JP2002168112A - 排気ガス浄化装置、および排気ガスの浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の浮遊微粒子を捕集するフィルタの
目詰まりを確実に回避する。 【解決手段】 内燃機関の排気ガス中の浮遊微粒子をフ
ィルタを用いて捕集する。捕集に際しては、排気ガス中
に含まれる炭化水素系化合物および含炭素浮遊微粒子
が、濾材に分散された状態で捕集する。該フィルタに捕
集されている浮遊微粒子の捕集量が、所定の許容値を越
えているか否かを判断して、所定の許容値を超えている
場合には、排気ガスの酸素あるいは炭化水素系化合物を
増量させる。こうすれば、フィルタ上で炭化水素系化合
物および含炭素浮遊微粒子の燃焼が促進されるので、フ
ィルタの目詰まりを回避することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の排気
ガスに含まれる含炭素浮遊微粒子を浄化する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関、特にディーゼル機関の排気ガ
ス中には、黒煙（スス）などの含炭素浮遊微粒子が含ま
れており、大気の汚染を防ぐために、排出される微粒子
の総量を低減させることが強く要請されている。また、
燃焼室内に直接ガソリンを噴射する方式の、いわゆる筒
内噴射ガソリン機関からも、運転条件によっては排気ガ
スとともに含炭素浮遊微粒子が排出される場合があるた
めに、同様の要請が存在する。

【０００３】これら内燃機関から排出される含炭素浮遊
微粒子を大幅に低減可能性な技術として、機関の排気通
路中に耐熱性のフィルタを設け、排気ガスとともに排出
される含炭素浮遊微粒子を該フィルタで捕集する技術が
提案されている。

【０００４】かかる方法を用いて排気ガス中の含炭素浮
遊微粒子を捕集すれば、ススなどの大気に排出される微
粒子を大幅に低減することが可能となるが、捕集した微
粒子は何らかの方法で処理してやらなければならない。
捕集した含炭素浮遊微粒子を処理する代表的な手法とし
ては、電気ヒータやバーナなどの補助的手段を用いて、
捕集した含炭素浮遊微粒子を定期的に燃焼させる技術
（特開平５−２９６０２７号）や、機関の排気ガス温度
を意図的に上昇させることにより、微粒子を燃焼させる
技術（特開２０００−１６１０４４号）等が提案されて
いる。これら技術を用いれば、捕集した含炭素浮遊微粒
子を比較的簡便に処理することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、捕集した含炭
素浮遊微粒子が、何らかの要因で十分には燃焼しなかっ
た場合、燃え残った微粒子の堆積によってフィルタが目
詰まりし易くなる。あるいは、機関の異常等、何らかの
要因で含炭素浮遊微粒子の排出量が急増した場合にも、
フィルタが目詰まりし易くなる。フィルタが目詰まりし
てしまうと、機関性能を低下させるだけでなく、フィル
タに機関の排気圧力による過大な力が加わるおそれがあ
るという問題があった。

【０００６】本発明は、従来技術における上述の課題を
解決するためになされたものであり、何らかの要因でフ
ィルタが目詰まりし易い条件においても、フィルタの目
詰まりを確実に回避可能な技術の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第
１の排気ガス浄化装置は次の構成を採用した。すなわ
ち、内燃機関の排気ガス中に含まれる含炭素浮遊微粒子
を浄化する排気ガス浄化装置において、前記排気ガス中
に含まれる炭化水素系化合物および前記含炭素浮遊微粒
子を、該排気ガス中の酸素と接触可能に分散して捕集す
ることにより、流入時の温度が該含炭素浮遊微粒子の可
燃温度よりも低温の排気ガスを用いて、該捕集した炭化
水素系化合物と含炭素浮遊微粒子とを燃焼させる捕集フ
ィルタと、前記捕集フィルタにおける前記含炭素浮遊微
粒子の捕集量が、所定の許容値を越えているか否かを判
断する捕集量判断手段と、前記含炭素浮遊微粒子の捕集
量が前記所定の許容値を超えている場合に、前記捕集フ
ィルタへの酸素の供給量を増量させる酸素供給量増量手
段とを備えることを特徴とする。

【０００８】また、上記の第１の排気ガス浄化装置に対
応する本発明の第１の排気ガス浄化方法は、内燃機関の
排気ガス中に含まれる含炭素浮遊微粒子を浄化する排気
ガス浄化方法において、前記内燃機関の排気通路内に捕
集フィルタを設けて、前記排気ガス中に含まれる炭化水
素系化合物および前記含炭素浮遊微粒子を、該排気ガス
中の酸素と接触可能に分散した状態で捕集し、前記捕集
フィルタに流入する温度が前記含炭素浮遊微粒子の可燃
温度よりも低温の排気ガスを用いて、該捕集した炭化水
素系化合物と含炭素浮遊微粒子とを燃焼させるととも
に、前記捕集フィルタにおける前記含炭素浮遊微粒子の
捕集量が所定の許容値を越えているか否かを判断して、
前記捕集量が前記所定の許容値を超えている場合に、前
記捕集フィルタへの酸素の供給量を増量させることを特
徴とする。

【０００９】かかる第１の排気ガス浄化装置、および第
１の排気ガス浄化方法においては、前記捕集フィルタ上
の前記含炭素浮遊微粒子の捕集量が所定の許容値を超え
ている場合に、該捕集フィルタへの酸素の供給量を増量
させる。こうすれば、該捕集フィルタ上の前記炭化水素
系化合物の燃焼が促進され、延いては含炭素浮遊微粒子
の燃焼が促進されるので、該含炭素浮遊微粒子の捕集量
が減少する。その結果、捕集フィルタの目詰まりを容易
に回避することが可能となる。

【００１０】かかる第１の排気ガス浄化装置が適用され
る内燃機関に、排気ガスの一部を排気通路から取り出し
て吸気通路に還流させる還流通路と、該還流通路上に設
けられて排気ガスの還流を制御する排気ガス還流弁とが
設けられている場合には、該排気ガス還流弁を制御し
て、排気ガスの還流量を減少させることとしても良い。

【００１１】排気ガスの還流量が減少すれば、その分だ
け内燃機関の燃焼室に流入する吸入空気量が増加して、
排気ガス中の酸素量が増加する。従って、かかる方法に
よれば、前記捕集フィルタへの酸素の供給量を簡便に増
加させることが可能となるので好適である。

【００１２】かかる第１の排気ガス浄化装置が適用され
る内燃機関に、排気ガスの流動エネルギを用いて該内燃
機関が吸入する空気量を増量させる過給器が備えられて
いる場合には、該過給器の動作状態を制御することによ
って、該内燃機関の吸入空気量を増量させることとして
も良い。

【００１３】過給器の動作状態を制御すれば、内燃機関
の吸入空気量を簡便に増量させることができ、延いては
捕集フィルタへの酸素の供給量を簡便に増加させること
が可能となるので好適である。

【００１４】かかる第１の排気ガス浄化装置において
は、排気ガスの流動エネルギを増加させることによっ
て、前記内燃機関の吸入空気量を増量させることとして
も良い。特に、排気ガスの温度を上昇させることによっ
て、流動エネルギを増加させることとしても良い。

【００１５】前記過給器は、排気ガスの流動エネルギを
用いて内燃機関の吸入空気量を増量させているので、排
気ガスの流動エネルギを増加させれば、それだけ吸入空
気量を増やすことができる。特に、排気ガスの温度は、
例えば燃料の噴射時期を調整することで容易に上昇させ
ることができるので、前記捕集フィルタに供給される酸
素量を簡便に増加させることが可能となって好適であ
る。

【００１６】従来技術における前述の課題の少なくとも
一部を解決するために、本発明の第２の排気ガス浄化装
置は次の構成を採用した。すなわち、内燃機関の排気ガ
ス中に含まれる含炭素浮遊微粒子を浄化する排気ガス浄
化装置において、前記排気ガス中に含まれる炭化水素系
化合物および前記含炭素浮遊微粒子を、該排気ガス中の
酸素と接触可能に分散して捕集することにより、流入時
の温度が該含炭素浮遊微粒子の可燃温度よりも低温の排
気ガスを用いて、該捕集した炭化水素系化合物と含炭素
浮遊微粒子とを燃焼させる捕集フィルタと、前記捕集フ
ィルタにおける前記含炭素浮遊微粒子の捕集量が所定の
許容値を越えているか否かを判断する捕集量判断手段
と、前記含炭素浮遊微粒子の捕集量が前記所定の許容値
を超えている場合に、前記捕集フィルタへの前記炭化水
素系化合物の供給量を増量させる炭化水素系化合物供給
量増量手段とを備えることを特徴とする。

【００１７】また、上記の排気ガス浄化装置に対応する
本発明の第２の排気ガス浄化方法は、内燃機関の排気ガ
ス中に含まれる含炭素浮遊微粒子を浄化する排気ガス浄
化方法において、前記内燃機関の排気通路内に捕集フィ
ルタを設けて、前記排気ガス中に含まれる炭化水素系化
合物および前記含炭素浮遊微粒子を、該排気ガス中の酸
素と接触可能に分散した状態で捕集し、前記捕集フィル
タに流入する温度が前記含炭素浮遊微粒子の可燃温度よ
りも低温の排気ガスを用いて、該捕集した炭化水素系化
合物と含炭素浮遊微粒子とを燃焼させるとともに、前記
捕集フィルタにおける前記含炭素浮遊微粒子の捕集量が
所定の許容値を越えているか否かを判断して、前記捕集
量が前記所定の許容値を超えている場合に、前記捕集フ
ィルタへの前記炭化水素系化合物の供給量を増量させる
ことを特徴とする。

【００１８】かかる本発明の第２の排気ガス浄化装置お
よび第２の排気ガス浄化方法においては、前記捕集フィ
ルタ上の前記含炭素浮遊微粒子の捕集量が所定の許容値
を超えている場合に、該捕集フィルタへの前記炭化水素
系化合物の供給量を増量させる。こうすれば、該捕集フ
ィルタ上の前記炭化水素系化合物の燃焼が促進され、延
いては含炭素浮遊微粒子の燃焼が促進されるので、該含
炭素浮遊微粒子の捕集量が減少する。その結果、捕集フ
ィルタの目詰まりを容易に回避することが可能となる。

【００１９】かかる第２の排気ガス浄化装置の適用され
る内燃機関が、機関出力の要求値に応じて定まる燃料量
の過半にあたる主燃料と、残余分の副燃料とを燃焼室内
に噴射する方式の機関である場合には、前記主燃料と前
記副燃料とを所定値以上の期間を空けて噴射することに
より、前記炭化水素系化合物の供給量を増量させること
としても良い。

【００２０】こうすれば炭化水素系化合物の排出量を簡
便に、かつ速やかに増量させることができるので好適で
ある。また、副燃料と主燃料との比率を変更すること
で、炭化水素系化合物の供給量を容易に調整することが
可能となるので好ましい。

【００２１】かかる第２の排気ガス浄化装置において
は、前記副燃料を前記主燃料よりも所定期間以上早い時
期に噴射することによって、前記炭化水素系化合物の供
給量を増量させることとしても良い。あるいは、前記副
燃料を前記主燃料よりも所定期間以上遅い時期に噴射す
ることによって、前記炭化水素系化合物の供給量を増量
させることとしても良い。更には、前記副燃料を増量す
ることによって、前記炭化水素系化合物の供給量を増量
することとしても良い。

【００２２】こうすれば、前記捕集フィルタへの炭化水
素系化合物の供給量を簡便に増量することができるので
好ましい。また、副燃料の割合を調整することで、炭化
水素系化合物の供給量を簡便に、かつ精度良く調整する
ことが可能となるので好ましい。

【００２３】上述した本発明の第１あるいは第２の排気
ガス浄化装置においては、前記捕集フィルタの上流側の
排気通路における圧力に基づいて、前記含炭素浮遊微粒
子の捕集量が前記所定の許容値を超えているか否かを判
断することとしても良い。

【００２４】前記捕集フィルタでの捕集量が増加すれ
ば、それに伴って該フィルタ上流での排気管内圧力が増
加するので、かかる圧力を利用すれば、前記捕集量が前
記所定の許容値を超えているか否かを簡便に判断するこ
とができるので好ましい。

【００２５】かかる排気ガス浄化装置においては、前記
捕集フィルタの上流側の排気通路における圧力に加え
て、下流側の排気通路の圧力に基づいて、前記捕集量が
前記所定の許容値を超えているか否かを判断することと
しても良い。

【００２６】捕集フィルタ上の浮遊微粒子の捕集量が所
定の許容値を超えれば、該捕集フィルタ前後の圧力差が
増大するので、上流側での圧力に加えて下流側の圧力に
基づいて判断すれば、該フィルタでの捕集量が所定の許
容値を超えているか否かを確実に判断することが可能と
なって好適である。

【００２７】かかる排気ガス浄化装置においては、前記
捕集フィルタの上流側の排気通路における圧力に加え
て、前記内燃機関の運転条件に基づいて、前記捕集量が
前記所定の許容値を超えているか否かを判断することと
してもよい。

【００２８】内燃機関の運転条件が定まれば、前記捕集
フィルタ上の含炭素浮遊微粒子の捕集量が多くなると、
該捕集フィルタ上流での排気管内圧力は増加する。この
ことから、該捕集フィルタ上流での排気管内の圧力に加
えて、該内燃機関の運転条件に基づいて判断すれば、前
記捕集量が所定の許容量を超えているか否かを確実に検
出することができるので好適である。もちろん、内燃機
関の運転条件に基づいて判断するために、予め定めてお
いた所定の運転条件における該捕集フィルタ上流の圧力
に基づいて判断することとしても構わない。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の作用・効果をより明確に
説明するために、次のような順序に従って、本発明の実
施例を説明する。 Ａ．装置構成： Ａ−１．エンジンの構成： Ａ−２．パティキュレートフィルタの概要： Ａ−３．エンジン制御の概要： Ｂ．フィルタ再生促進処理： Ｂ−１．ＥＧＲ制御： Ｂ−２．過給圧制御： Ｂ−３．燃料噴射制御： Ｂ−４．変形例：

【００３０】Ａ．装置構成：以下、本発明の排気ガス浄
化装置を、ディーゼルエンジンに適用した実施例につい
て説明する。もちろん、ディーゼルエンジンに限らず、
燃料をシリンダ内に直接噴射する方式のガソリンエンジ
ンなど、他の内燃機関に適用することもできる。また、
本発明は、車両や船舶搭載用あるいは定置用などのあら
ゆる内燃機関に適用することが可能である。

【００３１】Ａ−１．エンジンの構成：図１は、第１実
施例の排気ガス浄化装置を装着したディーゼルエンジン
１０の概略構成を示した説明図である。ディーゼルエン
ジン１０は、いわゆる４気筒エンジンであり、＃１ない
し＃４の４つの燃焼室を有している。各燃焼室には吸気
管１２を介して空気が供給され、各燃焼室に設けられた
燃料噴射弁１４から燃料が噴射されると、燃焼室内で空
気と燃料とが燃焼して、排気管１６から排気ガスが排出
される。

【００３２】排気管１６の途中には、過給器２０が設け
られている。過給器２０は、排気管１６内に設けられた
タービン２１と、吸気管１２内に設けられたコンプレッ
サ２２と、タービン２１とコンプレッサ２２とをつなぐ
シャフト２３とから構成されている。燃焼室から排出さ
れた排気ガスが過給器２０のタービン２１を回すと、シ
ャフト２３を介してコンプレッサ２２が回転し、空気を
圧縮して各燃焼室内に供給する。本実施例の過給器２０
にはアクチュエータ７０が設けられており、タービン２
１に排気ガスが流入する部分の開口面積（以下、タービ
ン開口面積と呼ぶ）を変更することが可能となってい
る。排気ガス流量に応じてタービン開口面積を適切に制
御することで、過給器２０の効率を向上させることがで
きる。また、タービン２１の上流側には、ウエストゲー
トバルブ７２と呼ばれるバイパス弁が設けられている。
ウエストゲートアクチュエータ７４を用いてウエストゲ
ートバルブ７２の開度を調整し、タービン２１をバイパ
スする排気ガスの割合を制御することで、過給器２０の
性能を制御することも可能となっている。

【００３３】コンプレッサ２２の上流側にはエアクリー
ナ２６が設けられており、コンプレッサ２２はエアクリ
ーナ２６から取り入れた空気を圧縮して燃焼室内に供給
する。コンプレッサ２２で圧縮すると空気の温度が上昇
するので、コンプレッサ２２の下流には空気を冷却する
ためのインタークーラ２４が設けられており、圧縮した
空気をインタークーラ２４で冷却してから燃焼室内に供
給することも可能である。

【００３４】タービン２１の上流側の排気管１６内に
は、＃１ないし＃４の各燃焼室毎にパティキュレートフ
ィルタ１００が設けられている。パティキュレートフィ
ルタ１００は、排気ガス中に含まれる浮遊微粒子と炭化
水素系化合物とを捕集するとともに、該炭化水素系化合
物の反応熱を利用して、捕集した浮遊微粒子を比較的低
温の排気ガス中で燃焼させることができる。パティキュ
レートフィルタ１００については後述する。

【００３５】各パティキュレートフィルタ１００の上流
側の排気管１６と吸気管１２とは、ＥＧＲ通路６０でつ
ながっており、排気ガスの一部を吸気管１２内に導入可
能となっている。ＥＧＲ通路６０に設けられたＥＧＲ弁
６２の開度を調整することで、吸気管１２内に導入する
排気ガス量を制御することができる。

【００３６】燃料供給ポンプ１８および燃料噴射弁１４
は、エンジン制御用ＥＣＵ３０の制御のもとで、適切な
量の燃料を適切なタイミングで燃焼室内に噴射する。

【００３７】エンジン制御用ＥＣＵ３０は、エンジン回
転速度Ｎｅや、アクセル開度θacといったエンジンの運
転条件を検出し、運転条件に応じて、燃料供給ポンプ１
８や、燃料噴射弁１４、ＥＧＲ弁６２、過給器２０など
を適切に制御する。また、排気管内圧力を検出して、パ
ティキュレートフィルタ１００が目詰まり気味なことを
検出した場合には、後述するように、ＥＧＲ弁６２、過
給器２０、燃料供給ポンプ１８、燃料噴射弁１４などを
制御することにより、フィルタ再生促進処理を行う。従
って、本実施例のディーゼルエンジン１０では、何らか
の要因でフィルタが目詰まりし易い条件においても、フ
ィルタの目詰まりが生じるおそれがない。

【００３８】Ａ−２．パティキュレートフィルタの概
要：図２は、排気管１６に装着されているパティキュレ
ートフィルタ１００の外観形状を示す斜視図である。理
解を容易にするために、一部分の断面をとって内部構造
を拡大して表示している。パティキュレートフィルタ１
００は、円筒状のケース１０２と、ケース１０２内に挿
入されて外周をケースに溶接されたエレメント１０４と
から構成されている。エレメント１０４は、耐熱金属製
の不織布１０６と同じく耐熱金属製の波板１０８とを重
ねて、中心棒１１０を芯にして円筒状に巻き付けたロー
ル構造となっている。本実施例のパティキュレートフィ
ルタ１００で用いるエレメント１０４は、外径が約５５
ｍｍ、長さが約４０ｍｍのものを使用している。もちろ
ん、これら寸法は、ディーゼルエンジンの排気量や排気
管１６の内径などにあわせて、適宜変更することができ
る。

【００３９】不織布１０６は波板１０８とともに巻き付
けられているので、不織布１０６同士の間隔は、波板１
０８によって所定の間隔に保たれており、不織布１０６
と波板１０８との間には、中心棒１１０の軸方向に沿っ
て多数の通路が形成されている。エレメント１０４の両
側には、封止板１１２が溶接されている。封止板１１２
は、不織布１０６と波板１０８との間に形成された通路
を互い違いに閉塞して、排気ガスが不織布１０６を通過
する構造を形成する。図３を参照して、封止板１１２に
より排気ガスが不織布１０６を通過する構造が形成され
る様子を説明する。

【００４０】図３は、パティキュレートフィルタ１００
の断面構造を概念的に示す説明図である。尚、図が煩雑
になることを防ぐために、図３では、波板１０８の表示
は省略している。図示するように、封止板１１２は、所
定の間隔に保たれて隣接する不織布１０６の間に形成さ
れる通路を、互い違いになるように閉塞する。このた
め、図中に矢印で示したように、図の左側から排気ガス
が流れてくると、封止板１１２で塞がれていない通路に
一旦は流入するが、通路の出口側は封止板１１２で塞が
れている。そこで排気ガスは、図中に太い矢印で示すよ
うに、通路側面を構成する不織布１０６を通って、出口
側が塞がれていない通路に抜けていく。こうして排気ガ
スが不織布１０６を抜ける際に、排気ガス中に含まれて
いるススなどの含炭素浮遊微粒子を不織布１０６によっ
て捕集することができる。

【００４１】ここで、不織布１０６は、図４に例示する
ような所定範囲の諸元を有する鉄系の耐熱合金製不織布
が使用されており、このため、含炭素浮遊微粒子や炭化
水素系化合物を、排気ガス中の酸素と接触可能に分散し
た状態で捕集することができる。このように、浮遊微粒
子を３次元的に分散した状態で捕集すると、後述するよ
うに、捕集した微粒子がある程度の量に達した時点で自
然に着火して燃焼させることができる。含炭素浮遊微粒
子や炭化水素系化合物が分散した状態で捕集されるメカ
ニズムおよび、分散して捕集することで捕集した含炭素
浮遊微粒子が自然に燃焼するメカニズムについては後述
する。

【００４２】図４中に示す「繊維径」とは、不織布を形
成する金属繊維の平均直径を示す。金属不織布は、無数
の金属繊維が複雑に絡み合って形成されており、金属繊
維の間には、複雑に分岐した３次元的な通路が形成され
ている。「細孔径」とは、金属繊維間に形成された通路
断面の大きさを表す指標であり、等価な断面積を有する
円形通路の内径（直径）を示している。「細孔径」の値
は、もっとも簡便には、走査型電子顕微鏡で撮影した金
属不織布表面あるいは断面の写真に基づいて、目視によ
って計測することができる。

【００４３】尚、上述した本実施例のエレメント１０４
は、エレメント１０４の両端に封止板１１２を溶接して
形成されているものとして説明したが、以下に説明する
ように、封止板１１２を用いない構造としてもよい。

【００４４】図５は、封止板を用いない構造のエレメン
トを備えるパティキュレートフィルタ１００の断面図で
ある。図５では、図が煩雑となることをさけるために、
波板１０８の表示は省略している。前述した図３では、
不織布１０６の両端に互い違いに封止板１１２を溶接し
たが、封止板を溶接する代わりに、図５に示すように、
不織布同士を端部１１３で互いに溶接してもよい。こう
すれば封止板１１２を省略することができるので、パテ
ィキュレートフィルタ１００をより簡便に製造すること
ができる。

【００４５】尚、上述の図４に示した不織布の諸元はあ
くまでも例示であって、不織布の諸元は図中に例示され
た値に限定されるものではない。また、本実施例では、
鉄系の耐熱合金製の金属不織布を用いているが、周知の
他の耐熱性の金属不織布を用いても構わない。

【００４６】上述したように、パティキュレートフィル
タ１００の不織布１０６は、排気ガス中の含炭素浮遊微
粒子を不織布１０６の内部に３次元的に分散した状態で
捕集することができるので、ある程度の量の微粒子を捕
集すると、自然に着火させて微粒子を燃焼させることが
できる。このため、本実施例のパティキュレートフィル
タ１００は、意図的に排気ガス温度を上昇させるといっ
た特別な操作を行わずとも、フィルタを自然に再生させ
ることができる。本明細書中では、本実施例のパティキ
ュレートフィルタ１００が有するこのような機能を「自
然再生機能」と呼ぶ。自然再生機能のメカニズムについ
ては全てが解明されたわけではないが、現時点で推定さ
れるメカニズムについて若干説明する。

【００４７】ディーゼルエンジンの排気ガス中には、含
炭素浮遊微粒子や炭化水素系化合物が、図６に示すよう
な割合で含まれていることが分かっている。すなわち、
おおまかに言えば、ススなどの浮遊微粒子と、燃料に起
因する炭化水素系化合物と、潤滑油に起因する炭化水素
系化合物とが、ほぼ同じ割合で含まれている。ススなど
の浮遊微粒子は、酸素を含んだ排気ガス雰囲気中でも通
常は５５０℃以上にならないと燃焼しないと言われてい
る。これに対して、燃料や潤滑油に起因する炭化水素系
化合物は、酸素さえ供給されれば、５５０℃より低い温
度でも何らかの酸化反応が起こり得る。

【００４８】本実施例のパティキュレートフィルタ１０
０では、所定範囲の細孔径分布を有する金属不織布１０
６を使用しており、排気ガス中の含炭素浮遊微粒子と炭
化水素系化合物とを、不織布内部に３次元的に分散した
状態で捕集する。このため、捕集された炭化水素系化合
物の一部は、排気ガス中の酸素が十分に供給される状態
で捕集されており、排気ガスの温度によってゆっくりと
した酸化反応（発熱反応）を開始して、フィルタ温度を
次第に上昇させる。この結果、含炭素浮遊微粒子および
炭化水素系化合物がある程度フィルタに捕集された時点
でフィルタ温度が５５０℃以上となり、フィルタ上の微
粒子と炭化水素系化合物とを一気に燃焼させることがで
きるのである。

【００４９】図７は、本実施例のパティキュレートフィ
ルタ１００が自然再生を行う様子を概念的に示した説明
図である。図７（ａ）は、ディーゼルエンジン１０の排
気管１６内にパティキュレートフィルタ１００が装着さ
れている様子を模式的に示している。図７（ｂ）は、デ
ィーゼルエンジン１０を一定条件で運転しながら、フィ
ルタ前後の差圧ｄＰおよびフィルタに流れ込む排気ガス
温度Ｔｇ、フィルタ温度Ｔｆを計測して得られた結果を
概念的に示す説明図である。

【００５０】ディーゼルエンジン１０の運転を開始する
と、排気ガス温度Ｔｇおよびフィルタ温度Ｔｆが直ちに
上昇して定常温度に達する。このとき、実際には、フィ
ルタ温度Ｔｆは排気ガス温度Ｔｇよりも高い値となる
が、説明を簡明にする観点から、ここでは２つの温度に
有意な差は無いものとして説明する。

【００５１】パティキュレートフィルタ１００が新品の
場合、フィルタ前後の差圧ｄＰは初めの間は次第に増加
して行くが、やがて一定値に安定する。フィルタ前後の
差圧が一定値に安定するのは、本実施例のパティキュレ
ートフィルタ１００が、排気ガス中の浮遊微粒子をフィ
ルタ表面だけでなく、フィルタ内部に３次元的に捕集す
るためである。差圧が安定する値は主にフィルタの設計
緒元によって変化するが、代表的には新品時差圧の３倍
ないし４倍程度の値となることが多い。説明の便宜上、
ディーゼルエンジン１０の運転を開始してから、フィル
タ前後の差圧が安定するまでの期間を、「第１期」と呼
ぶことにする。

【００５２】フィルタ前後の差圧が安定した後、ディー
ゼルエンジン１０をしばらく運転していると、排気ガス
温度Ｔｇは変化しないにも関わらず、フィルタ温度Ｔｆ
が少しずつ上昇し始める。フィルタ温度Ｔｆと排気ガス
温度Ｔｇとの乖離は次第に大きくなり、ついにはフィル
タ温度Ｔｆが５５０℃前後に達する。この間、ススなど
の含炭素浮遊微粒子および炭化水素系化合物がフィルタ
で捕集されることに伴って、フィルタ前後の差圧ｄＰは
ごく僅かに増加する傾向にあるが、有意な増加量を計測
できない場合もある。

【００５３】フィルタ温度Ｔｆが上昇して５５０℃付近
に達すると、フィルタに捕集されたススなどの含炭素浮
遊微粒子が燃焼し始め、捕集した微粒子が全て燃焼する
と、フィルタ温度Ｔｆは排気ガス温度Ｔｇ付近の温度ま
で速やかに低下する。排気ガス中のススなどが捕集され
ることによるフィルタ前後での差圧ｄＰの増加を検出可
能な場合には、フィルタ上でススなどが燃焼するときに
差圧ｄＰの低下を検出することができる。第１期が終了
した後に、フィルタ温度Ｔｆが排気ガス温度Ｔｇから次
第に乖離していき、再び排気ガス温度Ｔｇに低下するま
での期間を「第２期」と呼ぶことにする。尚、第１期の
期間は第２期の期間に比べてかなり短いが、図７では表
示上の理由から、第１期の期間を第２期に対して実際よ
りも長く表示している。

【００５４】フィルタに捕集されたススなどが燃焼し終
わって、フィルタ温度Ｔｆが排気ガス温度Ｔｇ付近の温
度に低下しても、しばらくすると再びフィルタ温度Ｔｆ
が上昇し始め、やがて５５０℃に達して捕集したススな
どが燃焼する。このように、フィルタはいつまでも第２
期の状態に保たれて、排気ガス中に含まれるススなどの
捕集と燃焼とを繰り返す。以上が、パティキュレートフ
ィルタ１００の有する自然再生機能の第１の形態であ
る。

【００５５】排気ガス温度Ｔｇが高い条件では、自然再
生機能の第２の形態が発現する。図７（ｃ）は、図７
（ｂ）の条件に対して排気ガス温度が若干高い（代表的
には５０℃）条件でディーゼルエンジン１０を運転した
ときの、フィルタ温度Ｔｆおよびフィルタ前後の差圧ｄ
Ｐの推移を概念的に示した説明図である。排気ガス温度
に限らず、図７（ｂ）の条件に対してスス濃度が若干高
くなるように変更した場合にも、同様の結果を得ること
ができる。

【００５６】排気ガス温度Ｔｇが高い条件では、図７
（ｃ）に示すように、第２期の終了後、フィルタ温度Ｔ
ｆが排気ガス温度Ｔｇ付近まで低下することなく、若干
高い温度で安定する。第２期の終了後、フィルタ温度Ｔ
ｆが排気ガス温度Ｔｇよりも高い温度で安定する期間を
「第３期」と呼ぶことにする。第３期では、ススなどの
捕集と燃焼とが局所的に繰り返されているか、あるいは
同時進行的に行われているものと予想される。このよう
に、自然再生機能の第２の形態では、浮遊微粒子の捕集
と燃焼とが並行して行われている。

【００５７】以上に説明したように、本実施例のパティ
キュレートフィルタ１００は、所定諸元に不織布を使用
しているために、排気ガス中の含炭素浮遊微粒子や炭化
水素系化合物を分散した状態で捕集することができ、こ
のため、捕集した微粒子を、特別な操作を行うことなく
自然に燃焼させることが可能である。パティキュレート
フィルタ１００がススなどの微粒子を分散した状態で捕
集することができるのは、以下に説明するメカニズムに
よって、微粒子を不織布内部に積極的に取り込みながら
捕集するためと思われる。以下、現時点で推定される捕
集メカニズムについて、簡単に説明する。

【００５８】図８は、耐熱金属製の不織布断面の構造を
概念的に示した説明図である。図中の斜線を付した丸印
は、それぞれが不織布繊維の断面を示している。不織布
は、無数の繊維が複雑に絡み合って形成されていて、内
部には複雑に連通し合う３次元的な通路が無数に形成さ
れている。

【００５９】図８（ａ）は、未だ新しい不織布の断面構
造を概念的に表示したものである。排気ガスは、上方か
ら下方に向かって流れるものとする。繊維の分布に疎密
があるために不織布表面には種々の大きさの開口部が形
成されているが、小さな開口部であっても排気ガスの気
体分子にとっては充分に大きいので、排気ガスは不織布
全面をほぼ均等に通過すると考えられる。図８（ａ）で
は、不織布の繊維間を通過する排気ガスを、太い矢印を
用いて模式的に表示している。

【００６０】排気ガスが不織布を通過すると、排気ガス
中に含まれるススなどの微粒子が繊維の間に捕捉され
て、次第に不織布表面の開口部が閉塞していく。このた
め、図８（ｂ）に示すように、不織布表面の小さな開口
部はススなどの微粒子で閉塞されてしまい、排気ガスは
閉塞されずに残っている比較的大きな開口部に集中す
る。この結果、不織布を通過する排気ガスの流れは、表
面に閉塞されずに残った大きな開口部から始まる流れに
集約されていく。図８（ｂ）では、ススなどの微粒子を
小さな黒丸で模式的に表示している。

【００６１】排気ガスが集中して流れれば、それだけ流
速が増加して、通路内に大きな圧力勾配が発生する。こ
の現象を、流れが不織布の繊維と衝突して大きな圧力が
発生していると考えてもよい。前述したように、不織布
内部に形成されている通路は、複雑に連通し合っている
ので、集約されて流れる通路の圧力が高くなれば、直ぐ
に他の通路に分岐していく。このため、不織布前後の差
圧は所定値以上に増加することなく一定範囲に保たれ
る。

【００６２】図８（ｃ）は、主流が他の通路に分岐して
流れる様子を概念的に示している。このように、不織布
内部で排気ガスの流れが分岐する結果、排気ガス中に含
まれるススなどの含炭素浮遊微粒子は、不織布の内部全
体で捕集されることになる。仮に、不織布内部のある箇
所がススで閉塞されたとしても、通路は３次元的に複雑
に連通し合っているので、直ぐに他の通路に分岐するこ
とが可能である。すなわち、不織布内部では、ある箇所
がススなどによって閉塞しても、通路が自動的に切り替
わって排気ガスが新たな通路を流れるために、ススなど
が分散した状態で捕集されるものと考えられる。

【００６３】以上説明したように、タービン２１の上流
側に設けられたパティキュレートフィルタ１００は自然
再生機能を有しており、捕集した排気ガス中の浮遊微粒
子と炭化水素系化合物とを、特別な操作を行うことなく
自然に燃焼させることができる。

【００６４】以上説明したように、本実施例のパティキ
ュレートフィルタ１００は、捕集した排気ガス中の含炭
素浮遊微粒子と炭化水素系化合物とを、特別な操作を行
うことなく自然に燃焼させることができる。尚、本実施
例のパティキュレートフィルタ１００では、排気ガス中
の含炭素浮遊微粒子などを金属不織布１０６を用いて捕
集しているが、金属製の不織布に限らず、例えばコーデ
ィエライト製のハニカムフィルタのようなセッラミック
スフィルタなどを用いても、同等の細孔径分布を有する
フィルタであれば、本実施例のフィルタと同様の自然再
生機能を発揮するものと考えられる。

【００６５】Ａ−３．エンジン制御の概要：図９は、エ
ンジン制御用ＥＣＵ３０が行うエンジン制御ルーチンの
概要を示すフローチャートである。かかる制御ルーチン
は、エンジンに始動用キーが挿入されて電源が「オン」
状態になると開始される。

【００６６】エンジンに挿入されたキーが始動位置まで
回されたことを検出すると、エンジン制御用ＥＣＵ３０
はエンジン始動制御を開始する（ステップＳ１０）。か
かる処理では、スタータモータでエンジンをクランキン
グしつつ、適切なタイミングで燃料を噴射してエンジン
を始動させる。エンジンの始動に際しては、吸気温度や
エンジン水温を検出し、エンジンの始動が困難なほど温
度が低い場合には、吸入空気や燃焼室をヒータで適宜加
熱する。噴射した燃料が燃焼室内で燃焼すると、大きな
トルクが発生してエンジン回転速度が上昇していき、エ
ンジン制御用ＥＣＵ３０は、エンジン回転速度が所定の
回転速度に達したことを検出してエンジン始動制御を終
了する。

【００６７】エンジンの始動制御が終了すると、エンジ
ン運転条件を検出する（ステップＳ２０）。エンジンの
運転条件を規定する主なパラメータは、エンジン回転速
度Ｎｅおよびアクセル開度θacであり、その他の補助的
なパラメータとして、吸入空気温度やエンジン冷却水
温、燃料温度、吸気圧力などを使用しており、ステップ
Ｓ２０ではこれらパラメータを検出する。エンジン回転
速度Ｎｅは、エンジンのクランクシャフトに装着された
クランク角センサ３２によって検出することができる。
また、アクセル開度θacは、アクセルペダルに装着され
たアクセル開度センサ３４によって検出する。詳細には
後述するが、パティキュレートフィルタ１００の前後差
圧も、かかるエンジン運転条件検出処理の中で検出す
る。

【００６８】エンジンの運転条件を検出すると、検出し
た運転条件に応じて、エンジンの制御モードを設定する
処理を行う（ステップＳ３０）。詳細には後述するが、
本実施例のディーゼルエンジン１０では、燃焼室内に燃
料を噴射する制御や、排気ガスの一部を吸気通路に再循
環させるＥＧＲ制御、あるいは過給器２０の動作効率の
制御など、各種の制御が行われているが、これら制御は
独立して行われるのではなく、エンジンが最適な状態に
保たれるよう、互いに関係し合いながら全体がまとまっ
て一つのシステムを構成している。また、後述するよう
に、パティキュレートフィルタ１００前後での差圧が許
容値を超える値に上昇している場合には、燃料噴射，Ｅ
ＧＲ量，過給圧など各種要素が協調した制御を行うこと
で、本実施例のフィルタが有する自然再生機能を促進さ
せて前後差圧を正常範囲に回復させることができる。本
実施例のディーゼルエンジン１０では、このように各要
素が協調した制御を可能とするために、エンジンの運転
条件に基づいて初めに制御モードを設定し、かかる制御
モードに基づいて各要素を制御する方式を採用してい
る。

【００６９】こうして制御モードを設定すると、かかる
制御モードに基づいて燃料噴射制御を行う（ステップＳ
４０）。燃料噴射制御は、エンジンの運転条件に応じ
て、適切な量の燃料を、適切なタイミングで噴射する制
御であり、制御の概要は次のようなものである。先ず、
エンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度θacとに基づいて
基本となる燃料噴射量および燃料噴射タイミングを算出
する。次いで、この値に、吸入空気温度や、エンジン冷
却水温、燃料温度などの影響を考慮した補正を行って、
エンジン運転条件に応じた最適な噴射量と最適な噴射タ
イミングとを算出する。こうして算出した噴射量および
タイミングで燃料を噴射するよう、燃料供給ポンプ１８
と燃料噴射弁１４とを制御する。

【００７０】具体的には、基本燃料噴射量および基本燃
料噴射タイミングが、エンジン回転速度Ｎｅおよびアク
セル開度θacに対するマップとして、エンジン制御用Ｅ
ＣＵ３０に内蔵されたＲＯＭに記憶されている。また、
吸入空気温度やエンジン冷却水温などの各種の補正係数
も、エンジン制御用ＥＣＵ３０内のＲＯＭにマップとし
て記憶されている。エンジン制御用ＥＣＵ３０は、これ
らマップを参照することにより、基本となる燃料噴射量
および噴射タイミング、各種補正係数を取得する。こう
して得た燃料噴射量や噴射タイミング、各種補正係数に
基づいて、最適な燃料噴射量および燃料噴射タイミング
を算出し、燃料供給ポンプ１８および燃料噴射弁１４を
制御する。

【００７１】燃料噴射制御を終了すると、続いてＥＧＲ
制御を開始する（ステップＳ５０）。ＥＧＲとは、Ｅｘ
ｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ（排
気ガス再循環装置）の略語であって、排気ガス中に含ま
れる窒素酸化物の濃度を減少させるために、排気ガスの
一部を吸気管内に意図的に戻してやることを言う。排気
ガスの一部を吸気に還流させれば燃焼室内での燃焼速度
が低下するので、燃焼最高温度が低くなって排気ガス中
の窒素酸化物の濃度を減少させることができるが、反
面、排気ガスの還流量が多くなると燃焼が不安定になる
傾向がある。このため、エンジンの運転条件に応じて、
排気ガスの還流量が最適となるように制御してやる必要
がある。ＥＧＲ制御ではこのような制御を行う。

【００７２】燃料噴射制御を終了すると、続いて過給圧
制御を行う（ステップＳ６０）。図１を用いて前述した
ように、ディーゼルエンジン１０には過給器２０が設け
られており、吸気管１２内の圧力を大気圧よりも高くす
ることによって、多量の空気を燃焼室に供給することが
できる。このように、吸気管内の圧力を大気圧よりも高
くすることを「過給する」と言い、過給前の吸気管内か
らの圧力上昇分を「過給圧」という。過給圧を上げれ
ば、それだけ燃焼に使用し得る酸素量が増加するので、
エンジンの最高出力を向上させたり、あるいは出力一定
の条件においてもススなどの含炭素浮遊微粒子の排出量
を減少させるといった効果が得られる。本実施例のディ
ーゼルエンジン１０では、エンジンの運転条件に応じた
適切な過給圧を得ることができるように、過給器のター
ビン２１に排気ガスが流入する部分の開口面積を制御し
ている。また、排気ガス流量が多く、過給圧が上がり過
ぎる場合には、ウェストゲートバルブ７２を開いて排気
ガスの一部をバイパスさせることにより、過給圧が上が
り過ぎないような制御も行う。

【００７３】以上のようにして過給圧制御を終了した
ら、エンジンに挿入されている始動用キーが「オフ」位
置まで戻されているか否かを検出し（ステップＳ７
０）、「オフ」位置まで戻されていなければ、再びステ
ップＳ２０に戻って続く一連の処理を繰り返す。エンジ
ン制御用ＥＣＵ３０は、始動用キーが「オフ」位置に戻
されるまで、上述した処理を繰り返す。その結果、エン
ジンは運転条件の変化に応じて、常に最適に制御される
ことになる。

【００７４】また、詳細には後述するが、本実施例のデ
ィーゼルエンジン１０では、パティキュレートフィルタ
１００の前後差圧が上昇して、フィルタの目詰まりが懸
念される状況を検出すると、燃料噴射制御、ＥＧＲ制
御、過給圧制御などの各制御を適切に行って、本実施例
のパティキュレートフィルタ１００の有する自然再生機
能を促進させ、フィルタの目詰まりを回避することが可
能となっている。

【００７５】Ｂ．フィルタ再生促進処理：上述したよう
に、本実施例のディーゼルエンジン１０は、パティキュ
レートフィルタ１００前後での差圧を検出して、フィル
タの目詰まりのおそれがある場合に、フィルタの自動再
生機能を促進させる処理を行う。かかるフィルタ再生促
進処理は、単一の処理ではなく、燃料噴射、ＥＧＲ、過
給圧などの各種制御を組み合わせたものであって、前述
の制御モード設定処理中でフィルタ再生モードを設定す
ると、燃焼噴射、ＥＧＲ制御、過給圧制御などでフィル
タ再生促進制御が行われる。そこで、先ず、制御モード
設定処理中でフィルタ再生モードを設定する処理につい
て説明する。

【００７６】Ｂ−１．制御モード設定処理：図１０は、
制御モード設定処理の流れを示すフローチャートであ
る。かかる処理は、図９に示したエンジン制御ルーチン
中のステップＳ２０で、エンジン運転条件を検出した後
に行われる。以下、図１０に従って、処理の内容を説明
する。

【００７７】制御モード設定処理を開始すると、先ず初
めに、エンジンの運転条件がユニバス燃焼可能領域か否
かを判断する（ステップＳ１００）。ユニバス燃焼と
は、ディーゼルエンジンの１サイクル中に複数回の燃料
を噴射することを前提とした特殊な燃焼方式であって、
本実施例のディーゼルエンジン１０はユニバス燃焼を行
うことで、ススなどの含炭素浮遊微粒子や窒素酸化物な
どの排出量を抑制することが可能となっている。ユニバ
ス燃焼については後述する。図１１は、横軸にエンジン
回転速度Ｎｅ、縦軸にアクセル開度θacを採って、ユニ
バス燃焼が可能なエンジン運転条件を概念的に示した説
明図である。エンジンの採り得る運転条件、すなわちエ
ンジン回転速度０ｒｐｍから最高回転速度MAX ｒｐｍ、
アクセル開度０％から１００％の範囲内で、ハッチング
を付した領域がユニバス燃焼の可能な領域である。図示
するように、燃焼が不安定になり易い極低回転速度域
や、エンジンの負荷が高くなる高回転速度域および高ア
クセル開度域を除いた残りの領域では、ユニバス燃焼制
御を行っている。

【００７８】エンジン運転条件がユニバス燃焼可能領域
にあると判断した場合には（ステップＳ１００：ｙｅ
ｓ）、ユニバス燃焼制御を行うことを示すフラグＦｕを
「ＯＮ」（高電圧状態）にする（ステップＳ１０２）。
ここで、フラグＦｕについて説明する。エンジン制御用
ＥＣＵ３０に内蔵されたＲＡＭには、前述したエンジン
の制御モードを表示するためのアドレスが設けられてい
て、かかるアドレスのデータは、ビットの各々がフラグ
に対応している。図１２は、制御モードを表示するアド
レスのデータを概念的に示した説明図である。図示する
ように、アドレスには１バイト（８ビット）分のメモリ
が割り当てられていて、先頭にあるビットがフラグＦｕ
に対応するビットとなっている。アドレスのフラグＦｕ
に続く２ビットは予備のフラグ用のビットである。残り
の５つのビットは後述するフィルタ再生促進制御で使用
するフラグであり、先頭のビットは、フィルタ再生促進
制御を行うことを示すフラグＦｆ、他のビットは、フィ
ルタ再生レベルを示すフラグＦ１ないしフラグＦ4 を示
すビットである。フラグＦｆないしフラグＦ4 について
は後述する。

【００７９】図１０のステップＳ１００において、エン
ジンの運転条件がユニバス燃焼を行う領域であると判断
された場合には、ステップＳ１０２で、フラグＦｕを
「ＯＮ」（高電圧状態）に設定する。逆に、ユニバス燃
焼を行う領域ではないと判断された場合には、フラグＦ
ｕを「ＯＦＦ」（低電圧状態）に設定する（ステップＳ
１０４）。

【００８０】尚、図１０の制御モード設定処理において
は、エンジンの運転条件がユニバス燃焼可能領域に入る
度に、あるいはユニバス燃焼可能領域から出る度に、フ
ラグＦｕの設定を変更するものとして説明したが、運転
状態が切り替わっても即座にフラグＦｕを変更するので
はなく、切り替わった状態が所定期間続いていることを
確認して、初めてフラグＦｕの設定を変更することとし
ても良い。こうすれば、例えば、エンジンの運転条件が
たまたまユニバス燃焼可能領域の境界付近にあるとき等
に、僅かな運転条件の変化でエンジンの制御状態が頻繁
に切り替わって、運転状態が不安定となるおそれがなく
なるので好ましい。また、図１２では、エンジンの制御
モードを表示するアドレスには、１バイトのメモリが割
り当てられているものとして説明したが、もちろん、よ
り多くのメモリを割り当てることとしても構わない。

【００８１】次いで、パティキュレートフィルタ１００
の前後差圧ｄＰを算出する（ステップＳ１０６）。パテ
ィキュレートフィルタ１００の上流側および下流側に
は、圧力センサ６４，６６が設けられている。ステップ
Ｓ１０６の処理では、前述したエンジン運転条件検出処
理（図９のステップＳ２０）において予め検出しておい
たこれらセンサの出力から、フィルタ前後の差圧ｄＰを
算出する。

【００８２】尚、ここでは、圧力センサ６４，６６を用
いて検出したフィルタ前後の圧力から、フィルタ前後差
圧ｄＰを算出するものとしたが、必ずしもフィルタ前後
での圧力値を検出せずともよい。例えば、フィルタ前後
の圧力差で接点が閉じるような圧力スイッチを複数種類
設けておき、いずれの接点が閉じているかによって、フ
ィルタ前後差圧を検出しても良い。あるいは、フィルタ
上流にのみ圧力センサを設けておき、エンジンを所定条
件で運転しているときにフィルタ上流の圧力を検出して
も良い。フィルタ前後の圧力差が大きくなれば、それに
伴ってフィルタ上流の圧力も増加する。このことから、
所定運転条件でフィルタ上流の圧力が増加したことを検
出することによって、フィルタ前後差圧の増加を検出す
ることも可能である。

【００８３】フィルタ前後の差圧ｄＰを算出したら、続
いて、フィルタ前後差圧の許容差圧ｄＰｃと、復帰差圧
ｄＰｒとを取得する（ステップＳ１０６）。許容差圧ｄ
Ｐｃとは、パティキュレートフィルタ１００が目詰まり
のおそれがあるか否かを判断するための基準として用い
られる圧力値である。また、復帰差圧ｄＰｒとは、後述
するフィルタ再生促進処理を終了するか否かの判断基準
となる圧力値である。許容差圧ｄＰｃおよび復帰差圧ｄ
Ｐｒは、それぞれエンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度
θacとに対するマップの形式で、エンジン制御用ＥＣＵ
３０内のＲＯＭに記憶されている。ステップＳ１０６の
処理では、かかるマップを参照することにより、エンジ
ン運転条件に応じた許容差圧ｄＰｃおよび復帰差圧ｄＰ
ｒの値を取得する。

【００８４】尚、本実施例においては、許容差圧ｄＰｃ
あるいは復帰差圧ｄＰｒは、マップを用いて、エンジン
運転条件に応じた最適な値が設定されているものとして
いる。しかし、含炭素浮遊微粒子が堆積してフィルタが
目詰まりし始めると、フィルタ前後差圧は急激に増加す
る傾向があるので、許容差圧ｄＰｃあるいは復帰差圧ｄ
Ｐｒの値を、エンジン運転条件によらず一定値とするこ
とも可能である。こうすればマップが不要となるので、
それだけＲＯＭの記憶容量を節約することが可能となっ
て好適である。

【００８５】次に、フィルタ前後の差圧ｄＰと許容差圧
ｄＰｃとの大小関係を比較する（ステップＳ１０８）。
差圧ｄＰが許容差圧ｄＰｃよりも大きい場合（ステップ
Ｓ１０８：ｎｏ）は、含炭素浮遊微粒子の堆積量が多
く、パティキュレートフィルタ１００が目詰まりを起こ
すおそれがあると考えられる。そこで、このような場合
は、フィルタの目詰まりを回避すべく、図１２を用いて
説明したフラグＦｆを「ＯＮ」状態に設定する。フラグ
Ｆｆが「ＯＮ」に設定されていると、後述するフィルタ
再生促進制御が行われ、フィルタ上に堆積している含炭
素浮遊微粒子が燃焼する結果、フィルタの目詰まりを回
避することができる。

【００８６】ステップＳ１０８において、フィルタ前後
の差圧ｄＰが許容差圧ｄＰｃよりも小さいと判断された
場合には、フラグＦｆがセットされているか否かを判断
する（ステップＳ１１０）。すなわち、フィルタ前後の
差圧ｄＰが許容差圧ｄＰｃを越えている場合（ステップ
ＳＳ１０８：ｎｏ）、フィルタ再生促進制御が行われる
結果としてフィルタ前後差圧ｄＰが減少するが、差圧が
許容差圧ｄＰｃより小さくなったからといって直ちにフ
ィルタ再生促進制御を中止したのでは、フィルタ差圧ｄ
Ｐが再び直ぐに許容差圧ｄＰｃを越えてしまう場合があ
る。このようなことを避けるために、フィルタ再生促進
制御を開始したら、フィルタ前後差圧が許容差圧ｄＰｃ
以下になっても制御を中止せずに、復帰差圧ｄＰｒより
も小さな値となるまで継続することとしている。そこ
で、フィルタ前後差圧ｄＰが許容差圧ｄＰｃよりも小さ
い場合には、フラグＦｆがセットされているか否かを判
断し、フラグＦｆがセットされている場合（フィルタ再
生制御中である場合）は、フィルタ前後差圧ｄＰを復帰
差圧ｄＰｒと比較するのである（ステップＳ１１４）。

【００８７】前後差圧ｄＰと復帰差圧ｄＰｒとを比較し
た結果、前後差圧ｄＰが復帰差圧ｄＰｒよりも小さな値
まで減少していない場合には（ステップＳ１１４：ｎ
ｏ）、フィルタ再生促進制御を継続することとして、フ
ィルタ再生レベル設定処理を開始する（ステップＳ１２
０）。詳細には後述するが、本実施例のフィルタ再生促
進制御では、パティキュレートフィルタ１００の自然再
生機能を促進する程度を種々に設定することが可能であ
り、フィルタの前後差圧が大きくなった場合には、先ず
促進の程度の軽い制御を行ってみて、差圧が減少しない
場合に、次第に促進程度の重い制御へと制御内容を変更
していく。このことと対応して、ステップＳ１２０で
は、パティキュレートフィルタ１００の自然再生機能を
促進させる程度を設定する処理を行うのである。

【００８８】これに対して、フィルタ前後差圧ｄＰが復
帰差圧ｄＰｒよりも小さな値となっている場合には（ス
テップＳ１１４：ｙｅｓ）、フィルタ上に堆積している
含炭素浮遊微粒子が燃焼し、フィルタが充分に再生され
たものと判断して、フィルタ再生促進制御を示すフラグ
Ｆｆおよびフィルタ再生レベルを示すフラグＦ１ないし
フラグＦ4 の値を「ＯＦＦ」に設定する（ステップＳ１
１６）。次いで、フィルタ再生レベル設定処理で使用す
るカウンタｎをリセットしておく。カウンタｎおよびフ
ィルタ再生レベルを示すフラグＦ１ないしフラグＦ4 に
ついては後述する。

【００８９】図１３は、上述したフィルタ再生レベル設
定処理の流れを示すフローチャートである。処理を開始
すると、先ず初めにカウンタｎの値を「１」だけ増加さ
せる（ステップＳ２００）。ここで、カウンタｎの意味
するところについて説明する。前述したように、エンジ
ン制御用ＥＣＵ３０は図９のエンジン制御ルーチンを繰
り返し実行することによって、エンジンの運転状態が最
適になるように制御している。カウンタｎは、フィルタ
再生促進制御を行いながらエンジン制御ルーチンを実行
した回数を計数するために用いられる変数である。すな
わち、図１０を用いて前述したように、フィルタ再生促
進制御を行わない場合（フラグＦｆ：ＯＦＦ）には、カ
ウンタｎは常にリセットされており、一方、フィルタ再
生促進制御を行う場合（フラグＦｆ：ＯＮ）には、フィ
ルタ再生レベル設定処理を１回実行する度に、図１３の
ステップＳ２００においてカウンタｎの値が「１」ずつ
加算されていく。このことから明らかなようにフィルタ
再生促進制御を行いながらエンジン制御ルーチンが何回
実行されたかを、カウンタｎの値に基づいて検出するこ
とが可能である。

【００９０】カウンタｎの値を「１」増加させたら、カ
ウンタｎが、所定の第１の閾値回数ｔｈ１に達したか否
かを判断する（ステップＳ２０２）。カウンタｎが第１
の閾値回数ｔｈ１に達していない場合（ステップＳ２０
２：ｎｏ）は、フラグＦ１を「ＯＮ」にセットした後
（ステップＳ２０４）、そのままフィルタ再生レベル設
定処理を抜けて、図１０の制御モード設定処理を経由し
てエンジン制御ルーチンに復帰する。エンジン制御ルー
チン中で、制御モード設定処理に続いて行われるＥＧＲ
制御では、フラグＦ１が設定されていることに対応し
て、ＥＧＲ量を減少させる処理を行う。詳細には後述す
るが、かかる制御を行うことによって、パティキュレー
トフィルタ１００の自然再生機能を促進して、フィルタ
上に堆積した含炭素浮遊微粒子を燃焼させることができ
る。かかる制御は、フィルタの再生促進制御の中で最も
促進程度の軽い制御であって、カウンタｎの値が、所定
の閾値回数ｔｈ１に達するまではこのような制御を行
う。

【００９１】通常であれば、フラグＦ１に対応したフィ
ルタ再生促進制御を行いながら、しばらくの間、エンジ
ン制御ルーチンを実行することで、フィルタの前後差圧
ｄＰは復帰差圧ｄＰｒ以下の値に低下し、その結果とし
てフィルタ再生促進制御を示すフラグＦｆおよびフィル
タ再生レベルを示すフラグＦ１ないしフラグＦ4 がリセ
ットされる（図１０のステップＳ１１６参照）。

【００９２】カウンタｎの値が第１の閾値回数ｔｈ１に
達しても、フィルタの前後差圧ｄＰが復帰差圧ｄＰｒ以
下の値に低下しない場合（図１３のステップＳ２０２：
ｙｅｓ）は、カウンタｎと第２の閾値回数ｔｈ２とを比
較する（ステップＳ２０６）。カウンタｎが第２の閾値
回数ｔｈ２に達していない場合はフラグＦ２を「ＯＮ」
にセットした後（ステップＳ２０８）、そのままフィル
タ再生レベル設定処理を抜けて、図１０の制御モード設
定処理を経由してエンジン制御ルーチンに復帰する。フ
ラグＦ１についてはステップＳ２０４で既に「ＯＮ」に
セットされているから、カウンタｎが第１の閾値回数ｔ
ｈ１以上の値となった場合は、フラグＦ１に加えてフラ
グＦ２が「ＯＮ」にセットされることになる。

【００９３】フラグＦ１が「ＯＮ」の場合は、エンジン
制御ルーチンではＥＧＲ量を減少させる制御を行うが、
フラグＦ２が「ＯＮ」にセットされている場合は、過給
圧を高めの値に設定する制御を行う。詳細には後述する
が、過給圧を高めに制御することで、パティキュレート
フィルタ１００の自然再生機能を促進することができ
る。このようにカウンタｎが第１の閾値回数ｔｈ１に達
してもフィルタの前後差圧が十分に低下しない場合に
は、ＥＧＲ制御に加えて過給圧も制御することで、フィ
ルタの自然再生機能をより一層促進させ、フィルタ上に
堆積した含炭素浮遊微粒子を燃焼させる。

【００９４】こうして、フラグＦ１とフラグＦ２とがセ
ットされていることに対応して、ＥＧＲ制御と過給圧制
御と行いながら、しばらくの間、エンジン制御ルーチン
を実行すれば、フィルタの前後差圧ｄＰが復帰差圧ｄＰ
ｒ以下の値に低下するので、フィルタ再生促進制御を示
すフラグＦｆおよびフィルタ再生レベルを示すフラグＦ
１ないしフラグＦ４がリセットされる（図１０のステッ
プＳ１１６参照）。

【００９５】カウンタｎの値が第２の閾値回数ｔｈ２に
達しても、フィルタの前後差圧ｄＰが復帰差圧ｄＰｒ以
下の値に低下しない場合（ステップＳ２０６：ｙｅｓ）
は、カウンタｎと第３の閾値回数ｔｈ３とを比較する
（ステップＳ２１０）。カウンタｎが第３の閾値回数ｔ
ｈ３に達していない場合は、フラグＦ３を「ＯＮ」にセ
ットした後（ステップＳ２１２）、そのままフィルタ再
生レベル設定処理を抜けて、エンジン制御ルーチンに復
帰する。フラグＦ３が「ＯＮ」にセットされている場合
は、エンジン制御ルーチンにおいては燃料の噴射時期を
遅角させる制御を行う。詳細には後述するが、かかる制
御を行うことによって、パティキュレートフィルタ１０
０の自然再生機能を促進することができる。カウンタｎ
が第２の閾値回数ｔｈ２に達してもフィルタの前後差圧
が十分には低下しない場合には、ＥＧＲ制御および過給
圧制御に加えて燃料噴射時期が遅角することで、フィル
タの自然再生機能をより一層促進させ、フィルタ上に堆
積した含炭素浮遊微粒子を燃焼させる。すなわち、燃料
噴射時期を遅角すれば排気ガスの温度が上昇するために
過給圧制御の効果が表れやすくなり、その分だけフィル
タの自然再生機能を促進することができるのである。

【００９６】カウンタｎの値が第３の閾値回数ｔｈ３に
達しても、フィルタの前後差圧ｄＰが復帰差圧ｄＰｒ以
下の値に低下しない場合（ステップＳ２１０：ｙｅｓ）
は、カウンタｎと第４の閾値回数ｔｈ４とを比較する
（ステップＳ２１４）。カウンタｎが第４の閾値回数ｔ
ｈ４に達していない場合は、フラグＦ４を「ＯＮ」にセ
ットし（ステップＳ２１２）、次いでフラグＦ１ないし
Ｆ３を「ＯＦＦ」に設定して、エンジン制御ルーチンに
復帰する。フラグＦ４が「ＯＮ」にセットされている場
合は、エンジン制御ルーチンにおいては後述するユニバ
ス燃焼を行いながらフィルタの自然再生機能を促進する
制御を行う。詳細には後述するが、特殊なユニバス燃焼
制御を行うことによって、パティキュレートフィルタ１
００の自然再生機能を促進することができる。

【００９７】カウンタｎの値が第４の閾値回数ｔｈ４に
達しても、フィルタの前後差圧ｄＰが復帰差圧ｄＰｒ以
下の値に低下しない場合（ステップＳ２１４：ｙｅｓ）
は、フラグＦ４を「ＯＮ」にセットしたまま、これに加
えてフラグＦ２を「ＯＮ」にする（ステップＳ２１
８）。すなわち、フィルタ再生のためのユニバス燃焼制
御を行いながら、過給圧を増大させることにより、パテ
ィキュレートフィルタ１００の自然再生機能をより一層
促進する。

【００９８】以上のようにして、フラグＦ１ないしフラ
グＦ４が「ＯＮ」、「ＯＦＦ」のいずれかの状態にセッ
トされたら、図１３に示すフィルタ再生レベル設定処理
を終了し、図１０の制御モード設定処理を経由して、エ
ンジン制御ルーチンに復帰する。前述したように、制御
モード設定処理に続いて行われる燃料噴射制御，ＥＧＲ
制御，過給圧制御などの各種制御では、制御モードに応
じた処理が行われる。すなわち、図１２に示した制御モ
ードを表すアドレス中の、フラグＦｕが「ＯＮ」になっ
ている場合は、これら各要素を適切に制御してユニバス
燃焼制御を行う。また、フィルタ再生促進制御を行うこ
とを示すフラグＦｆが「ＯＮ」になっている場合には、
フラグＦ１ないしフラグＦ４の設定内容に応じてフィル
タ再生促進制御を行う。以下では、これらフラグの設定
に応じて行われる各種制御について説明する。

【００９９】Ｂ−２．ＥＧＲ制御：前述したようにフィ
ルタ再生促進制御では、複数の制御を段階的に組み合わ
せて行うが、フィルタ前後差圧の上昇を検出した直後の
段階では、先ずＥＧＲ制御の中で次のような制御を行う
ことにより、パティキュレートフィルタ１００上に堆積
した含炭素浮遊微粒子の燃焼を試みる。

【０１００】図１４は、前述のエンジン制御ルーチンの
中で行われるＥＧＲ制御の処理の流れを示すフローチャ
ートである。ＥＧＲ制御処理を開始すると、先ず初めに
フラグＦ１が「ＯＮ」に設定されているか否かを判断す
る（ステップＳ３００）。すなわち、前述したように、
ＥＧＲ制御処理に先立って行われる制御モード設定処理
（図１０参照）においてフィルタの再生促進制御を行う
旨が設定されると、フィルタ再生レベル設定処理（図１
３参照）中で再生促進制御の内容が設定され、ＥＧＲ制
御を利用する場合には、フラグＦ１が設定される。そこ
で、ＥＧＲ制御処理を開始したら、先ず初めにフラグＦ
１が「ＯＮ」に設定されているか否かを判断するのであ
る。

【０１０１】フラグＦ１が「ＯＮ」に設定されていなけ
れば（ステップＳ３００：ｎｏ）、通常のＥＧＲ制御を
行うものと判断して、ＥＧＲ弁６２の弁開度θegr をエ
ンジンの運転条件によって定まる値に設定する（ステッ
プＳ３０２）。ＥＧＲ弁の弁開度θegr は、エンジン制
御用ＥＣＵ内のＲＯＭに、エンジン回転速度Ｎｅとアク
セル開度θacとをパラメータとするマップとして記憶さ
れている。こうしてマップに設定された弁開度θegr を
ＥＧＲ弁６２に対して出力することで、エンジン運転条
件に応じて、最適なＥＧＲ量に制御することができる。

【０１０２】これに対してフラグＦ１が「ＯＮ」になっ
ている場合（ステップＳ３００：ｙｅｓ）は、ＥＧＲ弁
開度θegr の値を「０」に設定し、ＥＧＲ弁６２を全閉
状態とする（ステップＳ３０４）。こうすれば、次の理
由から、パティキュレートフィルタ１００の自然再生機
能を促進して、フィルタ上に堆積している含炭素浮遊微
粒子を燃焼させることができる。

【０１０３】ＥＧＲ弁６２を閉じると吸気管内に還流す
るＥＧＲ量が減少する。ディーゼルエンジンでは、通
常、毎回の吸気によって、燃焼室内に吸い込まれるＥＧ
Ｒ量および空気量の合計値は一定なので、ＥＧＲ量が減
少すれば、その分だけ吸入空気量が増加する。ここで、
燃焼室内の噴射する燃料量は同一なので、吸入空気量が
増加すれば燃焼に使用されずに排出される酸素量が増加
して、結局は排気ガス中の酸素量が増加する。図７を用
いて前述したように、本実施例のパティキュレートフィ
ルタ１００は、排気ガス中の含炭素浮遊微粒子と炭化水
素系化合物とを、排気ガス中の酸素と接触可能に分散捕
集して、比較的低温の排気ガス中で炭化水素系化合物を
比較的穏やかな酸化反応を利用して、含炭素浮遊微粒子
を燃焼させている。従って、ＥＧＲ弁開度を閉じること
で排気ガス中の酸素量が増加すれば、フィルタ上に捕集
されている炭化水素系化合物の酸化反応が促進され、延
いては含炭素浮遊微粒子の燃焼を促進することができる
のである。

【０１０４】尚、以上の説明では、フラグＦ１が「Ｏ
Ｎ」となっている場合は、ＥＧＲ弁６２を全閉状態にす
るものとしたが、ＥＧＲ量が減少して空気量が増加しさ
えすれば、上述のフィルタ再生促進効果を得ることがで
きる。従って、ＥＧＲ弁６２は必ずしも全閉にする必要
はなく、例えば、所定開度だけＥＧＲ弁６２を閉じるこ
ととしても良い。

【０１０５】Ｂ−３．過給圧制御：上述のＥＧＲ制御を
所定時間行っても、パティキュレートフィルタ１００の
前後差圧ｄＰが充分に低下しない場合には、以下に説明
する過給圧制御の中で次のような制御を行うことによ
り、パティキュレートフィルタ１００に堆積した含炭素
浮遊微粒子の燃焼を試みる。

【０１０６】図１５は、前述のエンジン制御ルーチンの
中で行われる過給圧制御の処理の流れを示すフローチャ
ートである。図１を用いて前述したように、本実施例の
ディーゼルエンジン１０は、排気ガスがタービン２１に
流れ込む開口部の面積（タービン開口面積）をアクチュ
エータ７０によって制御可能な過給器２０が搭載されて
いる。過給圧制御処理を開始すると、先ず初めに過給器
２０のタービン開口面積をエンジン運転条件に応じた最
適値に設定する（ステップＳ４００）。エンジン制御用
ＥＣＵ内のＲＯＭには、エンジン運転条件に応じた最適
なタービン開口面積が、エンジン回転速度Ｎｅおよびア
クセル開度θacをパラメータとするマップとして記憶さ
れている。このマップに設定されている値を読み出し
て、過給器２０のアクチュエータ７０に対して出力する
ことで、タービン開口面積をエンジン運転条件に応じた
最適値に制御することができる。

【０１０７】次いで、フラグＦ２が「ＯＮ」に設定され
ているか否かを判断する（ステップＳ４０２）。前述し
たように、フィルタ再生レベル設定処理（図１３参照）
中で、過給圧制御を利用してフィルタ再生促進制御を行
う旨が判断されると、フラグＦ２は「ＯＮ」に設定され
る。そこで、フラグＦ２の設定に基づいて、過給圧制御
を利用したフィルタ再生促進制御を行うか否かを判断す
るのである。

【０１０８】フラグＦ２が「ＯＮ」に設定されていない
場合（ステップＳ４０２：ｎｏ）は、通常の制御を行う
ものと判断し、そのまま過給圧制御を抜けて、図９に示
したエンジン制御ルーチンに復帰する。

【０１０９】これに対して、フラグＦ２が「ＯＮ」に設
定されている場合（ステップＳ４０２：ｙｅｓ）は、過
給圧制御を利用したフィルタ再生促進制御を行うべく、
タービン開口面積の設定値を修正する処理を行う（ステ
ップＳ４０４）。かかる処理の内容について説明する準
備として、通常の過給圧制御で使用するタービン開口面
積の設定値について説明する。

【０１１０】一般に、タービン開口面積を小さくする
と、タービン２１に流れ込む排気ガスの流速が速くなる
ので、タービン２１の回転速度が高くなり、その分だけ
過給圧が上昇する。しかし、タービン開口面積を小さく
すればそれだけ排気抵抗が増大するので、タービン開口
面積にはエンジン運転条件に応じて定まる最適値が存在
している。エンジン制御用ＥＣＵ内のＲＯＭには、この
ようなタービン開口面積の最適値が、マップの形式でエ
ンジンの運転条件に応じて記憶されており、通常の過給
圧制御ではかかるマップを読み出すことにより、タービ
ン開口面積を適切な値に制御している。

【０１１１】ステップＳ４０４の処理では、マップに設
定されているタービン開口面積を所定量だけ小さな値に
修正し、過給圧を上昇させるような制御を行う。もちろ
ん、タービン開口面積の修正量を、エンジン回転速度Ｎ
ｅとアクセル開度θacとをパラメータとするマップに設
定しておき、かかるマップに設定されている値を用いて
タービン開口面積を修正することとしても良い。こうす
れば、エンジン運転条件に応じて修正量を最適化するこ
とができるので好適である。こうして過給圧制御を終了
したら、図９に示したエンジン制御ルーチンに復帰す
る。

【０１１２】以上に説明したように、フラグＦ２が「Ｏ
Ｎ」に設定されると、過給圧が高めの値に設定される。
過給圧が高くなると、燃焼室内に吸入される空気量がそ
の分だけ増大する。フラグＦ２の設定によっては、噴射
する燃料量は変わらないので、吸入空気量が増加すれ
ば、それだけ排気ガス中の酸素量は増加する。その結
果、パティキュレートフィルタ１００の自然再生機能が
促進され、フィルタ上に堆積した含炭素浮遊微粒子が燃
焼することになる。

【０１１３】尚、以上の説明では、アクチュエータ７０
を用いてタービン開口面積を制御可能な過給器２０を使
用し、フラグＦ２が「ＯＮ」になっている場合は、ター
ビン開口面積を減少させて過給圧を上昇させるものとし
たが、必ずしもタービン開口面積を制御可能な過給器を
搭載している場合に限られるものではない。例えば、排
気ガス量が所定量を超えるエンジン運転条件では、ウエ
ストゲートバルブ７２を僅かに開いて常に一部排気ガス
がタービン２１をバイパスするようにしておき、フラグ
Ｆ２が「ＯＮ」になった場合には、ウエストゲートバル
ブ７２を全閉にすることで過給圧を上昇させることとし
ても構わない。

【０１１４】Ｂ−４．燃料噴射制御：上述の過給圧制御
を所定時間行っても、パティキュレートフィルタ１００
の前後差圧ｄＰが充分に低下しない場合には、燃料噴射
制御の中で次のような制御を行うことにより、パティキ
ュレートフィルタ１００に堆積した含炭素浮遊微粒子を
燃焼させる。すなわち、本実施例のディーゼルエンジン
１０ではユニバス燃焼と呼ばれる燃焼方式を採用してお
り、ユニバス燃焼の制御パラメータを変更することによ
って、パティキュレートフィルタ１００の自然再生機能
を促進するのである。

【０１１５】ここで、ユニバス燃焼と呼ばれる燃焼方式
について、ディーゼルエンジンで一般的に採用されてい
る燃焼方式と比較しながら説明する。ディーゼルエンジ
ンでは、燃焼室内に吸い込んだ吸入空気をピストンで断
熱圧縮し、得られた高温高圧の圧縮空気の中に燃料を噴
射して燃焼させる方式を採用している。噴射された燃料
は、噴霧となって空気中を拡散しながら進行するととも
に、噴霧を構成する燃料の微粒子が温度によって気化し
ていく結果、燃料の各微粒子の周囲には燃料混合気が形
成される。吸入空気は圧縮されて充分高温になっている
ので、燃料微粒子の周辺に形成された燃料混合気が可燃
濃度に達すると、自然に着火して燃焼が開始される。こ
のように、ディーゼルエンジンの燃焼形態は、燃料噴霧
の拡散と、それに続く気化および自着火という形態を採
ることから、拡散燃焼方式とも呼ばれる。拡散燃焼にお
いては、燃料混合気が可燃濃度に達すると速やかに自着
火することが望ましいので、いわゆるセタン価の高い燃
料が使用されることが多い。

【０１１６】また、近年では、いわゆるパイロット噴射
と称して、複数回に分けて燃料を噴射する場合も多い。
すなわち、燃料を１度に噴射すると、噴射した燃料が同
時に着火して急激に燃焼圧力が上昇する結果、ディーゼ
ルエンジンに特有の燃焼音が発生するといった弊害が生
じる場合があるので、複数回に分けて燃料を噴射するこ
とで、これらを回避しようとするものである。パイロッ
ト噴射を行う場合でも、高温高圧に圧縮した空気中に燃
料を噴射しているので、個々の噴射燃料については拡散
燃焼が行われている。

【０１１７】これに対してユニバス燃焼と呼ばれる燃焼
方式は、可燃混合気が自着火し得ないような圧縮途中の
空気中に、燃料の一部を噴射し、残りの燃料は、圧縮し
て高温高圧となった空気中に噴射する燃焼方式である。
このような燃焼方式を採用すると、以下に説明するよう
に、排気ガス中に含まれるススなどの含炭素浮遊微粒子
や窒素酸化物の排出量を大幅に低下させることが可能と
なる。

【０１１８】図１６は、ユニバス燃焼を行うことによっ
て、ススなどの含炭素浮遊微粒子や窒素酸化物の排出量
を低減可能な原理を概念的に示す説明図である。図中の
大きな円形は燃焼室を上方から見た様子を模式的に表し
たものであり、燃焼室のほぼ中央にある小さな円形は、
燃焼室内に設けられた燃料噴射弁１４の先端部分（ノズ
ル部分）を模式的に表したものである。燃料噴射弁１４
のノズル部分には、燃料を噴射するための小さな噴口が
複数設けられており、燃料噴霧はノズルの各噴口から放
射状に噴出される。ここでは、ノズルには４つの噴口が
設けられているとする。

【０１１９】図１６（ａ）は、吸入空気の圧縮の途中
で、燃料の一部を燃焼室内に噴射した様子を模式的に表
した説明図である。噴口から高圧で噴出された燃料噴霧
は、図示するように少しずつ拡散しながら燃焼室内を直
進する。ユニバス燃焼において圧縮の途中に行われる燃
料噴射を、以下では「補助噴射」と呼び、補助噴射によ
って形成される燃料噴霧を補助燃料噴霧８０と呼ぶこと
にする。これに対して、圧縮後半の高温高圧の空気中に
行われる燃料噴射を「主噴射」と呼び、主噴射によって
形成される燃料噴霧を主燃料噴霧８４と呼ぶことにす
る。ユニバス燃焼では、補助噴射は圧縮途中の比較的低
温の吸入空気中に行われるので、補助燃料噴霧８０は自
着火することなく、燃焼室内で拡散および気化されてい
く。図１６（ｂ）は、燃焼室内で補助燃料噴霧８０の拡
散および気化が進行することにより、燃料混合気８２が
形成されていく様子を模式的に示している。もちろん、
燃料噴霧が拡散および気化している間にも、吸入空気の
圧縮に伴って混合気の温度は上昇していくが、自着火可
能な温度に達した時点では、燃料の拡散が進んで可燃濃
度よりも燃料濃度が低くなっているため、補助燃料噴霧
８０が自着火することはない。

【０１２０】図１６（ｃ）は、主噴射を行って主燃料噴
霧８４が形成されている様子を模式的に示した説明図で
ある。図示するように、主燃料噴霧８４は、補助噴射に
よって形成された燃料混合気８２と重なった位置に形成
される。また、主噴射は圧縮が進んで高温高圧となって
いる燃料混合気８２中に行われるので、噴射された燃料
噴霧は速やかに拡散するとともに、気化して自着火す
る。こうして、主燃料噴霧８４が自着火すると、この火
炎を火種として、補助噴射によって形成された燃料混合
気８２も燃焼を開始し、最終的には、噴射した全ての燃
料が燃焼することになる。

【０１２１】以上に説明したユニバス燃焼方式を採用す
れば、通常のディーゼルエンジンで採用されている燃焼
方式に比べて、排気ガス中に含まれるススなどの含炭素
浮遊微粒子や窒素酸化物を大幅に低減することが可能で
ある。以下、この理由について説明する。

【０１２２】ユニバス燃焼では、噴射する燃料を補助噴
射と主噴射との２回に分けて噴射しており、このうち補
助噴射で噴射された燃料は、充分に拡散および気化され
た後に燃焼する。一般に、充分に気化した状態で燃焼す
ればススなどの含炭素浮遊微粒子はほとんど発生しない
が、燃料粒子が気化した端から燃焼する形態のいわゆる
拡散燃焼では、ススなどの含炭素浮遊微粒子を発生させ
ずに燃焼させることは困難である。このことから、ユニ
バス燃焼では、燃料の一部を補助噴射して充分に拡散・
気化してから燃焼させることにより、拡散燃焼する燃料
の割合が減少する結果、ススなどの含炭素浮遊微粒子の
発生量を大幅に抑制することができるのである。

【０１２３】また、補助噴射によって形成された燃料混
合気８２は、主噴射を行って火種を供給してやらなけれ
ば自着火しないほどに、燃料濃度の低い混合気となって
いる。一般に、燃料混合気の燃焼速度は燃料濃度に大き
く依存し、混合気の燃料濃度が高くなるほど燃焼速度は
増加する。このことから、補助噴射によって形成された
燃料混合気８２は、燃料濃度が低い分だけ燃焼速度が小
さくなっている。燃焼速度が小さければ、その分だけ火
炎温度も低くなる。排気ガス中に含まれる窒素酸化物の
大部分は、空気中の窒素が火炎の中で高温にさらされて
酸化することによって発生すると考えられているので、
火炎温度を僅かに低くするだけでも窒素酸化物の排出量
を大幅に減少させることが可能となるのである。

【０１２４】本実施例のディーゼルエンジン１０では、
前述した過給圧制御を所定時間行っても、パティキュレ
ートフィルタ１００の前後差圧ｄＰが充分に低下しない
場合には、ユニバス燃焼の制御パラメータを変更するこ
とによって、パティキュレートフィルタ１００の自然再
生機能を促進し、フィルタに堆積した含炭素浮遊微粒子
を燃焼させる。

【０１２５】図１７は、前述のエンジン制御ルーチンの
中で行われる燃料噴射制御の処理の流れを示すフローチ
ャートである。燃料噴射制御処理を開始すると、先ず初
めに、マップを参照して基本燃料噴射量を取得する（ス
テップＳ５００）。前述したように、基本燃料噴射量
は、エンジン回転速度Ｎｅおよびアクセル開度θacに対
するマップとして、エンジン制御用ＥＣＵ３０に内蔵さ
れたＲＯＭに記憶されている。次いで、吸入空気温度や
エンジン冷却水温などの各種補正係数をマップから取得
する（ステップＳ５０２）。これらマップもエンジン制
御用ＥＣＵ内のＲＯＭに記憶されている。こうして取得
した基本燃料噴射量と各種補正係数とを用いて実燃料噴
射量を算出する（ステップＳ５０４）。

【０１２６】次いで、ユニバス燃焼制御を行うことを示
すフラグＦｆが「ＯＮ」になっているか否かを判断する
（ステップＳ５０６）。すなわち、図１２に示したよう
に、ユニバス燃焼は全ての運転条件で可能というわけで
はないので、フラグＦｕを参照することにより、エンジ
ンがユニバス燃焼可能領域で運転されているか否かを判
断するのである。

【０１２７】フラグＦｕが「ＯＮ」となっていない場合
（ステップＳ５０６：ｎｏ）は、通常のディーゼルエン
ジンと同様の燃料噴射を行うものと判断し、マップを参
照して燃料噴射タイミングを取得する（ステップＳ５０
８）。次いで、フラグＦ３が「ＯＮ」となっているか否
か判断する（ステップＳ５１０）。すなわち、フィルタ
再生レベル設定処理において前述したように、過給圧を
上昇させながら燃料噴射タイミングを遅角することで、
パティキュレートフィルタ１００の自然再生機能を促進
する場合があるので、かかる制御を行うか否かを、フラ
グＦ３の設定によって判断するのである。フラグＦ３が
「ＯＮ」になっている場合は、燃料の噴射タイミングを
所定量だけ遅角させる処理を行い（ステップＳ５１
２）、フラグＦ３が「ＯＮ」になっていなければ、その
まま燃料噴射制御を抜けて、図９に示したエンジン制御
ルーチンに復帰する。

【０１２８】これに対して、フラグＦｕが「ＯＮ」とな
っている場合（ステップＳ５０６：ｙｅｓ）は、ユニバ
ス燃焼制御を行うものと判断して、補助噴射の燃料量と
主噴射の燃料量とを算出する（ステップＳ５１４）。す
なわち、補助噴射の燃料量と主噴射の燃料量の割合が、
エンジン運転条件に応じてマップに設定されているの
で、実燃料噴射量をかかる割合で分配することにより、
補助噴射の燃料量と主噴射の燃料量とを算出するのであ
る。もちろん、簡易的には、補助噴射の燃料量と主噴射
の燃料量の割合を一定値としておいてもよい。

【０１２９】次いで、補助噴射の噴射タイミングと主噴
射の噴射タイミングとを取得する（ステップＳ５１
６）。これら噴射タイミングもエンジン運転条件に対す
るマップとして、エンジン制御用ＥＣＵ内のＲＯＭに設
定されている。こうして補助噴射および主噴射の各々に
ついて算出した燃料量および噴射タイミングで燃料を噴
射すればユニバス燃焼を行うことができる。

【０１３０】ここで、本実施例のディーゼルエンジン１
０では、ユニバス燃焼の制御パラメータを変更すること
で、パティキュレートフィルタ１００の自然再生機能を
促進することが可能であり、このことに対応して、フラ
グＦ４が「ＯＮ」となっているか否かを判断する（ステ
ップＳ５１８）。フラグＦ４は、ユニバス燃焼を利用し
てフィルタ再生促進制御を行うか否かを示すフラグであ
る。

【０１３１】フラグＦ４が「ＯＮ」となっている場合
（ステップＳ５１８：ｙｅｓ）は、補助噴射タイミング
を補正して、所定量だけ進角させる（ステップＳ５２
０）。補助噴射タイミングを進角させれば、後述する理
由から、炭化水素系化合物の排出量が増大する。前述し
たように、パティキュレートフィルタ１００は捕集した
炭化水素系化合物の酸化反応を利用して、含炭素浮遊微
粒子を燃焼させるので、炭化水素系化合物の排出量が増
加すれば、それだけフィルタの自然再生機能を促進させ
ることができる。尚、補助噴射タイミングを進角させる
代わりに、主噴射のタイミングを遅角させても同様の効
果を得ることができる。この理由についても後述する。
また、噴射タイミングの変更に併せて、補助噴射する燃
料量を増加させることも好適である。

【０１３２】フラグＦ４が「ＯＮ」となっていない場合
（ステップＳ５１８：ｎｏ）は、ステップＳ５１４およ
びステップＳ５１６で算出した値を変更することなく、
燃料噴射制御を抜けて、図９に示したエンジン制御ルー
チンに復帰する。

【０１３３】ここで、補助噴射のタイミングを進角さ
せ、あるいは主噴射のタイミングを遅角させることで、
炭化水素系化合物の排出量が増加する理由について説明
する。図１８は、進角したタイミングで補助噴射を行っ
てから主噴射している様子を模式的に示した説明図であ
る。補助噴射時期を進角している分だけ主噴射までの期
間が長くなり、補助噴射で形成した燃料噴霧は広い範囲
に拡散する。燃料の拡散範囲が広くなれば、それだけ燃
料濃度は低くなり、あまりに濃度が低くなると、たとえ
主噴射した燃料が着火して火種が供給されても燃焼しな
い領域ができてしまう。図１８では、燃焼可能な燃料濃
度の混合気８６の外側に、可燃限界よりも低い燃料濃度
の不燃混合気８８が形成されている様子を示している。
尚、実際に燃焼室内では吸入空気が流動していることか
ら、図１８に概念的に示したように、燃焼できない濃度
の低い混合気８８が可燃範囲の混合気８６の外周に存在
しているわけではないが、理解を容易とするために、便
宜上、薄い不燃混合気８８は外周部分に存在するものと
して表示している。

【０１３４】また、補助噴射した燃料の拡散範囲が広く
なれば、主噴射による火炎が伝播し得ない孤立して存在
する孤立混合気８９も発生しやすくなる。すなわち、燃
料が拡散途中で混合気が狭い範囲に留まっていれば、こ
のような孤立した燃料混合気は発生しにくいが、拡散範
囲が広くなれば、燃料室内に流入した空気の流動の影響
で、このような孤立して存在する燃料混合気がそれだけ
発生しやすくなるのである。

【０１３５】図１８に示すように、補助噴射のタイミン
グを進角させて、主噴射を行っても、可燃限界よりも燃
料濃度の低い不燃混合気８８や、孤立して存在するため
に火炎が伝播し得ない孤立混合気８９は、燃焼すること
なく排気ガスとともに排出される。このような理由か
ら、補助噴射タイミングを進角すると、炭化水素系化合
物の排出量が増加するのである。以上に説明した原理
は、補助噴射タイミングを進角する代わりに、主噴射タ
イミングを遅角する場合にも全く同様に成立する。この
ことから、主噴射タイミングを遅角しても、炭化水素系
化合物の排出量を増加させることができる。

【０１３６】また、補助噴射する燃料量を増加すると、
図１８に示したような孤立混合気８９の燃料濃度が高く
なるので、それだけ炭化水素系化合物の排出量が増加す
る傾向にある。

【０１３７】以上に説明したように、ユニバス燃焼制御
時には、補助噴射や主噴射のタイミングを変更すること
で、排気ガス中の炭化水素系化合物量を直ちに増加させ
ることができる。前述したように、パティキュレートフ
ィルタ１００は、排気ガス中の炭化水素系化合物の酸化
反応を利用して、捕集した含炭素浮遊微粒子を燃焼させ
ているので、炭化水素系化合物の排出量を速やかに増加
させることができれば、パティキュレートフィルタ１０
０の自然再生機能を速やかに促進することができるので
好適である。

【０１３８】また、上述した方法では、補助噴射あるい
は主噴射のタイミング等のパラメータを調整すること
で、排気ガス中の炭化水素系化合物量を、精度良く制御
することが可能である。従って、パティキュレートフィ
ルタ１００の自然再生機能を促進させるに必要、かつ充
分な量を供給することができるので好ましい。

【０１３９】上述したようにユニバス燃焼の制御パラメ
ータを変更して炭化水素系化合物の排出量を増加させる
ことに加えて、例えば過給圧を上昇させることにより、
排気ガス中の酸素量も増加させれば、パティキュレート
フィルタ１００の自然再生機能を更に促進することが可
能である。過給圧を上昇させる代わりに、例えば空気ポ
ンプやリードバルブを利用して、排気管中に空気を導入
しても構わないのはもちろんである。

【０１４０】また、ユニバス燃焼の制御パラメータを変
更することによって排出された炭化水素系化合物は、燃
焼室内に噴射されて、高温高圧の環境に晒された後に排
出される。それだけ燃料が分解されて、燃焼しやすくな
っていることから、パティキュレートフィルタ１００の
自然再生機能を、効果的に促進することが可能である。

【０１４１】もちろん、上述したようにユニバス燃焼の
制御パラメータを変更する代わりに、いわゆるポストイ
ンジェクションと呼ばれる方法、すなわち燃料の噴射タ
イミングを正規のタイミングから大幅に遅角することに
より、炭化水素系化合物の排出量を増加させることも可
能である。

【０１４２】Ｂ−５．変形例：以上、各種の実施例につ
いて説明してきたが、本発明は上記すべての実施例に限
られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施することができる。

【０１４３】例えば、上述の実施例においては、パティ
キュレートフィルタは金属不織布を備えたものとして説
明したが、セラミックス製のフィルタのような、他の周
知のフィルタに適用することも可能である。

【０１４４】また、上述した実施例では、ＥＧＲ制御に
おいて、ＥＧＲ弁６２の全閉とすることで、排気ガス中
の酸素量を増加させていたが、例えば、過給圧が高い運
転条件では、ＥＧＲ弁６２を開くこととしても構わな
い。過給圧が高い場合にＥＧＲ弁６２を開けば、ＥＧＲ
通路６０を通って、吸気側から排気側に空気を直接供給
して、パティキュレートフィルタ１００に供給される酸
素量を増加させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の排気ガス浄化装置を適用したディー
ゼルエンジンの構成を示す説明図である。

【図２】本実施例のパティキュレートフィルタの外観形
状および構造を示す説明図である。

【図３】本実施例のパティキュレートフィルタにおいて
排気ガス中の微粒子が捕集される様子を概念的に示す説
明図である。

【図４】本実施例のパティキュレートフィルタで使用さ
れる不織布の諸元を例示した説明図である。

【図５】本実施例の変形例のパティキュレートフィルタ
において排気ガス中の微粒子が捕集される様子を概念的
に示す説明図である。

【図６】ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる含
炭素浮遊微粒子や炭化水素系化合物の組成を例示する説
明図である。

【図７】本実施例のパティキュレートフィルタが捕集し
た微粒子を燃焼する様子を概念的に示す説明図である。

【図８】本実施例のパティキュレートフィルタが排気ガ
ス中の含炭素浮遊微粒子等を分散して捕集するメカニズ
ムを概念的に示す説明図である。

【図９】本実施例の排気ガス浄化装置を適用したディー
ゼルエンジンのエンジン制御ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図１０】エンジン制御ルーチン中で制御モードを設定
する処理の流れを示すフローチャートである。

【図１１】本実施例の排気ガス浄化装置を適用したディ
ーゼルエンジンにおいてユニバス燃焼制御を行うエンジ
ン運転領域を示す説明図である。

【図１２】エンジンの制御モードを表示する１バイトデ
ータの構成を示す説明図である。

【図１３】フィルタ再生制御を行う場合に再生レベルを
設定する処理の流れを示すフローチャートである。

【図１４】エンジン制御ルーチンの中で行われるＥＧＲ
制御の流れを示すフローチャートである。

【図１５】エンジン制御ルーチンの中で行われる過給圧
制御の流れを示すフローチャートである。

【図１６】ユニバス燃焼制御の原理を概念的に示す説明
図である。

【図１７】エンジン制御ルーチンの中で行われる燃料噴
射制御の流れを示すフローチャートである。

【図１８】ユニバス燃焼の制御パラメータを変更するこ
とによって炭化水素系化合物の排出量が増加する理由を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０…ディーゼルエンジン １２…吸気管 １４…燃料噴射弁 １６…排気管 １８…燃料供給ポンプ ２０…過給器 ２１…タービン ２２…コンプレッサ ２３…シャフト ２４…インタークーラ ２６…エアクリーナ ３０…エンジン制御用ＥＣＵ ３２…クランク角センサ ３４…アクセル開度センサ ６０…ＥＧＲ通路 ６２…ＥＧＲ弁 ６４，６６…圧力センサ ７０…アクチュエータ ７２…ウェストゲートバルブ ７４…ウエストゲートアクチュエータ ８０…補助燃料噴霧 ８２…燃料混合気 ８４…主燃料噴霧 ８６…混合気 ８８…不燃混合気 ８９…孤立混合気 １００…パティキュレートフィルタ １０２…ケース １０４…エレメント １０６…不織布 １０８…波板 １１０…中心棒 １１２…封止板 １１３…端部

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｍ 25/00 Ｆ０２Ｍ 25/00 Ｈ Ｋ Ｓ Ｔ 25/07 ５７０ 25/07 ５７０Ｐ ５７０Ｊ // Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ０１Ｄ 46/42 Ａ (72)発明者 加藤 善一郎 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 杉山 敏久 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 辺田 良光 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 白谷 和彦 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） 3G062 AA01 AA05 BA04 BA05 DA02 FA08 GA06 3G090 AA01 AA02 AA04 BA01 CA01 CA02 CB18 DA01 DA03 DA04 DA11 DA12 DA13 DA18 DA20 EA04 EA05 EA06 3G301 HA02 HA11 HA13 LB11 MA11 MA18 MA23 MA26 MA27 NC02 ND05 NE12 PA16A PB01Z PD15A PE01Z PE08Z PF03Z 4D058 JA32 MA41 MA51 MA52 PA01 QA25 SA08

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気ガス中に含まれる含炭素
   浮遊微粒子を浄化する排気ガス浄化装置において、 前記排気ガス中に含まれる炭化水素系化合物および前記
   含炭素浮遊微粒子を、該排気ガス中の酸素と接触可能に
   分散して捕集することにより、流入時の温度が該含炭素
   浮遊微粒子の可燃温度よりも低温の排気ガスを用いて、
   該捕集した炭化水素系化合物と含炭素浮遊微粒子とを燃
   焼させる捕集フィルタと、 前記捕集フィルタにおける前記含炭素浮遊微粒子の捕集
   量が、所定の許容値を越えているか否かを判断する捕集
   量判断手段と、 前記含炭素浮遊微粒子の捕集量が前記所定の許容値を超
   えている場合に、前記捕集フィルタへの酸素の供給量を
   増量させる酸素供給量増量手段とを備えることを特徴と
   する排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記内燃機関は、 排気ガスの一部を排気通路から取り出して吸気通路に還
   流させる還流通路と、 前記還流通路上に設けられて排気ガスの還流を制御する
   排気ガス還流弁とを備えており、 前記酸素供給量増量手段は、前記排気ガス還流弁を制御
   して、前記排気ガスの還流量を減少させる手段である排
   気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記内燃機関は、前記排気ガスの流動エネルギを用いて
   該内燃機関が吸入する空気量を増量させる過給器を備え
   ており、 前記酸素供給量増量手段は、前記過給器の動作状態を制
   御して、前記内燃機関の吸入空気量を増量させる手段で
   ある排気ガス浄化装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記酸素供給量増量手段は、前記排気ガスの流動エネル
   ギを増加させることによって、前記内燃機関の吸入空気
   量を増量させる手段である排気ガス浄化装置。
5. 【請求項５】 前記排気ガスの温度を上昇させることに
   よって、該排気ガスの流動エネルギを増加させる請求項
   ４記載の排気ガス浄化装置。
6. 【請求項６】 内燃機関の排気ガス中に含まれる含炭素
   浮遊微粒子を浄化する排気ガス浄化装置において、 前記排気ガス中に含まれる炭化水素系化合物および前記
   含炭素浮遊微粒子を、該排気ガス中の酸素と接触可能に
   分散して捕集することにより、流入時の温度が該含炭素
   浮遊微粒子の可燃温度よりも低温の排気ガスを用いて、
   該捕集した炭化水素系化合物と含炭素浮遊微粒子とを燃
   焼させる捕集フィルタと、 前記捕集フィルタにおける前記含炭素浮遊微粒子の捕集
   量が所定の許容値を越えているか否かを判断する捕集量
   判断手段と、 前記含炭素浮遊微粒子の捕集量が前記所定の許容値を超
   えている場合に、前記捕集フィルタへの前記炭化水素系
   化合物の供給量を増量させる炭化水素系化合物供給量増
   量手段とを備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記内燃機関は、機関出力の要求値に応じて定まる燃料
   量の過半にあたる主燃料と、残余分の副燃料とを燃焼室
   内に噴射する方式の機関であり、 前記炭化水素系化合物供給量増量手段は、前記主燃料と
   前記副燃料とを所定値以上の期間を空けて噴射すること
   により、前記炭化水素系化合物の供給量を増量させる手
   段である排気ガス浄化装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記炭化水素系化合物供給量増量手段は、前記副燃料を
   前記主燃料よりも早い時期に噴射することによって、前
   記炭化水素系化合物の供給量を増量させる手段である排
   気ガス浄化装置。
9. 【請求項９】 請求項７記載の排気ガス浄化装置であっ
   て、 前記炭化水素系化合物供給量増量手段は、前記副燃料を
   前記主燃料よりも遅い時期に噴射することによって、前
   記炭化水素系化合物の供給量を増量させる手段である排
   気ガス浄化装置。
10. 【請求項１０】 請求項７記載の排気ガス浄化装置であ
    って、 前記炭化水素系化合物供給量増量手段は、前記副燃料を
    増量することによって、前記炭化水素系化合物の供給量
    を増量させる手段である排気ガス浄化装置。
11. 【請求項１１】 請求項１または請求項６に記載の排気
    ガス浄化装置であって、 前記捕集量判断手段は、前記含炭素浮遊微粒子の捕集量
    が前記所定の許容値を超えているか否かを、前記捕集フ
    ィルタの上流側の排気通路における圧力に基づいて判断
    する手段である排気ガス浄化装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の排気ガス浄化装置で
    あって、 前記捕集量判断手段は、前記捕集フィルタの上流側の排
    気通路における圧力に加えて、下流側の排気通路の圧力
    に基づいて判断する手段である排気ガス浄化装置。
13. 【請求項１３】 請求項１１記載の排気ガス浄化装置で
    あって、 前記捕集量判断手段は、前記捕集フィルタの上流側の排
    気通路における圧力に加えて、前記内燃機関の運転条件
    に基づいて判断する手段である排気ガス浄化装置。
14. 【請求項１４】 内燃機関の排気ガス中に含まれる含炭
    素浮遊微粒子を浄化する排気ガス浄化方法において、 前記内燃機関の排気通路内に捕集フィルタを設けて、前
    記排気ガス中に含まれる炭化水素系化合物および前記含
    炭素浮遊微粒子を、該排気ガス中の酸素と接触可能に分
    散した状態で捕集し、 前記捕集フィルタに流入する温度が前記含炭素浮遊微粒
    子の可燃温度よりも低温の排気ガスを用いて、該捕集し
    た炭化水素系化合物と含炭素浮遊微粒子とを燃焼させる
    とともに、 前記捕集フィルタにおける前記含炭素浮遊微粒子の捕集
    量が所定の許容値を越えているか否かを判断して、 前記捕集量が前記所定の許容値を超えている場合に、前
    記捕集フィルタへの酸素の供給量を増量することを特徴
    とする排気ガス浄化方法。
15. 【請求項１５】 内燃機関の排気ガス中に含まれる含炭
    素浮遊微粒子を浄化する排気ガス浄化方法において、 前記内燃機関の排気通路内に捕集フィルタを設けて、前
    記排気ガス中に含まれる炭化水素系化合物および前記含
    炭素浮遊微粒子を、該排気ガス中の酸素と接触可能に分
    散した状態で捕集し、 前記捕集フィルタに流入する温度が前記含炭素浮遊微粒
    子の可燃温度よりも低温の排気ガスを用いて、該捕集し
    た炭化水素系化合物と含炭素浮遊微粒子とを燃焼させる
    とともに、 前記捕集フィルタにおける前記含炭素浮遊微粒子の捕集
    量が所定の許容値を越えているか否かを判断して、 前記捕集量が前記所定の許容値を超えている場合に、前
    記捕集フィルタへの前記炭化水素系化合物の供給量を増
    量することを特徴とする排気ガス浄化方法。