JPH07269328A - 内燃機関の排気微粒子処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】溶損等させることなく、効率良くフィルタを再
生する。 【構成】第１流路切換弁106 を閉じ、第２流路切換弁10
9 を開き、電熱ヒータ110 に再生用電力Ｗ２を供給して
フィルタ105 の再生を開始し、所定時間ｔ１経過後に
は、再生用電力をＷ２からＷ１（＞Ｗ２）に変更する。
つまり、再生初期には、活性度合いの高い「伝播による
燃焼」によるフィルタ105の溶損等を防止すべく比較的
小さい再生用電力Ｗ２を供給し、その後は比較的大きな
再生用電力Ｗ１を供給することでフィルタ105 を昇温さ
せ、比較的活性度合いの低い「加熱による燃焼」を活性
化させる。このように、フィルタ105 の再生期間中の燃
焼形態の変化に追従して電熱ヒータ110 への供給電力を
変化させるようにしたので、フィルタ105 の再生を効率
良く行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気中に含
まれる微粒子を捕集し、該捕集した微粒子を処理する排
気微粒子処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、環境保護の観点から、機関の
排気中に含まれる微粒子（パティキュレート「ＰＭ；Pa
rticulate Mattar」）が大気中に排出されるのを防止す
るために、排気系に設けたフィルタにより該微粒子を捕
集する排気微粒子処理装置が提案されている。しかし、
該捕集された排気微粒子がフィルタに堆積してフィルタ
に目詰まりが生じると、該フィルタが大きな通路抵抗と
なって排気圧力が増大することとなり、機関性能の低下
・燃費の悪化等を招く結果となるため、該捕集された排
気微粒子をフィルタから除去してフィルタを再生する必
要があるが、かかるフィルタの再生方法として、捕集さ
れた排気微粒子を電熱ヒータ等を介して着火させ燃焼伝
播により焼失させることが考えられている。

【０００３】かかる再生方法による従来の排気微粒子処
理装置としては、例えば、機関の運転状態を検出し、検
出された機関運転状態に基づき機関から排出される排気
微粒子の量を推定し、フィルタへ規定の排気微粒子が堆
積したら、排気通路に設けたバルブを閉じて、フィルタ
を通過する排気により熱量が持ち去られるのを抑制しつ
つ、再生に必要な酸素量を供給できる排気（再生用排
気）流量に調節することにより、以って効率よくフィル
タを再生しようとするものがある（特願平５−５４０３
２号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の装置
では、図９に示すように、フィルタの再生を開始する
と、フィルタに堆積したパティキュレートは電熱ヒータ
により加熱されて、まず、活発な「伝播による燃焼」が
進む（図９の期間〔０〜ｔ１〕が、伝播による燃焼期間
に相当する）。この「伝播による燃焼」は、比較的短時
間で終了し、高酸素濃度下ではフィルタの温度も可なり
上昇する（図９、或いは図７の実線〔０〜ｔ１１〕参
照）。なお、低酸素濃度下では、高酸素濃度下に較べ燃
焼が不活発になるため、燃焼自体による熱の発生量が少
なく、フィルタの温度は高酸素濃度下に較べれば低くな
る（図７の破線〔０〜ｔ１２〕参照）。

【０００５】ところで、この「伝播による燃焼」だけで
は、再生を十分に行なうことは難しく、多少なりとも燃
え残りが発生する。このため、「伝播による燃焼」が終
了した後も、電熱ヒータによる加熱を続行して燃え残っ
たパティキュレートを燃焼させる必要がある。この電熱
ヒータによる加熱のときの燃焼を、前記「伝播による燃
焼」と区別するため「加熱による燃焼」と定義する（図
９の期間〔ｔ１〜ｔ２〕が、加熱による燃焼期間に相当
する）。

【０００６】この「加熱による燃焼」は、「伝播による
燃焼」に較べ不活発であるため、燃焼自体による熱の発
生量が少なく、このためフィルタ温度はそれ程高くなら
ない（図９参照）。このように、フィルタの再生は進行
度合いに応じて特性が変化するものであるが、従来の装
置では、フィルタの過熱化による溶損・亀裂等を防止す
るために、再生電力を、最も燃焼が活発な高酸素濃度下
での「伝播による燃焼」時（図９の実線〔０〜ｔ１１〕
参照）のフィルタ温度がフィルタの溶損限界温度を越え
ない程度に固定設定していたため、結果として低酸素濃
度下での「伝播による燃焼」時（図７の破線〔０〜ｔ
１２〕参照）や、低酸素濃度下および項酸素濃度下にお
ける「加熱による燃焼」時（図９の破線〔ｔ１〜ｔ２〕
等参照）には、十分にフィルタを加熱昇温させることが
できず、パティキュレートを十分に燃焼させて良好なフ
ィルタの再生を行なえていないのが実情であった。

【０００７】本発明は、かかる従来の実情に鑑みなされ
たもので、フィルタ再生時において、燃焼活性時にはフ
ィルタの過熱化による溶損・亀裂等を防止する一方で、
燃焼不活性時にはフィルタを加熱昇温させるようにフィ
ルタ昇温手段の供給熱量を制御することで、以ってフィ
ルタを良好に再生させるようにした内燃機関の排気微粒
子処理装置を提供することを目的とする。さらに、運転
状態によっては排気中の酸素濃度が変化して燃焼の活性
度合いも変化するので、これに対応すべく排気中の酸素
濃度に応じてフィルタ昇温手段の供給熱量を制御するよ
うにして、より効率的にフィルタを再生できるようにす
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の内燃機関の排気微粒子処理装置は、図１に示すよう
に、内燃機関の排気通路に介装されて、流入する排気中
の微粒子を捕集するフィルタＡと、該フィルタＡの再生
時期を検出する再生時期検出手段Ｂと、熱量を供給して
前記フィルタＡを昇温させるフィルタ昇温手段Ｃと、前
記フィルタＡへ流入する排気流量を減量制御する排気流
入量制御手段Ｄと、を備え、前記再生時期検出手段Ｂに
より再生時期が検出されたときに、前記排気流入量制御
手段Ｄによりフィルタへ流入する排気流量を減量制御す
ると共に、前記フィルタ昇温手段Ｃによりフィルタを昇
温させて、フィルタの再生を行なうようにした内燃機関
の排気微粒子処理装置において、フィルタＡの再生時
に、再生処理の進行度合いに応じて前記フィルタ昇温手
段Ｃのフィルタへの供給熱量を変化させてフィルタの昇
温特性を変化させる第１フィルタ昇温特性変更手段Ｅを
備えて構成した。

【０００９】請求項２に記載の発明では、前記第１フィ
ルタ昇温特性変更手段Ｅを、再生開始から所定時間内に
おける前記フィルタ昇温手段のフィルタへの供給熱量に
較べ、前記所定時間経過後から再生終了までの間におけ
る前記フィルタ昇温手段のフィルタへの供給熱量が多く
なるように構成した。請求項３に記載の発明は、フィル
タＡの再生時に、フィルタＡへ２次空気を供給する２次
空気供給手段Ｆを含んで構成した。

【００１０】請求項４に記載の発明では、図２に示すよ
うに、内燃機関の排気通路に介装されて、流入する排気
中の微粒子を捕集するフィルタＡと、該フィルタＡの再
生時期を検出する再生時期検出手段Ｂと、熱量を供給し
て前記フィルタＡを昇温させるフィルタ昇温手段Ｃと、
前記フィルタＡへ流入する排気流量を減量制御する排気
流入量制御手段Ｄと、を備え、前記再生時期検出手段Ｂ
により再生時期が検出されたときに、前記排気流入量制
御手段ＤによりフィルタＡへ流入する排気流量を減量制
御すると共に、前記フィルタ昇温手段Ｃによりフィルタ
Ａを昇温させて、フィルタＡの再生を行なうようにした
内燃機関の排気微粒子処理装置において、フィルタＡの
再生時に、排気中の酸素濃度に応じて前記フィルタ昇温
手段Ｃのフィルタへの供給熱量を変化させてフィルタの
昇温特性を変化させる第２フィルタ昇温特性変更手段Ｇ
を備えて構成した。

【００１１】請求項５に記載の発明では、前記第２フィ
ルタ昇温特性変更手段Ｇを、排気中の酸素濃度が高いと
きは、再生開始から所定時間内における前記フィルタ昇
温手段ＣのフィルタＡへの熱供給量に較べ、前記所定時
間経過後から再生終了までの間における前記フィルタ昇
温手段Ｃのフィルタへの熱供給量を多くし、排気中の酸
素濃度が低いときは、再生開始から所定時間内における
前記フィルタ昇温手段ＣのフィルタＡへの熱供給量を排
気中の酸素濃度が高いときより多くすると共に、当該熱
供給量と、前記所定時間経過後から再生終了までの間に
おける前記フィルタ昇温手段ＣのフィルタＡへの熱供給
量と、を略一致させるようにした。

【００１２】請求項６に記載の発明では、前記所定時間
が、伝播による燃焼が略終了する時間であるようにし
た。

【００１３】

【作用】上記の構成を備える請求項１に記載の内燃機関
の排気微粒子処理装置によれば、前記再生時期検出手段
により再生時期が検出されたときに、前記排気流入量制
御手段によりフィルタへ流入する排気流量を減量制御す
ることで、再生に適した酸素量を供給すると共に再生時
に熱量が持ち去られるのを抑制しつつ、前記フィルタ昇
温手段を作動させてフィルタの再生を行なうが、この再
生処理は初期においては捕集された微粒子が多いため再
生（燃焼）が活発でフィルタ温度が高温となる一方、再
生処理の進行に応じてフィルタに堆積している微粒子量
が減り再生（燃焼）の活性が低下して行きフィルタ温度
が低下することになる。したがって、従来のように、前
記フィルタ昇温手段のフィルタへの熱供給量を再生中一
定に設定した場合には、再生初期においてはフィルタの
溶損限界温度近傍で燃焼させて燃焼の活発化は図れるも
のの、再生後期にはフィルタ温度が低下し微粒子の燃焼
を十分に行なえない。そこで、本発明では、前記第１フ
ィルタ昇温特性変更手段により、再生処理の進行度合い
に応じて前記フィルタ昇温手段の熱供給量を変化させる
ようにしてフィルタの再生期間中を通してフィルタの溶
損等が起きない範囲で再生（燃焼）の活性化を図るよう
にして、以ってフィルタの再生を高効率で行なうように
した。

【００１４】請求項２に記載の発明では、前記第１フィ
ルタ昇温特性変更手段を、再生開始から所定時間内にお
ける前記フィルタ昇温手段のフィルタへの供給熱量に較
べ、前記所定時間経過後から再生終了までの間における
前記フィルタ昇温手段のフィルタへの供給熱量が多くな
るように設定し、このような簡単な構成により、再生初
期の燃焼が活発な期間（伝播による燃焼期間）において
は、フィルタ温度を溶損限界温度範囲内で再生を行なう
一方、再生後期の燃焼が活発でない期間（加熱による燃
焼期間）では、フィルタ温度を供給熱量を増大させるこ
とで上昇させて微粒子の燃焼の活性化を図る。

【００１５】請求項３に記載の発明では、フィルタの再
生時に、フィルタへ２次空気を供給する２次空気供給手
段を含んで構成して、再生中にフィルタへ流入する酸素
量を高精度に制御すると共に、機関運転状態が変化して
フィルタへ流入する排気中の酸素量が変化することで、
フィルタの再生状態が変化してしまうのを防止して、再
生の最適化を容易にする。

【００１６】請求項４に記載の発明では、前記再生時期
検出手段により再生時期が検出されたときに、前記排気
流入量制御手段によりフィルタへ流入する排気流量を減
量制御することで、再生に適した酸素量を供給すると共
に再生時に熱量が持ち去られるのを抑制しつつ、前記フ
ィルタ昇温手段を作動させてフィルタの再生を行なう
が、この再生処理は排気中の酸素濃度の影響により再生
（燃焼）が影響を受け、高酸素濃度下では再生（燃焼）
が活発化しフィルタが高温となる一方、低酸素濃度下で
は再生（燃焼）の活性が低下しフィルタ温度が低下する
ことになる。したがって、従来のように、前記フィルタ
昇温手段のフィルタへの熱供給量を、排気中の酸素濃度
に無関係に一定に設定した場合には、高酸素濃度下では
フィルタの溶損限界温度近傍で燃焼させて燃焼の活発化
を図ることができても、低酸素濃度下ではフィルタ温度
が下がり過ぎ、燃焼を十分に活発化できていたとはいえ
ない。そこで、本発明では、前記第２フィルタ昇温特性
変更手段により、再生中の排気中の酸素濃度（フィルタ
へ流入する酸素濃度）に応じて前記フィルタ昇温手段の
熱供給量を変化させるようにして、排気中の酸素濃度に
拘わらず、フィルタの再生（燃焼）の活発化を図り、以
ってフィルタの再生を高効率で行なえるようにした。

【００１７】請求項５に記載の発明では、前記第２フィ
ルタ昇温特性変更手段を、排気中の酸素濃度が高いとき
は、再生開始から所定時間内における前記フィルタ昇温
手段のフィルタへの熱供給量に較べ、前記所定時間経過
後から再生終了までの間における前記フィルタ昇温手段
のフィルタへの熱供給量を多くし、排気中の酸素濃度が
低いときは、再生開始から所定時間内における前記フィ
ルタ昇温手段のフィルタへの熱供給量を排気中の酸素濃
度が高いときより多くすると共に、当該熱供給量と、前
記所定時間経過後から再生終了までの間における前記フ
ィルタ昇温手段のフィルタへの熱供給量と、を略一致さ
せるようにして、排気中の酸素濃度に拘わらず、再生初
期の燃焼が活発な期間（伝播による燃焼期間）において
は、フィルタの溶損等を抑制しつつ微粒子の燃焼の活発
化を図り、再生後期の燃焼が活発でない期間（加熱によ
る燃焼期間）では、フィルタ温度を上昇させて微粒子の
燃焼の活性化を図るようにした。

【００１８】請求項６に記載の発明では、前記所定時間
を、伝播による燃焼が略終了する時間となるように設定
するので、再生開始から所定時間内の微粒子の燃焼にお
いて支配的な「伝播による燃焼」の略終期とすること
で、フィルタの溶損等を防止しつつ「伝播による燃焼」
の最適化と、その後の「加熱による燃焼」の最適化と、
を確実に図ることができるので、以ってフィルタの再生
を高効率で行なうことができる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付の図面に基づ
いて説明する。図３に、本発明の第１の実施例にかかる
排気微粒子処理装置の構成を示す。内燃機関１００のエ
キゾーストマニホールドに接続される排気通路１０１
は、その途中部分において、第１分岐通路１０２と第２
分岐通路１０３とに一旦分岐され、その後再び合流する
ように構成されている。

【００２０】前記第１分岐通路１０２には、フィルタケ
ース１０４に内装されて排気中のパティキュレートを捕
集するフィルタ１０５が介装されている。そして、該第
１分岐通路１０２の該フィルタケース１０４の排気下流
側には、フィルタ１０５への排気の流入量を制御する第
１流路切換弁１０６が介装されている。なお、前記第２
分岐通路１０３には、その途中に、前記フィルタ１０５
への排気の流入量を制御する第２流路切換弁１０８が介
装されている。

【００２１】前記第２分岐通路１０３は、フィルタ１０
５の再生中に該フィルタ１０５をバイパスさせて排気す
るための通路である。なお、前記第１流路切換弁１０６
を開閉駆動する第１弁駆動装置１０７と、第２流路切換
弁１０８を開閉駆動する第２弁駆動装置１０９が備えら
れる。これら第１弁駆動装置１０７と第２弁駆動装置１
０９とは、コントロールユニット１１５からの駆動信号
に基づいて制御される。

【００２２】ここにおいて、前記第１流路切換弁１０
６、前記第２流路切換弁１０９、コントロールユニット
１１５等が、本発明にかかる排気流入量制御手段を構成
する。前記フィルタ１０５の排気上流側には、フィルタ
１０５に捕集されたパティキュレートを加熱して燃焼さ
せるための電熱ヒータ１１０が設けられている。そし
て、該電熱ヒータ１１０を駆動するためのヒータ駆動回
路１１１が設けられている。かかるヒータ駆動回路１１
１は、コントロールユニット１１５からの駆動信号に基
づいて制御されるようになっている。

【００２３】ここにおいて、前記電熱ヒータ１１０が、
本発明にかかるフィルタ昇温手段を構成する。また、前
記機関の負荷（基本噴射量Ｔｐ，アクセル開度Ｃ／Ｌ，
スロットル開度ＴＶＯ等）、機関回転速度、冷却水温等
の機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段１１
２が設けられる。かかる運転状態検出手段１１２は、通
常機関制御に使用されるアクセルセンサ、スロットルセ
ンサ、クランク角センサ、水温センサ等を利用すること
ができる。

【００２４】そして、機関１００からのパティキュレー
ト排出量を検出・推定する排出量検出手段１１３と、フ
ィルタへのパティキュレートの堆積量を推定し、再生時
期、再生終了時期の判断を行なう堆積量検出手段１１４
が備えられる。かかる排出量検出手段１１３と堆積量検
出手段１１４は、後述するように、ＣＰＵ，ＲＯＭ，Ｒ
ＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイス等を含ん
で構成されるマイクロコンピュータ等から構成されるコ
ントロールユニット１１５が、ソフト的に備えるもので
ある。

【００２５】かかる構成を有する本実施例のフィルタ再
生の作用について、以下に説明する。 フィルタ１０５でパティキュレートを捕集する場合
は、第１流路切換弁１０６を第１弁駆動装置１０７を介
して開弁させると共に、第２流路切換弁１０８を第２弁
駆動装置１０９を介して閉弁させておいて、フィルタ１
０５に略全量の排気を通過させるようにする。

【００２６】フィルタ１０５が再生時期となった場合
には、まず、フィルタ１０５の下流側の第１流路切換弁
１０６を第１弁駆動装置１０７を介して閉弁させると共
に、第２流路切換弁１０８を第２弁駆動装置１０９を介
して開弁する。これにより、第２分岐通路１０３の通気
抵抗が小さくなる一方で、第１分岐通路１０２側の通路
抵抗が増加するので、フィルタ１０５には、第１流路切
換弁１０６からの排気の洩れ量の設定により所定量に調
整された排気のみが流入することになり、つまり「伝播
による燃焼」に適した流量（フィルタ１０５が溶損しな
い範囲で最も良好に再生できる流量）に調整された排気
（酸素）がフィルタ１０５へ流入することになる。した
がって、「伝播による燃焼」の最適化を図ることができ
る。なお、排気通路の切換（第１分岐通路１０２から第
２分岐通路１０３への切換）により再生時における排圧
の増大が抑制されるので、フィルタ再生時の運転性の悪
化が防止されることになる。

【００２７】かかる状態で、電熱ヒータ１１０をヒー
タ駆動回路１１１を介して通電加熱して、フィルタの再
生を開始する。高酸素濃度下（例えば、再生が、図６に
示す運転領域Ｉで行なわれる場合）では、電熱ヒータ１
１０への通電後、「伝播による燃焼」が進行している間
（即ち、図９に示すように、再生開始０から燃焼伝播が
終了するまでの時刻ｔ１までの間。なお、このｔ１は、
図７に示すように、運転領域Ｉの場合は、ｔ１１とな
る。）、「伝播による燃焼」に必要な再生電力を供給す
る。この場合は、前述したように、高酸素濃度下での燃
焼であるため、燃焼が活発化するので、フィルタ１０５
が過熱化して溶損等しないように、即ち、フィルタ１０
５の温度が図９の溶損限界温度以下となるように、比較
的小さな再生電力（図１０のＷ２）に制御する。

【００２８】一方、低酸素濃度下（例えば、再生が、図
６に示す運転領域IIで行なわれる場合）で「伝播による
燃焼」（即ち、図９の再生開始０から燃焼伝播が終了す
るまでの時刻ｔ１までの間。なお、このｔ１は、図７の
破線に示すように、運転領域IIの場合は、ｔ１２とな
る。）が行なわれる場合には、高酸素濃度下（運転領域
Ｉ）で「伝播による燃焼」が行なわれる場合に較べて、
燃焼の活発度合いが低いので、フィルタ１０５の温度も
低くなる（図７の破線参照）。したがって、高酸素濃
度下での「伝播による燃焼」時に供給される再生電力
（図１０のＷ２）より高い再生電力（図１１のＷ１）を
供給するようにして、これによって低酸素濃度下での
「伝播による燃焼」の改善を図るようになっている。

【００２９】「伝播による燃焼」が終了した後から、
再生が終了するまでの間（即ち、図９に示すｔ１から再
生が終了する時刻ｔ２までの間）の「加熱による燃焼」
が行なわれる間は、「伝播による燃焼」で燃え残った比
較的少量のパティキュレートが燃えるのみであるので、
このためフィルタ１０５の温度も「伝播による燃焼」時
に較べ低くなる（図９の破線参照）。したがって、高酸
素濃度下の場合について説明すれば、「伝播による燃
焼」時の再生電力（図１０のＷ２）より高い再生電力
（図１０のＷ１）を供給するようにして、以って「加熱
による燃焼」の改善を図るようになっている。

【００３０】なお、再生時期・再生終了時期の検出は、
以下のようにして行なわれる。まず、アクセル開度と機
関回転速度等を検出する運転状態検出手段１１２の検出
信号に基づいて、排出量検出手段１１３が、図７に示す
運転領域＆パティキュレート排出量の検索マップを参照
し、機関からのパティキュレートの排出量を検出する。

【００３１】そして、運転状態検出手段１１２と排出量
検出手段１１３との検出結果に基づいて、堆積量検出手
段１１４が、フィルタ１０５へのパティキュレートの堆
積量を検出する。その後、堆積量検出手段１１４は、堆
積量が所定量以上になると、フィルタ１０５の再生時期
と判断し、堆積量と運転状態とに基づいて再生終了時期
を判断する。該再生時期・再生終了時期の判断結果に基
づいて、コントロールユニット１１５では再生を行なう
ようになっている。したがって、かかる堆積量検出手段
１１６が、本発明にかかる再生時期検出手段を構成す
る。

【００３２】次に、本実施例にかかるコントロールユニ
ット１１５が行なうフィルタの再生制御について、具体
的に、図４，図５に示すフローチャートに従って説明す
ることにする。ステップ（図では、Ｓと記してある。以
下同様）１では、機関回転速度、機関負荷等の信号を読
み込む。該ステップ１が、運転状態検出手段１１２を構
成する。

【００３３】ステップ２では、機関１００からの単位時
間当たりのパティキュレート総排出量を、図８の運転領
域＆パティキュレート排出量の検索マップを参照して、
検索により求める。当該ステップ２が、排出量検出手段
１１３を構成する。ステップ３では、フィルタ１０５が
再生中であるか否かを判断する。再生中の場合はステッ
プ１６へ進み、非再生中の場合にはステップ４へ進む。

【００３４】ステップ４では、フィルタ１０５へのパテ
ィキュレート堆積量βを、ステップ２で求めたパティキ
ュレート総排出量（積算量）より求める。ステップ５で
は、フィルタ１０５へのパティキュレート堆積量βが、
再生時期である再生可能堆積量βＲｅを越えたか否かを
判断する。パティキュレート堆積量βが再生可能堆積量
βＲｅを越え、再生時期が来たと判断されるとステップ
６へ進み、再生時期ではないと判断されるとステップ１
へ進む。

【００３５】ステップ６では、再生フラグを付けてフィ
ルタ１０５が再生中であることを示す。ステップ７で
は、フィルタ１０５側の第１流路切換弁１０６を、第１
弁駆動装置１０７を介して閉弁する。ステップ８では、
第２排気通路１０３側の第２流路切換弁１０８を、第２
弁駆動装置１０９を介して開弁させる。

【００３６】そして、図５に示すフローチャートＡへ進
む。フローチャートＡでは、以下に説明するステップ１
３〜ステップ１７が実行される。ステップ１３では、図
６に示す運転状態と排気中の酸素濃度の関係を示すマッ
プに基づいて、再生中の運転状態における排気が高酸素
濃度であるか低酸素濃度であるかを判断する。

【００３７】ステップ１４では、ステップ１３で高酸素
濃度下での再生であると判断したので、図１０に示す高
酸素濃度時の通電パターン１（当該通電パターン１が、
本発明にかかる第１フィルタ昇温特性変更手段に相当す
る。）に基づいて、再生用の電熱ヒータ１１０への再生
用電力の供給を開始する。つまり、高酸素濃度下での
「伝播による燃焼」時（図１０の０〜ｔ１の間）は再生
用電力Ｗ２に制御し、「加熱による燃焼」（図１０のｔ
１〜ｔ２の間）へ移行した後には、再生用電力Ｗ１（＞
Ｗ２）に制御するものである。

【００３８】ステップ１５では、ステップ１３で低酸素
濃度下での再生であると判断したので、図１１に示す低
酸素濃度時の通電パターン２（当該通電パターン２が、
本発明にかかる第２フィルタ昇温特性変更手段に相当す
る。）に基づいて、再生用の電熱ヒータ１１０への再生
用電力の供給を開始する。つまり、低酸素濃度下での
「伝播による燃焼」時（図１１の０〜ｔ１の間）は再生
用電力Ｗ１に制御し、「加熱による燃焼」（図１１のｔ
１〜ｔ２の間）へ移行した後も、再生用電力Ｗ１に制御
するものである。

【００３９】ステップ１６では、電熱ヒータ１１０の通
電時間ｔが、所定時間ｔ２を経過したか否かを判断す
る。つまり、再生が終了したか否かを判断する。ステッ
プ１７では、所定時間ｔ２が経過（再生終了）したの
で、電熱ヒータ１１０への通電を終了する。以上、ステ
ップ１３〜ステップ１７（フローチャートＡ）が終了す
ると、その後は、再び図４に示すフローチャートのステ
ップ９へ戻る。

【００４０】ステップ９では、フィルタ１０５側の第１
流路切換弁１０６を、第１弁駆動装置１０７を介して開
く。ステップ１０では、第２排気通路１０３側の第２流
路切換弁１０８を、第２弁駆動装置１０９を介して閉じ
る。ステップ１１では、フィルタ１０５の再生が終了し
たので、フィルタ１０５へのパティキュレート堆積量β
を０にリセットする。

【００４１】ステップ１２では、フィルタ１０５の再生
が終了したので、再生フラグ１を外して、本フローを終
了する。このように、本実施例によれば、高酸素濃度下
での「伝播による燃焼」の間は該燃焼に見合った再生用
排気流量と、電熱ヒータ１１０への再生用電力Ｗ２を供
給することでフィルタ１０５の溶損等を防止しつつ「伝
播による燃焼」の最適化を図ることができる一方で、該
「伝播による燃焼」で燃え残ったパティキュレートを
「加熱による燃焼」で燃焼させるときには、電熱ヒータ
１１０への再生用電力をＷ１（＞Ｗ２）に制御するよう
にしてフィルタ１０５の温度を上昇させて「加熱による
燃焼」の改善（図９の〔ｔ１〜ｔ２〕の期間における実
線と破線を参照）を図るようにしたので、完全にパティ
キュレートを焼き切ることができる。つまり、フィルタ
１０５を溶損等させることなく、フィルタ１０５の再生
を良好に行なうことができる。

【００４２】また、低酸素濃度下での「伝播による燃
焼」においては、高酸素濃度下での「伝播による燃焼」
における電熱ヒータ１１０への再生用電力Ｗ２より高い
再生用電力Ｗ１（当該電熱ヒータ１１０の最大容量に相
当）を供給するようにしたので、低酸素濃度下における
「伝播による燃焼」も改善することができる。なお、本
実施例では、第１流路切換弁１０６をフィルタ１０５の
下流側に設けて構成したが、勿論フィルタ１０５の上流
側の第１分岐通路１０２に設けるようにして構わない。
また、本実施例では、第１流路切換弁１０６，第２流路
切換弁１０８を、開閉弁を用いて説明したが、これに代
えてオリフィスを採用し、オリフィス径を可変制御する
ようにしても、本実施例同様の効果が得られる。

【００４３】また、第１流路切換弁１０６や第２排気流
路切換弁１０８を開度調整可能な弁で構成して、再生時
にフィルタ１０５へ流入する排気流量を、高酸素濃度下
或いは低酸素濃度下の「伝播による燃焼」にそれぞれ適
した流量に制御すると共に、「加熱による燃焼」時には
該燃焼形態に適した流量に制御するようにし、これら制
御された排気流量に応じて適宜再生用電力を制御するこ
とで、より一層フィルタ１０５の再生の最適化や電力消
費の低減を図ることが可能である。

【００４４】なお、本実施例では、高酸素濃度下におけ
る再生を、再生開始から所定時間内においては供給電力
をＷ２とし、所定時間経過後から再生終了までの間を供
給電力をＷ１に変更するようにして説明したが、再生時
間の短縮を犠牲にしても急激な充放電によるバッテリの
消耗等の抑制を優先させたい場合には、所定時間経過後
から再生終了までの間も小さな再生用電力Ｗ２で再生を
行なうようにしてもよい。即ち、排気中の酸素濃度に応
じて再生用電力の供給量を変更することによって（つま
り、高酸素濃度下での供給電力をＷ２に設定する一方
で、低酸素濃度下での供給電力をＷ１に設定して）、低
酸素濃度下の「伝播による燃焼」を改善するようにする
だけでも、従来の酸素濃度に拘わらず電力供給量Ｗ２に
固定設定するものに較べ、フィルタの再生を十分改善す
ることができる。

【００４５】ところで、本実施例では、酸素濃度を運転
状態に基づいて検出することとして説明したが、勿論排
気中の酸素濃度を直接検出できる酸素センサ等を備える
ようにしてもよい。この場合には、よりきめの細かな再
生制御が行なえるという利点がある。次に、本発明にか
かる第２の実施例について説明する。

【００４６】図１２に、本発明の第２の実施例にかかる
排気微粒子処理装置の全体構成を示す。内燃機関１００
のエキゾーストマニホールドに接続される排気通路１０
１は、その途中部分において、第１分岐通路１０２と第
２分岐通路１０３とに一旦分岐した後、再び合流するよ
うに構成されている。

【００４７】該第１分岐通路１０２には、フィルタケー
ス１０４に内装されて排気中のパティキュレートを捕集
するフィルタ１０５が介装されている。そして、該第１
分岐通路１０２のフィルタケース１０４の排気上流側に
は、フィルタ１０５への排気の流入量を制御する第１流
路切換弁１０６Ａが介装されている。そして、前記フィ
ルタ１０５を再生する際に、フィルタ１０５へ再生用２
次空気を供給するためのエアポンプ１１６が備えられて
おり、該エアポンプ１１６からの再生用２次空気は、前
記第１流路切換弁１０６Ａとフィルタ１０５との間に開
口する２次空気供給通路１１７を介して供給されるよう
になっている。なお、エアポンプ１１６は、コントロー
ルユニット１１５からの信号により制御されるポンプ駆
動装置１１８を介して駆動されるようになっている。

【００４８】また、前記第２分岐通路１０３には、その
途中に、前記フィルタ１０５への排気の流入量を制御す
る第２流路切換弁１０８が介装されている。かかる第２
分岐通路１０３は、フィルタ１０５の再生中に該フィル
タ１０５をバイパスさせて排気するための通路である。
なお、前記第１流路切換弁１０６Ａを開閉駆動する第１
弁駆動装置１０７Ａと、第２流路切換弁１０８を開閉駆
動する第２弁駆動装置１０９が備えられる。これら第１
弁駆動装置１０７Ａと第２弁駆動装置１０９とは、コン
トロールユニット１１５からの駆動信号に基づいて制御
される。

【００４９】ここにおいて、前記第１流路切換弁１０６
Ａ、前記第２流路切換弁１０８、コントロールユニット
１１５等が本発明にかかる排気流入量制御手段を構成す
る。そして、前記エアポンプ１１６，前記２次空気供給
通路１１７、コントロールユニット１１５等が、本発明
にかかる２次空気供給手段を構成する。そして、前記フ
ィルタ１０５の排気上流側には、フィルタ１０５に捕集
されたパティキュレートを加熱して燃焼させるための電
熱ヒータ１１０が設けられると共に、該電熱ヒータ１１
０を駆動するためのヒータ駆動回路１１３が備えられて
いる。かかるヒータ駆動回路１１３は、コントロールユ
ニット１１５からの駆動信号に基づいて制御されるよう
になっている。

【００５０】ここにおいて、前記電熱ヒータ１１０が、
本発明にかかるフィルタ昇温手段を構成する。また、前
記機関の負荷、回転速度、冷却水温等の機関の運転状態
を検出する運転状態検出手段１１２が設けられている。
さらに、機関からのパティキュレート排出量を検知・推
定する排出量検出手段１１３と、フィルタ１０５へのパ
ティキュレートの堆積量を推定・検出し、そのパティキ
ュレートの堆積量に基づいてフィルタ１０５の再生時
期、再生終了時期の設定を行なう堆積量検出手段１１４
が備えられる。かかる排出量検出手段１１３と堆積量検
出手段１１４は、コントロールユニット１１５内のマイ
クロコンピュータ等がソフト的に備えるものである。

【００５１】ここで、第２の実施例の作用について説明
する。 フィルタ１０５にパティキュレートを捕集させる場合
は、第１流路切換弁１０６Ａを第１弁駆動装置１０７Ａ
を介して開弁させ、第２流路切換弁１０８を第２弁駆動
装置１０９を介して閉弁させておいて、フィルタ１０５
に略全量の排気を通過させるようにする。

【００５２】フィルタ１０５にパティキュレートが堆
積し、フィルタ１０５の再生時期となった場合には、ま
ず、フィルタ１０５の上流側の第１流路切換弁１０６Ａ
を第１弁駆動装置１０７Ａを介して閉弁させ、かつ、第
２流路切換弁１０８を第２弁駆動装置１０９を介して開
弁する。これにより、第２分岐通路１０３側の通気抵抗
が大幅に低下し、第１分岐通路１０２側の通路抵抗が増
加するので、略全量の排気が、第２分岐通路１０３側を
流れるようになる。

【００５３】かかる状態で、電熱ヒータ１１０をヒー
タ駆動回路１１１を介して通電加熱して、フィルタを再
生する。電熱ヒータ１１１への通電後、「伝播による燃
焼」が進行している間（即ち、図９に示すように、再生
開始０から燃焼伝播が終了するまでの時刻ｔ１までの
間）、図１０に示すように、「伝播による燃焼」に必要
な再生用電力Ｗ２を供給する。これにより、「伝播によ
る燃焼」によるフィルタ１０５の再生が、溶損等が発生
することなく良好に行なわれることになる。

【００５４】なお、本実施例では、当該フィルタ１０５
の再生時に、エアポンプ１１６により酸素濃度の安定し
た２次空気を供給するようにしたので、再生時の酸素濃
度が、機関１００の運転状態に応じて左右されることが
ないので、安定して高再生効率を得ることができる。 「伝播による燃焼」が終了した後から、再生が終了す
るまでの間（即ち、ｔ１〜ｔ２の間）は、「伝播による
燃焼」時の再生用電力Ｗ２よりも高い再生用電力Ｗ１を
供給する。つまり、この「加熱による燃焼」が行なわれ
る間は、「伝播による燃焼」が行なわれる場合に較べ
て、燃焼の活発度合いが低いので、フィルタ１０５の温
度が低くなる。したがって、「伝播による燃焼」時の再
生電力より高い再生電力を供給するようにして、フィル
タ１０５の温度を加熱上昇させ、以って「加熱による燃
焼」の改善を図るようになっている。

【００５５】なお、再生時期・再生終了時期の検出につ
いては、第１の実施例と同様であるので、説明を省略す
る。次に、図１３，図１４に示すフローチャートに従っ
て、具体的に、第２の実施例におけるコントロールユニ
ット１１５が行なうフィルタの再生制御について説明す
る。

【００５６】なお、図１３に示すステップ１〜ステップ
８は、第１の実施例で説明した図４のフローチャートと
同様であるので説明を省略する。ステップ８以降は、第
２の実施例では、図１４に示すフローチャートＢへ、一
旦進むことになる。即ち、フローチャートＢでは、ステ
ップ６でフィルタ１０５の再生時期であると判断し、ス
テップ７で第１流路切換弁１０６Ａを閉弁し、ステップ
８で第２流路切換弁１０８を開弁させた後、以下のよう
にして、ステップ１８〜ステップ２２を実行する。ステ
ップ１８では、再生用２次空気量を、エアポンプ１１６
から供給する。該エアポンプ１１６は、コントロールユ
ニット１１５からの信号に基づいて、ポンプ駆動装置１
１８を介して駆動される。

【００５７】ステップ１９では、本実施例においては、
エアポンプ１１６により機関１００の運転状態に拘わら
ず所定量に正確に制御された再生用２次空気を供給して
再生を行なうので、第１の実施例のように、酸素濃度に
応じて通電パターンを切換えることなく、図１０に示す
高酸素濃度下での通電パターン１に従って、電熱ヒータ
１１０への所定の再生電力を供給する。つまり、再生初
期の「伝播による燃焼」時（図１０の０〜ｔ１の間）は
再生用電力Ｗ２に制御し、「加熱による燃焼」（図１０
のｔ１〜ｔ２の間）へ移行した後には、再生用電力Ｗ１
（＞Ｗ２）に制御するものである。

【００５８】ステップ２０では、電熱ヒータ１１０の通
電時間ｔが、所定時間ｔ２を経過したか否かを判断す
る。ステップ２１では、所定時間ｔ２が経過し、再生が
終了したとして、再生用２次空気の供給を停止する。ス
テップ２２では、電熱ヒータ１１０の通電加熱を終了す
る。

【００５９】以上、ステップ１８〜ステップ２２（フロ
ーチャートＢ）が終了すると、その後は、再び図１３に
示すフローチャートのステップ９へ進む。ステップ９で
は、フィルタ１０５側の第１流路切換弁１０６Ａを、第
１弁駆動装置１０７Ａを介して開く。これにより、排気
がフィルタ１０５を通過するので、パティキュレートの
フィルタ１０５への捕集が再び開始される。

【００６０】ステップ１０では、第２排気通路１０３側
の第２流路切換弁１０８を、第２弁駆動装置１０９を介
して閉じる。これは、第２排気通路１０３側への排気の
流入を禁止して、フィルタ１０５側に排気を流し、パテ
ィキュレートを効果的に捕集して、パティキュレートの
大気への排出を防止するためである。ステップ１１で
は、フィルタ１０５の再生が終了したので、フィルタ１
０５へのパティキュレート堆積量を０にリセットする。

【００６１】ステップ１２では、フィルタ１０５の再生
が終了したので、再生フラグ１を外す。このように、本
実施例によれば、「伝播による燃焼」の間は該燃焼に見
合った再生用排気流量と、電熱ヒータ１１０への再生用
電力Ｗ２を供給することでフィルタ１０５の溶損等を防
止しつつ「伝播による燃焼」の最適化を図ることができ
る一方で、該「伝播による燃焼」で燃え残ったパティキ
ュレートを「加熱による燃焼」で燃焼させるときには、
電熱ヒータ１１０への再生用電力をＷ１（＞Ｗ２）に制
御するようにして「加熱による燃焼」の改善を図るよう
にしたので、完全にパティキュレートを焼き切ることが
できる。つまり、フィルタ１０５を溶損等させることな
く、フィルタ１０５の再生効率を高めることができる。

【００６２】また、本実施例では、エアポンプ１１６に
よって再生用２次空気を供給するので、第１の実施例に
較べて、酸素濃度の制御精度が高く、また機関１００の
運転状態によって左右されることがないので、安定して
高い再生効率を得ることができる。なお、第２の実施例
では、エアポンプ１１６によって再生用２次空気を供給
するものについて説明したが、過給機を備える内燃機関
にあっては、該過給機の圧縮空気の一部を導き再生用２
次空気として利用するような構成にしてもよい。

【００６３】次に、第３の実施例について説明する。第
１の実施例では、構成、制御の簡略化のために、再生用
電力をＷ１とＷ２（＜Ｗ１）の２種類で再生制御を行な
うようにした結果、低酸素濃度下における「伝播による
燃焼」と「加熱による燃焼」の再生において、高酸素濃
度下における「加熱による燃焼」時と同一の再生用電力
Ｗ１で再生するようにして説明したが、実際には、それ
ぞれの燃焼状態毎にフィルタの溶損等を生じさせない範
囲内において最適な再生用電力が存在する。

【００６４】そこで、第３の実施例では、高酸素濃度下
と低酸素濃度下のそれぞれの酸素濃度下の「伝播による
燃焼」と「加熱による燃焼」とをそれぞれ最適化すべ
く、各燃焼状態毎に再生用電力を可変制御するようにし
ている。したがって、第３の実施例では、電熱ヒータ１
１０に数段開の再生電力を供給可能な構成となっている
以外は、第１の実施例と基本構成は同様であるので、構
成についての詳細な説明は省略する。

【００６５】以下に、第３の実施例におけるコントロー
ルユニット１１５が行なうフィルタの再生制御につい
て、図１５、図１６に示すフローチャートＣに従って説
明することにする。なお、当該図１６に示すフローチャ
ートＣは、第１の実施例に於ける図５のフローチャート
Ａに代わるものであり、また、図１５に示すフローチャ
ートは、第１の実施例における図４のフローチャートと
同様である。

【００６６】つまり、ステップ１では、機関回転速度、
機関負荷等の信号を読み込む。ステップ２では、機関１
００からの単位時間当たりのパティキュレート総排出量
を、図８の運転領域＆パティキュレート排出量の検索マ
ップを参照して、検索により求める。

【００６７】ステップ３では、フィルタ１０５が再生中
であるか否かを判断する。再生中の場合はステップ１６
へ進み、非再生中の場合にはステップ４へ進む。ステッ
プ４では、フィルタ１０５へのパティキュレート堆積量
βを、ステップ２で求めたパティキュレート総排出量
（積算量）より求める。ステップ５では、フィルタ１０
５へのパティキュレート堆積量βが、再生時期である再
生可能堆積量βＲｅを越えたか否かを判断する。パティ
キュレート堆積量βが再生可能堆積量βＲｅを越え、再
生時期が来たと判断されるとステップ６へ進み、再生時
期ではないと判断されるとステップ１へ進む。

【００６８】ステップ６では、再生フラグを付けてフィ
ルタ１０５が再生中であることを示す。ステップ７で
は、フィルタ１０５側の第１流路切換弁１０６を、第１
弁駆動装置１０７を介して閉弁する。ステップ８では、
第２排気通路１０３側の第２流路切換弁１０８を、第２
弁駆動装置１０９を介して開弁させる。

【００６９】そして、図１６に示すフローチャートＣへ
進む。フローチャートＣでは、以下に説明するステップ
３１〜ステップ３９が実行される。ステップ３１では、
図６に示す運転状態と排気中の酸素濃度の関係を示すマ
ップに基づいて、再生中の運転状態における排気が高酸
素濃度（運転領域Ｉ）であるか低酸素濃度（運転領域I
I）であるかを判断する。

【００７０】ステップ３２では、ステップ３１で高酸素
濃度下での再生であると判断したので、図１７に示す高
酸素濃度時の通電パターン３（当該通電パターン３が、
本発明にかかる第１フィルタ昇温特性変更手段に相当す
る。）に基づいて、再生用の電熱ヒータ１１０への再生
用電力Ｗ21の供給を開始する。ステップ３３では、通電
時間ｔが、所定時間ｔ１１を経過したか否か、つまり、
高酸素濃度下での「伝播による燃焼」期間（図１７の０
〜ｔ11の間）が終了したか否かを判断する。ＹＥＳであ
れば、続けて「加熱による燃焼」を行なうべくステップ
３４へ進む。一方、ＮＯであれば、継続して再生用電力
Ｗ21を供給する。

【００７１】ステップ３４では、「加熱による燃焼」
（図１７のｔ11〜ｔ２の間）へ移行したので、図１７の
通電パターン３に従って再生用電力Ｗ11（＞Ｗ21）を供
給する。ステップ３５では、電熱ヒータ１１０の通電時
間ｔが、所定時間ｔ２を経過したか否かを判断する。つ
まり、再生が終了したか否かを判断する。

【００７２】ステップ３６では、所定時間ｔ２が経過
（再生終了）したので、電熱ヒータ１１０への通電を終
了する。一方、ステップ31で低酸素濃度下（運転領域I
I）であると判断された場合には、ステップ３７へ進む
が、当該ステップ３７では、図１８に示す低酸素濃度時
の通電パターン４（当該通電パターン４が、本発明にか
かる第１フィルタ消音特性変更手段に相当する。なお、
通電パターン３と通電パターン４との再生用電力供給量
の差が、本発明にかかる第２フィルタ昇温特性変更手段
に相当する。）に基づいて、再生用の電熱ヒータ１１０
へ再生用電力Ｗ22（＞Ｗ21）の供給を開始する。

【００７３】ステップ３８では、通電時間ｔが、所定時
間ｔ１２を経過したか否か、つまり、低酸素濃度下での
「伝播による燃焼」期間（図１８の０〜ｔ12の間）が終
了したか否かを判断する。ＹＥＳであれば、続けて「加
熱による燃焼」を行なうべくステップ３９へ進む。一
方、ＮＯであれば、継続して再生用電力Ｗ22を供給す
る。

【００７４】ステップ３９では、「加熱による燃焼」
（図１８のｔ12〜ｔ２の間）へ移行したので、図１８の
通電パターン４に従って再生用電力Ｗ12（＞Ｗ22、か
つ、Ｗ12＞Ｗ11）を供給する。その後は、前述のステッ
プ３５を経て、ステップ３６で電熱ヒータ１１０への通
電を終了する。

【００７５】以上のステップ３１〜ステップ３９（フロ
ーチャートＣ）が終了すると、その後は、再び図１５に
示すフローチャートのステップ９へ戻る。ステップ９で
は、フィルタ１０５側の第１流路切換弁１０６を、第１
弁駆動装置１０７を介して開く。ステップ１０では、第
２排気通路１０３側の第２流路切換弁１０８を、第２弁
駆動装置１０９を介して閉じる。

【００７６】ステップ１１では、フィルタ１０５の再生
が終了したので、フィルタ１０５へのパティキュレート
堆積量βを０にリセットする。ステップ１２では、フィ
ルタ１０５の再生が終了したので、再生フラグ１を外し
て、本フローを終了する。このように、第３の実施例に
よれば、高酸素濃度下での「伝播による燃焼」時と「加
熱による燃焼」時とのそれぞれに応じた電熱ヒータ１１
０への再生用電力Ｗ21，Ｗ11を供給することでフィルタ
１０５の溶損等を防止しつつ最も効果的に再生処理を行
なうことができる。また、低酸素濃度下では、低酸素濃
度下での「伝播による燃焼」時と「加熱による燃焼」時
とのそれぞれに応じた電熱ヒータ１１０への再生用電力
Ｗ22，Ｗ11を供給することでフィルタ１０５の溶損等を
防止しつつ最も効果的に再生処理を行なうことができ
る。従って、酸素濃度や燃焼形態の違いに拘わらず、フ
ィルタ１０５を溶損等させることなく、完全にパティキ
ュレートを焼き切ることができ、以ってフィルタ１０５
の再生を最も良好に行なうことができる。

【００７７】ところで、上記各実施例では、理解の容易
のため、或いは構成の簡略化のために、再生処理を「伝
播による燃焼期間」と「加熱による燃焼期間」との２つ
に分け、夫々の期間における再生を最適化するものの代
表例として説明したが、これに限定されるものではな
く、再生に必要な電力供給量を、再生の進行度合いに応
じて徐々に（例えば、経時的に、無段階に若しくは多数
のステップに分けて）変化させて、再生期間中を通して
フィルタ１０５の溶損等を防止しつつ再生の最適化を図
るようにしてもよい。この場合には、第１，第３の実施
例にあっては、各弁を開度制御可能な弁を用いることが
望ましい。第２の実施例にあっては、エアポンプ１１６
を用いていることから、酸素濃度を容易に可変制御可能
であり、従って容易に再生期間中を通して燃焼の最適化
を図ることが可能である。。

【００７８】また、上記各実施例では、理解の容易のた
めに、明確に再生処理を「伝播による燃焼期間」と「加
熱による燃焼期間」との２つに分けて説明したが、フィ
ルタの大きさ、形状、熱容量等、或いは運転状態によ
り、「伝播による燃焼期間」と「加熱による燃焼期間」
とが明確に区別できない場合もあり、この場合には、伝
播による燃焼期間（０〜ｔ１）を、厳密に伝播による燃
焼期間に設定せず、要求する再生特性が得られるよう
に、適宜設定するようにして構わない。

【００７９】また、予め通電パターンを設定せずに、例
えば、フィルタ１０５の温度或いは下流側近傍の温度を
検出し、その温度検出結果に基づいて、伝播による燃焼
期間の終期ｔ１を検出し、該検出結果に基づいて、電熱
ヒータ１１０への供給電力の変更を行なうようにしても
よい。この場合には、実際の再生状態に応じた電力供給
制御が行なえるので、予め通電パターンを設定する場合
に較べ、無駄なく再生を行なうことができる。さらに、
上記各実施例では、再生後期、即ち「加熱による燃焼」
時のフィルタ温度は、フィルタの溶損限界温度に較べて
可なり低めになるように設定されているが（図９参
照）、勿論溶損等が生じない範囲でフィルタの溶損限界
温度に近づけて「加熱による燃焼」を更に活性化し、更
なる再生の高効率化、再生時間の短縮化を図るようにし
て構わない。

【００８０】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記
載の内燃機関の排気微粒子処理装置によれば、前記第１
フィルタ昇温特性変更手段により、再生処理の進行度合
いに応じて前記フィルタ昇温手段の熱供給量を変化させ
るようにしたので、フィルタの再生期間中を通してフィ
ルタの溶損等が起きない範囲で再生（燃焼）の活性化を
図ることができ、以ってフィルタの再生を高効率で行な
うことができる。

【００８１】請求項２に記載の発明によれば、前記第１
フィルタ昇温特性変更手段を、再生開始から所定時間内
における前記フィルタ昇温手段のフィルタへの供給熱量
に較べ、前記所定時間経過後から再生終了までの間にお
ける前記フィルタ昇温手段のフィルタへの供給熱量が多
くなるように設定したので、簡単な構成により再生初期
の燃焼が活発な期間（伝播による燃焼期間）において
は、フィルタの溶損等を抑制しつつ微粒子の燃焼の活発
化を図り、再生後期の燃焼が活発でない期間（加熱によ
る燃焼期間）では、フィルタ温度を上昇させて微粒子の
燃焼の改善を図ることができる。

【００８２】請求項３に記載の発明によれば、フィルタ
の再生時に、フィルタへ２次空気を供給する２次空気供
給手段を含んで構成したので、再生中にフィルタへ流入
する酸素量を高精度に制御すると共に、機関運転状態が
変化してフィルタへ流入する排気中の酸素量が変化する
ことで、フィルタの再生が変化してしまうことが防止さ
れるので、再生の最適化を容易にすることができる。

【００８３】請求項４に記載の発明では、前記第２フィ
ルタ昇温特性変更手段により、再生中の排気中の酸素濃
度（フィルタへ流入する酸素濃度）に応じて前記フィル
タ昇温手段のフィルタへの熱供給量を変化させるように
したので、酸素濃度に拘わらず再生（燃焼）を活発化さ
せることができ、以ってフィルタの再生を高効率で行な
うことができる。

【００８４】請求項５に記載の発明では、前記第２フィ
ルタ昇温特性変更手段を、排気中の酸素濃度が高いとき
は、再生開始から所定時間内における前記フィルタ昇温
手段のフィルタへの熱供給量に較べ、前記所定時間経過
後から再生終了までの間における前記フィルタ昇温手段
のフィルタへの熱供給量を多くし、排気中の酸素濃度が
低いときは、再生開始から所定時間内における前記フィ
ルタ昇温手段のフィルタへの熱供給量を排気中の酸素濃
度が高いときより多くすると共に、当該熱供給量と、前
記所定時間経過後から再生終了までの間における前記フ
ィルタ昇温手段のフィルタへの熱供給量と、を略一致さ
せるようにして、排気中の酸素濃度変化しても、再生初
期の燃焼が活発な期間（伝播による燃焼期間）において
はフィルタの溶損等を抑制しつつ微粒子の燃焼の活発化
を図ることができ、再生後期の燃焼が活発でない期間
（加熱による燃焼期間）においてはフィルタ温度を上昇
させて微粒子の燃焼の改善を図ることができる。

【００８５】請求項６に記載の発明では、前記所定時間
を、伝播による燃焼が略終了する時間となるように設定
したので、再生開始から所定時間内の微粒子の燃焼にお
いて支配的な「伝播による燃焼」の略終期とすること
で、フィルタの溶損等を防止しつつ「伝播による燃焼」
の最適化と、その後の「加熱による燃焼」の最適化と、
を確実に図ることができるので、以ってフィルタの再生
を高効率で行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１にかかる発明のクレーム対応図

【図２】請求項４にかかる発明のクレーム対応図

【図３】第１の実施例における内燃機関の排気微粒子処
理装置の全体構成図

【図４】同上実施例における再生制御を説明するフロー
チャート

【図５】同上実施例における再生制御を説明するフロー
チャートＡ

【図６】同上実施例における機関運転状態と排気の酸素
濃度の関係を説明する図

【図７】同上実施例における通電加熱時間とフィルタ温
度の関係を説明する図

【図８】同上実施例における運転領域＆パティキュレー
ト排出量の検索マップを示す図

【図９】同上実施例における通電加熱時間とフィルタ温
度の関係を説明する図

【図１０】同上実施例における通電加熱時間と再生電力
の関係（通電パターン１；高酸素濃度条件下）を説明す
る図

【図１１】同上実施例における通電加熱時間と再生電力
の関係（通電パターン２；低酸素濃度条件下）を説明す
る図

【図１２】第２の実施例における内燃機関の排気微粒子
処理装置の全体構成図

【図１３】同上実施例における再生制御を説明するフロ
ーチャート

【図１４】同上実施例における再生制御を説明するフロ
ーチャートＢ

【図１５】第３の実施例における再生制御を説明するフ
ローチャート

【図１６】同上実施例における再生制御を説明するフロ
ーチャートＣ

【図１７】同上実施例における通電加熱時間と再生電力
の関係（通電パターン３；高酸素濃度条件下）を説明す
る図

【図１８】同上実施例における通電加熱時間と再生電力
の関係（通電パターン４；低酸素濃度条件下）を説明す
る図

【符号の説明】

１００ 内燃機関 １０１ 排気通路 １０２ 第１分岐通路 １０３ 第２分岐通路 １０５ フィルタ １０６ 第１流路切換弁 １０８ 第２流路切換弁 １１０ 電熱ヒータ １１５ コントロールユニット １１６ エアポンプ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気通路に介装されて、流入す
   る排気中の微粒子を捕集するフィルタと、 該フィルタの再生時期を検出する再生時期検出手段と、 熱量を供給して前記フィルタを昇温させるフィルタ昇温
   手段と、 前記フィルタへ流入する排気流量を減量制御する排気流
   入量制御手段と、 を備え、 前記再生時期検出手段により再生時期が検出されたとき
   に、前記排気流入量制御手段によりフィルタへ流入する
   排気流量を減量制御すると共に、前記フィルタ昇温手段
   によりフィルタを昇温させて、フィルタの再生を行なう
   ようにした内燃機関の排気微粒子処理装置において、 フィルタの再生時に、再生処理の進行度合いに応じて前
   記フィルタ昇温手段のフィルタへの供給熱量を変化させ
   てフィルタの昇温特性を変化させる第１フィルタ昇温特
   性変更手段を備えたことを特徴とする内燃機関の排気微
   粒子処理装置。
2. 【請求項２】前記第１フィルタ昇温特性変更手段が、再
   生開始から所定時間内における前記フィルタ昇温手段の
   フィルタへの供給熱量に較べ、前記所定時間経過後から
   再生終了までの間における前記フィルタ昇温手段のフィ
   ルタへの供給熱量が多いことを特徴とする請求項１に記
   載の内燃機関の排気微粒子処理装置。
3. 【請求項３】フィルタの再生時に、フィルタへ２次空気
   を供給する２次空気供給手段を含んで構成されたことを
   特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１に記載の内燃
   機関の排気微粒子処理装置。
4. 【請求項４】内燃機関の排気通路に介装されて、流入す
   る排気中の微粒子を捕集するフィルタと、 該フィルタの再生時期を検出する再生時期検出手段と、 熱量を供給して前記フィルタを昇温させるフィルタ昇温
   手段と、 前記フィルタへ流入する排気流量を減量制御する排気流
   入量制御手段と、 を備え、 前記再生時期検出手段により再生時期が検出されたとき
   に、前記排気流入量制御手段によりフィルタへ流入する
   排気流量を減量制御すると共に、前記フィルタ昇温手段
   によりフィルタを昇温させて、フィルタの再生を行なう
   ようにした内燃機関の排気微粒子処理装置において、 フィルタの再生時に、排気中の酸素濃度に応じて前記フ
   ィルタ昇温手段のフィルタへの供給熱量を変化させてフ
   ィルタの昇温特性を変化させる第２フィルタ昇温特性変
   更手段を備えたことを特徴とする内燃機関の排気微粒子
   処理装置。
5. 【請求項５】前記第２フィルタ昇温特性変更手段が、 排気中の酸素濃度が高いときは、再生開始から所定時間
   内における前記フィルタ昇温手段のフィルタへの熱供給
   量に較べ、前記所定時間経過後から再生終了までの間に
   おける前記フィルタ昇温手段のフィルタへの熱供給量を
   多くし、 排気中の酸素濃度が低いときは、再生開始から所定時間
   内における前記フィルタ昇温手段のフィルタへの熱供給
   量を排気中の酸素濃度が高いときより多くすると共に、
   当該熱供給量と、前記所定時間経過後から再生終了まで
   の間における前記フィルタ昇温手段のフィルタへの熱供
   給量と、を略一致させることを特徴とする請求項４に記
   載の内燃機関の排気微粒子処理装置。
6. 【請求項６】前記所定時間が、伝播による燃焼が略終了
   する時間であることを特徴とする請求項２または請求項
   ５に記載の内燃機関の排気微粒子処理装置。