JP4453718B2 - 内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排出ガスに含まれるパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタを備える排ガス浄化装置に関し、詳しくは、パティキュレートフィルタの再生を安全に行なうことができる排ガス浄化装置に関する。
近年、環境対策として、ディーゼルエンジンから排出されるすすや未燃燃料を含む粒子状物質（パティキュレート）を低減することが、大きな課題となっている。そのため、従来より、パティキュレートを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦと称する）を備えた排ガス浄化装置を、排気管の途中に設置することが行われている。ＤＰＦは、一般に、多数の排ガス流路を有するセラミック多孔質体からなり、排ガス流路を区画する多孔質の隔壁を排出ガスが通過する際に、パティキュレートを吸着、捕集する（特許文献１等）。
特開２００２−３０９９２１
ここで、ＤＰＦに捕集されたパティキュレートが、そのまま堆積すると圧損が増大し、エンジン性能が低下するため、適正な時期にパティキュレートを燃焼除去して、ＤＰＦを再生する必要がある。ＤＰＦの再生は、バーナやヒータ等の加熱手段を設置したり、ポスト噴射等によりＤＰＦに高温の排気を導入して、ＤＰＦを昇温し、ＤＰＦに捕集されたパティキュレートを燃焼、除去することにより行われる。
ところで、ＤＰＦに一定量以上のパティキュレートが堆積した場合、ＤＰＦ温度の上昇によりパティキュレートが自然燃焼することがある。この際、運転条件によっては、パティキュレートが急速燃焼してＤＰＦ内で急発熱が起こり、ＤＰＦ温度が過度に上昇してＤＰＦを損傷させたり、ＤＰＦに触媒が担持される構造では、触媒が劣化する等の不具合が生じるおそれがあり、ＤＰＦを利用するシステムにとって大きな問題となっている。このような急発熱は、例えば、ＤＰＦ内が高温状態である時に、減速運転が行われることによって生じやすい。これは、減速時には、フューエルカットにより排気が高酸素濃度となることと、触媒保温の目的で吸気スロットルを絞る制御が一般に行われるために、低ガス流量となって温度上昇しやすくなるのが原因である。
そこで、本発明は、ＤＰＦを用いた排ガス浄化装置において、ＤＰＦ内のパティキュレートが急速燃焼するのを防止し、ＤＰＦの損傷や触媒の劣化を防止して、より安全性、耐久性に優れる排ガス浄化装置を実現することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、内燃機関の排気管内に設置されて排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタと、上記パティキュレートフィルタの再生を行う再生手段を備える内燃機関の排ガス浄化装置に、さらに、上記内燃機関の運転状態から、上記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートの急速燃焼の可能性があると判断した時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させるために、吸気量を制御する吸気スロットルの開度を通常時より開き側とする制御を行うとともに、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲバルブの開度を通常時より閉じ側とする制御を行う制御手段を設けている。
上記制御手段は、上記内燃機関がパティキュレートの急速燃焼の可能性がある運転状態となった時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる。具体的には、吸気スロットルの開度を大きくして吸気量を増大させることで、排気流量を増大させることができる。また、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲバルブの開度を通常時より閉じ側とする制御を行うようにして、ＥＧＲ通路に還流されるガス量を少なくして、排気流量を増大させることができ、これら両方の制御を組み合わせることで、排気流量をより大きくすることができ、効果的である。そして、大量のガスが流入することにより、上記パティキュレートフィルタの温度が急低下するので、パティキュレートの燃焼が防止され、上記パティキュレートフィルタや触媒の劣化を防止することができる。よって、安全で、耐久性の高い排ガス浄化装置を実現できる。
請求項２の発明では、上記制御手段は、上記内燃機関がフューエルカットを伴う減速運転の状態にある時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。好適には、請求項３の発明のように、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を設け、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上である時に、上記制御を行うとよい。
上記内燃機関がフューエルカットを伴う減速運転を行っている場合には、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあるので、ガス量を増大させる制御を行う。特に、上記パティキュレートフィルタがある温度（閾値Ｔ１）以上である場合に、上記制御を行って、上記パティキュレートフィルタの温度を低下させることで、パティキュレートの急速燃焼を防止することができる。
請求項４の発明では、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段と、上記パティキュレートフィルタによるパティキュレート捕集量を検出するＰＭ捕集量検出手段を設ける。上記制御手段は、上記内燃機関がフューエルカットを伴う減速運転の状態にあり、かつ上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、上記ＰＭ捕集量検出手段により検出される上記ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。
上記のような運転条件の時、上記ＰＭ捕集量がある量（閾値Ａ１）に達していると、パティキュレートの急速燃焼のおそれが大きくなるので、上記パティキュレートフィルタの温度と上記ＰＭ捕集量を基に、上記制御を行うかどうかを判断することで、より効果的にパティキュレートの急速燃焼を防止することができる。
請求項５の発明では、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を設ける。上記制御手段は、上記内燃機関がフューエルカットを伴う減速運転の状態にあり、かつ上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、前回の上記パティキュレートフィルタの再生処理後の総走行距離が閾値Ｄ１以上である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。
上記パティキュレートフィルタの再生を行ってからの総走行距離が、ある距離（閾値Ｄ１）以上になった場合も、パティキュレートが大量に捕集されて、急速燃焼のおそれがあると考えられる。そこで、上記ＰＭ捕集量に代えて上記総走行距離を検出し、これと上記パティキュレートフィルタの温度とを基に、上記制御を行うかどうかを判断するようにしても、同様の効果が得られる。
請求項６の発明では、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を設け、上記制御手段は、上記内燃機関がフューエルカットを伴う減速運転の状態にあり、かつ上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、前回の上記パティキュレートフィルタの再生処理後の総燃料噴射量が閾値Ｑ１以上である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。
上記パティキュレートフィルタの再生を行ってからの総燃料噴射量が、ある量（閾値Ｑ１）以上になった場合も、パティキュレートが大量に捕集されて、急速燃焼のおそれがあると考えられる。そこで、上記ＰＭ捕集量に代えて上記総走行距離を検出し、これと上記パティキュレートフィルタの温度とを基に、上記制御を行うかどうかを判断するようにしても、同様の効果が得られる。
請求項７の発明では、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、上記内燃機関の吸気量が閾値Ｇ１以下である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。
上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、パティキュレートフィルタに流入するガス量を規定する上記内燃機関の吸気量がある量（閾値Ｇ１）以下であると、パティキュレートの急速燃焼のおそれが大きくなるので、上記パティキュレートフィルタの温度と上記内燃機関の吸気量を基に、上記制御を行うかどうかを判断することで、より効果的にパティキュレートの急速燃焼を防止することができる。
請求項８の発明では、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段と、上記パティキュレートフィルタによるパティキュレート捕集量を検出するＰＭ捕集量検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、上記内燃機関の吸気量が閾値Ｇ１以下で、かつ上記ＰＭ捕集量検出手段により検出される上記ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。
上記ＰＭ捕集量がある量（閾値Ａ１）に達していると、パティキュレートの急速燃焼のおそれが大きくなるので、上記パティキュレートフィルタの温度と上記内燃機関の吸気量と上記ＰＭ捕集量を基に、上記制御を行うかどうかを判断することで、より効果的にパティキュレートの急速燃焼を防止することができる。
請求項９の発明では、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、内燃機関の始動時において、前回内燃機関の作動停止時に上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、前回内燃機関の作動停止からの経過時間が閾値τ１以下で、上記内燃機関の吸気量が閾値Ｇ１以下である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。
上記パティキュレートフィルタの温度が高温の状態で内燃機関が停止すると、その直後に再始動したときには、パティキュレートフィルタが高温のままである蓋然性が高い。すなわち、前回内燃機関の作動停止時の上記パティキュレートフィルタの温度がある温度（閾値Ｔ１）以上で、前回内燃機関の作動停止からの経過時間がある時間（閾値Ａ１）以下で、上記内燃機関の吸気量がある量（閾値Ｇ１）以下であると、パティキュレートの急速燃焼のおそれが大きくなるので、上記パティキュレートフィルタの温度と前回内燃機関の作動停止からの経過時間と上記内燃機関の吸気量と上記ＰＭ捕集量を基に、上記制御を行うかどうかを判断することで、より効果的にパティキュレートの急速燃焼を防止することができる。
請求項１０の発明では、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段と、上記パティキュレートフィルタによるパティキュレート捕集量を検出するＰＭ捕集量検出手段を備え、上記制御手段は、内燃機関の始動時において、前回内燃機関の作動停止時に上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、前回内燃機関の作動停止からの経過時間が閾値τ１以下で、上記内燃機関の吸気量が閾値Ｇ１以下で、かつ上記ＰＭ捕集量検出手段により検出される上記ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。
上記ＰＭ捕集量がある量（閾値Ａ１）に達していると、パティキュレートの急速燃焼のおそれが大きくなるので、上記パティキュレートフィルタの温度と前回内燃機関の作動停止からの経過時間と上記内燃機関の吸気量と上記ＰＭ捕集量を基に、上記制御を行うかどうかを判断することで、より効果的にパティキュレートの急速燃焼を防止することができる。
請求項１１の発明では、内燃機関の排気管内に設置されて排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタと、上記パティキュレートフィルタの再生を行う再生手段を備える内燃機関の排ガス浄化装置において、上記パティキュレートフィルタの状態から、上記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させるために、吸気量を制御する吸気スロットルの開度を通常時より開き側とする制御を行うとともに、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲバルブの開度を通常時より閉じ側とする制御を行う制御手段を設けている。
上記制御手段は、上記内燃機関の運転状態からでなく、パティキュレートの急速燃焼が発生したかどうかを直接、判断するようにしてもよい。この場合も、吸気スロットルの開度を大きくし、また、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲバルブの開度を通常時より閉じ側とする制御を組み合わせて、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させることで、パティキュレートの急速燃焼を防止して、パティキュレートフィルタや触媒の劣化を防止することができる。
請求項１２の発明のように、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）以上となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断することもできる。そして、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うことで、上記効果が得られる。
請求項１３の発明のように、具体的には、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を設け、上記制御手段により、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が急激に上昇した時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断することができる。そして、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うことで、上記効果が得られる。
請求項１４の発明では、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度の上昇率が閾値Ｔ’１以上となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。
上記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートが燃焼すると、その分、上記パティキュレートフィルタの温度が上昇する。上記パティキュレートフィルタの温度の上昇率がある値（閾値Ｔ’１）以上となると、パティキュレートの急速燃焼のおそれが大きくなるので、上記パティキュレートフィルタの温度の上昇率を基に、上記制御を行うかどうかを判断することで、より効果的にパティキュレートの急速燃焼を防止することができる。
請求項１５の発明では、上記パティキュレートフィルタの上流側および下流側の温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する温度の高さが閾値ΔＴ１以上となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。
上記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートが燃焼すると、その分、上記パティキュレートフィルタの下流側では温度が上流側に対して高くなる。上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する温度の高さがある値（閾値ΔＴ１）を越えると、パティキュレートの急速燃焼のおそれが大きくなるので、上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する温度の高さを基に、上記制御を行うかどうかを判断することで、より効果的にパティキュレートの急速燃焼を防止することができる。
請求項１６の発明のように、上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を設け、上記制御手段により、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度が閾値Ｃ１以下となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断することもできる。そして、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うようにしてもよい。
あるいは、請求項１７の発明のように、上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を設け、上記制御手段により、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度が急激に低下した時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うようにしてもよい。
具体的には、請求項１８の発明のように、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度の減少率が閾値Ｃ’１以上となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。
上記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートが燃焼すると、その分、上記パティキュレートフィルタ下流の酸素濃度が低下する。上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度の減少率がある値（閾値Ｃ’１）以上となると、パティキュレートの急速燃焼のおそれが大きくなるので、上記酸素濃度の減少率を基に、上記制御を行うかどうかを判断することで、より効果的にパティキュレートの急速燃焼を防止することができる。
請求項１９の発明では、上記パティキュレートフィルタの上流側および下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する酸素濃度の低さが閾値ΔＣ１以上となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行う。
上記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートが燃焼すると、その分、上記パティキュレートフィルタの下流側では酸素濃度が上流側に対して低くなる。上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する酸素濃度の低さがある値（閾値ΔＣ１）を越えると、パティキュレートの急速燃焼のおそれが大きくなるので、上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する酸素濃度の低さを基に、上記制御を行うかどうかを判断することで、より効果的にパティキュレートの急速燃焼を防止することができる。
あるいは、請求項２０の発明のように、上記制御手段が、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大するために、上記制御手段は、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大するために、上記内燃機関とその負荷との断接を行うクラッチが切断状態のときに内燃機関の回転数を通常時より高回転側とする制御を行うようにしてもよい。この場合も、内燃機関の吸気行程、排気行程の実行頻度が高くなり、排気流量を増大させることができる。
請求項２１記載の発明では、パティキュレートフィルタに上流側から空気を供給する空気供給手段を備え、上記制御手段は、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大するために、上記空気供給手段を作動せしめる制御を行う。
内燃機関の運転状態を実質的に変更しないので、制御が容易である。
請求項２２の発明では、上記制御手段は、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大する制御を行った結果、記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートの急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断した時に、上記ガス量を増大する制御を停止し、通常の制御に戻す。これにより、適切な時期にガス量を増大する制御を終了して、効率よい制御が可能になる。
例えば、請求項２３の発明のように、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を設け、上記制御手段にて、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が低下を開始した時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断することができる。
より具体的には、請求項２４の発明のように、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を設け、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ３（Ｔ１＞Ｔ３）以下になった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断するとよい。
あるいは、請求項２５の発明のように、上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度の上昇率が閾値Ｔ’２（Ｔ’１＞Ｔ’２）以下となった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断する。
あるいは、請求項２６の発明のように、上記パティキュレートフィルタの上流側および下流側の温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する温度の高さが閾値ΔＴ２（ΔＴ１＞ΔＴ２）以下となった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断する。
または、請求項２７の発明のように、上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を設け、上記制御手段にて、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度が上昇を開始した時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断するようにすることもできる。
より具体的には、請求項２８の発明のように、上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を設け、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度が閾値Ｃ２（Ｃ１＜Ｃ２）以上になった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断するようにすればよい。
あるいは、請求項２９の発明のように、上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度の減少率が閾値Ｃ’２（Ｃ’１＞Ｃ’２）以下となった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断する。
あるいは、請求項３０の発明のように、上記パティキュレートフィルタの上流側および下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する酸素濃度の低さが閾値ΔＣ２（ΔＣ１＞ΔＣ２）以下となった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断する。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１は本発明の排ガス浄化装置を適用したディーゼルエンジンの全体構成を示すもので、エンジン１は、各気筒に共通のコモンレール１１と、該コモンレール１１に連結されて各気筒の燃焼室にそれぞれ燃料を噴射する複数の燃料噴射弁１２を有している。エンジン１の吸気マニホールド２１は、吸気管２に連結しており、連結部に設けられる吸気スロットル２２によって、吸気流量が調整されるようになっている。
以下、本発明の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１は本発明の排ガス浄化装置を適用したディーゼルエンジンの全体構成を示すもので、エンジン１は、各気筒に共通のコモンレール１１と、該コモンレール１１に連結されて各気筒の燃焼室にそれぞれ燃料を噴射する複数の燃料噴射弁１２を有している。エンジン１の吸気マニホールド２１は、吸気管２に連結しており、連結部に設けられる吸気スロットル２２によって、吸気流量が調整されるようになっている。
エンジン１の排気マニホールド３１は、排気管３に連結しており、排気管３の途中には、ディーゼルパティキュレートフィルタ４（ＤＰＦ）が設置されている。ＤＰＦ４は公知の構成で、例えば、コーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に成形して、多孔性の隔壁で区画された多数のセルの入口または出口を互い違いに目封じしてなる。エンジンからの排出ガスは、入口側が開口しているセルからＤＰＦ４内に入り、多孔性の隔壁を通過する際にパティキュレートが捕集される。排気と接触するＤＰＦ４内表面に、パティキュレートの酸化を促進するための触媒を塗布することもできる。
排気管３には、ＤＰＦ４の上流側に、遠心過給機１３のタービン１４が設けられ、吸気管２に設けられるコンプレッサ１５とタービン軸を介して連結されている。これにより、排気の熱エネルギーを利用してタービン１４を駆動するとともに、タービン軸を介してコンプレッサ１５を駆動し、吸気管２に導入される吸気をコンプレッサ１５内で圧縮する。吸気スロットル２２上流の吸気管２内には、クーラ２３が設けられ、コンプレッサ１５で圧縮されて高温となった吸気は、ここで冷却される。
排気マニホールド３１は、ＥＧＲ通路５によって、吸気マニホールド２１と連結されており、排気の一部が、ＥＧＲ通路５を経て吸気に戻されるようになっている。ＥＧＲ通路５の、吸気マニホールド２１への出口部には、ＥＧＲ弁５１が設けられ、その開度を調節することにより吸気へ還流される排気の量を調整できるようになっている。ＥＧＲ通路５の途中には、還流されるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５２が設けられる。
排気管３には、ＤＰＦ４にて捕集されたパティキュレートの量（ＰＭ捕集量）を知るために、ＤＰＦ４の前後差圧を検出する差圧センサ６が設けられる。差圧センサ６の一端側はＤＰＦ４上流の排気管３に、他端側はＤＰＦ４下流の排気管３にそれぞれ圧力導入管を介して接続されており、ＤＰＦ４の前後差圧に応じた信号を出力するようになっている。また、ＤＰＦ４の出口部には、ＤＰＦ温度検出手段としての排気温センサ４１と、ＤＰＦ４下流の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段としての空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）４２が設置されている。これらセンサからの信号は、いずれも制御手段であるＥＣＵ７に入力される。
ＥＣＵ７には、さらに、吸気スロットル２２の開度、ＥＧＲ弁５１の弁開度、エンジン回転数、車速、アクセル開度、冷却水温、クランク位置、燃料圧等を検出する各種センサから信号が入力されて、エンジン１の運転状態を検出するようになっている。ＥＣＵ７は、運転状態に応じた最適な燃料噴射量、ＥＧＲ量を算出して、吸気スロットル２２、燃料噴射弁１２、ＥＧＲ弁５１等をフィードバック制御する。ＥＣＵ７は、また、吸気管２に導入される吸気量を検出する吸気量センサ（図示せず）と排気温センサ４１の検出値から算出される排ガス流量（体積流量）と、差圧センサ６にて検出されるＤＰＦ４の前後差圧を基に、ＰＭ捕集量を演算して（ＰＭ捕集量算出手段）、ＤＰＦ４の再生を制御する。一般に、ある排気流量に対して、ＰＭ捕集量の増加に伴い差圧が増加することから、この関係を利用してＰＭ捕集量を算出することができる。そして、算出されたＰＭ捕集量が所定値を越えた時に、ＤＰＦ４を昇温させて、パティキュレートを燃焼、除去する再生処理を行う。
ＤＰＦ４の再生手段として、具体的には、燃料噴射弁１２から燃焼室に燃料を噴射する際に、ポスト噴射や噴射時期の遅角を行う、あるいは、吸気スロットル２２を通常より閉じ側とする等により排気を昇温させる方法が採用できる。例えば、ポスト噴射や遅角を行うと、着火時期の遅れ等により、エネルギーの一部が動力に返還されずに排気の熱エネルギーになるために、通常噴射の場合の排気温度（１５０〜４００）に対し、高温（３００〜７００）の排気がＤＰＦ４内に導入される。吸気スロットル２２を閉じ側とした場合も同様で、吸気量が減少し、エンジン１の燃焼室内に流入するガスの熱容量が減少するために、排気温度が上昇する。この高温の排気により、ＤＰＦ４内に付着したパティキュレートを燃焼させ、捕集能力を回復させることができる。運転状態に応じて、複数の再生手段を使い分けたり、再生手段として、バーナやヒータといった加熱装置を用いることもできる。
ところで、パティキュレートの堆積量が比較的多く、ＤＰＦ４が高温である時に、特定の運転条件となると、パティキュレートが急速燃焼してDPF４内において急発熱するおそれがある。そこで、本実施の形態では、上述のＤＰＦ４の再生制御とは別に、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、このようなパティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断された時、具体的には、エンジン１がフューエルカットを伴う減速運転の状態にあり、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上である時に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４温度を低下させる。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図２に示す。図２中、ＥＣＵ７は、まず、ステップ１０１において、各種センサの検出値を基にエンジン１がフューエルカットを伴う減速運転を行っているかどうかを判定し、フューエルカットを伴う減速運転状態にあれば、ステップ１０２へ進む。ステップ１０２では、排気温センサ４１で検出されるＤＰＦ４の温度がパティキュレートが急速燃焼の可能性のある温度（閾値Ｔ１）以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であれば、ステップ１０３へ進む。ステップ１０１、１０２が否定判定された場合には、いずれもスタートへ戻る。
ステップ１０３では、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。具体的には、吸気スロットル２２の開度を通常時より開き側として、エンジン１に導入される吸気量を増大させるか、ＥＧＲバルブ５１の開度を通常時より閉じ側として、ＥＧＲ通路５へ還流させるＥＧＲガス量を低減することにより、ＤＰＦ４に流入する排気流量を増大させることができる。好ましくは、この両方を同時に行い、吸気スロットル２２の開度を通常時より開き側とし、かつＥＧＲバルブ５１の開度を通常時より閉じ側とする制御を行う。
フューエルカットを伴う減速運転を行うと、排気が高酸素濃度かつ低ガス流量となって、温度上昇しやすくなるが、上記制御を行って排気流量を増大させることで、ＤＰＦ４の温度を低下させることができる。この時の吸気スロットル２２の開度、またはＥＧＲバルブ５１の開度は、必要な排気流量が得られるように、適宜設定し、所定期間、その開度を維持することで、ＤＰＦ４の温度を十分低下させることができる。よって、パティキュレートが急速燃焼して急発熱を起こすおそれがなくなり、ＤＰＦ４は、上述した通常の再生制御を行うことにより、安全かつ確実に再生されるので、安全性、耐久性を大きく向上させることができる。
（第２実施形態）
ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御（ステップ１０３）としては、上記吸気スロットル２２の開度やＥＧＲバルブ５１の開度の調整に加えて、さらに他の方法を採用することもできる。これを図３に示す。ＥＣＵ７は、ステップ２０１では、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高いかどうかを判定し、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高ければ、ステップ２０２に進む。ここで、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高いかどうかは、上記図２に示した方法や後述する各実施形態の方法が用い得る。ステップ２０１が否定判定されると、ステップ２０１に戻る。
ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御（ステップ１０３）としては、上記吸気スロットル２２の開度やＥＧＲバルブ５１の開度の調整に加えて、さらに他の方法を採用することもできる。これを図３に示す。ＥＣＵ７は、ステップ２０１では、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高いかどうかを判定し、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高ければ、ステップ２０２に進む。ここで、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高いかどうかは、上記図２に示した方法や後述する各実施形態の方法が用い得る。ステップ２０１が否定判定されると、ステップ２０１に戻る。
ステップ２０２では、吸気スロットル２２の開度を通常時より開き側として、エンジン１に導入される吸気量を増大させる。続くステップ２０３では、ＥＧＲバルブ５１の開度を通常時より閉じ側として、ＥＧＲ通路５へ還流させるＥＧＲガス量を低減することにより、ＤＰＦ４に流入する排気流量を増大させる。
さらにステップ２０４では、クラッチが切断状態かどうか、すなわち、ギアがエンジン１の負荷であるドライブシャフトに繋がっていないかどうかを判定し、ステップ２０５に進む。これは例えばシフトポジションがいずれの位置であるかにより判断し得る。これが肯定判断されるのは通常アイドリング状態に切り換わるときである。ステップ２０５では、燃料噴射量を増量補正することにより回転数を通常時より上昇する制御を行う。これにより、エンジン１の吸気行程および排気行程の頻度が高くなり、ＤＰＦ４に流入する排気流量を増大させる。ステップ２０４が否定判定されると、ステップ２０５をスキップして本フローを終了する。
回転数上昇制御（ステップ２０５）は図４に示すように通常制御におけるクラッチ切断後の設定回転数に対して所定の回転数だけ、高回転数側にオフセットした回転数にするのでもよいし、図５に示すように、クラッチ切断後、上記オフセットした回転数に向かって緩い低下速度で徐々に回転数を落としていくのでもよい。後者の場合、前者に比して、クラッチ切断後の設定回転数よりも高回転で推移する期間が長くなるので、より十分にＤＰＦ４に流入する排気流量を確保することができる。あるいは、図６に示すように、徐々に回転数を落としていく時期をエンジン回転数が所定の回転数Ｎ１まで低下した時点に設定し、最初は急速にエンジン回転数が低下するようにしてもよい。この場合、高回転で推移する期間が短くなるので、高回転に基因した騒音を低減することができる。
（第３実施形態）
ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御（ステップ１０３）のさらに別の方法を採用した実施の形態を図７に示す。本実施形態は基本的な構成は図１のもの同じで、相違点は、コンプレッサ８によりＤＰＤ４にその上流側から圧縮空気を流入可能とした点である。コンプレッサ８はＥＣＵ７の制御で、所定の時期に圧縮空気がＤＰＤ４に供給される。このものでは、コンプレッサ８により供給される空気の分、ＤＰＤ４に流入するガス量が増大して、ＤＰＦ４の温度を低下させることができる。
ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御（ステップ１０３）のさらに別の方法を採用した実施の形態を図７に示す。本実施形態は基本的な構成は図１のもの同じで、相違点は、コンプレッサ８によりＤＰＤ４にその上流側から圧縮空気を流入可能とした点である。コンプレッサ８はＥＣＵ７の制御で、所定の時期に圧縮空気がＤＰＤ４に供給される。このものでは、コンプレッサ８により供給される空気の分、ＤＰＤ４に流入するガス量が増大して、ＤＰＦ４の温度を低下させることができる。
なお、上記ＤＰＦ４に流入するガス量の増大手段として、上記のスロットル開度の開き補正、ＥＧＲ開度の閉じ補正に加えて、エンジン回転数の上昇補正、コンプレッサ８による空気の供給を示したが、これらはいずれかを単独で追加実行してもよいし、上記のごとく２つないし４つを組み合わせるのでもよい。
（第４実施形態）
図８に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断された場合、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上で、かつＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上である時に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
図８に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断された場合、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上で、かつＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上である時に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図８により説明する。ＥＣＵ７は、まず、ステップ３０１において、エンジン１がフューエルカットを伴う減速運転を行っているかどうかを判定し、フューエルカットを伴う減速運転状態にあれば、ステップ３０２へ進む。ステップ３０２では、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であれば、ステップ３０３へ進む。ステップ３０３では、上述したＰＭ捕集量算出手段により算出されたＰＭ捕集量が、パティキュレートが急速燃焼の可能性のある一定量（閾値Ａ１）以上であるかどうかを判定し、ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上であれば、ステップ３０４へ進む。ステップ３０１、３０２、３０３が否定判定された場合には、いずれもスタートへ戻る。
ステップ３０４では、上記第１の実施の形態と同様にしてＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。本実施の形態では、ＰＭ捕集量が、急速燃焼の可能性のある一定量（閾値Ａ１）に達した時のみ、ガス量を増大させる制御を行うので、より効率よく上記効果が得られる。
（第５実施形態）
図９に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断された場合、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上で、かつ前回ＤＰＦ４の再生処理を行ってからの総走行距離が閾値Ｄ１以上である時に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
図９に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断された場合、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上で、かつ前回ＤＰＦ４の再生処理を行ってからの総走行距離が閾値Ｄ１以上である時に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図８により説明する。ＥＣＵ７は、まず、ステップ４０１において、エンジン１がフューエルカットを伴う減速運転を行っているかどうかを判定し、フューエルカットを伴う減速運転状態にあれば、ステップ４０２へ進む。ステップ４０２では、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であれば、ステップ４０３へ進む。ステップ４０３では、通常のＤＰＦ４の再生制御によるパティキュレートの燃焼制御が行われてからの総走行距離が、パティキュレートが急速燃焼の可能性のある一定距離（閾値Ｄ１）以上であるかどうかを判定し、総走行距離が閾値Ｄ１以上であれば、ステップ４０４へ進む。ステップ４０１、４０２、４０３が否定判定された場合には、いずれもスタートへ戻る。
ステップ４０４では、上記第１の実施の形態と同様にしてＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。前回のＤＰＦ４の再生から長期間に渡って昇温制御が行われなかった場合には、ＤＰＦ４に一定量以上のパティキュレートが堆積していると考えられ、急発熱が生じる可能性が高いので、本実施の形態のように、車両の総走行距離からＰＭ捕集量を推測するようにしてもよく、同様の効果が得られる。また、総走行距離の代わりに毎回の燃料噴射量を積算して得た総燃料噴射量を用いても同様である。
（第６実施形態）
図１０に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断された場合、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上で、かつエンジン１の吸気量が閾値Ｇ１以下である時に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。吸気量は、マスフローメータ等により検出した値や、吸気圧等の運転状態に基づいてマップから求めることができる。
図１０に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断された場合、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上で、かつエンジン１の吸気量が閾値Ｇ１以下である時に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。吸気量は、マスフローメータ等により検出した値や、吸気圧等の運転状態に基づいてマップから求めることができる。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図１０により説明する。ＥＣＵ７は、まず、ステップ５０１において、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であれば、ステップ５０２に進む。ステップ５０２では、吸気量が閾値Ｇ１以下であるかどうかを判定し、吸気量が閾値Ｇ１以下であれば、ステップ５０３に進む。ステップ５０１、５０２が否定判定された場合には、いずれもスタートへ戻る。
ステップ５０３では、上記第１の実施の形態と同様にしてＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。
吸気量が少ないと、排気が低ガス流量となる傾向を強めるので、温度上昇しやすくなる。上記制御を行って排気流量を増大させることで、ＤＰＦ４の温度を低下させることができる。この時の吸気スロットル２２の開度、またはＥＧＲバルブ５１の開度は、必要な排気流量が得られるように、適宜設定し、所定期間、その開度を維持することで、ＤＰＦ４の温度を十分低下させることができる。よって、パティキュレートが急速燃焼して急発熱を起こすおそれがなくなり、ＤＰＦ４は、上述した通常の再生制御を行うことにより、安全かつ確実に再生されるので、安全性、耐久性を大きく向上させることができる。
（第７実施形態）
図１１に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断された場合、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上で、吸気量が閾値Ｇ１以下で、かつＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上である時に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
図１１に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断された場合、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上で、吸気量が閾値Ｇ１以下で、かつＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上である時に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図１１により説明する。ＥＣＵ７は、まず、ステップ６０１において、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であれば、ステップ６０２に進む。ステップ６０２では、吸気量が閾値Ｇ１以下であるかどうかを判定し、吸気量が閾値Ｇ１以下であれば、ステップ６０３に進む。ステップ６０３では、上述したＰＭ捕集量算出手段により算出されたＰＭ捕集量が、パティキュレートが急速燃焼の可能性のある一定量（閾値Ａ１）以上であるかどうかを判定し、ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上であれば、ステップ６０４へ進む。ステップ６０１、６０２、６０３が否定判定された場合には、いずれもスタートへ戻る。
ステップ６０４では、上記第１の実施の形態と同様にしてＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。本実施の形態では、ＰＭ捕集量が、急速燃焼の可能性のある一定量（閾値Ａ１）に達した時のみ、ガス量を増大させる制御を行うので、より効率よく上記効果が得られる。
（第８実施形態）
図１２に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、ＤＰＦ温度が閾値Ｔ１以上でエンジンが停止し、その直後に再始動した場合で、吸気量が十分でない場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
図１２に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、ＤＰＦ温度が閾値Ｔ１以上でエンジンが停止し、その直後に再始動した場合で、吸気量が十分でない場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図１２により説明する。この制御はエンジン始動時、すなわちイグニッションスイッチがオンしたときに起動する。ＥＣＵ７は、ステップ７０１では、前回エンジン停止時のＤＰＦ温度が閾値Ｔ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であれば、ステップ７０２に進む。ステップ７０２では、直近のエンジン停止から今回の始動までの経過時間がτ１以下かどうかを判定し、経過時間がτ１以下であれば、ステップ７０３に進む。ステップ７０３では、吸気量が閾値Ｇ１以下であるかどうかを判定し、吸気量が閾値Ｇ１以下であれば、ステップ７０４に進む。ステップ７０１、７０２、７０３が否定判定された場合には、いずれも本フローを終了する。
ステップ７０４では、上記第１の実施の形態と同様にしてＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。本実施の形態では、ＤＰＦ温度が閾値Ｔ１以上でエンジンが停止し、ＤＰＦ４が冷めるのに十分な時間が経過する前に再始動した場合で、吸気量が十分でない場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行うので、ＰＭの急速燃焼を防止することができる。
（第９実施形態）
図１３に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、ＤＰＦ温度が閾値Ｔ１以上でエンジンが停止し、その直後に再始動した場合で、吸気量が十分でなく、かつ、急速燃焼によりＤＰＦの破損等の原因となるＰＭが過剰に堆積している場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
図１３に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、ＤＰＦ温度が閾値Ｔ１以上でエンジンが停止し、その直後に再始動した場合で、吸気量が十分でなく、かつ、急速燃焼によりＤＰＦの破損等の原因となるＰＭが過剰に堆積している場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図１３により説明する。ＥＣＵ７は、ステップ８０１では、前回エンジン停止時のＤＰＦ温度が閾値Ｔ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であれば、ステップ８０２に進む。ステップ８０２では、エンジン停止から再始動までの経過時間がτ１以下かどうかを判定し、経過時間がτ１以下であれば、ステップ８０３に進む。ステップ８０３では、吸気量が閾値Ｇ１以下であるかどうかを判定し、吸気量が閾値Ｇ１以下であれば、ステップ８０４に進む。ステップ８０４では、上述したＰＭ捕集量算出手段により算出されたＰＭ捕集量が、パティキュレートが急速燃焼の可能性のある一定量（閾値Ａ１）以上であるかどうかを判定し、ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上であれば、ステップ８０５へ進む。ステップ８０１、８０２、８０３、８０４が否定判定された場合には、いずれも本フローを終了する。
ステップ８０５では、上記第１の実施の形態と同様にしてＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。本実施の形態では、ＰＭ捕集量が、急速燃焼の可能性のある一定量（閾値Ａ１）に達した時のみ、ガス量を増大させる制御を行うので、より効率よく上記効果が得られる。
（第１０実施形態）
図１４に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。上記各実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断された時に、ＤＰＦ４に流入されるガス量を増大するようにしたが、本実施の形態では、実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時に、上記制御を行うようにする。
図１４に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。上記各実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断された時に、ＤＰＦ４に流入されるガス量を増大するようにしたが、本実施の形態では、実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時に、上記制御を行うようにする。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図１４により説明する。ＥＣＵ７は、まず、ステップ９０１において、パティキュレートの急速燃焼が発生したかどうかを判断する。肯定判断されると、ステップ９０２へ進む。
ステップ９０２では、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させるために、吸気スロットル２２の開度を通常時よりも増加させる制御およびＥＧＲ開度を通常よりも閉じ側とする制御を行う。これにより、エンジン１に導入される吸気流量が増大し、これに伴って多量の排気がＤＰＦ４に流入して熱を奪うために、パティキュレートの燃焼が維持できなくなり、燃焼が停止する。このように、ＤＰＦ４温度や酸素濃度の変化から、急速燃焼が発生したかどうかを判断することができ、流入ガス量を増大させる制御を行うことで、確実に急速燃焼を停止させて、安全性を高めることができる。
（第１１実施形態）
パティキュレートの急速燃焼が発生したかどうかの判断処理（ステップ９０１）の内容の異なる別の実施の形態について以下に説明する。ＥＣＵ７で実行される制御を図１５に示す。ＥＣＵ７は、ステップ１００１では、ＤＰＦ温度が上昇し、ＤＰＦ温度が閾値Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ２以上であれば、ステップ１００２に進む。ステップ１００１が否定判定された場合にはスタートへ戻る。
パティキュレートの急速燃焼が発生したかどうかの判断処理（ステップ９０１）の内容の異なる別の実施の形態について以下に説明する。ＥＣＵ７で実行される制御を図１５に示す。ＥＣＵ７は、ステップ１００１では、ＤＰＦ温度が上昇し、ＤＰＦ温度が閾値Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ２以上であれば、ステップ１００２に進む。ステップ１００１が否定判定された場合にはスタートへ戻る。
ステップ１００２では、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。ガス量の増大制御は上記第１の実施の形態に示したごとく、種々の方法が採用し得る。
急速燃焼が発生している蓋然性の高い温度になると、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行うので、ＰＭの急速燃焼が拡大するのを防止することができる。
（第１２実施形態）
図１６に実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時にＤＰＦ４に流入するガス量を増大するようにした内燃機関の排ガス浄化装置の別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＤＰＦの温度の時間に対する上昇率（以下、適宜、ＤＰＦ温度上昇率という）が閾値Ｔ’１以上の場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
図１６に実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時にＤＰＦ４に流入するガス量を増大するようにした内燃機関の排ガス浄化装置の別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＤＰＦの温度の時間に対する上昇率（以下、適宜、ＤＰＦ温度上昇率という）が閾値Ｔ’１以上の場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図１６により説明する。ＥＣＵ７は、ステップ１０１１では、ＤＰＦ温度上昇率が閾値Ｔ’１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ温度上昇率が閾値Ｔ’１以上であれば、ステップ１０１２に進む。ここで、ＤＰＦ温度上昇率は、例えば、周期的にＥＣＵ７に取り込まれるＤＰＦ温度の差分から求める。ステップ１０１１が否定判定された場合には、スタートへ戻る。
ステップ１０１２では、上記第１の実施の形態と同様にしてＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。
急速燃焼が開始されると、排ガスが大量の燃焼熱を受熱するので、ＤＰＦ温度は急速に上昇する。ＤＰＦ温度上昇率が閾値Ｔ’１以上になると、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行うので、ＰＭの急速燃焼が拡大するのを防止することができる。
（第１３実施形態）
図１７に実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時にＤＰＦ４に流入するガス量を増大するようにした内燃機関の排ガス浄化装置の別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、基本的には上記第１の実施の形態と同じである。相違点は、ＤＰＦ４の下流側に加えて上流側にも温度センサ４１ａを設けた点である。本実施の形態では、ＤＰＦ４の上流側の温度（以下、適宜、ＤＰＦ入ガス温度という）に対するＤＰＦ４の下流側の温度（以下、適宜、ＤＰＦ出ガス温度という）の高さ（＝ＤＰＦ出ガス温度−ＤＰＦ入ガス温度、適宜、ＤＰＦ出入口温度差という）が閾値ΔＴ１以上の場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
図１７に実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時にＤＰＦ４に流入するガス量を増大するようにした内燃機関の排ガス浄化装置の別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、基本的には上記第１の実施の形態と同じである。相違点は、ＤＰＦ４の下流側に加えて上流側にも温度センサ４１ａを設けた点である。本実施の形態では、ＤＰＦ４の上流側の温度（以下、適宜、ＤＰＦ入ガス温度という）に対するＤＰＦ４の下流側の温度（以下、適宜、ＤＰＦ出ガス温度という）の高さ（＝ＤＰＦ出ガス温度−ＤＰＦ入ガス温度、適宜、ＤＰＦ出入口温度差という）が閾値ΔＴ１以上の場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図１８により説明する。ＥＣＵ７は、ステップ１０２１では、ＤＰＦ出入口温度差が閾値ΔＴ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ出入口温度差が閾値ΔＴ１以上であれば、ステップ１０２２に進む。ステップ１０２１が否定判定された場合には、スタートへ戻る。
ステップ１０２２では、上記第１の実施の形態と同様にしてＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。
急速燃焼が開始されると、その燃焼熱でＤＰＦ出ガス温度はＤＰＦ入ガス温度に対して相当程度上昇する。温度差が閾値ΔＴ１以上になると、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行うので、ＰＭの急速燃焼が拡大するのを防止することができる。
（第１４実施形態）
図１９に実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時にＤＰＦ４に流入するガス量を増大するようにした内燃機関の排ガス浄化装置の別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＤＰＦ４の下流側の酸素濃度（以下、適宜ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度という）が、パティキュレートが急速燃焼を開始したとみなせる一定濃度（閾値Ｃ１）以下の場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
図１９に実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時にＤＰＦ４に流入するガス量を増大するようにした内燃機関の排ガス浄化装置の別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＤＰＦ４の下流側の酸素濃度（以下、適宜ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度という）が、パティキュレートが急速燃焼を開始したとみなせる一定濃度（閾値Ｃ１）以下の場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図１９により説明する。ＥＣＵ７は、ステップ１０３１では、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度が閾値Ｃ１以下であるかどうかを判定し、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度が閾値Ｃ１以下であれば、ステップ１０３２に進む。ステップ１０３１が否定判定された場合には、スタートへ戻る。
ステップ１０３２では、上記第１の実施の形態と同様にしてＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。
急速燃焼の開始によりＤＰＦ下流の酸素濃度は急速に低下する。急速燃焼が発生している蓋然性の高い濃度になると、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行うので、ＰＭの急速燃焼が拡大するのを防止することができる。
（第１５実施形態）
図２０に実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時にＤＰＦ４に流入するガス量を増大するようにした内燃機関の排ガス浄化装置の別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度の減少率が閾値Ｃ’１以上の場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
図２０に実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時にＤＰＦ４に流入するガス量を増大するようにした内燃機関の排ガス浄化装置の別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度の減少率が閾値Ｃ’１以上の場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図２０により説明する。ＥＣＵ７は、ステップ１０４１では、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度減少率が閾値Ｃ’１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度減少率が閾値Ｃ’１以上であれば、ステップ１０４１に進む。ここで、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度減少率は、例えば、周期的にＥＣＵ７に取り込まれるＤＰＦ出ガスＯ2 濃度の、相前後して取り込まれる取り込み値の差分から求める。ステップ１０４１が否定判定された場合には、スタートへ戻る。
ステップ１０４２では、上記第１の実施の形態と同様にしてＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。
急速燃焼が開始されると、その燃焼で大量の酸素が消費されて、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度が急速に低下する。ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度減少率が閾値Ｃ’１以上になると、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行うので、ＰＭの急速燃焼が拡大するのを防止することができる。
（第１６実施形態）
図２１に実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時にＤＰＦ４に流入するガス量を増大するようにした内燃機関の排ガス浄化装置の別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、基本的には上記第１の実施の形態と同じである。相違点は、ＤＰＦ４の下流側に加えて上流側にもＡ／Ｆセンサ４２ａを設けた点である。本実施の形態では、ＤＰＦ４の上流側の酸素濃度（以下、適宜、ＤＰＦ入ガスＯ2 濃度という）のＤＰＦ出ガスＯ2 濃度に対する低さ（＝ＤＰＦ入ガスＯ2 濃度−ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度。以下、適宜、ＤＰＦ出入口Ｏ2 濃度差という）が閾値トＣ１以上の場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
図２１に実際にパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時にＤＰＦ４に流入するガス量を増大するようにした内燃機関の排ガス浄化装置の別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、基本的には上記第１の実施の形態と同じである。相違点は、ＤＰＦ４の下流側に加えて上流側にもＡ／Ｆセンサ４２ａを設けた点である。本実施の形態では、ＤＰＦ４の上流側の酸素濃度（以下、適宜、ＤＰＦ入ガスＯ2 濃度という）のＤＰＦ出ガスＯ2 濃度に対する低さ（＝ＤＰＦ入ガスＯ2 濃度−ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度。以下、適宜、ＤＰＦ出入口Ｏ2 濃度差という）が閾値トＣ１以上の場合に、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行う。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図２２により説明する。ＥＣＵ７は、ステップ１０５１では、ＤＰＦ出入口Ｏ2 濃度差が閾値ΔＣ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ出入口Ｏ2 濃度差が閾値ΔＣ１以上であれば、ステップ１０５２に進む。ステップ１０５１が否定判定された場合には、スタートへ戻る。
ステップ１０５２では、上記第１の実施の形態と同様にしてＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行って、ＤＰＦ４の温度を低下させる。
急速燃焼が開始されると、その燃焼で大量の酸素が消費されて、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度がＤＰＦ入ガスＯ2 濃度に対し相当程度低下する。濃度差が閾値ΔＣ１以上になると、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を行うので、ＰＭの急速燃焼が拡大するのを防止することができる。
上記各実施形態では、ガス量を増大することで、パティキュレートの急速燃焼に基因したＤＰＦ４の破損等を防止する。図２３はＤＰＦに流入するガス量と、ＰＭ急速燃焼発生時のＤＰＦ内最高到達温度の関係の一例を示すもので、ＤＰＦ内最高到達温度はＤＰＦ流入ガス量が多いほど抑制され、ＤＰＦ４の破損等を防止する効果が高いことが分かる。
（第１７実施形態）
図２４に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断して、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、ＤＰＦ４の温度が低下しはじめたら、具体的には、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ３（Ｔ１＞Ｔ３）以下となったら、通常の制御に戻す。
図２４に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断して、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、ＤＰＦ４の温度が低下しはじめたら、具体的には、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ３（Ｔ１＞Ｔ３）以下となったら、通常の制御に戻す。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図２４により説明する。図２４において、ＥＣＵ７は、まず、ステップ１０６１において、エンジン１がフューエルカットを伴う減速運転を行っているかどうかを判定し、フューエルカットを伴う減速運転状態にあれば、ステップ１０６２へ進む。ステップ１０６２では、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であれば、ステップ１０６３へ進む。ステップ５０３では、ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上であるかどうかを判定し、ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上であれば、ステップ１０６４へ進む。ステップ１０６１、１０６２、１０６３が否定判定された場合には、いずれもスタートへ戻る。
ステップ１０６４では、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させるために、吸気スロットル２２の開度を通常時よりも増加させる制御およびＥＧＲ開度を通常よりも閉じ側とする制御を行い、ＤＰＦ４温度を低下させる。次いで、ステップ１０６５に進んで、ＤＰＦ４の温度が、パティキュレートが急速燃焼の可能性のない温度（閾値Ｔ３：Ｔ１＞Ｔ３）以下であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ３以下であれば、ステップ１０６６へ進む。ステップ１０６６で、吸気スロットル２２の開度を通常時の開度に戻し、本処理を終了する。このように、ＤＰＦ４の温度を基に吸気スロットル２２の開度およびＥＧＲ開度を制御することで、より効率よく、かつ安全な制御が可能になる。
本実施形態は、ガス量を増大する制御として、吸気スロットル２２の開度を開き側に補正する方法の他、上記の他の方法をとるものにおいても適用可能である。
（第１８実施形態）
図２５に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断して、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、ＤＰＦ４出ガス温度の上昇が収束しはじめたら、具体的には、ＤＰＦ出ガス温度の上昇率が閾値Ｔ’２（Ｔ’１＞Ｔ’２）以下となったら、通常の制御に戻す。
図２５に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断して、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、ＤＰＦ４出ガス温度の上昇が収束しはじめたら、具体的には、ＤＰＦ出ガス温度の上昇率が閾値Ｔ’２（Ｔ’１＞Ｔ’２）以下となったら、通常の制御に戻す。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図２５により説明する。図２５において、ＥＣＵ７は、まず、ステップ１０７１において、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高いかどうかを判定し、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高ければ、ステップ１０７２へ進む。ステップ１０７１が否定判定されると、ステップ１０７１に戻る。ステップ１０７２では、ＤＰＦガス流量増大制御を行う。
続くステップ１０７３では、ＤＰＦ出ガス温度の上昇率が閾値Ｔ’２以下であるかどうかを判定し、ＤＰＦ出ガス温度の上昇率が閾値Ｔ’２以下であれば、ステップ１０７４へ進む。ステップ１０７３が否定判定されると、ステップ１０７３に戻る。ステップ１０７４では、ＤＰＦガス流量増大制御を終了する。
（第１９実施形態）
図２６に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記図１６のものと同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＤＰＦ４の状態、例えば、ＤＰＦ温度や吸気量から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断して、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、ＤＰＦ４におけるガスに対する加熱が収束しはじめたら、具体的には、ＤＰＦ出入口ガス温度差が閾値ΔＴ２（ΔＴ１＞ΔＴ２）以下となったら、通常の制御に戻す。
図２６に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記図１６のものと同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＤＰＦ４の状態、例えば、ＤＰＦ温度や吸気量から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断して、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、ＤＰＦ４におけるガスに対する加熱が収束しはじめたら、具体的には、ＤＰＦ出入口ガス温度差が閾値ΔＴ２（ΔＴ１＞ΔＴ２）以下となったら、通常の制御に戻す。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図２６により説明する。図２６において、ＥＣＵ７は、まず、ステップ１０８１において、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高いかどうかを判定し、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高ければ、ステップ１０８２へ進む。ステップ１０８１が否定判定されると、ステップ１０８１に戻る。ステップ１０８２では、ＤＰＦガス流量増大制御を行う。
続くステップ１０８３では、ＤＰＦ出入口ガス温度差が閾値ΔＴ２以下であるかどうかを判定し、ＤＰＦ出入口ガス温度差が閾値ΔＴ２以下であれば、ステップ１０８４へ進む。ステップ１０８３が否定判定されると、ステップ１０８３に戻る。ステップ１０８４では、ＤＰＦ流入ガス量増大制御を終了する。
（第２０実施形態）
図２７に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断されて、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、Ａ／Ｆセンサ４２により検出されるＤＰＦ４の下流側の酸素濃度が上昇しはじめたら、具体的には、酸素濃度が閾値Ｃ２（Ｃ１＜Ｃ２）以上となったら、通常の制御に戻す。
図２７に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記第１の実施の形態と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断されて、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、Ａ／Ｆセンサ４２により検出されるＤＰＦ４の下流側の酸素濃度が上昇しはじめたら、具体的には、酸素濃度が閾値Ｃ２（Ｃ１＜Ｃ２）以上となったら、通常の制御に戻す。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図２７により説明する。図２７において、ＥＣＵ７は、まず、ステップ１０９１において、エンジン１がフューエルカットを伴う減速運転を行っているかどうかを判定し、フューエルカットを伴う減速運転状態にあれば、ステップ１０９２へ進む。ステップ１０９２では、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の温度が閾値Ｔ１以上であれば、ステップ１０９３へ進む。ステップ１０９３では、ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上であるかどうかを判定し、ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上であれば、ステップ１０９４へ進む。ステップ１０９１、１０９２、１０９３が否定判定された場合には、いずれもスタートへ戻る。
ステップ１０９４では、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させるために、吸気スロットル２２の開度を通常時よりも増加させる制御およびＥＧＲ開度を通常よりも閉じ側とする制御を行い、ＤＰＦ４温度を低下させる。次いで、ステップ６０５に進んで、ＤＰＦ４下流の酸素濃度が、パティキュレートが急速燃焼の可能性のない一定濃度（閾値Ｃ２）以上であるかどうかを判定し、ＤＰＦ４の下流の酸素濃度が閾値C２以上であれば、ステップ１０９６へ進む。ステップ１０９６で、吸気スロットル２２の開度を通常時の開度に戻し、本処理を終了する。このように、ＤＰＦ４下流の酸素濃度を基に吸気スロットル２２の開度およびＥＧＲ開度を制御することで、より効率よく、かつ安全な制御が可能になる。
（第２１実施形態）
図２８に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記図１のものと同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＤＰＦ４の状態、例えば、ＤＰＦ温度や吸気量から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断して、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、ＤＰＦ４出ガスＯ2 濃度の減少が収束しはじめたら、具体的には、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度の減少率が閾値Ｃ’２（Ｃ’１＞Ｃ’２）以下となったら、通常の制御に戻す。
図２８に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記図１のものと同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＤＰＦ４の状態、例えば、ＤＰＦ温度や吸気量から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断して、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、ＤＰＦ４出ガスＯ2 濃度の減少が収束しはじめたら、具体的には、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度の減少率が閾値Ｃ’２（Ｃ’１＞Ｃ’２）以下となったら、通常の制御に戻す。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図２８により説明する。図２８において、ＥＣＵ７は、まず、ステップ１１０１において、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高いかどうかを判定し、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高ければ、ステップ１１０２へ進む。ステップ１１０１が否定判定されると、ステップ１１０１に戻る。ステップ１１０２では、ＤＰＦガス流量増大制御を行う。
続くステップ１１０３では、ＤＰＦ出ガス温度の上昇率が閾値Ｃ’２以下であるかどうかを判定し、ＤＰＦ出ガスＯ2 濃度の減少率が閾値Ｃ’２以下であれば、ステップ１１０４へ進む。ステップ１１０３が否定判定されると、ステップ１１０３に戻る。ステップ１１０４では、ＤＰＦ出ガス流量増大制御を終了する。
（第２２実施形態）
図２９に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記図２１と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断して、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、ＤＰＦ４における燃焼が収束しはじめたら、具体的には、ＤＰＦ出入口Ｏ2 濃度差が閾値ΔＣ２（ΔＣ１＞ΔＣ２）以下となったら、通常の制御に戻す。
図２９に本発明のさらに別の実施の形態を示す。本実施の形態における排ガス浄化装置の全体構成は、上記図２１と同じであり、図示を省略する。本実施の形態では、ＥＣＵ７により検出されるエンジン１の運転状態から、パティキュレートの急速燃焼のおそれがあると判断して、ＤＰＦ４に流入するガス量を増大させる制御を開始した後、ＤＰＦ４における燃焼が収束しはじめたら、具体的には、ＤＰＦ出入口Ｏ2 濃度差が閾値ΔＣ２（ΔＣ１＞ΔＣ２）以下となったら、通常の制御に戻す。
この時のＥＣＵ７の制御のフローチャートを図２９により説明する。図２９において、ＥＣＵ７は、まず、ステップ１２０１において、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高いかどうかを判定し、ＰＭ急速燃焼が発生する可能性が高ければ、ステップ１２０２へ進む。ステップ１２０１が否定判定されると、ステップ１２０１に戻る。ステップ１２０２では、ＤＰＦガス流量増大制御を行う。
続くステップ１２０３では、ＤＰＦ出入口Ｏ2 濃度差が閾値ΔＣ２以下であるかどうかを判定し、ＤＰＦ出入口Ｏ2 濃度差が閾値ΔＣ２以下であれば、ステップ１２０４へ進む。ステップ１２０３が否定判定されると、ステップ１２０３に戻る。ステップ１２０４では、ＤＰＦ出ガス流量増大制御を終了する。
以上のように、本発明によれば、パティキュレートの急速燃焼の可能性のある時、または、急速燃焼が発生した時に、ＤＰＦ４に流入するガス量を積極的に増大させることで、ＤＰＦ４の損傷等の不具合を回避することができる。なお、上記各実施の形態において、ＥＣＵ７のＰＭ捕集量算出手段は、ＤＰＦ４前後の圧力差を検出する差圧センサ６の検出結果を基にＰＭ捕集量を算出するようにしたが、ＤＰＦ４の上流圧力を検出する圧力センサを設けて、その検出結果を基にＰＭ捕集量を算出することもできる。
また、ＰＭ急速燃焼のおそれがあるかどうか、また、ＰＭ急速燃焼が発生しているかどうかを判定するための閾値Ｔ１等は、固定ではなく、エンジン１の運転状態、例えば、ＤＰＦ温度、エンジン回転数、噴射量、吸気量等に応じて可変とすることもできる。これらの相違でエンジン１から排出されてＤＰＦに流入するガスの状態が異なるからである。
１ エンジン（内燃機関）
１１ コモンレール
１２ 燃焼噴射弁
２ 吸気管
２１ 吸気マニホールド
２２ 吸気スロットル
３ 吸気管
３１ 排気マニホールド
４ ＤＰＦ（パティキュレートフィルタ）
４１ 排気温センサ（ＤＰＦ温度検出手段）
４１ａ 排気温センサ（ＤＰＦ温度検出手段）
４２ Ａ／Ｆセンサ（酸素濃度検出手段）
４２ａ Ａ／Ｆセンサ（酸素濃度検出手段）
５ ＥＧＲ通路
５１ ＥＧＲバルブ
６ 差圧センサ
７ ＥＣＵ（制御手段）
８ コンプレッサ（空気供給手段）
１１ コモンレール
１２ 燃焼噴射弁
２ 吸気管
２１ 吸気マニホールド
２２ 吸気スロットル
３ 吸気管
３１ 排気マニホールド
４ ＤＰＦ（パティキュレートフィルタ）
４１ 排気温センサ（ＤＰＦ温度検出手段）
４１ａ 排気温センサ（ＤＰＦ温度検出手段）
４２ Ａ／Ｆセンサ（酸素濃度検出手段）
４２ａ Ａ／Ｆセンサ（酸素濃度検出手段）
５ ＥＧＲ通路
５１ ＥＧＲバルブ
６ 差圧センサ
７ ＥＣＵ（制御手段）
８ コンプレッサ（空気供給手段）
Claims (30)
- 内燃機関の排気管内に設置されて排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタと、上記パティキュレートフィルタの再生を行う再生手段を備える内燃機関の排ガス浄化装置において、 上記内燃機関の運転状態から、上記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートの急速燃焼の可能性があると判断した時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させるために、吸気量を制御する吸気スロットルの開度を通常時より開き側とする制御を行うとともに、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲバルブの開度を通常時より閉じ側とする制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記制御手段は、上記内燃機関がフューエルカットを伴う減速運転の状態にある時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段と、上記パティキュレートフィルタによるパティキュレート捕集量を検出するＰＭ捕集量検出手段を備え、上記制御手段は、上記内燃機関がフューエルカットを伴う減速運転の状態にあり、かつ上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、上記ＰＭ捕集量検出手段により検出される上記ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記内燃機関がフューエルカットを伴う減速運転の状態にあり、かつ上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、前回の上記パティキュレートフィルタの再生処理後の総走行距離が閾値Ｄ１以上である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記内燃機関がフューエルカットを伴う減速運転の状態にあり、かつ上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、前回の上記パティキュレートフィルタの再生処理後の総燃料噴射量が閾値Ｑ１以上である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、上記内燃機関の吸気量が閾値Ｇ１以下である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段と、上記パティキュレートフィルタによるパティキュレート捕集量を検出するＰＭ捕集量検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、上記内燃機関の吸気量が閾値Ｇ１以下で、かつ上記ＰＭ捕集量検出手段により検出される上記ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、内燃機関の始動時において、前回内燃機関の作動停止時に上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、前回内燃機関の作動停止からの経過時間が閾値τ１以下で、上記内燃機関の吸気量が閾値Ｇ１以下である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段と、上記パティキュレートフィルタによるパティキュレート捕集量を検出するＰＭ捕集量検出手段を備え、上記制御手段は、内燃機関の始動時において、前回内燃機関の作動停止時に上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ１以上で、前回内燃機関の作動停止からの経過時間が閾値τ１以下で、上記内燃機関の吸気量が閾値Ｇ１以下で、かつ上記ＰＭ捕集量検出手段により検出される上記ＰＭ捕集量が閾値Ａ１以上である時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 内燃機関の排気管内に設置されて排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタと、上記パティキュレートフィルタの再生を行う再生手段を備える内燃機関の排ガス浄化装置において、 上記パティキュレートフィルタの状態から、上記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートの急速燃焼が発生したと判断した時に、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させるために、吸気量を制御する吸気スロットルの開度を通常時より開き側とする制御を行うとともに、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲバルブの開度を通常時より閉じ側とする制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）以上となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が急激に上昇した時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度の上昇率が閾値Ｔ’１以上となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１３記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの上流側および下流側の温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する温度の高さが閾値ΔＴ１以上となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度が閾値Ｃ１以下となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度が急激に低下した時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度の減少率が閾値Ｃ’１以上となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１７記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの上流側および下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する酸素濃度の低さが閾値ΔＣ１以上となった時に、上記パティキュレートの急速燃焼が発生したと判断して、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大させる制御を行うものである請求項１１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記制御手段は、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大するために、上記内燃機関とその負荷との断接を行うクラッチが切断状態のときに内燃機関の回転数を通常時より高回転側とする制御を行うものである請求項１ないし１９のいずれか記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- パティキュレートフィルタに上流側から空気を供給する空気供給手段を備え、上記制御手段は、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大するために、上記空気供給手段を作動せしめる制御を行うものである請求項１ないし１９記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記制御手段は、上記パティキュレートフィルタに流入するガス量を増大する制御を行った結果、上記パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートの急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断した時に、上記ガス量を増大する制御を停止し、通常の制御に戻すものである請求項１ないし２１のいずれか記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が低下を開始した時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断するものである請求項２２記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度が閾値Ｔ３（Ｔ１＞Ｔ３）以下になった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断するものである請求項２２記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの温度の上昇率が閾値Ｔ’２（Ｔ’１＞Ｔ’２）以下となった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断するものである請求項２２記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの上流側および下流側の温度を検出するＤＰＦ温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記ＤＰＦ温度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する温度の高さが閾値ΔＴ２（ΔＴ１＞ΔＴ２）以下となった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断するものである請求項２２記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度が上昇を開始した時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断するものである請求項２２記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度が閾値Ｃ２（Ｃ１＜Ｃ２）以上になった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断するものである請求項２２記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の酸素濃度の減少率が閾値Ｃ’２（Ｃ’１＞Ｃ’２）以下となった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断するものである請求項２２記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの上流側および下流側の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段により検出される上記パティキュレートフィルタの下流側の上流側に対する酸素濃度の低さが閾値ΔＣ２（ΔＣ１＞ΔＣ２）以下となった時に、急速燃焼の可能性がなくなった、あるいは急速燃焼が停止したと判断するものである請求項２２記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
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