(57)【要約】【課題】  本発明は、排気中のＰＭを捕集するフィルタを排気通路に備えた内燃機関において、フィルタが過昇温するのを抑制すると共に、フィルタ再生処理をより効率的に行うことが可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】  フィルタ再生処理を実行しているときに、フィルタの温度が第１規定温度Ｔ１以上となることが予測される条件が成立したときは、フィルタに流入する排気の酸素濃度を低下させ、その後、該排気の酸素濃度を間欠的に上昇させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に備え、
該フィルタに堆積した粒子状物質の量が規定堆積量以上となったときは、該フィルタの温度を上昇させることで該フィルタに堆積した粒子状物質を酸化し除去する内燃機関において、
前記フィルタから粒子状物質を除去している際に、前記フィルタの温度が規定温度以上となることが予測される条件が成立したときは、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を低下させ、その後、該排気の酸素濃度を間欠的に上昇させることを特徴とする内燃機関のフィルタ再生方法。
【請求項２】
前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を間欠的に上昇させるときは、該排気の酸素濃度を上昇させている期間を、前記フィルタの温度に基づいて変更することを特徴とする請求項１記載の内燃機関のフィルタ再生方法。
【請求項３】
前記規定温度を第１の規定温度とし、
前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を低下させた後に、フィルタの温度が前記第１の規定温度より低い第２の規定温度となったときは、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を上昇させ、
さらに、その後、フィルタの温度が前記第１の規定温度よりも低く且つ前記第２の規定温度よりも高い第３の規定温度となったときは、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を再度低下させることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のフィルタ再生方法。
【請求項４】
前記内燃機関は、
酸化機能を有する触媒を、前記フィルタに担持された状態、もしくは、前記フィルタより上流側の排気通路に設けられた状態、の少なくともいずれかの状態で、さらに備えており、
さらに、少なくとも、前記内燃機関において主燃料噴射以外の時期に行われる副燃料噴射の噴射量、または、前記フィルタより上流側の排気中に添加される還元剤の添加量、を調整することによって、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を低下または上昇させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関のフィルタ再生方法。
【請求項５】
前記条件が成立したときとは、前記内燃機関の運転状態がアイドル運転となったときのことであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関のフィルタ再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に設けた内燃機関において、フィルタに堆積した粒子状物質を除去するフィルタ再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、排気中に含まれる、煤等の粒子状物質（以下、ＰＭと称する）を捕集するために、排気通路にフィルタを備えたものが知られている。このようなフィルタを備えた内燃機関では、該フィルタに規定量以上のＰＭが堆積した場合、該フィルタの温度を上昇させて該フィルタに堆積したＰＭを酸化し除去するフィルタ再生処理が行われている。
【０００３】
フィルタ再生処理時は、ＰＭが酸化するときに発生する熱によってフィルタが過昇温し、該フィルタの熱劣化が促進されたり溶損が発生したりする虞がある。そこで、フィルタ再生処理時に、排気流量に基づいてポスト噴射による燃料噴射を調整し、排気の酸素濃度を制御することによって、フィルタの過昇温を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、内燃機関の運転状態が高負荷運転状態からアイドル運転に移行したときに、フィルタの温度が高く、且つ、排気の酸素濃度が高いときは、該排気の酸素濃度を低下させることによって、フィルタの過昇温を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。また、内燃機関の運転状態が、フィルタに堆積したＰＭの自己着火を抑制すべき運転状態となったときは、パイロット噴射による燃料噴射量を増量することによって、フィルタの過昇温を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２８５８９７号公報
【特許文献２】特公平５−１１２０５号公報
【特許文献３】特開２００３−１７２１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、排気中のＰＭを捕集するフィルタを排気通路に備えた内燃機関においては、フィルタ再生処理時にフィルタが過昇温する可能性があるときは、排気の酸素濃度を低下させることによってＰＭの酸化を抑え、フィルタが過昇温するのを抑制している。
【０００５】
ここで、排気の酸素濃度を低下させているときは、フィルタからのＰＭの除去はほとんど進まなくなる。そのため、フィルタ再生処理に要する時間が長くなる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、排気中のＰＭを捕集するフィルタを排気通路に備えた内燃機関において、フィルタが過昇温するのを抑制すると共に、フィルタ再生処理をより効率的に行うことが可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
即ち、本発明は、排気中のＰＭを捕集するフィルタを排気通路に備えた内燃機関において、該フィルタの温度上昇を抑制するために該フィルタに流入する排気の酸素濃度を低下させた後、該フィルタに流入する排気の酸素濃度を間欠的に上昇させるものである。
【０００８】
より詳しくは、本発明に係る内燃機関のフィルタ再生方法は、
排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に備え、
該フィルタに堆積した粒子状物質の量が規定堆積量以上となったときは、該フィルタの温度を上昇させることで該フィルタに堆積した粒子状物質を酸化し除去する内燃機関において、
前記フィルタから粒子状物質を除去している際に、前記フィルタの温度が規定温度以上となることが予測される条件が成立したときは、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を低下させ、その後、該排気の酸素濃度を間欠的に上昇させることを特徴とする。
【０００９】
ここで、規定堆積量とは、ＰＭが酸化するときに発生する熱によってフィルタが過昇温する虞があるＰＭの堆積量よりも少ない量であって、実験等によって予め定められた量である。また、規定温度とは、フィルタの温度が該規定温度以上となったときは、フィルタが過昇温したと判断できる温度である。即ち、フィルタの温度が該規定温度以上となると、フィルタの熱劣化が促進されたり溶損が発生したりする虞がある温度である。この規定温度も実験等によって予め定められた温度である。
【００１０】
本発明においては、フィルタの温度が規定温度以上となることが予測される条件が成立した場合は、前記フィルタに流入する排気（以下、流入排気と称する）の酸素濃度を低下させることで、ＰＭの酸化を抑制する。その結果、フィルタの温度上昇は抑制される。
【００１１】
しかしながら、上述したように、排気の酸素濃度を低下させているときは、フィルタからのＰＭの除去はほとんど進まなくなる。そこで、本発明においては、フィルタの温度上昇を抑制するために流入排気の酸素濃度を低下させた後、この流入排気の酸素濃度を間欠的に上昇させる。
【００１２】
このように、流入排気の酸素濃度を間欠的に上昇させると、流入排気の酸素濃度が高いときにはＰＭが酸化されるため、フィルタからのＰＭの除去を促進することが出来る。その結果、フィルタ再生処理にかかる時間を短縮することが出来る。また、このとき、ＰＭが酸化されるとフィルタの温度は上昇し始めるが、流入排気の酸素濃度の上昇は間欠的であるため、ＰＭの酸化は継続的には行われない。即ち、流入排気の酸素濃度が再度低下されたときには、フィルタの温度も低下する。そのため、フィルタが過昇温するのを抑制することが出来る。
【００１３】
従って、本発明によれば、フィルタが過昇温するのを抑制すると共に、フィルタ再生処理をより効率的に行うことが出来る。
【００１４】
また、従来のように、フィルタの温度が規定温度以上となることが予測される条件が成立したときにはフィルタからのＰＭの除去がほとんど行われないようにされると、フィルタに多量のＰＭが残ったままの状態となる場合がある。そして、この状態で、前記条件が未成立となって流入排気の酸素濃度を低下させる制御が停止された場合、即ち、流入排気の酸素濃度が急に上昇した場合、多量のＰＭが急速に酸化されることになりフィルタが過昇温する虞がある。しかしながら、本発明によれば、フィルタの温度が規定温度以上となることが予測される条件が成立したときであっても、フィルタからのＰＭの除去は進められる。そのため、流入排気の酸素濃度が急に上昇した場合であっても、ＰＭが急速に酸化することによって発生する熱量は少なくなるため、フィルタが過昇温するのをより確実に抑制することが出来る。
【００１５】
本発明においては、流入排気の酸素濃度を間欠的に上昇させる場合、流入排気の酸素濃度を上昇させている期間を、フィルタの温度に基づいて変更することが好ましい。即ち、フィルタの温度が高いときは、流入排気の酸素濃度を上昇させている期間を短くする。一方、フィルタの温度が低いときは、流入排気の酸素濃度を低下させている期間を長くする。
【００１６】
流入排気の酸素濃度を上昇させている期間を短くすると、ＰＭが酸化される期間が短くなる。そのため、フィルタの温度上昇が抑制される。一方、流入排気の酸素濃度を上昇させている期間を長くすると、ＰＭが酸化される期間が長くなる。そのため、フィルタからのＰＭの除去が促進される。従って、上記のような流入排気の酸素濃度の制御によれば、フィルタの過昇温をより確実に抑制することが出来、また、フィルタ再生処理をより効率的に行うことが出来る。
【００１７】
また、本発明においては、前記規定温度を第１の規定温度とすると、前記フィルタの温度が該第１の規定温度以上となることが予測される条件が成立して流入排気の酸素濃度を低下させた後に、フィルタの温度が第１の規定温度より低い第２の規定温度となったときは、流入排気の酸素濃度を上昇させ、さらに、その後、フィルタの温度が第１の規定温度よりも低く且つ第２の規定温度よりも高い第３の規定温度となったときは、流入排気の酸素濃度を再度低下させても良い。
【００１８】
ここで、第２の規定温度は、フィルタの温度が該第２の規定温度にまで低下すれば、流入排気の酸素濃度を上昇させてもフィルタは直ぐには過昇温しないと判断できる温度である。また、第３の規定温度は、フィルタの温度が該第３の規定温度にまで上昇しても、フィルタの熱劣化はほとんど促進されず、また、フィルタの溶損はほとんど発生しないと判断できる温度である。この第２の規定温度および第３の規定温度は実験的に予め定められた温度である。
【００１９】
このような制御によれば、流入排気の酸素濃度を間欠的に上昇させるときに、フィルタの温度に基づいて流入排気の酸素濃度を低下または上昇させることによって、フィルタの過昇温をより確実に抑制しつつ、フィルタからのＰＭの除去を促進することが出来る。
【００２０】
本発明に係る内燃機関において、酸化機能を有する触媒をフィルタが担持しているか、もしくは、酸化機能を有する触媒をフィルタより上流側の排気通路にさらに備えているか、の少なくともいずれかである場合、少なくとも、内燃機関において主燃料噴射以外の時期に行われる副燃料噴射の噴射量、または、フィルタより上流側の排気中に添加される還元剤の添加量、を調整することによって、流入排気の酸素濃度を低下または上昇させても良い。
【００２１】
ここで、副燃料噴射とは、内燃機関の機関負荷への影響が小さい時期に行われる燃料噴射のことである。
【００２２】
副燃料噴射の噴射量および／または排気中に添加される還元剤の添加量を増加させると、酸化機能を有する触媒における、燃料および／または還元剤の酸化に使用される酸素量が増加する。そのため、流入排気の酸素濃度を低下させることが出来る。一方、副燃料噴射の噴射量および／または排気中に添加される還元剤の添加量を減少させると、酸化機能を有する触媒における燃料および／または還元剤の酸化に使用される酸素量が減少する。そのため、流入排気の酸素濃度を上昇させることが出来る。
【００２３】
また、本発明において、流入排気の酸素濃度を制御するときは、副燃料噴射の噴射量および／または還元剤の添加量を調整することに加え、内燃機関における吸入空気量をも調整するのが好ましい。即ち、流入排気の酸素濃度を低下させるときは吸入空気量を減量し、流入排気の酸素濃度を増加させるときは吸入空気量を増量する。
【００２４】
このように、内燃機関における吸入空気量をも調整することによって、流入排気の酸素濃度を増加または減少させるときの、副燃料噴射量および／または還元剤添加量の調整量
を少なくすることが出来る。その結果、例えば、流入排気の酸素濃度を低下させるときの副燃料噴射量および／または還元剤添加量を少なくすれば、フィルタの温度上昇を抑制しつつ流入排気の酸素濃度を低下させることが出来る。また、未燃成分（燃料および／または還元剤）の大気への排出や燃費悪化を抑制することが出来る。
【００２５】
尚、フィルタが、酸化機能を有する触媒を担持しておらず、また、該フィルタの上流側の排気通路に酸化機能を有する触媒を備えてもいない場合は、少なくとも、内燃機関での燃焼状態を制御することによって、内燃機関から排出される排気の酸素濃度を調整し、流入排気の酸素濃度を低下または増加させる。
【００２６】
本発明において、フィルタの温度が規定温度以上となることが予測される条件が成立したときとしては、内燃機関の運転状態がアイドル運転となったときが例示出来る。これは、内燃機関の運転状態がアイドル運転となると、排気流量が減少するため、ＰＭ酸化時に発生する熱の排気による持ち去り量（以下、持ち去り熱量と称する）も減少し、フィルタが昇温し易くなるためである。
【００２７】
尚、アイドル運転とならなくても、内燃機関の運転状態が、排気流量が減ってフィルタが昇温し易くなるほどの低負荷運転となったときは、前記条件が成立したとしても良い。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る内燃機関のフィルタ再生方法によれば、排気中のＰＭを捕集するフィルタを排気通路に備えた内燃機関において、フィルタが過昇温するのを抑制すると共に、フィルタ再生処理をより効率的に行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る内燃機関のフィルタ再生方法の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３０】
＜内燃機関とその吸排気系および制御系の概略構成＞
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関１とその吸排気系および制御系の概略構成を示す図である。
【００３１】
内燃機関１は車両駆動用のディーゼル機関である。この内燃機関１には、吸気通路４と排気通路２が接続されている。吸気通路４には、スロットル弁８が設けられている。一方、排気通路２には、排気に含まれる煤等のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ３（以下、単にフィルタ３と称する）が設けられており、さらに、このフィルタ３より上流側に酸化触媒６が設けられている。尚、フィルタ３より上流側の排気通路２に酸化触媒６を設けずに、フィルタ３に酸化触媒を担持させた構成でも良い。
【００３２】
また、排気通路２には、フィルタ３の前後における排気の差圧（以下、フィルタ前後差圧と称する）に対応した電気信号を出力する排気差圧センサ９が設けられている。フィルタ３より下流側の排気通路２には、該排気通路２を流通する排気の温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ７が設けられている。また、フィルタ３より上流側の排気通路２には、還元剤として排気中に燃料を添加する燃料添加弁５が設けられている。
【００３３】
以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ１０は
、排気差圧センサ９、排気温度センサ７、等の各種センサと電気的に接続されており、これらの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。そして、ＥＣＵ１０は、排気差圧センサ９の出力値からフィルタ３に堆積したＰＭの量（以下、ＰＭ堆積量と称する）を推定し、排気温度センサ７の出力値からフィルタ３の温度を推定する。また、ＥＣＵ１０は、燃料添加弁５や内燃機関１の燃料噴射弁等と電気的に接続されており、これらを制御することが可能となっている。
【００３４】
＜フィルタ再生処理＞
また、本実施例においては、フィルタ３に規定堆積量以上のＰＭが堆積した場合、ＥＣＵ１０は、内燃機関１での燃料噴射や、燃料添加弁５からの燃料添加、等を制御することによって、フィルタ３の温度を上昇させて、該フィルタ３に堆積したＰＭを酸化し除去するフィルタ再生処理を実行する。ここで、規定堆積量とは、ＰＭが酸化するときに発生する熱によってフィルタ３が過昇温する虞があるＰＭの堆積量よりも少ない量であって、実験等によって予め定められた量である。
【００３５】
＜アイドル運転移行時のフィルタ昇温抑制制御＞
ここで、フィルタ再生処理の実行中に内燃機関１の運転状態がアイドル運転に移行した場合のフィルタ昇温抑制制御について説明する。
【００３６】
内燃機関１の運転状態が通常の運転状態からアイドル運転に移行されると、内燃機関１の機関負荷が低下し、吸入空気量も減少する。そして、吸入空気量の減少に伴って、排気流量も減少する。排気流量が減少すると、持ち去り熱量が減少するため、フィルタ３の温度が上昇し過昇温する可能性が高くなる。そこで、本実施例では、内燃機関１の運転状態がアイドル運転に移行されたときは、フィルタ３が過昇温することが予測される条件が成立したと判断し、流入排気の酸素濃度を低下させる。流入排気の酸素濃度を低下させると、フィルタ３でのＰＭの酸化が抑制されるため、フィルタ３の温度上昇も抑制される。その結果、フィルタ３が過昇温するのを抑制することが出来る。
【００３７】
本実施例では、流入排気の酸素濃度を低下させる方法としては、スロットル弁８の開度を小さくすると共に、内燃機関１における副燃料噴射の噴射量を増加させる方法を採用している。この副燃料噴射は、内燃機関１の機関負荷への影響が小さい時期に行われる燃料噴射のことである。スロットル弁８の開度を小さくすることによって、吸入空気量が減少するため、内燃機関機関１から排出される排気の酸素濃度が低下する。また、副燃料噴射によって噴射される燃料を増加させることによって、該燃料が酸化触媒６にて酸化されるときに消費される酸素が増加する。従って、フィルタ３への流入排気の酸素濃度はさらに低下する。このようにして、スロットル弁８の開度と副燃料噴射の噴射量とを変更することで流入排気の酸素濃度を調整することが出来る。
【００３８】
尚、副燃料噴射は、排気行程上死点近傍で行われるビゴム噴射と主燃料噴射の後に行われるポスト噴射とによって行われるのが好ましい。これは、ビゴム噴射とポスト噴射とによって噴射される燃料は内燃機関１における燃焼に供されにくいからである。また、ビゴム噴射を行うと燃焼室での着火性が向上するため、吸入空気量を減少させやすくなるためである。
【００３９】
また、副燃料噴射の噴射量を増加させると、酸化触媒６での該燃料の酸化によって発生する熱量が多くなり、フィルタ３の温度が上昇する虞がある。そのため、上述したように、副燃料噴射と合わせて、吸入空気量の減量制御を行うことで、副燃料噴射量の噴射量を抑えつつ、流入排気の酸素濃度の低下させることが好ましい。しかしながら、フィルタ３の耐熱温度が高い場合は、副燃料噴射の噴射量の増加のみによって流入排気の酸素濃度を低下させても良い。
【００４０】
また、副燃料噴射の噴射量を増加させる代わりに、燃料添加弁５からの排気中への燃料添加を増加させても良い。また、燃料添加弁５からの添加燃料量と副燃料噴射量との両方を増加させても良い。
【００４１】
＜アイドル運転中のフィルタ再生処理＞
次に、本実施例において内燃機関の運転状態がアイドル運転となっているときのフィルタ再生処理について図２に基づいて説明する。図２は、内燃機関１の運転状態がアイドル運転となっているときの、フィルタ３の温度と、ＰＭ堆積量と、流入排気の酸素濃度と、の変化を示すタイムチャート図である。尚、図２おいては、フィルタ３が過昇温したと判断される閾値の温度Ｔ１を一点鎖線にて示す。以下、この一点鎖線で示される温度Ｔ１を第１規定温度Ｔ１と称する。
【００４２】
図２の（１）よりも前の時期において、フィルタ再生処理の実行中に内燃機関１の運転状態はアイドル運転に移行されている。そのため、フィルタ３が過昇温することが予測される条件（即ち、フィルタの温度が第１規定温度Ｔ１以上となることが予測される条件）が成立したと判断され、前記フィルタ昇温抑制制御が実行されている。従って、図２の（１）よりも前の時期においては、流入排気の酸素濃度は、第１規定酸素濃度Ｃ１にまで低くされている。尚、この第１規定酸素濃度Ｃ１は、ＰＭの酸化がほとんど行われない酸素濃度であって、実験的に予め定められた値（例えば、５％）である。そして、図２の（１）よりも前の時期においては、フィルタ３からのＰＭの除去はほとんど進まないためＰＭ堆積量は略一定になっており、また、フィルタ３の温度は徐々に低下している。
【００４３】
フィルタ昇温抑制制御によって、フィルタ３の温度が徐々に低下すると、図２の（１）の時期に、該フィルタ３の温度は第２規定温度Ｔ２となる。そして、フィルタ３の温度が第２規定温度Ｔ２にまで低下すると、流入排気の酸素濃度を、第１規定酸素濃度Ｃ１より高い第２規定酸素濃度Ｃ２にまで上昇させる。
【００４４】
ここで、第２規定温度Ｔ２とは、フィルタの温度が該第２規定温度Ｔ２にまで低下すれば、流入排気の酸素濃度を第１規定酸素濃度Ｃ１より上昇させてもフィルタ３は直ぐには過昇温しないと判断できる温度であって、実験的に予め定められた温度（例えば、６３０℃）である。また、第２規定酸素濃度Ｃ２は、ＰＭの酸化が促進される酸素濃度であって、実験的に予め定められた値（例えば、８％）である。尚、本実施例において、流入排気の酸素濃度を上昇させる方法としては、スロットル弁８の開度を大きくする方法や、内燃機関１における副燃料噴射の噴射量を減少させる方法が例示できる。
【００４５】
流入排気の酸素濃度を第２規定酸素濃度Ｃ２にまで上昇させると、ＰＭの酸化が促進されるため、フィルタの温度は徐々に上昇する。また、フィルタからのＰＭの除去が進みＰＭ堆積量は徐々に減少する。
【００４６】
ＰＭの酸化が促進されることによってフィルタ３の温度が上昇すると、図２の（２）の時期に、該フィルタ３の温度は第３規定温度Ｔ３となる。そして、フィルタ３の温度が第３規定温度Ｔ３にまで上昇すると、流入排気の酸素濃度を、第１規定酸素濃度Ｃ１にまで再度低下させる。
【００４７】
ここで、第３規定定温度は、第１規定温度より低い温度であって、フィルタ３の温度が該第３規定温度にまで上昇しても、フィルタ３の熱劣化はほとんど促進されず、また、フィルタ３の溶損はほとんど発生しないと判断できる温度である。この第３規定定温度も実験的に予め定められた温度（例えば、６７０℃）である。
【００４８】
流入排気の酸素濃度を第１規定酸素濃度Ｃ１にまで再度低下させると、ＰＭの酸化はほとんど行われなくなるため、フィルタ３の温度は徐々に低下する。また、フィルタ３からのＰＭの除去はほとんど進まなくなるためＰＭ堆積量は略一定となる。
【００４９】
そして、フィルタ３の温度が、第２規定温度Ｔ２にまで再度低下したら（図２の（３）の時期）、流入排気の酸素濃度を第２規定酸素濃度にまで再度上昇させる。
【００５０】
以上、説明したように、本実施例においては、フィルタ再生処理の実行中に内燃機関１の運転状態はアイドル運転に移行されることで前記フィルタ昇温抑制制御が実行された後、流入排気の酸素濃度を間欠的に上昇させる。
【００５１】
本実施例によれば、このように、流入排気の酸素濃度を間欠的に上昇させることで、フィルタ３からのＰＭの除去を促進することが出来る。その結果、フィルタ再生処理にかかる時間を短縮することが出来る。また、このとき、ＰＭが酸化されるとフィルタ３の温度は上昇し始めるが、流入排気の酸素濃度の上昇は間欠的であるため、ＰＭの酸化は継続的には行われない。即ち、流入排気の酸素濃度が再度低下したときには、フィルタ３の温度も低下する。そのため、図２に示すように、フィルタ３の温度は第１規定温度にまでは上昇しない、即ち、フィルタ３が過昇温するのを抑制することが出来る。また、本実施例においては、フィルタ３の温度に基づいて、流入排気の酸素濃度が低下または上昇されるため、フィルタ３が過昇温するのをより確実に抑制することが出来る。
【００５２】
従って、本実施例によれば、フィルタ３が過昇温するのを抑制すると共に、フィルタ再生処理をより効率的に行うことが出来る。
【００５３】
また、本実施例によれば、内燃機関１の運転状態がアイドル運転であるときでも、フィルタ３からのＰＭの除去が促進されるため、フィルタ３に多量のＰＭが残ったままの状態とはなりにくい。従って、内燃機関１の運転状態がアイドル運転から加速され、流入排気の酸素濃度が急に上昇した場合であっても、ＰＭが急速に酸化することによって発生する熱量は少なくなるため、フィルタが過昇温するのをより確実に抑制することが出来る。
【００５４】
尚、本実施例では、フィルタ３の温度が第２規定温度となると、流入排気の酸素濃度を直ちに上昇させているが、フィルタ３の温度が第２規定温度となった後、所定時間経過後に流入排気の酸素濃度を上昇させても良い。
【００５５】
また、本実施例では、流入排気の酸素濃度を間欠的に上昇させる制御を実行している間も、フィルタ３の温度をモニターし、該温度に応じて流入排気を上昇または低下させる時期を決定している。しかし、このような制御に代わり、流入排気の酸素濃度を間欠的に上昇させるときは、予め定められた規定期間、流入排気の酸素濃度を上昇させても良い。この場合、流入排気の酸素濃度を上昇させている規定期間は、流入排気の酸素濃度を間欠的に上昇させる制御を開始するときのフィルタ３の温度に応じて変更することが好ましい。即ち、フィルタ３の温度が高いときは該規定期間を短くし、一方、フィルタ３の温度が低いときは該規定期間を長くする。このような流入排気の酸素濃度の制御によっても、フィルタの過昇温をより確実に抑制することが出来、また、フィルタ再生処理をより効率的に行うことが出来る。
【００５６】
本実施例では、フィルタ再生処理の実行中に内燃機関１の運転状態がアイドル運転に移行された場合に、前記フィルタ昇温抑制制御が実行され、その後、流入排気の酸素濃度を間欠的に上昇させる制御を行うとしたが、アイドル運転とならなくても、内燃機関の運転状態が、排気流量が減ってフィルタが昇温し易くなるほどの低負荷運転となった場合には、同様の制御を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関とその吸排気系および制御系の概略構成を示す図。
【図２】内燃機関の運転状態がアイドル運転となっているときの、フィルタの温度と、ＰＭ堆積量と、流入排気の酸素濃度と、の変化を示すタイムチャート図。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・内燃機関
２・・・排気通路
３・・・パティキュレートフィルタ
４・・・吸気通路
５・・・燃料添加弁
６・・・酸化触媒
７・・・排気温度センサ
８・・・スロットル弁
９・・・排気差圧センサ
１０・・ＥＣＵ
【図１】
2005098148.tif 000003
【図２】
2005098148.tif 000004