WO2002090731A1

WO2002090731A1 - Dispositif de regulation d'emission de gaz polluants

Info

Publication number: WO2002090731A1
Application number: PCT/JP2002/001499
Authority: WO
Inventors: Koichiro Nakatani; Toshiaki Tanaka; Shinya Hirota; Kazuhiro Itoh; Takamitsu Asanuma
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2002-11-14
Also published as: DE60207064T2; KR100517191B1; EP1382811A4; EP1382811B1; EP1382811A1; JP3707395B2; CN1254605C; CZ20024051A3; AU2002233656B2; CA2415296A1; CA2415296C; PL358130A1; US6820418B2; HUP0301462A2; KR20030013458A; DE60207064D1; CZ298168B6; ES2250610T3; CN1462332A; US20030172642A1

Description

明細書排気ガス浄化装置技術分野

本発明は排気ガス浄化装置に関する。背景技術

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。この場合、捕集された微粒子を着火燃焼させるにはかなりの高温とかなりの時間を要する。

一方、空燃比がリーンのときには N O_x を吸収し空燃比をリッチにすると吸収した NO_x を放出し還元する NO_x 吸収剤をパティキユレ一トフィルタ上に担持した内燃機関が公知である（特開平 6 — 1 5 9 0 3 7号公報参照）。この内燃機関では通常リ一ン空燃比のもとで機関が運転され、 NO_x 吸収剤に吸収されている N O_x 量が許容値を越えると NO_x 吸収剤から NO_x を放出させるために空燃比が一時的にリツチされる。

NO_x 吸収剤から NO_x が放出され還元されると N O_x の還元時に発生する熱によってパティキュレートフィルタの温度が上昇する。そこでこの内燃機関の一例では NO_x の放出完了時に空燃比を再びリーンに戻し、このときパティキュレートフィルタの温度が上昇していることを利用してパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子を燃焼せしめるようにしている。また、他の例では N O _x 吸収剤から N O _xを放出すべきときにパティキュレートフィルタ上流の排圧がー定圧を越えていないときには空燃比を単にリッチにし、パティキュレートフィルタ上流の排圧がー定圧を越えているときには空燃比をリッチして N O _x 吸収剤から N O _x を放出させた後に空燃比をリーンにしてパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子を燃焼せしめるようにしている。

ところで前述したように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にはかなりの高温とかなりの時間を要する。この場合、パティキュレートフィルタの温度を堆積微粒子が着火燃焼する温度まで上昇させるには外部からエネルギを供給しなければならず、そのために通常は追加の燃料を供給したり或いは電気ヒータを用いてパティキュレートフィルタの温度を上昇させるようにしている。従って微粒子の燃焼に時間を要するとそれだけ余分なエネルギが必要となり、この余分なエネルギの消費量を低減するには微粒子の燃焼に要する時間をできるだけ短縮する必要がある。このような観点から堆積した微粒子の性質を研究した結果、堆積した微粒子の性質が次第に明らかになつてきた。詳細については後に述べるが簡単に言うとパティキュレートフィルタ上での微粒子の堆積時間が長くなれば長くなるほど堆積した微粒子は酸化しづらくなり、その結果堆積した微粒子を着火燃焼させるのにかなりの高温とかなりの時間を要することが判明したのである。即ち、堆積した微粒子が酸化しづらくなつたときに微粒子の性質を酸化しゃすい性質に変化させることができれば微粒子の燃焼に要する時間を短縮できることが判明したのである。

そこでこの点に関し更に研究を進めた結果、空燃比を一時的にリツチにすれば堆積した微粒子の性質を酸化しゃすい性質に変化させうることが判明した。即ち、堆積した微粒子が酸化しづらくなつたときには空燃比を一時的にリツチにすれば微粒子は酸化しゃすくなり、斯くして微粒子の燃焼に要する時間を短縮できることが判明したのである。

前述した公知の内燃機関では N O _x 吸収剤から N O _x を放出するために空燃比が時折一時的にリツチにされ、従って空燃比の変化パターンは本発明と類似している。しかしながらこの公知の内燃機関では N O _x 吸収剤の N O _x 吸収量が許容量を越えたときに空燃比が一時的にリツチにされるのに対して、本発明では堆積した微粒子が酸化しづらくなつたときに空燃比が一時的にリッチされ、空燃比をリツチにする目的が異なっているばかりでなく、リツチにするタイミングも異なっている。即ち、 N O _x 吸収剤から N O _x を放出するタイミングでリツチにしても堆積した微粒子を必ずしも良好に酸化しゃすい状態に変化させ続けることはできない。発明の開示

本発明の目的は、パティキュレートフィルタ上に推積した微粒子を短時間で燃焼させることができる排気ガス浄化装置を提供することにある。

本発明の第 1の側面によれば、機関排気通路内に排気ガス中の微粒子を捕集し除去するためのパティキュレートフィルタが配置され、リーン空燃比のもとで継続して燃焼が行われる内燃機関において、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したか否かを予測する予測手段と、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと予測されたときにはパティキユレ一トフィルタ上に堆積した微粒子の性質を酸化しゃすい性質に変化させるためにパティキュレートフィルタに流入する排気ガスの空燃比を一時的にリーンからリツチに切換える空燃比切換手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否かを判定する判定手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたときにはパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子を酸化除去するためにリーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタの温度を上昇させる温度制御手段とを具備した排気ガス浄化装置が提供される。

本発明の第 2の側面によれば、機関排気通路内に排気ガス中の微粒子を捕集し除去するためのパティキュレートフィルタが配置され、リーン空燃比のもとで継続して燃焼が行われる内燃機関において、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したか否かを判定する第 1の判定手段と、パティキユレ一トフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと判定されたときにはパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質を酸化しゃすい性質に変化させるためにパティキュレートフィルタに流入する排気ガスの空燃比を一時的にリーンからリツチに切換える空燃比切換手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否かを判定する第 2の判定手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたときにはパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子を酸化除去するためにリーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタの温度を上昇させる温度制御手段とを具備した排気ガス浄化装置が提供される。

本発明の第 3の側面によれば、機関排気通路内に排気ガス中の微粒子を捕集し除去するためのパティキュレートフィルタが配置され、リーン空燃比のもとで継続して燃焼が行われる内燃機関において、パティキユレ一トフィルタに流入する排気ガスの空燃比を一時的にリーンからリッチに切換え可能な空燃比切換手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否かを判定する判定手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたときにはパティキユレ一トフィルタ上に堆積した微粒子の性質を酸化しゃすい性質に変化させるためにパティキュレートフィルタに流入する排気ガスの空燃比を一時的にリーンからリツチに切換えた後、パティキユレートフィルタ上に堆積した微粒子を酸化除去するためにリーン空燃比のもとでパティキユレ一トフィルタの温度を上昇させる温度制御手段とを具備した排気ガス浄化装置が提供される。図面の簡単な説明

図 1は内燃機関の全体図、図 2 A， 2 Bはパティキュレートフィルタを示す図、図 3 A， 3 Bは微粒子の酸化性の変化を示す図、図 4は運転制御の一例を示す図、図 5は運転制御の他の例を示す図、図 6は噴射制御を説明するための図、図 7は微粒子酸化性の低下量を示す図、図 8は機関の運転を制御するためのフローチャート、図 9は酸化除去可能微粒子量とパティキュレートフィルタの温度との関係を示す図、図 1 0は堆積微粒子の状態を説明するための図、図 1 1 A , 1 1 Bは堆積微粒子の状態を説明するための図、図 1 2 A ， 1 2 Bは堆積微粒子の状態を説明するための図、図 1 3は時間△ t を示す図、図 1 4 A， 1 4 Bは排出微粒子量を示す図、図 1 5 , 1 6は機関の運転を制御するためのフローチャート、図 1 7 A， 1 7 B , 1 7 Cは圧損の変化を説明するための図、図 1 8は機関の運転を制御するためのフローチャート、図 1 9 A， 1 9 B , 1 9 Cは圧損の変化を説明するための図、図 2 0は機関の運転を制御するためのフローチャート、図 2 1は機関の運転を制御するためのフローチャート、図 2 2はスモークの発生量を示す図、図 2 3 A， 2 3 B は機関の運転領域等を示す図、図 2 4はスロットル弁開度等の変化を示す図、図 2 5は酸化除去可能微粒子量とパティキュレートフィルタの温度との関係を示す図、図 2 6は堆積微粒子量を示す図、図 2 7は機関の運転を制御するためのフローチヤ一ト、図 2 8は機関の運転を制御するためのフローチャート、図 2 9 A， 2 9 Bは設定値等のマップを示す図、図 3 0は機関の運転を制御するためのフロ一チヤ一トである。発明を実施するための最良の形態

図 1 は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。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、 1 0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 1 1 を介してサージタンク 1 2に連結され、サージタンク 1 2は吸気ダクト 1 3を介して排気ターボチャージャ 1 4のコンプレッサ 1 5に連結される。吸気ダクト 1 3内にはステップモ一タ 1 6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 1 3周りには吸気ダクト 1 3内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置 1 8が配置される。図 1 に示される実施例では機関冷却水が冷却装置 1 8内に導びかれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。一方、排気ポート 1 0は排気マ二ホルド 1 9および排気管 2 0を介して排気ターボチャージャ 1 4の排気タービン 2 1 に連結され、排気タービン 2 1 の出口はパティキュレートフィルタ 2 2を内蔵したケーシング 2 3 に連結される。

排気マニホルド 1 9 とサージタンク 1 2 とは排気ガス再循環（以下、 E G Rと称す）通路 2 4を介して互いに連結され、 E G R通路 2 4内には電気制御式 E G R制御弁 2 5が配置される。また、 E G R通路 2 4周りには E G R通路 2 4内を流れる E G Rガスを冷却するための冷却装置 2 6が配置される。図 1 に示される実施例では機関冷却水が冷却装置 2 6内に導びかれ、機関冷却水によって E G R ガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁 6は燃料供給管 6 aを介して燃料リザ一バ、いわゆるコモンレール 2 7に連結される。このコモンレール 2 7内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ 2 8から燃料が供給され、コモンレール 2 7内に供給された燃料は各燃料供給管 6 aを介して燃料噴射弁 6に供給される。コモンレール 2 7 にはコモンレール 2 7内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ 2 9が取付けられ、燃料圧センサ 2 9の出力信号に基づいてコモンレール 2 7内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ 2 8の吐出量が制御される。

電子制御ュニット 3 0はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス 3 1 によって互いに接続された R OM (リードオンリメモリ ) 3 2、 RAM (ランダムアクセスメモリ） 3 3、 C P U (マイク口プロセッサ） 3 4、入力ポート 3 5および出力ポート 3 6を具備する。燃料圧センサ 2 9の出力信号は対応する A D変換器 3 7を介して入力ポート 3 5に入力される。また、パティキュレートフィルタ 2 2にはパティキュレートフィルタ 2 2の温度を検出するための温度センサ 3 9が取付けられ、この温度センサ 3 9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 3 5に入力される。また、ノヽ。ティキュレートフィルタ 2 2 にはパティキユレ一トフイノレタ 2 2の上流側排気ガス圧と下流側排気ガス圧との圧力差、即ちパティキュレートフィルタ 2 2における圧損を検出するための圧力センサ

4 3が取付けられ、この圧力センサ 4 3の出力信号は対応する A D 変換器 3 7 を介して入力ポート 3 5に入力される。

一方、アクセルペダル 4 0にはアクセルペダル 4 0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 4 1 が接続され、負荷センサ 4 1 の出力電圧は対応する A D変換器 3 7 を介して入力ポート 3 5に入力される。更に入力ポート 3 5にはクランクシャフトが例えば 3 0 ° 回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ 4 2が接続される。一方、出力ポート 3 6 は対応する駆動回路 3 8 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 1 6 、 E 0尺制御弁 2 5、および燃料ポンプ 2 8に接続される。

図 2 A， 2 Bにパティキュレートフィルタ 2 2 の構造を示す。なお、図 2 Aはパティキュレートフィルタ 2 2の正面図を示しており、図 2 Bはパティキュレートフィルタ 2 2の側面断面図を示している。図 2 A， 2 Bに示されるようにパティキュレートフィルタ 2 2 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 5 0 ， 5 1 を具備する。これら排気流通路は下流端が栓

5 2により閉塞された排気ガス流入通路 5 0 と、上流端が栓 5 3 により閉塞された排気ガス流出通路 5 1 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 5 3 を示している。従つて排気ガス流入通路 5 0および排気ガス流出通路 5 1 は薄肉の隔壁 5 4 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 5 0および排気ガス流出通路 5 1 は各排気ガス流入通路 5 0が 4つの排気ガス流出通路 5 1 によって包囲され、各排気ガス流出通路 5 1 が 4つの排気ガス流入通路 5 0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 2 2は例えばコージライ卜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 5 0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 5 4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。

本発明による第 1実施例から第 5実施例では各排気ガス流入通路 5 0および各排気ガス流出通路 5 1の周壁面、即ち各隔壁 5 4の両側表面上および隔壁 5 4内の細孔内壁面上には例えばアルミナからなる担体の層が形成されており、この担体上に白金 P t のような貴金属触媒、又はセリウム C eのような希土類触媒が担持されている。なお、本発明において用いられているパティキユレ一トフィルタ 2 2上には、リーン空燃比で N O _x を吸収しリッチ空燃比で N O _x を放出する N O _x 吸収剤は担持されていない。

排気ガス中に含まれる主に炭素の固体からなる微粒子はパティキュレートフィルタ 2 2上に捕集され、堆積する。パティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子は 3 0秒から 1時間程度の間に順次酸化せしめられ、従ってパティキュレートフィルタ 2 2上には常時微粒子が堆積している。パティキュレートフィルタ 2 2の温度が微粒子を酸化しうる温度、例えば 2 5 0 °C以上に維持されている場合にはパティキュレートフィルタ 2 2に単位時間当り送り込まれる微粒子量がそれほど多くないときには微粒子はいつかは酸化せしめられ、従ってこの場合全微粒子が連続酸化せしめられる。

一方、パティキュレートフィルタ 2 2に単位時間当り送り込まれる微粒子量が多くなると、或いはパティキュレートフィルタ 2 2の温度が低くなると十分に酸化されない微粒子の量が増大するためにパティキュレートフィルタ 2 2上の堆積微粒子量が増大する。実際の運転状態ではパティキュレートフィルタ 2 2に単位時間当り送り込まれる微粒子量が多くなることもあるし、パティキユレ一トフィルタ 2 2の温度が低くなることもあるのでパティキュレートフィルタ 2 2上の堆積微粒子量は次第に増大する。

次に図 3 A , 3 Bを参照しつつパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の酸化のしゃすさの程度、即ち微粒子酸化性について説明する。なお、図 3 A， 3 Bにおいて A Z Fはパティキユレートフィルタ 2 2に流入する排気ガスの空燃比を示している。本願では吸気通路、燃焼室 5およびパティキュレートフィルタ 2 2上流の排気通路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している。

図 3 Aにおいて実線 X はパティキュレートフィルタ 2 2の温度が比較的低いときを示しており、破線 X ₂ はパティキュレートフィルタ 2 2 の温度が高いときを示している。パティキュレートフィノレタ 2 2上に微粒子が堆積すると堆積した微粒子の塊まり内には多数の細孔又は空隙が形成されており、従って微粒子の塊まり内の表面積 S と微粒子の塊まりの体積 Vとの比、即ち表面積体積比 S / Vはかなり大きな値となっている。表面積体積比 S Z Vが大きいということは微粒子と酸素との接触面積が大きいことを意味しており、従つて微粒子の酸化性がよいことを示している。

一方、微粒子が捕集されてから空燃比 A Z Fがリーンとなっている状態が続くと微粒子同士が凝集して微粒子の寸法が次第に大きくなり、その結果微粒子の塊まり内の細孔又は空隙の個数が次第に減少する。従って微粒子の塊まりの表面積体積比 S Z Vは次第に減少し、斯くして図 3 Aの， X ₂ で示されるように微粒子の酸化性は次第に低下する。微粒子同士の凝集作用は温度が高いほど激しくなり、従って図 3 Aに示されるように X ₂ で示される高温の場合の方がで示される低温の場合よりも早期に微粒子の酸化性が低下する。このような微粒子の酸化性の低下を放置しておくと微粒子は極めて酸化しづらくなり、その結果堆積した微粒子を燃焼させるのに長い時間を要することになる。

ところがこのように微粒子の酸化性が低下したときに図 3 Aに示すように空燃比 AZFをリツチにすると微粒子の酸化性が回復することが判明したのである。その理由については明確ではないが空燃比 AZFをリツチにすることはコークス生成時の賦活作用に類似していると考えられる。即ち、空燃比 AZ Fがリツチにされると酸素が極めて少ないために排気ガス中の C 0₂ や H₂O が炭素結合を分断するようになり、その結果多数の細孔又は空隙が再び生成されるものと考えられる。事実、空燃比 AZ Fをリッチにした後の微粒子の塊まりの表面積体積比 SZVを測定してみると表面積体積比 SZ Vがかなり増大する。

なお、この場合もパティキュレートフィルタ 2 2の温度が高い方が CO₂ や H₂O による攻撃が激しくなり、従って図 3 Bにおいて破線 Y₂ で示すパティキュレートフィルタ 2 2の温度が高い場合の方が実線 Yi で示すパティキュレートフィルタ 2 2の温度が低い場合に比べて微粒子の酸化性が高くなる。

このように空燃比 AZ Fをリツチにすると微粒子の酸化性がよくなり、従ってリーン空燃比のもとで継続して燃焼が行われているときに時折空燃比 AZFをリツチにすると微粒子を酸化しやすい状態に維持することができることになる。

図 4および図 5は本発明による運転制御の基本的な考え方を示している。なお、図 4および図 5において T Fはパティキユレ一トフィルタ 2 2の温度を示している。

図 4に示す例では微粒子の酸化性が許容限界 L Lまで低下すると空燃比 AZFが一時的にリツチに切換えられ、空燃比がリツチにされる毎に微粒子の酸化性が高められる。次いでパティキユレ一トフィルタ 2 2上の堆積微粒子量が予め定められた量 U Lを越えるとリ一ン空燃比の状態を継続しつつパティキユレ一トフィルタ 2 2の温度を 6 0 0 °C以上まで上昇させかつその後 6 0 0 °C以上に維持する昇温制御が行われる。昇温制御が行われるとパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子が着火燃焼せしめられる。

即ち、本発明による実施例では、パティキュレートフィルタ 2 2 上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したときにはパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質を酸化しやすい性質に変化させるためにパティキユレ一トフィルタ 2 2に流入する排気ガスの空燃比 A Z Fを一時的にリーンからリツチに切換える空燃比切換手段と、パティキュレートフィルタ 2 2上における微粒子の堆積量が予め定められた量 U Lを越えたか否かを判定する判定手段と、パティキユレ一トフィルタ 2 2上における微粒子の堆積量が予め定められた量 U Lを越えたときにはパティキユレ一トフィルタ 2 2上に堆積した微粒子を酸化除去するためにリ一ン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ 2 2の温度を上昇させる温度制御手段とが設けられている。

なお、空燃比 A Z Fを一時的にリーンからリッチに切換える方法は種々の方法が存在する。例えば燃焼室 5内における平均空燃比をリツチにする方法や、膨張行程後半又は排気行程中に燃焼室 5内に追加の燃料を噴射する方法や、パティキュレートフィルタ 2 2上流の排気通路内に追加の燃料を噴射する方法がある。

一方、パティキュレートフィルタ 2 2の温度を上昇させる方法も種々の方法がある。例えばパティキユレ一トフィルタ 2 2の上流端に電気ヒータを配置して電気ヒータによりパティキュレートフィルタ 2 2又はパティキュレートフィルタ 2 2に流入する排気ガスを加熱する方法や、パティキュレートフィルタ 2 2上流の排気通路内に燃料を噴射してこの燃料を燃焼させることによりパティキュレートフィルタ 2 2を加熱する方法や、排気ガス温を上昇させてパティキユレ一トフィルタ 2 2の温度を上昇させる方法がある。

ここで最後の方法、即ち排気ガス温を上昇させる方法について図 6を参照しつつ簡単に説明しておく。

排気ガス温を上昇させるのに有効な方法の一つは燃料噴射時期を圧縮上死点以後まで遅角させる方法である。即ち、通常主燃料 Q_m は図 6において（ I ) に示されるように圧縮上死点付近で噴射される。この場合、図 6の（II) に示されるように主燃料 Q_n の噴射時期が遅角されると後燃え期間が長くなり、斯くして排気ガス温が上昇する。排気ガス温が高くなるとそれに伴ってパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが上昇する。

また、排気ガス温を上昇させるために図 6の（III)に示されるように主燃料 Q_m に加え、吸気上死点付近において補助燃料 Q_v を噴射することもできる。このように補助燃料 Q_v を追加的に噴射すると補助燃料 Q_v 分だけ燃焼せしめられる燃料が増えるために排気ガス温が上昇し、斯くしてパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T F が上昇する。

一方、このように吸気上死点付近において補助燃料 Q_v を噴射すると圧縮行程中に圧縮熱によってこの補助燃料 Q_v からアルデヒド、ケトン、パーオキサイド、一酸化炭素等の中間生成物が生成され、これら中間生成物によって主燃料 Q_n の反応が加速される。従つてこの場合には図 6の（III)に示されるように主燃料 Q_n の噴射時期を大巾に遅らせても失火を生ずることなく良好な燃焼が得られる。即ち、このように主燃料 Q_n の噴射時期を大巾に遅らせることができるので排気ガス温はかなり高くなり、斯くしてパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fをすみやかに上昇させることができる。また、図 6の（I V) に示されるように主燃料 Q _n に加え、膨張行程中又は排気行程中に補助燃料 Q _p を噴射することもできる。即ち、この場合、大部分の補助燃料 Q _p は燃焼することなく未燃 H Cの形で排気通路内に排出される。この未燃 H Cはパティキュレートフィルタ 2 2上において過剰酸素により酸化され、このとき発生する酸化反応熱によってパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが上昇せしめられる。

図 4では堆積微粒子を燃焼すベくパティキュレートフィルタ 2 2 の温度を上昇させるのに図 6 の（IV) の方法が用いられている。従つて図 4に示されるようにパティキュレートフィルタ 2 2の温度を上昇すべきときには空燃比 A / Fが少しばかり小さくなる。

一方、図 5に示す例でも微粒子の酸化性が許容限界 L Lまで低下すると空燃比 A Z Fが一時的にリツチに切換えられ、空燃比がリッチにされる毎に微粒子の酸化性が高められる。ただし、図 5に示す例ではパティキュレートフィルタ 2 2上の堆積微粒子量が予め定められた量 U Lを越えると微粒子の酸化性を高めるために空燃比 Aノ Fが一時的にリーンからリツチに切換えられる。次いでリーン空燃比の状態を継続しつつパティキュレートフィルタ 2 2の温度を 6 0 0 °C以上まで上昇させその後 6 0 0 °C以上に維持する昇温制御が行われる。このように図 5に示す例では堆積微粒子の酸化性が高められた状態で堆積微粒子の燃焼が開始されるので堆積微粒子の燃焼時間が更に短縮される。

運転制御としては図 4に示す方法と図 5に示す方法のいずれの方法を用いることもできるが以下に述べる実施例では図 5に示す方法を用いた場合を例にとって説明がなされている。次に各実施例について順次説明する。図 7および図 8は第 1実施例を示している。この実施例ではパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の単位時間当りの酸化性の低下量又は増大量を算出し、これら酸化性の低下 *又は増大量に基づいてパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したか否かを判定' するようにしている。

即ち、図 3 A， 3 Bを参照しつつ説明したように空燃比 AZFがリーンに維持されているときにはパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが高いほど微粒子の酸化性が低下し、空燃比 AZFがリッチのときにはパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが高いほど微粒子の酸化性が増大する。従って概略的に言うと微粒子の単位時間当りの酸化性の低下量 A D E Oは図 7のように表すことができる。即ち、空燃比 AZ Fがリーンのときには実線 Lで示されるように微粒子の酸化性の低下量 A D E Oはパティキユレ一トフィルタ 2 2 の温度 T Fが高くなるほど大きくなる。一方、空燃比 A / Fがリツチのときには実線 Rで示すように微粒子の酸化性の低下量 Δ D E O は負となり、低下量 A D E Oの絶対値、即ち微粒子の酸化性の単位時間当りの増大量はパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが高くなるほど大きくなる。

従って図 7に示される微粒子の酸化性の低下量 A D E Oを単位時間毎に算出し、これら算出された低下量 A D E Oを積算すれば微粒子の酸化性の低下量が判定できることになる。この実施例ではこの微粒子の酸化性の低下量が図 5の L Lに相当する許容限界 X Oを越えたときに空燃比 A/Fを一時的にリッチにするようにしている。図 8は第 1実施例を実行するためのフローチャートを示している図 8を参照するとまず初めにステップ 1 0 0において図 7に基づき算出された微粒子の酸化性の低下量△ D E Oが D E Oに加算され、従ってこの D E Oは微粒子の酸化性の低下量を表していることになる。次いでステップ 1 0 1では微粒子の酸化性の低下量 D E Oが許容限界 X Oを越えかつパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T F が微粒子を酸化しうる温度 T。、例えば 2 5 0 °Cよりも高いか否かが判別される。 D E Oく X O又は T F≤ T。のときにはステップ 1 0 2に進んで通常運転が行われる。このときリーン空燃比のもとで継続的に燃焼が行われる。次いでステップ 1 0 5に進む。

一方、ステップ 1 0 1において D E O≥ X Oでかつ T F〉 T。であると判別されたときにはステップ 1 0 3に進んで空燃比 AZFを一時的にリッチにするリッチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。なお、 D E O≥ X Oとなっても T F≤ T。のときにはリツチ処理は行われない。次いでステップ 1 0 4では D E Oがクリァされる。次いでステップ 1 0 5に進む。

ステップ 1 0 5ではパティキュレートフィルタ 2 2上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否か、即ち圧力センサ 4 3により検出されたパティキュレートフィルタ 2 2における圧損 P Dが図 5の U Lに相当する許容限界 P D Xを越えたか否かが判別される。？ 0 > ? 0 のときにはステップ 1 0 6に進んで空燃比 A ZFを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。このリッチ処理が完了するとステップ 1 0 7に進んでリーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fを 6 0 0 °C以上まで昇温させかつ 6 0 0 °C以上に維持する昇温制御が行われ、それによつてパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子が燃焼せしめられる。パティキュレートフィルタ 2 2の再生が完了すると昇温制御が停止され、再び通常の運転が行われる。図 9から図 1 6に第 2実施例を示す。この第 2実施例ではパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子のうちで酸化性の最も低下した微粒子量をモデルを用いて算出し、酸化性の最も低下した微粒子量が予め定められた量を越えたときにパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと判定するようにしている。

まず初めに図 9を参照すると、図 9における実線 Zはパティキュレートフィルタ 2 2上における微粒子の酸化速度、即ち例えば 1分間当りに酸化除去可能な微粒子量 G ( g /min)とパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fとの関係を示している。即ち、図 9において曲線 Zはパティキュレートフィルタ 2 2に流入する微粒子量が酸化除去可能な微粒子量 Gに一致しているバランス点を示している。このときには流入微粒子量と酸化除去される微粒子量が等しいのでパティキュレートフィルタ 2 2上の堆積微粒子量は一定に維持される。一方、図 9の領域 Iでは流入微粒子量が酸化除去可能な微粒子量よりも少ないので堆積微粒子量は少なくなり、図 9 の領域 I Iでは流入微粒子量が酸化除去可能な微粒子量よりも多くなるので堆積微粒子量が増大する。

図 1 0は流入微粒子量が酸化除去可能な微粒子量 Gに一致しているときの堆積微粒子の状態をモデル化して模式的に表している。図 1 0において横軸に沿い並んでいる数字 1から 5は堆積微粒子の酸化性を示しており、数字 1から 5に向けて酸化性が悪くなる。また、図 1 0において W l， W 2 , W 3 , W 4 , W 5は或る時刻において堆積している酸化性が夫々 1 , 2， 3， 4， 5である微粒子量を示しており、 W O l， W O 2 , W O 3 , W O 4 , W O 5は一定時間後に酸化除去された微粒子量を示しており、 W R 1， W R 2 , W R 3， W R 4 , W R 5はこのとき依然として堆積している残存微粒子量を示している。

このモデルではパティキュレートフィルタ 2 2に流入した微粒子 W 1 は一定期間の間に WO 1だけ酸化除去せしめられるので WR 1 だけ微粒子が残存し、この微粒子 WR 1 は酸化性が 1から 2へと低下し、次いで残存した微粒子 W 2は一定期間の間に WO 2だけ酸化除去せしめられるので WR 2だけ微粒子が残存し、この微粒子 WR 2は酸化性が 2から 3に低下するように考えている。従って図 1 0 からわかるようにこのモデルでは W 2は W R 1に一致し、 W 3は W R 2に一致し、 W4は WR 3に一致し、 W 5は WR 4に一致する。また、このモデルでは各堆積微粒子量 W 1， W 2 , W 3 , W 4 , W 5のうちで一定時間の間に酸化除去せしめられる微粒子量 WO 1 , WO 2 , WO 3 , WO 4 , WO 5の各割合 W0 1 /W 1 , WO 2 /W 2 , WO 3 /Ψ 3 , WO 4 /W 4 , WO 5 /W5は夫々一定とされている。この場合、微粒子の酸化性が低下するほどこれら割合は小さくなると考えられ、従ってこのモデルでは W O 1 W 1力 S 6 0パーセント、 WO 2 /W 2力； 5 7ノヽ。一セント、 WO 3 ZW 3が 5 4パーセント、 WO 4 ZW 4力 S 5 2パーセント、 WO 5 ZW 5が 5 0パーセントとされている。

また、 W05 /W 5が 5 0パーセントであるので WR 5 /W 5 も 5 0パーセントとなり、この残存している微粒子 WR 5は続く一定時間の間に酸化除去される。このように考えて図 1 0に示すモデルが作成されている。

一方、流入微粒子量が酸化除去可能な微粒子量 Gよりも多くなると図 1 1 Aに示されるように W 1 に対する WO l の割合、 W 2に対する WO 2の割合、 W 3に対する WO 3の割合、 W4に対する WO 4の割合、 W 5に対する WO 5の割合が図 1 0に示す場合に比べて小さくなる。その結果、残留微粒子量 WR 1 , WR 2 , WR 3 , W R 4， W R 5が図 1 0に示す場合に比べて増大する。このような状態が続くと図 1 1 Bに示すように酸化性が 5の微粒子量 W 5が大巾に増大する。

即ち、このようなモデルを考えると最も酸化性の悪い微粒子量 W 5を求めることができるようになる。

次にこの最も酸化性の悪い微粒子量 W 5を算出する方法について概略的に説明する。

図 1 2 Aおよび図 1 2 Bは流入微粒子量と酸化除去可能な微粒子量 Gとのバランス点が夫々図 9の A点および B点である場合を示している。図 1 2 A， 1 2 Bは図 1 0 と同様に微粒子の状態を示しているが図 1 2 A， 1 2 Bでは横軸が時間で表されている。即ち、図 1 2 Aでは横軸は夫々微粒子が流入してから 5分後、 1 0分後、 1 5分後、 2 0分後、 2 5分後を示しており、図 1 2 Bでは横軸は夫々微粒子が流入してから 2分後、 4分後、 6分後、 8分後、 1 0分後を示している。

図 9の B点は A点に比べて酸化除去可能な微粒子量 G、即ち流入微粒子量が多いので図 1 2 Bにおける微粒子量 W 1 のほうが図 1 2 Aにおける微粒子量 W 1に比べて大きくなる。一方、図 9の B点は A点に比べてパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが高いので微粒子の酸化性は早期に低下する。それにもかかわらず酸化性が 5 となる前に微粒子が酸化除去せしめられるということは図 1 2 Bに示されるように微粒子は早期に酸化除去せしめられていることになる。

微粒子 W 1 の 6 0 %が酸化除去せしめられるのに要する時間厶 t 、或いは微粒子 W 2の 5 7 %が酸化除去せしめられるのに要する時間 Δ t は図 1 2 Aでは 5分であるのに対して図 1 2 Bでは 2分である。このようにこの時間 Δ t は図 1 3に示される如くパティキユレ一トフィルタ 2 2の温度 T Fが高くなるほど短かくなる。

この実施例ではこの時刻△ t が経過する毎に残留微粒子量 WR 1 ， WR 2 , WR 3 , WR 4 , WR 5を算出し、残留微粒子量 WR 5 が図 5の L Lに相当する許容限界 WR Xを越えたときに空燃比 A Fを一時的にリツチにするようにしている。

また、残留微粒子量を算出するには流入微粒子量、即ち機関から排出される排出微粒子量を求めなければならない。この排出微粒子量は機関の型式によって変化するが機関の型式が定まると要求トルク T Qおよび機関回転数 Nの関数となる。図 1 4 Aは図 1に示される内燃機関の排出微粒子量 Mを示しており、各曲線 Mi , Μ₂ , M 3 , M₄ , M₅ は等排出微粒子量 < M₂ < M₃ < M₄ < M₅ ) を示している。図 1 4 Aに示される例では要求トルク T Qが高くなるほど排出微粒子量 Mが増大する。なお、図 1 4 Aに示される排出微粒子量 Mは要求トルク T Qおよび機関回転数 Nの関数として図 1 4 Bに示すマップの形で予め R OM 3 2内に記憶されている。図 1 5および図 1 6は第 2実施例を実行するためのフローチャートを示している。

図 1 5および図 1 6を参照するとまず初めにステップ 2 0 0において図 1 3に示す関係から時間 Δ t が算出される。次いでステップ 2 0 1では図 1 4 Bに示される排出微粒子量 Mの Δ t時間における積算量 ΣΜが算出される。次いでステップ 2 0 2では図 9に示す酸化除去可能微粒子量 Gの Δ t時間における積算量∑ Gが算出される。次いでステップ 2 0 3では Δ t 時間が経過したか否かが判別される。 Δ t時間が経過したときにはステップ 2 0 4に進む。

ステップ 2 0 4では酸化除去される微粒子量 WO 1 ( =∑ G X 0 . 6 ) 、 WO 2 ( = WR 1 X 0. 5 7 ) , WO 3 ( = WR 2 x 0. 5 4 ) 、 W0 4 ( = WR 3 X 0. 5 2 ) 、 WO 5 ( = WR 4 X 0. 5 ) が算出される。次いでステップ 2 0 5では次式に基づいて各残留微粒子量 WR 5， WR 4 , WR 3 , WR 2 , WR 1が算出される

WR 5— WR 4 - WO 5

WR 4— WR 3 - WO 4

WR 3— WR 2 - WO 3

WR 2— WR 1 - WO 2

WR 1—∑M_WO 1

これらの式の意味は図 1 0から明らかであると考えられるので説明を省略する。

次いでステップ 2 0 6では残留微粒子量 WR 5が許容限界 WR X よりも大きくなりかつパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが微粒子を酸化しうる温度 T。、例えば 2 5 0 °Cよりも高いか否かが判別される。 WR 5 WR X又は T F≤ T。のときにはステップ 2 0 7に進んで通常運転が行われる。このときリーン空燃比のもとで継続的に燃焼が行われる。次いでステップ 2 1 0に進む。

一方、ステップ 2 0 6において WR 5 >WR Xでかつ T F〉 T。であると判別されたときにはステップ 2 0 8に進んで空燃比 Aノ F を一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。なお、 WR 5 >WR Xとなっても T F≤ T 。のときにはリッチ処理は行われない。次いでステップ 2 0 9では初期化が行われる。次いでステップ 2 1 0に進む。

ステップ 2 1 0ではパティキュレートフィルタ 2 2上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否か、即ち圧力センサ 4 3により検出されたパティキュレートフィルタ 2 2における圧損 P Dが図 5の U Lに相当する許容限界 P D Xを越えたか否かが判別される。 P D > P D Xのときにはステップ 2 1 1 に進んで空燃比 A Z Fを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。このリッチ処理が完了するとステップ 2 1 2に進んでリーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fを 6 0 0 °C以上まで昇温させかつ 6 0 0 °C以上に維持する昇温制御が行われ、それによつてパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子が燃焼せしめられる。パティキユレ一トフィルタ 2 2の再生が完了すると昇温制御が停止され、再び通常の運転が行われる。

図 1 7 A， 1 7 B , 1 7 Cおよび図 1 8に第 3実施例を示す。この実施例では一方ではパティキュレートフィルタ 2 2における圧損を推定し、他方ではパティキュレートフィルタ 2 2における実際の圧損を検出し、推定された圧損と実際の圧損との圧損差からパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比ベて酸化しづらい性質に変化したか否かを判定するようにしている。即ち、微粒子の酸化性が低下すると微粒子は十分に酸化されることなく堆積するためにパティキユレ一トフィルタ 2 2における圧損が増大する。従ってこのことから微粒子の酸化性が低下したか否かを判定することができる。

そこでまず初めにパティキュレートフィルタ 2 2における圧損を推定する方法について説明する。この実施例では微粒子の堆積量∑ W Rが排出微粒子量 Mおよび酸化除去可能微粒子量 Gから算出される。図 1 7 Aは基準状態における微粒子の堆積量∑W Rと圧損 Δ P Dとの関係を示しており、従って微粒子の堆積量∑W Rが求まると図 1 7 Aに示す関係から基準状態における圧損 Δ P Dが求まる。一方、微粒子の堆積量∑ W Rが同一であってもパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fおよび排気ガス量 G Eが変化するとそれに伴なつて圧損が変化する。本発明による実施例では基準状態における圧損 A P Dに対する補正係数 Kが図 1 7 Βに示されているようにマップの形で予め R OM 3 2内に記憶されており、圧損厶 P Dに補正係数 Κを乗算することによってパティキユレ一トフィルタ 2 2の温度 T Fおよび排気ガス量 G Eに応じた圧損 P D Dが算出される。微粒子の酸化性が低下すると図 1 7 Cに示されるように算出される圧損 P D Dに比べて圧力センサ 4 3により検出された実際の圧損 P Dは高くなる。第 3実施例ではこれら圧損の差（P D— P D D) が設定値 Ρ Xを越えたときに空燃比 AZFが一時的にリツチにされる。

図 1 8は第 3実施例を実行するためのフローチャートを示している。

図 1 8を参照するとまず初めにステップ 3 0 0において図 1 4 Β に示すマツプから排出微粒子量 Μが算出され、図 9に示す関係から酸化除去可能微粒子量 Gが算出される。次いでステップ 3 0 1では前回の処理サイクル時に堆積していた微粒子量 WRと排出微粒子量 Μとの和（M + WR) から酸化除去可能微粒子量 Gを減算することによって現在の堆積微粒子量∑ WR (= (M + WR) — G) が算出される。次いでステップ 3 0 2では∑WRが WRとされる。

次いでステップ 3 0 3では一定時間が経過したか否かが判別される。一定時間が経過していないときにはステップ 3 0 6にジャンプし、一定時間が経過したときにはステップ 3 0 4に進む。ステップ 3 0 4では堆積微粒子量∑ WRに基づいて図 1 7 Aに示す関係から圧損 A P Dが算出され、この圧損 A P Dと図 1 7 Bに示す補正係数 Kから圧損の推定値 P DDが算出される。次いでステップ 3 0 5では圧力センサ 4 3により検出された実際の圧損 P Dと圧損の推定値 P D Dとの圧損差（P D— P D D) が設置値 P Xよりも大きくかつパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが微粒子を酸化しうる温度 T。、例えば 2 5 0 °Cよりも高いか否かが判別される。

P D— P D D≤ P X又は T F≤ T。のときにはステップ 3 0 6に進んで通常運転が行われる。このときリーン空燃比のもとで継続的に燃焼が行われる。次いでステップ 3 0 8に進む。

一方、ステップ 3 0 5において P D— P DD > P Xでかつ T F〉 T。であると判別されたときにはステップ 3 0 7に進んで空燃比 A /Fを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。なお、 P D— P D D〉 P Xとなっても T F≤ T。のときにはリッチ処理は行われない。次いでステップ 3 0 8に進む。

ステップ 3 0 8ではパティキュレートフィルタ 2 2上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否か、即ち圧力センサ 4 3により検出されたパティキュレートフィルタ 2 2における圧損 P Dが図 5の U Lに相当する許容限界 P D Xを越えたか否かが判別される。 P D〉 P D Xのときにはステップ 3 0 9に進んで空燃比 A /Fを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。このリツチ処理が完了するとステップ 3 1 0に進んでリーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fを 6 0 0 °C以上まで昇温させかつ 6 0 0 °C以上に維持する昇温制御が行われ、それによつてパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子が燃焼せしめられる。パティキュレートフィルタ 2 2の再生が完了すると昇温制御が停止され、再び通常の運転が行われる。

図 1 9 A, 1 9 B , 1 9 Cおよび図 2 0に第 4実施例を示す。この実施例ではパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fを一時的に 4 5 0 °C程度まで昇温して一部の堆積微粒子を酸化させ、その後の圧損の大きさから微粒子の酸化性が低下したか否かを判断するようにしている。即ち、パティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fを昇温させると微粒子の酸化性が高い場合には多量の堆積微粒子が酸化されるが微粒子の酸化性が低い場合には堆積微粒子はほとんど酸化されない。従ってパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fを昇温させた後の圧損は微粒子の酸化性が高い場合には図 1 9 Aにおいて P DDで示すように圧損は低くなり、微粒子の酸化性が低い場合には図 1 9 Aにおいて P Dで示すように圧損が高くなる。従ってこれら圧損 P Dと P D Dの差から微粒子の酸化性が低下したか否かが判定できることになる。

具体的に云うとこの実施例では圧力センサ 4 3により検出された実際の圧損 P Dが予め定められた目標値 P D Tとなったときにパティキユレ一トフィルタ 2 2の昇温制御が行われる。この目標値 P D Tは図 1 9 Bに示されるように要求トルク T Qおよび機関回転数 N の関数として予め R OM 3 2内に記憶されている。次いで昇温制御完了後、図 1 9 Aに示される判定時期 T Kになると実際の圧損 P D と微粒子の酸化性が高いときの圧損 P D Dとが比較される。この圧損 P D Dは実験等により予め求められており、この圧損 P D Dは図 1 9 Cに示されるように要求トルク T Qおよび機関回転数 Nの関数として予め R OM 3 2内に記憶されている。この実施例では圧損差 ( P D - P D D) が設定値 P X Xを越えたときに空燃比 A / Fがー時的にリツチにされる。

図 2 0は第 4実施例を実行するためのフローチャートを示している。

図 2 0を参照するとまず初めにステップ 4 0 0において圧力センサ 4 3により検出された実際の圧損 P Dが図 1 9 Bに示される目標値 P D Tとなつたか否かが判別される。 P D = P D Tでないときにはステップ 4 0 4にジャンプし、 P D = P D Tのときにはステップ 4 0 1に進む。ステップ 4 0 1ではパティキユレ一トフィルタ 2 2 の温度 T Fを一時的に昇温するための昇温制御が行われる。昇温制御が完了するとステップ 4 0 2に進んで図 1 9 Aに示す判定時期 T Kに達したか否かが判別される。判定時期 T Kに達するとステップ 4 0 3に進んで圧力センサ 4 3により検出された実際の圧力 P Dと図 1 9 Cに示すマップから求められた圧損 P D Dとの圧損圧（P D 一 P D D) が設定値 P X Xよりも大きくかつパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが微粒子を酸化しうる温度 T。、例えば 2 5 0 よりも高いか否かが判別される。

P P— P P D P X X又は T F≤ T。のときにはステップ 4 0 4 に進んで通常運転が行われる。このときリーン空燃比のもとで継続的に燃焼が行われる。次いでステップ 4 0 6に進む。

一方、ステップ 4 0 3において P D _ P D D > P X Xでかつ T F > T。であると判別されたときにはステップ 4 0 5に進んで空燃比 A/Fを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。なお、 P D— P D D > P X Xとなつても T F≤ T。のときにはリッチ処理は行われない。次いでステツプ 4 0 6に進む。

ステップ 4 0 6ではパティキュレートフィルタ 2 2上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否か、即ち圧力センサ 4 3により検出されたパティキュレートフィルタ 2 2における圧損 P Dが図 5の U Lに相当する許容限界 P D Xを越えたか否かが判別される。 P D〉 P D Xのときにはステップ 4 0 7に進んで空燃比 A /Fを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。このリツチ処理が完了するとステップ 4 0 8に進んでリーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fを 6 0 0 °C以上まで昇温させかつ 6 0 0 °C以上に維持する昇温制御が行われ、それによつてパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子が燃焼せしめられる。パティキュレートフィルタ 2 2の再生が完了すると昇温制御が停止され、再び通常の運転が行われる。

次に第 5実施例について説明する。パティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したか否かは或る程度予測することができる。例えば機関始動時にはパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが低いので多量の微粒子が酸化されることなくパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積し、これら微粒子はパティキュレートフィルタ 2 2の温度が高くなつてもただちに酸化しない。従って多量の微粒子がパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積し続けることになり、この間に微粒子の酸化性が低下してしまう。また、高速運転が継続すると微粒子はリ一ン空燃比のもとで長時間に亘り高温にさらされ、従って微粒子の酸化性が低下する。従って、機関始動時又は高速運転が予め定められた時間以上継続したときにはパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと予測できることになる。

また、機関の運転が或る期間以上継続するとこの間に微粒子の酸化性が低下すると考えられる。従って機関の運転時間、機関回転数の累積値又は車両走行距離が予め定められた値を越えたときにもパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと予測できることになる。従ってこの実施例ではパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと予測されたときには空燃比 A / Fを一時的にリツチにするようにしている。図 2 1 は第 5実施例を実行するためのフローチヤ一トを示している。

図 2 1 を参照するとまず初めにステップ 5 0 0においてパティキユレ一トフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと予測できかつパティキュレートフィルタ 2 2 の温度 T Fが微粒子を酸化しうる温度 T。、例えば 2 5 0 °Cよりも高いか否かが判別される。パティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したとは予測できないか又は T F≤ T。のときにはステップ 5 0 1 に進んで通常運転が行われる。このときリーン空燃比のもとで継続的に燃焼が行われる。次いでステップ 5 0 3に進む。

一方、パティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと予測できかつ T F > T。であると判別されたときにはステップ 5 0 2に進んで空燃比 A / Fを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。なお、パティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと予測できても T F≤ T。のときにはリッチ処理は行われない。次いでステップ 5 0 3に進む。

ステップ 5 0 3ではパティキユレ一トフィルタ 2 2上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否か、即ち圧力センサ 4 3により検出されたパティキュレートフィルタ 2 2 における圧損 P Dが図 5 の U Lに相当する許容限界 P D Xを越えたか否かが判別される。 P D > P D Xのときにはステップ 5 0 4に進んで空燃比 A / Fを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。このリッチ処理が完了するとステップ 5 0 5 に進んでリーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fを 6 0 0 °C以上まで昇温させかつ 6 0 0 °C以上に維持する昇温制御が行われ、それによつてパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子が燃焼せしめられる。パティキュレートフィルタ 2 2の再生が完了すると昇温制御が停止され、再び通常の運転力行われる。

次に本発明を実施するのに適した低温燃焼方法について図 2 2から図 2 4を参照しつつ簡単に説明する。

図 1 に示される内燃機関では E G R率（E G Rガス量/ (E G R ガス量 +吸入空気量））を増大していくとスモークの発生量が次第に増大してピークに達し、更に E G R率を高めていくと今度はスモ —クの発生量が急激に低下する。このことについて E G Rガスの冷却度合を変えたときの E G R率とスモークとの関係を示す図 2 2を参照しつつ説明する。なお、図 2 2において曲線 Aは E GRガスを強力に冷却して E G Rガス温をほぼ 9 0 °C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 E G Rガスを冷却した場合を示しており、曲線 Cは E G Rガスを強制的に冷却していない場合を示している。

図 2 2の曲線 Aで示されるように E G Rガスを強力に冷却した場合には E G R率が 5 0パーセントよりも少し低いところでスモークの発生量がピークとなり、この場合には E G R率をほぼ 5 5パーセント以上にすればスモークがほとんど発生しなくなる。一方、図 2 2の曲線 Bで示されるように E G Rガスを少し冷却した場合には E G R率が 5 0パーセントよりも少し高いところでスモークの発生量がピークとなり、この場合には E G R率をほぼ 6 5パーセント以上にすればスモークがほとんど発生しなくなる。また、図 2 2の曲線 Cで示されるように E G Rガスを強制的に冷却していない場合には E G R率が 5 5パーセン卜の付近でスモークの発生量がピークとなり、この場合には E G R率をほぼ 7 0パーセント以上にすればスモークがほとんど発生しなくなる。

このように E G Rガス率を 5 5パーセント以上にするとスモークが発生しなぐなるのは、 E G Rガスの吸熱作用によって燃焼時における燃料および周囲のガス温がさほど高くならず、即ち低温燃焼が行われ、その結果炭化水素が煤まで成長しないからである。

この低温燃焼は、空燃比にかかわらずにスモークの発生を抑制しつつ N O _x の発生量を低減することができるという特徴を有する。即ち、空燃比がリツ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、斯くしてスモークが発生することがない。また、このとき N O _x 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とき、或いは空燃比が理論空燃比のときでも燃焼温度が高くなれば少量の煤が生成されるが低温燃焼下では燃焼温度が低い温度に抑制されているためにスモークは全く発生せず、 N O _x も極めて少量しか発生しないところで機関の要求トルク T Qが高くなると、即ち燃料噴射量が多くなると燃焼時における燃料および周囲のガス温が高くなるために低温燃焼を行うのが困難となる。即ち、低温燃焼を行いうるのは燃焼による発熱量が比較的少ない機関中低負荷運転時に限られる。図 2 3 Aにおいて領域 I 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 5の不活性ガス量が多い第 1 の燃焼、即ち低温燃焼を行わせることのできる運転領域を示しており、領域 I I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第 2の燃焼、即ち通常の燃焼しか行わせることのできない運転領域を示している。

図 2 3 Bは運転領域 I において低温燃焼を行う場合の目標空燃比 A/Fを示しており、図 2 4は運転領域 I において低温燃焼を行う場合の要求トルク T Qに応じたスロットル弁 1 7の開度、 E G R制御弁 2 5の開度、 E G R率、空燃比、噴射開始時期 Θ S、噴射完了時期 0 E、噴射量を示している。なお、図 2 4には運転領域 IIにおいて行われる通常の燃焼時におけるスロットル弁 1 7の開度等も合わせて示している。

図 2 3 Bおよび図 2 4から運転領域 I において低温燃焼が行われているときには E G R率が 5 5パーセント以上とされ、空燃比 AZ F力 S 1 5. 5から 1 8程度のリ一ン空燃比とされることがわかる。前述したように低温燃焼が行われているときにはスモーク、即ち微粒子がほとんど排出されず、従ってパティキュレートフィルタ 2 2 上に多量の微粒子が堆積するのを回避することができるという利点がある。

また、低温燃焼を用いると多量の煤、即ち多量の微粒子を発生させることなく燃焼室 5内における空燃比をリツチにすることができる。従って機関の運転状態が図 2 3 Aに示す第 2の運転領域 IIにあるときに微粒子の酸化性を増大すベく空燃比 AZFを一時的にリッチにすべきであると判定又は予測されたときには機関の運転状態が第 1の運転領域 I に移行するまで空燃比 AZ Fをリツチにせず、機関の運転状態が第 1の運転領域 IIに移行した後に空燃比 A/Fをリツチにすることが好ましい。

図 2 5から図 3 0はパティキュレートフィルタ 2 2上に触媒を担持していない場合の種々の実施例を示している。パティキュレートフィルタ 2 2上に触媒を担持していない場合には図 2 5に示されるように微粒子の酸化速度、即ち酸化除去可能微粒子量 Gはパティキユレ一トフィルタ 2 2の温度 T Fが 6 0 0 °C付近において急激に立上り、従ってパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fがほぼ 6 0 0 °c以下のときには微粒子の酸化除去されることなくパティキユレートフィルタ 2 2上に堆積することになる。圧縮着火式内燃機関では通常パティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fは 6 0 0 °Cよりもかなり低く、従って触媒を担持していないパティキュレートフィルタ 2 2を用いるとパティキュレートフィルタ 2 2上に微粒子が堆積し続けることになる。

従って触媒を担持していないパティキュレートフィルタ 2 2を用いた場合には更に堆積微粒子の酸化性は低下しやすくなり、従ってこの場合にも堆積微粒子の酸化性を高めるために空燃比 A/ Fを時折一時的にリツチにする必要がある。

図 2 6および図 2 7はパティキュレートフィルタ 2 2が触媒を担持していない場合に適した第 6実施例を示している。図 2 6はパティキユレ一トフィルタ 2 2上における微粒子の堆積量 Wを表わしており、図 2 6における各数字および記号の意味は図 1 0に示すものと同じである。パティキユレ一トフィルタ 2 2が触媒を担持していない場合には流入した微粒子 W 1は全て残留微粒子 WR 1 となり、この残留微粒子 WR 1 は時間を経過する毎に酸化性の悪い微粒子 W R 2 , WR 3 , WR 4 , WR 5へと順次変化する。従って最も酸化性の悪い微粒子量 WR 5は徐々に増大する。この実施例では残留微粒子量 WR 5が許容限界 WR X Xを越えたときに微粒子の酸化性を増大すべく空燃比 AZFが一時的にリツチにされる。

図 2 7は第 6実施例を実行するためのフローチヤ一卜を示している。

図 2 7を参照するとまず初めにステップ 6 0 0において次式に基づき各残留微粒子量 WR 5， WR 4 , WR 3 , WR 2 , WR 1が算出される。

WR 5 WR 5 + WR 4 WR 4— WR 3

WR 3— WR 2

WR 2 WR 1

WR 1— M

ここで上述の Mは図 1 4 Bのマップから算出された排出微粒子量である。

次いでステップ 6 0 1では最も酸化性の低い残留微粒子量 WR 5 が許容限界 WR X Xを越えかつパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが微粒子を酸化しうる温度 T。、例えば 2 5 0 °Cよりも高いか否かが判別される。 W R 5 ≤ W R X X又は T F≤ T。のときにはステップ 6 0 2に進んで通常運転が行われる。このときリーン空燃比のもとで継続的に燃焼が行われる。次いでステップ 6 0 5に進む一方、ステップ 6 0 1 において WR 5 >WR X Xでかつ T F > T 。であると判別されたときにはステップ 6 0 3に進んで空燃比 Aノ Fを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。なお、 WR 5 〉WR X Xとなっても T F ≤ T。のときにはリッチ処理は行われない。次いでステップ 6 0 4 では初期化が行われる。次いでステップ 6 0 5に進む。

ステップ 6 0 5ではパティキユレ一トフィルタ 2 2上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否か、即ち圧力センサ 4 3により検出されたパティキュレートフィルタ 2 2における圧損 P Dが図 5の U Lに相当する許容限界 P D Xを越えたか否かが判別される。 P D > P D Xのときにはステップ 6 0 6に進んで空燃比 A /Fを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。このリッチ処理が完了するとステップ 6 0 7に進んでリーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fを 6 0 0 °C以上まで昇温させかつ 6 0 0 °C以上に維持する昇温制御が行われ、それによつてパティキユレ一トフィルタ 2 2上に堆積した微粒子が燃焼せしめられる。パティキュレートフィルタ 2 2の再生が完了すると昇温制御が停止され、再び通常の運転が行われる。

次に第 7実施例について説明する。パティキュレートフィルタ 2 2に微粒子が流入するとこの微粒子はいずれは最も酸化性の低い残留微粒子 WR 5 となる。従ってパティキュレートフィルタ 2 2への微粒子の流入量から或る程度最も酸化性の低い残留微粒子量 WR 5 を推定することができる。従ってこの実施例ではパティキュレートフィルタ 2 2への流入微粒子量の積算量が設定量 MXを越えたときに空燃比 A Fを一時的にリッチにするようにしている。

図 2 8は第 7実施例を実行するためのフローチヤ一トを示している。

図 2 8を参照するとまず初めにステップ 7 0 0において図 1 4 B に示すマツプから算出された徘出微粒子量 Mが∑ Mに加算される。従ってこの ΣΜはパティキュレートフィルタ 2 2に流入する微粒子量の積算値を表していることになる。次いでステップ 7 0 1ではパティキュレートフィルタ 2 2に流入する微粒子量の積算値 ΣΜが設定値 MXを越えかつパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが微粒子を酸化しうる温度 T。、例えば 2 5 0 °Cよりも高いか否かが判別される。 ∑M≤MX又は T F≤ T。のときにはステップ 7 0 2に進んで通常運転が行われる。このときリーン空燃比のもとで継続的に燃焼が行われる。次いでステップ 7 0 5に進む。

—方、ステップ 7 0 1 にぉぃて ΣM>MXでかっT F〉 T。であると判別されたときにはステップ 7 0 3に進んで空燃比 A/ Fを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。なお、 ∑M>MXとなっても T F≤ T。のときにはリツチ処理は行われない。次いでステップ 7 0 4では∑ Mがクリアされる。次いでステップ 7 0 5に進む。

ステップ 7 0 5ではパティキュレートフィルタ 2 2上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否か、即ち圧力センサ

4 3により検出されたパティキュレートフィルタ 2 2における圧損 P Dが図 5の U Lに相当する許容限界 P D Xを越えたか否かが判別される。 P D > P D Xのときにはステップ 7 0 6に進んで空燃比 A /Fを一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。このリッチ処理が完了するとステップ 7 0 7に進んでリ一ン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fを 6 0 0 °C以上まで昇温させかつ 6 0 0 °C以上に維持する昇温制御が行われ、それによつてパティキユレ一トフィルタ 2 2上に堆積した微粒子が燃焼せしめられる。パティキュレートフィルタ 2 2の再生が完了すると昇温制御が停止され、再び通常の運転が行われる。

図 2 9および図 3 0に第 8実施例を示す。前述したようにパティキュレートフィルタ 2 2に微粒子が流入するとこの微粒子はいずれは最も酸化性の低い残留微粒子 WR 5 となり、従ってパティキユレートフィルタ 2 2への微粒子の流入量の積算値から最も酸化性の低い残留微粒子量 WR 5を推定することができる。言い換えるとパティキュレートフィルタ 2 2における圧損の増大量から最も酸化性の低い残留微粒子量 WR 5を推定することができる。従ってこの実施例ではパティキュレートフィルタ 2 2における実際の圧損 P Dが設定値 D P T Tを越えたときに空燃比 AZFを一時的にリツチにするようにしている。この場合、空燃比 AZFのリッチ処理が完了すると再び空燃比 AZFを一時的にリッチにするために設定値 D P T T が Δ Dだけ増大せしめられる。

初期の設定値 D P T Tは図 2 9 Aに示されるように要求トルク T Qおよび機関回転数 Nの関数としてマップの形で予め R OM 3 2内に記憶されており、設置値 D P T Tの増大量も図 2 9 Bに示されるように要求トルク T Qおよび機関回転数 Nの関数としてマップの形で予め R OM 3 2内に記憶されている。

図 3 0は第 8実施例を実行するためのフローチャートを示している。

図 3 0を参照するとまず初めにステップ 8 0 0において圧力センサ 4 3により検出された実際の圧損 P Dが図 2 9 Aのマップから算出された設定値 D P T Tよりも大きくかつパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fが微粒子を酸化しうる温度 T。、例えば 2 5 0 °C よりも高いか否かが判別される。 D P≤ D P T T又は T F≤ T。のときにはステップ 8 0 1に進んで通常運転が行われる。このときリ一ン空燃比のもとで継続的に燃焼が行われる。次いでステップ 8 0 4に進.む。

一方、ステップ 8 0 0において D P > D P T Tでかつ T F > T。であると判別されたときにはステップ 8 0 2に進んで空燃比 AZ F を一時的にリッチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。なお、 D P〉 D P T Tとなっても T F≤ T 。のときにはリッチ処理は行われない。次いでステップ 8 0 3では図 2 9 Bに示すマップから算出された増大量が設定値 D P T T に加算され、その加算結果が新たな設定値 D P T Tとされる。次いでステップ 8 0 4に進む。

ステップ 8 0 4ではパティキュレートフィルタ 2 2上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否か、即ち圧力センサ 4 3により検出されたパティキュレートフィルタ 2 2における圧損 P Dが図 5の U Lに相当する許容限界 P D Xを越えたか否かが判別される。 P D > P D Xのときにはステップ 8 0 5に進んで空燃比 A を一時的にリツチにするリツチ処理が行われ、それによつて微粒子の酸化性が回復される。このリツチ処理が完了するとステップ 8 0 6に進んでリーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ 2 2の温度 T Fを 6 0 0 °C以上まで昇温させかつ 6 0 0 °C以上に維持する昇温制御が行われ、それによつてパティキュレートフィルタ 2 2上に堆積した微粒子が燃焼せしめられる。パティキュレートフィルタ 2 2の再生が完了すると昇温制御が停止され、再び通常の運転力 ^s行われる。

上述したように本発明によれば、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子を短時間で燃焼させることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 機関排気通路内に排気ガス中の微粒子を捕集し除去するためのパティキュレートフィルタが配置され、リ一ン空燃比のもとで継続して燃焼が行われる内燃機関において、パティキュレートフィルタ ±に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したか否かを予測する予測手段と、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと予測されたときにはパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質を酸化しゃすい性質に変化させるためにパティキュレートフィルタに流入する排気ガスの空燃比を一時的にリーンからリツチに切換える空燃比切換手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否かを判定する判定手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたときにはパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子を酸化除去するためにリーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタの温度を上昇させる温度制御手段とを具備した排気ガス浄化装置。

2 . 該空燃比切換手段は、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと予測されてもパティキュレートフィルタの温度が予め定められた温度よりも低いときにはリーンからリツチへの空燃比の切換えを行わない請求項 1 に記載の排気ガス浄化装置。

3 . 該予測手段は、機関始動時又は高速運転が予め定められた時間以上継続したときにはパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと予測する請求項 1 に記載の排気ガス浄化装置。

4 . 該予測手段は、機関の運転時間、機関回転数の累積値又は車両走行距離が予め定められた値を越えたときにパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと予測する請求項 1 に記載の排気ガス浄化装置。

5 . パティキュレートフィルタ上に触媒が担持されている請求項 1 に記載の排気ガス浄化装置。

6 . 機関排気通路内に排気ガス中の微粒子を捕集し除去するためのパティキユレ一トフィルタが配置され、リ一ン空燃比のもとで継続して燃焼が行われる内燃機関において、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したか否かを判定する第 1 の判定手段と、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと判定されたときにはパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質を酸化しゃすい性質に変化させるためにパティキュレートフィルタに流入する排気ガスの空燃比を一時的にリーンからリツチに切換える空燃比切換手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否かを判定する第 2 の判定手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたときにはパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子を酸化除去するためにリ一ン空燃比のもとでパティキュレートフィルタの温度を上昇させる温度制御手段とを具備した排気ガス浄化装置。

7 . 該空燃比切換手段は、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと判定されてもパティキュレートフィルタの温度が予め定められた温度よりも低いときにはリーンからリッチへの空燃比の切換えを行わない請求項 6に記載の排気ガス浄化装置。

8 . パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の単位時間当りの酸化性の低下量および増大量を算出する算出手段を具備し、該第 1の判定手段は該酸化性の低下量および増大量に基づいてパティキユレ一トフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したか否かを判定する請求項.6に記載の排気ガス浄化装置。

9 . パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子のうちで酸化性の最も低下した微粒子量をモデルを用いて算出する算出手段を具備し、該第 1の判定手段は該酸化性の最も低下した微粒子量が予め定められた量を越えたときにパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したと判定する請求項 6に記載の排気ガス浄化装置。

1 0 . パティキュレートフィルタにおける圧損を推定する推定手段と、パティキュレートフィルタにおける実際の圧損を検出する検出手段とを具備し、該第 1の判定手段は該推定手段により推定された圧損と該検出手段により検出された実際の圧損との圧損差からパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比ベて酸化しづらい性質に変化したか否かを判定する請求項 6に記載の排気ガス浄化装置。

1 1 . 該推定手段はパティキュレートフィルタに流入する微粒子量およびパティキュレートフィルタの温度からパティキュレートフィルタ上の堆積微粒子量を算出し、この堆積微粒子量からパティキユレ一トフィルタにおける圧損を推定する請求項 1 0に記載の排気ガス浄化装置。

1 2 . パティキュレートフィルタ上の微粒子を部分的に酸化除去するためにパティキュレートフィルタの温度を一時的に上昇させるための温度上昇手段を具備し、該第 1の判定手段は該温度上昇手段による昇温作用完了後における該圧損差からパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したか否かを判定する請求項 1 0に記載の排気ガス浄化装置。

1 3 . 該第 1の判定手段は、該検出手段により検出された実際の圧損が予め記憶されている目標値に達したときに該温度上昇手段によってパティキユレ一トフィルタの温度を一時的に上昇させ、予め記憶されている昇温作用完了後の圧損と該検出手段により検出された実際の圧損との圧損差からパティキユレ一トフィルタ上に堆積した微粒子の性質が堆積直後に比べて酸化しづらい性質に変化したか否かを判定する請求項 1 2に記載の排気ガス浄化装置。

1 4 . パティキュレートフィルタ上に触媒が担持されている請求項 6に記載の排気ガス浄化装置。

1 5 . 機関排気通路内に排気ガス中の微粒子を捕集し除去するためのパティキュレートフィルタが配置され、リーン空燃比のもとで継続して燃焼が行われる内燃機関において、パティキユレ一トフィルタに流入する排気ガスの空燃比を一時的にリーンからリッチに切換え可能な空燃比切換手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたか否かを判定する判定手段と、パティキュレートフィルタ上における微粒子の堆積量が予め定められた量を越えたときにはパティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子の性質を酸化しゃすい性質に変化させるためにパティキュレートフィルタに流入する排気ガスの空燃比を一時的にリーンからリツチに切換えた後、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子を酸化除去するためにリーン空燃比のもとでパティキユレートフィルタの温度を上昇させる温度制御手段とを具備した排気ガス浄化装置。

1 6 . パティキュレートフィルタ上に触媒が担持されている請求項 1 5 に記载の排気ガス浄化装置。