排氣氣體淨化裝置和具有該排氣氣體淨化裝置的內燃機以及微粒過濾器再生方法

2023-06-11 06:21:11

專利名稱：排氣氣體淨化裝置和具有該排氣氣體淨化裝置的內燃機以及微粒過濾器再生方法
技術領域：
本發明涉及在以柴油發動機為代表的內燃機的排氣系統中所具有的、具有對排氣氣體中的粒子狀物質(Particulate Matter，下面稱為PM)進行捕集的微粒過濾器(下面簡稱為過濾器)的排氣氣體淨化裝置和具有該排氣氣體淨化裝置的內燃機以及過濾器再生方法。
背景技術：
近年，在裝載於汽車等上的內燃機中，要求提高排氣的淨化，特別是在柴油發動機中，在削減CO、HC、NOx的基礎上，還要求除去排氣氣體中所含有的煤等的PM。因此，在發動機的排氣通路上配置由多孔質材等構成的過濾器，通過該過濾器，捕集排氣氣體中的PM。
因為該過濾器是由如上述的多孔質材等構成，所以若過度地增加PM捕集量(下面也有稱為PM堆積量的情況)，則過濾器內的流通阻力增大，導致發動機輸出的下降等。因此，需要適當地除去被過濾器捕集的PM，對過濾器進行再生，使PM捕集能力恢復。
作為迄今為止的過濾器再生方式，例如下述的專利文獻1所公開的那樣，已知的是通過批次式地進行向過濾器內供給反洗空氣動作、由加熱裝置進行的過濾器加熱動作，來除去PM。
另外，為了使可應用於汽車用發動機等的過濾器的連續使用成為可能，也提出了下述的專利文獻2所公開的那樣的連續再生式的過濾器。在該專利文獻2中，並列連接多個過濾器，通過分別用一部分過濾器進行PM的捕集動作，用其它的過濾器進行再生動作，來使發動機的連續運轉成為可能。
另外，因為在上述連續再生式的過濾器中，過濾器大型化，所以作為謀求過濾器的小型化的方式，提出了化學反應型再生方式(例如參照下述的專利文獻3)。該化學反應型再生方式是使排氣氣體中的NO氧化成NO2，使用該NO2還原成NO時放出的O(氧)，氧化除去PM。例如，在過濾器中設置白金等的氧化催化劑，通過利用該氧化催化劑的氧化作用，使發動機運轉中的過濾器再生成為可能。
但是，在該化學反應型再生方式中，若排氣氣體溫度沒有達到規定的可進行再生動作的溫度(例如300℃)以上，則不能進行上述化學反應。即，若持續排氣氣體溫度不足該可進行再生動作的溫度的狀況，則成為大量的PM堆積於過濾器內，擔心過濾器的眼阻塞的狀況。因此，在PM的堆積量達到規定量以上的情況下，需要通過某種手段，將排氣氣體溫度提高到上述可進行再生動作的溫度以上。
鑑於這點，在具有電子控制蓄壓式燃料噴射裝置(所謂的共軌式噴射器)的發動機中，在噴射主燃料，膨脹行程開始後，執行從噴射器再次噴射燃料的「後噴射」，通過該後噴射燃料的燃燒，使排氣氣體溫度上升(例如，參照下述的專利文獻4)。另外，也有下述情況，即，在進氣系統設置進氣節流閥，通過減小其開度，使吸入空氣量減少，使空燃比濃，據此，使燃燒室內的燃燒溫度上升，提高排氣氣體溫度來進行(例如參照下述的專利文獻5)。
另外，在化學反應型再生方式的過濾器中，為了恰當地得到上述再生動作的開始時刻，需要正確地檢測過濾器的PM堆積量。
作為鑑於這點的文獻，提出了下述的專利文獻6以及專利文獻7。在專利文獻6中，通過壓力傳感器，檢測排氣管中的過濾器的上遊側和下遊側的壓力差，當該壓力差達到規定值以上時，判斷為PM堆積量已經增多，開始過濾器再生動作。另外，專利文獻6還公開了作為該過濾器再生動作，具體是減小在進氣系統所具有的進氣節流閥的開度、減小在排氣系統所具有的排氣節流閥的開度、增加燃料噴射量、延遲燃料噴射時期等。
另外，在專利文獻7中，公開了從圖譜中讀取與發動機的運轉狀態相對應的PM生成量以及燃燒速度常數，通過規定的演算公式，推定PM堆積量的情況。
專利文獻1特開平8-232639號公報專利文獻2特開平11-236813號公報專利文獻3特開2001-271629號公報專利文獻4特開平8-303290號公報專利文獻5特開平6-137130號公報專利文獻6特開平7-189654號公報專利文獻7特開2002-97930號公報如上所述，通過採取提高排氣氣體溫度的構件，來謀求實現化學反應型再生方式的技術已被公知，但是，迄今為止的這種技術在下述方面仍留有改進的餘地。
首先，在上述的專利文獻4中公開的通過後噴射來使排氣氣體溫度上升的手法中，因為是僅僅能夠用於可任意設定燃料噴射正時的電子控制式的燃料噴射裝置的技術，不能用於機械式的燃料噴射裝置，所以通用性低下。
另外，在象上述的專利文獻5公開的那樣，通過使吸入空氣量減少，來使排氣氣體溫度上升的手法中，因為例如在發動機怠速運轉狀態時，排氣氣體溫度極端地低，所以在從該狀態到沒有產生發動機熄火的範圍內，即使減小進氣節流閥的開度，也難以使排氣氣體溫度上升到可進行上述再生動作的溫度。其原因在於，因為隨著進氣節流閥的開度的減小，進氣壓力逐漸降低，在壓縮行程結束時刻的燃燒室內溫度逐漸降低，所以在沒有產生失火的範圍內，不能使排氣氣體溫度上升到可進行再生動作的溫度。
另外，在上述專利文獻6中公開的PM堆積量檢測方法不能認為其可靠性得到了充分的確保。其理由如下所述。首先，壓力傳感器一般耐熱性低，由於該壓力傳感器設置在高溫環境下的排氣系統中，所以存在不能輸出正確的檢測值的可能性。另外，因為來自發動機等的振動作用於(在車輛用發動機的情況下，來自車身的振動也作用於)對排氣管內部和壓力傳感器進行連接的壓力引出管，所以由於該振動，在壓力引出管上產生龜裂的情況下，不能正確地檢測排氣管的內壓。另外，特別是在被連接於過濾器上遊側的壓力引出管中，存在著在管內，由於PM進入而產生阻塞的可能性，在該情況下，也不能正確地檢測排氣管的內壓。
另外，因為過濾器的上遊側和下遊側的壓力差的壓力水平非常低，需要微差壓計量，所以作為壓力傳感器，需要高精度、高價的壓力傳感器，實用性欠缺。
此外，即使PM堆積量相同，過濾器的上遊側和下遊側的壓力差也因發動機運轉狀況(特別是排氣氣體的量)而變動。因此，為了了解正確的PM堆積量，必需取得發動機轉速、發動機負載等信息，相對於由壓力傳感器檢測的壓力差，根據這些信息進行補正計算。因此，不僅需要用於取得上述信息的構件，還導致了演算動作的複雜化。但是，即使取得了上述信息，進行了壓力差的補正計算，也如上所述，不能保證檢測出的壓力差正確，補正計算後的PM堆積量不一定正確。
另外，即使是在上述專利文獻7中公開的PM堆積量檢測方法中，也難說其可靠性得到了充分的確保。其原因在於，在發動機中，因通常的劣化以外的任何故障而產生性能劣化的情況下，存在PM排出量增大的可能性，在該情況下，在通過演算公式推定的PM堆積量與實際的PM堆積量之間產生了差。因此，需要採用上述專利文獻6那樣的差壓檢測等其它的構件，保證上述推定的PM堆積量不會偏離實際的PM堆積量太遠。
如上所述，因為在以往的PM堆積量檢測方法中，不能充分確保其可靠性，所以存在對過濾器的PM堆積量進行誤判斷的可能性。例如，在與實際的PM堆積量少的情況無關，也誤判斷PM堆積量達到規定量(需要進行過濾器再生動作的量)的狀況下，存在頻繁地進行再生動作，導致該再生動作所需要的能量的增大(例如，通過電加熱器進行過濾器加熱的情況下，消耗電力增大)，或者由於頻繁的過濾器加熱，對過濾器的長壽命化造成不良影響的可能性。反之，在與實際的PM堆積量達到上述規定量無關，誤判斷PM堆積量沒有達到規定量的狀況下，過濾器過度阻塞，伴隨著排氣壓力損失的增加，會導致發動機輸出的下降、燃料消耗率惡化的情況。
本發明的目的在於，提供一種可通過更恰當的方式、且更恰當的時期，進行微粒過濾器的再生動作的排氣氣體淨化裝置和具有該排氣氣體淨化裝置的內燃機以及過濾器再生方法。具體地說，其目的是提供一種不涉及燃料噴射裝置的形式，並能夠切實地使排氣氣體溫度上升，可謀求提高再生動作的可靠性的排氣氣體淨化裝置和具有該排氣氣體淨化裝置的內燃機以及過濾器再生方法，以及提供一種能夠正確識別對內燃機的排氣氣體中的PM進行捕集的過濾器中的PM堆積量的排氣氣體淨化裝置和具有該排氣氣體淨化裝置的內燃機。

發明內容
本發明的排氣氣體淨化裝置的特徵在於，具有微粒過濾器、進氣量減少構件、排氣加熱構件、堆積量檢測構件、排氣溫度檢測構件、再生動作控制構件，該微粒過濾器捕集內燃機的排氣中的粒子狀物質，同時，在排氣溫度達到在可進行再生動作的溫度的情況下，可進行上述粒子狀物質的氧化清除產生的再生；該進氣量減少構件為在上述內燃機的進氣系統所具有，可減少吸入空氣量；該排氣加熱構件為在上述內燃機的排氣系統所具有，可對排氣氣體進行加熱；該堆積量檢測構件可對上述微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量超過規定量的情況進行檢測；該排氣溫度檢測構件可檢測上述內燃機的排氣溫度；該再生動作控制構件接收上述堆積量檢測構件以及上述排氣溫度檢測構件的輸出，在上述微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量超過上述規定量，且上述內燃機的排氣溫度不足上述可進行再生動作的溫度時，優先使上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作、上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作中的任意一種執行，或者使這兩者同時執行。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，在內燃機的運轉中，與排氣氣體一同排出的粒子狀物質逐漸被微粒過濾器捕集。然後，若排氣溫度沒有達到可進行再生動作的溫度而繼續內燃機的運轉，則在微粒過濾器內部的粒子狀物質的堆積量逐漸增大，成為擔心微粒過濾器阻塞的狀況。因此，在微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量超過規定量、即，成為擔心上述阻塞的狀況，且為內燃機的排氣溫度不足可進行再生動作的溫度，即，沒有進行微粒過濾器的自然再生的狀況時，再生動作控制構件使進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作、排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作開始。這些動作有優先執行一種，然後，再執行另一種的情況，也有同時執行這兩種的情況。據此，排氣溫度達到可進行再生動作的溫度，微粒過濾器內部的粒子狀物質被氧化除去，微粒過濾器被再生。因此，不需要以往的後噴射，即可使排氣溫度上升到可進行再生動作的溫度以上，另外，即使是在發動機的怠速中，不能使吸入空氣量減少到必要以上的狀況下，也能夠通過排氣加熱構件，使排氣溫度上升到可進行再生動作的溫度以上。因此，也能應用於具有機械式的燃料噴射裝置的發動機中，可不涉及燃料噴射裝置的形式，並且可以切實地進行排氣氣體溫度的上升，能夠謀求提高再生動作的可靠性。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述再生動作控制構件在上述微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量超過上述規定量，並且上述內燃機的排氣溫度不足上述可進行再生動作的溫度時，優先使上述吸氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作、上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作中的任意一個動作執行，然後，在上述內燃機的排氣溫度仍未達到上述可進行再生動作的溫度時，使另一個動作執行。
例如，在優先進行進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作的情況下，在僅通過該吸入空氣量減少動作，排氣溫度即可達到可進行再生動作的溫度的情況下，沒有必要進行排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作。因此，可以抑制排氣加熱構件消耗的能量(例如電能)的損失。另外，在想要僅通過排氣加熱構件(例如電加熱器)進行的排氣氣體加熱動作，使排氣溫度上升到可進行再生動作的溫度，雖然因為該升溫的上升緩慢，所以存在需要延長截止到再生開始的時間的可能性，但是，若優先進行吸入空氣量的減少動作，則可以使排氣氣體的升溫與吸入空氣量的減少動作大致同時進行。
另一方面，在優先進行排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作的情況下，在僅通過該排氣氣體加熱動作，排氣溫度達到了可進行再生動作的溫度的情況下，沒有必要進行進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作。因此，可以抑制與進氣量的減少相伴的CO、THC的產生量的增加，另外，通過抑制發動機的泵吸損失，可以抑制燃料消耗率的惡化。另外，雖然僅通過吸入空氣量減少動作，即可在可上升的排氣氣體溫度中存在界限(例如，只能預期50-100deg程度的升溫)，但是，若優先進行排氣氣體加熱動作，則能夠通過該加熱動作，切實且大幅地使排氣溫度上升。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，在上述進氣量減少構件進行的吸入空氣減少量中預先設定規定的極限值，超過該極限值，吸入空氣量不會減少。
若通過進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作，吸入空氣量逐漸減少，則不能充分獲得在內燃機的壓縮上止點的缸內壓力，存在混合氣的著火時期大幅延遲，或產生失火的可能性。因此，在可減少的吸入空氣量中預先設定規定的極限值，超過該極限值，吸入空氣量不會減少。據此，能夠避免在微粒過濾器的再生動作中內燃機停止。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，在上述進氣量減少構件進行的吸入空氣減少量中預先設定多個規定的極限值。
也可以構成為，作為上述多個極限值，設定有第一極限值和第二極限值，該第一極限值相當於排氣氣體中的CO以及THC的濃度達到允許界限時的吸入空氣減少量；該第二極限值相當於因失火，上述內燃機達到運轉界限時的吸入空氣減少量，在上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作的執行中，在吸入空氣減少量達到上述第一極限值的時刻，轉換為上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作，然後，在上述內燃機的排氣溫度仍未達到上述可進行再生動作的溫度的情況下，將吸入空氣減少量成為上述第二極限值的情況作為界限，再次開始上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，若開始了微粒過濾器的再生動作，則首先開始進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作，在該吸入空氣減少量達到第一極限值的情況下(在排氣溫度沒有達到可進行再生動作的溫度，吸入空氣減少量達到第一極限值的情況下)，轉換成排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作。據此，能夠一面將排氣氣體中的CO以及THC的濃度抑制在允許界限以下，一面使排氣氣體溫度上升。然後，在其後排氣溫度沒有達到可進行再生動作的溫度的情況下，再次開始進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作。該動作以吸入空氣減少量成為第二極限值為限度來進行。因此，在微粒過濾器的再生動作中，內燃機不會停止。
另外，也可以使上述多個極限值相應於諸條件而變更。例如，可以構成為相應於上述內燃機的負載以及轉速而變更，或構成為相應於上述內燃機所使用的燃料的十六烷值而變更。
即，因為若內燃機的運轉狀態變化，或內燃機所使用的燃料的十六烷值不同，則與吸入空氣減少量對應的CO以及THC的產生量、混合氣的著火時期的延遲量也變化，所以與其相伴，排氣氣體中的CO以及THC的濃度達到允許界限時的吸入空氣減少量、因失火而使內燃機達到運轉界限時的吸入空氣減少量也成為不同的值。因此，通過相應於內燃機的運轉狀態、燃料的十六烷值來變更極限值，能夠在將CO以及THC的產生量抑制在允許範圍內的狀態下，執行微粒過濾器的再生動作。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以是上述排氣加熱構件由電加熱器構成，該電加熱器使用通過上述內燃機的輸出而發電的電力。
再有，也可以構成為，在上述內燃機的最大輸出以及對上述內燃機要求的輸出的差比上述電加熱器所使用的輸出小的情況下，限制或禁止上述電加熱器進行的排氣氣體的加熱動作。
根據這樣的構成的排氣氣體淨化裝置，例如在應用於車輛的情況下，不會對其行駛性能、牽引性能造成妨礙，能夠得到所要求的內燃機的輸出。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述內燃機具有可將排氣側和進氣側連通的EGR通路，以及可改變該EGR通路的通路面積的EGR閥，具有使排氣氣體向上述內燃機的進氣側還流的EGR裝置，上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作的執行中，該吸入空氣減少量越大，上述EGR閥的開度就越小。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，因為在微粒過濾器的再生時，雖然通過進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作，降低了進氣側的壓力，但與其相應地EGR閥的開度也減小，所以可以將排氣還流率維持在一定。其結果為，能夠良好地維持混合氣的燃燒狀態。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，監視上述內燃機的運轉狀態，在該運轉狀態的變動量超過了規定量時，使上述EGR閥全閉。
這是考慮可在想要在微粒過濾器的再生中，相應於進氣量減少構件進行的吸入空氣減少量，來變更EGR閥的開度的情況下，EGR還流量相對於吸入空氣量減少動作，存在些許的延遲的情況。即，在發動機轉速、發動機扭矩這些內燃機的運轉狀態較大地變動的狀況下，存在該EGR閥的開度變更動作會對混合氣的燃燒狀態造成不良影響的可能性。因此，在內燃機的運轉狀態的變動量超過了規定量時，使EGR閥全閉，據此，能夠避免燃燒不良。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述內燃機具有利用排氣氣體的流體能，對吸入空氣進行壓縮的渦輪增壓器，作為上述多個極限值，設定有第一極限值和第二極限值，該第一極限值相當於排氣氣體中的CO以及THC的濃度達到允許界限時的吸入空氣減少量；該第二極限值相當於上述渦輪增壓器的喘振產生時的吸入空氣減少量，在上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作的執行中，在吸入空氣減少量達到上述第一極限值的時刻，轉換為上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作，然後，在上述內燃機的排氣溫度仍未達到上述可進行再生動作的溫度的情況下，將吸入空氣減少量成為上述第二極限值的情況作為界限，再次開始上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，在具有渦輪增壓器的內燃機中，在微粒過濾器的再生動作中，阻止渦輪增壓器的喘振的產生，能夠一面實現穩定的內燃機的運轉，一面進行微粒過濾器的再生動作。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述內燃機具有利用排氣氣體的流體能，對吸入空氣進行壓縮的渦輪增壓器，並具有廢氣排放閥或者進氣旁通閥，該廢氣排放閥進行開放動作，使排氣氣體繞過上述渦輪增壓器；該進氣旁通閥進行開放動作，使吸入空氣繞過上述渦輪增壓器，另外，作為上述多個極限值，設定有第一極限值和第二極限值以及第三極限值，該第一極限值相當於排氣氣體中的CO以及THC的濃度達到允許界限時的吸入空氣減少量；該第二極限值相當於在廢氣排放閥或進氣旁通閥為全閉的狀態下，上述渦輪增壓器的喘振產生時的吸入空氣減少量；該第三極限值相當於在廢氣排放閥或進氣旁通閥被開放的狀態下，因失火，上述內燃機達到運轉界限時的吸入空氣減少量，在上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作的執行中，在吸入空氣減少量達到上述第一極限值的時刻，轉換為上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作，然後，在上述內燃機的排氣溫度仍未達到上述可進行再生動作的溫度的情況下，在廢氣排放閥或進氣旁通閥為全閉的狀態下，再次開始上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作，在吸入空氣減少量達到上述第二極限值的情況下，在廢氣排放閥或進氣旁通閥為開放的狀態下，將吸入空氣減少量成為上述第三極限值的情況作為界限，繼續上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，即使成為渦輪增壓器的喘振產生的狀況，也可以通過開放廢氣排放閥或者進氣旁通閥，解除渦輪增壓，在消除喘振的狀態下，進一步減少吸入空氣量，使排氣溫度上升到可進行再生動作的溫度。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述堆積量檢測構件能夠通過求出以上述微粒過濾器處於標準狀態情況時的上述內燃機的負載以及上述內燃機轉速為基礎的上述微粒過濾器的狀態，和以當前的上述微粒過濾器中的上述內燃機的負載以及上述內燃機轉速為基礎的上述微粒過濾器的狀態的差，來檢測粒子狀物質的堆積量超過了上述規定量。
在這裡所說的微粒過濾器為標準狀態例如是指在微粒過濾器中沒有堆積PM的狀態(微粒過濾器為新品時)。即，通過相對於該標準狀態，作為內燃機的負載以及內燃機轉速處於一定的狀態下的微粒過濾器的狀態，求出上述標準狀態與當前狀態的差，可以推測當前的微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量，據此，能夠判斷粒子狀物質的堆積量是否超過規定量。例如，通過檢測、比較微粒過濾器的緊鄰上遊側的壓力，可進行該判斷。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述堆積量檢測構件根據微粒過濾器上遊側壓力，推定粒子狀物質的堆積量，同時，通過排氣溫度，推定微粒過濾器內部溫度，通過由該微粒過濾器內部溫度和微粒過濾器上遊側壓力所決定的補正量，對上述堆積量進行補正。
微粒過濾器上遊側壓力隨著微粒過濾器內部溫度升高而逐漸上升。因此，在想要根據微粒過濾器上遊側壓力來推定粒子狀物質的堆積量的情況下，不僅是該壓力，還需要考慮微粒過濾器內部溫度。另外，在排氣溫度成為上升狀況的情況下，與該排氣溫度的上升速度相比，實際的微粒過濾器內部溫度的上升速度僅延遲微粒過濾器的熱容量的量。因此，考慮這些方面，通過排氣溫度，推定微粒過濾器內部溫度，根據由該微粒過濾器內部溫度和微粒過濾器上遊側壓力所決定的補正量，對上述堆積量進行補正。據此，能夠進行更正確的粒子狀物質的堆積量的推定。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述堆積量檢測構件是檢測微粒過濾器上遊側壓力的壓力傳感器，上述再生動作控制構件在微粒過濾器上遊側壓力達到再生開始壓力時，使再生動作開始，估算從上述微粒過濾器為安裝的新品時開始的上述內燃機的燃料噴射量，根據該估算值，將上述再生開始壓力作為高的值逐漸進行更新。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，在再生動作中未能除去的粒子狀物質被積蓄在微粒過濾器內，即使再生動作結束，微粒過濾器的緊鄰上遊側的壓力也比新品時的緊鄰上遊側的壓力高，即使在這種情況下，也可以不受該粒子狀物質的影響，以一定間隔執行再生動作，另外，可以避免不能結束再生動作的狀況。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述再生動作控制構件在上述微粒過濾器的再生動作結束的時刻的微粒過濾器上遊側壓力超過規定壓力的情況下，進行更新，再生目標溫度升高。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，特別可以有效地除去殘留在溫度容易降低的微粒過濾器外周部的粒子狀物質，不需提高再生動作的頻度，即可以一定間隔執行再生動作。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述堆積量檢測構件是檢測微粒過濾器上遊側壓力的壓力傳感器，上述再生動作控制構件在微粒過濾器上遊側壓力達到再生結束壓力時，使再生動作結束，估算從上述微粒過濾器為安裝的新品時開始的上述內燃機的燃料噴射量，根據該估算值，將上述再生結束壓力作為高的值逐漸進行更新。
在從再生動作開始到經過規定時間後的時刻結束再生動作的情況下，存在與充分地進行再生無關，都繼續再生動作，進行徒勞的再生動作，或與仍未完全地再生無關，結束再生動作的可能性。對此，根據上述構成的排氣氣體淨化裝置，因為是一面考慮在再生動作中未能除去的粒子狀物質積蓄在微粒過濾器內的情況，一面更新再生結束壓力，所以可以避免進行徒勞的再生動作，或與仍未完全地再生無關，而結束再生動作的狀況，可以謀求提高再生動作的可靠性。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述再生動作控制構件在產生了上述微粒過濾器的再生動作中的微粒過濾器上遊側壓力急劇下降的狀況的情況下，進行更新，使再生目標溫度下降。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，能夠避免再生動作的執行溫度被維持在高的狀態，在微粒過濾器內部的發熱增大，導致異常再生，使微粒過濾器破損的狀況。
另外，根據本發明的排氣氣體淨化裝置，也可以構成為，上述再生動作控制構件在產生了上述微粒過濾器的再生動作中的微粒過濾器上遊側壓力急劇下降的狀況的情況下，停止再生動作。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，能夠切實地避免微粒過濾器的破損。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，在上述內燃機的排氣系統中具有可關閉排氣配管的排氣節流構件，上述再生動作控制構件在上述內燃機停止時，通過上述進氣量減少構件隔斷吸入空氣，同時，關閉上述排氣配管。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，在上述內燃機的排氣系統中具有可關閉排氣配管的排氣節流構件，上述再生動作控制構件在上述內燃機停止時，通過上述進氣量減少構件，隔斷吸入空氣，同時，關閉上述排氣配管，進而執行燃料噴射動作。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，可以阻止從進氣系統以及排氣系統向DPF33導入空氣(氧)，據此，可以避免微粒過濾器的再生反應發展，導致熔損的狀況。另外，在內燃機停止時，通過執行燃料噴射動作，汽缸內的剩餘氧被燃燒，據此，可以切實地避免微粒過濾器的再生反應發展的情況。
另外，本發明的內燃機是具有上述排氣氣體淨化裝置中的任意一個的內燃機，其特徵在於，在上述微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量超過上述規定量，並且，上述內燃機的排氣溫度不足上述可進行再生動作的溫度時，優先使上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作、上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作中的任意一種執行，或者使這兩種同時執行，據此，使上述微粒過濾器再生。
另外，本發明的微粒過濾器再生方法是通過上述排氣氣體淨化裝置中的任意一個進行的微粒過濾器再生方法，其特徵在於，在上述微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量超過上述規定量，並且，上述內燃機的排氣溫度不足上述可進行再生動作的溫度時，優先使上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作、上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作中的任意一種執行，或者使這兩種同時執行，據此，使上述微粒過濾器再生。
或者，本發明的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，具有微粒過濾器、電阻檢測構件、堆積量推定構件，該微粒過濾器通過使內燃機的排氣氣體從一次側通過到二次側，來捕集排氣氣體中的粒子狀物質，同時，其整體或上述一次側的至少表面的一部分由非導電性材料構成；該電阻檢測構件檢測上述微粒過濾器中的由非導電性材料構成的部分的至少兩點間的電阻；該堆積量推定構件接收來自上述電阻檢測構件的輸出，推定上述微粒過濾器中的粒子狀物質的堆積量。
從內燃機排出的排氣氣體中所含有的PM由以碳(C)為主成分的煤和未燃燒的燃料油·潤滑油等構成，具有「導電性」。在上述構成的排氣氣體淨化裝置中，應用於例如由SiC等的陶瓷類材料等的非導電性材料構成的過濾器，通過電阻檢測構件，檢測伴隨著該非導電性材料部分的例如兩點間的PM的堆積而產生的電阻的變化。
隨著內燃機的運轉，過濾器通過使內燃機的排氣氣體從一次側通過到二次側，逐漸捕集排氣氣體中的PM。即，在過濾器的一次側表面逐漸堆積導電性的PM。然後，若該PM的堆積量增多，則作為上述電阻的檢測對象的兩點間通過PM導通，若PM堆積量進一步增大，則隨著其堆積厚度逐漸增大，電阻值逐漸下降。因此，通過電阻檢測構件檢測該電阻值的變化，堆積量推定構件接收其檢測信號，據此，能夠識別PM的堆積量逐漸增多的情況。
象這樣，在上述構成的排氣氣體淨化裝置中，可以有效地利用PM具有導電性的情況，進行PM堆積量的識別。因此，與通過壓力傳感器檢測過濾器的上遊側和下遊側的壓力差，或從圖譜讀取與內燃機的運轉狀態相應的PM生成量等並進行演算的以往的裝置相比，能夠很高地得到PM堆積量檢測動作的可靠性。另外，因為能夠採用將用於檢測電阻的配線(導線)連接到過濾器表面這樣的比較簡單的構成，所以實用性高。
另外，根據上述構成的排氣氣體淨化裝置，不需要檢測內燃機的運轉狀況(轉速以及負載)，即使是在採用了不具備用於檢測這些轉速以及負載的構件的機械式燃料噴射系統的內燃機中，也能正確地識別PM堆積量。另外，因為不會產生用於檢測轉速以及負載的傳感器的故障導致的誤動作，所以能夠獲得高可靠性。
另外，在上述說明中，對過濾器整體由非導電性材料構成的情況進行了說明，但是，也可以採用下述的構成，即，過濾器的大致整體由導電性材料構成，僅僅一次側表面的一部分由非導電性材料構成，通過電阻檢測構件，檢測由該非導電性材料構成的部分的至少兩點間的電阻。例如，可以列舉出將非導電性材料應用在金屬制過濾器的一次側表面隔著規定距離的兩個位置上，將電氣配線連接在該兩個位置，檢測兩點間的電阻的構成。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述電阻檢測構件至少設置兩組。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，即使某個電阻檢測構件的電氣配線產生斷線，也能夠通過其它的電阻檢測構件，檢測過濾器上的電阻，能夠確保PM堆積量檢測動作的可靠性。另外，在電阻檢測構件上產生上述斷線的情況下，因為通過該電阻檢測構件檢測到的電阻值連續地為無限大，所以通過對它進行識別，可以輕易地識別在電阻檢測構件上產生了斷線的情況。
再有，在象上述構成的排氣氣體淨化裝置那樣，至少設置兩組電阻檢測構件的情況下，在多個電阻檢測構件檢測到的電阻值均非無限大，且為相互不同的值的情況下，最好將最低地檢測到的電阻值作為真實的電阻值進行識別。這是PM相對於過濾器的堆積偏向一邊情況下(不均勻堆積情況下)的對策，以檢測電阻的各部分中的PM堆積量最多的位置(電阻降低的位置)為基準，確定過濾器再生動作的開始時刻。假設，在將比由其它的電阻檢測構件檢測出的電阻值高地檢測到的電阻值作為真實的電阻值的情況下，存在著在其它的位置(電阻值被低地檢測的位置)，PM過量堆積的可能性，在過濾器再生動作時，導致在該位置溫度過度上升，會擔心過濾器受到損傷。為了避免這樣的狀況，如上所述，將最低地檢測到的電阻值(PM堆積最多的部分的電阻值)作為真實的電阻值進行識別。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述電阻檢測構件檢測上述微粒過濾器中的非導電性材料部分的至少三點彼此間的電阻。
例如，在構成為檢測三點(在這裡，稱為過濾器上的X點、Y點、Z點)彼此間的電阻的情況下，在與各點連接的電氣配線上沒有產生斷線時，若各點間的電阻值為r1、r2、r3，則r1＝r2＝r3＝r(未產生不均勻堆積的情況)，在各點間檢測到的電阻值為R(X、Y)＝R(Y、Z)＝R(Z、X)＝R＝(2/3)rR(X、Y)為三點中「X點」和「Y點」間的電阻值；R(Y、Z)為三點中「Y點」和「Z點」間的電阻值；R(Z、X)為三點中「Z點」和「X點」間的電阻值。
這樣，在從該狀態到一個電氣配線產生了斷線的情況下(在與上述「X點」相連的電氣配線上產生了斷線的情況下)，R(X、Y)＝∞R(Z、X)＝∞R(Y、Z)＝r，R(Y、Z)的電阻值突然上升到1.5倍(為未產生斷線情況的1.5倍)。因此，根據上述構成的排氣氣體淨化裝置，通過識別電阻值的急劇上升，可以輕易地識別電氣配線的斷線。
另外，象這樣，即使是在被構成為對微粒過濾器中的非導電性材料部分的至少三點彼此間的電阻進行檢測的情況下，也與上述相同，最好將最低地檢測到的電阻值作為真實的電阻值進行識別。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述電阻檢測構件可測定作為電阻測定對象的點(連接著上述電氣配線的點)上的微粒過濾器表面溫度。
具體地說，可以列舉出下述構成，即，針對作為電阻測定對象的點，連接由與其連接的電氣配線(上述電阻測定用的配線)不同的材料構成的電氣配線，通過該兩電氣配線，構成閉迴路，計量該迴路的電壓。例如，在電阻測定用探頭上附加作為熱電偶的功能的構成。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，上述電阻的測定是在例如作為熱電偶側的負極側的探頭的電阻測定用配線和另一個探頭之間進行的。然後，利用熱電偶側的探頭，測定作為電阻測定對象的點的溫度，據此，可以判斷再生動作是否正常進行(是否在合適的溫度下進行再生動作)。另外，在設置多組電阻檢測構件，使之分別具有作為熱電偶的功能的情況下，能夠在再生動作中計量過濾器上的多個位置的溫度，據此，可以識別過濾器有無溫度不均勻。然後，在產生了該溫度不均勻的情況下，可以判斷產生了PM堆積不均勻(成為需要保養的狀態)。即，通過在電阻檢測構件上附加溫度測定功能，可以判斷是否需要進行過濾器的保養。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述堆積量推定構件相對於上述電阻檢測構件檢測的電阻，進行基於微粒過濾器溫度的補正演算，據此，推定粒子狀物質的堆積量。因為上述電阻值被過濾器溫度左右，所以最好是這樣的構成。
即，如圖6所示的過濾器溫度和電阻值的關係，即使是同樣的PM堆積量，過濾器溫度越高，作為電阻值就越低。考慮到這點，例如R＝aT2+bT+cR電阻值、T過濾器溫度、a、b、c係數通過使用這一補正公式，進行補正演算，可以高精度地推定粒子狀物質的堆積量。
另外，象這樣，在根據過濾器溫度演算PM堆積量的情況下，作為計量過濾器溫度的構件，可以使用上述那樣的與電阻檢測構件一體化的熱電偶，也可以使用單獨的溫度傳感器。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，在由上述堆積量推定構件推定的粒子狀物質的堆積量超過了規定的再生開始堆積量時，開始過濾器再生動作，另一方面，在由上述堆積量推定構件推定的粒子狀物質的堆積量低於規定的再生結束堆積量時，停止過濾器再生動作。
在該情況下，雖然預先設定了與上述再生開始堆積量相當的電阻值以及與再生結束堆積量相當的電阻值，但是，最好這些電阻值中，將後者的電阻值設定得高，對頻繁地反覆過濾器再生動作的開始和停止的這種所謂的振蕩進行抑制。
另外，在以往，在內燃機的運轉中的過濾器再生動作一般是監視上述壓力傳感器的差壓檢測值，在該值達到規定值以上的情況下，減少進氣量或使燃料噴射時期、其特性曲線變化，使排氣溫度上升。因為這樣的進氣量的減量、燃料噴射時期、其特性曲線的變化是其自身使過濾器上遊側和下遊側的差壓變化，所以難以通過差壓檢測值，來推定正確的PM堆積量。另外，還會導致內燃機的燃料消耗率惡化。根據上述構成的排氣氣體淨化裝置，能夠正確地推定PM堆積量，而不會導致這些問題，另外，還能夠謀求內燃機燃料消耗率的改善。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，在過濾器再生動作的執行中，在由上述電阻檢測構件檢測的電阻值的變化率比規定的異常判定變化率高的情況下，停止過濾器再生動作。
象這樣，在由電阻檢測構件檢測的電阻值的變化率比規定的異常判定變化率高的情況下，即，在過濾器上的電阻值的變化急劇的情況下，存在產生了過濾器的一部分局部地成為異常高溫的「異常再生」的可能性。若該「異常再生」狀態持續，則會擔心過濾器的熔損，因此，在該電阻值的變化率升高的時刻，結束過濾器再生動作。據此，能夠謀求過濾器的長壽命化。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，具有對上述微粒過濾器的上遊側和下遊側的壓力差進行檢測的壓力傳感器，具有保養判斷構件，該保養判斷構件接收來自該壓力傳感器的輸出以及來自上述電阻檢測構件的輸出，根據這些輸出，判斷是否需要對上述微粒過濾器進行保養。
一般來說，作為堆積在微粒過濾器上的物質，除了能夠通過再生動作除去的上述PM外，作為不能除去的物質，還具有與潤滑油的附著相伴的灰、發動機磨損粉等。這樣，在僅通過壓力傳感器的差壓檢測進行的堆積狀況的監視中，難以判斷壓差上升的要因是由於上述PM造成的，還是由於發動機磨損粉等造成的，為了對此進行判斷，需要根據內燃機的總運轉時間，判斷過濾器清洗等的保養的必要性。對此，根據上述構成的排氣氣體淨化裝置，例如在由壓力傳感器檢測的差壓比較高，且由電阻檢測構件檢測的過濾器上的電阻值比較低的情況下，判斷能通過再生動作除去的PM的堆積量多。另一方面，在由壓力傳感器檢測的差壓比較高，且由電阻檢測構件檢測的過濾器上的電阻值比較高的情況下，判斷不能通過再生動作除去的物質的堆積量多。因此，能夠輕易判斷是通過執行再生動作能夠對過濾器進行淨化的狀況，還是需要對微粒過濾器進行保養的狀況。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，在由上述堆積量推定構件推定的粒子狀物質的堆積量超過了規定的再生開始堆積量時，開始過濾器再生動作，另一方面，過濾器再生動作條件由所計量的微粒過濾器表面溫度決定。
根據這樣構成的排氣氣體淨化裝置，在檢測PM堆積量的同時，還可以計量過濾器表面溫度，根據再生動作開始時的過濾器表面溫度和再生目標溫度的差決定過濾器再生動作的條件(再生動作持續時間、進氣量的減少量、燃料噴射時期的變化量等)，開始再生動作。據此，能夠以恰當的條件，執行過濾器再生動作，能夠將與再生動作相伴的燃料消耗率的惡化等抑制在最小限度。
另外，在本發明的排氣氣體淨化裝置中，也可以構成為，上述內燃機起動時的過濾器溫度在規定溫度以下時，強制禁止過濾器再生動作。
例如，在利用催化劑反應的微粒過濾器中，若在內燃機起動時的過濾器溫度在規定溫度以下(冷態時)時，執行進氣量的減量、燃料噴射時期、其特性曲線的變更等的過濾器再生動作，則由於混合氣的不完全燃燒，CO、THC不與催化劑反應，就這樣被排出到大氣中，產生刺激臭。因此，在上述冷態時，強制禁止過濾器再生動作，抑制混合氣的不完全燃燒，削減CO、THC的排出量。
另外，具有上述的排氣氣體淨化裝置中的任意一種的內燃機也在本發明的技術思想的範疇內。
發明效果根據本發明的排氣氣體淨化裝置以及具有該排氣氣體淨化裝置的內燃機，能夠以更恰當的方式，且在更恰當的時期進行微粒過濾器的再生動作。
不需要以往的後噴射，即可使排氣溫度上升到可進行再生動作的溫度以上，另外，即使是在發動機的怠速中，不能使吸入空氣量減少到必要以上的狀況下，也能夠通過排氣加熱構件，使排氣溫度上升到可進行再生動作的溫度以上。其結果為，也能應用於具有機械式的燃料噴射裝置的發動機中，能夠謀求擴大微粒過濾器的通用性，同時，可以切實地進行排氣氣體溫度的上升，能夠謀求提高再生動作的可靠性。
通過壓力傳感器檢測過濾器的上遊側和下遊側的壓力差，與從圖譜讀取與內燃機的運轉狀態相對應的PM生成量等並進行演算的以往的裝置相比，能夠很高地得到PM堆積量檢測動作的可靠性。另外，因為能夠採用將用於檢測電阻的配線(導線)連接到過濾器這樣的比較簡單的構成，所以可以謀求提高安用性。


圖1是示意地表示有關實施方式的用於發動機以及DPF再生的控制系統的概略構成的圖。
圖2中圖2(a)是表示發動機扭矩為規定值情況的發動機轉速和DPF緊鄰上遊側的壓力的關係的圖，圖2(b)是表示發動機轉速為規定值情況的發動機負載和DPF緊鄰上遊側的壓力的關係的圖。
圖3是表示在進氣節流優先動作中，在進行進氣節流動作後進行加熱動作的情況下的排氣氣體溫度的時間的變化的圖。
圖4是用於說明進氣節流優先動作和排氣加熱優先動作的選擇的圖。
圖5是表示使進氣節流量變化的情況下的缸內壓力的變化狀態以及各自的混合氣著火正時的圖。
圖6是表示進氣節流量和排氣氣體中的CO以及THC的濃度的關係的圖。
圖7是表示有關第二實施方式的DPF再生動作中的排氣氣體溫度、排氣氣體中的CO以及THC的濃度的時間的變化的圖。
圖8是用於說明與發動機轉速以及發動機的扭矩相應的各極限值的變更動作的圖。
圖9是表示相對於十六烷值彼此不同的兩種燃料的進氣節流量和排氣氣體中的CO以及THC的濃度的關係的圖。
圖10是第三實施方式中的相當於圖1的圖。
圖11是表示發動機主體的輸出和其中的電加熱器所使用的輸出的關係的圖。
圖12是第三實施方式的變形例中的相當於圖1的圖。
圖13是第四實施方式中的相當於圖1的圖。
圖14是表示EGR閥的開度控制中的進氣節流裝置的進氣節流量和EGR閥的開度的關係的圖。
圖15是表示相對於進氣節流裝置的進氣節流量的EGR閥的開度的時間的變化的一個例子的圖。
圖16是表示第四實施方式中的發動機轉速、發動機扭矩、EGR閥的開度、進氣節流裝置的進氣節流量的時間的變化的一個例子的圖。
圖17是第五實施方式中的相當於圖1的圖。
圖18是用於說明各極限值的設定動作的圖。
圖19是表示在有關第五實施方式的DPF再生動作中的排氣氣體溫度、排氣氣體中的CO以及THC的濃度的時間的變化的圖。
圖20是第五實施方式的變形例中的相當於圖1的圖。
圖21是表示進氣節流裝置的進氣節流量和廢氣排放閥的開度的時間的變化的一個例子的圖。
圖22是表示在第六實施方式中的發動機轉速、排氣氣體溫度、DPF的內部溫度、DPF的緊鄰上遊側的壓力、PM堆積量的推定值的時間的變化的一個例子的圖。
圖23是表示在第七實施方式中的DPF的緊鄰上遊側的壓力的變化的圖。
圖24是有關第八實施方式的圖，圖24(a)是表示再生動作開始前的DPF的內部的剖視圖，圖24(b)是表示再生動作後的DPF的內部的剖視圖，是表示在外周部堆積PM的狀態的圖。
圖25是表示在第八實施方式中，再生溫度發生變化的情況下以及沒有發生變化的情況下的DPF的緊鄰上遊側的壓力的時間的變化的一個例子的圖。
圖26是表示在第九實施方式中的DPF的緊鄰上遊側的壓力的變化的圖。
圖27是表示在第十實施方式中的DPF的緊鄰上遊側的壓力的變化的圖。
圖28是表示在第十實施方式的變形例中的DPF的緊鄰上遊側的壓力的變化的圖。
圖29是第十一實施方式中的相當於圖1的圖。
圖30是表示第十一實施方式中的發動機轉速、排氣節流量、進氣節流量的時間的變化的圖。
圖31是表示第十一實施方式的變形例中的發動機轉速、燃料噴射量、排氣節流量、進氣節流量的時間的變化的圖。
圖32是從沿著排氣氣體的流動方向的方向看過濾器主體的圖。
圖33是從與排氣氣體的流動方向正交的方向看過濾器主體的圖。
圖34是表示PM堆積前的過濾器主體的概略的剖視圖。
圖35是表示PM堆積後的過濾器主體的概略的剖視圖。
圖36是表示過濾器溫度和電阻值的關係的圖。
圖37是表示電阻值的時間的變化和再生動作時期的時期流程圖。
圖38是用於說明通過電阻值的變化率來停止過濾器再生動作的動作的相當於圖37的圖。
圖39是第十三實施方式中的相當於圖32的圖。
圖40是第十四實施方式中的相當於圖32的圖。
圖41是表示第十五實施方式中的PM堆積量檢測傳感器的概略構成的圖。
符號說明1發動機主體2進氣系統21進氣配管22進氣歧管23燃料泵24進氣節流裝置3排氣系統31排氣歧管32排氣配管33DPF(微粒過濾器)34排氣升溫裝置(排氣加熱構件)、電加熱器35過濾器主體36PM堆積量檢測傳感器36A PM堆積量檢測傳感器36B PM堆積量檢測傳感器36c電阻檢測傳感器(電阻檢測構件)37排氣溫度檢測傳感器(排氣溫度檢測構件)38排氣節流裝置(排氣節流構件)
5控制器(再生動作控制構件)61交流發電機62發電機71EGR通路72EGR閥8渦輪增壓器81廢氣排放閥82旁通通路具體實施方式
下面，根據附圖，說明本發明的實施方式。本實施方式是將本發明應用於具有在牽引車用的柴油發動機上裝載著柴油微粒過濾器(Diesel Particulate Filter，下面稱為DPF)的排氣氣體淨化裝置的情況。但是，應用本發明的發動機並不限於柴油發動機，也可以是氣體發動機、汽油發動機等，另外，針對被裝載於汽車、發電機等的發動機，本發明也能夠應用。
在說明本發明的各實施方式之前，先說明有關本實施方式的發動機的基本構成的概略。
-發動機以及DPF再生控制系統的構成-圖1是示意地表示有關本實施方式的用於發動機以及DPF再生的控制系統的概略構成的圖。如該圖1所示，分別為發動機在發動機主體1的一側(圖中下側)連接著進氣系統2，在另一側(圖中上側)連接著排氣系統3。
進氣系統2具有進氣配管21、進氣歧管22以及燃料泵23。在將空氣經由進氣配管21以及進氣歧管22導入發動機主體1的汽缸內(進入行程的汽缸內)後，在該汽缸的壓縮行程結束時刻，從燃料泵23向燃燒室(副室)壓送燃料，以此來進行與燃燒室的混合氣的自行著火燃燒相伴的膨脹行程。
然後，作為該進氣系統2的特徵，在上述進氣配管21上具有進氣節流裝置24。具體地說，該進氣節流裝置24具有蝶形閥以及使該蝶形閥轉動，對進氣配管21的流路面積進行變更的執行器(均省略圖示)。另外，作為該閥機構，並非限於蝶形閥，也可以應用節流閥等各種閥。
另一方面，排氣系統3具有排氣歧管31以及排氣配管32。在上述膨脹行程後的排氣行程中，從汽缸排出到進氣歧管31的排氣氣體在經過排氣配管32後，被排放到大氣。另外，在該排氣配管32上具有用於對排氣氣體中含有的PM進行捕集的DPF33。該DPF33是將過濾器主體收容在殼體內而成，該過濾器主體是由具有多個單元的蜂巢構造構成，該多個單元由具有過濾性能的隔壁劃分。具體地說，例如是下述構成，即，分別為在一部分的單元中，一個端部被封閉，在其它的單元中，另一個端部被封閉，在排氣氣體透過單元間時捕捉PM。作為構成該過濾器主體的材料，是具有耐熱性、耐氧化性、抗熱衝擊性的材料，例如，可以適用多孔質堇青石陶瓷、碳化矽、氧化鋁、富鋁紅柱石、氮化矽、燒結合金等。另外，在該過濾器主體上裝載著白金等的氧化催化劑。然後，該DPF33在排氣氣體溫度超過了規定溫度(例如，300℃，下面稱為「可進行再生動作的溫度」)的狀況下，進行上述化學反應，氧化除去PM進行再生。
然後，作為該排氣系統3的特徵，是在上述排氣配管32中的DPF33的上遊側具有排氣升溫裝置(排氣加熱構件)34。該排氣升溫裝置34是由電加熱器構成，接受來自未圖示出的發電機(交流發電機)的電力而發熱，能夠對排氣配管32中流動的排氣氣體進行加熱。具體地說，可以是通過對排氣配管32進行加熱來間接加熱排氣氣體的構成，也可以是在排氣配管32內部配置加熱線，直接對排氣氣體進行加熱的構成。另外，作為該排氣升溫裝置34，也可以適用火焰燃燒器。
再有，在上述DPF33上，安裝著用於檢測在該DPF33內部的PM堆積量的PM堆積量檢測傳感器36。另外，在上述排氣升溫裝置34上安裝著用於檢測排氣氣體溫度的排氣溫度檢測傳感器(排氣溫度檢測構件)37。該排氣溫度檢測傳感器37可以配置在排氣升溫裝置34的內部，也可以安裝在上述DPF33緊鄰上遊側的排氣配管32上。
作為上述PM堆積量檢測傳感器36的PM堆積量的檢測動作，例如由壓力傳感器構成PM堆積量檢測傳感器36，通過檢測當前的壓力相對於PM沒有堆積在DPF33的狀態(DPF33為新品時)下的DPF33緊鄰上遊側的壓力的偏差，可以求出PM堆積量。下面進行具體說明。圖2(a)表示發動機扭矩為規定值(某一特定值)的情況下的發動機轉速和DPF33緊鄰上遊側的壓力的關係，圖中的線A是PM沒有堆積於DPF33情況下的特性。通過檢測當前的壓力相對於該線A的偏差，能夠檢測PM堆積量。例如，圖中的線B是PM堆積了DPF33的容量中的20％的情況下的特性，線C是PM堆積了30％的情況下的特性。即，在發動機扭矩為一定的條件下，通過檢測發動機轉速和DPF33緊鄰上遊側的壓力，能夠檢測當前的PM堆積量。具體地說，控制器(再生動作控制構件)5接收來自上述PM堆積量檢測傳感器36的壓力信號以及來自未圖示出的發動機轉速傳感器的發動機轉速信號，算出PM堆積量。另外，可以是僅通過PM堆積量檢測傳感器36，即能夠檢測PM堆積量的構成。
另外，通過發動機負載和DPF33緊鄰上遊側的壓力的關係，也能夠檢測PM堆積量。圖2(b)表示發動機轉速為規定值(某一特定值)的情況下的發動機負載和DPF33緊鄰上遊側的壓力的關係，圖中的線A是PM沒有堆積於DPF33的情況下的特性。通過檢測當前的壓力相對於該線A的偏差，能夠檢測PM堆積量。例如，圖中的線B是PM堆積了DPF33的容量中的20％的情況下的特性，線C是PM堆積了30％的情況下的特性。即，在發動機轉速為一定的條件下，通過檢測發動機負載和DPF33緊鄰上遊側的壓力，能夠檢測當前的PM堆積量。
在本發動機中，具有用於對DPF33的再生動作進行控制的再生用控制器5，來自上述PM堆積量檢測傳感器36的PM堆積量檢測信號(例如上述壓力信號)以及來自上述排氣溫度檢測傳感器37的排氣溫度檢測信號分別傳輸給該控制器5。另外，該控制器5根據上述接收的PM堆積量檢測信號以及排氣溫度檢測信號，向上述進氣節流裝置24以及排氣升溫裝置34傳輸控制信號。根據傳輸到進氣節流裝置24的進氣節流控制信號，進氣節流裝置24的執行器動作，上述蝶形閥轉動，得到與該進氣節流控制信號相應的開度。另外，根據傳輸到排氣升溫裝置34的排氣升溫控制信號，電加熱器被ON/OFF控制，該電加熱器進行的排氣氣體的加熱動作被控制。
上面是有關本實施方式的發動機的概略構成。接著，說明各實施方式。
(第一實施方式)在本實施方式中，根據上述DPF33的內部的PM堆積量以及排氣氣體溫度，控制進氣節流裝置24以及排氣升溫裝置34。即，在通過控制器5接收來自上述PM堆積量檢測傳感器36的PM堆積量檢測信號，判斷在DPF33內部的PM堆積量超過規定量，並且，通過控制器5接收來自上述排氣溫度檢測傳感器37的排氣溫度檢測信號，判定排氣氣體溫度沒有達到上述可進行再生動作的溫度的情況下(下面，將這兩個條件成立的情況稱為「排氣升溫控制開始條件成立的情況」)，通過使進氣節流裝置24以及排氣升溫裝置34中的一個或者兩個動作，來使排氣氣體溫度上升到可進行再生動作的溫度，據此，在發動機主體1的運轉持續的狀態下，進行DPF33的再生動作。下面，對多個具體的動作內容進行說明。
-進氣節流優先動作-首先，說明使進氣節流裝置24進行的進氣節流優先的動作。在上述排氣升溫控制開始條件成立的情況下，首先，控制器5向進氣節流裝置24傳輸進氣節流控制信號。據此，進氣節流裝置24的執行器動作，蝶形閥轉動，得到與該進氣節流控制信號相應的開度，進氣配管21的流路面積被縮小。其結果為，吸入空氣量減少，空燃比變濃，燃燒室內的燃燒溫度上升，排氣氣體溫度升高。據此，在排氣氣體溫度達到上述可進行再生動作的溫度的情況下，沒有進行排氣升溫裝置34的動作，DPF33被再生。
在即使執行了上述的使進氣節流裝置24動作的再生動作後，經過了規定的時間，由排氣溫度檢測傳感器37檢測的排氣氣體溫度仍未達到可進行再生動作的溫度的情況下，進行排氣升溫裝置34的動作。即，控制器5向排氣升溫裝置34傳輸排氣升溫控制信號。據此，電加熱器為ON，開始該電加熱器進行的排氣氣體的加熱動作。其結果為，排氣氣體溫度進一步升高，通過上述進氣節流裝置24進行的進氣節流動作以及排氣升溫裝置34(電加熱器)進行的加熱動作，排氣氣體溫度達到可進行再生動作的溫度，DPF33被再生。
圖3是表示在該進氣節流優先動作中，在進行了進氣節流裝置24所進行的進氣節流動作後，進行排氣升溫裝置34所進行的加熱動作的情況下的排氣氣體溫度的時間的變化的圖。從該圖中可知，在進氣節流裝置24進行的進氣節流動作剛剛開始(該開始點由圖中的點A表示)後，排氣氣體溫度暫時上升，然後，等候可以僅通過進氣節流動作使排氣氣體溫度上升的界限(升溫界限)(圖中點B)。然後，進行排氣升溫裝置34進行的加熱動作(加熱動作開始點用圖中的點C表示)，據此，排氣氣體溫度再次上升，達到可進行再生動作的溫度(目標溫度)，DPF33被再生。
根據上述的進氣節流優先動作，在通過進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，排氣氣體溫度達到可進行再生動作的溫度的情況下，不進行排氣升溫裝置34的動作。因此，可以抑制對電加熱器進行通電產生的能量損失。另外，因為若想要僅通過排氣升溫裝置34進行的加熱，使排氣氣體溫度上升到可進行再生動作的溫度，則電加熱器的升溫的上升緩慢，所以存在需要延長截止到實際上再生開始的時間的可能性，但是，根據該進氣節流優先動作，通過先行開始進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，可以迅速地進行排氣氣體的升溫。
-排氣加熱優先動作-接著，說明使排氣升溫裝置34進行的排氣加熱優先的動作。在上述排氣升溫控制開始條件成立的情況下，首先，控制器5向排氣升溫裝置34傳輸排氣升溫控制信號。據此，電加熱器為ON，開始由該電加熱器進行的排氣氣體的加熱動作。其結果為，排氣氣體溫度升高。據此，在排氣氣體溫度達到上述可進行再生動作的溫度的情況下，沒有進行進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，DPF33被再生。
另一方面，在即使使上述排氣升溫裝置34動作後，經過了規定的時間，由排氣溫度檢測傳感器37檢測的排氣氣體溫度仍未達到可進行再生動作的溫度的情況下，進行進氣節流裝置24的動作。即，控制器5向進氣節流裝置24傳輸進氣節流控制信號。據此，進氣節流裝置24的執行器動作，蝶形閥轉動，得到與該進氣節流控制信號相應的開度，進氣配管21的流路面積縮小。其結果為，吸入空氣量減少，空燃比變濃，燃燒室內的燃燒溫度上升，排氣氣體溫度進一步升高。據此，通過上述排氣升溫裝置34進行的加熱動作以及進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，排氣氣體溫度達到可進行再生動作的溫度，DPF33被再生。
即使是在該排氣加熱優先動作中，也與在上述進氣節流優先動作中使用的圖3所說明的情況相同，經過排氣氣體溫度兩個階段的上升過程(排氣升溫裝置34的加熱動作產生的溫度上升以及進氣節流裝置24的進氣節流動作產生的溫度上升)，排氣氣體溫度達到可進行再生動作的溫度，DPF33被再生。
根據上面的排氣加熱優先動作，在通過排氣升溫裝置34進行的加熱動作，排氣氣體溫度達到可進行再生動作的溫度的情況下，不進行進氣節流裝置24的動作。因此，能夠抑制與進氣量的減少相伴的CO、THC產生量的增加，另外，通過抑制發動機的泵吸損失，可以抑制燃料消耗率的惡化。另外，雖然僅通過進氣節流動作，可上升的排氣氣體溫度存在界限(例如，只能預見到50-100deg程度的升溫)，但是，根據該排氣加熱優先動作，通過電加熱器進行的加熱動作，能夠切實且大幅地使排氣氣體溫度上升。
-進氣節流優先動作和排氣加熱優先動作的選擇-上述的進氣節流優先動作以及排氣加熱優先動作，在發動機單體中可以預先設定進行任意一個動作。即，將發動機製造成進行進氣節流優先動作或進行排氣加熱優先動作的發動機。另外，也可以是在同一個發動機中，根據運轉狀況，有選擇地執行進氣節流優先動作和排氣加熱優先動作。
作為該選擇動作，具體地說，是控制器5接收來自排氣溫度檢測傳感器37的排氣溫度檢測信號，將該檢測出的排氣氣體溫度和上述可進行再生動作的溫度進行比較，在排氣氣體溫度相對於可進行再生動作的溫度略低(例如，其差不足100deg)的情況下，執行進氣節流優先動作。在該情況下，僅通過進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，即可使排氣氣體溫度達到可進行再生動作的溫度，而不需要排氣升溫裝置34進行的加熱動作。
另一方面，在處於發動機的負載急劇增加的狀況(例如爬坡行駛時)時，執行排氣加熱優先動作。其原因在於，因為在發動機的負載急劇增加的狀況下，若減少進氣量，則存在發動機失速的可能性，所以使排氣升溫裝置34進行的加熱動作優先，據此，用於確保進氣量。
另外，作為對該進氣節流優先動作和排氣加熱優先動作進行選擇的動作，也可以根據發動機轉速以及排氣氣體溫度進行選擇。例如，如圖4所示，在發動機轉速以及排氣氣體溫度均低的情況下，選擇排氣加熱優先動作，在發動機轉速以及排氣氣體溫度都高的情況下，選擇進氣節流優先動作，將這樣的圖譜存儲在控制器5中，按照該圖譜進行上述選擇動作。
-進氣節流·排氣加熱同時開始動作-該動作在上述排氣升溫控制開始條件成立的情況下，控制器5在向進氣節流裝置24傳輸進氣節流控制信號的同時，向排氣升溫裝置34傳輸排氣升溫控制信號。據此，能夠同時得到進氣節流裝置24的進氣節流動作產生的排氣氣體溫度的上升和排氣升溫裝置34的加熱動作產生的排氣氣體溫度的上升，排氣氣體溫度迅速地達到可進行再生動作的溫度，DPF33被再生。因此，能夠縮短從排氣升溫控制開始條件成立的時刻截止到DPF33的再生結束的時間。
-有關進氣節流裝置24進行的進氣節流界限-若通過上述進氣節流裝置24的進氣節流動作，吸入空氣量逐漸減少，則不能充分地得到在發動機的壓縮上止點的缸內壓力(不能得到使混合氣合適的時刻的自我著火成為可能的壓力)，混合氣的著火時間大幅延遲，或者，產生失火。因此，進氣節流裝置24進行的進氣節流量存在界限。因此，從上述控制器5傳輸到進氣節流裝置24的進氣節流控制信號預先設定有控制寬度的上限值(最大節流量極限值)，以便得到不會導致該進氣節流量的界限的節流量。這樣的進氣節流界限的設定，在上述進氣節流優先動作、排氣加熱優先動作、進氣節流·排氣加熱同時開始動作的任意一個動作中均可預先設定。另外，作為該極限值，具體地說，是作為例如相對於蝶形閥處於全開狀態時的進氣配管21的流路面積可以得到20％程度的流路面積的閥開度來加以規定。
圖5是表示使進氣節流量變化了的情況下的缸內壓力的變化狀態以及各自的混合氣著火正時。從該圖中可知，在沒有進行進氣節流動作的情況下(圖中的線A)，充分地獲得了在壓縮上止點的缸內壓力，混合氣的點火正時也在活塞上止點附近(點火正時a)。與此相對，隨著使進氣節流量增加，在壓縮上止點的缸內壓力逐漸降低(圖中的線B、C)，混合氣的點火正時也逐漸延遲(點火正時b、c)。即，逐漸接近失火界限。因此，在本實施方式中，使進氣節流量具有界限(極限值)，使混合氣的失火不會產生。
另外，該極限值的設定可以預先設定在如上述那樣的進氣節流控制信號中(傳輸控制成不會超過失火界限的節流量的控制信號)，也可以預先設定在進氣節流裝置24的執行器上(與進氣節流控制信號無關，執行器在不超過上述極限值(失火界限)的範圍內，調整蝶形閥的開度)。
(第二實施方式)接著，說明第二實施方式。本實施方式是有關在上述第一實施方式中規定了進氣節流量的界限的「極限值」的變形例。因為其它的構成以及控制動作與第一實施方式相同，所以在這裡省略了與第一實施方式共通的部分的說明。
如上所述，若通過進氣節流裝置24的進氣節流動作，減少吸入空氣量，則混合氣的點火時期產生延遲。其結果為，產生不完全燃燒，排氣氣體中的CO、THC的產生量逐漸增大。圖6是表示進氣節流量和排氣氣體中的CO以及THC的濃度的關係。象這樣，雖然在進氣節流量比較小的區域，相對於進氣節流量的增大量的CO以及THC的濃度的上升比例小，但是，在進氣節流量比較大的區域，相對於進氣節流量的增大量的CO以及THC的濃度的上升比例極端地大。
因此，在本實施方式中，將達到CO以及THC的產生量比較小即可的範圍(下面，將該範圍稱為CO·THC產生量允許範圍圖中的範圍A)中的最大允許量(下面，將該值稱為CO·THC產生量允許界限圖中的點a)的時刻的進氣節流量作為第一極限值，將存在因與上述著火時期的延遲相伴的失火而產生發動機停止的可能性的進氣節流量(下面，將該值稱為發動機運轉界限(失火界限))作為第二極限值預先加以設定(參照圖6)。
作為本實施方式中的DPF33的再生動作，在排氣升溫控制開始條件成立的情況下，首先，開始進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，在排氣氣體溫度沒有達到可進行再生動作的溫度，進氣節流量達到上述第一極限值的情況下，暫時停止該進氣節流裝置24進行的進氣節流動作(維持進氣節流量)，開始排氣升溫裝置34進行的加熱動作。即，一面將CO以及THC的產生量抑制在CO·THC產生量允許範圍內，一面使排氣氣體溫度逐漸上升。然後，在即使使排氣升溫裝置34動作後，並經過了規定時間，由排氣溫度檢測傳感器37檢測的排氣氣體溫度仍未達到可進行再生動作的溫度的情況下，再次開始進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，將上述第二極限值作為上限，逐漸增大進氣節流量。
圖7是表示使該動作執行的情況下的排氣氣體溫度、排氣氣體中的CO以及THC的濃度的時間的變化的圖。從該圖可知，通過截止到到達第一極限值的進氣節流動作(進氣節流動作的開始點用圖中的點a表示)，排氣氣體溫度逐漸上升，同時，排氣氣體中的CO以及THC的濃度也逐漸上升。然後，在進氣節流量達到第一極限值，轉換到排氣升溫裝置34進行的加熱動作的情況下(圖中的點b)，排氣氣體溫度逐漸上升，另一方面，與該加熱相伴的DPF33的氧化催化劑功能得到發揮，CO以及THC被淨化，其濃度逐漸下降。然後，達到排氣升溫裝置34的加熱能力的界限，通過再次開始進氣節流裝置24進行的進氣節流動作(圖中的點c)，排氣氣體溫度進一步上升，若達到可進行再生動作的溫度，則開始DPF33的再生。另外，在該一系列的動作的途中，在排氣氣體溫度達到可進行再生動作的溫度的情況下，通過維持該狀態，DPF33逐漸被再生。例如，在通過排氣升溫裝置34進行的加熱動作，排氣氣體溫度達到可進行再生動作的溫度的情況下，不會開始進氣節流裝置24進行的進一步的進氣節流動作，DPF33被再生。
-有關與發動機運轉狀態相應的極限值的變更-因為若發動機的運轉狀態發生變化，則相對於進氣節流量的CO以及THC的產生量、混合氣的著火時期的延遲量也變化，所以上述CO·THC產生量允許範圍、CO·THC產生量允許界限、發動機運轉界限也成為不同的值。因此，上述第一極限值以及第二極限值也根據發動機的運轉狀態，作為不同的值加以設定。下面，說明該第一極限值以及第二極限值的變更動作。
圖8是表示根據發動機轉速以及發動機的扭矩，對各極限值進行變更的情況。從該圖中可以判斷出，發動機轉速以及發動機的扭矩越低，第一極限值以及第二極限值越是可以作為高的值加以設定(進氣節流量存在餘量)，另一方面，發動機轉速以及發動機的扭矩越高，第一極限值以及第二極限值需要作為低的值加以設定(進氣節流量的限制增大)。例如，在即使發動機轉速低，負載仍然高的情況下，因為與排氣氣體溫度低無關，吸入空氣量沒有餘量，所以存在早期就迎來發動機運轉界限的可能性。因此，在該狀況下，將上述第二極限值設定得低。據此，防止發動機失速。另外，在發動機轉速低的情況下，即使存在著火延遲，也因為曲軸的角速度低，所以在點火正時的曲軸角度不會偏離活塞上止點很多，成為可燃燒的狀況。因此，可以將上述第一極限值設定得高。即，是即使增大進氣節流量，也能夠將CO以及THC的產生量抑制在上述允許範圍內的狀況。象這樣，通過根據發動機的運轉狀態的變化，對各極限值進行變更，能夠一面儘可能地抑制能量損失，一面在能夠避免發動機失速，且將CO以及THC的產生量抑制在上述允許範圍內的狀態下，執行DPF33的再生動作。
-有關與燃料的十六烷值相應的極限值的變更-因為若燃料(柴油發動機的情況下為柴油)的十六烷值不同，則相對於進氣節流量的CO以及THC的產生量、混合氣的著火時期的延遲量也變化，所以上述CO·THC產生量允許範圍、CO·THC產生量允許界限、發動機運轉界限也成為不同的值。因此，上述第一極限值以及第二極限值也根據所使用的燃料的十六烷值，作為不同的值加以設定。下面，說明該第一極限值以及第二極限值的變更動作。
圖9是表示相對於十六烷值相互不同的兩種(例如十六烷值為「55」的燃料和為「45」的燃料)燃料的進氣節流量和排氣氣體中的CO以及THC的濃度的關係。從該圖可判斷出，由於十六烷值低的燃料存在著火延遲增大的傾向，所以與十六烷值高的燃料相比，需要將第一極限值以及第二極限值均作為低的值加以設定(進氣節流量的限制增大)。換言之，因為十六烷值高的燃料著火延遲小，所以與十六烷值低的燃料相比，能夠將第一極限值以及第二極限值均作為高的值加以設定(進氣節流量存在餘量)。
象這樣，通過根據燃料設定各極限值，可以在能夠避免發動機失速，且將CO以及THC的產生量抑制在上述允許範圍內的狀態下，執行DPF33的再生動作。
(第三實施方式)接著，說明第三實施方式。在本實施方式中，作為排氣升溫裝置34採用電加熱器，對該電加熱器34的供電由交流發電機直接進行。因為其它的構成以及控制動作與上述的第一實施方式、第二實施方式相同，所以在這裡，省略了與第一實施方式以及第二實施方式共通的部分的說明。
如圖10所示，有關本實施方式的發動機在發動機主體1的側面安裝著受到曲軸的旋轉驅動力進行發電的交流發電機61，在該交流發電機61發電的電力的一部分供給到電加熱器(排氣升溫裝置)34。對該電加熱器34供電的ON/OFF的轉換與上述第一實施方式的情況相同，由來自控制器5的排氣升溫控制信號進行。另外，上述交流發電機61也進行向未圖示出的蓄電池充電用、輔機類驅動用的發電。
這樣，本方式的特徵在於，是通過來自控制器5的排氣升溫控制信號進行的電加熱器34的ON/OFF控制。
圖11表示發動機主體1的輸出和其中的被電加熱器34使用的輸出的關係。圖中的實線表示發動機主體1的輸出界限(發動機的最大輸出線)。另外，圖中帶有斜線的區域是表示在電加熱器34為ON的情況下，由該電加熱器34所使用(所消耗)的發動機輸出(發動機輸出中的用於電加熱器34的發熱的輸出)。
因此，因為在發動機主體1以比圖中的虛線低的輸出(例如圖中的點A)進行驅動的情況下(在負載比較低的狀態下進行驅動的情況下)，存在被電加熱器34所使用的發動機輸出量以上的輸出餘量，即使使電加熱器34為ON，也不會對行駛性能、牽引性能造成妨礙，能夠進行電加熱器34進行的排氣氣體的加熱動作。即，在該發動機驅動狀態下，若要求對電加熱器34通電(若成為在上述各實施方式中，執行電加熱器34進行的加熱動作的時刻)，則排氣升溫控制信號從控制器5傳輸到電加熱器34，開始加熱動作。
與此相對，因為在發動機主體1以比圖中的虛線高的輸出(例如圖中的點B)進行驅動的情況下(在負載比較高的狀態下進行驅動的情況下)，輸出的餘量部分比被電加熱器34所使用的發動機輸出量小，所以在該情況下，沒有使電加熱器34為ON，僅通過進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，使排氣氣體溫度逐漸上升。即，在該發動機驅動狀態下，即使要求對電加熱器34通電，也不從控制器5向電加熱器34傳輸排氣升溫控制信號。因此，僅通過進氣節流裝置24的進氣節流動作，使排氣氣體溫度上升，在該排氣氣體溫度達到可進行再生動作的溫度的情況下，進行DPF33的再生。即，不會對行駛性能、牽引性能造成妨礙地進行DPF33的再生。
另外，在上述說明中，在發動機主體1的輸出的餘量部分比被電加熱器34所使用的發動機輸出量小的情況下，不使電加熱器34為ON，但是，並不受此限制，也可以是多個階段地改變電加熱器34的發熱量的構成，根據發動機輸出的餘量部分來調整電加熱器34的發熱量，儘可能地進行電加熱器34進行的排氣氣體的加熱動作。
-第三實施方式的變形例-上述的第三實施方式是從進行對蓄電池充電用、輔機類的驅動用發電的交流發電機61向電加熱器34進行供電，但是，本變形例如圖12所示，具有用於向電加熱器34供電的專用的發電機62。該發電機62也與上述交流發電機61相同，受到曲軸的旋轉驅動力，進行發電。
這樣，在本變形例中，通過來自控制器5的排氣升溫控制信號進行的電加熱器34的ON/OFF控制與上述的第三實施方式的情況相同，是根據要求對電加熱器34進行通電的時刻的發動機輸出狀態來進行。
另外，在該情況下，也可以是多個階段改變電加熱器34的發熱量的構成，根據發動機輸出的餘量部分來調整電加熱器34的發熱量，儘可能地進行電加熱器34進行的排氣氣體的加熱動作。
(第四實施方式)接著，說明第四實施方式。本實施方式是在具有EGR(ExhaustGas Recirculation)裝置的情況下，在DPF33再生中的EGR閥的控制動作中具有特徵。因為其它的構成以及控制動作與上述各實施方式相同，所以在這裡省略了與上述各實施方式共通的部分的說明。
如圖13所示，與本實施方式相關的發動機設有用於使排氣從排氣系統3向進氣系統2還流的EGR通路71，在該EGR通路71上設有可調整開度的EGR閥72。
這樣，作為成為本方式的特徵的動作，在進行進氣節流裝置24進行的進氣節流動作時，根據其蝶形閥的節流量，逐漸減小EGR閥72的開度。
圖14是表示有關本實施方式的EGR閥72的開度控制中的進氣節流裝置24的進氣節流量和EGR閥72的開度的關係。另外，圖15是表示EGR閥72相對於進氣節流裝置24進行的進氣節流量的開度的時間的變化的一個例子。
EGR氣體根據進氣側和排氣側的差壓以及EGR閥72的開度決定其還流量。如上所述，因為在DPF33再生時進行進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，所以進氣側的壓力降低。即，在EGR閥72的開度為一定的情況下，進氣側和排氣側的差壓增大，排氣還流量增大到必要以上，存在導致燃燒不良的可能性。因此，在本實施方式中，隨著進氣節流裝置24進行的進氣節流量的增大(進氣側的壓力降低)，EGR閥72的開度逐漸減小，將排氣還流率維持在一定，據此，能夠很好地維持混合氣的燃燒狀態。
另外，在本實施方式中，在DPF33的再生中監視發動機轉速以及發動機扭矩，在這些變動量超過了規定量的情況下，EGR閥72為全閉。圖16是表示在該情況下的發動機轉速、發動機扭矩、EGR閥72的開度、進氣節流裝置24進行的進氣節流量的時間的變化的一個例子。在DPF33的再生中，在想要根據進氣節流裝置24進行的進氣節流量來變更EGR閥72的開度的情況下，EGR還流量相對於進氣節流裝置24進行的進氣節流動作伴隨有些許延遲。因此，在發動機轉速以及發動機扭矩變動大的狀況下，存在該EGR閥72的開度變更動作對混合氣的燃燒狀態造成不良影響的可能性。因此，如圖16所示，在DPF33的再生中，發動機轉速以及發動機扭矩變動大的情況下，判斷為難以使EGR閥72的開度追從進氣節流裝置24進行的進氣節流量的變化，強制地使EGR閥72為全閉(圖中的時刻A)，使排氣還流量為「0」，避免燃燒不良。然後，若發動機轉速以及發動機扭矩的變動減小，則再次開始使EGR閥72的開度根據進氣節流裝置24的進氣節流量變化的控制(圖中的時刻B)。
(第五實施方式)接著，說明第五實施方式。本實施方式的特徵點在於，在具有渦流增壓器的情況下，設定用於對DPF33的再生動作進行轉換的多個「極限值」。因為其它的構成以及控制動作與上述的各實施方式相同，所以在這裡省略了與上述各實施方式共通的部分的說明。
如圖17所示，有關本實施方式的發動機具有渦輪增壓器8，利用排氣氣體的流體能，壓縮吸入空氣，提高空氣密度，據此，謀求增大發動機輸出。
然後，作為用於對DPF33的再生動作進行轉換的「極限值」，首先與上述的第二實施方式同樣地設定第一極限值。該第一極限值將作為到達CO以及THC的產生量比較小即可的範圍(CO·THC產生量允許範圍)中的最大允許量(CO·THC產生量允許界限)的時刻的進氣節流量被設定。另一方面，作為第二極限值，作為達到渦輪增壓器8的喘振產生狀況的時刻的進氣節流量加以設定(參照圖18中的第一極限值以及第二極限值)。該喘振與由於逐漸增大進氣節流量，進入空氣量減少無關，其產生的原因是通過渦輪增壓器8高地維持壓縮比。即，第二極限值在本實施方式中，作為發動機運轉界限的進氣節流量來被設定。
另外，在本方式中的DPF33的再生動作時，進氣節流量達到第一極限值後的動作與上述的第二實施方式的情況同樣地進行。即，在排氣升溫控制開始條件成立的情況下，首先，開始進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，在排氣氣體溫度沒有達到可進行再生動作的溫度，進氣節流量達到上述第一極限值的情況下，暫時停止該進氣節流裝置24進行的進氣節流動作(維持進氣節流量)，開始排氣升溫裝置34進行的加熱動作。即，一面將CO以及THC的產生量抑制在CO·THC產生量允許範圍內，一面使排氣氣體溫度逐漸上升。然後，在即使使排氣升溫裝置34動作後並經過了規定時間，由排氣溫度檢測傳感器37檢測的排氣氣體溫度仍未達到可進行再生動作的溫度的情況下，再次開始進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，將上述第二極限值作為上限(在渦輪增壓器8的喘振沒有產生的範圍)，逐漸增大進氣節流量。
圖19是表示使該動作執行的情況下的排氣氣體溫度、排氣氣體中的CO以及THC的濃度的時間的變化的圖。從該圖可知，通過截止到到達第一極限值的進氣節流動作(進氣節流動作的開始點用圖中的點a表示)，排氣氣體溫度逐漸上升，同時，排氣氣體中的CO以及THC的濃度也逐漸上升。然後，在進氣節流量達到第一極限值，轉換到排氣升溫裝置34進行的加熱動作的情況下(圖中的點b)，排氣氣體溫度逐漸上升，另一方面，與該加熱相伴的DPF33的氧化催化劑功能得到發揮，CO以及THC被淨化，其濃度逐漸下降。然後，達到排氣升溫裝置34的加熱能力的界限，通過再次開始進氣節流裝置24進行的進氣節流動作(圖中的點c)，排氣氣體溫度進一步上升，若達到可進行再生動作的溫度，則開始DPF33的再生。另外，在該一系列的動作的途中，排氣氣體溫度達到可進行再生動作的溫度的情況下，通過維持該狀態，DPF33逐漸被再生。
-第五實施方式的變形例-作為上述的第五實施方式的變形例，對在渦輪增壓器設有廢氣排放閥的情況下的極限值的設定以及與該極限值相應的DPF33的再生動作的轉換進行說明。
如圖20所示，有關本變形例的發動機具有渦輪增壓器8，同時，在排氣配管32上設有廢氣排放閥81以及旁通通路82，該旁通通路82使排氣氣體隨著該廢氣排放閥81的開放動作相對於渦輪增壓器8旁通。
這樣，作為用於對DPF33的再生動作進行轉換的「極限值」，設定與上述第五實施方式的情況同樣的第一極限值以及第二極限值。該第一極限值作為到達上述CO·THC產生量允許界限的時刻的進氣節流量被設定，另外，第二極限值作為在維持著廢氣排放閥81的關閉狀態的情況下，成為滑輪增壓器8的喘振產生的狀況的時刻的進氣節流量被設定。
然後，在本方式中設定第三極限值。該第三極限值是作為存在發動機停止的可能性的進氣節流量(發動機運轉界限(失火界限))被設定(參照圖18)，上述發動機停止是在渦輪增壓器8的喘振產生的情況下(廢氣排放閥81為關閉狀態，進氣節流量達到第二極限值的情況下)，在通過開放廢氣排放閥81，消除了渦輪增壓器8的喘振後，進一步對進氣進行節流，由於與該進氣節流動作產生的著火時期的延遲相伴的失火所造成的。
作為本變形例中的DPF33的再生動作，在排氣升溫控制開始條件成立的情況下，首先，在開始進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，排氣氣體溫度沒有達到可進行再生動作的溫度，進氣節流量達到上述第一極限值的情況下，暫時停止該進氣節流裝置24進行的進氣節流動作(維持進氣節流量)，開始排氣升溫裝置34進行的加熱動作。即，一面將CO以及THC的產生量抑制在CO·THC產生量允許範圍內，一面使排氣氣體溫度逐漸上升。然後，在即使使排氣升溫裝置34動作後並經過了規定時間，由排氣溫度檢測傳感器37檢測的排氣氣體溫度仍未達到可進行再生動作的溫度的情況下，再次開始進氣節流裝置24進行的進氣節流動作，維持廢氣排放閥81的封閉狀態(進行渦輪增壓)，直至進氣節流量達到上述第二極限值，使進氣節流量逐漸增大。然後，在排氣氣體溫度沒有達到可進行再生動作的溫度，進氣節流量達到第二極限值的情況下，在開放廢氣排放閥81，消除渦輪增壓器8的喘振的狀態下，將上述第三極限值作為上限，進一步增大進氣節流量。
圖21是表示使該情況下的進氣節流裝置24的進氣節流量和廢氣排放閥81的開度的時間的變化的一個例子。另外，因為若象這樣開放廢氣排放閥81，則渦輪增壓器8中的排氣氣體的膨脹做功消失，所以能夠在高地維持排氣氣體溫度的狀態下送入DPF33，據此，能夠使被導入DPF33的排氣氣體的溫度早期地上升到可進行再生動作的溫度。另外，在上述的變形例中，使排氣系統3具有旁通通路82以及廢氣排放閥81，通過開放廢氣排放閥81，避免渦輪喘振，能進一步進行進氣節流。作為替代，也可以使進氣系統2具有繞過渦輪增壓器8的旁通通路以及開閉該旁通通路的進氣旁通閥，通過開放該進氣旁通閥，可以避免渦輪喘振，能進一步進行進氣節流。
(第六實施方式)接著，說明第六實施方式。本實施方式的特徵在於PM堆積量的推定動作。因為其它的構成以及控制動作與上述各實施方式相同，所以在這裡省略了與上述各實施方式共通的部分的說明。
在通過壓力傳感器構成上述PM堆積量檢測傳感器36的情況下，所檢測到的DPF33的緊鄰上遊側的壓力隨著DPF33的內部溫度升高逐漸上升。因此，在想要根據DPF33的緊鄰上遊側的壓力推定PM堆積量的情況下，不僅要考慮該壓力，還要考慮DPF33的內部溫度。另外，在成為發動機的負載、轉速變化，排氣氣體溫度上升的狀況的情況下，與該排氣氣體溫度的上升速度相比，實際的DPF33的內部溫度的上升速度遲緩。其原因是DPF33本身有熱容量。
在本實施方式中，考慮到象這樣DPF33的內部溫度對DPF33的緊鄰上遊側的壓力的影響，以及與排氣氣體溫度的上升相比，實際的DPF33的內部溫度的上升遲緩，針對通過實際檢測的值(DPF33的緊鄰上遊側的壓力以及排氣氣體溫度的值)所算出的PM堆積量的推定值，以與這些壓力以及溫度的值相應的補正量，對PM堆積量的推定值進行補正。
圖22是表示發動機轉速、排氣氣體溫度(檢測到的值)、DPF33的內部溫度、DPF33的緊鄰上遊側的壓力(檢測到的值)、PM堆積量的推定值的時間的變化的一個例子。如該圖所示，若發動機轉速上升，則排氣氣體溫度以及DPF33的緊鄰上遊側的壓力急速上升。與其相對，DPF33的內部溫度的上升緩慢。再有，在這裡所檢測的DPF33的緊鄰上遊側的壓力受到DPF33的內部溫度的影響，與真實的壓力值稍許不同。即，作為比真實的壓力值低的壓力被檢測，在僅通過該壓力值推定PM堆積量的情況下，推測出比實際的堆積量少的堆積量。
因此，在這裡，根據檢測到的排氣氣體溫度的變化狀況，推定DPF33的內部溫度，通過該DPF33的內部溫度和檢測到的DPF33的緊鄰上遊側的壓力，決定對PM堆積量的推定值的補正量。即，在圖2中，實線所示的PM堆積量的推定值根據檢測到的DPF33的緊鄰上遊側的壓力算出，通過利用規定的補正量對它進行補正，算出在圖22中虛線所示的PM堆積量的推定值。據此，能夠進行推定考慮了上述DPF33的內部溫度對DPF33的緊鄰上遊側的壓力的影響，以及與排氣氣體溫度的上升相比，實際的DPF33的內部溫度的上升遲緩的情況後的更正確的PM堆積量。
另外，在上述的第六實施方式中，是根據檢測到的排氣氣體溫度的變化狀況，推定DPF33的內部溫度，但也可以根據發動機的轉速、扭矩的變化狀況，推定DPF33的內部溫度。
(第七實施方式)接著，說明第七實施方式。本實施方式的特徵在於對DPF33的再生動作的開始時期進行設定的控制。因為其它的構成以及控制動作與上述的各實施方式相同，所以在這裡省略了與上述各實施方式共通的部分的說明。
若反覆DPF33中的PM的捕集動作以及再生動作，則在再生動作中未被除去的PM逐漸積蓄在DPF33內。這是潤滑油的灰、發動機的磨損粉等。由於它們的存在，即使長時間進行再生動作，DPF33的緊鄰上遊側的壓力也不會回復(下降)到新品時的緊鄰上遊側的壓力。在以這樣的狀況，將DPF33的再生開始壓力設定為一定值的情況下，存在下述課題。
即，在從再生動作開始到經過了規定時間的時刻，使再生動作結束的情況下，在再生動作結束的時刻，DPF33的緊鄰上遊側的壓力已經比新品時的壓力高，與上述再生開始壓力的差減小。每反覆一次DPF33的PM捕集動作以及再生動作，該差就減小。因此，從再生動作的結束時刻開始到DPF33的緊鄰上遊側的壓力達到上述再生開始壓力為止的時間間隔縮短，執行再生動作的頻度提高。圖23的虛線是表示該再生動作的執行頻度逐漸提高的狀況。
另一方面，在從再生動作開始到DPF33的緊鄰上遊側的壓力下降到某個規定壓力(再生結束壓力)的時刻使再生動作結束的情況下，如上所述，因為每反覆一次DPF33的PM捕集動作以及再生動作，再生結束時刻的DPF33的緊鄰上遊側的壓力就升高，所以即使長時間進行再生動作，DPF33的緊鄰上遊側的壓力也不會下降到上述再生結束壓力，在這樣的狀況下，不能結束再生動作。
因此，在本方式中，估算從DPF33為安裝的新品時開始的發動機的燃料噴射量，根據該估算值，將上述再生開始壓力以及再生結束壓力都作為逐漸升高的值逐漸進行更新。圖23中的雙點劃線是表示該再生開始壓力以及再生結束壓力的設定值。另外，圖中的實線是表示再生動作的執行狀況(DPF33的緊鄰上遊側的壓力的變化狀況)。從該圖中可以判斷出，根據本實施方式，可以以一定間隔執行再生動作，另外，不會導致再生動作不能結束的狀況。
(第八實施方式)接著，說明第八實施方式。本實施方式的特徵在於對DPF33的再生溫度(目標溫度)的設定。因為其它的構成以及控制動作與上述的各實施方式相同，所以在這裡省略了與上述各實施方式共通的部分的說明。
在DPF33被再生的情況下，其內部溫度分布為中央部為高溫(可進行再生動作的溫度以上)，另外，外周部因為暴露於外氣，所以溫度比較低。因此，存在外周部沒有達到可進行再生動作的溫度，產生再生不良的可能性。若這樣的狀態發展，則高密度的PM堆積在外周部，在再生動作中等，該PM被氧化，成為非常高的溫度，存在DPF33被熔損的可能性。圖24(a)是表示再生動作開始前的DPF33的內部的剖視圖，圖24(b)是表示再生動作後的DPF33的內部的剖視圖，表示PM堆積在外周部的狀態。
因此，在本實施方式中，檢測在再生動作結束時刻的DPF33的緊鄰上遊側的壓力，在該壓力高於規定值的情況下，判斷在DPF33的外周部產生再生不良，PM堆積在該外周部，將下一次的再生動作中的再生溫度(目標溫度)設定為高於本次的再生溫度(例如僅高50deg)。據此，在下一次的再生動作中，在DPF33的外周部的溫度升高，該溫度達到可進行再生動作的溫度的情況下，能夠除去該外周部的PM。在此時的再生動作結束時刻的DPF33的緊鄰上遊側的壓力仍高於規定值的情況下，將下一次的再生動作中的再生溫度(目標溫度)設定得更高。就這樣，逐漸更新再生溫度，直至達到DPF33的外周部的PM能被再生動作除去的溫度。
圖25是表示上述那樣的對再生溫度進行變更的情況和不進行變更的情況下的DPF33的緊鄰上遊側的壓力的時間的變化的一個例子的圖。在該圖中，實線表示沒有對再生溫度進行變更的情況下的壓力的變化，虛線表示對再生溫度進行變更的情況下的壓力的變化。象這樣，在沒有變更再生溫度的情況下，在DPF33的外周部的PM的堆積量逐漸增大，與此相伴，再生動作結束時的DPF33的緊鄰上遊側的壓力也逐漸上升。對此，在本實施方式中，通過變更再生溫度，能夠有效地除去DPF33的外周部的PM(再生動作結束時的DPF33的緊鄰上遊側的壓力被維持得較低)，能夠不提高再生動作的頻度，以一定間隔執行再生動作。
(第九實施方式)接著，說明第九實施方式。本實施方式的特徵在於對DPF33的再生結束時期的設定。因為其它的構成以及控制動作與上述的各實施方式相同，所以在這裡省略了與上述各實施方式共通的部分的說明。
在DPF33的再生動作中，因為進行進氣節流動作、電加熱器進行的加熱動作，所以發動機的燃料消耗率惡化。因此，最好儘可能地縮短該再生動作的執行時間。
在本實施方式中，如上述的第七實施方式，估算從DPF33為安裝的新品時開始的發動機的燃料噴射量等，根據該估算值，將再生結束壓力作為逐漸升高的值逐漸進行更新。圖26中的虛線是表示從再生動作開始經過規定時間的時刻結束了再生動作的情況下的壓力變化狀態。象這樣，在根據時間，設定了再生結束時期的情況下，可以導致下述狀況，即，與充分地進行再生無關，繼續再生動作，進行徒勞的再生動作的狀況(圖26的時期T1)，或與仍未完全地再生無關，結束再生動作(圖26的時期T2)的狀況。
對此，根據本實施方式，可以根據DPF33的再生狀況，改變再生動作執行時間，與再生結束大致同時地結束再生動作(進氣節流動作、電加熱器進行的加熱動作)(參照圖26中的實線)。因此，可以避免進行徒勞的再生動作或與仍未完全地進行再生無關地結束再生動作的狀況，可以謀求提高再生動作的可靠性。
(第十實施方式)接著，說明第十實施方式。本實施方式的特徵在於，將在上述第八實施方式中較高地設定的DPF33的再生溫度(目標溫度)設定得較低(返回)的動作。因為其它的構成以及控制動作與上述的各實施方式相同，所以在這裡省略了與上述各實施方式共通的部分的說明。
在產生了DPF33的緊鄰上遊側的壓力急劇下降的狀況的情況下，即，在短時間內PM的除去結束的情況下，擔心在DPF33的內部的發熱增大，導致異常再生，DPF33破損。因此，在本實施方式中，監視DPF33的緊鄰上遊側的壓力，在產生了該壓力急劇下降的狀況的情況下，將在上述第八實施方式中較高地設定的DPF33的再生溫度(目標溫度)設定得較低。
具體地說，在再生動作的執行時間極端短的情況下、在DPF33的緊鄰上遊側的壓力變化梯度(下降梯度)急劇的情況下(圖27的區域T)，判斷殘留在DPF33的外周部的PM被除去，逐漸較低地設定DPF33的再生溫度(目標溫度)。作為該動作，可以每執行一次再生動作，下降一個規定溫度(例如50deg)。也可以一次就下降到可進行再生動作的溫度(300℃)。
-第十實施方式的變形例-下面，說明上述的第十實施方式的變形例。在本實施方式中，在產生了DPF33的緊鄰 上遊側的壓力急劇於降的狀況的情況下，即使再生動作仍未結束，也終止該再生動作。據此，可以切實地避免在DPF33的內部的異常再生，避免DPF33的破損。
在圖28中，在圖中的時刻T1再生動作開始，在再生發展，DPF33的緊鄰上遊側的壓力逐漸(比較緩慢地)下降後，產生了該壓力急劇下降的狀況(壓力從圖中的時刻T2急劇下降)。因此，在圖中的時刻T3結束再生動作(禁止進氣節流動作、電加熱器進行的加熱動作)，據此，避免DPF33的破損。
(第十一實施方式)接著，說明第十一實施方式。本實施方式涉及用於避免發動機停止時，DPF33的再生反應發展，DPF33熔損的對策。因為其它的構成以及控制動作與上述的各實施方式相同，所以在這裡省略了與上述各實施方式共通的部分的說明。
如圖29所示，有關本實施方式的發動機在DPF33的下遊側的排氣配管32上具有排氣節流裝置(排氣節流構件)38。具體地說，該排氣節流裝置38與進氣節流裝置24同樣，具有蝶形閥、使該蝶形閥轉動，對排氣配管32的流路面積進行變更的執行器(均省略圖示)，該執行器由控制器5控制。另外，作為該閥機構，並非限於蝶形閥，也可以應用節流閥等的各種閥。
這樣，在本方式中，如圖30(表示發動機轉速、排氣節流量、進氣節流量的時間的變化的圖)所示，在發動機停止時，使進氣節流裝置24的節流量為最大(全閉)，同時使排氣節流裝置38的節流量也為最大(全閉)。據此，阻止空氣(氧)從進氣系統2以及排氣系統3導入DPF33，據此，禁止DPF33的再生反應發展。據此，避免DPF33的熔損。
-第十一實施方式的變形例-下面，說明上述的第十一實施方式的變形例。在本實施方式中，如圖31(表示發動機轉速、燃料噴射量、排氣節流量、進氣節流量的時間的變化的圖)所示，在發動機停止時，不僅使進氣節流裝置24的節流量為最大(全閉)，且使排氣節流裝置38的節流量也為最大(全閉)，還在發動機轉速下降到規定轉速(例如700rpm程度)的時刻，執行(圖中的時刻T)在該發動機停止動作中停止的燃料噴射。據此，使殘存在汽缸內的氧燃燒，避免氧導入DPF33，據此，禁止DPF33的再生反應發展，避免DPF33的熔損。作為此時的燃料噴射量，最好設定得比發動機停止動作即將開始前的燃料噴射量多，切實地進行殘存的氧的燃燒。另外，作為使排氣節流裝置38的節流量為最大的時刻，是在進氣節流裝置24的節流量為最大後，可以是剛剛執行了發動機停止時的燃料噴射後，也可以是與使排氣節流裝置38的節流量為最大的時刻相同。
(第十二實施方式)接著，說明第十二實施方式。該第十二實施方式除下述方面外，都與參照圖1所說明的第一實施方式相同，因此，儘量省略這樣的共通的部分的說明，主要對不同點進行說明。
首先，對收容在DPF33的殼體內的過濾器主體的具體的構成、PM堆積量檢測傳感器36的構成進行說明。
-過濾器主體35-對過濾器主體35的具體的構成闡述如下。如圖32(從沿著排氣氣體的流動方向的方向看過濾器主體35的圖)以及圖33(從與排氣氣體的流動方向正交的方向看過濾器主體35的剖視圖)所示，過濾器主體35為大致圓筒狀，具有外周壁35a和格子狀地一體形成於該外周壁35a的內周側的隔壁35b。然後，通過該隔壁35b，形成多個流通路35c、35d、...，作為蜂巢構造體被構成。
作為各流通路35c、35d、...，交互地配置著通過密封材料35e僅封閉排氣氣體流出側的一次側流通路35c，和通過密封材料35e僅封閉排氣氣體流入側的二次側流通路35d。通過該構成，流入到一次側流通路35c的排氣氣體在通過隔壁35b，流入到二次側流通路35d後，由排氣配管32排出。即，其構成為，該排氣氣體在通過隔壁35b時，該排氣氣體中所含有的PM被過濾器主體35的一次側捕捉。圖33的箭頭是表示在各流通路35c、35d、...的排氣氣體的流動，黑箭頭是含有PM的排氣氣體，即，在一次側流通路35c流動的排氣氣體。另外，空心箭頭是PM被捕集除去後的排氣氣體，即，在二次側流通路35d流動的排氣氣體。
作為構成上述過濾器主體35的材料，是具有耐熱性、耐氧化性、抗熱衝擊性的材料，採用多孔質堇青石陶瓷、碳化矽、氧化鋁、富鋁紅柱石、氮化矽等的非導電性材料。另外，在該過濾器主體35上裝載著白金等的氧化催化劑。據此，該DPF33在排氣氣體溫度超過了規定溫度(例如，300℃，下面稱為「可進行再生動作的溫度」)的狀況下，進行上述化學反應，氧化除去PM，進行再生。
-PM堆積量檢測傳感器36-本實施方式的特徵在於用於檢測上述過濾器主體35內部的PM堆積量的PM堆積量檢測傳感器36的構成。下面，說明該PM堆積量檢測傳感器36的構成。
圖34是表示過濾器主體35的概略的剖視圖(相當於圖33的圖)。如該圖34所示，在過濾器主體35的上述一次側流通路35c的內面的兩個位置(圖中的X點以及Y點)連接著電氣配線(導線)36a、36b，在該各電氣配線36a、36b上連接著電阻檢測傳感器36e。即，構成為可通過該電阻檢測傳感器36c，檢測上述一次側流通路35c的內面的兩個位置X、Y(上述電氣配線36a、36b所連接的位置)之間的電阻值。然後，在這裡檢測出的電阻值的信息被傳輸給後述的再生用控制器5所具有的堆積量推定構件。
作為上述電氣配線36a、36b的相對於上述一次側流通路35c的內面的連接位置X、Y，設定在保留有下述程度的距離的位置，該距離是在PM逐漸堆積於該一次側流通路35c的內面時，在PM堆積到需要進行DPF的再生動作的程度(例如，PM附著了一次側流通路35c的內面的70％的程度)的狀態下，如圖35所示，成為PM遍及電氣配線36a、36b的兩個位置的連接位置X、Y之間連續附著的狀況，即，成為上述兩個位置的連接位置X、Y彼此通過PM電氣性導通的狀況的程度的距離。換言之，因為在該距離過短的情況下，在PM稍有附著的狀況下，上述兩點X、Y就會電氣性導通，反之，在該距離過長的情況下，即使PM的附著量達到需要進行DPF再生動作的量，上述兩點X、Y也不會電氣性導通，所以設定成不會導致這些狀況的距離。
另外，在上述排氣配管32的DPF33的上遊側，具有排氣升溫裝置(排氣加熱構件)34(參照圖1)。該排氣升溫裝置34由電加熱器構成，接受來自未圖示出的發電機(交流發電機)的電力而發熱，可加熱在排氣配管32流動的排氣氣體。具體地說，可以是通過加熱排氣配管32，間接地加熱排氣氣體的構成，也可以是在排氣配管32內部配置加熱器線，直接地加熱排氣氣體的構成。另外，作為該排氣升溫裝置34，也可以適用火焰燃燒器。
另外，在上述排氣升溫裝置34上安裝著用於檢測排氣氣體溫度的排氣溫度檢測傳感器(排氣溫度檢測構件)37。該排氣溫度檢測傳感器37可以配置在排氣升溫裝置34的內部，也可以安裝在上述DPF33的緊鄰上遊側的排氣配管32上。
在本發動機上具有用於控制DPF33的再生動作的再生用控制器5，來自上述PM堆積量檢測傳感器36的PM堆積量檢測信號(以電阻為基礎的信號)、來自上述排氣溫度檢測傳感器37的排氣溫度檢測信號分別傳輸到該控制器5。如上所述，在再生用控制器5上具有堆積量推定構件，根據由電阻檢測傳感器36c檢測到的電阻值，算出過濾器主體35的一次側流通路35c表面的PM堆積量。具體地說，因為上述電阻值由過濾器溫度左右，所以通過溫度傳感器等的構件(未圖示出)檢測過濾器主體35的溫度，針對由電阻檢測傳感器36c檢測到的電阻值，進行以過濾器主體35的溫度為基礎的補正演算，據此，可以高精度地推定PM堆積量。
即，如圖6的過濾器溫度和電阻值的關系所示，即使是同樣的PM堆積量，過濾器溫度越高，作為電阻值越低。考慮到這點，例如，R＝aT2+bT+cR電阻值、T溫度、a、b、c係數使用這一補正公式，進行補正演算，可以高精度地推定PM堆積量。
然後，該控制器5根據上述推定的PM堆積量以及來自排氣溫度檢測傳感器37的排氣溫度檢測信號，對上述進氣節流裝置24以及排氣升溫裝置34傳輸控制信號。即，進氣節流裝置24的執行器根據傳輸到進氣節流裝置24的進氣節流控制信號動作，上述蝶形閥轉動，得到與該進氣節流控制信號相應的開度。另外，根據傳輸到排氣升溫裝置34的排氣升溫控制信號，電加熱器被ON/OFF控制，該電加熱器進行的排氣氣體的加熱動作被控制。
-DPF再生控制動作-接著，就上述那樣構成的系統中的DPF再生控制動作進行說明。
在本實施方式中，根據上述DPF33的內部的PM堆積量以及排氣氣體溫度，對進氣節流裝置24以及排氣升溫裝置34進行控制。即，控制器5接收來自上述PM堆積量檢測傳感器36的電阻信號，通過該控制器5所具有的堆積量推定構件，推定PM堆積量。然後，在判斷為該PM堆積量超過規定量，並且通過控制器5接受來自上述排氣溫度檢測傳感器37的排氣溫度檢測信號，判斷排氣氣體溫度未達到上述可進行再生動作的溫度的情況下(下面，將這兩個條件成立的情況稱為「排氣升溫控制開始條件成立的情況」)，通過使進氣節流裝置24以及排氣升溫裝置34中的一個或者兩個動作，來使排氣氣體溫度上升到可進行再生動作的溫度。據此，在發動機主體1的運轉持續的狀態下，進行DPF33的再生動作。下面，對多個具體的動作內容進行說明。
-進氣節流優先動作-進氣節流裝置24進行的進氣節流優先的動作與上述第一實施方式大致相同。在上述排氣升溫控制開始條件成立的情況下，首先，控制器5向進氣節流裝置24傳輸進氣節流控制信號。據此，進氣節流裝置24的執行器動作，蝶形閥轉動，得到與該進氣節流控制信號相應的開度，進氣配管21的流路面積被縮小。其結果為，吸入空氣量減少，空燃比變濃，燃燒室內的燃燒溫度上升，排氣氣體溫度升高。據此，在排氣氣體溫度達到上述可進行再生動作的溫度的情況下，沒有進行排氣升溫裝置34的動作，DPF33被再生。
圖37是表示在該情況下，由電阻檢測傳感器36c檢測的電阻值的時間的變化和再生動作時期的時期流程圖。首先，不執行再生動作，而是運轉發動機，隨著PM的堆積，電阻值逐漸降低，若該電阻值低於規定的再生開始極限值(圖中的時刻A)，則開始再生動作。因為在該再生動作剛剛開始後，過濾器主體35的溫度仍未達到可進行再生動作的溫度，所以電阻值雖然持續降低，但若過濾器主體35的溫度達到可進行再生動作的溫度，則PM被除去，電阻值逐漸上升。然後，若該電阻值超過規定的再生結束極限值(圖中的時刻B)，則結束再生動作。另外，作為該再生結束極限值被設定的電阻值設定得比作為再生開始極限值被設定的電阻值高，避免頻繁地反覆過濾器再生動作的開始和停止的狀況。
另外，在該再生動作中，在由電阻檢測傳感器36c檢測的電阻值的變化率(每單位時間的電阻值的上升量)比規定的異常判定變化率高的情況下(圖38中斜度α比規定角度大的情況下)，強制停止過濾器再生動作。其原因在於，因為在象這樣，電阻值的變化劇烈的情況下，存在產生過濾器主體35的一部分成為局部地異常高溫的「異常再生」的可能性，若該「異常再生」狀態繼續，則擔心DPF33的熔損，所以在該電阻值的變化率增高的時刻，使再生動作結束。據此，能夠謀求DPF33的長壽命化。
如上述所作說明，在本實施方式中，將電氣配線36a、36b連接於過濾器主體35的一次側流通路35c的表面的兩個位置X、Y，通過該兩點X、Y之間的電阻，識別PM堆積量。即，因為隨著PM堆積量增大，堆積厚度增大，電阻值逐漸降低，所以通過識別該電阻值的變化，能夠檢測PM堆積量。因此，與通過壓力傳感器檢測過濾器的上遊側和下遊側的壓力差，或從圖譜中讀取與發動機的運轉狀態相應的PM生成量等並進行演算的以往的裝置相比，能夠得到PM堆積量檢測動作的高可靠性。另外，因為是將用於檢測電阻的配線(導線)連接到過濾器的比較簡單的構成，所以還能夠謀求提高實用性。
(第十三實施方式)接著，說明第十三實施方式。本實施方式的PM堆積量檢測傳感器36的構成與上述的第一實施方式的傳感器不同。因此，在這裡，僅對PM堆積量檢測傳感器36的構成進行說明。
在上述的第一實施方式中，是將具有一對電氣配線36a、36b的PM堆積量檢測傳感器36僅配設一組的構成，但在本實施方式中，如圖39所示，是將具有該一對電氣配線36a、36b的PM堆積量檢測傳感器36A、36B配設有兩組的構成。另外，作為各PM堆積量檢測傳感器36A、36B各自的電氣配線36a、36b的相對於過濾器主體35的連接位置，以距該過濾器主體35的中心點等距離地被設定。
在這樣地配設兩組PM堆積量檢測傳感器36A、36B的情況下，假設即使在一個PM堆積量檢測傳感器36A的電氣配線36a、36b上產生斷線，也可以通過另一個PM堆積量檢測傳感器36B，檢測過濾器主體35上的兩點之間的電阻，能夠確保PM堆積量檢測動作的可靠性。
另外，在本方式的構成中，在一個PM堆積量檢測傳感器36A的電氣配線36a、36b上產生了斷線的情況下，由該PM堆積量檢測傳感器36A檢測的電阻值持續地為無限大。因此，通過識別該狀態，可以輕易地識別在該一個PM堆積量檢測傳感器36A的電氣配線36a、36b上產生了斷線，使來自該PM堆積量檢測傳感器36A的輸出信號無效。
另外，在本實施方式中，因為設置兩組PM堆積量檢測傳感器36A、36B，所以分別檢測過濾器主體35上的兩點間的電阻。因此，在由它們檢測出的電阻值為相互不同的值的情況下，將低側的電阻值作為真實的電阻值進行識別，根據它推定PM堆積量。這是在PM相對於過濾器主體35的堆積偏向一邊的情況下(不均勻堆積的情況下)的對策，以檢測電阻的各部分中的PM堆積量最多的位置為基準，確定過濾器再生動作的開始時刻。例如，在檢測出由一個PM堆積量檢測傳感器36A檢測到的電阻值比由另一個PM堆積量檢測傳感器36B檢測到的電阻值高的情況下，若將由該一個PM堆積量檢測傳感器36A檢測到的電阻值作為真實的電阻值進行識別，則存在著在作為另一個PM堆積量檢測傳感器36B的檢測對象的位置，PM過度堆積的可能性。在該情況下，在過濾器進行再生動作時，會擔心導致在該位置溫度過度上升，過濾器主體35受到損傷。為了避免這樣的狀況，如上所述，將檢測為最低的電阻值(PM堆積最多部分的電阻值)作為真實的電阻值進行識別。
另外，在本實施方式中，雖然構成為配設兩組由一對電氣配線36a、36b構成的PM堆積量檢測傳感器36A、36B，但也可以構成為配設三組以上。在該情況下，最好也與上述同樣，將檢測為最低的電阻值作為真實的電阻值進行識別，避免再生動作時過濾器主體35受到損傷。
(第十四實施方式)接著，說明第十四實施方式。本實施方式的PM堆積量檢測傳感器36的構成與上述的第一實施方式以及第十三實施方式的傳感器不同。因此，這裡也僅對PM堆積量檢測傳感器36的構成進行說明。
在本實施方式中，如圖40所示，是檢測過濾器主體35上的三個點(圖中的點X、點Y、點Z)相互之間的電阻而構成。即，這些三個點分別連接著電氣配線(導線)36a、36b、36d，通過電阻檢測傳感器36c、36c、36c，檢測這些電氣配線36a、36b、36d相互之間的電阻。
根據本實施方式的構成，首先，若在與各點(X、Y、Z)連接的電氣配線上沒有產生斷線時，使各點間的電阻值為r1、r2、r3，則r1＝r2＝r3＝r(未產生不均勻堆積的情況)，在各點間檢測到的電阻值為R(X、Y)＝R(Y、Z)＝R(Z、X)＝R＝(2/3)rR(X、Y)為三點中「X點」和「Y點」間的電阻值；R(Y、Z)為三點中「Y點」和「Z點」間的電阻值；R(Z、X)為三點中「Z點」和「X點」間的電阻值。
另一方面，在與各點連接的電氣配線中的一個產生了斷線時(在與上述「X點」相連的電氣配線上產生了斷線時)，R(X、Y)＝∞R(Z、X)＝∞
R(Y、Z)＝rR(Y、Z)的電阻值突然上升到1.5倍(為未產生斷線情況的1.5倍)。因此，通過識別該電阻值的急劇上升，可以輕易地識別配線的斷線。
另外，象這樣，即使是在其構成為檢測過濾器主體35上的三點的相互間的電阻的情況下，也與上述同樣，將檢測為最低的電阻值作為真實的電阻值進行識別。
(第十五實施方式)接著，說明第十五實施方式。本實施方式的PM堆積量檢測傳感器36的構成也與上述的上述各實施方式的傳感器不同。因此，在這裡也僅對PM堆積量檢測傳感器36的構成進行說明。
有關本實施方式的PM堆積量檢測傳感器36象上述的第一實施方式、第十三實施方式那樣，具有檢測兩點間的電阻的功能。另外，在此基礎上，還具有檢測上述電氣配線36a的連接位置的過濾器主體35上的溫度的功能。
具體地說，如圖41所示，是下述構成，即，針對作為電阻測定對象的一個點(上述X點)，連接與和其連接的電氣配線36a材料不同的電氣配線36e，通過該兩電氣配線36a、36e構成閉迴路，將電壓檢測傳感器36f連接到該迴路。作為各電氣配線36a、36b、36e的具體材料，作為電阻檢測用的配線的電氣配線36a、36b是由阿留邁合金(Ni和Al的合金)構成，作為電壓檢測用的配線的電氣配線36e是由鉻鎳合金(Ni和Cr的合金)構成。即，利用電阻檢測用的電氣配線36a，構成熱電偶。
根據本實施方式的構成，通過測定作為電阻測定對象的點的溫度，可以判斷再生動作是否正常進行(是否以恰當的溫度進行再生動作)。
另外，在象上述的第十三實施方式那樣，設置多組PM堆積量檢測傳感器36A、36B，並使之分別具有作為熱電偶的功能的情況下，通過在再生動作中計量各處的溫度，可以識別過濾器主體35有無溫度不均勻，在產生了該溫度不均勻的情況下，可以判斷為產生了PM的堆積不均勻。據此，能夠判斷是否需要對DPF33進行保養。另外，針對圖41所示的PM堆積量檢測傳感器36，即使相對於右側的電氣配線36b，也可以通過與左側同樣地構成熱電偶，計量多個位置的溫度。
另外，在象這樣根據過濾器溫度演算PM堆積量的情況下，作為計量過濾器溫度的構件，可以使用利用了上述那樣的PM堆積量檢測傳感器36的熱電偶，也可以使用其它的溫度傳感器。
(第十六實施方式)接著，說明第十六實施方式。本實施方式是在有關上述的各實施方式的PM堆積量檢測傳感器36的基礎上，還具有檢測DPF33的上遊側和下遊側的壓力差的壓力傳感器(省略圖示)。即，控制器5接收來自PM堆積量檢測傳感器36的輸出以及來自壓力傳感器的輸出。另外，在該控制器5上，具有根據上述各輸出判斷是否需要對DPF33進行保養的保養判斷構件。
一般來說，作為堆積在DPF33上的物質，除了能夠通過再生動作除去的上述PM外，作為不能除去的物質，還具有與潤滑油的附著相伴的灰、發動機磨損粉等。這樣，在僅通過壓力傳感器的差壓檢測進行的堆積狀況的監視中，難以判斷差壓上升的要因是由上述PM造成的，還是由發動機磨損粉等造成的，為了對此進行判斷，需要根據發動機的總運轉時間，判斷DPF清洗等的保養的必要性。
對此，根據本實施方式的構成，例如在由壓力傳感器檢測的差壓比較高，且由電阻檢測傳感器36c檢測的電阻值比較低的情況下，可以判斷為能通過再生動作除去的PM的堆積量多。另一方面，在由壓力傳感器檢測的差壓比較高，且由電阻檢測傳感器36c檢測的過濾器上的電阻值比較高的情況下，可以判斷為不能通過再生動作除去的物質的堆積量多。因此，能夠通過保養判斷構件，輕易判斷是通過執行再生動作能夠對過濾器進行淨化的狀況，還是需要對DPF33進行保養的狀況。
(第十七實施方式)接著，說明第十七實施方式。本實施方式根據開始再生動作的時刻的過濾器表面溫度，預先決定過濾器再生動作條件。
即，在檢測PM堆積量的同時，也計量過濾器表面溫度，根據再生動作開始時的過濾器表面溫度和再生目標溫度的差，預先決定作為過濾器再生動作的條件的再生動作持續時間、進氣量的減少量、電加熱器進行的加熱量等，開始再生動作。據此，能夠以恰當的條件執行過濾器再生動作，能夠將與再生動作相伴的燃料消耗率的惡化等抑制在最小限度。
(第十八實施方式)接著，說明第十八實施方式。本實施方式是在發動機起動時的過濾器溫度在規定溫度以下時，強制禁止過濾器再生動作。
在DPF33中，在發動機起動時的過濾器溫度在規定溫度以下(冷態時)時，若執行進氣量的減少、燃料噴射時期、其特性曲線的變更等的過濾器再生動作，則由於混合氣的不完全燃燒，CO、THC不在催化劑中反應，就這樣被排出到大氣中，產生刺激臭。因此，在本實施方式中，在該冷態時，強制禁止過濾器再生動作，抑制混合氣的不完全燃燒，削減CO、THC的排出量。具體地說，在發動機冷卻水溫度在50℃以下的情況下，禁止過濾器再生動作，在該發動機冷卻水溫度超過50℃，並且上述排氣升溫控制開始條件成立時，開始過濾器再生動作。
-其它的實施方式-雖然上述說明的各實施方式以及變形例是針對具有1個DPF33的發動機進行的說明，但是，本發明也可以用於並聯或串聯連接有多個DPF的發動機。
另外，雖然在上述各實施方式中，主要對通過進氣量的減量以及電加熱器進行的加熱，使DPF33再生的情況進行了說明，但是，除此之外，也可以適用於減小排氣系統所具有的排氣節流閥的開度、使燃料噴射量增量、使燃料噴射時期延遲的情況等。
另外，在本發明中，並非限定在過濾器主體35的整體由非導電性材料構成的情況下，也可以採用下述構成，即，過濾器33的大致整體由導電性材料構成，僅僅一次側流通路35c的表面的一部分由非導電性材料構成，檢測由該非導電性材料構成的部分的至少兩點間的電阻。
本發明不脫離其精神或主要的特徵，就可以以其它各種形式實施。因此，上述的實施例只不過是所有方面的單純的例子，不構成限定性的解釋。本發明的範圍是通過權利要求書的範圍所示，說明書正文中沒有任何限制。再有，屬於與權利要求書等同的範圍的變形、變更都在本發明的範圍內。
另外，本申請要求以在日本2005年2月28日提出的特願2005-054243號以及2005年4月27日提出的特願2005-129836號為基礎的優先權。其內容在此提及，被記載於本申請。另外，本說明書中引用的文獻在此提及，其全部具體地被記載。
產業上利用的可能性本發明不僅適用於柴油發動機，也適用於氣體發動機、汽油發動機等各種形式的發動機。另外，本發明也適用於裝載在汽車、發電機等上的發動機。
權利要求
1.一種排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，具有微粒過濾器、進氣量減少構件、排氣加熱構件、堆積量檢測構件、排氣溫度檢測構件、再生動作控制構件，該微粒過濾器捕集內燃機的排氣中的粒子狀物質，同時，在排氣溫度達到在可進行再生動作的溫度的情況下，可進行上述粒子狀物質的氧化清除產生的再生；該進氣量減少構件為在上述內燃機的進氣系統所具有，可減少吸入空氣量；該排氣加熱構件為在上述內燃機的排氣系統所具有，可對排氣氣體進行加熱；該堆積量檢測構件可對上述微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量超過規定量的情況進行檢測；該排氣溫度檢測構件可檢測上述內燃機的排氣溫度；該再生動作控制構件接收上述堆積量檢測構件以及上述排氣溫度檢測構件的輸出，在上述微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量超過上述規定量，且上述內燃機的排氣溫度不足上述可進行再生動作的溫度時，優先使上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作、上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作中的任意一種執行，或者使這兩者同時執行。
2.如權利要求1所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述再生動作控制構件在上述微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量超過上述規定量，並且上述內燃機的排氣溫度不足上述可進行再生動作的溫度時，優先使上述進行量減少構件進行的吸入空氣量減少動作、上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作中的任意一個動作執行，然後，在上述內燃機的排氣溫度仍未達到上述可進行再生動作的溫度時，使另一個動作執行。
3.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，在上述進氣量減少構件進行的吸入空氣減少量中預先設定規定的極限值，超過該極限值，吸入空氣量不會減少。
4.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，在上述進氣量減少構件進行的吸入空氣減少量中預先設定多個規定的極限值。
5.如權利要求4所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，作為上述多個極限值，設定有第一極限值和第二極限值，該第一極限值相當於排氣氣體中的CO以及THC的濃度達到允許界限時的吸入空氣減少量；該第二極限值相當於因失火，上述內燃機達到運轉界限時的吸入空氣減少量，在上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作的執行中，在吸入空氣減少量達到上述第一極限值的時刻，轉換為上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作，然後，在上述內燃機的排氣溫度仍未達到上述可進行再生動作的溫度的情況下，將吸入空氣減少量成為上述第二極限值的情況作為界限，再次開始上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作。
6.如權利要求4所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述多個極限值相應於上述內燃機的負載以及轉速而變更。
7.如權利要求4所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述多個極限值相應於上述內燃機所使用的燃料的十六烷值而變更。
8.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述排氣加熱構件由電加熱器構成，該電加熱器使用通過上述內燃機的輸出而發電的電力。
9.如權利要求8所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，在上述內燃機的最大輸出和對上述內燃機的所要求輸出的差比上述電加熱器所使用的輸出小的情況下，限制或禁止上述電加熱器進行的排氣氣體的加熱動作。
10.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述內燃機具有可將排氣側和進氣側連通的EGR通路，以及可改變該EGR通路的通路面積的EGR閥，具有使排氣氣體向上述內燃機的進氣側還流的EGR裝置，上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作的執行中，該吸入空氣減少量越大，上述EGR閥的開度就越小。
11.如權利要求10所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，監視上述內燃機的運轉狀態，在該運動狀態的變動量超過了規定量時，使上述EGR閥全閉。
12.如權利要求4所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述內燃機具有利用排氣氣體的流體能，對吸入空氣進行壓縮的渦輪增壓器，作為上述多個極限值，設定有第一極限值和第二極限值，該第一極限值相當於排氣氣體中的CO以及THC的濃度達到允許界限時的吸入空氣減少量；該第二極限值相當於上述渦輪增壓器的喘振產生時的吸入空氣減少量，在上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作的執行中，在吸入空氣減少量達到上述第一極限值的時刻，轉換為上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作，然後，在上述內燃機的排氣溫度仍未達到上述可進行再生動作的溫度的情況下，將吸入空氣減少量成為上述第二極限值的情況作為界限，再次開始上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作。
13.如權利要求4所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述內燃機具有利用排氣氣體的流體能，對吸入空氣進行壓縮的渦輪增壓器，並具有廢氣排放閥或者進氣旁通閥，該廢氣排放閥進行開放動作，使排氣氣體繞過上述渦輪增壓器；該進氣旁通閥進行開放動作，使吸入空氣繞過上述渦輪增壓器，另外，作為上述多個極限值，設定有第一極限值和第二極限值以及第三極限值，該第一極限值相當於排氣氣體中的CO以及THC的濃度達到允許界限時的吸入空氣減少量；該第二極限值相當於在廢氣排放閥或進氣旁通閥為全閉的狀態下，上述渦輪增壓器的喘振產生時的吸入空氣減少量；該第三極限值相當於在廢氣排放閥或進氣旁通閥被開放的狀態下，因失火，上述內燃機達到運轉界限時的吸入空氣減少量，在上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作的執行中，在吸入空氣減少量達到上述第一極限值的時刻，轉換為上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作，然後，在上述內燃機的排氣溫度仍未達到上述可進行再生動作的溫度的情況下，在廢氣排放閥或進氣旁通閥為全閉的狀態下，再次開始上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作，在吸入空氣減少量達到上述第二極限值的情況下，在廢氣排放閥或進氣旁通閥為開放的狀態下，將吸入空氣減少量成為上述第三極限值的情況作為界限，繼續上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作。
14.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述堆積量檢測構件能夠通過求出以上述微粒過濾器處於標準狀態情況時的上述內燃機的負載以及上述內燃機轉速為基礎的上述微粒過濾器的狀態，和以當前的上述微粒過濾器中的上述內燃機的負載以及上述內燃機轉速為基礎的上述微粒過濾器的狀態的差，來檢測粒子狀物質的堆積量超過了上述規定量。
15.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述堆積量檢測構件根據微粒過濾器上遊側壓力，推定粒子狀物質的堆積量，同時，通過排氣溫度，推定微粒過濾器內部溫度，通過由該微粒過濾器內部溫度和微粒過濾器上遊側壓力所決定的補正量，對上述堆積量進行補正。
16.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述堆積量檢測構件是檢測微粒過濾器上遊側壓力的壓力傳感器，上述再生動作控制構件在微粒過濾器上遊側壓力達到再生開始壓力時，使再生動作開始，估算從上述微粒過濾器為安裝的新品時開始的上述內燃機的燃料噴射量，根據該估算值，將上述再生開始壓力作為高的值逐漸進行更新。
17.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述再生動作控制構件在上述微粒過濾器的再生動作結束的時刻的微粒過濾器上遊側壓力超過規定壓力的情況下，進行更新，使再生目標溫度升高。
18.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述堆積量檢測構件是檢測微粒過濾器上遊側壓力的壓力傳感器，上述再生動作控制構件在微粒過濾器上遊側壓力達到再生結束壓力時，使再生動作結束，估算從上述微粒過濾器為安裝的新品時開始的上述內燃機的燃料噴射量，根據該估算值，將上述再生結束壓力作為高的值逐漸進行更新。
19.如權利要求17所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述再生動作控制構件在產生了上述微粒過濾器的再生動作中的微粒過濾器上遊側壓力急劇下降的狀況的情況下，進行更新，使再生目標溫度降低。
20.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述再生動作控制構件在產生了上述微粒過濾器的再生動作中的微粒過濾器上遊側壓力急劇下降的狀況的情況下，停止再生動作。
21.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，在上述內燃機的排氣系統中具有可關閉排氣配管的排氣節流構件，上述再生動作控制構件在上述內燃機停止時，通過上述進氣量減少構件隔斷吸入空氣，同時，關閉上述排氣配管。
22.如權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，在上述內燃機的排氣系統中具有可關閉排氣配管的排氣節流構件，上述再生動作控制構件在上述內燃機停止時，通過上述進氣量減少構件，隔斷吸入空氣，同時，關閉上述排氣配管，進而執行燃料噴射動作。
23.一種內燃機，是具有上述權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置的內燃機，其特徵在於，在上述微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量超過上述規定量，並且，上述內燃機的排氣溫度不足上述可進行再生動作的溫度時，優先使上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作、上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作中的任意一種執行，或者使這兩種同時執行。
24.一種微粒過濾器再生方法，是通過上述權利要求1或2所述的排氣氣體淨化裝置進行的微粒過濾器再生方法，其特徵在於，在上述微粒過濾器內的粒子狀物質的堆積量超過上述規定量，並且，上述內燃機的排氣溫度不足上述可進行再生動作的溫度時，優先使上述進氣量減少構件進行的吸入空氣量減少動作、上述排氣加熱構件進行的排氣氣體加熱動作中的任意一種執行，或者使這兩種同時執行，據此，使上述微粒過濾器再生。
25.一種排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，具有微粒過濾器、電阻檢測構件、堆積量推定構件，該微粒過濾器通過使內燃機的排氣氣體從一次側通過到二次側，來捕集排氣氣體中的粒子狀物質，同時，其整體或上述一次側的至少表面的一部分由非導電性材料構成；該電阻檢測構件檢測上述微粒過濾器中的由非導電性材料構成的部分的至少兩點間的電阻；該堆積量推定構件接收來自上述電阻檢測構件的輸出，推定上述微粒過濾器中的粒子狀物質的堆積量。
26.如權利要求25所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述電阻檢測構件至少設置兩組。
27.如權利要求25或26所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述電阻檢測構件檢測上述微粒過濾器中的非導電性材料部分的至少三點彼此間的電阻。
28.如權利要求25或26所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述電阻檢測構件可測定作為電阻測定對象的點上的微粒過濾器表面溫度。
29.如權利要求25或26所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述堆積量推定構件相對於上述電阻檢測構件檢測的電阻，進行基於微粒過濾器溫度的補正演算，據此，推定粒子狀物質的堆積量。
30.如權利要求25或26所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，在由上述堆積量推定構件推定的粒子狀物質的堆積量超過了規定的再生開始堆積量時，開始過濾器再生動作，另一方面，在由上述堆積量推定構件推定的粒子狀物質的堆積量低於規定的再生結束堆積量時，停止過濾器再生動作。
31.如權利要求25或26所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，在過濾器再生動作的執行中，在由上述電阻檢測構件檢測的電阻值的變化率比規定的異常判定變化率高的情況下，停止過濾器再生動作。
32.如權利要求25或26所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，具有對上述微粒過濾器的上遊側和下遊側的壓力差進行檢測的壓力傳感器，具有保養判斷構件，該保養判斷構件接收來自該壓力傳感器的輸出以及來自上述電阻檢測構件的輸出，根據這些輸出，判斷是否需要對上述微粒過濾器進行保養。
33.如權利要求28所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，在由上述堆積量推定構件推定的粒子狀物質的堆積量超過了規定的再生開始堆積量時，開始過濾器再生動作，另一方面，過濾器再生動作條件由所計量的微粒過濾器表面溫度決定。
34.如權利要求28所述的排氣氣體淨化裝置，其特徵在於，上述內燃機起動時的過濾器溫度在規定溫度以下時，強制禁止過濾器再生動作。
35.一種內燃機，其特徵在於，具有上述權利要求25或26所述的排氣氣體淨化裝置。
全文摘要
在排氣氣體淨化裝置的一個實施方式中，在DPF(33)內的粒子狀物質的堆積量超過規定量，並且發動機的排氣氣體溫度未達到可進行再生動作溫度時，執行在發動機的進氣配管(21)中所具有的進氣節流裝置(24)所進行的吸入空氣量減少動作，或是執行在DPF(33)的上遊側配置的電加熱器(34)所進行的加熱動作，使排氣氣體溫度上升到可進行再生動作的溫度，開始DPF(33)的再生動作。
文檔編號F02D21/08GK101091038SQ20068000145
公開日2007年12月19日 申請日期2006年2月10日 優先權日2005年2月28日
發明者原道彥, 西村章廣, 岡田周輔, 北崎真人 申請人:洋馬株式會社