した
がって本発明による輝炎を発しない微粒子６２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。

【０１１６】ところで白金および活性酸素生成剤６１は
フィルタ２２の温度が高くなるほど活性化するのでフィ
ルタ２２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フィルタ２２
の温度が高くなるほど増大する。また、単位時間当りに
フィルタ２２に流入する微粒子の量を流入微粒子量と称
すると酸化除去可能微粒子量がこの流入微粒子量よりも
多いときには、フィルタ２２に流入した全ての微粒子が
フィルタ２２に接触すると短時間（数秒から数十分）の
うちにフィルタ２２上において輝炎を発することなく酸
化除去せしめられる。フィルタ２２では酸化除去可能微
粒子量は内燃機関が通常運転を行っているときのフィル
タ２２の温度において、通常想定される流入微粒子量よ
りも多い。このように酸化除去可能微粒子量が流入微粒
子量よりも多いと、フィルタ２２には微粒子がほとんど
堆積しない。

【０１１７】ところが、流入微粒子量が酸化除去可能微
粒子量を上回っている場合、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１８（Ａ）〜（Ｃ）は
このような場合の担体層の表面の拡大図を模式的に表し
ている。すなわ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１８（Ａ）に示したように
微粒子６２が活性酸素生成剤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１８
（Ｂ）に示したように担体層の表面が残留微粒子部分６
３により覆われるようになる。

【０１１８】担体層の表面が残留微粒子部分６３により
覆われると白金によるＮＯの酸化作用および活性酸素生
成剤６１による活性酸素の放出作用が行われなくなるた
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１８（Ｃ）に示したように残留微粒子
部分６３の上に別の微粒子６４が次から次へと堆積す
る。すなわち微粒子が積層状に堆積することになる。

【０１１９】このように微粒子が積層状に堆積すると微
粒子６４はもはや活性酸素により酸化されることがな
く、したがってこの微粒子６４上にさらに別の微粒子が
次から次へと堆積する。すなわち流入微粒子量が酸化除
去可能微粒子量よりも多い状態が継続するとフィルタ２
２には微粒子が積層状に堆積する。

【０１２０】

【発明の効果】第一の発明によれば、パティキュレート
フィルタの圧損が上昇すると微粒子が酸化除去されるた
め、圧損が上昇した際に圧損が迅速に元の低い値に戻さ
れる。

【０１２１】第三の発明によれば、温度が上昇する領域
が閉塞進行部位となるようにすることで不必要な領域ま
で昇温してしまうことがなく、より効率的に閉塞進行部
位に堆積する微粒子を酸化除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態の排気浄化装置を備えた内燃機関
全体の図である。

【図２】本発明のパティキュレートフィルタを示す図で
ある。

【図３】本発明のパティキュレートフィルタの一部を拡
大して示す図である。

【図４】従来の目封じ型のパティキュレートフィルタの
一部を拡大して示す図である。

【図５】パティキュレートフィルタにおいて閉塞が進行
している時の圧損の推移を示す図である。

【図６】パティキュレートフィルタに流入する流入ガス
流量と圧損との関係を示す図である。

【図７】第一実施形態の昇温処理制御を実行するための
フローチャートである。

【図８】閉塞進行部位毎の圧損の推移を示す図である。

【図９】昇温処理の選択時に用いる内燃機関の運転状態
の図である。

【図１０】第二実施形態の昇温処理制御を実行するため
のフローチャートである。

【図１１】第三実施形態の昇温処理制御を実行するため
のフローチャートである。

【図１２】第四実施形態の排気浄化装置を示す図であ
る。

【図１３】第四実施形態の昇温処理制御を実行するため
のフローチャートの一部である。

【図１４】第四実施形態の昇温処理制御を実行するため
のフローチャートの一部である。

【図１５】第五実施例の昇温処理制御を実行するための
フローチャートの一部である。

【図１６】第五実施例の昇温処理制御を実行するための
フローチャートの一部である。

【図１７】微粒子の酸化除去作用を説明するための図で
ある。

【図１８】微粒子の堆積作用を説明する図である。

【符号の説明】

２１…ケーシング２２…パティキュレートフィルタ３９、４０…圧力センサ５０…排気ガス流入通路５１…排気ガス流出通路５２…下流側テーパ壁５３…上流側テーパ壁５４…隔壁５５、５６…小孔

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０１Ｎ 3/02 ３４１Ｆ０１Ｎ 3/02 ３４１Ｃ // Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ (72)発明者伊藤和浩愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者利岡俊祐愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者木村光壱愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者中谷好一郎愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者見上晃愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G090 AA02 BA01 BA04 CA01 CB02 CB04 CB12 CB23 CB25 CB27 DA04 DA05 4D058 JA32 JB06 MA44 MA52 SA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関排気通路内に排気ガス中の微粒子を
捕集するためのパティキュレートフィルタを具備し、該
パティキュレートフィルタが通路を画成する隔壁を有
し、該隔壁が予め定められた平均細孔径の細孔を内包す
る多孔質の材料から形成されており、上記通路の端部開
口が上記平均径よりも大きいが通路の流路断面積よりも
狭い流路断面積を有する小孔となるように隔壁の端部分
が寄せ集められて該端部分同士が部分的に接続されてお
り、さらに、上記パティキュレートフィルタの圧損に関
連するパラメータの値を検知するための検知手段を具備
し、該検知手段によって検知されたパラメータ値と予め
定められた判定値とを比較することによってパティキュ
レートフィルタを昇温させるための昇温処理を実行すべ
きであると判定されたときには該昇温処理を実行するよ
うにした排気浄化装置において、パティキュレートフィ
ルタの圧損値が大きくなると内燃機関が同一条件におい
て出力可能な出力が低下し、該出力低下度合いとして許
容する範囲を任意に設定した場合において、上記判定値
が出力低下度合いを該許容範囲内において最大とするパ
ティキュレートフィルタの圧損値よりも低い圧損値に対
応するパラメータ値となっていることを特徴とする排気
浄化装置。
【請求項２】上記パティキュレートフィルタが捕集し
た微粒子を連続的に酸化除去することができ、これによ
り、通常の状態では、該パティキュレートフィルタの圧
損値はほぼ一定の値で推移し、上記パラメータとしてパ
ティキュレートフィルタの圧損自体が採用され、上記検
知手段によって検知されたパティキュレートフィルタの
圧損値が上記判定値を超えた場合に、昇温処理を実行す
べきであると判定される請求項１に記載の排気浄化装
置。
【請求項３】異なる複数の昇温処理が実施可能であ
り、パティキュレートフィルタの圧損に関連する第二の
パラメータの値に基づいて微粒子によって閉塞されつつ
あるパティキュレートフィルタの部位を閉塞進行部位と
して特定し、該特定された閉塞進行部位に応じて実行さ
れる昇温処理が選択される請求項１に記載の排気浄化装
置。
【請求項４】上記第二のパラメータとしてパティキュ
レートフィルタの圧損上昇率が採用され、該圧損上昇率
が閉塞進行部位特定用の基準上昇率よりも小さいときに
は閉塞進行部位が隔壁の細孔であると特定され、圧損上
昇率が基準上昇率よりも大きいときには閉塞進行部位が
小孔であると特定される請求項３に記載の排気浄化装
置。
【請求項５】圧損上昇率が上記基準上昇率よりも高い
閉塞進行部位特定用の第二の基準上昇率よりも小さいと
きには閉塞進行部位がパティキュレートフィルタの下流
側の小孔であると特定され、この場合には、上記昇温処
理として、パティキュレートフィルタ内において発熱反
応を生じさせることによる昇温処理が実行され、一方、
圧損上昇率が第二の基準上昇率よりも大きいときには閉
塞進行部位がパティキュレートフィルタの上流側の小孔
であると特定され、この場合には、上記昇温処理とし
て、排気ガスの温度を上昇させることによる昇温処理が
実行される請求項４に記載の排気浄化装置。
【請求項６】上記第二のパラメータとして圧損値自体
が採用され、パティキュレートフィルタの圧損値が閉塞
進行部位特定用の基準圧損値よりも小さいときには閉塞
進行部位がパティキュレートフィルタの下流側の小孔で
あると特定され、この場合には、上記昇温処理として、
パティキュレートフィルタ内において発熱反応を生じさ
せることによる昇温処理が実行され、一方、パティキュ
レートフィルタの圧損値が上記基準圧損値よりも大きい
ときにはパティキュレートフィルタの上流側の小孔であ
ると特定され、この場合には、上記昇温処理として、排
気ガスの温度を上昇させることによる昇温処理が実行さ
れる請求項３に記載の排気浄化装置。
【請求項７】パティキュレートフィルタよりも上流の
機関排気通路に切替弁が配置され、切替弁が第一の位置
に保持されるとパティキュレートフィルタの一方の端部
から排気ガスがパティキュレートフィルタに流入し、切
替弁が第二の位置に保持されるとパティキュレートフィ
ルタの他方の端部から排気ガスがパティキュレートフィ
ルタに流入し、パティキュレートフィルタの圧損に関す
る第二のパラメータの値に基づいて微粒子によって閉塞
されつつあるパティキュレートフィルタの部位が閉塞進
行部位として特定され、該特定された閉塞進行部位に応
じた位置に切替弁の位置が位置決めれた上で昇温処理が
実行される請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項８】上記第二のパラメータとして圧損上昇率
が採用され、現在の切替弁の位置において圧損上昇率が
閉塞進行部位特定用の基準上昇率よりも小さいときには
閉塞進行部位がパティキュレートフィルタの排気ガス流
出側の小孔であると特定され、圧損上昇率が基準上昇率
よりも大きいときには閉塞進行部位がパティキュレート
フィルタの排気ガス流入側の小孔であると特定され、内
燃機関の運転状態が排気ガスの温度を上昇させるのに適
している場合に小孔の閉塞が進行している側のパティキ
ュレートフィルタの端部が上流になるように切替弁の位
置が選択された上で、上記昇温処理として、排気ガスの
温度を上昇させることによる昇温処理が実行される請求
項７に記載の排気浄化装置。
【請求項９】上記第二のパラメータとして圧損値自体
が採用され、現在の切替弁の位置において圧損値が閉塞
進行部位特定用の閾値よりも小さいときには閉塞進行部
位がパティキュレートフィルタの排気ガス流出側の小孔
であると特定され、圧損値が上記閾値よりも大きいとき
にはパティキュレートフィルタの排気ガス流入側の小孔
であると特定され、内燃機関の運転状態が排気ガスの温
度を上昇させるのに適している場合に小孔の閉塞が進行
している側のパティキュレートフィルタの端部が上流に
なるように切替弁の位置が選択された上で、上記昇温処
理として、排気ガスの温度を上昇させることによる昇温
処理が実行される請求項７に記載の排気浄化装置。
【請求項１０】機関排気通路内に排気ガス中の微粒子
を捕集するためのパティキュレートフィルタを具備し、
該パティキュレートフィルタが通路を画成する隔壁を有
し、該隔壁が予め定められた平均細孔径の細孔を内包す
る多孔質の材料から形成されており、上記通路の端部開
口が上記平均径よりも大きいが通路の流路断面積よりも
狭い流路断面積を有する小孔となるように隔壁の端部分
が寄せ集められて該端部分同士が部分的に接続されてお
り、さらに、上記パティキュレートフィルタの圧損に関
するパラメータの値を検出するための検知手段を具備
し、該検知手段によって検知されるパラメータ値に基づ
いて微粒子によって閉塞されつつあるパティキュレート
フィルタの部位を特定することを特徴とする排気浄化装
置。