(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関排気系に配置されたパティキュレートフィルタと、機関吸気系へ取り入れられる新気量を検出する新気量検出手段と、フューエルカット指令に応じてスロットル弁を設定開度へ開度増加させるスロットル弁制御手段と、前記スロットル弁制御手段によって前記スロットル弁が前記設定開度とされた後に前記新気量検出手段によって検出された前記新気量と基準値とを比較することにより前記パティキュレートフィルタへのパティキュレート捕集量を推定するパティキュレート捕集量推定手段とを具備する内燃機関の排気浄化装置において、発生機関出力が異常増大する発生出力異常を検出する発生出力異常検出手段を具備し、前記発生出力異常検出手段によって前記発生出力異常が検出された時には、前記スロットル弁制御手段による前記スロットル弁の開度増加を中止することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
さらに、前記機関排気系のパティキュレートフィルタ上流側と前記機関吸気系のスロットル弁下流側とを連通する排気ガス再循環通路と、前記排気ガス再循環通路を介して再循環させる排気ガス量を機関運転状態に応じて最適値に制御するための制御弁とを具備し、前記パティキュレート捕集量推定手段によって前記パティキュレート捕集量を推定する時には前記新気量検出手段によって前記新気量を検出する以前に前記制御弁を設定開度へ開度増加させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記発生出力異常検出手段は、前記フューエルカット指令が発せられた直後における気筒内の燃焼を前記発生出力異常として検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
さらに、過給のためのターボチャージャを具備し、前記発生出力異常検出手段は、前記燃焼を前記ターボチャージャの過給圧に基づき検出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記発生出力異常検出手段は、前記燃焼を気筒内圧力に基づき検出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記発生出力異常検出手段は、前記燃焼を前記気筒から排出される排気圧力に基づき検出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記フューエルカット指令が発せられた直後の機関回転数が所定範囲内である時にだけ前記パティキュレート捕集量推定手段によって前記パティキュレート捕集量を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記パティキュレート捕集量推定手段は、現在の機関回転数に基づく前記基準値と前記新気量との差が所定値より大きくなった時に現在のパティキュレート捕集量が前記パティキュレートフィルタを再生すべきパティキュレート捕集量であると推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記パティキュレート捕集量推定手段は、前記新気量と現在の機関回転数に基づく前記基準値との比が所定値より小さくなった時に現在のパティキュレート捕集量が前記パティキュレートフィルタを再生すべきパティキュレート捕集量であると推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記所定値は機関回転数に応じて変化させられることを特徴とする請求項８又は９に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
前記発生出力異常検出手段によって前記発生出力異常が検出された時には、前記スロットル弁及び前記制御弁を全閉することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
さらに、前記パティキュレートフィルタを再生させるための再生手段を具備し、設定期間の間において前記パティキュレート捕集量推定手段によって前記パティキュレート捕集量が推定されない時には、前記再生手段によって強制的に前記パティキュレートフィルタの再生を実施することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
背景技術
内燃機関、特に、ディーゼルエンジンの排気ガス中には、カーボンを主成分とする有害なパティキュレートが含まれており、大気中へのパティキュレート排出量を低減することが望まれている。そのためにディーゼルエンジンの排気系には、パティキュレートを捕集するフィルタとして、パティキュレートフィルタを配置することが提案されている。このようなパティキュレートフィルタは、パティキュレート捕集量の増加に伴い大きな排気抵抗となるために、捕集したパティキュレートを燃焼させ、パティキュレートフィルタ自身を再生する必要がある。
機関高負荷高速運転のように排気ガスが高温となれば、パティキュレートは自然発火して燃焼するために、パティキュレートフィルタを再生することができる。しかしながら、このような機関高負荷高速運転が頻繁に行われる保証はなく、一般的には、ヒータ又は酸化触媒等をパティキュレートフィルタに配置して、再生時期において、ヒータを作動させたり、又は、酸化触媒へ未燃燃料等を供給する等の再生処理が実施されることとなる。
従って、パティキュレートフィルタの再生時期を判断することが必要とされるが、判断された再生時期が早過ぎると不必要に再生処理が行われることとなり、バッテリの大型化又は多量の燃料消費等の問題が発生する。また、判断された再生時期が遅過ぎると機関排気系の排気抵抗が非常に大きくなり、機関出力を低下させる。
こうして、パティキュレートフィルタの再生時期を正確に判断することが望まれている。例えば、車両走行距離が多いほどパティキュレート捕集量が増大することに基づき、再生時期を判断することが提案されているが、所定走行距離の間の運転状態によってパティキュレート捕集量に顕著な違いが発生するために、この方法では、正確な再生時期を判断することはできない。
また、パティキュレートフィルタの上流側と下流側とに圧力センサを配置して、パティキュレート捕集量が増加するほど、これら二つの圧力センサにより検出される差圧が増大することに基づき再生時期を判断することも提案されているが、圧力センサが高価であると共に圧力センサ自身が比較的大きな排気抵抗となり、この方法もあまり好ましくはない。
安価で比較的正確にパティキュレートフィルタの再生時期を判断するために、実開平３−４１１１２号公報には、パティキュレート捕集量が増加するほど吸入新気量が減少することに基づき、測定された吸入新気量と機関運転状態毎の基準値とを比較してパティキュレートフィルタの再生時期を判断することが提案されている。
このような吸入新気量に基づくパティキュレートフィルタの再生時期の判断では、吸入新気量が安定していることが重要であり、定常運転時は、この判断に適しているが、市街地走行においては定常運転が長期間行われないことがあり、判断間隔が長期化するために、パティキュレートフィルタに多量のパティキュレートが捕集されているにも係らずに、再生時期と判断されないことがある。
減速が意図されてアクセルペダルが開放されるフューエルカット時は、吸入空気量も安定しており、市街地走行でも比較的頻繁に行われるために、再生時期を判断するのに適している。しかしながら、この時には吸入空気の絶対量が少なく基準値自身が小さくなるために、測定誤差を考慮すると正確な再生時期の判断は困難である。
アクセルペダルの踏み込み量に係らずに自由に開度制御可能なスロットル弁を使用することにより、フューエルカット時であれば、特に問題なく吸入新気量を増大させることは可能である。すなわち、フューエルカット時において、スロットル弁を全開又は比較的大きな所定開度で開弁させることにより、吸入新気量を増大させ、この吸入新気量に基づいて再生時期を正確に判断することが可能となる。
しかしながら、例えば、燃料噴射系等の異常によって意図する以上の機関出力が発生することがあり、このような発生出力異常時において、前述のようにスロットル弁が制御されると、運転者は、車両減速のためにアクセルペダルを開放しても、このフューエルカット指令に基づいてスロットル弁が開弁されるために、異常増大した機関出力を良好に低減させることができないことがある。
発明の開示
従って、本発明の目的は、機関排気系に配置されたパティキュレートフィルタへのパティキュレート捕集量をフューエルカット時に正確に推定して再生時期等を正確に判断可能とすると共に、発生出力異常時においては異常増大した機関出力を良好に低減させることを可能とする内燃機関の排気浄化装置を提供することである。
本発明によれば、機関排気系に配置されたパティキュレートフィルタと、機関吸気系へ取り入れられる新気量を検出する新気量検出手段と、フューエルカット指令に応じてスロットル弁を設定開度へ開度増加させるスロットル弁制御手段と、前記スロットル弁制御手段によって前記スロットル弁が前記設定開度とされた後に前記新気量検出手段によって検出された前記新気量と基準値とを比較することにより前記パティキュレートフィルタへのパティキュレート捕集量を推定するパティキュレート捕集量推定手段とを具備する内燃機関の排気浄化装置において、発生機関出力が異常増大する発生出力異常を検出する発生出力異常検出手段を具備し、前記発生出力異常検出手段によって前記発生出力異常が検出された時には、前記スロットル弁制御手段による前記スロットル弁の開度増加を中止することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
発明を実施するための最良の形態
図１は、本発明による内燃機関の排気浄化装置の実施形態を示す概略図である。同図において、１は機関本体、２は機関吸気系、３は機関排気系である。機関吸気系２において、各気筒へ接続されたインテークマニホルド２ａの上流側にはスロットル弁４が配置され、スロットル弁４の上流側には機関吸気系２へ取り入れられた新気量を検出するためのエアフローメータ５が配置されている。エアフローメータ５の上流側はエアクリーナを介して大気へ通じている。本実施形態において、スロットル弁４は、アクセルペダルに連動して機械的に駆動されるものではなく、ステップモータ等のスロットル弁制御手段によって自由に開度設定が可能なものである。
一方、機関排気系３においては、各気筒へ接続されたエキゾーストマニホルド３ａの下流側にパティキュレートフィルタ６が配置されている。パティキュレートフィルタ６の下流側は、触媒コンバータ及び消音器等を介して大気へ通じている。
機関吸気系におけるインテークマニホルド２ａとスロットル弁４との間と、機関排気系におけるエキゾーストマニホルド３ａとパティキュレートフィルタ６との間とは、排気ガス再循環通路７によって連通され、排気ガス再循環通路７には再循環させる排気ガス量を機関運転状態に応じた最適量に制御するための制御弁７ａが配置されている。
また、排気ガス再循環通路７には、多量の排気ガスを再循環させることを可能とするために再循環排気ガスを冷却する排気冷却器７ｂが設けられている。また、機関排気系３における排気ガス再循環通路７の接続部とパティキュレートフィルタ６との間には、ターボチャージャのタービン８ａが設けられ、機関吸気系２におけるスロットル弁４とエアフローメータとの間には、ターボチャージャのコンプレッサ８ｂが設けられている。また、機関吸気系２には、多量の新気を気筒内へ導入することを可能とするために新気を冷却する吸気冷却器２ｂが設けられている。
パティキュレートフィルタ６は、例えば、セラミック等の多孔性物質からなる多孔性物質パティキュレートフィルタである。このパティキュレートフィルタは、複数の長手方向に延在する隔壁によって細分化された複数の軸線方向空間を有し、隣接する二つの軸線方向空間において、一方が排気上流側を、他方が排気下流側をセラミック等の閉塞材によって閉塞されている。こうして、隣接する二つの軸線方向空間は、排気上流側から流入した排気ガスが隔壁を介して排気下流側に流出するトラップ通路となり、多孔質物質からなる隔壁は、トラップ壁として、排気ガス通過の際にパティキュレートを捕集するようになっている。
また、パティキュレートフィルタ６は、例えば、耐熱性金属繊維の不織布と耐熱性金属の波板から構成された金属繊維パティキュレートフィルタとしても良い。このパティキュレートフィルタは、二枚の不織布と二枚の波板とが互いに違いに厚さ方向に積層されて螺旋状に巻かれ、不織布と波板とによって複数の軸線方向空間が形成されているものである。不織布を構成する耐熱性金属繊維及び波板を構成する耐熱金属として、例えば、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金又はＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金等が利用可能である。二枚の不織布は、排気上流側端部において一方の面同士を互いに密着させて螺旋状に連続して溶接され、また、排気下流側端部において他方の面同士を互いに密着させて螺旋状に連続して溶接される。こうして、半径方向に隣接する二つの軸線方向空間は、排気上流側から流入した排気ガスがいずれかの不織布を介して排気下流側に流出するトラップ通路となり、不織布は、トラップ壁として、排気ガス通過の際にパティキュレートを捕集するようになっている。
このようなパティキュレートフィルタ６に捕集されるパティキュレートが多量となると、排気抵抗を大きくして機関出力を大幅に低下させるために、適当量のパティキュレートが捕集された時点でパティキュレートを燃焼させ、パティキュレートフィルタ自身を再生する必要がある。
このための手段として、本実施形態では、パティキュレートフィルタにヒータが配置されており、このヒータを作動させるための再生時期の判断が必要である。また、パティキュレートフィルタの再生手段として、酸化触媒等をパティキュレートフィルタに配置して、再生時期に酸化触媒へ未燃燃料等を供給するようにしても良い。
再生時期の判断は、早過ぎても遅過ぎても好ましくなく、適当量のパティキュレートが捕集されたことを正確に判断することが必要である。本実施形態では、制御装置２０によって、図２に示すフローチャートに従って再生時期の判断を実施するようになっている。
先ず、ステップ１０１において、アクセルペダルストロークセンサ（図示せず）によって検出されるアクセルペダルの踏み込み量Ｌが０であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、アクセルペダルが踏み込まれており、すなわち、機関運転中であるために、再生時期を判断できず、詳しくは後述するステップ１１４から１１６の処理を実施した後に終了する。
一方、この判断が肯定される時、すなわち、アクセルペダルが踏み込まれていない時には、ステップ１０２に進み、燃料噴射弁への指令等に基づき現在の燃料噴射量Ｑが０であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、燃料噴射が行われて機関運転中であるために、再生時期を判断できず、やはり、ステップ１１４から１１６の処理を実施した後に終了する。
しかしながら、ステップ１０２における判断が肯定される時には、ステップ１０３に進み、機関吸気系２におけるコンプレッサ８ｂの直下流側の圧力Ｐが現在の機関回転数に応じた設定圧力ＰＮより大きいか否かが判断される。この設定圧力ＰＮは、気筒内で燃焼が行われていない時の過給圧であり、ほぼ大気圧近傍値である。燃料噴射が行われていないフューエルカット時であれば、この判断は否定されてステップ１０４に進む。
ステップ１０４では、現在の機関回転数Ｎが所定範囲内であるか否かが判断される。この所定範囲は、例えば、１０００回転から２０００回転であり、現在の機関回転数が１０００回転以下である時には、直ぐにアイドル回転数となって燃料噴射が再開される可能性がある。また、２０００回転以上のように機関回転数が高いと、すなわち、ピストンの下降速度が速いと、各気筒へ吸入される吸気量が少なくなる。それにより、現在の機関回転数Ｎが所定範囲外である時には、正確な再生時期の判断には好ましくないとして、ステップ１１４から１１６の処理を実施した後に終了する。
しかしながら、ステップ１０４における現在の機関回転数Ｎが所定範囲内である時には、再生時期の判断をするべく、ステップ１０５に進んでスロットル弁４を全開又は全開に近い設定開度とし、ステップ１０６において制御弁７ａを全開又は全開に近い設定開度とする。次いでステップ１０７において、現在の機関回転数Ｎに基づき各気筒へ吸入されるはずの吸気量基準値Ｇｎ’が算出される。もちろん、機関回転数Ｎ毎の基準値Ｇｎ’をマップ化しておいても良い。
次いでステップ１０８において、ステップ１０７において算出された基準値Ｇｎ’とエアフローメータ５により検出される実際の新気量Ｇｎとの差が所定値Ａより大きいか否かが判断され、この判断が否定される時には、再生時期ではないとして、ステップ１１１において第一カウント値ｎ１を０にリセットして終了する。一方、ステップ１０８における判断が肯定される時には、ステップ１０９において再生時期であると判断され、パティキュレートフィルタ６に配置されたヒータを作動して再生処理が実施される。パティキュレートフィルタ６の再生中には、パティキュレートの燃焼によって、パティキュレートフィルタ６の直下流側の排気ガス温度が上昇する。それにより、この排気ガス温度を検出して、比較的高い排気ガス温度が所定時間継続すれば、パティキュレートフィルタ６の再生が完了したと判断することができる。ステップ１１０では、この再生処理完了を待って第一カウント値ｎ１及び第二カウント値ｎ２を０にリセットし、その後に終了する。
パティキュレート捕集量が増加するほど吸入新気量が減少することに基づき、実際の吸入新気量が、パティキュレートが全く捕集されていない時の吸入新気量における基準値の例えば８０％に低下した場合に、パティキュレートフィルタには適当量のパティキュレートが捕集されたとして再生時期と判断することができる。
このような吸入新気量に基づく再生時期の判断では、吸入新気量が比較的安定していることが必要であり、そのための定常運転毎の判断では、市街地走行において、長期間判断が行われないことがある。また、本実施形態のように排気ガス再循環通路を有する内燃機関の場合には、排気ガス再循環を中止する必要があり、この時のＮＯｘ生成量が増加してしまう。燃焼が中止されているフューエルカット時であれば、市街地走行においても比較的頻繁に行われると共に、ＮＯｘ生成量に関係なく、理論的には判断可能であるが、基準値自身が小さいために、実際の吸入新気量が基準値の８０％となっても、僅かな差であり、測定誤差を考慮すると正確に再生時期を判断していることとはならない。
本実施形態では、フューエルカット時にスロットル弁４を全開近傍に開弁増加させて、吸入新気量を増大させると共に基準値を増大させている。フューエルカット時であれば、吸入新気量を増大させても特に問題はなく、こうして、ＮＯｘ生成量に関係なく、市街地走行においても頻繁に正確な再生時期の判断が可能となる。
本実施形態では、さらに、フューエルカット時において排気ガス再循環通路７の制御弁を全開している。もし、パティキュレートフィルタ６にパティキュレートが捕集されていないならば、機関吸気系２のスロットル弁４の下流側と、機関排気系６のパティキュレートフィルタ６の上流側とは、ほぼ等しい圧力となるために、排気ガス再循環通路７を通過する気体は存在してもわずかであり、それにより、基準値Ｇｎ’と実際の吸入新気量Ｇｎとはほぼ等しくなり、ステップ１０８における判断は否定される。
しかしながら、パティキュレートフィルタ６へパティキュレートが捕集されて排気抵抗が増加すると、機関排気系６におけるパティキュレートフィルタ６の上流側の圧力は高まり、排気ガス再循環通路７を通過して機関吸気系へ気体が再循環し始め、その量は、パティキュレート捕集量が増加するほど多くなる。それにより、実際の吸入新気量は、パティキュレートフィルタ６の排気抵抗の増加に伴って減少すると共に、この再循環気体量に伴って減少することとなる。
こうして、パティキュレートフィルタ６へ適当量のパティキュレートが捕集された時点では、基準値Ｇｎ’と実際の吸入新気量Ｇｎとの間にはさらに顕著な差が発生することとなる。それにより、ステップ１０８において、比較的大きな所定値Ａを使用することができ、多少の測定誤差があっても正確に再生時期を判断することができる。ここで、基準値Ｇｎ’と実際の吸入新気量Ｇｎとの差は、パティキュレートフィルタ６へのパティキュレート捕集量を表す値となる。
本実施形態では、本発明を限定するものではないが、パティキュレート捕集量に基づいて再生時期を判断する際には、スロットル弁４を全開とすると共に機関回転数Ｎを低回転側の所定範囲内としている。それにより、パティキュレートフィルタ６へパティキュレートが捕集されていない時の吸入新気量の基準値Ｇｎ’を大きく設定することができ、正確なパティキュレート捕集量の把握及び正確な再生時期の判断に有利となる。また、本実施形態において、さらに正確に再生時期を判断するために、ステップ１０８における所定値Ａを機関回転数に応じて変化させるようにしても良い。
本実施形態では、基準値Ｇｎ’と実際の吸入新気量Ｇｎとの差をパティキュレート捕集量として、これが所定値Ａを越える時に再生時期と判断するようにしたが、もちろん、実際の吸入新気量Ｇｎと基準値Ｇｎ’との比Ｇｎ／Ｇｎ’もパティキュレート捕集量を表す値である。この値は、捕集量が０の時には１となり、捕集量の増加と共に減少するものである。それにより、この値が所定値（例えば、０．６）となった時、すなわち、実際の吸入新気量Ｇｎが基準値Ｇｎ’の６０％となった時に、再生時期と判断するようにしても良い。ここで、所定値６０％を使用したが、これは、排気ガス再循環通路７を介しての気体の再循環が起こる結果であり、パティキュレートフィルタが４０％も気体を通過させ難くなったことを意味するものではなく、適当量のパティキュレートが捕集された時点で、従来に比較して顕著に吸入新気量が減少することを意味している。
こうして、実際的に気筒内へ燃料が供給されていないフューエルカット時であれば、本実施形態のように、スロットル弁４を全開近傍とすることにより、比較的正確な再生時期の判断が可能である。例えば、燃料噴射系等の異常によって必要以上の燃料が気筒内へ供給されたり、また、吸気系に漏れたオイルが気筒内へ供給されたりして、意図する以上の機関出力が発生することがある。このような発生出力異常時において、運転者は、車両減速のためにアクセルペダルを開放し、フューエルカット指令が発せられる。もし、このようなフューエルカット指令に基づいてスロットル弁４を開弁してしまうと、吸入新気量が減少せず、異常増大した機関出力を良好に低減させることができない。
しかしながら、本フローチャートでは、これを防止するために、ステップ１０３において、過給圧Ｐの判断を行っている。もし、燃料噴射弁への指令に基づく燃料噴射量Ｑが０であったとしても、過給圧Ｐが大気圧を超える圧力であれば、気筒内において燃焼が行われていて、高圧の排気ガスによってタービン８ａ回転数が比較的高く維持されているためであり、ステップ１０３における判断が肯定される時には、発生出力異常であるとして、スロットル弁の開弁を伴う再生時期の判断を中止し、ステップ１１２においてスロットル弁を全閉すると共に、ステップ１１３において制御弁７ａを全閉するようになっている。
それにより、気筒内へ燃料又はオイルが供給されていても、吸入新気量が絞られるために気筒内への供給酸素量が減少し、また、排気ガス再循環通路７を介して燃焼に使用されなかった酸素が排気ガスと共に気筒内へ供給されることもなく、気筒内での燃焼は持続せずに異常増大した機関出力を良好に低減することができる。本フローチャートにおけるステップ１０３は、気筒内における燃焼の有無を判断するためのものであり、もちろん、過給圧の検出に代えて、気筒内の燃焼圧を直接的に検出したり、また、エキゾーストマニホルド３の直下流側において排気圧力を検出するようにしても良い。
ところで、本フローチャートでは、フューエルカット時における機関回転数Ｎが所定範囲内である時にだけパティキュレートフィルタ６の再生時期の判断を実施している。それにより、再生時期の判断は正確なものとなるが、この一方で、運転者によっては、アクセルペダルを開放してフューエルカットが行われている時に、クラッチペダルを踏み込んだり、シフトダウンを実施したり、又は、ブレーキペダルを僅かに踏み込んだり、機関回転数を大幅に変化させるような操作を頻繁に行う場合があり、このような場合には、パティキュレートフィルタ６の再生時期の判断が長期間行われず、多量にパティキュレートが捕集されているにもかかわらず、パティキュレートフィルタの再生が実施されないこととなる。それにより、走行性能が急激に低下する等の問題が発生する。
本フローチャートでは、これを防止するために、フローチャートの実施に際して再生時期の判断がなされない時には、ステップ１１４において第一カウント値ｎ１を１だけ増加させ、ステップ１１５において第二カウント値ｎ２を１だけ増加させ、ステップ１１６では、第一カウント値ｎ１が第一設定値ＢＧ以上であり、かつ、第二カウント値ｎ２が第二設定値Ｃ以上であるか否かが判断され、この判断が否定される時にだけ、そのまま終了するようになっている。
第一カウント値ｎ１は、前述したステップ１１０及び１１１において０にリセットされるものであり、すなわち、再生時期の判断が実施された時には０にリセットされる。こうして、ステップ１１６において、第一カウント値ｎ１が第一設定値ＢＧ以上となる時には、前回の再生時期の判断から比較的長い期間において再生時期の判断がなされていないこととなり、パティキュレートフィルタ６は再生時期となっている可能性がある。第一設定値ＢＧは、定数としても良いが、好ましくは、前回検出したパティキュレート捕集量Ｇｎ’−Ｇｎが大きいほど小さな値とすることにより、パティキュレートフィルタ６が再生時期となっている可能性をより正確に判断可能となる。
もちろん、第一カウント値ｎ１だけの判断により、パティキュレートフィルタ６が再生時期であるとしても良いが、この判断をさらに正確なものとするために、第二カウント値ｎ２の判断も実施される。第二カウント値ｎ２は、前述したステップ１１０においてだけ０にリセットされるものであり、すなわち、再生処理が完了した時にだけ０にリセットされる。こうして、ステップ１１６において、第二カウント値ｎ２が第二設定値Ｃ以上となる時には、前回の再生処理完了から長期間において再生処理が実施されていないこととなり、加えて、第一カウント値ｎ１が第一設定値ＢＧ以上であるならば、ほぼ確実にパティキュレートフィルタ６は再生時期となっており、ステップ１１６における判断は肯定され、ステップ１０９において再生処理を強制的に実施するようになっている。
図３は、前述したヒータ等の再生手段を有するパティキュレートフィルタとは異なるパティキュレートフィルタ６’の周囲構造を示す平面図であり、図４は、その側面図である。この周囲構造には、エキゾーストマニホルド３ａの下流側に排気管３ｂを介して接続された切換部９と、パティキュレートフィルタ６’と、パティキュレートフィルタ６’の一方側と切換部９とを接続する第一接続部３ｄと、パティキュレートフィルタ６’の他方側と切換部９とを接続する第二接続部３ｅと、切換部９の下流側の排気通路３ｃとが設けられている。切換部９は、切換部９内で排気流れを遮断することを可能とする弁体９ａを具備している。弁体９ａの一方の遮断位置において、切換部９内の上流側が第一接続部３ｄと連通されると共に切換部９内の下流側が第二接続部３ｅと連通され、排気ガスは、図３に矢印で示すように、パティキュレートフィルタ６’の一方側から他方側へ流れる。
また、図５は、弁体９ａの他方の遮断位置を示している。この遮断位置において、切換部９内の上流側が第二接続部３ｅと連通されると共に切換部９内の下流側が第一接続部３ｄと連通され、排気ガスは、図５に矢印で示すように、パティキュレートフィルタ６’の他方側から一方側へ流れる。こうして、弁体９ａを切り換えることによって、パティキュレートフィルタ６’へ流入する排気ガスの方向を逆転することができ、すなわち、パティキュレートフィルタ６’の排気上流側と排気下流側とを逆転することが可能となる。
このようにして、本パティキュレートフィルタの周囲構造は、非常に簡単な構成によってパティキュレートフィルタの排気上流側と排気下流側とを逆転することが可能となる。また、パティキュレートフィルタにおいては、排気ガスの流入を容易にするために、大きな開口面積が必要とされるが、本パティキュレートフィルタ周囲構造は、車両搭載性を悪化させることなく、図３及び４に示すように、大きな開口面積を有するパティキュレートフィルタを使用可能となる。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）にパティキュレートフィルタ６’の構造を示す。なお、図６（Ａ）はパティキュレートフィルタ６’の正面図であり、図６（Ｂ）は側面断面図である。これらの図に示すように、本パティキュレートフィルタ６’は、長円正面形状を有し、例えば、コージライトのような多孔質材料から形成されたハニカム構造をなすウォールフロー型であり、多数の軸線方向に延在する隔壁５４によって細分された多数の軸線方向空間を有している。隣接する二つの軸線方向空間において、栓５２，５３によって、一方は排気下流側で閉鎖され、他方は排気上流側で閉鎖される。こうして、隣接する二つの軸線方向空間の一方は排気ガスの流入通路５０となり、他方は流出通路５１となり、排気ガスは、図６（Ｂ）に矢印で示すように、必ず隔壁５４を通過する。排気ガス中のパティキュレートは、隔壁５４の細孔の大きさに比較して非常に小さいものであるが、隔壁５４の排気上流側表面上及び隔壁５４内の細孔表面上に衝突して捕集される。こうして、各隔壁５４は、パティキュレートを捕集する捕集壁として機能する。本パティキュレートフィルタ６’において、捕集されたパティキュレートを酸化除去するために、隔壁５４の両側表面上、及び、好ましくは隔壁５４内の細孔表面上にアルミナ等を使用して以下に説明する活性酸素放出剤と貴金属触媒とが担持されている。
活性酸素放出剤とは、活性酸素を放出することによってパティキュレートの酸化を促進するものであり、好ましくは、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ものである。
この貴金属触媒としては、通常、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のような希土類、及び遷移金属から選ばれた少なくとも一つが用いられている。
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、このような活性酸素放出剤を担持するパティキュレートフィルタによって、捕集されたパティキュレートがどのように酸化除去されるかについて、白金Ｐｔ及びカリウムＫの場合を例にとって説明する。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パティキュレート除去作用が行われる。
ディーゼルエンジンでは通常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、機関吸気系及び燃焼室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、この空燃比はリーンとなっている。また、燃焼室内では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は燃焼室内で酸素と反応してＳＯ２となる。従って排気ガス中にはＳＯ２が含まれている。従って過剰酸素、ＮＯ及びＳＯ２を含んだ排気ガスがパティキュレートフィルタ６’の排気上流側へ流入することになる。
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）はパティキュレートフィルタ６’における排気ガス接触面の拡大図を模式的に表わしている。なお、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）において６０は白金Ｐｔの粒子を示しており、６１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の排ガス接触面内に接触すると、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上で酸化されつつ活性酸素放出剤６１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６１内に拡散し、硝酸カリウムＫＮＯ３を生成する。このようにして、排気ガスに含まれる有害なＮＯｘをパティキュレートフィルタ６’に吸収し、大気中への放出量を大幅に減少させることができる。
一方、上述したように排気ガス中にはＳＯ２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６１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活性酸素放出剤６１内に吸収され、カリウムＫと結合しながら硫酸イオンＳＯ４２−の形で活性酸素放出剤６１内に拡散し、硫酸カリウムＫ２ＳＯ４を生成する。このようにして活性酸素放出触媒６１内には硝酸カリウムＫＮＯ３及び硫酸カリウムＫ２ＳＯ４が生成される。
排気ガス中のパティキュレートは、図７（Ｂ）において６２で示されるように、パティキュレートフィルタに担持された活性酸素放出剤６１の表面上に付着する。この時、パティキュレート６２と活性酸素放出剤６１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６１内との間で濃度差が生じ、斯くして活性酸素放出剤６１内の酸素がパティキュレート６２と活性酸素放出剤６１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６１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がパティキュレート６２と活性酸素放出剤６１との接触面に向かい、ＮＯが活性酸素放出剤６１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６１内に吸収される。
一方、このとき活性酸素放出剤６１内に形成されている硫酸カリウムＫ２ＳＯ４もカリウムＫと酸素ＯとＳＯ２とに分解され、酸素Ｏがパティキュレート６２と活性酸素放出剤６１との接触面に向かい、ＳＯ２が活性酸素放出剤６１から外部に放出される。外部に放出されたＳＯ２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６１内に吸収される。但し、硫酸カリウムＫ２ＳＯ４は、安定化しているために、硝酸カリウムＫＮＯ３に比べて活性酸素を放出し難い。
一方、パティキュレート６２と活性酸素放出剤６１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Ｋ２ＳＯ４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。従ってパティキュレート６２と活性酸素放出剤６１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がパティキュレート６２に接触するとパティキュレート６２は数分から数十分の短時間で輝炎を発することなく酸化せしめられる。また、パティキュレート６２を酸化する活性酸素Ｏは、活性酸素放出剤６１へＮＯ及びＳＯ２が吸収されている時にも放出される。すなわち、ＮＯｘは酸素原子の結合及び分離を繰り返しつつ活性酸素放出剤６１内において硝酸イオンＮＯ３−の形で拡散するものと考えられ、この間にも活性酸素が発生する。パティキュレート６２はこの活性酸素によっても酸化せしめられる。また、このようにパティキュレートフィルタ上に付着したパティキュレート６２は活性酸素Ｏによって酸化せしめられるがこれらパティキュレート６２は排気ガス中の酸素によっても酸化せしめられる。
ところで白金Ｐｔ及び活性酸素放出剤６１はパティキュレートフィルタ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６１から放出される活性酸素Ｏの量はパティキュレートフィルタの温度が高くなるほど増大する。また、当然のことながら、パティキュレート自身の温度が高いほど酸化除去され易くなる。従って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パティキュレートを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の温度が高くなるほど増大する。
図８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を示しており、図８において横軸はパティキュレートフィルタの温度ＴＦを示している。なお、図８は単位時間を１秒とした場合の、すなわち、１秒当たりの酸化除去可能微粒子量Ｇを示しているがこの単位時間としては、１分、１０分等任意の時間を採用することができる。例えば、単位時間として１０分を用いた場合には単位時間当たりの酸化除去可能微粒子量Ｇは１０分間当たりの酸化除去可能微粒子量Ｇを表わすことになり、この場合でもパティキュレートフィルタ上において単位時間当た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は図８に示されるようにパティキュレートフィルタの温度が高くなるほど増大する。
さて、単位時間当りに燃焼室から排出されるパティキュレート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量Ｇよりも少ないとき、例えば、１秒当たりの排出微粒子量Ｍが１秒当たりの酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少ないとき、或いは１０分当たりの排出微粒子量Ｍが１０分当たりの酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少ないとき、即ち図８の領域Ｉでは燃焼室から排出された全てのパティキュレートがパティキュレートフィルタ上において輝炎を発することなく順次短時間のうちに酸化除去せしめられる。
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８の領域ＩＩでは全てのパティキュレートを順次酸化するには活性酸素量が不足している。図９（Ａ）〜（Ｃ）はこのような場合におけるパティキュレートの酸化の様子を示している。
即ち、全てのパティキュレートを酸化するには活性酸素量が不足している場合には図９（Ａ）に示すようにパティキュレート６２が活性酸素放出剤６１上に付着するとパティキュレート６２の一部のみが酸化され、十分に酸化されなかったパティキュレート部分がパティキュレートフィルタの排気上流側面上に残留する。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パティキュレート部分が排気上流面上に残留し、その結果図９（Ｂ）に示されるようにパティキュレートフィルタの排気上流面が残留パティキュレート部分６３によって覆われるようになる。
このような残留パティキュレート部分６３は、次第に酸化され難いカーボン質に変質し、また、排気上流面が残留パティキュレート部分６３によって覆われると白金ＰｔによるＮＯ，ＳＯ２の酸化作用及び活性酸素放出剤６１による活性酸素の放出作用が抑制される。それにより、時間を掛ければ徐々に残留パティキュレート部分６３を酸化させることができるが、図９（Ｃ）に示されるように残留パティキュレート部分６３の上に別のパティキュレート６４が次から次へと堆積する。即ち、パティキュレートが積層状に堆積すると、これらパティキュレートは、白金Ｐｔや活性酸素放出剤から距離を隔てているために、例え酸化され易いパティキュレートであっても活性酸素によって酸化されることはない。従ってこのパティキュレート６４上に更に別のパティキュレートが次から次へと堆積する。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上にはパティキュレートが積層状に堆積してしまう。
このように図８の領域Ｉではパティキュレートはパティキュレートフィルタ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８の領域ＩＩではパティキュレートがパティキュレートフィルタ上に積層状に堆積する。従って、排出微粒子量Ｍと酸化除去可能微粒子量Ｇとの関係を領域Ｉにすれば、パティキュレートフィルタ上へのパティキュレートの堆積を防止することができる。その結果、パティキュレートフィルタ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。しかしながら、これが常に実現されるとは限らず、何もしなければパティキュレートフィルタにはパティキュレートが堆積することがある。
このようなパティキュレートの堆積が車両走行に悪影響を与えるようになる以前に、例えば、図１０（Ａ）に示す程度にパティキュレートが堆積した時点で、前述のフローチャートによって再生時期であると判断され、再生処理として、弁体９ａを他方の遮断位置へ切り換えられるようにしても良い。ウォールフロー型パティキュレートフィルタでは、パティキュレートは、排気ガスが主に衝突する隔壁５４の排気上流側表面及び細孔内の排気ガス流対向面、すなわち、隔壁５４の一方の捕集面に衝突捕集され、この一方の捕集面からの活性酸素の放出が捕集パティキュレートに対して不十分であると、全て酸化除去されずに残留し、この残留パティキュレートに、次々にパティキュレートが堆積する。
弁体９ａの切り換えによって、パティキュレートフィルタの排気上流側と排気下流側とが逆転されれば、隔壁の一方の捕集面に堆積するパティキュレート上には、さらにパティキュレートが堆積することはなく、一方の捕集面から放出される活性酸素によって残留及び堆積パティキュレートは徐々に酸化除去される。また、特に隔壁の細孔内に残留及び堆積するパティキュレートは、逆方向の排気ガス流によって、図１０（Ｂ）に示すように、容易に破壊されて細分化され、細孔内を主に下流側へ移動する。
それにより、細分化された多くのパティキュレートは、隔壁の細孔内に分散し、すなわち、パティキュレートは流動することにより、隔壁の細孔内表面に担持させた活性酸素放出剤と直接的に接触して酸化除去される機会が多くなる。こうして、隔壁の細孔内にも活性酸素放出剤を担持させることで、残留及び堆積パティキュレートを格段に酸化除去させ易くなる。さらに、この酸化除去に加えて、排気ガスの逆流によって上流側となった隔壁５４の他方の捕集面、すなわち、現在において排気ガスが主に衝突する隔壁５４の排気上流側表面及び細孔内の排気ガス流対向面（一方の捕集面とは反対側の関係となる）では、排気ガス中の新たなパティキュレートが付着して活性酸素放出剤から放出された活性酸素によって酸化除去される。これらの酸化除去の際に活性酸素放出剤から放出された活性酸素の一部は、排気ガスと共に下流側へ移動し、排気ガスの逆流によっても依然として残留及び堆積するパティキュレートを酸化除去する。
すなわち、隔壁における一方の捕集面の残留及び堆積パティキュレートには、この捕集面から放出される活性酸素だけでなく、排気ガスの逆流によって隔壁の他方の捕集面でのパティキュレートの酸化除去に使用された残りの活性酸素が排気ガスと共に到来する。それにより、パティキュレートフィルタの排気上流側と排気下流側とを逆転させてパティキュレートフィルタ隔壁の一方の捕集面と他方の捕集面とをパティキュレートの捕集に交互に使用することにより、逆転時にパティキュレートフィルタ隔壁の一方の捕集面にある程度パティキュレートが積層状に堆積していたとしても、排気ガスの逆流によって、この残留及び堆積パティキュレートへも活性酸素が到来することに加えて、さらにパティキュレートが堆積することはないために、残留及び堆積パティキュレートは徐々に酸化除去される。こうして、現在パティキュレートを捕集する他方の捕集面にパティキュレートが残留及び堆積することにより再生時期となって再び弁体９ａが切り換えられるまでには、一方の捕集面に残留及び堆積するパティキュレートを十分に酸化除去可能である。また、パティキュレートフィルタ隔壁の両側の捕集面をパティキュレート捕集に交互に使用することは、常に単一の捕集面でパティキュレートを捕集する場合に比較して、各捕集面でのパティキュレート捕集量を低減することができ、各捕集面でのパティキュレートの酸化除去に有利である。
また、排気ガスの空燃比をリッチにすると、すなわち、排気ガス中の酸素濃度を低下させると、活性酸素放出剤６１から外部に活性酸素Ｏが一気に放出される。この一気に放出された活性酸素Ｏによって、堆積パティキュレートは酸化され易いものとなって容易に酸化除去される。
一方、空燃比がリーンに維持されていると白金Ｐｔの表面が酸素で覆われ、いわゆる白金Ｐｔの酸素被毒が生じる。このような酸素被毒が生じるとＮＯｘに対する酸化作用が低下するためにＮＯｘの吸収効率が低下し、斯くして活性酸素放出剤６１からの活性酸素放出量が低下する。しかしながら空燃比がリッチにされると白金Ｐｔ表面上の酸素が消費されるために酸素被毒が解消され、従って空燃比がリッチからリーンに切り換えられるとＮＯｘに対する酸化作用が強まるためにＮＯｘの吸収効率が高くなり、斯くして活性酸素放出剤６１からの活性酸素放出量が増大する。
従って、空燃比がリーンに維持されている時に空燃比を時折リーンからリッチに一時的に切り換えるとその都度白金Ｐｔの酸素被毒が解消されるために空燃比がリーンである時の活性酸素放出量が増大し、斯くしてパティキュレートフィルタ上におけるパティキュレートの酸化作用を促進することができる。
さらに、この酸素被毒の解消は、言わば、還元物質の燃焼であるために、発熱を伴ってパティキュレートフィルタを昇温させる。それにより、パティキュレートフィルタにおける酸化除去可能微粒子量が向上し、さらに、残留及び堆積パティキュレートの酸化除去が容易となる。弁体９ａによってパティキュレートフィルタの排気上流側と排気下流側とを切り換えた直後に排気ガスの空燃比をリッチにすれば、パティキュレートが残留していないパティキュレートフィルタ隔壁における他方の捕集面では、一方の捕集面に比較して活性酸素を放出し易いために、さらに多量の放出される活性酸素によって、一方の捕集面の残留パティキュレートをさらに確実に酸化除去することができる。もちろん、弁体９ａの切り換えとは無関係に時折排気ガスの空燃比をリッチにしても良く、それにより、パティキュレートフィルタへパティキュレートが残留及び堆積し難くなる。
排気ガスの空燃比をリッチにするためには、圧縮行程での通常の主燃料噴射に加えて、機関燃料噴射弁によって排気行程又は膨張行程において気筒内に燃料を噴射（ポスト噴射）しても良く、又は、吸気行程において気筒内に燃料を噴射（ビゴム噴射）しても良い。もちろん、ポスト噴射又はビゴム噴射は、主燃料噴射との間に必ずしもインターバルを設ける必要はない。また、機関排気系に燃料を供給することも可能である。
ところで、排気ガス中のカルシウム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、酸化除去され難く、パティキュレートフィルタ上にアッシュとして残留することとなる。従って、硫酸カルシウムの残留によるパティキュレートフィルタの目詰まりを防止するためには、活性酸素放出剤６１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を用いることが好ましく、それにより、活性酸素放出剤６１内に拡散するＳＯ３はカリウムＫと結合して硫酸カリウムＫ２ＳＯ４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の隔壁を通過する。従ってパティキュレートフィルタがアッシュによって目詰まりすることがなくなる。こうして、前述したように活性酸素放出剤６１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。
また、活性酸素放出剤としてパティキュレートフィルタに白金Ｐｔのような貴金属のみを担持させても、白金Ｐｔの表面上に保持されるＮＯ２又はＳＯ３から活性酸素を放出させることができる。ただし、この場合には酸化除去可能微粒子量Ｇを示す実線は図８に示す実線に比べて若干右側に移動する。また、活性酸素放出剤としてセリアを用いることも可能である。セリアは、排気ガス中の酸素濃度が高いと酸素を吸収し（Ｃｅ２Ｏ３→２ＣｅＯ２）、排気ガス中の酸素濃度が低下すると活性酸素を放出する（２ＣｅＯ２→Ｃｅ２Ｏ３）ものであるために、パティキュレートの酸化除去のために、排気ガス中の空燃比を定期的又は不定期にリッチにする必要がある。セリアに代えて、鉄又は錫を使用しても良い。
また、活性酸素放出剤として排気ガス中のＮＯｘ浄化に使用されるＮＯｘ吸蔵還元触媒を用いることも可能である。この場合においては、ＮＯｘ又はＳＯｘを放出させるために排気ガスの空燃比を少なくとも一時的にリッチにする必要があり、このリッチ化制御をパティキュレートフィルタの上流側と下流側との逆転後に実施することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明による内燃機関の排気浄化装置の実施形態を示す概略図であり、
図２は再生時期の判断のためのフローチャートであり、
図３はもう一つのパティキュレートフィルタの周囲構造を示す平面図であり、
図４は図３の側面図であり、
図５は切換部内の弁体の図３とは異なるもう一つの遮断位置を示す図であり、
図６（Ａ）はパティキュレートフィルタの構造を示す正面図であり、
図６（Ｂ）はパティキュレートフィルタの構造を示す側面断面図であり、
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）はパティキュレートの酸化作用を説明するための図であり、
図８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であり、
図９（Ａ）、図９（Ｂ）、及び図９（Ｃ）はパティキュレートの堆積作用を説明するための図であり、
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）はパティキュレート残留時におけるパティキュレートフィルタの隔壁の拡大断面図である。
【図１】
0003772832.tif 000002
【図２】
0003772832.tif 000003
【図３】
0003772832.tif 000004
【図４】
0003772832.tif 000005
【図５】
0003772832.tif 000006
【図６（Ａ）】
0003772832.tif 000007
【図６（Ｂ）】
0003772832.tif 000008
【図７（Ａ）】
0003772832.tif 000009
【図７（Ｂ）】
0003772832.tif 000010
【図８】
0003772832.tif 000011
【図９（Ａ）】
0003772832.tif 000012
【図９（Ｂ）】
0003772832.tif 000013
【図９（Ｃ）】
0003772832.tif 000014
【図１０（Ａ）】
0003772832.tif 000015
【図１０（Ｂ）】
0003772832.tif 000016
0003772832.tif 000017