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JP3512010B2 - 筒内噴射式内燃機関の制御装置 - Google Patents

筒内噴射式内燃機関の制御装置

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JP3512010B2
JP3512010B2 JP2001029999A JP2001029999A JP3512010B2 JP 3512010 B2 JP3512010 B2 JP 3512010B2 JP 2001029999 A JP2001029999 A JP 2001029999A JP 2001029999 A JP2001029999 A JP 2001029999A JP 3512010 B2 JP3512010 B2 JP 3512010B2
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particulate filter
amount
internal combustion
active oxygen
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宏樹 村田
静夫 佐々木
幸平 五十嵐
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は筒内噴射式内燃機関
の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の出力はトルクと回転数の積で
表され、従って同一の出力が得られるトルクと回転数の
組合せは種々存在する。この場合、同一の出力の得るの
にトルクを高くして回転数を低くした場合とトルクを低
くして回転数を高くした場合を比べると高トルク低回転
の場合の方が低トルク高回転に比べて燃費は良いが煤や
ＮＯx 等の有害成分の排出量は多くなり、低トルク高回
転の方が高トルク低回転に比べて燃費は悪化するが煤や
ＮＯx 等の有害成分の排出量は少くなる。
【０００３】ところで筒内噴射式内燃機関、例えば圧縮
着火式内燃機関では従来より機関排気通路内に種々の形
式の排気ガス浄化用触媒が配置されている。ところがこ
れら触媒は一般的に２５０℃から３００℃以上にならな
いと活性化しない。これに対して圧縮着火式内燃機関で
は排気ガス温が２５０℃以下に低下するときがあり、こ
のときには触媒が不活性状態となるために排気ガス中の
有害成分を浄化しえなくなる。従って圧縮着火式内燃機
関では通常、排気ガス温が低くなったときのことを考え
て排気ガス中の有害成分の排出量を低く維持するために
トルクを低くし、回転数を高くするように制御してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
にトルクを低くし高回転となるように制御すると燃費が
悪化するという問題を生ずる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、１番目の発明では、変速比を任意に変えることの
できる無段変速機と排気浄化装置とを具備した筒内噴射
式内燃機関において、要求出力を得るのに必要な機関回
転数と要求トルクの関係を示す機関制御線が第１の制御
線と、同一の要求出力に対して第１の制御線よりも高ト
ルク側で低回転側の第２の制御線からなり、第２の制御
線上の機関回転数および要求トルクのもとでは同一の要
求出力に対する第１の制御線におけるよりも燃費は良い
が排気ガス中の有害成分は多くなり、排気ガス浄化装置
の活性化度合が低いときには要求出力に応じた第１の制
御線上の要求トルクを機関に発生させると共に要求出力
に応じた第１の制御線上の機関回転数となるように無段
変速機の変速比を制御し、排気ガス浄化装置の活性化度
合が高いときには要求出力に応じた第２の制御線上の要
求トルクを機関に発生させると共に要求出力に応じた第
２の制御線上の機関回転数となるように無段変速機の変
速比を制御するようにしている。
【０００６】２番目の発明では、自動的に切換えられる
複数の変速段を有する変速機と排気浄化装置とを具備し
た筒内噴射式内燃機関において、異なる変速段の境界に
おける要求トルクの代表値と車速の代表値との関係を示
す変速境界線が第１の境界線と、第１の境界線よりも低
車速側の第２の境界線からなり、変速境界線が第２の境
界線とされたときには変速境界線が第１の境界線とされ
たときよりも燃費は良いが排気ガス中の有害成分は多く
なり、排気ガス浄化装置の活性化度合が低いときには第
１の境界線において変速段が自動的に切換えられ、排気
ガス浄化装置の活性化度合が高いときには第２の境界線
において変速段が自動的に切換えられる。
【０００７】３番目の発明では１番目又は２番目の発明
において、排気ガス浄化装置が、排気ガス中の微粒子を
除去可能でありかつ流入する排気ガスの空燃比がリーン
のときには排気ガス中のＮＯx を吸収し流入する排気ガ
スの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収したＮ
Ｏx を放出する機能を有するパティキュレートフィルタ
からなり、パティキュレートフィルタに推積した微粒子
量が予め定められた量以下であると推定されかつパティ
キュレートフィルタの温度が一定値以上のＮＯx 吸収率
を得る温度範囲内にあるときには排気ガス浄化装置の活
性化度合が高いと判断される。
【０００８】４番目の発明では３番目の発明において、
パティキュレートフィルタとして、単位時間当りに燃焼
室から排出される排出微粒子量がパティキュレートフィ
ルタ上において単位時間当りに輝炎を発することなく酸
化除去可能な酸化除去可能微粒子量よりも少ないときに
は排気ガス中の微粒子がパティキュレートフィルタに流
入すると輝炎を発することなく酸化除去せしめられるパ
ティキュレートフィルタを用いている。
【０００９】５番目の発明では４番目の発明において、
パティキュレートフィルタ上に貴金属触媒を担持してい
る。６番目の発明では５番目の発明において、周囲に過
剰酸素が存在すると酸素を取込んで酸素を保持しかつ周
囲の酸素濃度が低下すると保持した酸素を活性酸素の形
で放出する活性酸素放出剤をパティキュレートフィルタ
上に担持し、パティキュレートフィルタ上に微粒子が付
着したときに活性酸素放出剤から活性酸素を放出させ、
放出された活性酸素によってパティキュレートフィルタ
上に付着した微粒子を酸化させるようにしている。
【００１０】７番目の発明では３番目の発明において、
パティキュレートフィルタからＮＯx を放出すべきとき
にはパティキュレートフィルタに流入する排気ガスの空
燃比を一時的にリッチにする。８番目の発明では７番目
の発明において、パティキュレートフィルタからＳＯx
を放出すべきときには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パティキュレートフィルタから
のＮＯx 放出時に比べ長い時間に亘ってリッチにする。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１および図２は本発明を筒内噴
射式圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示しているが
本発明は筒内噴射式火花点火ガソリン機関にも適用する
ことができる。図１および図２を参照すると、１は機関
本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４
はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、
７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気
ポートを夫々示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管１
１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク
１２は吸気ダクト１３およびインタークーラ１４を介し
て過給機、例えば排気ターボチャージャ１５のコンプレ
ッサ１６の出口部に連結される。コンプレッサ１６の入
口部は吸気ダクト１７およびエアフローメータ１８を介
してエアクリーナ１９に連結され、吸気ダクト１７内に
はステップモータ２０により駆動されるスロットル弁２
１が配置される。
【００１２】一方、排気ポート１０は排気マニホルド２
２を介して排気ターボチャージャ１５の排気タービン２
３の入口部に連結され、排気タービン２３の出口部は排
気管２６を介してパティキュレートフィルタ２４を内臓
したケーシング２５に連結される。排気管２６とスロッ
トル弁２１下流の吸気ダクト１７とは排気ガス再循環
（以下、ＥＧＲと称す）通路２７を介して互いに連結さ
れ、ＥＧＲ通路２７内にはステップモータ２８により駆
動されるＥＧＲ制御弁２９が配置される。また、ＥＧＲ
通路２７内にはＥＧＲ通路２７内を流れるＥＧＲガスを
冷却するためのＥＧＲクーラ３０が配置される。図１に
示される実施例では機関冷却水がＥＧＲクーラー３０内
に導びかれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却され
る。
【００１３】一方、燃料噴射弁６は燃料供給管３１を介
して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール３２に連結さ
れる。このコモンレール３２内へは電気制御式の吐出量
可変な燃料ポンプ３３から燃料が供給され、コモンレー
ル３２内に供給された燃料は各燃料供給管３１を介して
燃料噴射弁６に供給される。コモンレール３２にはコモ
ンレール３２内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ
３４が取付けられ、燃料圧センサ３４の出力信号に基づ
いてコモンレール３２内の燃料圧が目標燃料圧となるよ
うに燃料ポンプ３３の吐出量が制御される。
【００１４】一方、図１に示される実施例では機関の出
力軸に変速機３５が連結され、変速機３５の出力軸３６
に電気モータ３７が連結される。この場合、変速機３５
としては、トルクコンバータを具えた通常の自動変速
機、各種の無段変速機、或いはクラッチを具えた手動変
速機におけるクラッチ操作および変速操作を自動的に行
うようにした形式の自動変速機等を用いることができ
る。
【００１５】また、変速機３５の出力軸３６に連結され
た電気モータ３７は機関の駆動力とは別個に駆動力を発
生する駆動力発生装置を構成している。図１に示される
実施例ではこの電気モータ３７は変速機３５の出力軸３
６上に取付けられかつ外周面に複数個の永久磁石を取付
けたロータ３８と、回転磁界を形成する励磁コイルを巻
設したステータ３９とを具備した交流同期電動機からな
る。ステータ３９の励磁コイルはモータ駆動制御回路４
０に接続され、このモータ駆動制御回路４０は直流高電
圧を発生するバッテリ４１に接続される。
【００１６】電子制御ユニット５０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス５１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）５２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）５３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）５４、入力ポート５５および出力ポート５６を具備
する。エアフローメータ１８および燃料圧センサ３４の
出力信号は夫々対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポ
ート５５に入力される。パティキュレートフィルタ２４
を内臓したケーシング２５にはパティキュレートフィル
タ２４の温度を検出するための温度センサ４３が取付け
られ、この温度センサ４３の出力信号は対応するＡＤ変
換器５７を介して入力ポート５５に入力される。なお、
このような温度センサ４３を設けることなく、機関の運
転状態とパティキュレートフィルタ２４の温度との関係
を示すモデルを用いてパティキュレートフィルタ２４の
温度を推定することもできる。また、入力ポート５５に
は変速機３５の変速比又は変速段、および出力軸３６の
回転数等を表わす種々の信号が入力される。
【００１７】一方、アクセルペダル４４にはアクセルペ
ダル４４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４５が接続され、負荷センサ４５の出力電圧は
対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入力
される。更に入力ポート５５にはクランクシャフトが例
えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク
角センサ４６が接続される。一方、パティキュレートフ
ィルタ２４を内臓したケーシング２５の入口部には排気
ガス中に炭化水素、例えば燃料を供給するための炭化水
素供給弁４２が配置され、出力ポート５６は対応する駆
動回路５８を介して燃料噴射弁６、ステップモータ２０
および２８、燃料ポンプ３３、変速機３５、モータ駆動
制御回路４０および炭化水素供給弁４２に接続される。
【００１８】電気モータ３７のステータ３９の励磁コイ
ルへの電力の供給は通常停止せしめられており、このと
きロータ３８は変速機３７の出力軸３６と共に回転して
いる。一方、電気モータ３７を駆動せしめるときにはバ
ッテリ４１の直流高電圧がモータ駆動制御回路４０にお
いて周波数がｆｍで電流値がＩｍの三相交流に変換さ
れ、この三相交流がステータ３９の励磁コイルに供給さ
れる。この周波数ｆｍは励磁コイルにより発生する回転
磁界をロータ３８の回転に同期して回転させるのに必要
な周波数であり、この周波数ｆｍは出力軸３６の回転数
に基づいてＣＰＵ５４で算出される。モータ駆動制御回
路４０ではこの周波数ｆｍが三相交流の周波数とされ
る。
【００１９】一方、電気モータ３７の出力トルクは三相
交流の電流値Ｉｍにほぼ比例する。この電流値Ｉｍは電
気モータ３７の要求出力トルクに基づきＣＰＵ５４にお
いて算出され、モータ駆動制御回路４０ではこの電流値
Ｉｍが三相交流の電流値とされる。また、外力により電
気モータ３７を駆動する状態にすると電気モータ３７は
発電機として作動し、このとき発生した電力がバッテリ
４１に回生される。外力により電気モータ３７を駆動す
べきか否かはＣＰＵ５４において判断され、外力により
電気モータ３７を駆動すべきであると判別されたときに
はモータ制御回路４０により電気モータ３７に発生した
電力がバッテリ４１に回生されるように制御される。
【００２０】図３に圧縮着火式内燃機関の別の実施例を
示す。この実施例では機関の出力軸４７に電気モータ３
７が連結され、電気モータ３７の出力軸に変速機３５が
連結される。この実施例では電気モータ３７のロータ３
８は機関の出力軸４７上に取付けられており、従ってロ
ータ３８は常時機関の出力軸４７と共に回転する。ま
た、この実施例においても変速機３５としては、トルク
コンバータを具えた通常の自動変速機、各種の無段変速
機、或いはクラッチを具えた手動変速機におけるクラッ
チ操作および変速操作を自動的に行うようにした形式の
自動変速機等を用いることができる。
【００２１】本発明による実施例では空燃比を目標空燃
比とするのに必要な目標吸入空気量ＧＡＯが図４（Ａ）
に示されるように要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの
関数としてマップの形で予めＲＯＭ５２内に記憶されて
いる。また、スロットル弁２１の目標開度ＳＴが図４
（Ｂ）に示されるように要求トルクＴＱおよび機関回転
数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ５２内に記憶
されている。一方、ＥＧＲ制御弁２９の開度はエアフロ
ーメータ１８により検出された吸入空気量が目標吸入空
気量ＧＡＯとなるように制御される。また、正常時、即
ちパティキュレートフィルタ２４が目詰まりをしていな
いときにとるであろうＥＧＲ制御弁２９の予想基準開度
ＳＥＯが図５に示されるように要求トルクＴＱおよび機
関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ５２内
に記憶されている。
【００２２】次に図１および図３においてケーシング２
５内に収容されているパティキュレートフィルタ２４の
構造について図６を参照しつつ説明する。なお、図６に
おいて（Ａ）はパティキュレートフィルタ２４の正面図
を示しており、（Ｂ）はパティキュレートフィルタ２４
の側面断面図を示している。図６（Ａ）および（Ｂ）に
示されるようにパティキュレートフィルタ２４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６０，６１を具備する。これら排気流通路
は下流端が栓６２により閉塞された排気ガス流入通路６
０と、上流端が栓６３により閉塞された排気ガス流出通
路６１とにより構成される。なお、図６（Ａ）において
ハッチングを付した部分は栓６３を示している。従って
排気ガス流入通路６０および排気ガス流出通路６１は薄
肉の隔壁６４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６０および排気ガス流出通路６１は各
排気ガス流入通路６０が４つの排気ガス流出通路６１に
よって包囲され、各排気ガス流出通路６１が４つの排気
ガス流入通路６０によって包囲されるように配置され
る。
【００２３】パティキュレートフィルタ２４は例えばコ
ージライトのような多孔質材料から形成されており、従
って排気ガス流入通路６０内に流入した排気ガスは図６
（Ｂ）において矢印で示されるように周囲の隔壁６４内
を通って隣接する排気ガス流出通路６１内に流出する。
本発明による実施例では各排気ガス流入通路６０および
各排気ガス流出通路６１の周壁面、即ち各隔壁６４の両
側表面上および隔壁６４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
に貴金属触媒、および周囲に過剰酸素が存在すると酸素
を取込んで酸素を保持しかつ周囲の酸素濃度が低下する
と保持した酸素を活性酸素の形で放出する活性酸素放出
剤が担持されている。
【００２４】この場合、本発明による実施例では貴金属
触媒として白金Ｐｔが用いられており、 活性酸素放出剤
としてカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セ
シウムＣｓ、ルビジウムＲｂのようなアルカリ金属、バ
リウムＢａ、カルシウムＣａ、ストロンチウムＳｒのよ
うなアルカリ土類金属、ランタンＬａ、イットリウム
Ｙ、セリウムＣｅのような希土類、および遷移金属から
選ばれた少くとも一つが用いられている。
【００２５】なお、この場合活性酸素放出剤としてはカ
ルシウムＣａよりもイオン化傾向の高いアルカリ金属又
はアルカリ土類金属、即ちカリウムＫ、リチウムＬｉ、
セシウムＣｓ、ルビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ストロ
ンチウムＳｒを用いることが好ましい。次にパティキュ
レートフィルタ２４による排気ガス中の微粒子除去作用
について担体上に白金ＰｔおよびカリウムＫを担持させ
た場合を例にとって説明するが他の貴金属、アルカリ金
属、アルカリ土類金属、希土類、遷移金属を用いても同
様な微粒子除去作用が行われる。
【００２６】図１および図３に示されるような圧縮着火
式内燃機関では空気過剰のもとで燃焼が行われ、従って
排気ガスは多量の過剰空気を含んでいる。即ち、吸気通
路、燃焼室５および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すると図１および図３に
示されるような圧縮着火式内燃機関では排気ガスの空燃
比はリーンとなっている。また、燃焼室５内ではＮＯが
発生するので排気ガス中にはＮＯが含まれている。ま
た、燃料中にはイオウＳが含まれており、このイオウＳ
は燃焼室５内で酸素と反応してＳＯ2 となる。従って排
気ガス中にはＳＯ 2 が含まれている。従って過剰酸素、
ＮＯおよびＳＯ2 を含んだ排気ガスがパティキュレート
フィルタ２４の排気ガス流入通路６０内に流入すること
になる。
【００２７】図７（Ａ）および（Ｂ）は排気ガス流入通
路６０の内周面および隔壁６４内の細孔内壁面上に形成
された担体層の表面の拡大図を模式的に表わしている。
なお、図７（Ａ）および（Ｂ）において７０は白金Ｐｔ
の粒子を示しており、７１はカリウムＫを含んでいる活
性酸素放出剤を示している。上述したように排気ガス中
には多量の過剰酸素が含まれているので排気ガスがパテ
ィキュレートフィルタ２４の排気ガス流入通路６０内に
流入すると図７（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ2
がＯ2 - 又はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一
方、排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - 又は
Ｏ2-と反応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２Ｎ
Ｏ2 ）。次いで生成されたＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で
酸化されつつ活性酸素放出剤７１内に吸収され、カリウ
ムＫと結合しながら図７（Ａ）に示されるように硝酸イ
オンＮＯ3 - の形で活性酸素放出剤７１内に拡散し、一
部の硝酸イオンＮＯ3 - は硝酸カリウムＫＮＯ3 を生成
する。
【００２８】一方、上述したように排気ガス中にはＳＯ
2 も含まれており、このＳＯ2 もＮＯと同様なメカニズ
ムによって活性酸素放出剤７１内に吸収される。即ち、
上述したように酸素Ｏ2 がＯ2 - 又はＯ2-の形で白金Ｐ
ｔの表面に付着しており、排気ガス中のＳＯ2 は白金Ｐ
ｔの表面でＯ2 - 又はＯ2-と反応してＳＯ3 となる。次
いで生成されたＳＯ3 の一部は白金Ｐｔ上で更に酸化さ
れつつ活性酸素放出剤７１内に吸収され、カリウムＫと
結合しながら硫酸イオンＳＯ4 2-の形で活性酸素放出剤
７１内に拡散し、硫酸カリウムＫ2 ＳＯ4 を生成する。
このようにして活性酸素放出剤７１内には硝酸カリウム
ＫＮＯ3 および硫酸カリウムＫ2 ＳＯ4が生成される。
【００２９】一方、燃焼室５内においては主にカーボン
Ｃからなる微粒子、即ち煤が生成され、従って排気ガス
中にはこれら微粒子が含まれている。これら微粒子は排
気ガスがパティキュレートフィルタ２４の排気ガス流入
通路６０内を流れているときに、或いは排気ガス流入通
路６０から排気ガス流出通路６１に向かうときに図７
（Ｂ）において７２で示されるように担体層の表面、例
えば活性酸素放出剤７１の表面上に接触し、付着する。
【００３０】このように微粒子７２が活性酸素放出剤７
１の表面上に付着すると微粒子７２と活性酸素放出剤７
１との接触面では酸素濃度が低下する。酸素濃度が低下
すると酸素濃度の高い活性酸素放出剤７１内との間で濃
度差が生じ、斯くして活性酸素放出剤７１内の酸素が微
粒子７２と活性酸素放出剤７１との接触面に向けて移動
しようとする。その結果、活性酸素放出剤７１内に形成
されている硝酸カリウムＫＮＯ3 がカリウムＫと酸素Ｏ
とＮＯとに分解され、酸素Ｏが微粒子７２と活性酸素放
出剤７１との接触面に向かい、ＮＯが活性酸素放出剤７
１から外部に放出される。外部に放出されたＮＯは下流
側の白金Ｐｔ上において酸化され、再び活性酸素放出剤
７１内に吸収される。
【００３１】一方、このとき活性酸素放出剤７１内に形
成されている硫酸カリウムＫ2 ＳＯ 4 もカリウムＫと酸
素ＯとＳＯ2 とに分解され、酸素Ｏが微粒子７２と活性
酸素放出剤７１との接触面に向かい、ＳＯ2 が活性酸素
放出剤７１から外部に放出される。外部に放出されたＳ
Ｏ2 は下流側の白金Ｐｔ上において酸化され、再び活性
酸素放出剤７１内に吸収される。
【００３２】一方、微粒子７２と活性酸素放出剤７１と
の接触面に向かう酸素Ｏは硝酸カリウムＫＮＯ3 や硫酸
カリウムＫ2 ＳＯ4 のような化合物から分解された酸素
である。化合物から分解された酸素Ｏは高いエネルギを
有しており、極めて高い活性を有する。従って微粒子７
２と活性酸素放出剤７１との接触面に向かう酸素は活性
酸素Ｏとなっている。これら活性酸素Ｏが微粒子７２に
接触すると微粒子７２は短時間のうちに輝炎を発するこ
となく酸化せしめられ、微粒子７２は完全に消滅する。
従って微粒子７２はパティキュレートフィルタ２４上に
推積することがない。なお、このようにパティキュレー
トフィルタ２４上に付着した微粒子７２は活性酸素Ｏに
よって酸化せしめられるがこれら微粒子７２は排気ガス
中の酸素によっても酸化せしめられる。
【００３３】パティキュレートフィルタ２４上に積層状
に推積した微粒子が燃焼せしめられるときにはパティキ
ュレートフィルタ２４が赤熱し、火炎を伴って燃焼す
る。このような火炎を伴う燃焼は高温でないと持続せ
ず、従ってこのような火炎を伴なう燃焼を持続させるた
めにはパティキュレートフィルタ２４の温度を高温に維
持しなければならない。
【００３４】これに対して本発明による実施例では微粒
子７２は上述したように輝炎を発することなく酸化せし
められ、このときパティキュレートフィルタ２４の表面
が赤熱することもない。即ち、云い換えると本発明によ
る実施例ではかなり低い温度でもって微粒子７２が酸化
除去せしめられている。従って本発明の実施例における
輝炎を発しない微粒子７２の酸化による微粒子除去作用
は、火炎を伴う燃焼による微粒子除去作用と全く異なっ
ている。
【００３５】ところで白金Ｐｔおよび活性酸素放出剤７
１はパティキュレートフィルタ２４の温度が高くなるほ
ど活性化するので単位時間当りに活性酸素放出剤７１が
放出しうる活性酸素Ｏの量はパティキュレートフィルタ
２４の温度が高くなるほど増大する。従ってパティキュ
レートフィルタ２４上において単位時間当りに輝炎を発
することなく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量はパ
ティキュレートフィルタ２４の温度が高くなるほど増大
する。
【００３６】図９の実線は単位時間当りに輝炎を発する
ことなく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量Ｇを示し
ている。なお、図９において横軸はパティキュレートフ
ィルタ２４の温度ＴＦを示している。単位時間当りに燃
焼室５から排出される微粒子の量を排出微粒子量Ｍと称
するとこの排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子Ｇより
も少ないとき、即ち図９の領域Ｉでは燃焼室５から排出
された全ての微粒子がパティキュレートフィルタ２４に
接触するや否や短時間のうちにパティキュレートフィル
タ２４上において輝炎を発することなく酸化除去せしめ
られる。
【００３７】これに対し、排出微粒子量Ｍが酸化除去可
能微粒子量Ｇよりも多いとき、即ち図９の領域IIでは全
ての微粒子を酸化するには活性酸素量が不足している。
図８（Ａ）〜（Ｃ）はこのような場合の微粒子の酸化の
様子を示している。即ち、全ての微粒子を酸化するには
活性酸素量が不足している場合には図８（Ａ）に示すよ
うに微粒子７２が活性酸素放出剤７１上に付着すると微
粒子７２の一部のみが酸化され、十分に酸化されなかっ
た微粒子部分が担体層上に残留する。次いで活性酸素量
が不足している状態が継続すると次から次へと酸化され
なかった微粒子部分が担体層上に残留し、その結果図８
（Ｂ）に示されるように担体層の表面が残留微粒子部分
７３によって覆われるようになる。
【００３８】担体層の表面を覆うこの残留微粒子部分７
３は次第に酸化されにくいカーボン質に変質し、斯くし
てこの残留微粒子部分７３はそのまま残留しやすくな
る。また、担体層の表面が残留微粒子部分７３によって
覆われると白金ＰｔによるＮＯ，ＳＯ2 の酸化作用およ
び活性酸素放出剤７１による活性酸素の放出作用が抑制
される。その結果、図８（Ｃ）に示されるように残留微
粒子部分７３の上に別の微粒子７４が次から次へと推積
する。即ち、微粒子が積層状に推積することになる。こ
のように微粒子が積層上に推積するとこれら微粒子は白
金Ｐｔや活性酸素放出剤７１から距離を隔てているため
にたとえ酸化されやすい微粒子であってももはや活性酸
素Ｏによって酸化されることがなく、従ってこの微粒子
７４上に更に別の微粒子が次から次へと推積する。即
ち、排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも多
い状態が継続するとパティキュレートフィルタ２４上に
は微粒子が積層状に推積し、斯くして排気ガス温を高温
にするか、或いはパティキュレートフィルタ２４の温度
を高温にしない限り、推積した微粒子を着火燃焼させる
ことができなくなる。
【００３９】このように図９の領域Ｉでは微粒子はパテ
ィキュレートフィルタ２４上において輝炎を発すること
なく短時間のうちに酸化せしめられ、図９の領域IIでは
微粒子がパティキュレートフィルタ２４上に積層状に推
積する。従って微粒子がパティキュレートフィルタ２４
上に積層状に推積しないようにするためには排出微粒子
量Ｍを常時酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少くしておく
必要がある。
【００４０】図９からわかるように本発明の実施例で用
いられているパティキュレートフィルタ２４ではパティ
キュレートフィルタ２４の温度ＴＦがかなり低くても微
粒子を酸化させることが可能であり、従って図１および
図３に示す圧縮着火式内燃機関において排出微粒子量Ｍ
およびパティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦを排出
微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも通常少なく
なるように維持することが可能である。従って本発明に
よる実施例においては排出微粒子量Ｍおよびパティキュ
レートフィルタ２４の温度ＴＦを排出微粒子量Ｍが酸化
除去可能微粒子量Ｇよりも通常少なくなるように維持す
るようにしている。
【００４１】このように排出微粒子量Ｍが酸化除去可能
微粒子量Ｇよりも通常少なくなるように維持するとパテ
ィキュレートフィルタ２４上に微粒子が全く推積しなく
なる。その結果、パティキュレートフィルタ２４におけ
る排気ガス流の圧損は全くと言っていいほど変化するこ
となくほぼ一定の最小圧損値に維持される。斯くして機
関の出力低下を最小限に維持することができる。
【００４２】また、微粒子の酸化による微粒子除去作用
はかなり低温でもって行われる。従ってパティキュレー
トフィルタ２４の温度はさほど上昇せず、斯くしてパテ
ィキュレートフィルタ２４が劣化する危険性はほとんど
ない。また、パティキュレートフィルタ２４上に微粒子
が全く推積しないのでアッシュが凝集する危険性が少な
く、従ってパティキュレートフィルタ２４が目詰まりす
る危険性が少なくなる。
【００４３】ところでこの目詰まりは主に硫酸カルシウ
ムＣａＳＯ4 によって生ずる。即ち、燃料や潤滑油はカ
ルシウムＣａを含んでおり、従って排気ガス中にカルシ
ウムＣａが含まれている。このカルシウムＣａはＳＯ3
が存在すると硫酸カルシウムＣａＳＯ4 を生成する。こ
の硫酸カルシウムＣａＳＯ4 は固体であって高温になっ
ても熱分解しない。従って硫酸カルシウムＣａＳＯ4 が
生成され、この硫酸カルシウムＣａＳＯ4 によってパテ
ィキュレートフィルタ２４の細孔が閉塞されると目詰ま
りを生ずることになる。
【００４４】しかしながらこの場合、活性酸素放出剤７
１としてカルシウムＣａよりもイオン化傾向の高いアル
カリ金属又はアルカリ土類金属、例えばカリウムＫを用
いると活性酸素放出剤７１内に拡散するＳＯ3 はカリウ
ムＫと結合して硫酸カリウムＫ2 ＳＯ4 を形成し、カル
シウムＣａはＳＯ3 と結合することなくパティキュレー
トフィルタ２４の隔壁６４を通過して排気ガス流出通路
６１内に流出する。従ってパティキュレートフィルタ２
４の細孔が目詰まりすることがなくなる。従って前述し
たように活性酸素放出剤７１としてはカルシウムＣａよ
りもイオン化傾向の高いアルカリ金属又はアルカリ土類
金属、即ちカリウムＫ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓ、
ルビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ストロンチウムＳｒを
用いることが好ましいことになる。
【００４５】さて、本発明による実施例では基本的に全
ての運転状態において排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微
粒子量Ｇよりも少なくなるように維持することを意図し
ている。しかしながら実際には全ての運転状態において
排出微粒子量Ｍを酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少くす
ることはほとんど不可能である。例えば機関始動時には
通常パティキュレートフィルタ２４の温度は低く、従っ
てこのときには通常排出微粒子量Ｍの方が酸化除去可能
微粒子量Ｇよりも多くなる。従って本発明による実施例
では機関始動直後のような特別の場合を除いて通常継続
的に排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少
なくなるようにしている。
【００４６】なお、機関始動直後におけるように排出微
粒子量Ｍの方が酸化除去可能微粒子量Ｇよりも多くなる
とパティキュレートフィルタ２４上に酸化されなかった
微粒子部分が残留しはじめる。しかしながらこのように
酸化されなかった微粒子部分が残留しはじめているとき
に、即ち微粒子が一定限度以下しか推積していないとき
に排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少く
なるとこの残留微粒子部分は活性酸素Ｏによって輝炎を
発することなく酸化除去される。従って本発明による実
施例では機関始動直後のような特別の運転状態のときに
は、排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより少な
くなったときに酸化除去しうる一定限度以下の量の微粒
子しかパティキュレートフィルタ２４上に積層しないよ
うに排出微粒子量Ｍおよびパティキュレートフィルタ２
４の温度ＴＦが維持される。
【００４７】また、このように排出微粒子量Ｍおよびパ
ティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦを維持するよう
にしていたとしても何らかの理由によりパティキュレー
トフィルタ２４上に微粒子が積層状に推積する場合があ
る。このような場合であっても排気ガスの一部又は全体
の空燃比が一時的にリッチにされるとパティキュレート
フィルタ２４上に推積した微粒子は輝炎を発することな
く酸化せしめられる。即ち、排気ガスの空燃比がリッチ
にされると、即ち排気ガス中の酸素濃度が低下せしめら
れると活性酸素放出剤７１から外部に活性酸素Ｏが一気
に放出され、これら一気に放出された活性酸素Ｏによっ
て推積した微粒子が輝炎を発することなく一気に短時間
で酸化除去せしめられる。
【００４８】さて、前述したように本発明による実施例
ではパティキュレートフィルタ２４の各隔壁６４の両側
面上および隔壁６４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、この担体上に貴
金属触媒および活性酸素放出剤が担持されている。更に
本発明による実施例ではこの担体上に貴金属触媒、およ
びパティキュレートフィルタ２４に流入する排気ガスの
空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるＮＯx
を吸収しパティキュレートフィルタ２４に流入する排気
ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収した
ＮＯx を放出するＮＯx 吸収剤が担持されている。
【００４９】本発明による実施例ではこの貴金属触媒と
して白金Ｐｔが用いられており、ＮＯx 吸収剤としてカ
リウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣ
ｓ、ルビジウムＲｂのようなアルカリ金属、バリウムＢ
ａ、カルシウムＣａ、ストロンチウムＳｒのようなアル
カリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土
類から選ばれた少くとも一つが用いられている。なお、
前述した活性酸素放出剤を構成する金属と比較すればわ
かるようにＮＯx 吸収剤を構成する金属と、活性酸素放
出剤を構成する金属とは大部分が一致している。
【００５０】この場合、ＮＯx 吸収剤および活性酸素放
出剤として夫々異なる金属を用いることもできるし、同
一の金属を用いることもできる。ＮＯx 吸収剤および活
性酸素放出剤として同一の金属を用いた場合にはＮＯx
吸収剤としての機能と活性酸素放出剤としての機能との
双方の機能を同時に果すことになる。次に貴金属触媒と
して白金Ｐｔを用い、ＮＯx 吸収剤としてカリウムＫを
用いたは場合を例にとってＮＯx の吸放出作用について
説明する。
【００５１】まず初めにＮＯx の吸収作用について検討
するとＮＯx は図７（Ａ）に示すメカニズムと同じメカ
ニズムでもってＮＯx 吸収剤に吸収される。ただし、こ
の場合図７（Ａ）において符号７１はＮＯx 吸収剤を示
す。即ち、パティキュレートフィルタ２４に流入する排
気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に多量の
過剰酸素が含まれているので排気ガスがパティキュレー
トフィルタ２４の排気ガス流入通路６０内に流入すると
図７（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ2 がＯ2 - 又
はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、排気ガ
ス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - 又はＯ2-と反応
し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。次いで
生成されたＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつＮ
Ｏx 吸収剤７１内に吸収され、カリウムＫと結合しなが
ら図７（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ3 - の形
でＮＯx 吸収剤７１内に拡散し、一部の硝酸イオンＮＯ
3 - は硝酸カリウムＫＮＯ3 を生成する。このようにし
てＮＯがＮＯx 吸収剤７１内に吸収される。
【００５２】一方、パティキュレートフィルタ２４に流
入する排気ガスがリッチになると硝酸イオンＮＯ3 - は
酸素とＯとＮＯに分解され、次から次へとＮＯx 吸収剤
７１からＮＯが放出される。従ってパティキュレートフ
ィルタ２４に流入する排気ガスの空燃比がリッチになる
と短時間のうちにＮＯx 吸収剤７１からＮＯが放出さ
れ、しかもこの放出されたＮＯが還元されるために大気
中にＮＯが排出されることはない。
【００５３】なお、この場合、パティキュレートフィル
タ２４に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比にして
もＮＯx 吸収剤７１からＮＯが放出される。しかしなが
らこの場合にはＮＯx 吸収剤７１からＮＯが徐々にしか
放出されないためにＮＯx 吸収剤７１に吸収されている
全ＮＯx を放出させるには若干長い時間を要する。とこ
ろで前述したようにＮＯx 吸収剤および活性酸素放出剤
として夫々異なる金属を用いることができる。しかしな
がら本発明による実施例ではＮＯx 吸収剤および活性酸
素放出剤として同一の金属を用いている。この場合には
前述したようにＮＯx 吸収剤としての機能と活性酸素放
出剤としての機能との双方の機能を同時に果すことにな
り、このように双方の機能を同時に果すものを以下、活
性酸素放出・ＮＯx 吸収剤と称する。従って本発明によ
る実施例では図７（Ａ）における符号７１は活性酸素放
出・ＮＯx 吸収剤を示している。
【００５４】このような活性酸素放出・ＮＯx 吸収剤７
１を用いた場合、パティキュレートフィルタ２４に流入
する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に
含まれるＮＯは活性酸素放出・ＮＯx 吸収剤７１に吸収
され、排気ガス中に含まれる微粒子が活性酸素放出・Ｎ
Ｏx 吸収剤７１に付着するとこの微粒子は排気ガス中に
含まれる活性酸素および活性酸素放出・ＮＯx 吸収剤７
１から放出される活性酸素によって短時間のうちに酸化
除去せしめられる。従ってこのとき排気ガス中の微粒子
およびＮＯx の双方が大気中に排出されるのを阻止する
ことができることになる。
【００５５】一方、パティキュレートフィルタ２４に流
入する排気ガスの空燃比がリッチになると活性酸素放出
・ＮＯx 吸収剤７１からＮＯが放出される。このＮＯは
未燃ＨＣ，ＣＯにより還元され、斯くしてこのときにも
ＮＯが大気中に排出されることがない。また、このとき
パティキュレートフィルタ２４上に微粒子が推積してい
た場合にはこの微粒子は活性酸素放出・ＮＯx 吸収剤７
１から放出される活性酸素によって酸化除去せしめられ
る。
【００５６】ところで図９を参照しつつ既に説明したよ
うに活性酸素放出剤７１からの活性酸素の放出作用はパ
ティキュレートフィルタ２４の温度がかなり低いときか
ら開始される。これは活性酸素放出・ＮＯx 吸収剤７１
を用いたときでも同じである。これに対してＮＯx 吸収
剤又は活性酸素放出・ＮＯx 吸収剤７１へのＮＯx の吸
収作用はパティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦが活
性酸素の放出開始温度よりも高くならないと開始されな
い。これは、活性酸素の放出は例えば硝酸カルシウムＫ
ＮＯ3 から酸素を奪えれば生ずるのに対してＮＯx の吸
収作用は白金Ｐｔが活性化しないと開始されないからで
あると考えられる。
【００５７】図１０はＮＯx 吸収剤又は活性酸素放出・
ＮＯx 吸収剤７１としてカリウムＫを用いた場合の酸化
除去可能微粒子量ＧとＮＯx 吸収率とを示している。図
１０から活性酸素の放出作用はパティキュレートフィル
タ２４の温度ＴＦが２００℃以下から開始されるのに対
してＮＯx の吸収作用はパティキュレートフィルタ２４
の温度ＴＦが２００℃以上にならないと開始されないこ
とがわかる。
【００５８】一方、活性酸素の放出作用はパティキュレ
ートフィルタ２４の温度ＴＦが高くなれば高くなるほど
活発になる。これに対してＮＯx の吸収作用はパティキ
ュレートフィルタ２４の温度ＴＦが高くなると消失す
る。即ち、パティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦが
一定温度、図１０に示す例ではほぼ５００℃を越えると
硝酸イオンとＮＯ3 - 又は硝酸カリウムＫＮＯ3 が熱分
解し、活性酸素放出・ＮＯx 吸収剤７１からＮＯが放出
される。このような状態になるとＮＯx の吸収量よりも
ＮＯの放出量が多くなり、斯くして図１０に示されるよ
うにＮＯx 吸収率が低下する。
【００５９】図１０はＮＯx 吸収剤又は活性酸素放出・
ＮＯx 吸収剤７１としてカリウムＫを用いた場合のＮＯ
x 吸収率を示している。この場合、用いる金属によって
ＮＯ x 吸収率の高くなるパティキュレートフィルタ２４
の温度範囲は異なる。例えばＮＯx 吸収剤又は活性酸素
放出・ＮＯx 吸収剤７１としてバリウムＢａを用いた場
合にはＮＯx 吸収率の高くなるパティキュレートフィル
タ２４の温度範囲は図１０に示されるカリウムＫを用い
た場合よりも狭くなる。
【００６０】ところで前述したように排気ガス中の微粒
子をパティキュレートフィルタ２４上において推積する
ことなく酸化除去せしめるためには排出微粒子量Ｍを酸
化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくなる必要がある。し
かしながら単に排出微粒子量Ｍを酸化除去可能微粒子量
Ｇより少くしただけではＮＯx 吸収剤又は活性酸素放出
・ＮＯx 吸収剤７１によるＮＯx 吸収作用は行われず、
ＮＯx 吸収剤又は活性酸素放出・ＮＯx 吸収剤７１によ
るＮＯx の吸収作用を確保するにはパティキュレートフ
ィルタ２４の温度ＴＦをＮＯx の吸収作用が行われる温
度範囲内に維持する必要がある。この場合、ＮＯx 吸収
作用が行われるパティキュレートフィルタ２４の温度範
囲はＮＯx 吸収率が一定値以上、例えば５０パーセント
以上となる温度範囲とする必要があり、従ってＮＯx 吸
収剤又は活性酸素放出・ＮＯx 吸収剤７１としてカリウ
ムＫを用いた場合には図１０からわかるようにパティキ
ュレートフィルタ２４の温度ＴＦをほぼ２５０℃から５
００℃の間に維持する必要がある。
【００６１】従って、本発明による実施例では排気ガス
中の微粒子をパティキュレートフィルタ２４上において
推積することなく酸化除去せしめ、かつ排気ガス中のＮ
Ｏxを吸収するために、通常は継続的に排出微粒子量Ｍ
を酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくなるように維持
しかつパティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦをパテ
ィキュレートフィルタ２４のＮＯx 吸収率が一定値以上
となる温度範囲内に維持するようにしている。即ち、排
出微粒子量Ｍおよびパティキュレートフィルタ２４の温
度ＴＦを図１０のハッチングで示す微粒子ＮＯx 同時処
理領域内に維持するようにしている。
【００６２】次に図１１および図１２を参照しつつ変速
機３５として無段変速機を用いた第１実施例について説
明する。図１１は機関に対する要求出力ＰＯＷＥＲとア
クセルペダル４４の踏込み量Ｌとの関係を示している。
図１１からわかるようにアクセルペダル４４の踏込み量
Ｌが増大するほど要求出力ＰＯＷＥＲが増大する。
【００６３】図１２は機関制御線および要求出力と、機
関回転数Ｎおよび要求トルクＴＱとの関係を示してい
る。要求出力は要求トルクＴＱと機関回転数Ｎとの積で
あるので要求出力が同一である等要求出力線ａ〜ｆは図
１２に示されるような曲線で表わされ、ａからｆに向か
うに従って要求出力が高くなる。一方、機関制御線は第
１の制御線Ｘと、同一の要求出力に対して第１の制御線
Ｘよりも高トルク側で低回転側の第２の制御線Ｙからな
る。第１実施例では機関の要求トルクＴＱおよび機関回
転数Ｎは要求出力に応じた第１の制御線Ｘ又は第２の制
御線Ｙ上の値に制御される。具体的に言うと例えば要求
出力が要求出力線Ｃに相当しているとすると機関制御線
として第１の制御線Ｘが用いられる場合には点Ｐで表さ
れる要求トルクＴＱが得られるように燃料噴射量が制御
され、機関回転数Ｎが点Ｐで表わされる機関回転数とな
るように無段変速機３５の変速比が制御される。その結
果、機関は点Ｐで表されるトルクを発生し、機関回転数
Ｎは点Ｐで表される回転数に制御される。
【００６４】これに対し、機関制御線として第２の制御
線Ｙが用いられる場合には点Ｑで表される要求トルクＴ
Ｑが得られるように燃料噴射量が制御され、機関回転数
Ｎが点Ｑで表わされる機関回転数となるように無段変速
機３５の変速比が制御される。その結果、機関は点Ｑで
表されるトルクを発生し、機関回転数Ｎは点Ｑで表され
る回転数に制御される。
【００６５】即ち、上述したように機関の要求トルクＴ
Ｑおよび機関回転数Ｎは要求出力に応じた第１の制御線
Ｘの値、又は第２の制御線Ｙ上の値に制御される。この
場合、別の実施例としてパティキュレートフィルタ２４
の温度等に応じて機関の要求トルクＴＱおよび機関回転
数Ｎを第１の制御線Ｘと第２の制御線Ｙとの間において
無段階に制御することもできる。なお、燃料噴射量は要
求トルクＴＱにほぼ比例しているので図１２の縦軸は燃
料噴射量と考えてよい。
【００６６】さて、図１２に示される第２の制御線Ｙは
最も燃費のよい要求トルクＴＱと機関回転数Ｎとの関係
を示している。ただし、図１および図３に示される圧縮
着火式内燃機関はもとより筒内噴射式火花点火機関では
最も燃費のよい要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎにす
ると即ち第２の制御線Ｙ上では煤およびＮＯx の排出量
がかなり多くなる。
【００６７】これに対して第１の制御線Ｘ上の要求トル
クＴＱおよび機関回転数Ｎでは第２の制御線Ｙにおける
よりも燃費が悪くなるが煤およびＮＯx の発生量はかな
り少なくなる。ところで前述したようにパティキュレー
トフィルタ２４の温度が低いときには煤、即ち微粒子は
パティキュレートフィルタ２４上において酸化除去され
ず、ただパティキュレートフィルタ２４上に推積するだ
けである。この場合、推積量が多くなると高温にしなけ
れば燃焼しなくなるので推積量はできる限り少くする必
要がある。そこで第１実施例ではパティキュレートフィ
ルタ２４の温度が低いときには煤、即ち微粒子の排出量
の少ない第１の制御線Ｘに沿って要求トルクＴＱおよび
機関回転数Ｎを制御するようにしている。
【００６８】一方、前述したようにパティキュレートフ
ィルタ２４の温度が一定温度範囲内にないときにはＮＯ
x の吸収作用が生じない。従ってこの場合にはＮＯx の
排出量をできるだけ少くする必要がある。そこで第１実
施例ではパティキュレートフィルタ２４の温度がＮＯx
吸収作用の行われる温度範囲にないときにはＮＯx の排
出量の少ない第１の制御線Ｘに沿って要求トルクＴＱお
よび機関回転数Ｎを制御するようにしている。
【００６９】即ち、第１実施例においては、パティキュ
レートフィルタ２４の温度ＴＦが図１０においてハッチ
ングで示される微粒子ＮＯx 同時処理領域の温度範囲内
にないとき、即ち微粒子の酸化作用およびＮＯx の吸収
作用の双方に対してパティキュレートフィルタ２４の活
性化度合が低いときには煤およびＮＯx の排出量の少な
い第１の制御線Ｘに沿って要求トルクＴＱおよび機関回
転数Ｎを制御するようにしている。
【００７０】これに対してパティキュレートフィルタ２
４の温度ＴＦが図１０においてハッチングで示される微
粒子ＮＯx 同時処理領域の温度範囲内にあるとき、即ち
パティキュレートフィルタ２４の活性化度合が高いとき
には煤およびＮＯx の排出量が増大しても煤、即ち微粒
子はパティキュレートフィルタ２４上において酸化除去
され、ＮＯx はパティキュレートフィルタ２４内で吸収
される。従って第１実施例ではパティキュレートフィル
タ２４の温度ＴＦが図１０においてハッチングで示され
る微粒子ＮＯx 同時処理領域の温度範囲内にあるときに
は最もよい燃費が得られる第２の制御線Ｙに沿って要求
トルクＴＱおよび機関回転数Ｎを制御するようにしてい
る。
【００７１】一方、前述したように本発明による実施例
では基本的に排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇ
よりも少なくなるように維持するようにしている。しか
しながら第２の制御線Ｙに沿って要求トルクＴＱおよび
機関回転数Ｎを制御すると煤の排出量が増大するために
排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも多くな
る場合がある。この場合、Ｍ＞Ｇの状態が継続すると微
粒子がパティキュレートフィルタ２４上に推積し、高温
にしないと微粒子を燃焼させることができなくなる危険
性がある。そこで本発明による実施例では第２の制御線
Ｙに基づいて制御しているときにパティキュレートフィ
ルタ２４上に微粒子が或る程度以上推積したときには第
２の制御線Ｙに基づく制御から煤の排出量の少ない第１
の制御線Ｘに基づく制御に切換えるようにしている。
【００７２】なお、本発明による実施例ではＥＧＲ制御
弁２９の開度ＳＥが予想基準開度ＳＥＯより一定値αだ
け小さい下限値（ＳＥＯ−α）よりも小さくなったとき
にはパティキュレートフィルタ２４上に微粒子が或る程
度以上推積していると判断される。即ち、パティキュレ
ートフィルタ２４上に微粒子が推積しはじめるとパティ
キュレートフィルタ２４上流の排気管２６内の圧力が上
昇し、その結果吸気ダクト１７内に供給されるＥＧＲガ
ス量が増大する。ＥＧＲガス量が増大すると吸入空気量
ＧＡが減少するのでＥＧＲ制御弁２９の開度は吸入空気
量ＧＡを目標吸入空気量ＧＡＯに維持すべく小さくな
る。従ってＥＧＲ制御弁２９の開度ＳＥが下限値（ＳＥ
Ｏ−α）よりも小さくなったことからパティキュレート
フィルタ２４上に微粒子が或る程度推積していると判断
できることになる。
【００７３】次に図１３を参照しつつ第２の制御線Ｙに
沿って機関を制御すべきときにセットされる切換フラグ
の制御ルーチンについて説明する。図１３を参照すると
まず初めにステップ１００においてスロットル２１の開
度が図４（Ｂ）に示される目標開度ＳＴとなるように制
御される。次いでステップ１０１では図４（Ａ）に示す
マップから目標吸入空気量ＧＡＯが算出される。次いで
ステップ１０２ではエアフローメータ１８により検出さ
れた吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡＯよりも大き
いか否かが判別される。ＧＡ＞ＧＡＯのときにはステッ
プ１０３においてＥＧＲ制御弁２９の開度ＳＥに一定値
ΔＳＥが加算され、次いでステップ１０５に進む。これ
に対してＧＡ≧ＧＡＯのときにはステップ１０４に進ん
でＥＧＲ制御弁２９の開度ＳＥから一定値ΔＳＥが減算
され、次いでステップ１０５に進む。即ち、ＧＡ＝ＧＡ
ＯとなるようにＥＧＲ制御弁２９の開度ＳＥが制御され
る。
【００７４】次いでステップ１０５ではＥＧＲ制御弁２
９の開度ＳＥが下限値（ＳＥＯ−α）よりも小さくなっ
たか否かが判別される。ＳＥ＜ＳＥＯ−αのときにはス
テップ１０８に進んで切換フラグがリセットされる。こ
れに対し、ＳＥ≧ＳＥＯ−αのときにはステップ１０６
に進んで温度センサ４３により検出されたパティキュレ
ートフィルタ２４の温度ＴＦが２５０℃と５００℃の間
にあるか否かが判別される。ＴＦ≦２５０℃又はＴＦ≧
５００℃のときにはステップ１０８に進んで切換フラグ
がリセットされる。これに対し、２５０℃＜ＴＦ＜５０
０℃のときにはステップ１０７に進んで切換フラグがセ
ットされる。即ちＳＥ≧ＳＥＯ−αでかつ２５０℃＜Ｔ
Ｆ＜５００℃のときに切換フラグがセットされる。
【００７５】次に図１４を参照しつつ運転制御ルーチン
について説明する。図１４を参照するとまず初めにステ
ップ２００において図１１に示す関係から要求出力ＰＯ
ＷＥＲが算出される。次いでステップ２０１では切換フ
ラグがセットされているか否かが判別される。切換フラ
グがリセットされているときにはステップ２０２に進ん
で図１２に示す関係から要求出力ＰＯＷＥＲに応じた第
１の制御線Ｘ上の要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎが
算出され、次いでステップ２０４に進む。これに対し、
切換フラグがセットされているときにはステップ２０３
に進んで図１２に示す関係から要求出力ＰＯＷＥＲに応
じた第２の制御線Ｙ上の要求トルクＴＱおよび機関回転
数Ｎが算出され、次いでステップ２０４に進む。
【００７６】ステップ２０４では算出された要求トルク
ＴＱから燃料噴射量が算出され、算出された燃料噴射量
に基づいて燃料噴射が行われる。次いでステップ２０５
では算出された機関回転数ＮＥＯと実際の機関回転数Ｎ
に基づいて次式から変速機３５の変速比Ｒ（入力回転数
／出力回転数）が算出される。 Ｒ←Ｒ−Ｋ（Ｎ−ＮＥＯ） ここでＫは定数である。即ち、機関回転数Ｎが要求出力
ＰＯＷＥＲに応じた第１の制御線Ｘ又は第２の制御線Ｙ
上の機関回転数ＮＥＯとなるように変速機３５の変速比
Ｒが比例積分制御される。
【００７７】次に図１５および図１６を参照しつつ変速
機３５として、トルクコンバータを具えた通常の自動変
速機又はクラッチを具えた手動変速機におけるクラッチ
操作および変速操作を自動的に行うようにした形式の自
動変速機等を用いた第２実施例について説明する。まず
初めに図１５を参照すると、縦軸ＴＱは機関の要求トル
クを示しており、横軸Ｎは機関回転数を示しており、各
実線はアクセルペダル４４の同一踏込み量における要求
トルクＴＱと機関回転数Ｎとの関係を示している。ま
た、図１５において実線Ａはアクセルペダル４４の踏込
み量が零のとき、実線Ｂはアクセルペダル４４の踏込み
量が最大のときを示しており、実線Ａから実線Ｂに向け
てアクセルペダル４４の踏込み量が増大していく。第２
実施例においてはアクセルペダル４４の踏込み量に応じ
図１５に示す関係に基づいて要求トルクＴＱが算出され
る。
【００７８】一方、図１６の縦軸Ｌは要求出力の代表値
であるアクセルペダル４４の踏込み量を示しており、横
軸は変速機３５の出力回転数、即ち車速を示しており、
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は第１の変速境界線を示しており、Ｎ
１，Ｎ２，Ｎ３は第２の変速境界線を示している。第１
の変速境界線に関して言うとＭ１よりも低車速側はロー
ギア領域であり、Ｍ１とＭ２の間はセカンドギア領域で
あり、Ｍ２とＭ３の間はサードギア領域であり、Ｍ３よ
りも高車速側はトップギア領域である。第２の変速境界
線に関しても同様にＮ１よりも低車速側はローギア領域
であり、Ｎ１とＮ２の間はセカンドギア領域であり、Ｎ
２とＮ３の間はサードギア領域であり、Ｎ３よりも高車
速側はトップギア領域である。従って第２の速度境界線
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は第１の速度境界線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３
よりも低車速側に位置していることがわかる。
【００７９】この第２実施例では図１３において制御さ
れている切換フラグがリセットされているときには変速
機３５の速度境界線が第１の速度境界線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ
３とされ、切換フラグがセットされると変速機３５の速
度境界線が第２の速度境界線Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３とされ
る。この第２実施例においては第１の速度境界線Ｍ１，
Ｍ２，Ｍ３は、機関の運転状態が燃費は若干悪いが煤お
よびＮＯx の排出量が少ない状態となるように定められ
ている。
【００８０】一方、変速境界線が第２の速度境界線Ｎ
１，Ｎ２，Ｎ３に切換えられると第１の速度境界線Ｍ
１，Ｍ２，Ｍ３の場合と比較して、Ｎ１とＭ１の間、Ｎ
２とＭ２の間、およびＮ３とＭ３の間では機関回転数Ｎ
が低くなると共に要求トルクＴＱが大きくなる。即ち、
Ｎ１とＭ１の間、Ｎ２とＭ２の間、およびＮ３とＭ３の
間では図１２で言うと第１の制御線Ｘから第２の制御線
Ｙに切換えられたことに相当する。従って変速境界線が
第１の変速境界線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３から第２の変速境界
線Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３に切換えられると煤およびＮＯx の
排出量は増大するが燃費は良好となる。
【００８１】図１７は第２実施例の運転制御ルーチンを
示している。図１７を参照するとまず初めにステップ３
００において切換フラグがセットされているか否かが判
別される。切換フラグがリセットされているときにはス
テップ３０１に進んで速度境界線が第１の速度境界線Ｍ
１，Ｍ２，Ｍ３とされ、切換フラグがセットされるとス
テップ３０２に進んで速度境界線が第２の速度境界線Ｎ
１，Ｎ２，Ｎ３とされる。
【００８２】さて、前述したように本発明による実施例
ではＮＯx はＮＯx 吸収剤７１又は活性酸素放出・ＮＯ
x 吸収剤７１（以下これらを総称して単にＮＯx 吸収剤
７１と称する）に吸収される。しかしながらＮＯx 吸収
剤７１のＮＯx 吸収能力には限度があり、ＮＯx 吸収剤
７１のＮＯx 吸収能力が飽和する前にＮＯx 吸収剤７１
からＮＯx を放出させる必要がある。そのためにはＮＯ
x 吸収剤７１に吸収されているＮＯx 量を推定する必要
がある。そこで本発明による実施例では単位時間当りの
ＮＯx 吸収量Ａを要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの
関数として図１８に示すようなマップの形で予め求めて
おき、この単位時間当りのＮＯx 吸収量Ａを積算するこ
とによってＮＯx 吸収剤７１に吸収されているＮＯx 量
ΣＮＯＸを推定するようにしている。
【００８３】また、本発明による実施例ではこのＮＯx
吸収量ΣＮＯＸが予め定められた許容最大値ＭＡＸＮを
越えたときにＮＯx 吸収剤７１に流入する排気ガスの空
燃比を一時的にリッチにし、それによってＮＯx 吸収剤
７１からＮＯx を放出させるようにしている。ところで
排気ガス中にはＳＯx が含まれており、ＮＯx 吸収剤７
１にはＮＯxばかりでなくＳＯx も吸収される。このＮ
Ｏx 吸収剤７１へのＳＯx の吸収メカニズムはＮＯx の
吸収メカニズムと同じであると考えられる。
【００８４】即ち、ＮＯx の吸収メカニズムを説明した
ときと同様に担体上に白金ＰｔおよびカリウムＫを担持
させた場合を例にとって説明すると、前述したように排
気ガスの空燃比がリーンのときには酸素Ｏ2 がＯ2 - 又
はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着しており、排気ガス
中のＳＯ2 は白金Ｐｔの表面でＯ2 - 又はＯ2-と反応し
てＳＯ3 となる。次いで生成されたＳＯ3 の一部は白金
Ｐｔ上で更に酸化されつつＮＯx 吸収剤内に吸収され、
カリウムＫと結合しながら、硫酸イオンＳＯ4 2-の形で
ＮＯx 吸収剤内に拡散し、安定した硫酸塩Ｋ2 ＳＯ4 を
生成する。
【００８５】しかしながらこの硫酸塩Ｋ2 ＳＯ4 は安定
していて分解しづらく、排気ガスの空燃比を単にリッチ
にしても硫酸塩Ｋ2 ＳＯ4 は分解されずにそのまま残
る。従ってＮＯx 吸収剤７１内には時間が経過するにつ
れて硫酸塩Ｋ2 ＳＯ4 が増大することになり、斯くして
時間が経過するにつれてＮＯx 吸収剤７１が吸収しうる
ＮＯx 量が低下することになる。
【００８６】ところがこの硫酸塩Ｋ2 ＳＯ4 はＮＯx 吸
収剤７１の温度がＮＯx 吸収剤７１により定まる一定温
度、例えばほぼ６００℃を越えると分解し、このときＮ
Ｏx吸収剤７１に流入する排気ガスの空燃比をリッチに
するとＮＯx 吸収剤７１からＳＯx が放出される。ただ
し、ＮＯx 吸収剤７１からＳＯx を放出させるにはＮＯ
x 吸収剤７１からＮＯx を放出させる場合に比べてかな
り長い時間を要する。
【００８７】そこで本発明による実施例ではＮＯx 吸収
剤７１からＳＯx を放出すべきときには炭化水素供給弁
４２から排気ガスの空燃比がリッチとなるように炭化水
素、例えば燃料を噴射するようにしている。炭化水素供
給弁４２から燃料が噴射されると燃料の燃焼熱によりＮ
Ｏx 吸収剤７１の温度が上昇し、斯くしてＮＯx 吸収剤
７１からＳＯx が放出されることになる。
【００８８】次に図１９を参照しつつＮＯx 吸収剤７１
からＮＯx を放出すべきときにセットされるＮＯx 放出
フラグ及びＮＯx 吸収剤７１からＳＯx を放出すべきと
きにセットされるＳＯx 放出フラグの処理ルーチンにつ
いて説明する。なお、このルーチンは一定時間毎の割込
みによって実行される。図１９を参照するとまず初めに
ステップ４００において図１８に示すマップから単位時
間当りのＮＯx 吸収量Ａが算出される。次いでステップ
４０１ではＮＯx 吸収量ΣＮＯＸにＡが加算される。次
いでステップ４０２ではＮＯx 吸収量ΣＮＯＸが許容最
大値ＭＡＸＮを越えたか否かが判別される。ΣＮＯＸ＞
ＭＡＸＮになるとステップ４０３に進み、ＮＯx を放出
すべきことを示すＮＯx 放出フラグがセットされる。次
いでステップ４０４に進む。
【００８９】ステップ４０４では噴射量Ｑに定数ｋを乗
算した積ｋ・ＱがΣＳＯＸに加算される。燃料中にはほ
ぼ一定量の硫黄Ｓが含まれており、従ってＮＯx 吸収剤
７１に吸収されるＳＯx 量はｋ・Ｑで表わすことができ
る。従ってこのｋ・Ｑを順次積算することによって得ら
れるΣＳＯＸはＮＯx 吸収剤７１に吸収されていると推
定されるＳＯx 量を表わしている。ステップ４０５では
このＳＯx 量ΣＳＯＸが許容最大値ＭＡＸＳを越えたか
否かが判別され、ΣＳＯＸ＞ＭＡＸＳになるとステップ
４０６に進んでＳＯx 放出フラグがセットされる。
【００９０】次に図２０を参照しつつＮＯx およびＳＯ
x の放出処理ルーチンについて説明する。図２０を参照
すると、まず初めにステップ５００においてＮＯx 放出
フラグがセットされているか否かが判別される。ＮＯx
放出フラグがセットされているときにはステップ５０１
に進んで排気ガスの空燃比がリッチになるように予め定
められた時間、炭化水素供給弁４２から燃料が供給され
る。このときＮＯx 吸収剤７１からＮＯx が放出され
る。次いでステップ５０２ではΣＮＯＸがクリヤされ、
次いでステップ５０３ではＮＯx 放出フラグがリセット
される。
【００９１】次いでステップ５０４ではＳＯx 放出フラ
グがセットされているか否かが判別される。ＳＯx 放出
フラグがセットされているときにはステップ５０５に進
んで低速低負荷運転時であるか否かが判別され、低速低
負荷運転時であるときにはステップ５０６に進んで排気
ガスの空燃比がリッチになるようにＮＯx 放出時よりも
長い時間に亘って炭化水素供給弁４２から燃料が供給さ
れる。排気ガスの空燃比をリッチとするのに必要な燃料
量は機関回転数が低いほど少なくなり、機関負荷が低い
ほど少なくなる。従って機関低速低負荷運転時に炭化水
素供給弁４２から燃料を供給するようにしている。
【００９２】次いでステップ５０７ではＮＯx 吸収剤７
１からのＳＯx の放出が完了したか否かが判別される。
ＳＯx の放出が完了したと判断されたときにはステップ
５０８に進んでΣＳＯＸおよびΣＮＯＸがクリヤされ、
次いでステップ５０９においてＳＯx 放出フラグがリセ
ットされる。次に加速運転時および減速運転時における
運転制御について説明する。本発明による実施例では排
気ターボチャージャ１５が作動しない運転領域の加速運
転時でも良好な加速運転が得られるように加速運転時に
電気モータ３７が駆動される。一方、減速運転時には電
気モータ３７が発電機として作動せしめられ、発生した
電力が回生される。
【００９３】図２１は加減速時の処理ルーチンを示して
おり、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行
される。図２１を参照するとまず初めにステップ６００
において例えばアクセルペダル４４の踏込み量Ｌの変化
量ΔＬ（＞０）から加速運転時であるか否かが判別され
る。加速運転時であるときにはステップ６０１に進んで
電気モータ３７が発生すべき出力トルクＴｍが算出され
る。この出力トルクＴｍは図２２に示されるようにアク
セルペダル４４の踏込み量Ｌの変化量ΔＬが大きいほど
大きくなる。次いでステップ６０２では電気モータ３７
が出力トルクＴｍを発生するために電気モータ３７に供
給すべき三相交流の電流値Ｉｍが算出される。次いでス
テップ６０３では機関回転数Ｎに基づいて電気モータ３
７に供給すべき三相交流の周波数ｆｍが算出される。次
いでステップ６０４では電流値がＩｍで周波数がｆｍの
三相交流が電気モータ３７に供給され、それによって電
気モータ３７が駆動せしめられる。このように加速運転
時には機関の出力トルクに電気モータ３７の出力トルク
が重畳される。
【００９４】次いでステップ６０５では例えばアクセル
ペダル４４の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎから減速運転時
であるか否かが判別される。減速運転時であるときには
ステップ６０６に進んで電気モータ３７が発電機として
作動せしめられ、発生した電力がバッテリ４１に回生せ
しめられる。
【００９５】
【発明の効果】良好な燃費を確保しつつ煤およびＮＯx
を良好に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧縮着火式内燃機関の全体図である。
【図２】機関本体の側面断面図である。
【図３】圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す全体図
である。
【図４】目標吸入空気量等のマップを示す図である。
【図５】予測基準開度のマップを示す図である。
【図６】パティキュレートフィルタを示す図である。
【図７】微粒子の酸化作用を説明するための図である。
【図８】微粒子の堆積作用を説明するための図である。
【図９】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である。
【図１０】微粒子ＮＯx 同時処理領域を示す図である。
【図１１】要求出力を示す図である。
【図１２】機関制御線を示す図である。
【図１３】切換フラグを制御するためのフローチャート
である。
【図１４】運転制御を行うためのフローチャートであ
る。
【図１５】要求トルクを示す図である。
【図１６】変速境界線を示す図である。
【図１７】運転制御を行うためのフローチャートであ
る。
【図１８】ＮＯx 吸収量のマップを示す図である。
【図１９】ＮＯx ，ＳＯx 放出フラグを処理するための
フローチャートである。
【図２０】ＮＯx ，ＳＯx 放出処理を行うためのフロー
チャートである。
【図２１】加減速処理を行うためのフローチャートであ
る。
【図２２】電気モータの出力トルクを示す図である。
【符号の説明】
６…燃料噴射弁 ２１…スロットル弁 ２４…パティキュレートフィルタ ２９…ＥＧＲ制御弁 ３５…変速機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１Ａ 3/08 3/08 Ａ 3/20 3/20 Ｅ Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｈ 41/04 ３０５ 41/04 ３０５Ａ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｈ ３０１Ｔ (56)参考文献 特開2000−230418（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−306717（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−272541（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−73018（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 41/06 B60K 41/12 F01N 3/02 301 F01N 3/02 321 F01N 3/08 F01N 3/20 F02D 29/00 F02D 41/04 305 F02D 43/00 301

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 変速比を任意に変えることのできる無段
    変速機と排気浄化装置とを具備した筒内噴射式内燃機関
    において、要求出力を得るのに必要な機関回転数と要求
    トルクの関係を示す機関制御線が第１の制御線と、同一
    の要求出力に対して第１の制御線よりも高トルク側で低
    回転側の第２の制御線からなり、第２の制御線上の機関
    回転数および要求トルクのもとでは同一の要求出力に対
    する第１の制御線におけるよりも燃費は良いが排気ガス
    中の有害成分は多くなり、排気ガス浄化装置の活性化度
    合が低いときには要求出力に応じた第１の制御線上の要
    求トルクを機関に発生させると共に要求出力に応じた第
    １の制御線上の機関回転数となるように無段変速機の変
    速比を制御し、排気ガス浄化装置の活性化度合が高いと
    きには要求出力に応じた第２の制御線上の要求トルクを
    機関に発生させると共に要求出力に応じた第２の制御線
    上の機関回転数となるように無段変速機の変速比を制御
    するようにした筒内噴射式内燃機関の制御装置。
  2. 【請求項２】 自動的に切換えられる複数の変速段を有
    する変速機と排気浄化装置とを具備した筒内噴射式内燃
    機関において、異なる変速段の境界における要求トルク
    の代表値と車速の代表値との関係を示す変速境界線が第
    １の境界線と、第１の境界線よりも低車速側の第２の境
    界線からなり、変速境界線が第２の境界線とされたとき
    には変速境界線が第１の境界線とされたときよりも燃費
    は良いが排気ガス中の有害成分は多くなり、排気ガス浄
    化装置の活性化度合が低いときには第１の境界線におい
    て変速段が自動的に切換えられ、排気ガス浄化装置の活
    性化度合が高いときには第２の境界線において変速段が
    自動的に切換えられる筒内噴射式内燃機関の制御装置。
  3. 【請求項３】 排気ガス浄化装置が、排気ガス中の微粒
    子を除去可能でありかつ流入する排気ガスの空燃比がリ
    ーンのときには排気ガス中のＮＯ x を吸収し流入する排
    気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収し
    たＮＯ x を放出する機能を有するパティキュレートフィ
    ルタからなり、パティキュレートフィルタに推積した微
    粒子量が予め定められた量以下であると推定されかつパ
    ティキュレートフィルタの温度が一定値以上のＮＯ x 吸
    収率を得る温度範囲内にあるときには排気ガス浄化装置
    の活性化度合が高いと判断される請求項１又は２に記載
    の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
  4. 【請求項４】 パティキュレートフィルタとして、単位
    時間当りに燃焼室から排出される排出微粒子量がパティ
    キュレートフィルタ上において単位時間当りに輝炎を発
    することなく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量より
    も少ないときには排気ガス中の微粒子がパティキュレー
    トフィルタに流入すると輝炎を発することなく酸化除去
    せしめられるパティキュレートフィルタを用いた請求項
    ３に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
  5. 【請求項５】 パティキュレートフィルタ上に貴金属触
    媒を担持した請求項４に記載の筒内噴射式内燃機関の制
    御装置。
  6. 【請求項６】 周囲に過剰酸素が存在すると酸素を取込
    んで酸素を保持しかつ周囲の酸素濃度が低下すると保持
    した酸素を活性酸素の形で放出する活性酸素放出剤をパ
    ティキュレートフィルタ上に担持し、パティキュレート
    フィルタ上に微粒子が付着したときに活性酸素放出剤か
    ら活性酸素を放出させ、放出された活性酸素によってパ
    ティキュレートフィルタ上に付着した微粒子を酸化させ
    るようにした請求項５に記載の筒内噴射式内燃機関の制
    御装置。
  7. 【請求項７】 パティキュレートフィルタからＮＯ x を
    放出すべきときには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ッチにする請求項３に
    記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
  8. 【請求項８】 パティキュレートフィルタからＳＯ x を
    放出すべきときには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パティキュレートフィルタからの
    ＮＯ x 放出時に比べ長い時間に亘ってリッチにする請求
    項７に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
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