JP2002106330A - Exhaust emission control method - Google Patents

Exhaust emission control method

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JP2002106330A
JP2002106330A JP2001182416A JP2001182416A JP2002106330A JP 2002106330 A JP2002106330 A JP 2002106330A JP 2001182416 A JP2001182416 A JP 2001182416A JP 2001182416 A JP2001182416 A JP 2001182416A JP 2002106330 A JP2002106330 A JP 2002106330A
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JP
Japan
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particulate filter
exhaust gas
fine particles
exhaust
amount
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Application number
JP2001182416A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Kimura
光壱 木村
Shinya Hirota
信也 広田
Koichiro Nakatani
好一郎 中谷
Toshiaki Tanaka
俊明 田中
Kazuhiro Ito
和浩 伊藤
Takamitsu Asanuma
孝充 浅沼
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
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    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
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    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a large quantity of particulate from flowing out to the downstream of a particulate filter. SOLUTION: The particulate filter 22 is disposed in an engine exhaust passage so that the direction of exhaust emission passing through the particulate filter can be reversed. By this arrangement, when the particulate in the exhaust emission flows into the particulate filter 22, it is oxidized and removed. When a designated condition is satisfied, the particulate filter by-passes at least some of the exhaust emission. The designated condition is that the quantity of particulate flowing out of the particulate filter is larger than the quantity of inflow particulate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は排気ガス浄化方法に
関する。[0001] The present invention relates to a method for purifying exhaust gas.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来よりディーゼル機関においては、排
気ガス中に含まれる微粒子を除去するために機関排気通
路内にパティキュレートフィルタを配置してこのパティ
キュレートフィルタにより排気ガス中の微粒子を一旦捕
集し、パティキュレートフィルタ上に捕集された微粒子
を着火燃焼せしめることによりパティキュレートフィル
タを再生するようにしている。ところがパティキュレー
トフィルタ上に捕集された微粒子は６００℃程度以上の
高温にならないと着火燃焼せず、これに対してディーゼ
ル機関の排気ガス温は通常、６００℃よりもかなり低
い。したがって排気ガス熱でもってパティキュレートフ
ィルタ上に捕集された微粒子を着火燃焼させるのは困難
である。そこで比較的低い温度であっても捕集された微
粒子を着火燃焼させようとする技術が公知である（例え
ば特公平７−１０６２９０号公報参照）。この公知の技
術は低温から微粒子が着火燃焼することで堆積した微粒
子を連続的に燃焼除去させることを意図している。2. Description of the Related Art Conventionally, in a diesel engine, a particulate filter is disposed in an engine exhaust passage in order to remove fine particles contained in exhaust gas, and the fine particles in the exhaust gas are once collected by the particulate filter. In addition, the particulate filter is regenerated by igniting and burning the fine particles collected on the particulate filter. However, the particulate matter collected on the particulate filter does not ignite and burn unless the temperature becomes higher than about 600 ° C., whereas the exhaust gas temperature of the diesel engine is usually much lower than 600 ° C. Therefore, it is difficult to ignite and burn the fine particles collected on the particulate filter by the heat of the exhaust gas. Therefore, a technique for igniting and burning the collected fine particles even at a relatively low temperature is known (for example, see Japanese Patent Publication No. 7-106290). This known technique intends to continuously burn and remove the deposited fine particles by igniting and burning the fine particles from a low temperature.

【０００３】この方法によればパティキュレートフィル
タに微粒子をほとんど堆積させることなく微粒子を酸化
除去することができるが内燃機関の運転状態によっては
パティキュレートフィルタに微粒子が堆積してしまうこ
とがある。このように堆積した微粒子を酸化除去するた
めの一つの方法としてパティキュレートフィルタを通過
する排気ガスの方向を逆転させるという方法がある。こ
の方法によればパティキュレートフィルタに堆積してい
る微粒子を排気ガスによりパティキュレートフィルタ内
において流動させることができるので微粒子が酸化せし
められる機会が増大し、斯くしてパティキュレートフィ
ルタに微粒子が堆積することを防止することができる。According to this method, the fine particles can be oxidized and removed without depositing the fine particles on the particulate filter. However, the fine particles may be deposited on the particulate filter depending on the operation state of the internal combustion engine. One method for oxidizing and removing the fine particles thus deposited is to reverse the direction of the exhaust gas passing through the particulate filter. According to this method, the particulates accumulated in the particulate filter can be caused to flow in the particulate filter by the exhaust gas, so that the chance of oxidizing the particulates increases, and thus the particulates accumulate on the particulate filter. Can be prevented.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが微粒子をパテ
ィキュレートフィルタ内にて流動させるべくパティキュ
レートフィルタを通過する排気ガスの方向を逆転させた
ときに既に比較的多量の微粒子がパティキュレートフィ
ルタに堆積しているとパティキュレートフィルタに堆積
している微粒子の一部がパティキュレートフィルタ表面
から脱離し、パティキュレートフィルタ下流へ流出する
ことがある。However, when the direction of the exhaust gas passing through the particulate filter is reversed so that the particulates flow in the particulate filter, a relatively large amount of the particulates already accumulate on the particulate filter. If this occurs, a part of the fine particles deposited on the particulate filter may be detached from the surface of the particulate filter and may flow downstream of the particulate filter.

【０００５】そこで本発明の目的はパティキュレートフ
ィルタ下流に多量の微粒子が流出することを防止するこ
とにある。Accordingly, an object of the present invention is to prevent a large amount of fine particles from flowing downstream of a particulate filter.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】１番目の発明では上記目
的を達成するために、排気ガス中の微粒子を酸化除去せ
しめるパティキュレートフィルタを該パティキュレート
フィルタを通過する排気ガスの方向を逆転させることが
できるように機関排気通路に配置し、予め定められた条
件が満たされたときには排気ガスの少なくとも一部がパ
ティキュレートフィルタをバイパスするようにされた排
気ガス浄化方法において、上記予め定められた条件をパ
ティキュレートフィルタから下流へ流出する微粒子の量
がパティキュレートフィルタに流入する微粒子の量より
も多いこととする。According to a first aspect of the invention, in order to achieve the above object, a particulate filter for oxidizing and removing fine particles in exhaust gas is reversed in the direction of exhaust gas passing through the particulate filter. The exhaust gas purifying method is arranged in the engine exhaust passage so that at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter when a predetermined condition is satisfied. It is assumed that the amount of fine particles flowing downstream from the particulate filter is larger than the amount of fine particles flowing into the particulate filter.

【０００７】２番目の発明では上記目的を達成するため
に、排気ガス中の微粒子を酸化除去せしめるパティキュ
レートフィルタを該パティキュレートフィルタを通過す
る排気ガスの方向を逆転させることができるように機関
排気通路に配置し、予め定められた条件が満たされたと
きには排気ガスの少なくとも一部がパティキュレートフ
ィルタをバイパスするようにされた排気ガス浄化方法に
おいて、上記予め定められた条件をパティキュレートフ
ィルタに堆積している微粒子の量が予め定められた量よ
りも多く且つ内燃機関が加速運転せしめられたこととす
る。In a second aspect of the present invention, in order to achieve the above object, an engine exhaust system is provided such that a particulate filter for oxidizing and removing particulates in exhaust gas can reverse the direction of exhaust gas passing through the particulate filter. In the exhaust gas purifying method, wherein the predetermined condition is satisfied, the predetermined condition is accumulated in the particulate filter when at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter when the predetermined condition is satisfied. It is assumed that the amount of the fine particles is larger than a predetermined amount and the internal combustion engine is accelerated.

【０００８】３番目の発明では１番目または２番目の発
明において、上記予め定められた条件としてパティキュ
レートフィルタの温度が予め定められた温度よりも高い
ことを追加する。４番目の発明では１番目または２番目
の発明において、排気ガスの少なくとも一部がパティキ
ュレートフィルタをバイパスしている間にパティキュレ
ートフィルタの温度を予め定められた温度まで上昇させ
る。In a third aspect based on the first or second aspect, the predetermined condition is that the temperature of the particulate filter is higher than a predetermined temperature. In a fourth aspect based on the first or second aspect, the temperature of the particulate filter is raised to a predetermined temperature while at least a portion of the exhaust gas bypasses the particulate filter.

【０００９】５番目の発明では３番目または４番目の発
明において、上記予め定められた温度が微粒子を酸化さ
せることができる温度である。６番目の発明では上記目
的を達成するために、排気ガス中の微粒子を酸化除去せ
しめるパティキュレートフィルタを該パティキュレート
フィルタを通過する排気ガスの方向を逆転させることが
できるように機関排気通路に配置し、予め定められた条
件が満たされたときには排気ガスの少なくとも一部がパ
ティキュレートフィルタをバイパスするようにされた排
気ガス浄化方法において、上記予め定められた条件をパ
ティキュレートフィルタの温度が予め定められた温度よ
りも高いこととする。In a fifth aspect based on the third or fourth aspect, the predetermined temperature is a temperature at which the fine particles can be oxidized. In the sixth aspect, in order to achieve the above object, a particulate filter for oxidizing and removing fine particles in exhaust gas is disposed in an engine exhaust passage so that the direction of exhaust gas passing through the particulate filter can be reversed. Then, in the exhaust gas purification method in which at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter when a predetermined condition is satisfied, the temperature of the particulate filter determines the predetermined condition in advance. The temperature is higher than the specified temperature.

【００１０】７番目の発明では６番目の発明において、
上記予め定められた温度がパティキュレートフィルタに
堆積している微粒子が該パティキュレートフィルタから
脱離する温度である。８番目の発明では６番目の発明に
おいて、上記予め定められた条件としてパティキュレー
トフィルタに堆積している微粒子の量が予め定められた
量よりも多いことを追加する。In the seventh invention, in the sixth invention,
The above-mentioned predetermined temperature is a temperature at which the fine particles deposited on the particulate filter desorb from the particulate filter. In an eighth aspect based on the sixth aspect, the predetermined condition is such that the amount of fine particles deposited on the particulate filter is larger than a predetermined amount.

【００１１】９番目の発明では８番目の発明において、
排気ガスの少なくとも一部にパティキュレートフィルタ
をバイパスさせる期間をパティキュレートフィルタの温
度に応じて制御する。１０番目の発明では８番目の発明
において、機関排気通路から第一の排気枝管と第二の排
気枝管とを分岐させ、これら第一の排気枝管と第二の排
気枝管とをこれらが分岐された分岐点の下流側において
互いに接続してループ状の排気通路を形成し、該ループ
状の排気通路内に上記パティキュレートフィルタが配置
され、排気ガスを第一の排気枝管と第二の排気枝管のい
ずれを介してパティキュレートフィルタに流入させるか
を切り換えるために回動可能な切換弁を上記分岐点に配
置し、該切換弁は第一の回動位置とされたときには分岐
点上流の排気ガスを第一の排気枝管を介してパティキュ
レートフィルタに流入させ、該パティキュレートフィル
タから第二の排気枝管を介して分岐点下流の機関排気通
路に流出させ、第二の回動位置とされたときには分岐点
上流の排気ガスを第二の排気枝管を介してパティキュレ
ートフィルタに流入させ、該パティキュレートフィルタ
から第一の排気枝管を介して分岐点下流の機関排気通路
に流出させ、第一の回動位置と第二の回動位置との間の
中立位置とされたときには分岐点上流の排気ガスを分岐
点下流の機関排気通路に直接流入させ、切換弁を中立位
置とすることにより排気ガスにパティキュレートフィル
タをバイパスさせるようにする。In the ninth invention, in the eighth invention,
A period during which at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter is controlled according to the temperature of the particulate filter. In a tenth aspect based on the eighth aspect, the first exhaust branch pipe and the second exhaust branch pipe are branched from the engine exhaust passage, and the first exhaust branch pipe and the second exhaust branch pipe are connected to each other. Are connected to each other on the downstream side of the branch point to form a loop-shaped exhaust passage, and the particulate filter is disposed in the loop-shaped exhaust passage. A rotatable switching valve is disposed at the branch point for switching which of the two exhaust branch pipes flows into the particulate filter, and the switching valve branches when the switching valve is set to the first rotation position. The exhaust gas upstream of the point flows into the particulate filter through the first exhaust branch pipe, flows out of the particulate filter through the second exhaust branch pipe into the engine exhaust passage downstream of the branch point, and Rotated position In this case, the exhaust gas upstream of the branch point flows into the particulate filter through the second exhaust branch pipe, and flows out of the particulate filter into the engine exhaust passage downstream of the branch point through the first exhaust branch pipe. When the neutral position is between the first rotational position and the second rotational position, the exhaust gas upstream of the branch point directly flows into the engine exhaust passage downstream of the branch point, and the switching valve is set to the neutral position. This allows the exhaust gas to bypass the particulate filter.

【００１２】１１番目の発明では１番目または２番目ま
たは６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。１２番目の発明では１
１番目の発明において、周囲に過剰酸素が存在すると酸
素を取り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
により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。According to an eleventh aspect, in the first, second or sixth aspect, a noble metal catalyst is supported on the particulate filter. In the twelfth invention, 1
In the first invention, an active oxygen releasing agent that takes in oxygen to retain oxygen when surrounding oxygen is present and releases the retained oxygen in the form of active oxygen when the surrounding oxygen concentration is reduced is placed on the particulate filter. When the fine particles adhere to the particulate filter, the active oxygen is released from the active oxygen releasing agent when the fine particles adhere to the particulate filter, and the fine particles adhered to the particulate filter are oxidized by the released active oxygen.

【００１３】１３番目の発明では１２番目の発明におい
て、活性酸素放出剤がアルカリ金属またはアルカリ土類
金属または希土類または遷移金属または炭素族元素から
なる。１４番目の発明では１３番目の発明において、ア
ルカリ金属およびアルカリ土類金属がカルシウムよりも
イオン化傾向の高い金属からなる。According to a thirteenth aspect, in the twelfth aspect, the active oxygen releasing agent comprises an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth, a transition metal, or a carbon group element. According to a fourteenth aspect, in the thirteenth aspect, the alkali metal and the alkaline earth metal comprise a metal having a higher ionization tendency than calcium.

【００１４】１５番目の発明では１２番目の発明におい
て、排気ガスの一部または全体の空燃比を一時的にリッ
チにすることにより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。上記課題を解
決するために１６番目の発明では、排気ガス中の微粒子
を酸化除去することができるパティキュレートフィルタ
を機関排気通路内に配置し、該パティキュレートフィル
タを通過する排気ガスの通過方向を逆転させることがで
きると共に排気ガスの少なくとも一部をパティキュレー
トフィルタを通過させずにパティキュレートフィルタを
バイパスさせることができるようにした排気ガス浄化方
法において、機関排気通路内に該機関排気通路の流路断
面積を変更することができる流路断面積変更弁を配置
し、該流路断面積変更弁により機関排気通路の流路断面
積が変更せしめられたときに排気ガスの少なくとも一部
をパティキュレートフィルタを通過させずにパティキュ
レートフィルタをバイパスさせる。According to a fifteenth aspect, in the twelfth aspect, the air-fuel ratio of a part or the whole of the exhaust gas is temporarily made rich to oxidize the fine particles adhering to the particulate filter. According to a sixteenth aspect of the present invention, a particulate filter capable of oxidizing and removing fine particles in exhaust gas is disposed in an engine exhaust passage, and the direction of passage of exhaust gas passing through the particulate filter is changed. In the exhaust gas purifying method, which can be reversed and at least a part of the exhaust gas can be bypassed without passing through the particulate filter, the flow of the engine exhaust passage is provided in the engine exhaust passage. A flow path cross-sectional area change valve capable of changing a road cross-sectional area is arranged, and at least a part of exhaust gas is discharged when the flow path cross-sectional area of the engine exhaust passage is changed by the flow path cross-sectional area change valve. Bypass the particulate filter without passing through the particulate filter.

【００１５】上記課題を解決するために１７番目では、
排気ガス中の微粒子を酸化除去することができるパティ
キュレートフィルタを機関排気通路内に配置し、該パテ
ィキュレートフィルタを通過する排気ガスの通過方向を
逆転させることができるようにした排気ガス浄化方法に
おいて、機関排気通路内に該機関排気通路の流路断面積
を変更することができる流路断面積変更弁を配置し、該
流路断面積変更弁により機関排気通路の流路断面積が変
更せしめられたときに微粒子の堆積量が多い側から排気
ガスがパティキュレートフィルタに流入するようにパテ
ィキュレートフィルタを通過する排気ガスの通過方向を
制御する。In order to solve the above problem, the seventeenth is
In an exhaust gas purification method, a particulate filter capable of oxidizing and removing fine particles in exhaust gas is disposed in an engine exhaust passage, and a direction of passage of exhaust gas passing through the particulate filter can be reversed. A flow path cross-sectional area changing valve capable of changing the flow path cross-sectional area of the engine exhaust path is disposed in the engine exhaust path; The direction in which the exhaust gas passes through the particulate filter is controlled so that the exhaust gas flows into the particulate filter from the side where the amount of accumulated fine particles is large.

【００１６】１８番目の発明では１７番目の発明におい
て、パティキュレートフィルタ下流の機関排気通路に排
気ガス中の微粒子を検出することができるセンサを配置
し、該センサの出力に基づいて上記微粒子の堆積量が多
い側を推定する。In an eighteenth aspect based on the seventeenth aspect, a sensor capable of detecting fine particles in exhaust gas is disposed in an engine exhaust passage downstream of the particulate filter, and the fine particles are deposited based on the output of the sensor. Estimate the side with the larger amount.

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図示した実施例を参照して
本発明を説明する。図１は本発明を圧縮着火式内燃機関
に適用した場合を示している。なお本発明は火花点火式
内燃機関に適用することもできる。図１を参照すると、
１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘ
ッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料
噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１
０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は対応する吸
気枝管１１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を介して排気ターボチャ
ージャ１４のコンプレッサ１５に連結される。コンプレ
ッサ１５の上流側の吸気管１３ｂには吸入される空気の
質量流量を検出するための質量流量計１３ａが取り付け
られる。吸気ダクト１３内にはステップモータ１６によ
り駆動されるスロットル弁１７が配置され、さらに吸気
ダクト１３周りには吸気ダクト１３内を流れる吸入空気
を冷却するための冷却装置１８が配置される。図１に示
した実施例では冷却装置１８内に機関冷却水が導びか
れ、この機関冷却水により吸入空気が冷却される。一
方、排気ポート１０は排気マニホルド１９および排気管
２０を介して排気ターボチャージャ１４の排気タービン
２１に連結され、排気タービン２１の出口は排気管２０
ａを介してパティキュレートフィルタ２２を内蔵したケ
ーシング２３に連結される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a compression ignition type internal combustion engine. The present invention can be applied to a spark ignition type internal combustion engine. Referring to FIG.
1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, 9 is an exhaust valve, 1
0 indicates each exhaust port. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11, and the surge tank 12 is connected to a compressor 15 of an exhaust turbocharger 14 via an intake duct 13. A mass flowmeter 13a for detecting the mass flow rate of the air to be taken in is attached to the intake pipe 13b on the upstream side of the compressor 15. A throttle valve 17 driven by a step motor 16 is arranged in the intake duct 13, and a cooling device 18 for cooling intake air flowing through the intake duct 13 is arranged around the intake duct 13. In the embodiment shown in FIG. 1, the engine cooling water is guided into the cooling device 18 and the intake air is cooled by the engine cooling water. On the other hand, the exhaust port 10 is connected to an exhaust turbine 21 of the exhaust turbocharger 14 via an exhaust manifold 19 and an exhaust pipe 20, and an outlet of the exhaust turbine 21 is connected to the exhaust pipe 20.
Through a, it is connected to a casing 23 containing a particulate filter 22.

【００１８】排気マニホルド１９とサージタンク１２と
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲ）通路２４を介して互
いに連結され、ＥＧＲ通路２４内には電気制御式ＥＧＲ
制御弁２５が配置される。またＥＧＲ通路２４周りには
ＥＧＲ通路２４内を流れるＥＧＲガスを冷却するための
冷却装置２６が配置される。図１に示した実施例では冷
却装置２６内に機関冷却水が導びかれ、この機関冷却水
によりＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁６
は燃料供給管６ａを介して燃料リザーバ、いわゆるコモ
ンレール２７に連結される。このコモンレール２７内へ
は電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２８から燃料が
供給され、コモンレール２７内に供給された燃料は各燃
料供給管６ａを介して燃料噴射弁６に供給される。コモ
ンレール２７にはコモンレール２７内の燃料圧を検出す
るための燃料圧センサ２９が取り付けられ、燃料圧セン
サ２９の出力信号に基づいてコモンレール２７内の燃料
圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ２８の吐出量が
制御される。The exhaust manifold 19 and the surge tank 12 are connected to each other via an exhaust gas recirculation (hereinafter, EGR) passage 24, and an electrically controlled EGR passage is provided in the EGR passage 24.
A control valve 25 is arranged. A cooling device 26 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 24 is disposed around the EGR passage 24. In the embodiment shown in FIG. 1, engine cooling water is guided into the cooling device 26, and the engine cooling water cools the EGR gas. On the other hand, each fuel injection valve 6
Is connected to a fuel reservoir, a so-called common rail 27, via a fuel supply pipe 6a. Fuel is supplied into the common rail 27 from a fuel pump 28 of an electrically controlled variable discharge amount, and the fuel supplied into the common rail 27 is supplied to the fuel injection valve 6 through each fuel supply pipe 6a. A fuel pressure sensor 29 for detecting the fuel pressure in the common rail 27 is attached to the common rail 27, and the fuel pump 28 is controlled so that the fuel pressure in the common rail 27 becomes the target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 29. Is controlled.

【００１９】電子制御ユニット３０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス３１により互いに接続され
たＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダ
ムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備
する。燃料圧センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力される。またパテ
ィキュレートフィルタ２２にはパティキュレートフィル
タ２２の温度を検出するための温度センサ３９が取り付
けられ、この温度センサ３９の出力信号は対応するＡＤ
変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また
質量流量計１３ａの出力信号は対応するＡＤ変換器３７
を介して入力ポート３５に入力される。アクセルペダル
４０にはアクセルペダル４０の踏込量Ｌに比例した出力
電圧を発生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ
４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力
ポート３５に入力される。さらに入力ポート３５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４２が接続される。一方、
出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴
射弁６、スロットル弁駆動用ステップモータ１６、ＥＧ
Ｒ制御弁２５、および燃料ポンプ２８に接続される。The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a CPU (Microprocessor) 34, an input port 35, An output port 36 is provided. The output signal of the fuel pressure sensor 29 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. A temperature sensor 39 for detecting the temperature of the particulate filter 22 is attached to the particulate filter 22, and an output signal of the temperature sensor 39 is set to a corresponding AD signal.
The signal is input to the input port 35 via the converter 37. The output signal of the mass flow meter 13a is output to the corresponding AD converter 37.
Through the input port 35. A load sensor 41 that generates an output voltage proportional to the depression amount L of the accelerator pedal 40 is connected to the accelerator pedal 40, and the output voltage of the load sensor 41 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. . Further, the input port 35 is connected to a crank angle sensor 42 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, by 30 °. on the other hand,
The output port 36 is connected to the fuel injection valve 6, the throttle valve driving step motor 16, the EG via a corresponding drive circuit 38.
It is connected to the R control valve 25 and the fuel pump 28.

【００２０】図２にパティキュレートフィルタ２２の構
造を示す。なお図２において（Ａ）はパティキュレート
フィルタ２２の正面図であり、（Ｂ）はパティキュレー
トフィルタ２２の側面断面図である。図２（Ａ）および
（Ｂ）に示したようにパティキュレートフィルタ２２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５０，５１を具備する。これら排気
流通路は下流端が栓５２により閉塞された排気ガス流入
通路５０と、上流端が栓５３により閉塞された排気ガス
流出通路５１とにより構成される。FIG. 2 shows the structure of the particulate filter 22. 2A is a front view of the particulate filter 22, and FIG. 2B is a side sectional view of the particulate filter 22. As shown in FIGS. 2A and 2B, the particulate filter 22 has a honeycomb structure and includes a plurality of exhaust passages 50 and 51 extending in parallel with each other. These exhaust passages are constituted by an exhaust gas inflow passage 50 whose downstream end is closed by a plug 52 and an exhaust gas outflow passage 51 whose upstream end is closed by a plug 53.

【００２１】なお図２（Ａ）においてハッチングを付し
た部分は栓５３を示している。したがって排気ガス流入
通路５０および排気ガス流出通路５１は薄肉の隔壁５４
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５０および排気ガス流出通路５１は各排気ガス流入
通路５０が四つの排気ガス流出通路５１により包囲さ
れ、各排気ガス流出通路５１が四つの排気ガス流入通路
５０により包囲されるように配置される。In FIG. 2A, hatched portions indicate plugs 53. Therefore, the exhaust gas inflow passage 50 and the exhaust gas outflow passage 51 are formed of thin partition walls 54.
Are alternately arranged via In other words, the exhaust gas inflow passage 50 and the exhaust gas outflow passage 51 are each surrounded by the four exhaust gas outflow passages 51, and each exhaust gas outflow passage 51 is surrounded by the four exhaust gas inflow passages 50. It is arranged so that.

【００２２】パティキュレートフィルタ２２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、し
たがって排気ガス流入通路５０内に流入した排気ガスは
図２（Ｂ）において矢印で示したように周囲の隔壁５４
内を通って隣接する排気ガス流出通路５１内に流出す
る。本発明の実施例では各排気ガス流入通路５０および
各排気ガス流出通路５１の周壁面、すなわち各隔壁５４
の両側表面上、栓５３の外端面および栓５２，５３の内
端面上には全面に亘って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と、周囲
に過剰酸素が存在すると酸素を取り込んで酸素を保持し
且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とが担持されている。The particulate filter 22 is formed of a porous material such as cordierite, for example, so that the exhaust gas flowing into the exhaust gas inflow passage 50 is surrounded by an exhaust gas as shown by an arrow in FIG. Partition wall 54
It flows out into the adjacent exhaust gas outflow passage 51 through the inside. In the embodiment of the present invention, the peripheral wall surface of each exhaust gas inflow passage 50 and each exhaust gas outflow passage 51, that is, each partition 54
A layer of a carrier made of, for example, alumina is formed over the entire surface on both side surfaces of the plug, the outer end face of the plug 53 and the inner end faces of the plugs 52 and 53, and a noble metal catalyst and excess oxygen And an active oxygen releasing agent that takes in oxygen to retain oxygen when it is present and releases the retained oxygen in the form of active oxygen when the surrounding oxygen concentration decreases.

【００２３】本発明の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、鉄Ｆｅのような遷移金属、およびスズ
Ｓｎのような炭素族元素から選ばれた少なくとも一つが
用いられている。In the embodiment of the present invention, platinum Pt is used as a noble metal catalyst, and alkali metal such as potassium K, sodium Na, lithium Li, cesium Cs, rubidium Rb, barium Ba, calcium Ca as an active oxygen releasing agent. Alkaline earth metals such as strontium Sr, lanthanum La, yttrium Y, cerium Ce
At least one selected from the group consisting of rare earths such as, transition metals such as iron (Fe), and carbon group elements such as tin (Sn) is used.

【００２４】なお活性酸素放出剤としてはカルシウムＣ
ａよりもイオン化傾向の高いアルカリ金属またはアルカ
リ土類金属、すなわちカリウム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２２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、炭素族元素を用
いても同様な微粒子除去作用が行われる。The active oxygen releasing agent is calcium C
It is preferable to use an alkali metal or alkaline earth metal having a higher ionization tendency than a, that is, potassium K, lithium Li, cesium Cs, rubidium Rb, barium Ba, and strontium Sr. Next, the action of removing particulates in the exhaust gas by the particulate filter 22 will be described by taking as an example a case where platinum Pt and potassium K are carried on a carrier, but other noble metals, alkali metals,
A similar effect of removing fine particles can be obtained by using an alkaline earth metal, a rare earth, a transition metal, or a carbon group element.

【００２５】図１に示した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、したがって排気ガス
は多量の過剰空気を含んでいる。すなわち吸気通路およ
び燃焼室５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に示した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。また燃料中には硫黄Ｓが含まれてお
り、この硫黄Ｓは燃焼室５内で酸素と反応してＳＯ2 と
なる。したがって排気ガス中にはＳＯ2 が含まれてい
る。したがって過剰酸素、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２２の排気ガス流入
通路５０内に流入することになる。In a compression ignition type internal combustion engine as shown in FIG. 1, combustion takes place under excess air, so that the exhaust gas contains a large amount of excess air. That is, if the ratio of air and fuel supplied to the intake passage and the combustion chamber 5 is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas, the air-fuel ratio of the exhaust gas in the compression ignition type internal combustion engine as shown in FIG. I have. Since NO is generated in the combustion chamber 5, NO is contained in the exhaust gas.
It is included. Further, the fuel contains sulfur S, which reacts with oxygen in the combustion chamber 5 to become SO 2 . Therefore, SO 2 is contained in the exhaust gas. Therefore, exhaust gas containing excess oxygen, NO and SO 2 flows into the exhaust gas inflow passage 50 of the particulate filter 22.

【００２６】図３（Ａ）および（Ｂ）は排気ガス流入通
路５０の内周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３（Ａ）および（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２２の排気
ガス流入通路５０内に流入すると図３（Ａ）に示したよ
うにこれら酸素Ｏ2 がＯ2 -または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 -またはＯ2-と反応し、ＮＯ2 となる（２Ｎ
Ｏ＋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３（Ａ）に示した
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。FIGS. 3A and 3B schematically show enlarged views of the surface of the carrier layer formed on the inner peripheral surface of the exhaust gas inflow passage 50. FIG. 3A and 3B, reference numeral 60 denotes platinum Pt particles, and reference numeral 61 denotes an active oxygen releasing agent containing potassium K. When the exhaust gas because the exhaust gas as described above contains a large amount of excess oxygen flows into the exhaust gas inflow passages 50 of the particulate filter 22 3 These oxygen O 2 as shown in (A) There O 2 - it is attached to or O the surface of the platinum Pt in 2-form. On the other hand, NO in the exhaust gas reacts with O 2 − or O 2− on the surface of platinum Pt to become NO 2 (2N
O + O 2 → 2NO 2 ). Next, a part of the generated NO 2 is absorbed in the active oxygen releasing agent 61 while being oxidized on the platinum Pt, and is combined with potassium K to form nitrate ion NO 3 − as shown in FIG. And diffuses into the active oxygen releasing agent 61 to generate potassium nitrate KNO 3 .

【００２７】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
ムにより活性酸素放出剤６１内に吸収される。すなわち
上述したように酸素Ｏ2 がＯ2 -または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 -または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上でさらに酸化
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ＳＯ4 2- 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剤６１内には硝酸カリウム
ＫＮＯ3 および硫酸カリウムＫ2ＳＯ4が生成される。On the other hand, as described above, SO is contained in the exhaust gas.
2 is also included, this SO 2 is absorbed in the active oxygen release agent 61 by a mechanism similar to the NO. That oxygen O 2 as described above O 2 - or platinum P in O 2- in the form
The SO 2 in the exhaust gas is platinum P
the SO 3 reacts or O 2- and - O 2 at the surface of t. Next, a part of the generated SO 3 is absorbed in the active oxygen releasing agent 61 while being further oxidized on the platinum Pt, and the potassium K
While being bonded to the active oxygen releasing agent 61, it diffuses into the active oxygen releasing agent 61 in the form of sulfate ions SO 4 2- to generate potassium sulfate K 2 SO 4 .
Thus, potassium nitrate KNO 3 and potassium sulfate K 2 SO 4 are generated in the active oxygen releasing agent 61.

【００２８】一方、燃焼室５内においては主にカーボン
Ｃからなる微粒子が生成され、したがって排気ガス中に
はこれら微粒子が含まれている。排気ガス中に含まれて
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２２の排気ガス流入通路５０内を流れているときに、
或いは排気ガス流入通路５０から排気ガス流出通路５１
に向かうときに図３（Ｂ）において６２で示したように
担体層の表面、例えば活性酸素放出剤６１の表面上に接
触し、付着する。On the other hand, fine particles mainly composed of carbon C are generated in the combustion chamber 5, and therefore, these fine particles are contained in the exhaust gas. These fine particles contained in the exhaust gas are generated when the exhaust gas flows in the exhaust gas inflow passage 50 of the particulate filter 22.
Alternatively, the exhaust gas outflow passage 51
3B, it comes into contact with and adheres to the surface of the carrier layer, for example, the surface of the active oxygen releasing agent 61 as indicated by 62 in FIG.

【００２９】このように微粒子６２が活性酸素放出剤６
１の表面上に付着すると微粒子６２と活性酸素放出剤６
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内の酸素が微
粒子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が微粒子６２と活性酸素放
出剤６１との接触面に向かい、その一方で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。As described above, the fine particles 62 form the active oxygen releasing agent 6
1 and the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 6
At the contact surface with No. 1, the oxygen concentration decreases. When the oxygen concentration decreases, a difference in concentration occurs between the active oxygen releasing agent 61 having a high oxygen concentration and the oxygen in the active oxygen releasing agent 61 is directed toward the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 61. Try to move. As a result, potassium nitrate KNO 3 formed in the active oxygen releasing agent 61 becomes potassium K and oxygen O
And NO are decomposed, and oxygen O is directed to the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 61, while NO is released from the active oxygen releasing agent 61 to the outside. The NO released to the outside is oxidized on platinum Pt on the downstream side, and is again absorbed in the active oxygen releasing agent 61.

【００３０】また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が微粒子６２と活性酸素
放出剤６１との接触面に向かい、その一方で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。ただし硫酸カリ
ウムＫ2ＳＯ4は安定で分解しづらいので硫酸カリウムＫ
2ＳＯ4は硝酸カリウムＫＮＯ3 よりも活性酸素を放出し
づらい。At this time, potassium sulfate K 2 SO 4 formed in the active oxygen releasing agent 61 also contains potassium K and oxygen O.
And SO 2, and oxygen O is directed to the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 61, while SO 2 is released from the active oxygen releasing agent 61 to the outside. The SO 2 released to the outside is oxidized on platinum Pt on the downstream side, and is again absorbed in the active oxygen releasing agent 61. However, potassium sulfate K 2 SO 4 is stable and hard to decompose,
2 SO 4 is less likely to release active oxygen than potassium nitrate KNO 3 .

【００３１】また活性酸素放出剤６１は上述したように
ＮＯx を硝酸イオンＮＯ3 -の形で吸収するときにも酸素
との反応過程において活性な酸素を生成し放出する。同
様に活性酸素放出剤６１は上述したようにＳＯ2 を硫酸
イオンＳＯ4 2- の形で吸収するときにも酸素との反応過
程において活性な酸素を生成し放出する。ところで微粒
子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。したがって微粒子６２と活性酸素放出剤６
１との接触面に向かう酸素は活性酸素Ｏとなっている。
同様に活性酸素放出剤６１におけるＮＯx と酸素との反
応過程、或いはＳＯ2 と酸素との反応過程にて生成され
る酸素も活性酸素Ｏとなっている。これら活性酸素Ｏが
微粒子６２に接触すると微粒子６２は短時間（数秒〜数
十分）のうちに輝炎を発することなく酸化せしめられ、
微粒子６２は完全に消滅する。したがって微粒子６２が
パティキュレートフィルタ２２上に堆積することはほと
んどない。すなわち活性酸素放出剤６１は微粒子を酸化
するための酸化物質である。[0031] The active oxygen release agent 61 nitrate ions NO 3 to NO x as described above - to produce an active oxygen release in the reaction process with oxygen even when absorbed in the form of. Similarly, the active oxygen release agent 61 to the SO 2 as described above to produce an active oxygen in the reaction process with oxygen even when absorbed by sulfate ions SO 4 2-form release. By the way, oxygen O toward the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 61
Is oxygen decomposed from compounds such as potassium nitrate KNO 3 and potassium sulfate K 2 SO 4 . Oxygen O decomposed from the compound has high energy and extremely high activity. Therefore, the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 6
Oxygen toward the contact surface with 1 is active oxygen O.
Similarly, oxygen generated in the reaction process between NO x and oxygen or the reaction process between SO 2 and oxygen in the active oxygen releasing agent 61 is also active oxygen O. When the active oxygen O comes into contact with the fine particles 62, the fine particles 62 are oxidized within a short time (several seconds to several tens of minutes) without emitting a bright flame,
The fine particles 62 completely disappear. Therefore, the fine particles 62 hardly accumulate on the particulate filter 22. That is, the active oxygen releasing agent 61 is an oxidizing substance for oxidizing the fine particles.

【００３２】従来のようにパティキュレートフィルタ２
２上に積層状に堆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２２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、したがってこのような火炎を伴う燃焼を持
続させるためにはパティキュレートフィルタ２２の温度
を高温に維持しなければならない。A conventional particulate filter 2
When the fine particles deposited in a stack on the combustor 2 are burned, the particulate filter 22 glows red and burns with a flame. The combustion with such a flame cannot be sustained unless it is at a high temperature. Therefore, in order to maintain the combustion with such a flame, the temperature of the particulate filter 22 must be maintained at a high temperature.

【００３３】これに対して本発明では微粒子６２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２２の表面が赤熱するこ
ともない。すなわち云い換えると本発明では従来に比べ
てかなり低い温度でもって微粒子６２が酸化除去せしめ
られている。したがって本発明による輝炎を発しない微
粒子６２の酸化による微粒子除去作用は火炎を伴う従来
の燃焼による微粒子除去作用と全く異なっている。On the other hand, in the present invention, the fine particles 62 are oxidized without emitting a bright flame as described above, and the surface of the particulate filter 22 does not glow at this time. In other words, in other words, in the present invention, the fine particles 62 are oxidized and removed at a considerably lower temperature than in the prior art. Therefore, the action of removing fine particles by oxidation of the fine particles 62 that do not emit a bright flame according to the present invention is completely different from the action of removing fine particles by conventional combustion accompanied by a flame.

【００３４】ところで白金Ｐｔおよび活性酸素放出剤６
１はパティキュレートフィルタ２２の温度が高くなるほ
ど活性化するのでパティキュレートフィルタ２２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２
２の温度が高くなるほど増大する。図５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５において横軸は
パティキュレートフィルタ２２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、すなわち図５の領
域Ｉにあるときには燃焼室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２２に接触すると短時間
（数秒〜数十分）のうちにパティキュレートフィルタ２
２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。Incidentally, platinum Pt and active oxygen releasing agent 6
1 is activated as the temperature of the particulate filter 22 increases, so that the amount of oxidizable particles that can be oxidized and removed on the particulate filter 22 without emitting a luminous flame per unit time is equal to the amount of the particulate filter 2.
2 increases as the temperature increases. The solid line in FIG. 5 shows the amount G of the oxidizable and removable fine particles that can be oxidized and removed without emitting a bright flame per unit time. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the temperature TF of the particulate filter 22. When the amount of fine particles discharged from the combustion chamber 5 per unit time is referred to as a discharged fine particle amount M, when the discharged fine particle amount M is smaller than the oxidizable and removable fine particles G, that is, when the discharged fine particle amount M is in the region I of FIG. When all of the fine particles discharged from the filter contact the particulate filter 22, the particulate filter
2 can be oxidized and removed without emitting a bright flame.

【００３５】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、すなわち図５の領域IIに
あるときに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４（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。すなわち全ての微粒
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
４（Ａ）に示したように微粒子６２が活性酸素放出剤６
１上に付着すると微粒子６２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４（Ｂ）に示したように担体層の
表面が残留微粒子部分６３により覆われるようになる。On the other hand, when the amount M of discharged fine particles is larger than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation, that is, in the region II of FIG. 5, the amount of active oxygen is insufficient to oxidize all the fine particles. FIGS. 4A to 4C show how the fine particles are oxidized in such a case. In other words, when the amount of active oxygen is insufficient to oxidize all the fine particles, the fine particles 62 are used as the active oxygen releasing agent 6 as shown in FIG.
When the fine particles 62 adhere to the surface of the carrier 1, only a part of the fine particles 62 is oxidized, and the finely oxidized fine particles remain on the carrier layer. Next, when the state of the shortage of the active oxygen amount continues, the fine particles which were not oxidized one after another remain on the carrier layer, and as a result, as shown in FIG. It becomes covered with the residual fine particle portion 63.

【００３６】担体層の表面が残留微粒子部分６３により
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６１による活性酸素の放出作用が行わ
れなくなるために残留微粒子部分６３は酸化されること
なくそのまま残り、斯くして図４（Ｃ）に示したように
残留微粒子部分６３の上に別の微粒子６４が次から次へ
と堆積する。すなわち微粒子が積層状に堆積することに
なる。このように微粒子が積層状に堆積すると微粒子６
４はもはや活性酸素Ｏにより酸化されることがなく、し
たがってこの微粒子６４上にさらに別の微粒子が次から
次へと堆積する。すなわち排出微粒子量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２２上には微粒子が積層状に堆積し、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２２の温度を高温にしない限り、堆積した微
粒子を着火燃焼させることができなくなる。When the surface of the carrier layer is covered with the residual fine particle portions 63, the oxidation of NO and SO 2 by platinum Pt and the release of active oxygen by the active oxygen releasing agent 61 are not performed. The fine particles 64 remain on the remaining fine particle portion 63 one after another as shown in FIG. 4C. That is, the fine particles are deposited in a layered manner. When the fine particles are deposited in a layered manner in this way, the fine particles 6
No. 4 is no longer oxidized by the active oxygen O, and further fine particles are deposited on the fine particles 64 one after another. That is, if the state in which the amount M of discharged fine particles is larger than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation continues, the fine particles are deposited on the particulate filter 22 in a layered manner. Unless the temperature of 22 is increased, the deposited fine particles cannot be ignited and burned.

【００３７】このように図５の領域Ｉでは微粒子はパテ
ィキュレートフィルタ２２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５の領域IIでは
微粒子がパティキュレートフィルタ２２上に積層状に堆
積する。したがって微粒子がパティキュレートフィルタ
２２上に積層状に堆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よりも少なく
しておく必要がある。As described above, in the region I of FIG. 5, the fine particles are oxidized within a short time without emitting a bright flame on the particulate filter 22, and in the region II of FIG. Deposited in the shape of Therefore, in order to prevent the fine particles from depositing on the particulate filter 22 in a layered manner, the amount M of discharged fine particles must always be smaller than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation.

【００３８】図５から判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２２ではパティキ
ュレートフィルタ２２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、したがって図１に示
した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２２の温度ＴＦを排出微粒子
量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも常時、少なくなる
ように維持することが可能である。したがって本発明に
よる第一の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２２の温度ＴＦを排出微粒子量Ｍ
が酸化除去可能微粒子量Ｇよりも常時、少なくなるよう
に維持するようにしている。As can be seen from FIG. 5, the particulate filter 22 used in the embodiment of the present invention can oxidize the fine particles even if the temperature TF of the particulate filter 22 is considerably low. In the illustrated compression ignition type internal combustion engine, it is possible to maintain the amount M of discharged fine particles and the temperature TF of the particulate filter 22 so that the amount M of discharged fine particles is always smaller than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation. Therefore, in the first embodiment according to the present invention, the amount M of discharged particulates and the temperature TF of the particulate filter 22
Is always kept smaller than the amount G of particles that can be removed by oxidation.

【００３９】排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇ
よりも常時、少ないとパティキュレートフィルタ２２上
に微粒子がほとんど堆積せず、斯くして背圧がほとんど
上昇しない。したがって機関出力はほとんど低下しな
い。一方、前述したように一旦、微粒子がパティキュレ
ートフィルタ２２上において積層状に堆積するとたとえ
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
なったとしても活性酸素Ｏにより微粒子を酸化させるこ
とは困難である。しかしながら酸化されなかった微粒子
部分が残留し始めているときに、すなわち微粒子が一定
限度以下しか堆積していないときに排気微粒子量Ｍが酸
化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくなるとこの残留微粒
子部分は活性酸素Ｏにより輝炎を発することなく酸化除
去される。したがって第二の実施例では排出微粒子量Ｍ
が酸化除去可能微粒子量Ｇよりも通常少なくなり、かつ
排出微粒子量Ｍが一時的に酸化除去可能微粒子量Ｇより
多くなったとしても図４（Ｂ）に示したように担体層の
表面が残留微粒子部分６３により覆われないように、す
なわち排出微粒子量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２２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
２２の温度ＴＦを維持するようにしている。The amount M of discharged fine particles is the amount G of fine particles that can be removed by oxidation.
When the amount is smaller than usual, particles hardly accumulate on the particulate filter 22, and thus the back pressure hardly increases. Therefore, the engine output hardly decreases. On the other hand, as described above, once the fine particles are deposited in a layered manner on the particulate filter 22, even if the amount M of discharged fine particles is smaller than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation, it is difficult to oxidize the fine particles with active oxygen O. Have difficulty. However, when the non-oxidized fine particle portion is beginning to remain, that is, when the fine particles are deposited only below a certain limit, if the exhaust fine particle amount M becomes smaller than the oxidizable and removable fine particle amount G, the residual fine particle portion becomes active oxygen. O is oxidized and removed without emitting a bright flame. Therefore, in the second embodiment, the amount M of discharged particulates is
Is usually smaller than the oxidatively removable fine particle amount G, and even if the discharged fine particle amount M is temporarily larger than the oxidizable and removable fine particle amount G, the surface of the carrier layer remains as shown in FIG. In order not to be covered by the fine particle portion 63, that is, to prevent only a small amount of fine particles which can be oxidized and removed when the discharged fine particle amount M becomes smaller than the oxidizable and removable fine particle amount G on the particulate filter 22. The amount M of discharged particulates and the temperature TF of the particulate filter 22 are maintained.

【００４０】特に機関始動直後はパティキュレートフィ
ルタ２２の温度ＴＦは低く、したがってこのときには排
出微粒子量Ｍのほうが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも多
くなる。したがって実際の運転を考えると第二の実施例
のほうが現実に合っていると考えられる。一方、第一の
実施例または第二の実施例を実行しうるように排出微粒
子量Ｍおよびパティキュレートフィルタ２２の温度ＴＦ
を制御していたとしてもパティキュレートフィルタ２２
上に微粒子が積層状に堆積する場合がある。このような
場合には排気ガスの一部または全体の空燃比を一時的に
リッチにすることによりパティキュレートフィルタ２２
上に堆積した微粒子を輝炎を発することなく酸化させる
ことができる。In particular, immediately after the start of the engine, the temperature TF of the particulate filter 22 is low. Therefore, at this time, the amount M of discharged fine particles is larger than the amount G of fine particles removable by oxidation. Therefore, considering the actual driving, it is considered that the second embodiment is more suitable for reality. On the other hand, the amount M of discharged particulates and the temperature TF of the particulate filter 22 are set so that the first embodiment or the second embodiment can be executed.
Is controlled even if the particulate filter 22 is controlled.
Fine particles may be deposited on the upper surface in a stacked state. In such a case, the air-fuel ratio of part or all of the exhaust gas is temporarily made rich to thereby increase the particulate filter 22.
The fine particles deposited thereon can be oxidized without emitting a bright flame.

【００４１】すなわち排気ガスの空燃比がリーンである
状態が一定期間に亘って継続すると白金Ｐｔ上に酸素が
多量に付着し、このために白金Ｐｔの触媒作用が低下し
てしまう。ところが排気ガスの空燃比をリッチにして排
気ガス中の酸素濃度を低下させると白金Ｐｔから酸素が
除去され、斯くして白金Ｐｔの触媒作用が回復する。こ
れにより排気ガスの空燃比をリッチにすると活性酸素放
出剤６１から外部に活性酸素Ｏが一気に放出されやすく
なる。斯くして一気に放出された活性酸素Ｏにより堆積
している微粒子が酸化されやすい状態に変質せしめられ
ると共に微粒子が活性酸素により輝炎を発することなく
一気に燃焼除去される。斯くして排気ガスの空燃比をリ
ッチとすると全体として酸化除去可能微粒子量Ｇが増大
する。なおこの場合、パティキュレートフィルタ２２上
において微粒子が積層状に堆積したときに排気ガスの空
燃比をリッチにしてもよいし、微粒子が積層状に堆積し
ているか否かに係わらず周期的に排気ガスの空燃比をリ
ッチにしてもよい。That is, if the state in which the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean continues for a certain period of time, a large amount of oxygen will adhere to platinum Pt, and the catalytic action of platinum Pt will decrease. However, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich to lower the oxygen concentration in the exhaust gas, oxygen is removed from the platinum Pt, and the catalytic action of the platinum Pt is restored. Accordingly, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich, the active oxygen O is easily released from the active oxygen releasing agent 61 to the outside at a stretch. Thus, the deposited fine particles are transformed into a state easily oxidized by the active oxygen O released at a stretch, and the fine particles are burnt and removed by the active oxygen without emitting a bright flame. Thus, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich, the amount G of the oxidizable and removable fine particles increases as a whole. In this case, the air-fuel ratio of the exhaust gas may be made rich when the particulates accumulate on the particulate filter 22 in a stacked manner, or the exhaust gas may be periodically exhausted regardless of whether the particulates are accumulated in a stacked manner. The air-fuel ratio of the gas may be made rich.

【００４２】排気ガスの空燃比をリッチにする方法とし
ては例えば機関負荷が比較的低いときにＥＧＲ率（ＥＧ
Ｒガス量／（吸入空気量＋ＥＧＲガス量））が６５パー
セント以上となるようにスロットル弁１７の開度および
ＥＧＲ制御弁２５の開度を制御し、このとき燃焼室５内
における平均空燃比がリッチになるように噴射量を制御
する方法を用いることができる。As a method of making the air-fuel ratio of the exhaust gas rich, for example, when the engine load is relatively low, the EGR rate (EG
The opening degree of the throttle valve 17 and the opening degree of the EGR control valve 25 are controlled so that the R gas amount / (intake air amount + EGR gas amount) becomes 65% or more. At this time, the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 is reduced. A method of controlling the injection amount so as to be rich can be used.

【００４３】以上説明した内燃機関の運転制御ルーチン
の一例を図６に示した。図６を参照するとまず初めにス
テップ１００において燃焼室５内の平均空燃比をリッチ
にすべきか否かが判別される。燃焼室５内の平均空燃比
をリッチにする必要がないときには排出微粒子量Ｍが酸
化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくなるようにステップ
１０１においてスロットル弁１７の開度が制御され、ス
テップ１０２においてＥＧＲ制御弁２５の開度が制御さ
れ、ステップ１０３において燃料噴射量が制御される。FIG. 6 shows an example of the operation control routine of the internal combustion engine described above. Referring to FIG. 6, first, at step 100, it is determined whether or not the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 should be made rich. When it is not necessary to make the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 rich, the opening of the throttle valve 17 is controlled in step 101 so that the amount M of discharged particulates becomes smaller than the amount G of particulates that can be removed by oxidation. The opening of the control valve 25 is controlled, and in step 103, the fuel injection amount is controlled.

【００４４】一方、ステップ１００において燃焼室５内
の平均空燃比をリッチにすべきであると判別されたとき
にはＥＧＲ率が６５パーセント以上になるようにステッ
プ１０４においてスロットル弁１７の開度が制御され、
ステップ１０５においてＥＧＲ制御弁２５の開度が制御
され、燃焼室５内の平均空燃比がリッチとなるようにス
テップ１０６において燃料噴射量が制御される。On the other hand, when it is determined in step 100 that the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 should be made rich, the opening of the throttle valve 17 is controlled in step 104 so that the EGR rate becomes 65% or more. ,
In step 105, the opening of the EGR control valve 25 is controlled, and in step 106, the fuel injection amount is controlled so that the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 becomes rich.

【００４５】ところで燃料や潤滑油はカルシウムＣａを
含んでおり、したが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。したがって硫酸カルシウムＣａＳＯ4 が生成さ
れると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２２の細孔が閉塞されてしまい、その
結果、排気ガスがパティキュレートフィルタ２２内を流
れづらくなる。The fuel and the lubricating oil contain calcium Ca, and therefore, the exhaust gas contains calcium Ca. This calcium Ca produces calcium sulfate CaSO 4 when SO 3 is present. This calcium sulfate CaSO 4 is solid and does not thermally decompose even at high temperatures. Therefore, when the calcium sulfate CaSO 4 is generated, the pores of the particulate filter 22 are blocked by the calcium sulfate CaSO 4 , and as a result, it becomes difficult for the exhaust gas to flow through the particulate filter 22.

【００４６】この場合、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また
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２
２の隔壁５４を通過して排気ガス流出通路５１内に流出
する。したがってパティキュレートフィルタ２２の細孔
が目詰まりすることがなくなる。したがって前述したよ
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またはアルカリ土類金
属、すなわちカリウムＫ、リチウムＬｉ、セシウムＣ
ｓ、ルビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ストロンチウムＳ
ｒを用いることが好ましいことになる。In this case, when an alkali metal or an alkaline earth metal having a higher ionization tendency than calcium Ca, for example, potassium K is used as the active oxygen releasing agent 61, SO 3 diffused into the active oxygen releasing agent 61 binds to potassium K. To form potassium sulfate K 2 SO 4 , and calcium Ca binds to particulate filter 2 without binding to SO 3.
After passing through the second partition 54, it flows out into the exhaust gas outflow passage 51. Therefore, the pores of the particulate filter 22 are not clogged. Therefore, as described above, as the active oxygen releasing agent 61, an alkali metal or an alkaline earth metal having a higher ionization tendency than calcium Ca, that is, potassium K, lithium Li, cesium C
s, rubidium Rb, barium Ba, strontium S
It will be preferable to use r.

【００４７】また本発明はパティキュレートフィルタ２
２の両側面上に形成された担体の層上に白金Ｐｔのよう
な貴金属のみを担持した場合にも適用することができ
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５に示す実線に比べて若干、右側に移動する。
この場合には白金Ｐｔの表面上に保持されるＮＯ2 また
はＳＯ3 から活性酸素が放出される。The present invention also relates to a particulate filter 2.
The present invention can also be applied to a case where only a noble metal such as platinum Pt is supported on a carrier layer formed on both side surfaces of the substrate 2. However, in this case, the solid line indicating the amount of fine particles G that can be removed by oxidation moves slightly to the right side as compared with the solid line shown in FIG.
In this case, active oxygen is released from NO 2 or SO 3 held on the surface of platinum Pt.

【００４８】また活性酸素放出剤としてＮＯ2 またはＳ
Ｏ3 を吸着保持し、これら吸着されたＮＯ2 またはＳＯ
3 から活性酸素を放出しうる触媒を用いることもでき
る。次に図７〜図１０を参照して本発明の実施例のバイ
パス機構を説明する。排気管２０ａは排気流切換え管８
０に接続される。排気流切換え管８０は三つの開口を有
し、これら開口はそれぞれ第一の排気枝管８１ａと、第
二の排気枝管８１ｂと、排気管８２とに接続される。す
なわち排気流切換え管８０において一対の第一の排気枝
管８１ａと第二の排気枝管８１ｂとが排気管２０ａから
分岐する。第一の排気枝管８１ａはパティキュレートフ
ィルタ２２の一方の端部に接続され、第二の排気枝管８
１ｂはパティキュレートフィルタ２２の他方の端部に接
続される。すなわち第一の排気枝管８１ａと第二の排気
枝管８１ｂとは互いに接続されてループ状の排気通路を
形成し、このループ状の排気通路内にパティキュレート
フィルタ２２が配置される。以下、説明の便宜のために
第一の排気枝管８１ａが接続されるパティキュレートフ
ィルタ２２の端部を第一の端部と称し、第二の排気枝管
８１ｂが接続されるパティキュレートフィルタ２２の端
部を第二の端部と称する。As an active oxygen releasing agent, NO 2 or S
O 3 is adsorbed and held, and the adsorbed NO 2 or SO 2
A catalyst capable of releasing active oxygen from 3 can also be used. Next, a bypass mechanism according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The exhaust pipe 20a is an exhaust flow switching pipe 8
Connected to 0. The exhaust flow switching pipe 80 has three openings, which are connected to a first exhaust branch pipe 81a, a second exhaust branch pipe 81b, and an exhaust pipe 82, respectively. That is, in the exhaust flow switching pipe 80, a pair of the first exhaust branch pipe 81a and the second exhaust branch pipe 81b are branched from the exhaust pipe 20a. The first exhaust branch 81a is connected to one end of the particulate filter 22 and the second exhaust branch 8
1b is connected to the other end of the particulate filter 22. That is, the first exhaust branch pipe 81a and the second exhaust branch pipe 81b are connected to each other to form a loop-shaped exhaust path, and the particulate filter 22 is disposed in the loop-shaped exhaust path. Hereinafter, for convenience of explanation, the end of the particulate filter 22 to which the first exhaust branch pipe 81a is connected is referred to as a first end, and the particulate filter 22 to which the second exhaust branch pipe 81b is connected. Is referred to as a second end.

【００４９】排気流切換え管８０内には切換弁８０ａが
配置される。切換弁８０ａはその回動位置を変えること
により排気ガスを第一の排気枝管８１ａを介してパティ
キュレートフィルタ２２の第一の端部に流入させるか、
或いは第二の排気枝管８１ｂを介してパティキュレート
フィルタ２２の第二の端部に流入させるか、或いはパテ
ィキュレートフィルタ２２に全く流入させずに直接排気
管８２に流入させるかを切り換えることができる。すな
わち切換弁８０ａは図７に示した第一の回動位置に位置
決めされたときには排気流切換え管８０の上流の排気ガ
スを図７の矢印で示したように第一の排気枝管８１ａを
介してパティキュレートフィルタ２２の第一の端部から
パティキュレートフィルタ２２に流入させる。パティキ
ュレートフィルタ２２の第一の端部から流入した排気ガ
スは第二の端部から流出し、第二の排気枝管８１ｂを介
して排気流切換え管８０の下流の排気管８２に流出す
る。また切換弁８０ａは図９に示した第二の回動位置に
位置決めされたときには排気流切換え管８０の上流の排
気ガスは図９の矢印で示したように第二の排気枝管８１
ｂを介してパティキュレートフィルタ２２の第二の端部
からパティキュレートフィルタ２２に流入させる。そし
てパティキュレートフィルタ２２の第二の端部から流入
した排気ガスは第一の端部から流出し、第一の排気枝管
８１ａを介して排気流切換え管８０の下流の排気管８２
に流出する。A switching valve 80a is disposed in the exhaust flow switching pipe 80. The switching valve 80a changes its rotational position to allow exhaust gas to flow into the first end of the particulate filter 22 via the first exhaust branch pipe 81a,
Alternatively, it is possible to switch between flowing into the second end of the particulate filter 22 through the second exhaust branch pipe 81b, or directly flowing into the exhaust pipe 82 without flowing into the particulate filter 22 at all. . That is, when the switching valve 80a is positioned at the first rotation position shown in FIG. 7, the exhaust gas upstream of the exhaust flow switching pipe 80 is passed through the first exhaust branch pipe 81a as shown by the arrow in FIG. Then, the liquid flows from the first end of the particulate filter 22 into the particulate filter 22. The exhaust gas flowing from the first end of the particulate filter 22 flows out of the second end, and flows out of the exhaust flow switching pipe 80 to the exhaust pipe 82 via the second exhaust branch pipe 81b. When the switching valve 80a is positioned at the second rotation position shown in FIG. 9, the exhaust gas upstream of the exhaust flow switching pipe 80 is supplied to the second exhaust branch pipe 81 as shown by the arrow in FIG.
Then, the particulate matter flows into the particulate filter 22 from the second end of the particulate filter 22 via the line b. The exhaust gas flowing from the second end of the particulate filter 22 flows out of the first end, and the exhaust pipe 82 downstream of the exhaust flow switching pipe 80 via the first exhaust branch pipe 81a.
Leaked to

【００５０】本発明の実施例では後述にて詳細に説明す
る所定の時期毎に切換弁８０ａの回動位置を第一の回動
位置と第二の回動位置との間で切り換え、パティキュレ
ートフィルタ２２を通過する排気ガスの方向を変更する
ようにする。これによれば排気ガスによりパティキュレ
ートフィルタ２２内において、或いは隔壁５４内におい
て微粒子が流動するので微粒子をパティキュレートフィ
ルタ２２にて良好に酸化除去することができる。In the embodiment of the present invention, the rotating position of the switching valve 80a is switched between the first rotating position and the second rotating position at predetermined timings which will be described in detail later, and the particulate matter is changed. The direction of the exhaust gas passing through the filter 22 is changed. According to this, the fine particles flow in the particulate filter 22 or in the partition wall 54 by the exhaust gas, so that the fine particles can be oxidized and removed by the particulate filter 22 satisfactorily.

【００５１】また切換弁８０ａは図１０に示した第一の
回動位置と第二の回動位置との丁度中間に位置する中立
位置に位置決めされたときには排気流切換え管８０の上
流の排気ガスを図１０の矢印で示したようにパティキュ
レートフィルタ２２に流入させることなく直接排気流切
換え管８０の下流の排気管８０に流入させる。この中立
位置においてはパティキュレートフィルタ２２の第一の
端部側の排気ガス圧力と第二の端部側の排気ガス圧力と
が略等しいので排気ガスはパティキュレートフィルタ２
２には殆ど流入しない。斯くして排気ガスにパティキュ
レートフィルタ２２をバイパスさせ、パティキュレート
フィルタ２２に流入する排気ガスの量を略零とすること
ができる。When the switching valve 80a is positioned at a neutral position just halfway between the first rotation position and the second rotation position shown in FIG. 10, the exhaust gas upstream of the exhaust flow switching pipe 80 10 flows directly into the exhaust pipe 80 downstream of the exhaust flow switching pipe 80 without flowing into the particulate filter 22 as shown by the arrow in FIG. In this neutral position, the exhaust gas pressure at the first end of the particulate filter 22 and the exhaust gas pressure at the second end thereof are substantially equal, so that the exhaust gas
It hardly flows into 2. Thus, the particulate filter 22 can be bypassed to the exhaust gas, and the amount of the exhaust gas flowing into the particulate filter 22 can be made substantially zero.

【００５２】ところで本発明の実施例では上述したよう
にパティキュレートフィルタ２２の表面に微粒子が堆積
しないように切換弁８０ａの回動位置を第一回動位置と
第二回動位置との間で適宜、変更させるようにする。と
ころがパティキュレートフィルタ２２の表面に多量の微
粒子が堆積しているときに排気ガスが微粒子の堆積して
いる側の表面から流出するように切換弁８０ａの回動位
置が変更されるとパティキュレートフィルタ２２の表面
に堆積している微粒子（以下、堆積微粒子）がパティキ
ュレートフィルタ２２の表面から脱離し、パティキュレ
ートフィルタ２２の下流側へと流出することがある。In the embodiment of the present invention, as described above, the rotation position of the switching valve 80a is switched between the first rotation position and the second rotation position so that fine particles do not accumulate on the surface of the particulate filter 22. Change it appropriately. However, when a large amount of fine particles are deposited on the surface of the particulate filter 22 and the rotation position of the switching valve 80a is changed so that the exhaust gas flows out from the surface on the side where the fine particles are deposited, the particulate filter is changed. Fine particles deposited on the surface of the particulate filter 22 (hereinafter referred to as deposited particulates) may be detached from the surface of the particulate filter 22 and flow out to the downstream side of the particulate filter 22.

【００５３】そこで本発明の実施例ではパティキュレー
トフィルタ２２から流出する微粒子の量（以下、流出微
粒子量）がパティキュレートフィルタ２２に流入する微
粒子の量（以下、流入微粒子量）よりも多くなったとき
には切換弁８０ａの回動位置を中立位置に変更し、排気
ガスにパティキュレートフィルタ２２をバイパスさせ
る。これによれば結果的にはパティキュレートフィルタ
２２下流へ流出する微粒子の量を少なく抑えることがで
きる。なおパティキュレートフィルタ２２下流へ流出す
る微粒子の量を少なく抑えるという目的を達成するため
には排気ガスの少なくとも一部にパティキュレートフィ
ルタ２２をバイパスさせればよいので流出微粒子量が流
入微粒子量よりも多くなったときに切換弁８０ａの回動
位置を第一回動位置と第二回動位置との間とし、排気ガ
スの少なくとも一部にパティキュレートフィルタ２２を
バイパスさせるようにしてもよい。このことは以下で説
明する別の幾かの実施例にも当てはまる。また本実施例
では排気ガス中の微粒子の濃度（量）を検出するために
パティキュレートフィルタ２２下流に配置された微粒子
センサ６４により流出微粒子量が検出される。Therefore, in the embodiment of the present invention, the amount of fine particles flowing out of the particulate filter 22 (hereinafter, the amount of fine particles flowing out) is larger than the amount of fine particles flowing into the particulate filter 22 (hereinafter, the amount of fine particles flowing in). At times, the turning position of the switching valve 80a is changed to the neutral position, and the exhaust gas bypasses the particulate filter 22. As a result, the amount of fine particles flowing downstream of the particulate filter 22 can be reduced. In order to achieve the purpose of reducing the amount of fine particles flowing out to the downstream of the particulate filter 22, at least a part of the exhaust gas may bypass the particulate filter 22. When the number increases, the switching position of the switching valve 80a may be set between the first rotation position and the second rotation position, and at least a part of the exhaust gas may bypass the particulate filter 22. This is also true for some of the other embodiments described below. Further, in this embodiment, the amount of the outflowing fine particles is detected by the fine particle sensor 64 disposed downstream of the particulate filter 22 in order to detect the concentration (amount) of the fine particles in the exhaust gas.

【００５４】本実施例の切換弁制御と脱離微粒子流出防
止処理とを実行するためのフローチャートを図１１に示
した。図１１のフローチャートでは初めにステップ２０
０において切換弁８０ａの回動位置を切り換える切換え
時期であるか否かが判別される。この切換え時期は例え
ば一定時間間隔毎、一定走行距離毎、或いは前回の切換
え時期からパティキュレートフィルタ２２に流入した微
粒子の総量が所定量に達する毎、或いは機関減速運転時
である。ステップ２００において切換え時期であると判
別されたときにはステップ２０１に進んで切換弁８０ａ
の回動位置が第一回動位置にある場合には第二回動位置
へ、第二回動位置にある場合には第一回動位置へと切り
換えられ、ステップ２０２に進む。一方、ステップ２０
０において切換え時期ではないと判別されたときにはス
テップ２０１を経ずに直接ステップ２０２に進む。FIG. 11 shows a flowchart for executing the switching valve control and the desorbed particulate outflow prevention processing of this embodiment. In the flowchart of FIG.
At 0, it is determined whether or not it is time to switch the rotation position of the switching valve 80a. The switching timing is, for example, at a certain time interval, at a certain traveling distance, every time the total amount of fine particles flowing into the particulate filter 22 from the previous switching time reaches a predetermined amount, or at the time of engine deceleration operation. When it is determined in step 200 that it is the switching time, the routine proceeds to step 201, where the switching valve 80a
When the turning position is at the first turning position, it is switched to the second turning position, and when it is at the second turning position, it is switched to the first turning position. Step 20
If it is determined at 0 that it is not the switching time, the process proceeds directly to step 202 without passing through step 201.

【００５５】ステップ２０２ではパティキュレートフィ
ルタ２２下流へ多量の微粒子が流出することを防止する
ために図１２に示した脱離微粒子流出防止処理が実行さ
れる。図１２のフローチャートでは初めにステップ３０
０においてパティキュレートフィルタ２２から流出する
微粒子の量（流出微粒子量）Ａｐｍｏｕｔがパティキュ
レートフィルタ２２に流入する微粒子の量（流入微粒子
量）Ａｐｍｉｎよりも多い（Ａｐｍｏｕｔ＞Ａｐｍｉ
ｎ）か否かが判別される。ここで流出微粒子量Ａｐｍｏ
ｕｔは例えばパティキュレートフィルタ２２の下流側に
取り付けられた微粒子センサ６４により検出することが
できる。また流入微粒子量Ａｐｍｉｎは上述した排出微
粒子量に等しく、例えば機関回転数Ｎｅと要求機関負荷
Ｌとの関数で単位時間当たりに内燃機関から排出される
微粒子の量Ａｐｍｉｎｍｎを実験等により予め求め、図
１３に示したようにマップの形で記憶しておき、当該マ
ップを用いて算出することができる。In step 202, the desorbed particulate outflow prevention processing shown in FIG. 12 is executed to prevent a large amount of particulates from flowing downstream of the particulate filter 22. In the flowchart of FIG.
At 0, the amount of particles flowing out of the particulate filter 22 (the amount of outflow particles) Apmout is larger than the amount of particles flowing into the particulate filter 22 (the amount of inflowing particles) Apmin (Apmout> Apmi).
n) is determined. Here, the amount of outflow particulates Apmo
ut can be detected by, for example, a particle sensor 64 attached downstream of the particulate filter 22. The inflow particulate amount Apmin is equal to the above-mentioned exhaust particulate amount. For example, the amount Apminmn of particulates discharged from the internal combustion engine per unit time is determined in advance by an experiment or the like as a function of the engine speed Ne and the required engine load L. As shown in FIG. 13, it can be stored in the form of a map, and can be calculated using the map.

【００５６】ステップ３００においてＡｐｍｏｕｔ＞Ａ
ｐｍｉｎであると判別されたときにはステップ３０１に
進んで切換弁８０ａの回動位置を中立位置に変更する切
換弁の制御が実行され、排気ガスにパティキュレートフ
ィルタ２２をバイパスさせる。これによりパティキュレ
ートフィルタ２２下流へ流出する微粒子の量は少なくな
る。なお切換弁８０ａの回動位置を中立位置に変更した
ままでは微粒子は少ないながらもパティキュレートフィ
ルタ２２下流へ継続的に流出していることになるので本
フローチャートではステップ３０１において切換弁８０
ａの回動位置を中立位置とした後にステップ３０２にお
いてパティキュレートフィルタ２２の温度を微粒子を酸
化せしめることができる温度（以下、微粒子酸化可能温
度）にまで上昇させる昇温処理が実行される。そしてス
テップ３０２において昇温処理を実行した後に図１２の
ルーチンを終了し、図１１のルーチンに復帰するように
する。これによれば図１１にルーチンが復帰せしめられ
たときにはパティキュレートフィルタ２２の表面に堆積
していた微粒子が酸化除去されているので図１１のフロ
ーチャートに従って切換弁８０ａの回動位置が第一回動
位置と第二回動位置との間において変更されてもパティ
キュレートフィルタ２２下流へ微粒子が流出することは
ない。In step 300, Apmout> A
If it is determined to be pmin, the routine proceeds to step 301, where the control of the switching valve for changing the rotation position of the switching valve 80a to the neutral position is executed, and the particulate filter 22 is bypassed by the exhaust gas. As a result, the amount of fine particles flowing downstream of the particulate filter 22 is reduced. If the rotating position of the switching valve 80a is changed to the neutral position, the fine particles are continuously flowing out to the downstream of the particulate filter 22 although the amount of the fine particles is small.
After the turning position of a is set to the neutral position, the temperature of the particulate filter 22 is raised to a temperature at which the particulates can be oxidized (hereinafter, a particulate oxidizable temperature) in step 302. Then, after executing the temperature raising process in step 302, the routine of FIG. 12 is ended, and the process returns to the routine of FIG. According to this, when the routine is returned to FIG. 11, the fine particles deposited on the surface of the particulate filter 22 have been oxidized and removed. Even if the position is changed between the position and the second rotation position, the fine particles do not flow downstream of the particulate filter 22.

【００５７】なお図１２のフローチャートでは流出微粒
子量が流入微粒子量よりも多いことを切換弁８０ａの回
動位置を中立位置とする条件としているがこの他に例え
ば流出微粒子量が所定量を越えたこと、或いは堆積微粒
子量が所定量を越えたことを条件としてもよい。またこ
れら条件に上記排出微粒子量が一定期間に亘って所定量
よりも多いこと、或いはパティキュレートフィルタ２２
の温度が微粒子酸化可能温度（または微粒子が着火燃焼
し始める微粒子着火温度）よりも高いこと、機関加速時
のようにパティキュレートフィルタ２２に流入する排気
ガス量が多くなったこと、或いはこれらの組合せを条件
として加えてもよい。なおここでパティキュレートフィ
ルタ２２の温度が微粒子酸化可能温度よりも高いことを
採用した場合、ルーチンがステップ３０２に進んだとき
にはパティキュレートフィルタ２２の温度は既に微粒子
酸化可能温度にあるのでステップ３０２における昇温処
理を積極的に実行する必要はなく、切換弁８０ａの回動
位置が中立位置とされてから一定期間が経過した後に図
１２のルーチンを終了するようにすれば堆積微粒子を酸
化除去することができる。In the flowchart of FIG. 12, the condition that the rotation position of the switching valve 80a is set to the neutral position is that the amount of the outflowing particulates is larger than the amount of the inflowing particulates. Alternatively, the condition may be that the amount of deposited fine particles exceeds a predetermined amount. Further, under these conditions, the amount of the discharged fine particles is larger than a predetermined amount over a certain period,
Is higher than the particle oxidizable temperature (or the particle ignition temperature at which the particles start to ignite and burn), the amount of exhaust gas flowing into the particulate filter 22 increases during engine acceleration, or a combination of these. May be added as a condition. If the temperature of the particulate filter 22 is higher than the temperature at which particulates can be oxidized, when the routine proceeds to step 302, the temperature of the particulate filter 22 is already at the temperature at which particulates can be oxidized. It is not necessary to actively perform the temperature treatment, and if the routine of FIG. 12 is terminated after a certain period has elapsed since the turning position of the switching valve 80a is set to the neutral position, the accumulated fine particles can be oxidized and removed. Can be.

【００５８】またパティキュレートフィルタ２２の温度
を微粒子酸化可能温度にまで上昇するためには例えばバ
ーナや燃焼式ヒータや電気式ヒータによりパティキュレ
ートフィルタ２２を直接加熱したり、或いは内燃機関か
ら排出される排気ガス量が少なくなったときに切換弁８
０ａの回動位置を第一回動位置または第二回動位置のい
ずれか一方に変更してその位置に固定し、これと共に後
述する低温燃焼を内燃機関に実行させることにより高温
の排気ガスをパティキュレートフィルタ２２に流入させ
たり、或いは内燃機関から排出される排気ガス量が少な
くなったときに切換弁８０ａの回動位置を第一回動位置
または第二回動位置のいずれか一方に変更してその位置
に固定し、これと共に炭化水素（ＨＣ）をパティキュレ
ートフィルタ２２にその上流側から添加してパティキュ
レートフィルタ２２においてＨＣを排気ガス中の酸素と
反応させるようにしてもよい。In order to raise the temperature of the particulate filter 22 to a temperature at which particulates can be oxidized, the particulate filter 22 is directly heated by, for example, a burner, a combustion heater or an electric heater, or is discharged from the internal combustion engine. The switching valve 8 when the exhaust gas amount decreases
0a is changed to one of the first turning position and the second turning position, and is fixed at that position. At the same time, the internal combustion engine performs low-temperature combustion as described later to remove high-temperature exhaust gas. When the amount of exhaust gas flowing into the particulate filter 22 or the amount of exhaust gas discharged from the internal combustion engine decreases, the rotation position of the switching valve 80a is changed to one of the first rotation position and the second rotation position. Then, the mixture may be fixed at that position, and at the same time, hydrocarbon (HC) may be added to the particulate filter 22 from the upstream side thereof so that the HC reacts with oxygen in the exhaust gas in the particulate filter 22.

【００５９】次に低温燃焼について説明する。ＥＧＲ率
を増大していくと微粒子の発生量が次第に増大してピー
クに達し、さらにＥＧＲ率を高めていくと今度は微粒子
の発生量が急激に低下することが知られている。このこ
とについてＥＧＲガスの冷却度合を変えたときのＥＧＲ
率とスモークとの関係を示した図１４を参照して説明す
る。図１４において曲線ＡはＥＧＲガスを強力に冷却し
てＥＧＲガス温度を略９０℃に維持した場合を示し、曲
線Ｂは小型の冷却装置でＥＧＲガスを冷却した場合を示
し、曲線ＣはＥＧＲガスを強制的には冷却していない場
合を示す。Next, low-temperature combustion will be described. It is known that when the EGR rate is increased, the amount of generated fine particles gradually increases and reaches a peak, and when the EGR rate is further increased, the generated amount of fine particles rapidly decreases. Regarding this, EGR when the degree of cooling of the EGR gas is changed
This will be described with reference to FIG. 14 showing the relationship between the rate and the smoke. In FIG. 14, a curve A shows a case where the EGR gas is strongly cooled to maintain the temperature of the EGR gas at about 90 ° C., a curve B shows a case where the EGR gas is cooled by a small cooling device, and a curve C shows a case where the EGR gas is cooled. Indicates a case where cooling is not forcibly performed.

【００６０】図１４の曲線Ａで示したようにＥＧＲガス
を強力に冷却した場合にはＥＧＲ率が５０パーセントよ
りも少し低いところで微粒子の発生量がピークとなり、
この場合にはＥＧＲ率を略５５パーセント以上にすれば
微粒子が殆ど発生しなくなる。一方、図１４の曲線Ｂで
示したようにＥＧＲガスを少し冷却した場合にはＥＧＲ
率が５０パーセントよりも少し高いところで微粒子の発
生量がピークとなり、この場合にはＥＧＲ率を略６５パ
ーセント以上にすれば微粒子が殆ど発生しなくなる。ま
た図１４の曲線Ｃで示したようにＥＧＲガスを強制的に
冷却していない場合にはＥＧＲ率が５５パーセントの付
近で微粒子の発生量がピークとなり、この場合にはＥＧ
Ｒ率を略７０パーセント以上にすれば微粒子が殆ど発生
しなくなる。このようにＥＧＲ率を５５パーセント以上
にすると微粒子が発生しなくなるのはＥＧＲガスの吸熱
作用によって燃焼時における燃料および周囲のガスの温
度がさほど高くならず、低温燃焼が行われ、その結果、
炭化水素が煤まで成長しないからである。As shown by the curve A in FIG. 14, when the EGR gas is cooled strongly, the amount of generated fine particles peaks when the EGR rate is slightly lower than 50%.
In this case, if the EGR rate is set to about 55% or more, almost no fine particles are generated. On the other hand, when the EGR gas is slightly cooled as shown by the curve B in FIG.
When the rate is slightly higher than 50%, the generation amount of the fine particles reaches a peak. In this case, if the EGR rate is set to about 65% or more, almost no fine particles are generated. As shown by the curve C in FIG. 14, when the EGR gas is not forcibly cooled, the amount of generated particulates reaches a peak when the EGR rate is around 55%.
If the R ratio is set to approximately 70% or more, almost no fine particles are generated. As described above, when the EGR rate is set to 55% or more, the generation of the fine particles is stopped because the temperature of the fuel and the surrounding gas at the time of combustion is not so high due to the endothermic effect of the EGR gas, and the low temperature combustion is performed.
This is because hydrocarbons do not grow to soot.

【００６１】この低温燃焼は空燃比に係わらずに微粒子
の発生を抑制しつつＮＯx の発生量を低減することがで
きるという特徴を有する。すなわち空燃比が理論空燃比
よりもリッチにされると燃料が過剰となるが燃焼温度が
低い温度に抑制されているので過剰な燃料は煤までは成
長せず、斯くして微粒子が発生することがない。またこ
のときＮＯx も極めて少量しか発生しない。一方、平均
空燃比が理論空燃比よりもリーン、或いは空燃比が理論
空燃比とされたときにも燃焼温度が高くなれば少量の煤
が生成されるが低温燃焼下では燃焼温度が低い温度に抑
制されているので微粒子は全く発生せず、ＮＯx も極め
て少量しか発生しない。[0061] with the feature that this low temperature combustion can reduce the generation amount of the NO x while suppressing the generation of particles regardless of the air-fuel ratio. That is, if the air-fuel ratio is made richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the fuel becomes excessive, but the combustion temperature is suppressed to a low temperature, so that the excess fuel does not grow to soot, thus generating fine particles. There is no. The only occurs very little even at this time NO x. On the other hand, when the average air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio or when the air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio, a small amount of soot is generated if the combustion temperature increases, but under low-temperature combustion, the combustion temperature decreases to a lower temperature. because it is suppressed particles does not occur at all, nO x is also only an extremely small amount of generated.

【００６２】一方、この低温燃焼を行うと燃料およびそ
の周囲のガス温度は低くなるが排気ガスの温度は上昇す
る。このことについて図１５を参照して説明する。図１
５（Ａ）の実線は低温燃焼が行われたときの燃焼室内の
平均ガス温度Ｔｇとクランク角との関係を示し、図１５
（Ａ）の破線は通常の燃焼が行われたときの燃焼室内の
平均ガス温度Ｔｇとクランク角との関係を示す。また図
１５（Ｂ）の実線は低温燃焼が行われたときの燃料およ
びその周囲のガス温度Ｔｆとクランク角との関係を示
し、図１５（Ｂ）の破線は通常の燃焼が行われたときの
燃料およびその周囲のガス温度Ｔｆとクランク角との関
係を示す。On the other hand, when this low-temperature combustion is performed, the temperature of the fuel and the surrounding gas is lowered, but the temperature of the exhaust gas is raised. This will be described with reference to FIG. FIG.
The solid line in FIG. 5 (A) shows the relationship between the average gas temperature Tg in the combustion chamber and the crank angle when low-temperature combustion is performed.
The broken line in (A) shows the relationship between the average gas temperature Tg in the combustion chamber and the crank angle when normal combustion is performed. The solid line in FIG. 15B shows the relationship between the fuel and surrounding gas temperature Tf and the crank angle when low-temperature combustion is performed, and the broken line in FIG. The relationship between the fuel and the surrounding gas temperature Tf and the crank angle is shown.

【００６３】低温燃焼が行われているときには通常の燃
焼が行われているときに比べてＥＧＲガス量が多く、し
たがって図１５（Ａ）に示したように圧縮上死点前、す
なわち圧縮行程中は実線で示した低温燃焼時における平
均ガス温度Ｔｇのほうが破線で示した通常の燃焼時にお
ける平均ガス温度Ｔｇよりも高くなっている。なおこの
とき図１５（Ｂ）に示したように燃料およびその周囲の
ガス温度Ｔｆは平均ガス温度Ｔｇと略等しい温度になっ
ている。When the low-temperature combustion is being performed, the amount of EGR gas is larger than when the normal combustion is being performed. Therefore, as shown in FIG. Is that the average gas temperature Tg at the time of low-temperature combustion shown by the solid line is higher than the average gas temperature Tg at the time of normal combustion shown by the broken line. At this time, as shown in FIG. 15B, the temperature of the fuel and the surrounding gas Tf are substantially equal to the average gas temperature Tg.

【００６４】次いで圧縮上死点付近において燃焼が開始
されるがこの場合、低温燃焼が行われているときには図
１５（Ｂ）の実線で示したように燃料およびその周囲の
ガス温度Ｔｆはさほど高くならない。これに対して通常
の燃焼が行われている場合には燃料周りに多量の酸素が
存在するために図１５（Ｂ）の破線で示したように燃料
およびその周囲のガス温度Ｔｆは極めて高くなる。この
ように通常の燃焼が行われた場合には燃料およびその周
囲のガス温度Ｔｆは低温燃焼が行われている場合に比べ
てかなり高くなるが大部分を占めるそれ以外のガスの温
度は低温燃焼が行われている場合に比べて通常の燃焼が
行われている場合のほうが低くなっており、したがって
図１５（Ａ）に示したように圧縮上死点付近における燃
焼室内の平均ガス温度Ｔｇは低温燃焼が行われている場
合のほうが通常の燃焼が行われている場合に比べて高く
なる。その結果、図１５（Ａ）に示したように燃焼が完
了した後の燃焼室内の平均ガス温度は低温燃焼が行われ
た場合のほうが通常の燃焼が行われた場合に比べて高く
なり、斯くして低温燃焼を行うと排気ガスの温度が高く
なる。Next, the combustion starts near the compression top dead center. In this case, when the low-temperature combustion is being performed, the fuel and the surrounding gas temperature Tf become very high as shown by the solid line in FIG. No. On the other hand, when normal combustion is performed, a large amount of oxygen exists around the fuel, so that the temperature of the fuel and its surrounding gas Tf becomes extremely high as shown by the broken line in FIG. . Thus, when normal combustion is performed, the temperature of the fuel and the surrounding gas Tf becomes considerably higher than in the case where low-temperature combustion is performed, but the temperature of the other gas that occupies most is low-temperature combustion. When the normal combustion is performed, the average gas temperature Tg in the combustion chamber near the compression top dead center is lower than that in the case where the normal combustion is performed, as shown in FIG. The temperature is higher when low-temperature combustion is performed than when normal combustion is performed. As a result, as shown in FIG. 15A, the average gas temperature in the combustion chamber after the completion of the combustion is higher in the case where the low-temperature combustion is performed than in the case where the normal combustion is performed. Thus, when low-temperature combustion is performed, the temperature of the exhaust gas increases.

【００６５】次に本発明の第二の実施例の脱離微粒子流
出防止処理について説明する。微粒子がパティキュレー
トフィルタ２２の表面上に堆積するときに排気ガス中の
比較的高沸点のＨＣが微粒子間の接着剤として働くこと
がある。この場合、パティキュレートフィルタ２２の温
度が比較的高くなると微粒子間を繋いでいる高沸点のＨ
Ｃが酸化せしめられ、結果として堆積している微粒子群
から一部の微粒子が脱離しやすくなる。このときに切換
弁８０ａの回動位置が第一回動位置と第二回動位置との
間で変更されるとこの脱離しやすくなっている微粒子が
残りの微粒子群から脱離し、パティキュレートフィルタ
２２下流へ流出することになる。そこで本発明の別の実
施例ではパティキュレートフィルタ２２の温度が所定の
温度（例えば微粒子が残りの微粒子群から脱離しやすく
なる微粒子脱離温度）を越えたときに切換弁８０ａの回
動位置を中立位置とし、排気ガスにパティキュレートフ
ィルタ２２をバイパスさせるようにする。これによれば
パティキュレートフィルタ２２に堆積している微粒子が
パティキュレートフィルタ２２下流へ流出することが防
止される。斯くしてパティキュレートフィルタ２２下流
へ多量の微粒子が流出することが防止される。Next, a description will be given of the second embodiment of the present invention. When the particles accumulate on the surface of the particulate filter 22, the relatively high boiling point HC in the exhaust gas may act as an adhesive between the particles. In this case, when the temperature of the particulate filter 22 becomes relatively high, the high boiling H
C is oxidized, and as a result, some of the fine particles are easily detached from the deposited fine particles. At this time, if the rotation position of the switching valve 80a is changed between the first rotation position and the second rotation position, the easily detached fine particles are separated from the remaining fine particle group, and the particulate filter is removed. 22 will flow downstream. Therefore, in another embodiment of the present invention, when the temperature of the particulate filter 22 exceeds a predetermined temperature (for example, a particle desorption temperature at which particles are easily released from the remaining particle group), the rotation position of the switching valve 80a is changed. The neutral position is set so that the exhaust gas bypasses the particulate filter 22. According to this, the fine particles deposited on the particulate filter 22 are prevented from flowing downstream of the particulate filter 22. In this way, a large amount of fine particles is prevented from flowing downstream of the particulate filter 22.

【００６６】本実施例の脱離微粒子流出防止処理を実行
するためのフローチャートを図１６に示した。切換弁制
御は上述した実施例と同様に図１１のフローチャートに
従って実行される。図１６のフローチャートでは初めに
パティキュレートフィルタ２２の温度ＴＦが予め定めら
れた温度ＴＦＴＨよりも高い（ＴＦ＞ＴＦＴＨ）か否か
が判別される。ステップ４００においてＴＦ＞ＴＦＴＨ
であると判別されたときにはステップ４０１に進んで切
換弁８０ａの回動位置を中立位置とし、ステップ４０１
に進む。一方、ステップ４００においてＴＦ≦ＴＦＴＨ
であると判別されたときにはステップ４０１以降を経ず
にルーチンを終了する。FIG. 16 is a flowchart for executing the desorbed particle outflow prevention processing of this embodiment. The switching valve control is executed according to the flowchart of FIG. 11 as in the above-described embodiment. In the flowchart of FIG. 16, first, it is determined whether or not the temperature TF of the particulate filter 22 is higher than a predetermined temperature TFTH (TF> TFTH). In step 400, TF> TFTH
When it is determined that the rotation of the switching valve 80a is in the neutral position, the routine proceeds to step 401.
Proceed to. On the other hand, in step 400, TF ≦ TFTH
When it is determined that the routine is completed, the routine ends without passing through step 401 and subsequent steps.

【００６７】ステップ４０２ではステップ４０１におい
て切換弁８０ａの回動位置が中立位置とされてからの経
過時間ｔをカウントアップし、ステップ４０３に進む。
ステップ４０３では経過時間ｔが予め定められた時間ｔ
ＴＨを越えた（ｔ＞ｔＴＨ）か否かが判別される。ステ
ップ４０３においてｔ＞ｔＴＨであると判別されたとき
にはパティキュレートフィルタ２２の温度ＴＦが予め定
められた温度ＴＦＴＨよりも高い状態にて予め定められ
た時間ｔＴＨが経過したのでパティキュレートフィルタ
２２の表面に堆積していた微粒子が酸化除去されたと判
断し、ステップ４０４において経過時間ｔを零にリセッ
トし、ルーチンを終了する。一方、ステップ４０３にお
いてｔ≦ｔＴＨであると判別されたときにはステップ４
０２に戻って経過時間ｔをカウントアップし、ステップ
４０３においてｔ＞ｔＴＨであると判別されるまでこの
ルーチンを繰り返す。In step 402, the elapsed time t from when the turning position of the switching valve 80a is set to the neutral position in step 401 is counted up, and the routine proceeds to step 403.
In step 403, the elapsed time t is set to a predetermined time t.
It is determined whether TH has been exceeded (t> tTH). When it is determined in step 403 that t> tTH, the predetermined time tTH has elapsed while the temperature TF of the particulate filter 22 is higher than the predetermined temperature TFTH. It is determined that the accumulated fine particles have been oxidized and removed, and the elapsed time t is reset to zero in step 404, and the routine ends. On the other hand, when it is determined in step 403 that t ≦ tTH, step 4
02, the elapsed time t is counted up, and this routine is repeated until it is determined in step 403 that t> tTH.

【００６８】なお図１６のフローチャートではパティキ
ュレートフィルタ２２の温度が予め定められた温度より
も高いことを切換弁８０ａの回動位置を中立位置とする
条件としているがこの他に例えばパティキュレートフィ
ルタ２２の温度上昇率が所定の上昇率よりも高いこと、
或いは内燃機関が始動されてから初めてパティキュレー
トフィルタ２２の温度が所定の温度（例えば微粒子脱離
温度）に上昇したこと、或いはパティキュレートフィル
タ２２の温度が或る温度から所定の温度（例えば微粒子
脱離温度）に上昇したことを条件としてもよい。またこ
れら条件に堆積微粒子量が所定量よりも多いこと、或い
は排出微粒子量が所定量よりも多いこと、或いは別に用
意したフローチャートに従ってパティキュレートフィル
タ２２の温度を微粒子酸化可能温度にまで上昇させる昇
温処理が実行された後、或いは機関加速時のようにパテ
ィキュレートフィルタ２２に流入する排気ガスの増大量
が所定量よりも大きいこと、或いはこれらの組合せを条
件として加えてもよい。なおここで別に用意したフロー
チャートに従ってパティキュレートフィルタ２２の温度
を微粒子酸化可能温度にまで上昇させる昇温処理が実行
された後を条件として採用した場合において当該昇温処
理が内燃機関に低温燃焼を実行させ、当該低温燃焼時に
空燃比をリッチとすることにより、或いはパティキュレ
ートフィルタ２２の上流側に取り付けたＨＣ供給装置か
らＨＣを噴射することによりパティキュレートフィルタ
２２にＨＣを供給し、このＨＣをパティキュレートフィ
ルタ２２において燃焼させ、これによりパティキュレー
トフィルタ２２の温度を上昇させている場合、パティキ
ュレートフィルタ２２下流へＨＣを流出させないという
観点からは切換弁８０ａの回動位置を中立位置に変更す
る前にパティキュレートフィルタ２２へのＨＣの供給を
停止することが好ましい。In the flow chart of FIG. 16, the condition that the temperature of the particulate filter 22 is higher than a predetermined temperature is a condition for setting the turning position of the switching valve 80a to the neutral position. That the temperature rise rate is higher than a predetermined rise rate,
Alternatively, the temperature of the particulate filter 22 has risen to a predetermined temperature (for example, particulate desorption temperature) only after the internal combustion engine has been started, or the temperature of the particulate filter 22 has increased from a certain temperature to a predetermined temperature (for example, particulate desorption). (Separation temperature). In addition, under these conditions, the amount of deposited fine particles is larger than a predetermined amount, or the amount of discharged fine particles is larger than a predetermined amount, or the temperature of the particulate filter 22 is raised to a particle oxidizable temperature according to a separately prepared flowchart. After the processing is executed, or when the engine is accelerated, the amount of increase in the exhaust gas flowing into the particulate filter 22 may be larger than a predetermined amount, or a combination thereof may be added as a condition. In addition, in the case where a condition after the temperature raising process for raising the temperature of the particulate filter 22 to the particulate oxidizable temperature is performed according to a separately prepared flowchart is adopted as a condition, the temperature raising process performs low-temperature combustion on the internal combustion engine. HC is supplied to the particulate filter 22 by making the air-fuel ratio rich at the time of the low-temperature combustion or by injecting HC from an HC supply device mounted on the upstream side of the particulate filter 22, and When the combustion is performed in the particulate filter 22 and thereby the temperature of the particulate filter 22 is increased, from the viewpoint of preventing the HC from flowing out to the downstream of the particulate filter 22, before changing the rotation position of the switching valve 80a to the neutral position. To the particulate filter 22 It is preferable to stop C supply.

【００６９】またステップ４０３において予め定められ
た時間ｔＴＨを図１７に示した関係に従って求めてもよ
い。図１７において横軸がパティキュレートフィルタ２
２の温度ＴＦであり、縦軸が予め定められた時間ｔＴＨ
である。図１７ではパティキュレートフィルタ２２の温
度ＴＦが高いほど予め定められた時間ｔＴＨが二次曲線
的に短くなっている。また図１８（Ａ）に従って求めた
係数ｋを利用して図１８（Ｂ）に示した式が満たされた
ときに図１６のルーチンが終了されるようにしてもよ
い。図１８（Ａ）によればパティキュレートフィルタ２
２の温度ＴＦが高いほど係数ｋは二次曲線的に小さくな
る。また図１８（Ｂ）においてｔは経過時間ｔである。In step 403, the predetermined time tTH may be obtained according to the relationship shown in FIG. In FIG. 17, the horizontal axis represents the particulate filter 2
2 is a temperature TF, and the vertical axis is a predetermined time tTH
It is. In FIG. 17, the higher the temperature TF of the particulate filter 22, the shorter the predetermined time tTH in a quadratic curve. The routine in FIG. 16 may be terminated when the equation shown in FIG. 18B is satisfied using the coefficient k obtained according to FIG. 18A. According to FIG. 18A, the particulate filter 2
The coefficient k becomes smaller in a quadratic curve as the temperature TF of 2 becomes higher. In FIG. 18B, t is an elapsed time t.

【００７０】次に本発明の第三の実施例の脱離微粒子流
出防止処理を説明する。上述した実施例では切換弁８０
ａの回動位置を第一回動位置と第二回動位置との間で変
更したときにパティキュレートフィルタ２２から微粒子
が流出すると判断した場合に切換弁８０ａの回動位置を
中立位置とし、排気ガスにパティキュレートフィルタ２
２をバイパスさせ、パティキュレートフィルタ２２には
殆ど排気ガスが流入しないようにしている。しかしなが
ら本実施例ではパティキュレートフィルタ２２の温度が
所定温度（例えば微粒子脱離温度）よりも高く且つ堆積
微粒子量が所定量よりも多いときに切換弁８０ａの回動
位置を中立位置から僅かばかり第一回動位置または第二
回動位置に回動させて固定するようにする。これによれ
ばパティキュレートフィルタ２２には僅かな量だけ排気
ガスが流入する。このようにパティキュレートフィルタ
２２に流入する排気ガスが少量であるのでパティキュレ
ートフィルタ２２から堆積微粒子が脱離し、その下流へ
流出することを防止することができ、これと共に排気ガ
ス中に含まれている酸素により堆積微粒子をパティキュ
レートフィルタ２２において酸化除去することができ
る。Next, a description will be given of a process for preventing desorbed fine particles from flowing out according to the third embodiment of the present invention. In the embodiment described above, the switching valve 80
When it is determined that the particulates flow out from the particulate filter 22 when the rotation position of a is changed between the first rotation position and the second rotation position, the rotation position of the switching valve 80a is set to the neutral position, Particulate filter 2 for exhaust gas
2 is bypassed so that almost no exhaust gas flows into the particulate filter 22. However, in this embodiment, when the temperature of the particulate filter 22 is higher than a predetermined temperature (for example, a particle desorption temperature) and the amount of deposited particles is larger than the predetermined amount, the turning position of the switching valve 80a is slightly shifted from the neutral position. It is rotated and fixed to the first rotation position or the second rotation position. According to this, a small amount of exhaust gas flows into the particulate filter 22. As described above, since the amount of exhaust gas flowing into the particulate filter 22 is small, it is possible to prevent the deposited fine particles from desorbing from the particulate filter 22 and flowing downstream thereof, and together with this, it is contained in the exhaust gas. The deposited particulates can be oxidized and removed in the particulate filter 22 by the oxygen present.

【００７１】本実施例の脱離微粒子流出防止処理を実行
するためのフローチャートを図１７に示した。図１９の
フローチャートでは初めにステップ５００においてパテ
ィキュレートフィルタ２２の温度ＴＦが予め定められた
温度ＴＦＴＨよりも高い（ＴＦ＞ＴＦＴＨ）か否かが判
別される。ステップ５００においてＴＦ＞ＴＦＴＨであ
ると判別されたときにはステップ５０１に進んで堆積微
粒子量Ａｐｍが予め定められた量ＡｐｍＴＨよりも多い
（Ａｐｍ＞ＡｐｍＴＨ）か否かが判別される。ステップ
５０１においてＡｐｍ＞ＡｐｍＴＨであると判別された
ときにはステップ５０２に進んで切換弁８０ａの回動位
置が中立位置よりも僅かに第一回動位置または第二回動
位置側に回動せしめられた位置にとされる。斯くしてパ
ティキュレートフィルタ２２には極少量の排気ガスが流
入せしめられる。FIG. 17 is a flowchart for executing the desorbed particle outflow prevention processing of this embodiment. In the flowchart of FIG. 19, first, at step 500, it is determined whether or not the temperature TF of the particulate filter 22 is higher than a predetermined temperature TFTH (TF> TFTH). If it is determined in step 500 that TF> TFTH, the routine proceeds to step 501, where it is determined whether or not the amount Apm of accumulated particulates is greater than a predetermined amount ApmTH (Apm> ApmTH). If it is determined in step 501 that Apm> ApmTH, the routine proceeds to step 502, where the switching position of the switching valve 80a is slightly turned from the neutral position to the first turning position or the second turning position. Position. Thus, a very small amount of exhaust gas flows into the particulate filter 22.

【００７２】ステップ５０３では切換弁８０ａの回動位
置がステップ５０２において切り換えられてから経過し
た経過時間ｔがカウントアップされ、ステップ５０４に
おいて経過時間ｔが予め定められた時間ｔＴＨを越えた
（ｔ＞ｔＴＨ）か否かが判別される。ステップ５０４に
おいてｔ＞ｔＴＨであると判別されたときにはステップ
５０５において経過時間ｔが零にリセットされ、ルーチ
ンが終了される。一方、ステップ５０４においてｔ≦ｔ
ＴＨであると判別されたときにはステップ５０３に戻っ
て経過時間ｔがカウントアップされ、ステップ５０４に
おいてｔ＞ｔＴＨであると判別されるまでこのルーチン
が繰り返される。In step 503, the elapsed time t elapsed since the switching position of the switching valve 80a was switched in step 502 is counted up, and in step 504, the elapsed time t has exceeded a predetermined time tTH (t> (tTH). If it is determined in step 504 that t> tTH, the elapsed time t is reset to zero in step 505, and the routine ends. On the other hand, at step 504, t ≦ t
When it is determined that TH, the process returns to step 503 to count up the elapsed time t, and this routine is repeated until it is determined in step 504 that t> tTH.

【００７３】なお本フローチャートではステップ５００
においてＴＦ≦ＴＦＴＨであると判別されたとき、およ
びステップ５０１においてＡｐｍ＞ＡｐｍＴＨであると
判別されたときにはそのままルーチンが終了される。次
に第四の実施例における脱離微粒子流出防止処理につい
て説明する。本実施例の脱離微粒子流出防止処理が適用
される内燃機関の構成は以下で説明する事項を除いて第
一の実施例の脱離微粒子流出防止処理が適用される内燃
機関の構成と同じである。In this flowchart, step 500
When it is determined in step 501 that TF ≦ TFTH, and when it is determined in step 501 that Apm> ApmTH, the routine ends. Next, a description will be given of a process for preventing desorbed fine particles from flowing out in the fourth embodiment. The configuration of the internal combustion engine to which the desorbed particulate outflow prevention processing of the present embodiment is applied is the same as the configuration of the internal combustion engine to which the desorbed particulate outflow prevention processing of the first embodiment is applied, except for the matters described below. is there.

【００７４】本実施例が適用される内燃機関においては
図２０に示したようにパティキュレートフィルタ２２上
流の排気通路２０ａ内に排気通路２０ａの流路断面積を
変更するための流路断面積変更弁６５が配置される。流
路断面積変更弁６５はステップモータ６６により駆動さ
れる。また本実施例の内燃機関においては第一の実施例
の内燃機関とは異なり、パティキュレートフィルタ２２
下流の排気通路２０ａには微粒子センサおよび温度セン
サは配置されていない。In the internal combustion engine to which this embodiment is applied, as shown in FIG. 20, the flow path cross-sectional area for changing the flow path cross-sectional area of the exhaust passage 20a in the exhaust passage 20a upstream of the particulate filter 22 is changed. A valve 65 is arranged. The flow path cross-sectional area changing valve 65 is driven by a step motor 66. Also, in the internal combustion engine of the present embodiment, unlike the internal combustion engine of the first embodiment, the particulate filter 22
The particle sensor and the temperature sensor are not arranged in the downstream exhaust passage 20a.

【００７５】流路断面積変更弁６５は通常は排気通路２
０ａの流路断面積が最も大きくなるような回動位置に固
定されている。すなわち流路断面積変更弁６５は通常は
全開状態とされている。一方、アクセルペダル４０の踏
込量が小さくされ、特に零とされ、内燃機関の減速が要
求されると流路断面積変更弁６５は排気通路２０ａの流
路断面積が小さくなるような回動位置、特に排気通路２
０ａを遮断してその流路断面積がほぼ零となるような回
動位置まで回動せしめられる。すなわちこのときには流
路断面積変更弁６５はほぼ全閉状態とされる。このよう
に排気通路２０ａの流路断面積がほぼ零とされると燃焼
室５から排気ガスが排出されづらくなり、これにより内
燃機関に負荷がかかる。したがって流路断面積変更弁６
５により排気通路２０ａを遮断すれば内燃機関の減速が
促進される。The flow path cross-sectional area changing valve 65 is normally connected to the exhaust passage 2.
0a is fixed at a rotation position where the cross-sectional area of the flow path becomes the largest. That is, the flow path cross-sectional area changing valve 65 is normally fully opened. On the other hand, when the amount of depression of the accelerator pedal 40 is reduced, particularly to zero, and when deceleration of the internal combustion engine is required, the flow path cross-sectional area change valve 65 is turned to such a position that the flow path cross-sectional area of the exhaust passage 20a becomes smaller. Especially the exhaust passage 2
0a is shut off and the flow path is rotated to a rotation position where the cross-sectional area of the flow path becomes substantially zero. That is, at this time, the flow path cross-sectional area changing valve 65 is almost fully closed. As described above, when the cross-sectional area of the exhaust passage 20a is reduced to substantially zero, it becomes difficult to discharge the exhaust gas from the combustion chamber 5, so that a load is applied to the internal combustion engine. Therefore, the flow path cross-sectional area changing valve 6
If the exhaust passage 20a is shut off by the step 5, the deceleration of the internal combustion engine is promoted.

【００７６】もちろんアクセルペダル４０の踏込量が大
きくされ、内燃機関の減速要求が解除されると流路断面
積変更弁６５の回動位置は排気通路２０ａの流路断面積
が最も大きくなるような回動位置に戻され、すなわち流
路断面積変更弁６５は全開状態に戻される。ところで上
述したように流路断面積変更弁６５が全開の状態からほ
ぼ全閉の状態とされたときには流路断面積変更弁６５下
流へと通過する排気ガスの量が急激に少なくなる。この
とき流路断面積変更弁６５下流に圧力波が発生する。こ
こで排気ガスがパティキュレートフィルタ２２に流入す
るように切換弁８０ａの回動位置が制御されていると流
路断面積変更弁６５下流に発生した圧力波がパティキュ
レートフィルタ２２に入り込む。この場合、パティキュ
レートフィルタ２２に入り込んだ圧力波によりパティキ
ュレートフィルタ２２に堆積している微粒子がパティキ
ュレートフィルタ２２から脱離して下流へと流出してし
まう。Of course, when the depression amount of the accelerator pedal 40 is increased and the request for deceleration of the internal combustion engine is released, the rotation position of the flow path cross-sectional area change valve 65 is set such that the flow path cross-sectional area of the exhaust passage 20a becomes largest. It is returned to the pivot position, that is, the flow path cross-sectional area changing valve 65 is returned to the fully opened state. By the way, as described above, when the flow path cross-sectional area changing valve 65 is changed from the fully opened state to the almost fully closed state, the amount of exhaust gas passing downstream of the flow path cross-sectional area changing valve 65 decreases rapidly. At this time, a pressure wave is generated downstream of the flow path cross-sectional area changing valve 65. If the rotation position of the switching valve 80a is controlled so that the exhaust gas flows into the particulate filter 22, the pressure wave generated downstream of the flow path cross-sectional area changing valve 65 enters the particulate filter 22. In this case, the fine particles deposited on the particulate filter 22 are separated from the particulate filter 22 and flow downstream by the pressure wave that has entered the particulate filter 22.

【００７７】ところで流路断面積変更弁６５がほぼ全閉
状態とされたとき、すなわち内燃機関の減速が要求され
たときには燃料噴射量が零とされ、燃焼室５から排出さ
れる微粒子の量はほぼ零となるので流路断面積変更弁６
５を通過する微粒子の量は圧力波がパティキュレートフ
ィルタ２２に入り込んだ場合にその圧力波によりパティ
キュレートフィルタ２２から脱離して下流へと流出する
微粒子（以下、脱離微粒子と称す）の量よりもはるかに
少ない。When the flow path cross-sectional area change valve 65 is almost fully closed, that is, when the internal combustion engine is required to be decelerated, the fuel injection amount is set to zero, and the amount of fine particles discharged from the combustion chamber 5 is reduced. Since it becomes almost zero, the flow path cross-sectional area changing valve 6
The amount of the fine particles passing through 5 is smaller than the amount of the fine particles (hereinafter, referred to as desorbed fine particles) that are separated from the particulate filter 22 and flow downstream by the pressure wave when the pressure wave enters the particulate filter 22. And much less.

【００７８】また燃焼室５から排出される微粒子の量が
少なくなっていないとしても流路断面積変更弁６５がほ
ぼ全閉状態とされている間は流路断面積変更弁６５を通
過する排気ガスの量は少なく、したがって流路断面積変
更弁６５を通過する微粒子の量も少ないのでこの場合に
もやはり流路断面積編抗弁６５を通過する微粒子の量は
圧力波がパティキュレートフィルタ２２に入り込んだ場
合における脱離微粒子の量よりも少ない。Even if the amount of fine particles discharged from the combustion chamber 5 is not reduced, the exhaust gas passing through the flow path cross-sectional area changing valve 65 while the flow path cross-sectional area changing valve 65 is almost fully closed. Since the amount of gas is small, and hence the amount of fine particles passing through the flow path cross-sectional area changing valve 65 is also small, the amount of fine particles passing through the flow path cross-sectional area knitting valve 65 is also reduced by the pressure wave to the particulate filter 22. The amount is smaller than the amount of desorbed fine particles when entering.

【００７９】したがって流路断面積変更弁６５がほぼ全
閉状態とされたときにはパティキュレートフィルタ２２
に排気ガスを流入させ、結果として圧力波をパティキュ
レートフィルタ２２に流入させ、パティキュレートフィ
ルタ２２から微粒子を脱離させてしまうよりも排気ガス
をパティキュレートフィルタ２２に流入させずにパティ
キュレートフィルタ２２をバイパスさせたほうがパティ
キュレートフィルタ２２下流へと放出される微粒子の量
ははるかに少なくてすむ。Therefore, when the flow path cross-sectional area changing valve 65 is almost fully closed, the particulate filter 22
The exhaust gas flows into the particulate filter 22, and as a result, the pressure wave flows into the particulate filter 22, and the exhaust gas does not flow into the particulate filter 22, rather than causing the particulates to be desorbed from the particulate filter 22. Bypassing the filter, the amount of fine particles discharged to the downstream of the particulate filter 22 can be much smaller.

【００８０】そこで本実施例では流路断面積変更弁６５
がほぼ全閉状態とされ、排気通路２０ａの流路断面積が
ほぼ零とされるとほぼ同時に、より一般的には流路断面
積変更弁６５の開度が小さくされて排気通路２０ａの流
路断面積が小さくされるとほぼ同時に排気ガスの少なく
とも一部、好ましくは全部をパティキュレートフィルタ
２２に流入させずにパティキュレートフィルタ２２をバ
イパスさせるように切換弁８０ａの回動位置が変更され
る。Therefore, in this embodiment, the flow path cross-sectional area changing valve 65 is used.
Is almost completely closed, and almost simultaneously with the cross-sectional area of the exhaust passage 20a being made substantially zero, more generally, the opening degree of the flow-path cross-sectional area changing valve 65 is reduced so that the flow through the exhaust passage 20a is reduced. As the road cross-sectional area is reduced, at least at the same time, the turning position of the switching valve 80a is changed so that at least a part, and preferably all, of the exhaust gas is bypassed without flowing into the particulate filter 22. .

【００８１】排気ガスの一部にパティキュレートフィル
タ２２をバイパスさせたときにはパティキュレートフィ
ルタ２２に入り込む圧力波の強さが弱まり、特に排気ガ
スの全部にパティキュレートフィルタ２２をバイパスさ
せたときにはパティキュレートフィルタ２２に入り込む
圧力波の強さはほぼ零となる。このため本実施例によれ
ばパティキュレートフィルタ２２から微粒子が圧力波に
よって脱離して下流へと流出することが防止され、しか
もパティキュレートフィルタ２２下流へと放出される微
粒子の量が全体として極めて少なく維持される。When a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter 22, the intensity of the pressure wave entering the particulate filter 22 is weakened. The intensity of the pressure wave entering into 22 becomes almost zero. For this reason, according to the present embodiment, it is prevented that the fine particles are desorbed from the particulate filter 22 by the pressure wave and flow downstream, and the amount of the fine particles discharged downstream of the particulate filter 22 is extremely small as a whole. Will be maintained.

【００８２】なお圧力波は流路断面積変更弁６５が全開
状態からほぼ全閉状態とされた直後にのみ発生し、すな
わち圧力波がいったん発生した後においては流路断面積
変更弁６５がほぼ全閉状態に維持されている限り圧力波
は発生しない。したがって流路断面積変更弁６５がほぼ
全閉とされるとほぼ同時に排気ガスにパティキュレート
フィルタ２２をパイバスさせた後においては排気ガスを
パティキュレートフィルタ２２に流入させるように切換
弁８０ａの回動位置を変更してもよい。この場合におい
て切換弁８０ａの回動位置を中立位置から第一回動位置
または第二回動位置へと素早く切り換えると結果として
圧力波が発生してパティキュレートフィルタ２２に入り
込み、パティキュレートフィルタ２２から微粒子が脱離
して下流へと流出する可能性があるのでこのことを回避
するためには中立位置から第一回動位置または第二回動
位置への切換えは徐々に行われるのが好ましい。The pressure wave is generated only immediately after the flow path cross-sectional area changing valve 65 is changed from the fully opened state to the almost fully closed state. That is, after the pressure wave is generated once, the flow path cross-sectional area changing valve 65 is almost completely closed. No pressure wave is generated as long as it is maintained in the fully closed state. Therefore, when the particulate filter 22 is bypassed to the exhaust gas almost simultaneously with the passage cross-sectional area changing valve 65 being almost fully closed, the switching valve 80a is rotated so that the exhaust gas flows into the particulate filter 22. The position may be changed. In this case, when the rotating position of the switching valve 80a is quickly switched from the neutral position to the first rotating position or the second rotating position, as a result, a pressure wave is generated and enters the particulate filter 22, and from the particulate filter 22, It is preferable that the switching from the neutral position to the first rotation position or the second rotation position is performed gradually in order to avoid this, since there is a possibility that the fine particles may be detached and flow downstream.

【００８３】もちろん流路断面積変更弁６５がほぼ全閉
とされている間に流路断面積変更弁６５を通過する微粒
子の量はほぼ零であり、排気ガスにパティキュレートフ
ィルタ２２をバイパスさせたとしても排気エミッション
は悪化しないので流路断面積変更弁６５がほぼ全閉状態
とされている間においては切換弁８０ａの回動位置を全
ての排気ガスにパティキュレートフィルタ２２をバイパ
スさせる回動位置（中立位置）に維持してもよい。Of course, the amount of fine particles passing through the flow path cross-sectional area changing valve 65 while the flow path cross-sectional area changing valve 65 is almost fully closed is almost zero, and the exhaust gas bypasses the particulate filter 22. Even if the exhaust emission does not deteriorate, the rotation position of the switching valve 80a is changed so that all the exhaust gas bypasses the particulate filter 22 while the flow path cross-sectional area changing valve 65 is almost fully closed. The position (neutral position) may be maintained.

【００８４】なお後に詳細に説明するが流路断面積変更
弁６５がほぼ全閉状態から全開状態に戻されたときにも
流路断面積変更弁６５下流に圧力波が発生し、この圧力
波をパティキュレートフィルタ２２に到達させないため
に排気ガスにパティキュレートフィルタ２２をバイパス
させる必要があり、したがって切換弁８０ａの回動位置
を中立位置とする必要がある。このため流路断面積変更
弁６５がほぼ全閉状態とされている間、切換弁８０ａの
回動位置を中立位置に維持することは流路断面積変更弁
６５がほぼ全閉状態から全開状態に戻されたときに切換
弁８０ａの回動位置が既に中立位置とされていることか
ら圧力波がパティキュレートフィルタ２２に到達するこ
とが確実に防止される点で好ましく、さらに流路断面積
変更弁６５がほぼ全閉状態から全開状態に戻されたとき
に再び切換弁８０ａの回動位置を中立位置に変更する必
要がないことから切換弁８０ａの作動回数が減り、切換
弁８０ａの寿命が延びる点でも好ましい。As will be described in detail later, even when the flow path cross-sectional area changing valve 65 is returned from the almost fully closed state to the fully open state, a pressure wave is generated downstream of the flow path cross-sectional area changing valve 65, and this pressure wave It is necessary to make the exhaust gas bypass the particulate filter 22 so that the exhaust gas does not reach the particulate filter 22, and therefore, the turning position of the switching valve 80a needs to be the neutral position. For this reason, maintaining the turning position of the switching valve 80a at the neutral position while the flow path cross-sectional area changing valve 65 is almost fully closed means that the flow path cross-sectional area changing valve 65 is changed from the almost fully closed state to the fully open state. When the pressure valve is returned to the normal position, it is preferable that the pressure wave is reliably prevented from reaching the particulate filter 22 because the rotation position of the switching valve 80a is already in the neutral position. When the valve 65 is returned from the almost fully closed state to the fully open state, it is not necessary to change the rotation position of the switching valve 80a to the neutral position again. Therefore, the number of times of operation of the switching valve 80a is reduced, and the life of the switching valve 80a is reduced. It is also preferable in terms of extension.

【００８５】一方、流路断面積変更弁６５がほぼ全閉状
態から全開状態に戻されたときには流路断面積変更弁６
５下流へと流れる排気ガスの量が急激に多くなる。この
とき流路断面積変更弁６５下流に圧力波が発生する。こ
のため排気ガスがパティキュレートフィルタ２２に流入
するように切換弁８０ａの回動位置が制御されていると
圧力波はパティキュレートフィルタ２２に達するのでこ
の圧力波によりパティキュレートフィルタ２２に堆積し
ている微粒子がパティキュレートフィルタ２２から脱離
して下流へと流出してしまう。On the other hand, when the flow path cross-sectional area change valve 65 is returned from the almost fully closed state to the fully open state, the flow path cross-sectional area change valve 6
(5) The amount of exhaust gas flowing downstream is rapidly increased. At this time, a pressure wave is generated downstream of the flow path cross-sectional area changing valve 65. Therefore, when the rotation position of the switching valve 80a is controlled so that the exhaust gas flows into the particulate filter 22, the pressure wave reaches the particulate filter 22, and the pressure wave accumulates on the particulate filter 22 by this pressure wave. Fine particles are detached from the particulate filter 22 and flow out downstream.

【００８６】そこで本実施例では流路断面積変更弁６５
がほぼ全閉状態から全開状態に戻されて排気通路２０ａ
の流路断面積が最大に戻されるのとほぼ同時に、より一
般的には流路断面積変更弁６５の開度が大きくされて排
気通路２０ａの流路断面積が大きくされるのとほぼ同時
に排気ガスの少なくとも一部、場合によっては全部をパ
ティキュレートフィルタ２２に流入させずにパティキュ
レートフィルタ２２をバイパスさせるように切換弁８０
ａの回動位置が制御される。Therefore, in this embodiment, the flow path cross-sectional area changing valve 65 is used.
Is returned from the almost fully closed state to the fully opened state, and the exhaust passage 20a
Almost at the same time as the passage cross-sectional area of the exhaust passage 20a is returned to the maximum, and more generally at the same time as the opening of the passage cross-sectional area change valve 65 is increased to increase the passage cross-sectional area of the exhaust passage 20a. The switching valve 80 is configured to bypass the particulate filter 22 without allowing at least a part, and possibly all, of the exhaust gas to flow into the particulate filter 22.
The turning position of a is controlled.

【００８７】ここで本実施例では流路断面積変更弁６５
が全開状態からほぼ全閉状態とされたときには全ての排
気ガスにパティキュレートフィルタ２２をバイパスさせ
るように切換弁８０ａの回動位置を制御するのに対して
流路断面積変更弁６５がほぼ全閉状態から全開状態とさ
れたときにはパティキュレートフィルタ２２をバイパス
させる排気ガスの量（すなわち切換弁８０ａの回動位
置）は流路断面積変更弁６５を通過する微粒子の量と、
排気ガスをパティキュレートフィルタ２２に流入させた
ときの脱離微粒子の量との関係から決定される。すなわ
ちバイパスさせる排気ガスの量が多いほどパティキュレ
ートフィルタ２２に達する圧力波の強さが弱くなり、こ
のため脱離微粒子の量が少なくなるが、パティキュレー
トフィルタ２２に流入せずにパティキュレートフィルタ
２２下流に放出される微粒子の量は多くなる。In this embodiment, the flow path cross-sectional area changing valve 65 is used.
When the valve is changed from the fully opened state to the almost fully closed state, the rotational position of the switching valve 80a is controlled so that all the exhaust gas bypasses the particulate filter 22, whereas the flow path cross-sectional area changing valve 65 is substantially completely closed. When the state is changed from the closed state to the fully opened state, the amount of the exhaust gas that bypasses the particulate filter 22 (that is, the rotation position of the switching valve 80a) depends on the amount of the fine particles passing through the flow path cross-sectional area changing valve 65,
It is determined from the relationship with the amount of the desorbed fine particles when the exhaust gas flows into the particulate filter 22. That is, as the amount of the exhaust gas to be bypassed is larger, the intensity of the pressure wave reaching the particulate filter 22 is weaker, so that the amount of the desorbed fine particles is smaller. The amount of fine particles discharged downstream increases.

【００８８】したがって本実施例では切換弁８０ａの回
動位置は流路断面積変更弁６５を通過する微粒子の量と
流路断面積変更弁６５下流に発生する圧力波の強さとに
基づいてパティキュレートフィルタ２２を通らずにパテ
ィキュレートフィルタ２２をバイパスする微粒子の量と
脱離微粒子の量との総和が最も小さくなるように決定さ
れる。より具体的には本実施例では切換弁８０ａの回動
位置は排気ガスをパティキュレートフィルタ２２に流入
させ、圧力波をパティキュレートフィルタ２２に及ぼし
たとしてもパティキュレートフィルタ２２からの微粒子
の脱離が生じない範で最も多い量の排気ガスをパティキ
ュレートフィルタ２２に流入させるように決定される。
斯くして本実施例によればパティキュレートフィルタ２
２から微粒子が脱離して下流へと流出することが防止さ
れ、全体としてパティキュレートフィルタ２２下流へと
放出される微粒子の量が少なく維持される。Therefore, in this embodiment, the rotational position of the switching valve 80a is determined based on the amount of fine particles passing through the flow path cross-sectional area changing valve 65 and the strength of the pressure wave generated downstream of the flow path cross-sectional area changing valve 65. It is determined that the sum of the amount of fine particles that bypasses the particulate filter 22 without passing through the particulate filter 22 and the amount of desorbed fine particles is minimized. More specifically, in the present embodiment, the rotation position of the switching valve 80a is such that even if the exhaust gas flows into the particulate filter 22 and the pressure wave is applied to the particulate filter 22, desorption of the fine particles from the particulate filter 22 is performed. Is determined so as to flow the largest amount of exhaust gas into the particulate filter 22 in a range where no airflow occurs.
Thus, according to the present embodiment, the particulate filter 2
The particles are prevented from desorbing from the particles 2 and flowing downstream, and the amount of the particles discharged to the downstream of the particulate filter 22 is kept small as a whole.

【００８９】なお圧力波は流路断面積変更弁６５がほぼ
全閉状態から全開状態とされた直後にのみ発生し、その
後においては流路断面積変抗弁６５が全開状態に維持さ
れている限り圧力波は発生しない。したがって流路断面
積変更弁６５がほぼ全閉状態から全開状態とされたとき
から短時間の間だけ排気ガスにパティキュレートフィル
タ２２をバイパスさせればその後は排気ガスをパティキ
ュレートフィルタ２２に流入させたとしてもパティキュ
レートフィルタ２２に及ぶ圧力波は存在しないのでパテ
ィキュレートフィルタ２２から微粒子が脱離して下流へ
と流出することはない。The pressure wave is generated only immediately after the flow path cross-sectional area change valve 65 is changed from the almost fully closed state to the fully open state, and thereafter, as long as the flow path cross-sectional area change valve 65 is maintained in the fully open state. No pressure wave is generated. Therefore, if the exhaust gas bypasses the particulate filter 22 only for a short time from the time when the flow path cross-sectional area changing valve 65 is substantially changed from the fully closed state to the fully opened state, the exhaust gas is thereafter allowed to flow into the particulate filter 22. Even if there is no pressure wave that reaches the particulate filter 22, fine particles do not desorb from the particulate filter 22 and flow downstream.

【００９０】また排気ガスにパティキュレートフィルタ
２２をバイパスさせている間は少なからずパティキュレ
ートフィルタ２２下流へと微粒子が放出されているので
全ての排気ガスをパティキュレートフィルタ２２に流入
させてもパティキュレートフィルタ２２から微粒子が脱
離することがなければパティキュレートフィルタ２２下
流に放出される微粒子の量をできるだけ少なくするため
には全ての排気ガスをパティキュレートフィルタ２２に
流入させることが好ましい。Also, while the exhaust gas is bypassing the particulate filter 22, the fine particles are emitted to the downstream of the particulate filter 22. In order to minimize the amount of particulates discharged to the downstream of the particulate filter 22 if particulates do not desorb from the filter 22, it is preferable to allow all exhaust gas to flow into the particulate filter 22.

【００９１】そこで本実施例では流路断面積変更弁６５
がほぼ全閉状態から全開状態に戻されるのと同時に切換
弁８０ａの回動位置が排気ガスの少なくとも一部にパテ
ィキュレートフィルタ２２をバイパスさせることができ
る回動位置とされた後に切換弁８０ａの回動位置が第一
回動位置または第二回動位置とされる。これによればパ
ティキュレートフィルタ２２下流に放出される微粒子の
量が少なく維持される。In this embodiment, therefore, the flow path cross-sectional area changing valve 65 is used.
Is returned from the substantially fully closed state to the fully open state, and at the same time, the switching position of the switching valve 80a is set to the rotating position at which at least a part of the exhaust gas can bypass the particulate filter 22. The turning position is the first turning position or the second turning position. According to this, the amount of fine particles discharged to the downstream of the particulate filter 22 is kept small.

【００９２】次に図２１のフローチャートを参照して第
四の実施例の脱離微粒子流出防止処理について説明す
る。図２１のルーチンでは始めにステップ６００におい
て流路断面積変更弁６５が全開状態からほぼ全閉状態と
されたか否かが判別される。ステップ６００において流
路断面積変更弁６５が全開状態からほぼ全閉状態とされ
たと判別されたときにはステップ６０１に進んで切換弁
制御Ｉが実行される。切換弁制御Ｉでは排気ガスの全部
がパティキュレートフィルタ２２をバイパスするように
切換弁８０ａの回動位置が中立位置とされる。一方、ス
テップ６００において流路断面積変更弁６５が全開状態
からほぼ全閉状態とされていないと判別されたときには
ステップ６０２に進む。Next, with reference to the flow chart of FIG. 21, a description will be given of a process for preventing outflow of detached fine particles according to the fourth embodiment. In the routine of FIG. 21, first, at step 600, it is determined whether or not the flow path cross-sectional area changing valve 65 has been changed from the fully open state to the almost fully closed state. When it is determined in step 600 that the flow path cross-sectional area changing valve 65 has been changed from the fully open state to the almost fully closed state, the process proceeds to step 601 and the switching valve control I is executed. In the switching valve control I, the turning position of the switching valve 80a is set to the neutral position so that all of the exhaust gas bypasses the particulate filter 22. On the other hand, when it is determined in step 600 that the flow path cross-sectional area changing valve 65 has not been changed from the fully open state to the substantially fully closed state, the process proceeds to step 602.

【００９３】ステップ６０２では流路断面積変更弁６５
がほぼ全閉状態から全開状態とされたか否かが判別され
る。ステップ６０２において流路断面積変更弁６５がほ
ぼ全閉状態から全開状態に戻されたと判別されたときに
はステップ６０３に進んで切換弁制御IIが実行される。
切換弁制御IIでは排気ガスの少なくとも一部がパティキ
ュレートフィルタ２２をバイパスするように切換弁８０
ａの回動位置が制御される。ここでの切換弁８０ａの回
動位置は上述したように流路断面積変更弁６５を通過す
る微粒子の量と流路断面積変更弁６５下流に発生する圧
力波の強さとに基づいてパティキュレートフィルタ２２
を通らずにパティキュレートフィルタ２２下流に放出さ
れる微粒子の量と脱離微粒子の量との総和が最も小さく
なるように決定される。In step 602, the flow path cross-sectional area changing valve 65
It is determined whether or not has been changed from the almost fully closed state to the fully opened state. When it is determined in step 602 that the flow path cross-sectional area changing valve 65 has been returned from the almost fully closed state to the fully open state, the routine proceeds to step 603, where the switching valve control II is executed.
In the switching valve control II, the switching valve 80 is controlled so that at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter 22.
The turning position of a is controlled. The rotation position of the switching valve 80a here is determined based on the amount of the fine particles passing through the flow path cross-sectional area changing valve 65 and the strength of the pressure wave generated downstream of the flow path cross-sectional area changing valve 65, as described above. Filter 22
The sum of the amount of the fine particles discharged to the downstream of the particulate filter 22 without passing through and the amount of the desorbed fine particles is determined to be the smallest.

【００９４】なお切換弁制御IIでは排気ガスの少なくと
も一部をパティキュレートフィルタ２２をバイパスさせ
てから所定時間が経過したときに排気ガスの全部をパテ
ィキュレートフィルタ２２に流入させるように切換弁８
０ａの回動位置が第一回動位置または第二回動位置とさ
れる。一方、ステップ６０２において流路断面積変更弁
６５がほぼ全閉状態から全開状態に戻されていないと判
別されたときにはルーチンが終了する。In the switching valve control II, the switching valve 8 is controlled so that the entire exhaust gas flows into the particulate filter 22 when a predetermined time has elapsed after at least part of the exhaust gas has been bypassed through the particulate filter 22.
The rotation position of Oa is the first rotation position or the second rotation position. On the other hand, when it is determined in step 602 that the flow path cross-sectional area change valve 65 has not been returned from the almost fully closed state to the fully open state, the routine ends.

【００９５】次に第五の実施例における脱離微粒子流出
防止処理について説明する。本実施例の脱離微粒子流出
防止処理が適用される内燃機関の構成は以下で説明する
事項を除いて第一の実施例の脱離微粒子流出防止処理が
適用される内燃機関の構成と同じである。本実施例が適
用される内燃機関においては図２２に示したようにパテ
ィキュレートフィルタ２２上流の排気通路２０ａ内に排
気通路２０ａの流路断面積を変更するための流路断面積
変更弁６５が配置される。流路断面積変更弁６５はステ
ップモータ６６により駆動される。流路断面積変更弁６
５の動作は第四の実施例のものと同じである。また本実
施例の内燃機関においては第一の実施例の内燃機関とは
異なり、パティキュレートフィルタ２２下流の排気通路
２０ａには温度センサは配置されていない。Next, a description will be given of a process for preventing outflow of desorbed fine particles in the fifth embodiment. The configuration of the internal combustion engine to which the desorbed particulate outflow prevention processing of the present embodiment is applied is the same as the configuration of the internal combustion engine to which the desorbed particulate outflow prevention processing of the first embodiment is applied, except for the matters described below. is there. In the internal combustion engine to which the present embodiment is applied, as shown in FIG. 22, a flow path cross-sectional area changing valve 65 for changing the flow path cross-sectional area of the exhaust passage 20a is provided in the exhaust passage 20a upstream of the particulate filter 22. Be placed. The flow path cross-sectional area changing valve 65 is driven by a step motor 66. Flow cross-sectional area change valve 6
The operation of No. 5 is the same as that of the fourth embodiment. Further, in the internal combustion engine of the present embodiment, unlike the internal combustion engine of the first embodiment, no temperature sensor is disposed in the exhaust passage 20a downstream of the particulate filter 22.

【００９６】ところで本実施例の目的は流路断面積変更
弁６５が全開状態からほぼ全閉状態とされたとき、より
一般的には流路断面積変更弁６５の開度が小さくされた
とき、およびほぼ全閉状態から全開状態に戻されたと
き、より一般的には流路断面積変更弁６５の開度が大き
くされたときに流路断面積変更弁６５下流に発生する圧
力波がパティキュレートフィルタ２２に及ぶことによる
パティキュレートフィルタ２２からの微粒子の脱離・流
出を防止することにある。したがって本実施例の目的は
第四の実施例の目的と同じである。しかしながらこの目
的を達成するための手段である本実施例の脱離微粒子流
出防止処理は第四実施例の処理とは異なる。以下、本実
施例の脱離微粒子流出防止処理について説明する。The purpose of this embodiment is when the flow path cross-sectional area changing valve 65 is changed from the fully opened state to almost fully closed state, more generally, when the opening degree of the flow path cross-sectional area changing valve 65 is reduced. The pressure wave generated downstream of the flow path cross-sectional area change valve 65 when the opening degree of the flow path cross-sectional area change valve 65 is increased when the opening degree of the flow path cross-sectional area change valve 65 is increased, An object of the present invention is to prevent desorption and outflow of fine particles from the particulate filter 22 due to the particulate filter 22. Therefore, the purpose of this embodiment is the same as that of the fourth embodiment. However, the process for preventing the detached fine particles from flowing out in this embodiment, which is a means for achieving this object, is different from the process in the fourth embodiment. Hereinafter, the process for preventing the detached fine particles from flowing out according to the present embodiment will be described.

【００９７】第四の実施例では流路断面積変更弁６５が
全開状態からほぼ全閉状態とされたとき、およびほぼ全
閉状態から全開状態に戻されたときには切換弁８０ａの
回動位置が排気ガスの少なくとも一部がパティキュレー
トフィルタ２２をバイパスするような位置とされる。す
なわち第四の実施例の脱離微粒子流出防止処理よれば少
なからず一部の排気ガスがパティキュレートフィルタ２
２を通らずにパティキュレートフィルタ２２下流へと放
出される。In the fourth embodiment, when the flow path cross-sectional area changing valve 65 is changed from the fully opened state to the almost fully closed state, and when the state is returned from the almost fully closed state to the fully opened state, the rotation position of the switching valve 80a is changed. At least a part of the exhaust gas is positioned so as to bypass the particulate filter 22. That is, according to the desorbed particulate outflow prevention processing of the fourth embodiment, not a small part of the exhaust gas
2 and is discharged to the downstream of the particulate filter 22.

【００９８】ここで第四の実施例において内燃機関の減
速が要求されたときに実行される脱離微粒子流出防止処
理中においては燃料噴射量が零とされているので流路断
面積変更弁６５を通過する排気ガス中には微粒子がほと
んど含まれていない。したがってこのときに排気ガスの
一部がパティキュレートフィルタ２２をバイパスするよ
うにしてもパティキュレートフィルタ２２下流へと放出
される微粒子の量はほぼ零である。Here, in the fourth embodiment, during the desorbed particulate outflow prevention processing executed when deceleration of the internal combustion engine is requested, the fuel injection amount is set to zero, so the flow path cross-sectional area changing valve 65 is set. The exhaust gas passing through contains almost no fine particles. Therefore, at this time, even if a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter 22, the amount of the fine particles discharged to the downstream of the particulate filter 22 is almost zero.

【００９９】しかしながら内燃機関の減速要求が解除さ
れたときに実行される脱離微粒子流出防止処理中におい
ては排気ガス中に少なからず微粒子が含まれているので
一部の排気ガスがパティキュレートフィルタ２２をバイ
パスするようにすると微粒子がパティキュレートフィル
タ２２下流へ放出されることとなる。すなわち第四の実
施例においては脱離微粒子流出防止処理を実行すればパ
ティキュレートフィルタ２２からの微粒子の脱離・流出
は防止されるがパティキュレートフィルタ２２下流へ放
出される微粒子の量が完全に零とされるわけではない。However, during the desorbed particulate outflow prevention processing which is executed when the request for deceleration of the internal combustion engine is released, some of the exhaust gas contains some particulates in the particulate filter 22 because the exhaust gas contains not a small amount of particulates. Is bypassed, fine particles are discharged downstream of the particulate filter 22. That is, in the fourth embodiment, when the desorbed particle outflow prevention processing is executed, the desorption and outflow of the particles from the particulate filter 22 are prevented, but the amount of the particles discharged to the downstream of the particulate filter 22 is completely reduced. It is not zero.

【０１００】ここで流路断面積変更弁６５下流に発生し
た圧力波をパティキュレートフィルタ２２に流入させた
としても或る特定の処理を実行すればパティキュレート
フィルタ２２からの微粒子の脱離・流出を防止すること
ができる場合があるとすればこの場合においては或る特
定の処理を実行したほうがパティキュレートフィルタ２
２下流へ放出される微粒子の量がより零に近づく。Here, even if a pressure wave generated downstream of the flow path cross-sectional area changing valve 65 flows into the particulate filter 22, if a specific process is executed, desorption and outflow of fine particles from the particulate filter 22 are performed. If there is a case where the specific filter can be prevented in this case, it is better to execute a specific process.
(2) The amount of fine particles discharged downstream approaches zero.

【０１０１】例えば切換弁８０ａの回動位置を第一回動
位置または第二回動位置に固定している間においては微
粒子はパティキュレートフィルタ２２の壁面（以下、フ
ィルタ壁面と称す）のうち或る特定のフィルタ壁面、特
に排気ガス流が衝突するフィルタ壁面上に偏って堆積す
る傾向がある。堆積微粒子量が多くなると酸化除去可能
微粒子量Ｇが少なくなることがあり、この場合には堆積
微粒子量がますます多くなってしまう。そこで上述した
実施例では堆積微粒子量が所定量を超えるまえに切換弁
８０ａの位置を第一回動位置と第二回動位置との間で切
り換えるようにしている。For example, while the turning position of the switching valve 80a is fixed at the first turning position or the second turning position, the fine particles are present in a certain portion of the wall surface of the particulate filter 22 (hereinafter referred to as the filter wall surface). Certain filter walls, especially exhaust gas streams, tend to deposit unevenly on impinging filter walls. When the amount of deposited fine particles increases, the amount G of particles that can be removed by oxidation may decrease, and in this case, the amount of deposited fine particles further increases. Therefore, in the above-described embodiment, the position of the switching valve 80a is switched between the first rotation position and the second rotation position before the amount of the accumulated fine particles exceeds the predetermined amount.

【０１０２】このように切換弁８０ａの回動位置を制御
しているシステムにおいては排気ガス流が衝突するフィ
ルタ壁面が堆積微粒子が多いフィルタ壁面ではないとき
がある。すなわち排気ガス流が堆積微粒子が少ないフィ
ルタ壁面に衝突するようになっていることがある。この
ときにパティキュレートフィルタ２２に圧力波が及ぶと
多量の微粒子がパティキュレートフィルタ２２から脱離
して下流へと流出しやすい。しかしながら逆に排気ガス
中が堆積微粒子が多いフィルタ壁面に衝突するようにな
っていればパティキュレートフィルタ２２に圧力波が及
んだとしてもパティキュレートフィルタ２２から脱離し
て下流へと流出する微粒子量が比較的少なく、場合によ
っては零である。このことは堆積微粒子量が非常に少な
いうちに切換弁８０ａの回動位置が切り換えられるよう
になっているシステムにおいては特に当てはまる。In such a system in which the rotation position of the switching valve 80a is controlled, the filter wall surface on which the exhaust gas flow collides may not be the filter wall surface with a large amount of accumulated particulates. That is, the exhaust gas flow may collide with the filter wall surface where the amount of accumulated particulates is small. At this time, when a pressure wave reaches the particulate filter 22, a large amount of fine particles are easily detached from the particulate filter 22 and easily flow downstream. However, conversely, if the exhaust gas collides with the filter wall surface containing a large amount of particulates, even if a pressure wave reaches the particulate filter 22, the amount of particulates that desorb from the particulate filter 22 and flow downstream Is relatively low and in some cases is zero. This is particularly true in a system in which the rotation position of the switching valve 80a can be switched while the amount of deposited fine particles is extremely small.

【０１０３】いずれにしても本実施例では流路断面積変
更弁６５が全開状態からほぼ全閉状態とされたとき、お
よびほぼ全閉状態から全開状態に戻されたときには堆積
微粒子が多いほうのフィルタ壁面に排気ガス流が衝突す
るように排気ガスをパティキュレートフィルタ２２に流
入させる。より詳細には流路断面積変更弁６５が全開状
態からほぼ全閉状態とされたとき、およびほぼ全閉状態
から全開状態に戻されたときに堆積微粒子が少ないほう
のフィルタ壁面に排気ガス流が衝突するように排気ガス
がパティキュレートフィルタ２２に流入せしめられてい
る場合には切換弁８０ａの回動位置を切り換え、排気ガ
ス流が堆積微粒子が多いほうのフィルタ壁面に衝突する
ように排気ガスをパティキュレートフィルタ２２に流入
させる。In any case, in this embodiment, when the flow path cross-sectional area changing valve 65 is changed from the fully opened state to the almost fully closed state, and when the valve is returned from the almost fully closed state to the fully opened state, the larger the amount of deposited fine particles is. The exhaust gas flows into the particulate filter 22 so that the exhaust gas flow collides with the filter wall. More specifically, when the flow path cross-sectional area changing valve 65 is changed from the fully open state to the almost fully closed state, and when the valve is returned from the almost fully closed state to the fully open state, the exhaust gas flow When the exhaust gas flows into the particulate filter 22 so that the exhaust gas collides, the switching position of the switching valve 80a is switched so that the exhaust gas collides with the filter wall surface with the larger amount of accumulated fine particles. Flows into the particulate filter 22.

【０１０４】一方、流路断面積変更弁６５が全開状態か
らほぼ全閉状態とされたときに堆積微粒子が多いほうの
フィルタ壁面に排気ガス流が衝突するように排気ガスが
パティキュレートフィルタ２２に流入せしめられている
場合には切換弁８０ａの回動位置を維持し、しかも脱離
微粒子流出防止処理中に堆積微粒子量が所定量を超えた
としても切換弁８０ａの回動位置を切り換えずに固定し
た状態に維持する。On the other hand, when the flow path cross-sectional area changing valve 65 is changed from the fully open state to the almost fully closed state, the exhaust gas is applied to the particulate filter 22 so that the exhaust gas flow collides with the filter wall surface with the larger amount of accumulated particulates. In the case of the inflow, the rotation position of the switching valve 80a is maintained, and even if the amount of accumulated particulates exceeds a predetermined amount during the desorbed particulate outflow prevention processing, the switching position of the switching valve 80a is not switched. Maintain a fixed state.

【０１０５】斯くして本実施例によれば全体としてパテ
ィキュレートフィルタ下流へと放出される微粒子の量が
少ないレベルに維持される。なお本実施例では排気ガス
流が衝突するフィルタ壁面に堆積している微粒子量が少
ないうちに切換弁の回動位置が切り換えられるシステム
を前提としているが、圧力波がパティキュレートフィル
タに入り込んだときにパティキュレートフィルタから微
粒子が脱離・流出するか否かは本実施例が適用されるシ
ステムがこうしたタイプのシステムであるか否かのみに
よって決まるものではなく、例えば流路断面積変更弁下
流に発生する圧力波の強さや、パティキュレートフィル
タへの微粒子の堆積の仕方や、堆積微粒子の性質等によ
っても決まる。Thus, according to the present embodiment, the amount of fine particles discharged to the downstream of the particulate filter as a whole is maintained at a small level. In this embodiment, it is assumed that the rotation position of the switching valve is switched while the amount of fine particles deposited on the filter wall against which the exhaust gas flow collides is small, but when the pressure wave enters the particulate filter. Whether or not fine particles are desorbed or discharged from the particulate filter is not determined only by whether or not the system to which the present embodiment is applied is such a type of system. It is also determined by the strength of the generated pressure wave, the method of depositing fine particles on the particulate filter, the properties of the deposited fine particles, and the like.

【０１０６】したがってこうしたことを考慮して圧力波
をパティキュレートフィルタに流入させたとしてもパテ
ィキュレートフィルタからの微粒子の脱離・流出が生じ
ないと判断されたときには本実施例を適用して排気ガス
流が堆積微粒子が多いほうのフィルタ壁面に衝突するよ
うに排気ガスをパティキュレートフィルタに流入させ、
一方、パティキュレートフィルタからの微粒子の脱離・
流出が生じると判断されたときには第四の実施例を適用
して排気ガスの少なくとも一部がパティキュレートフィ
ルタをバイパスするようにしてもよい。Therefore, even if the pressure wave is caused to flow into the particulate filter in consideration of the above, if it is determined that no desorption or outflow of fine particles from the particulate filter will occur, this embodiment is applied to the exhaust gas. Exhaust gas is allowed to flow into the particulate filter so that the flow impinges on the filter
On the other hand, desorption of fine particles from the particulate filter
When it is determined that the outflow occurs, at least a part of the exhaust gas may bypass the particulate filter by applying the fourth embodiment.

【０１０７】ところで本実施例では切換弁の回動位置を
第一回動位置と第二回動位置とのいずれの位置にすれば
排気ガスが堆積微粒子が多いほうのフィルタ壁面に衝突
するように排気ガスをパティキュレートフィルタに流入
させることができるか、すなわち現在、排気ガスが衝突
しているフィルタ壁面が堆積微粒子の多いほうの壁面で
あるか、或いは少ないほうの壁面であるかを以下のよう
にして判断する。By the way, in this embodiment, if the rotation position of the switching valve is set to any one of the first rotation position and the second rotation position, the exhaust gas collides with the filter wall surface with the larger amount of accumulated particulates. Whether the exhaust gas can be allowed to flow into the particulate filter, that is, whether the filter wall currently colliding with the exhaust gas is the wall surface with a large amount of deposited particulates or the wall surface with a small amount of deposited particles is as follows. To judge.

【０１０８】切換弁８０ａの回動位置が第一回動位置ま
たは第二回動位置のいずれかに固定されている期間の大
部分においては排気ガス中の微粒子はほとんどパティキ
ュレートフィルタ２２に捕集され、酸化除去されるので
パティキュレートフィルタ２２下流に流出する微粒子量
は極めて少ない。ところが切換弁８０ａの回動位置が第
一回動位置から第二回動位置に切り換えられた直後、或
いは第二回動位置から第一回動位置に切り換えられた直
後においては排気ガスは堆積微粒子が少ないほうのフィ
ルタ壁面に衝突するようにパティキュレートフィルタ２
２に流入することとなるのでこの間はパティキュレート
フィルタ２２から下流へと流出する排気ガス中の微粒子
量は若干ではあるが一時的に高くなる。During most of the period in which the turning position of the switching valve 80a is fixed to either the first turning position or the second turning position, most of the fine particles in the exhaust gas are collected by the particulate filter 22. Then, the amount of fine particles flowing downstream of the particulate filter 22 is extremely small. However, immediately after the rotation position of the switching valve 80a is switched from the first rotation position to the second rotation position, or immediately after the switching position is switched from the second rotation position to the first rotation position, the exhaust gas contains accumulated particulates. Filter so that it collides with the filter wall with less
2, the amount of fine particles in the exhaust gas flowing downstream from the particulate filter 22 is slightly increased temporarily.

【０１０９】そこで本実施例では微粒子センサ６４によ
り検出される排気ガス中の微粒子濃度が所定濃度よりも
高いときには排気ガスが堆積微粒子が少ないほうのフィ
ルタ壁面に衝突するように流入していると判断する。こ
の場合、脱離微粒子流出防止処理においては切換弁８０
ａの回動位置を切り換える。一方、微粒子センサ６４に
より検出される排気ガス中の微粒子濃度が所定濃度より
も低いときには排気ガスが堆積微粒子が多いほうのフィ
ルタ壁面に衝突するように流入していると判断する。こ
の場合、脱離微粒子流出防止処理においては切換弁８０
ａの回動位置を切り換えずに維持する。Therefore, in this embodiment, when the concentration of fine particles in the exhaust gas detected by the fine particle sensor 64 is higher than the predetermined concentration, it is determined that the exhaust gas is flowing so as to collide with the filter wall surface on which the deposited fine particles are smaller. I do. In this case, the switching valve 80
The rotation position of a is switched. On the other hand, when the particle concentration in the exhaust gas detected by the particle sensor 64 is lower than the predetermined concentration, it is determined that the exhaust gas is flowing so as to collide with the filter wall surface on which the accumulated particles are larger. In this case, the switching valve 80
The rotation position of a is maintained without switching.

【０１１０】もちろん本実施例においても圧力波が発生
するのは流路断面積変更弁が全開状態からほぼ全閉状態
とされた直後、およびほぼ全閉状態から全開状態に戻さ
れた直後にのみ発生するので一定の期間が経過したとこ
ろで本実施例の脱離微粒子流出防止処理は終了される。
次に図２３のフローチャートを参照して第五の実施例の
脱離微粒子流出防止処理について説明する。図２３のル
ーチンでは初めにステップ７００において流路断面積変
更弁６５が全開状態からほぼ全閉状態とされたか否かが
判別される。ステップ７００において流路断面積変更弁
６５が全開状態からほぼ全閉状態とされたと判別された
ときにはステップ７０１に進む。Of course, also in this embodiment, the pressure wave is generated only immediately after the flow path cross-sectional area changing valve is changed from the fully open state to the almost fully closed state, and immediately after the flow path is returned from the almost fully closed state to the fully open state. When a certain period of time elapses, the process for preventing detached fine particles from flowing out according to the present embodiment is terminated.
Next, with reference to the flowchart of FIG. 23, a description will be given of a process for preventing outflow of detached fine particles according to the fifth embodiment. In the routine of FIG. 23, first, in step 700, it is determined whether or not the flow path cross-sectional area changing valve 65 has been changed from the fully opened state to the almost fully closed state. When it is determined in step 700 that the flow path cross-sectional area changing valve 65 has been changed from the fully open state to the almost fully closed state, the process proceeds to step 701.

【０１１１】一方、ステップ７００において流路断面積
変更弁６５が全開状態からほぼ全閉状態とされていない
と判別されたときにはステップ７０３に進んで流路断面
積変更弁６５がほぼ全閉状態から全開状態に戻されたか
否かが判別される。ステップ７０３において流路断面積
変更弁６５がほぼ全閉状態から全開状態に戻されたと判
別されたときにはステップ７０１に進む。On the other hand, when it is determined in step 700 that the flow path cross-sectional area changing valve 65 has not been changed from the fully open state to almost fully closed state, the process proceeds to step 703, where the flow path cross-sectional area changing valve 65 is changed from the almost fully closed state. It is determined whether or not it has been returned to the fully open state. When it is determined in step 703 that the flow path cross-sectional area changing valve 65 has been returned from the almost fully closed state to the fully open state, the process proceeds to step 701.

【０１１２】ステップ７０１では微粒子センサ６４の出
力を利用して脱離微粒子流出防止処理における切換弁８
０ａの回動位置が決定される。次いでステップ７０２に
進んで切換弁制御が実行される。切換弁制御では切換弁
８０ａの回動位置がステップ７０１において決定された
回動位置となるように切換弁８０ａが駆動される。なお
ステップ７０３において流路断面積変更弁６５がほぼ全
閉状態から全開状態に戻されていないと判別されたとき
にはルーチンが終了する。In step 701, the output of the particle sensor 64 is used to switch the switching valve 8 in the desorbed particle outflow prevention processing.
0a is determined. Next, the routine proceeds to step 702, where the switching valve control is executed. In the switching valve control, the switching valve 80a is driven such that the turning position of the switching valve 80a becomes the turning position determined in step 701. If it is determined in step 703 that the flow path cross-sectional area changing valve 65 has not been returned from the almost fully closed state to the fully opened state, the routine ends.

【０１１３】[0113]

【発明の効果】１番目の発明ではパティキュレートフィ
ルタから下流へ流出する微粒子の量がパティキュレート
フィルタに流入する微粒子の量よりも多くなったときに
は排気ガスの少なくとも一部にパティキュレートフィル
タをバイパスさせる。すなわちパティキュレートフィル
タから下流へ流出する微粒子量よりも少ない量の微粒子
のみを含んでいる排気ガスをパティキュレートフィルタ
下流へと流出させるようにする。これによりパティキュ
レートフィルタ下流へ多量の微粒子が流出することを防
止することができる。According to the first aspect of the present invention, when the amount of fine particles flowing downstream from the particulate filter is larger than the amount of fine particles flowing into the particulate filter, at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter. . That is, the exhaust gas containing only a small amount of particulates smaller than the particulates flowing out from the particulate filter to the downstream is caused to flow to the downstream of the particulate filter. Thereby, it is possible to prevent a large amount of fine particles from flowing downstream of the particulate filter.

【０１１４】２番目の発明ではパティキュレートフィル
タに堆積している微粒子の量が予め定められた量よりも
多くなった状態にて内燃機関が加速運転せしめられたと
きに排気ガスの少なくとも一部にパティキュレートフィ
ルタをバイパスさせる。すなわち内燃機関が加速運転せ
しめられたときにパティキュレートフィルタに多量の微
粒子が堆積しているとパティキュレートフィルタに流入
する排気ガスの流れが逆転されたときに堆積している微
粒子がパティキュレートフィルタから脱離してパティキ
ュレートフィルタ下流へと流出する可能性があるが本発
明によればこのような可能性があるときに排気ガスの少
なくとも一部にパティキュレートフィルタをバイパスさ
せるのでパティキュレートフィルタ下流へ多量の微粒子
が流出することを防止することができる。In the second aspect of the present invention, when the internal combustion engine is accelerated in a state where the amount of fine particles deposited on the particulate filter is larger than a predetermined amount, at least a part of the exhaust gas is generated. Bypass the particulate filter. That is, when a large amount of particulates are deposited on the particulate filter when the internal combustion engine is accelerated, the particulates deposited when the flow of exhaust gas flowing into the particulate filter is reversed are removed from the particulate filter. According to the present invention, at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter when there is a possibility that the particulate filter may be desorbed and flow out to the downstream of the particulate filter. It is possible to prevent a large amount of fine particles from flowing out.

【０１１５】６番目の発明ではパティキュレートフィル
タの温度が予め定められた温度よりも高くなったときに
排気ガスの少なくとも一部にパティキュレートフィルタ
をバイパスさせる。すなわちパティキュレートフィルタ
の温度が高くなるとパティキュレートフィルタに堆積し
ている微粒子間を繋ぎ止めている炭化水素が酸化せしめ
られ、微粒子が残りの微粒子群から脱離し、パティキュ
レートフィルタ下流へと流出する可能性があるが本発明
によればこのような可能性があるときに排気ガスのすな
わち一部にパティキュレートフィルタをバイパスさせる
のでパティキュレートフィルタ下流へ多量の微粒子が流
出することを防止することができる。In the sixth aspect, when the temperature of the particulate filter becomes higher than a predetermined temperature, at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter. That is, when the temperature of the particulate filter increases, the hydrocarbons that hold the particulates accumulated in the particulate filter are oxidized, and the particulates are desorbed from the remaining particulate group and can flow downstream of the particulate filter. According to the present invention, however, according to the present invention, when such a possibility exists, the particulate filter is bypassed, that is, a part of the exhaust gas, so that a large amount of fine particles can be prevented from flowing downstream of the particulate filter. .

【０１１６】１６番目の発明によれば流路断面積変更弁
により機関排気通路の流路断面積が変更せしめられたと
きに排気ガスの少なくとも一部がパティキュレートフィ
ルタを通らずにパティキュレートフィルタをバイパスす
る。すなわち機関排気通路の流路断面積が変更せしめら
れたときには流路断面積変更弁下流に圧力波が発生し、
この圧力波がパティキュレートフィルタに流入するとパ
ティキュレートフィルタに堆積している微粒子が脱離し
て下流へと流出してしまうが、本発明のようにこのとき
に排気ガスの少なくとも一部がパティキュレートフィル
タをバイパスすればパティキュレートフィルタに流入す
る圧力波の強さが弱められるので圧力波によりパティキ
ュレートフィルタから微粒子が脱離して下流へと流出す
ることが防止される。According to the sixteenth aspect, when the cross-sectional area of the engine exhaust passage is changed by the cross-sectional area changing valve, at least a part of the exhaust gas does not pass through the particulate filter and the particulate filter is removed. Bypass. That is, when the cross-sectional area of the engine exhaust passage is changed, a pressure wave is generated downstream of the cross-sectional area changing valve,
When this pressure wave flows into the particulate filter, the fine particles deposited on the particulate filter are desorbed and flow downstream, but at this time at least a part of the exhaust gas is removed by the particulate filter as in the present invention. Bypassing, the strength of the pressure wave flowing into the particulate filter is weakened, so that the particles are prevented from desorbing from the particulate filter and flowing downstream due to the pressure wave.

【０１１７】１７番目の発明によれば流路断面積変更弁
により機関排気通路の流路断面積が変更せしめられたと
きに微粒子の堆積量が多い側から排気ガスがパティキュ
レートフィルタに流入せしめられる。すなわち機関排気
通路の流路断面積が変更せしめられたときには流路断面
積変更弁下流に圧力波が発生し、この圧力波がパティキ
ュレートフィルタに流入するとパティキュレートフィル
タに堆積している微粒子が脱離して下流へと流出しやす
くなるが、本発明のようにこのときに排気ガスが微粒子
の堆積量が多い側から流入せしめられれば堆積微粒子が
圧力波により脱離しづらく、したがってパティキュレー
トフィルタから微粒子が脱離して下流へと流出すること
が防止される。According to the seventeenth aspect, when the cross-sectional area of the engine exhaust passage is changed by the cross-sectional area changing valve, the exhaust gas flows into the particulate filter from the side where the amount of accumulated fine particles is large. . That is, when the cross-sectional area of the passage of the engine exhaust passage is changed, a pressure wave is generated downstream of the cross-sectional area changing valve, and when this pressure wave flows into the particulate filter, the fine particles deposited on the particulate filter are removed. However, if the exhaust gas is allowed to flow in from the side where the amount of the accumulated fine particles is large as in the present invention, the accumulated fine particles are less likely to be desorbed by the pressure wave, and therefore, the fine particles may be removed from the particulate filter. Is prevented from desorbing and flowing downstream.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.

【図２】パティキュレートフィルタを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a particulate filter.

【図３】微粒子の酸化作用を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining an oxidizing action of fine particles.

【図４】微粒子の堆積作用を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a deposition action of fine particles.

【図５】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。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of fine particles that can be removed by oxidation and the temperature of a particulate filter.

【図６】機関の運転を制御するためのフローチャートで
ある。FIG. 6 is a flowchart for controlling operation of the engine.

【図７】切換弁が第一回動位置とされているバイパス機
構を示した平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a bypass mechanism in which a switching valve is at a first rotation position.

【図８】図７に示したバイパス機構の側面図である。8 is a side view of the bypass mechanism shown in FIG.

【図９】切換弁が第二回動位置とされているバイパス機
構の平面図である。FIG. 9 is a plan view of a bypass mechanism in which a switching valve is at a second rotation position.

【図１０】切換弁が中立位置とされているバイパス機構
の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a bypass mechanism in which a switching valve is set to a neutral position.

【図１１】切換弁の回動位置を制御するためのフローチ
ャートである。FIG. 11 is a flowchart for controlling the rotation position of the switching valve.

【図１２】脱離微粒子の流出を防止するためのフローチ
ャートである。FIG. 12 is a flowchart for preventing outflow of detached fine particles.

【図１３】流入微粒子量を算出するためのマップであ
る。FIG. 13 is a map for calculating the amount of inflowing fine particles.

【図１４】ＥＧＲ率と微粒子発生量との関係を示した図
である。FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the EGR rate and the amount of generated fine particles.

【図１５】（Ａ）はクランク角と燃焼室内の平均ガス温
度との関係を示した図であり、（Ｂ）はクランク角と燃
料周囲のガス温度との関係を示した図である。15A is a diagram showing a relationship between a crank angle and an average gas temperature in a combustion chamber, and FIG. 15B is a diagram showing a relationship between a crank angle and a gas temperature around fuel.

【図１６】第二実施例の脱離微粒子の流出を防止するた
めのフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart for preventing outflow of desorbed fine particles according to the second embodiment.

【図１７】パティキュレートフィルタの温度と予め定め
られた時間との関係を示した図である。FIG. 17 is a diagram showing a relationship between the temperature of the particulate filter and a predetermined time.

【図１８】切換弁の回動位置を中立位置に維持する時間
を決定するためのマップと関係式とを示した図である。FIG. 18 is a diagram showing a map and a relational expression for determining a time for maintaining the rotation position of the switching valve at the neutral position.

【図１９】第三実施例の脱離微粒子の流出を防止するた
めのフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart for preventing outflow of desorbed fine particles according to the third embodiment.

【図２０】第四実施例のバイパス機構の平面図である。FIG. 20 is a plan view of a bypass mechanism according to a fourth embodiment.

【図２１】第四実施例の脱離微粒子流出防止処理を実行
するためのフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart for executing a desorbed particulate outflow prevention process of a fourth embodiment.

【図２２】第五実施例のバイパス機構の平面図である。FIG. 22 is a plan view of a bypass mechanism according to a fifth embodiment.

【図２３】第五実施例の脱離微粒子流出防止処理を実行
するためのフローチャートである。FIG. 23 is a flowchart for executing a desorbed particulate outflow prevention process of the fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

５…燃焼室 ６…燃料噴射弁 ２２…パティキュレートフィルタ ２５…ＥＧＲ制御弁 ８０ａ…切換弁 5: Combustion chamber 6: Fuel injection valve 22: Particulate filter 25: EGR control valve 80a: Switching valve

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ ４Ｄ０４８ 46/44 46/44 ４Ｄ０５８ 53/86 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/00 Ｆ 53/94 3/08 Ａ Ｆ０１Ｎ 3/00 3/10 Ａ 3/08 3/20 Ｒ 3/10 3/24 Ｅ 3/20 9/00 Ｚ 3/24 Ｆ０２Ｄ 41/04 ３５５ 9/00 ３８０Ｃ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３５５ ３８０Ｍ ３８０ 43/00 ３０１Ｈ ３０１Ｎ 43/00 ３０１ ３０１Ｔ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｃ ＺＡＢ (72)発明者 中谷 好一郎 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 田中 俊明 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 伊藤 和浩 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 浅沼 孝充 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） 3G084 AA01 AA03 BA04 BA05 BA08 BA09 BA11 BA19 BA20 BA24 CA02 DA00 DA10 DA28 EB11 FA00 FA11 FA13 FA26 FA28 FA37 3G090 AA02 AA03 BA01 CB00 CB23 CB25 DA00 DA10 DA13 DB06 EA05 EA06 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 AB13 BA00 CA12 CA13 DC01 EA00 EA05 EA07 EA08 EA18 EA33 FA04 FB10 FB12 GA06 GB01W GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB10X GB17X HA14 HA37 HB00 HB03 3G301 HA02 HA06 HA11 HA13 JA24 KA05 LA01 LB11 MA01 MA11 NA08 NA09 NC02 ND07 PA07Z PA11Z PB03A PB03Z PB08Z PD01Z PD11A PD11Z PD12A PD12Z PD15A PD15Z PE03Z PF03Z 4D019 AA01 BA05 BB06 BC05 BC07 BC12 CA01 CB04 CB06 4D048 AA14 AB01 BA02Y BA10X BA14X BA15Y BA18Y BA19Y BA21Y BA30X BA31Y BA32Y BA33Y BA36Y BB01 BB14 CC24 CC25 CC26 CC38 CD05 DA01 DA02 DA03 DA05 DA08 DA13 DA20 EA04 4D058 JA32 MA18 MA44 MA52 NA02 PA20 QA01 QA19 QA23 SA08──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B01D 46/42 B01D 46/42 B 4D048 46/44 46/44 4D058 53/86 ZAB F01N 3/00 F53 / 94 3/08 A F01N 3/00 3/10 A 3/08 3/20 R 3/10 3/24 E 3/20 9/00 Z 3/24 F02D 41/04 355 9/00 380C F02D 41 / 04 355 380M 380 43/00 301H 301N 43/00 301 301T B01D 53/36 103C ZAB (72) Inventor Yoshiichiro Nakatani 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Toshiaki Tanaka Aichi 1, Toyota Town, Toyota City, Toyota Prefecture, Japan (72) Inventor Kazuhiro Ito 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Corporation (72) Inventor Asa Takamitsu Numa 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F-term (reference) 3G084 AA01 AA03 BA04 BA05 BA08 BA09 BA11 BA19 BA20 BA24 CA02 DA00 DA10 DA28 EB11 FA00 FA11 FA13 FA26 FA28 FA37 3G090 AA02 AA03 BA01 CB00 CB23 CB25CB DA00 DA10 DA13 DB06 EA05 EA06 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 AB13 BA00 CA12 CA13 DC01 EA00 EA05 EA07 EA08 EA18 EA33 FA04 FB10 FB12 GA06 GB01W GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB10X GB17XHA17 HA01 HA03 HA01 HA03 HA01 HA03 HA01 HA03 HA01 HA03 HA03 HA01 HA03 HA03 HA03 NA09 NC02 ND07 PA07Z PA11Z PB03A PB03Z PB08Z PD01Z PD11A PD11Z PD12A PD12Z PD15A PD15Z PE03Z PF03Z 4D019 AA01 BA05 BB06 BC05 BC07 BC12 CA01 CB04 CB06 4D048 AA14 AB01 BA18Y BA10Y BA15Y BA10Y BA10Y BA10Y BA10Y BA10Y DA02 DA03 DA05 DA08 DA13 DA20 EA04 4D058 JA32 MA18 MA44 MA52 NA02 PA20 QA01 QA19 QA23 SA08

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 排気ガス中の微粒子を酸化除去せしめる
パティキュレートフィルタを該パティキュレートフィル
タを通過する排気ガスの方向を逆転させることができる
ように機関排気通路に配置し、予め定められた条件が満
たされたときには排気ガスの少なくとも一部がパティキ
ュレートフィルタをバイパスするようにされた排気ガス
浄化方法において、上記予め定められた条件をパティキ
ュレートフィルタから下流へ流出する微粒子の量がパテ
ィキュレートフィルタに流入する微粒子の量よりも多い
こととした排気ガス浄化方法。1. A particulate filter for oxidizing and removing fine particles in exhaust gas is disposed in an engine exhaust passage so that the direction of exhaust gas passing through the particulate filter can be reversed. In the exhaust gas purifying method in which at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter when the condition is satisfied, the amount of the fine particles flowing out from the particulate filter to the downstream under the predetermined condition is set to the particulate filter. An exhaust gas purifying method in which the amount of fine particles is larger than the amount of inflowing fine particles. 【請求項２】 排気ガス中の微粒子を酸化除去せしめる
パティキュレートフィルタを該パティキュレートフィル
タを通過する排気ガスの方向を逆転させることができる
ように機関排気通路に配置し、予め定められた条件が満
たされたときには排気ガスの少なくとも一部がパティキ
ュレートフィルタをバイパスするようにされた排気ガス
浄化方法において、上記予め定められた条件をパティキ
ュレートフィルタに堆積している微粒子の量が予め定め
られた量よりも多く且つ内燃機関が加速運転せしめられ
たこととした排気ガス浄化方法。2. A particulate filter for oxidizing and removing fine particles in exhaust gas is disposed in an engine exhaust passage so that the direction of exhaust gas passing through the particulate filter can be reversed, and a predetermined condition is satisfied. In the exhaust gas purifying method in which at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter when the condition is satisfied, the predetermined condition is such that the amount of the fine particles deposited on the particulate filter is predetermined. An exhaust gas purification method in which the amount is larger than the amount and the internal combustion engine is operated at an accelerated speed. 【請求項３】 上記予め定められた条件としてパティキ
ュレートフィルタの温度が予め定められた温度よりも高
いことを追加した請求項１または２に記載の排気ガス浄
化方法。3. The exhaust gas purification method according to claim 1, wherein the predetermined condition is that the temperature of the particulate filter is higher than a predetermined temperature. 【請求項４】 排気ガスの少なくとも一部がパティキュ
レートフィルタをバイパスしている間にパティキュレー
トフィルタの温度を予め定められた温度まで上昇させる
ようにした請求項１または２に記載の排気ガス浄化方
法。4. The exhaust gas purification according to claim 1, wherein the temperature of the particulate filter is raised to a predetermined temperature while at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter. Method. 【請求項５】 上記予め定められた温度が微粒子を酸化
させることができる温度である請求項３または４に記載
の排気ガス浄化方法。5. The exhaust gas purification method according to claim 3, wherein the predetermined temperature is a temperature at which the fine particles can be oxidized. 【請求項６】 排気ガス中の微粒子を酸化除去せしめる
パティキュレートフィルタを該パティキュレートフィル
タを通過する排気ガスの方向を逆転させることができる
ように機関排気通路に配置し、予め定められた条件が満
たされたときには排気ガスの少なくとも一部がパティキ
ュレートフィルタをバイパスするようにされた排気ガス
浄化方法において、上記予め定められた条件をパティキ
ュレートフィルタの温度が予め定められた温度よりも高
いこととした排気ガス浄化方法。6. A particulate filter for oxidizing and removing particulates in exhaust gas is disposed in an engine exhaust passage so that the direction of exhaust gas passing through the particulate filter can be reversed, and predetermined conditions are satisfied. In the exhaust gas purification method in which at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter when the condition is satisfied, the predetermined condition is such that the temperature of the particulate filter is higher than a predetermined temperature. Exhaust gas purification method. 【請求項７】 上記予め定められた温度がパティキュレ
ートフィルタに堆積している微粒子が該パティキュレー
トフィルタから脱離する温度である請求項６に記載の排
気ガス浄化方法。7. The exhaust gas purifying method according to claim 6, wherein the predetermined temperature is a temperature at which fine particles deposited on the particulate filter desorb from the particulate filter. 【請求項８】 上記予め定められた条件としてパティキ
ュレートフィルタに堆積している微粒子の量が予め定め
られた量よりも多いことを追加した請求項６に記載の排
気ガス浄化方法。8. The exhaust gas purifying method according to claim 6, wherein the predetermined condition is that the amount of fine particles deposited on the particulate filter is larger than a predetermined amount. 【請求項９】 排気ガスの少なくとも一部にパティキュ
レートフィルタをバイパスさせる期間をパティキュレー
トフィルタの温度に応じて制御するようにした請求項６
に記載の排気ガス浄化方法。9. A period in which at least a part of the exhaust gas bypasses the particulate filter is controlled in accordance with the temperature of the particulate filter.
The exhaust gas purification method according to any one of the above. 【請求項１０】 機関排気通路から第一の排気枝管と第
二の排気枝管とを分岐させ、これら第一の排気枝管と第
二の排気枝管とをこれらが分岐された分岐点の下流側に
おいて互いに接続してループ状の排気通路を形成し、該
ループ状の排気通路内に上記パティキュレートフィルタ
が配置され、排気ガスを第一の排気枝管と第二の排気枝
管のいずれを介してパティキュレートフィルタに流入さ
せるかを切り換えるために回動可能な切換弁を上記分岐
点に配置し、該切換弁は第一の回動位置とされたときに
は分岐点上流の排気ガスを第一の排気枝管を介してパテ
ィキュレートフィルタに流入させ、該パティキュレート
フィルタから第二の排気枝管を介して分岐点下流の機関
排気通路に流出させ、第二の回動位置とされたときには
分岐点上流の排気ガスを第二の排気枝管を介してパティ
キュレートフィルタに流入させ、該パティキュレートフ
ィルタから第一の排気枝管を介して分岐点下流の機関排
気通路に流出させ、第一の回動位置と第二の回動位置と
の間の中立位置とされたときには分岐点上流の排気ガス
を分岐点下流の機関排気通路に直接流入させ、切換弁を
中立位置とすることにより排気ガスにパティキュレート
フィルタをバイパスさせるようにした請求項６に記載の
排気ガス浄化方法。10. A branch point where a first exhaust branch pipe and a second exhaust branch pipe are branched from an engine exhaust passage, and the first exhaust branch pipe and the second exhaust branch pipe are separated from each other. Are connected to each other on the downstream side to form a loop-shaped exhaust passage, wherein the particulate filter is disposed in the loop-shaped exhaust passage, and the exhaust gas is supplied to the first exhaust branch pipe and the second exhaust branch pipe. A rotatable switching valve is disposed at the branch point to switch which of the two flows into the particulate filter. When the switching valve is set to the first rotation position, the switching valve switches exhaust gas upstream of the branch point. The gas was allowed to flow into the particulate filter via the first exhaust branch pipe, flowed out of the particulate filter to the engine exhaust passage downstream of the branch point via the second exhaust branch pipe, and set to the second rotation position. Sometimes the exhaust gas upstream of the branch point Flows into the particulate filter through the second exhaust branch pipe, flows out of the particulate filter into the engine exhaust passage downstream of the branch point through the first exhaust branch pipe, and has a first rotational position and When the neutral position between the second turning position is set, the exhaust gas upstream of the branch point is directly flown into the engine exhaust passage downstream of the branch point, and the switching valve is set to the neutral position, whereby the particulate filter is applied to the exhaust gas. The exhaust gas purifying method according to claim 6, wherein the exhaust gas is bypassed. 【請求項１１】 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１または２または６に記載の排気
ガス浄化方法。11. The exhaust gas purifying method according to claim 1, wherein a noble metal catalyst is supported on the particulate filter. 【請求項１２】 周囲に過剰酸素が存在すると酸素を取
り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上記活性酸素
放出剤から活性酸素を放出させ、放出された活性酸素に
より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１１に記載の排気ガス浄化方
法。12. An active oxygen releasing agent, which takes in oxygen and retains oxygen when there is excess oxygen in the surroundings and releases the retained oxygen in the form of active oxygen when the concentration of surrounding oxygen decreases, is carried on the particulate filter. The method according to claim 11, wherein when the fine particles adhere to the particulate filter, the active oxygen is released from the active oxygen releasing agent, and the released active oxygen oxidizes the fine particles adhered to the particulate filter. Exhaust gas purification method. 【請求項１３】 上記活性酸素放出剤がアルカリ金属ま
たはアルカリ土類金属または希土類または遷移金属また
は炭素族元素からなる請求項１１に記載の排気ガス浄化
方法。13. The exhaust gas purifying method according to claim 11, wherein the active oxygen releasing agent comprises an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth, a transition metal, or a carbon group element. 【請求項１４】 上記アルカリ金属およびアルカリ土類
金属がカルシウムよりもイオン化傾向の高い金属からな
る請求項１３に記載の排気ガス浄化方法。14. The exhaust gas purification method according to claim 13, wherein the alkali metal and the alkaline earth metal are made of a metal having a higher ionization tendency than calcium. 【請求項１５】 排気ガスの一部または全体の空燃比を
一時的にリッチにすることにより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
１２に記載の排気ガス浄化方法。15. The exhaust gas purification method according to claim 12, wherein the particulates adhering to the particulate filter are oxidized by temporarily enriching the air-fuel ratio of a part or the whole of the exhaust gas. 【請求項１６】 排気ガス中の微粒子を酸化除去するこ
とができるパティキュレートフィルタを機関排気通路内
に配置し、該パティキュレートフィルタを通過する排気
ガスの通過方向を逆転させることができると共に排気ガ
スの少なくとも一部をパティキュレートフィルタを通過
させずにパティキュレートフィルタをバイパスさせるこ
とができるようにした排気ガス浄化方法において、機関
排気通路内に該機関排気通路の流路断面積を変更するこ
とができる流路断面積変更弁を配置し、該流路断面積変
更弁により機関排気通路の流路断面積が変更せしめられ
たときに排気ガスの少なくとも一部をパティキュレート
フィルタを通過させずにパティキュレートフィルタをバ
イパスさせるようにした排気ガス浄化方法。16. A particulate filter capable of oxidizing and removing fine particles in exhaust gas is disposed in an engine exhaust passage, and a direction in which exhaust gas passes through the particulate filter can be reversed. In the exhaust gas purification method in which the particulate filter can be bypassed without passing at least a part of the particulate filter through the particulate filter, it is possible to change a flow path cross-sectional area of the engine exhaust passage in the engine exhaust passage. A flow path cross-sectional area change valve that can change the flow path cross-sectional area of the engine exhaust passage so that at least a part of the exhaust gas passes through the particulate filter without passing through the particulate filter. An exhaust gas purification method in which a curate filter is bypassed. 【請求項１７】 排気ガス中の微粒子を酸化除去するこ
とができるパティキュレートフィルタを機関排気通路内
に配置し、該パティキュレートフィルタを通過する排気
ガスの通過方向を逆転させることができるようにした排
気ガス浄化方法において、機関排気通路内に該機関排気
通路の流路断面積を変更することができる流路断面積変
更弁を配置し、該流路断面積変更弁により機関排気通路
の流路断面積が変更せしめられたときに微粒子の堆積量
が多い側から排気ガスがパティキュレートフィルタに流
入するようにパティキュレートフィルタを通過する排気
ガスの通過方向を制御するようにした排気ガス浄化方
法。17. A particulate filter capable of oxidizing and removing fine particles in exhaust gas is disposed in an engine exhaust passage so that a direction in which exhaust gas passes through the particulate filter can be reversed. In the exhaust gas purifying method, a flow path cross-sectional area changing valve capable of changing a flow path cross-sectional area of the engine exhaust path is disposed in an engine exhaust path, and the flow path of the engine exhaust path is controlled by the flow path cross-sectional area changing valve. An exhaust gas purification method in which the direction of passage of exhaust gas passing through a particulate filter is controlled such that when the cross-sectional area is changed, the exhaust gas flows into the particulate filter from the side where the amount of accumulated fine particles is large. 【請求項１８】 パティキュレートフィルタ下流の機関
排気通路に排気ガス中の微粒子を検出することができる
センサを配置し、該センサの出力に基づいて上記微粒子
の堆積量が多い側を推定するようにした排気ガス浄化方
法。18. A sensor capable of detecting fine particles in exhaust gas is disposed in an engine exhaust passage downstream of a particulate filter, and a side on which a large amount of the fine particles is deposited is estimated based on an output of the sensor. Exhaust gas purification method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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