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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5798533
(24)【登録日】2015年8月28日
(45)【発行日】2015年10月21日
(54)【発明の名称】内燃機関の排気浄化装置
(51)【国際特許分類】
F01N 3/023 20060101AFI20151001BHJP
F01N 3/022 20060101ALI20151001BHJP
F01N 3/029 20060101ALI20151001BHJP
F01N 3/025 20060101ALI20151001BHJP
F01N 3/08 20060101ALI20151001BHJP
F01N 3/24 20060101ALI20151001BHJP
B01D 53/86 20060101ALI20151001BHJP
【ＦＩ】
F01N3/02 321K
F01N3/02 301C
F01N3/02 321H
F01N3/02 321C
F01N3/02 321B
F01N3/08 BZAB
F01N3/24 E
F01N3/02 321Z
B01D53/86 100
B01D53/86 222
【請求項の数】9
【全頁数】30
(21)【出願番号】特願2012-195420(P2012-195420)
(22)【出願日】2012年9月5日
(65)【公開番号】特開2014-51896(P2014-51896A)
(43)【公開日】2014年3月20日
【審査請求日】2014年3月3日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004695
【氏名又は名称】株式会社日本自動車部品総合研究所
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100102819
【弁理士】
【氏名又は名称】島田 哲郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(74)【代理人】
【識別番号】100147555
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 公一
(72)【発明者】
【氏名】大道 重樹
(72)【発明者】
【氏名】袋田 聖
(72)【発明者】
【氏名】大山 尚久
(72)【発明者】
【氏名】仙田 幸ニ
(72)【発明者】
【氏名】大河原 誠治
【審査官】
山本 健晴
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００３−０４９６３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
再公表特許第２００３／０７４８４８（ＪＰ，Ａ１）
【文献】
特開２０１０−２２９９２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２００１／０７３２７１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開平１０−０５４２６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−７９５１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−２３９０７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００１−５００２８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ０１Ｎ ３／００−３／３８
Ｂ０１Ｄ ５３／８６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタは多孔性の隔壁を介して交互に配置された排気ガス流入通路及び排気ガス流出通路を備えている、内燃機関の排気浄化装置において、
排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュが排気ガス流入通路の奥部に移動するのを促進する移動促進制御を行う移動促進手段と、
パティキュレートフィルタの圧力損失を検出する検出手段と、
検出された圧力損失があらかじめ定められた上限値よりも大きいときにパティキュレートフィルタから粒子状物質を除去するＰＭ除去制御を行うＰＭ除去手段と、
を具備し、
移動促進手段は、排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いか否かを判別し、前記アッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いと判別されたときに移動促進制御を行い、
移動促進手段は、移動促進制御を行うために液体をパティキュレートフィルタに供給する、
内燃機関の排気浄化装置。
排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュが排気ガス流入通路の奥部に移動するのを促進する移動促進制御を行う移動促進手段と、
パティキュレートフィルタの圧力損失を検出する検出手段と、
検出された圧力損失があらかじめ定められた上限値よりも大きいときにパティキュレートフィルタから粒子状物質を除去するＰＭ除去制御を行うＰＭ除去手段と、
を具備し、
移動促進手段は、排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いか否かを判別し、前記アッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いと判別されたときに移動促進制御を行い、
移動促進手段は、移動促進制御を行うために液体をパティキュレートフィルタに供給する、
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項2】
前記液体が水、水溶液、及び液体燃料のうち少なくとも１つから構成される、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項3】
機関吸気通路、パティキュレートフィルタ上流の機関排気通路、並びに、機関吸気通路及び機関排気通路を互いに連結する排気再循環通路のうちの少なくとも１つに内燃機関で発生する凝縮水を貯留するための凝縮水貯留部が形成されており、移動促進手段は、移動促進制御を行うために凝縮水貯留部に貯留された凝縮水をパティキュレートフィルタに供給する、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項4】
パティキュレートフィルタ内又はパティキュレートフィルタ下流の機関排気通路内に配置されたＮＯｘ還元触媒と、パティキュレートフィルタ上流の機関排気通路内に液体還元剤を２次的に添加する還元剤添加弁と、ＮＯｘ還元のためにＮＯｘ還元用添加圧及びＮＯｘ還元用添加時間でもって還元剤添加弁から液体還元剤を添加するＮＯｘ還元手段と、を更に具備し、移動促進手段は、移動促進制御を行うために、ＮＯｘ還元用添加圧よりも低い添加圧又はＮＯｘ還元用添加時間よりも長い添加時間でもって還元剤添加弁から液体還元剤を添加する、請求項１から３までのいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項5】
移動促進手段は、移動促進制御を行うためにパティキュレートフィルタ内の圧力に脈動を発生させる、請求項１から４までのいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項6】
移動促進手段は、移動促進制御を行うためにパティキュレートフィルタを振動させる、請求項１から５までのいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項7】
移動促進手段は、移動促進制御を行うためにパティキュレートフィルタの温度をＰＭ除去制御時よりも高い温度まで上昇させる、請求項１から６までのいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項8】
移動促進手段は、移動促進制御を行うためにパティキュレートフィルタに液体を供給すると共に液体を凝固させる、請求項１から７までのいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項9】
排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタは多孔性の隔壁を介して交互に配置された排気ガス流入通路及び排気ガス流出通路を備えている、内燃機関の排気浄化装置において、
排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュが排気ガス流入通路の奥部に移動するのを促進する移動促進制御を行う移動促進手段と、
パティキュレートフィルタの圧力損失を検出する検出手段と、
検出された圧力損失があらかじめ定められた上限値よりも大きいときにパティキュレートフィルタから粒子状物質を除去するＰＭ除去制御を行うＰＭ除去手段と、
を具備し、
移動促進手段は、排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いか否かを判別し、前記アッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いと判別されたときに移動促進制御を行い、
移動促進手段は、移動促進制御を行うためにパティキュレートフィルタに液体を供給すると共に液体を凝固させる、
内燃機関の排気浄化装置。
排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュが排気ガス流入通路の奥部に移動するのを促進する移動促進制御を行う移動促進手段と、
パティキュレートフィルタの圧力損失を検出する検出手段と、
検出された圧力損失があらかじめ定められた上限値よりも大きいときにパティキュレートフィルタから粒子状物質を除去するＰＭ除去制御を行うＰＭ除去手段と、
を具備し、
移動促進手段は、排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いか否かを判別し、前記アッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いと判別されたときに移動促進制御を行い、
移動促進手段は、移動促進制御を行うためにパティキュレートフィルタに液体を供給すると共に液体を凝固させる、
内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを機関排気通路内に配置した内燃機関が知られている。このパティキュレートフィルタは多孔性の隔壁を介して交互に配置された排気ガス流入通路及び排気ガス流出通路を備えている。その結果、排気ガスはまず排気ガス流入通路内に流入し、次いで隔壁を通過して排気ガス流出通路に流出する。したがって、排気ガス中に含まれる粒子状物質は隔壁内又は排気ガス流入通路の内周面を構成する隔壁表面上に捕集される。
【0003】
パティキュレートフィルタ上に堆積している粒子状物質の量が多くなるにつれて、パティキュレートフィルタの圧力損失が大きくなる。パティキュレートフィルタの圧力損失が大きくなると、機関出力が低下するおそれがある。そこで、パティキュレートフィルタの圧力損失が検出され、圧力損失が上限値を越えたときに、粒子状物質をパティキュレートフィルタから除去するＰＭ除去制御を行う、内燃機関の排気浄化装置が公知である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００５−７６４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、排気ガス中にはアッシュと称される不燃性成分も含まれており、このアッシュは粒子状物質と共にパティキュレートフィルタに捕集される。ところが、ＰＭ除去制御が行われてもアッシュは燃焼せず又は気化しない。すなわち、アッシュはパティキュレートフィルタから除去されず、パティキュレートフィルタ上に残留する。その結果、パティキュレートフィルタの圧力損失は、パティキュレートフィルタ上に堆積しているアッシュの分だけ大きくなる。このため、パティキュレートフィルタの圧力損失が上限値を越えたということでＰＭ除去制御を行うと、パティキュレートフィルタ上に堆積している粒子状物質の量が比較的少ないにも関わらずＰＭ除去制御が行われるおそれがある。すなわち、ＰＭ除去制御の実行タイミングが最適なタイミングよりも早められるおそれがある。したがって、ＰＭ除去制御が好ましくなく頻繁に行われ、ＰＭ除去制御のために消費されるエネルギが増大するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によれば、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタは多孔性の隔壁を介して交互に配置された排気ガス流入通路及び排気ガス流出通路を備えている、内燃機関の排気浄化装置において、排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュが排気ガス流入通路の奥部に移動するのを促進する移動促進制御を行う移動促進手段と、パティキュレートフィルタの圧力損失を検出する検出手段と、検出された圧力損失があらかじめ定められた上限値よりも大きいときにパティキュレートフィルタから粒子状物質を除去するＰＭ除去制御を行うＰＭ除去手段と、を具備した、内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【0007】
好ましくは、移動促進手段は、排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いか否かを判別し、前記アッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いと判別されたときに移動促進制御を行う。
【0008】
好ましくは、移動促進手段は、移動促進制御を行うために液体をパティキュレートフィルタに供給する。更に好ましくは、前記液体が水、水溶液、及び液体燃料のうち少なくとも１つから構成される。更に好ましくは、機関吸気通路、パティキュレートフィルタ上流の機関排気通路、並びに、機関吸気通路及び機関排気通路を互いに連結する排気再循環通路のうちの少なくとも１つに内燃機関で発生する凝縮水を貯留するための凝縮水貯留部が形成されており、移動促進手段は、移動促進制御を行うために凝縮水貯留部に貯留された凝縮水をパティキュレートフィルタに供給する。更に好ましくは、パティキュレートフィルタ内又はパティキュレートフィルタ下流の機関排気通路内に配置されたＮＯｘ還元触媒と、パティキュレートフィルタ上流の機関排気通路内に液体還元剤を２次的に添加する還元剤添加弁と、ＮＯｘ還元のためにＮＯｘ還元用添加圧及びＮＯｘ還元用添加時間でもって還元剤添加弁から液体還元剤を添加するＮＯｘ還元手段と、を更に具備し、移動促進手段は、移動促進制御を行うために、ＮＯｘ還元用添加圧よりも低い添加圧又はＮＯｘ還元用添加時間よりも長い添加時間でもって還元剤添加弁から液体還元剤を添加する。
【0009】
好ましくは、移動促進手段は、移動促進制御を行うためにパティキュレートフィルタ内の圧力に脈動を発生させる。
【0010】
好ましくは、移動促進手段は、移動促進制御を行うためにパティキュレートフィルタを振動させる。
【0011】
好ましくは、移動促進手段は、移動促進制御を行うためにパティキュレートフィルタの温度をＰＭ除去制御時よりも高い温度まで上昇させる。
【0012】
好ましくは、移動促進手段は、移動促進制御を行うためにパティキュレートフィルタに液体を供給すると共に液体を凝固させる。
【発明の効果】
【0013】
ＰＭ除去制御を最適なタイミングで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】内燃機関の全体図である。
【図2】冷却装置の概略図である。
【図3A】パティキュレートフィルタの正面図である。
【図3B】パティキュレートフィルタの側面断面図である。
【図4】ＰＭ除去制御を説明するタイムチャートである。
【図5A】増大分を示すマップである。
【図5B】減少分を示すマップである。
【図6】ＰＭ除去制御を実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図7】粒子状物質堆積量ＱＰＭの算出を実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図8A】圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭの関係を示す線図である。
【図8B】圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭの関係を示す線図である。
【図8C】圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭの関係を示す線図である。
【図8D】圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭの関係を示す線図である。
【図9A】排気ガス流入通路の内周面上に堆積するアッシュを示すパティキュレートフィルタの部分拡大断面図である。
【図9B】排気ガス流入通路の奥部に堆積するアッシュを示すパティキュレートフィルタの部分拡大断面図である。
【図10】移動促進制御を説明するタイムチャートである。
【図11A】２つの漸近線の切片の差を説明する線図である。
【図11B】２つの漸近線の切片の差を説明する線図である。
【図12】機関始動制御を実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図13】移動促進制御を実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図14】アイドリング制御を実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図15】比Ｒの算出を実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図16】比Ｒの別の実施例を説明する線図である。
【図17A】凝縮水貯留部の別の実施例を示す図である。
【図17B】凝縮水貯留部の別の実施例を示す図である。
【図17C】凝縮水貯留部の別の実施例を示す図である。
【図18】本発明による別の実施例を示す内燃機関の全体図である。
【図21】本発明による更に別の実施例を示す内燃機関の全体図である。
【図24A】本発明による更に別の実施例を示す内燃機関の全体図である。
【図24B】本発明による更に別の実施例を示す内燃機関の全体図である。
【図24C】本発明による更に別の実施例を示す内燃機関の全体図である。
【図25】本発明による更に別の実施例を示す内燃機関の全体図である。
【図28】本発明による更に別の実施例を示す内燃機関の全体図である。
【図31】本発明による更に別の実施例を説明するタイムチャートである。
【図34】本発明による更に別の実施例を説明するタイムチャートである。
【図39】本発明による更に別の実施例を示す内燃機関の全体図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図１を参照すると、１は圧縮着火式内燃機関の本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内にそれぞれ燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドをそれぞれ示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ｃの出口に連結され、コンプレッサ７ｃの入口はエアフローメータ８を介してエアクリーナ９に連結される。吸気ダクト６内には電気制御式スロットル弁１０が配置され、更に吸気ダクト６内には吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１１が配置される。一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｔの入口に連結され、排気タービン７ｔの出口は排気後処理装置２０に連結される。
【0016】
排気マニホルド５と吸気マニホルド４とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１２を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１２内には電気制御式ＥＧＲ制御弁１３が配置される。また、ＥＧＲ通路１２内にはＥＧＲ通路１２内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置１４が配置される。一方、各燃料噴射弁３は燃料供給管１５を介してコモンレール１６に連結される。このコモンレール１６内へは電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１７から燃料が供給され、コモンレール１６内に供給された燃料は各燃料供給管１５を介して燃料噴射弁３に供給される。図１に示される実施例ではこの燃料は軽油から構成される。別の実施例では、内燃機関はリーン空燃比のもとで燃焼が行われる火花点火式内燃機関から構成される。この場合には燃料はガソリンから構成される。
【0017】
排気後処理装置２０は排気タービン７ｔの出口に連結された排気管２１と、排気管２１に連結された触媒コンバータ２２と、触媒コンバータ２２に連結された排気管２３とを具備する。触媒コンバータ２２内にはウォールフロー型のパティキュレートフィルタ２４が配置される。
【0018】
触媒コンバータ２２には、パティキュレートフィルタ２４の温度を検出するための温度センサ２５が設けられる。別の実施例では、パティキュレートフィルタ２４に流入する排気ガスの温度を検出するための温度センサが排気管２１に配置される。更に別の実施例では、パティキュレートフィルタ２４から流出する排気ガスの温度を検出するための温度センサが排気管２３に配置される。これら排気ガスの温度はパティキュレートフィルタ２４の温度を表している。
【0019】
触媒コンバータ２２には更に、パティキュレートフィルタ２４の圧力損失を検出するための圧力損失センサ２６が設けられる。図１に示される実施例では、圧力損失センサ２６はパティキュレートフィルタ２４の上流及び下流の圧力差を検出するための圧力差センサから構成される。別の実施例では、圧力損失センサ２６は排気管２１に取り付けられて機関背圧を検出するセンサから構成される。
【0020】
一方、排気マニホルド５には燃料添加弁２７が取り付けられる。この燃料添加弁２７にはコモンレール１６から燃料が供給され、燃料添加弁２７から排気マニホルド５内に燃料が添加される。別の実施例では、燃料添加弁２７が排気管２１に配置される。
【0021】
図２はＥＧＲ通路１２内に設けられた冷却装置１４を示している。冷却装置１４は、ＥＧＲ通路１２に連結されたメイン通路１４ａと、メイン通路１４ａの周りに配置された冷却器１４ｂと、冷却器１４ｂ上流のメイン通路１４ａから分岐して冷却器１４ｂ下流のメイン通路１４ａに戻るバイパス通路１４ｃと、ＥＧＲガスをメイン通路１４ａ及びバイパス通路１４ｃの一方に選択的に導くバイパス制御弁１４ｄと、を具備する。ＥＧＲガスを冷却すべきときにはバイパス制御弁１４ｄが図２において実線で示される冷却位置に制御され、したがってＥＧＲガスが冷却器１４ｂ内に導かれる。これに対し、冷間運転時のようにＥＧＲガスを冷却すべきでないときにはバイパス制御弁１４ｄが図２において破線で示されるバイパス位置に制御され、したがってＥＧＲガスが冷却器１４ｂを迂回される。更に、バイパス通路１４ｃには、ＥＧＲ通路１２及び冷却装置１４で生ずる凝縮水を貯留するための凝縮水貯留部１４ｅが設けられる。図２に示される実施例では、凝縮水貯留部１４ｅはバイパス通路１４ｃの底面に形成された凹部から構成される。
【0022】
再び図１を参照すると、電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータから構成され、双方向性バス３１によって互いに接続された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及び出力ポート３６を具備する。エアフローメータ８、温度センサ２５、及び圧力差センサ２６の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、アクセルペダル３９にはアクセルペダル３９の踏み込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ４０が接続され、負荷センサ４０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。機関本体１には機関冷却水温を検出するための水温センサ４１及び機関潤滑油温度を検出するための油温センサ４２が取り付けられ、これらセンサ４１，４２の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４３が接続される。ＣＰＵ３４ではクランク角センサ４３からの出力パルスに基づいて機関回転数Ｎｅが算出される。入力ポート３５には更に、イグニッションスイッチ４４及びスタータスイッチ４５がオンであるかオフであるかをそれぞれ表す信号が入力される。スタータスイッチ４５がオンにされているときにスタータモータ４６が作動される。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３、スロットル弁１０駆動装置、ＥＧＲ制御弁１３、バイパス制御弁１４ｄ、燃料ポンプ１７、燃料添加弁２７、及びスタータモータ４６に接続される。
【0023】
図３Ａ及び図３Ｂはウォールフロー型パティキュレートフィルタ２４の構造を示している。なお、図３Ａはパティキュレートフィルタ２４の正面図を示しており、図３Ｂはパティキュレートフィルタ２４の側面断面図を示している。図３Ａ及び図３Ｂに示されるようにパティキュレートフィルタ２４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７１ｉ，７１ｏと、これら排気流通路７１ｉ，７１ｏを互いに隔てる隔壁７２とを具備する。図３Ａに示される実施例では、排気流通路７１ｉ，７１ｏは、上流端が開放されかつ下流端が栓７３ｄにより閉塞された排気ガス流入通路７１ｉと、上流端が栓７３ｕにより閉塞されかつ下流端が開放された排気ガス流出通路７１ｏとにより構成される。なお、図３Ａにおいてハッチングを付した部分は栓７３ｕを示している。したがって、排気ガス流入通路７１ｉ及び排気ガス流出通路７１ｏは薄肉の隔壁７２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７１ｉ及び排気ガス流出通路７１ｏは各排気ガス流入通路７１ｉが４つの排気ガス流出通路７１ｏによって包囲され、各排気ガス流出通路７１ｏが４つの排気ガス流入通路７１ｉによって包囲されるように配置される。別の実施例では、排気流通路は、上流端及び下流端が開放された排気ガス流入通路と、上流端が栓により閉塞されかつ下流端が開放された排気ガス流出通路とにより構成される。
【0024】
隔壁７２は多孔質材料、例えばコージェライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、チタニア、アルミナ、シリカ、ムライト、リチウムアルミニウムシリケート、リン酸ジルコニウムのようなセラミックから形成される。したがって、図３Ｂに矢印で示されるように、排気ガスはまず排気ガス流入通路７１ｉ内に流入し、次いで周囲の隔壁７２内を通って隣接する排気ガス流出通路７１ｏ内に流出する。このように隔壁７２は排気ガス流入通路７１ｉの内周面を構成する。なお、隔壁７２の平均細孔径は１０から２５μｍ程度である。
【0025】
隔壁７２の両側面及び細孔内表面には酸化機能を有する触媒が担持される。酸化機能を有する触媒は白金Ｐｔ、ロジウムＲｈ、パラジウムＰｄのような貴金属から構成される。別の実施例では、酸化機能を有する触媒はセリウムＣｅ、プラセオジムＰｒ、ネオジムＮｄ、ランタンＬａのような卑金属を含む複合酸化物から構成される。更に別の実施例では、触媒は貴金属及び複合酸化物の組み合わせから構成される。
【0026】
さて、排気ガス中には主として固体炭素から形成される粒子状物質が含まれている。この粒子状物質はパティキュレートフィルタ２４上に捕集される。燃焼室２では酸素過剰のもとで燃焼が行われている。したがって、燃料噴射弁３及び燃料添加弁２７から燃料が２次的に供給されない限り、パティキュレートフィルタ２４は酸化雰囲気にある。また、パティキュレートフィルタ２４には酸化機能を有する触媒が担持されている。その結果、パティキュレートフィルタ２４に捕集された粒子状物質は順次酸化される。ところが、単位時間当たりに捕集される粒子状物質の量が単位時間当たりに酸化される粒子状物質の量よりも多くなると、パティキュレートフィルタ２４上に捕集されている粒子状物質の量が機関運転時間の経過と共に増大する。
【0027】
そこで本発明による実施例では、パティキュレートフィルタ２４から粒子状物質を除去するＰＭ除去制御が繰り返し行われる。その結果、パティキュレートフィルタ２４上の粒子状物質が除去され、パティキュレートフィルタ２４の圧力損失が低減される。
【0028】
図１に示される実施例では、ＰＭ除去制御は、粒子状物質を酸化除去するためにパティキュレートフィルタ２４の温度をＰＭ除去温度（例えば６００℃）まで上昇させ保持する昇温制御から構成される。昇温制御を実行するために、一実施例では、燃料添加弁２７から燃料が添加され、この燃料が排気通路又はパティキュレートフィルタ２４で燃焼される。別の実施例では、燃料噴射弁３から燃料が圧縮行程又は排気行程に噴射され、この燃料が燃焼室２、排気通路、又はパティキュレートフィルタ２４で燃焼される。
【0029】
すなわち、図４に示されるように、時間ｔａ１において、パティキュレートフィルタ２４の圧力損失すなわち圧力差ＰＤが上限値ＵＰＤよりも大きくなると、ＰＭ除去制御すなわち昇温制御が開始される。したがって、パティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦがＰＭ除去温度ＴＦＰＭまで上昇され、保持される。その結果、圧力差ＰＤが小さくなる。また、パティキュレートフィルタ２４上に堆積している粒子状物質の量ＱＰＭも小さくなる。次いで、時間ｔａ２において、粒子状物質堆積量ＱＰＭが下限値ＬＱＰＭよりも小さくなると、ＰＭ除去制御が終了される。したがって、パティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦが低下する。次いで、時間ｔａ３において、圧力差ＰＤが上限値ＵＰＤよりも大きくなるとＰＭ除去制御が開始される。次いで、時間ｔａ４において、粒子状物質堆積量ＱＰＭが下限値ＬＱＰＭよりも小さくなると、ＰＭ除去制御が終了される。このように、ＰＭ除去制御が繰り返し行われる。
【0030】
粒子状物質堆積量ＱＰＭは、一実施例では、単位時間当たりの増大分ｑＰＭｉと単位時間当たりの減少分ｑＰＭｄとを機関運転状態に基づきそれぞれ求め、増大分ｑＰＭｉ及び減少分ｑＰＭｄの合計を積算して得られるカウンタ値により表される（ＱＰＭ＝ＱＰＭ＋ｑＰＭｉ−ｑＰＭｄ）。増大分ｑＰＭｉは図５Ａに示されるように燃料噴射量ＱＦ及び機関回転数Ｎｅの関数としてマップの形であらかじめＲＯＭ３２（図１）に記憶されている。燃料噴射量ＱＦは機関負荷を表している。一方、減少分ｑＰＭｄは図５Ｂに示されるように吸入空気量Ｇａ及びパティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦの関数としてマップの形であらかじめＲＯＭ３２に記憶されている。吸入空気量Ｇａはパティキュレートフィルタ２４に流入する排気ガス又は酸素の流量を表している。
【0031】
図６は図４に示されるＰＭ除去制御を実行するルーチンを示している。図６を参照すると、ステップ１０１ではパティキュレートフィルタ２４の圧力差ＰＤが上限値ＵＰＤよりも大きいか否かが判別される。ＰＤ＞ＵＰＤのときには次いでステップ１０２に進み、昇温制御が行われる。すなわち、パティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦの目標値ＴＴＦがＰＭ除去温度ＴＦＰＭに設定される。図１に示される実施例では、パティキュレートフィルタ２４の実際の温度が目標値ＴＴＦになるようにパティキュレートフィルタ２４の温度が制御される。続くステップ１０３では粒子状物質堆積量ＱＰＭが下限値ＬＱＰＭよりも小さいか否かが判別される。ＱＰＭ≧ＬＱＰＭのときにはステップ１０２に戻る。ＱＰＭ＜ＬＱＰＭのときには処理サイクルを終了する。したがって、昇温制御が終了される。ステップ１０１においてＰＤ≦ＵＰＤのときには処理サイクルを終了する。この場合、昇温制御が行われない。
【0032】
図７は粒子状物質堆積量ＱＰＭを算出するルーチンを示している。図７を参照すると、ステップ１１１では増大分ｑＰＭｉが図５Ａのマップから算出される。続くステップ１１２では減少分ｑＰＭｄが図５Ｂのマップから算出される。続くステップ１１３では粒子状物質堆積量ＱＰＭが算出される（ＱＰＭ＝ＱＰＭ＋ｑＰＭｉ−ｑＰＭｄ）。
【0033】
別の実施例では、ＰＭ除去制御は、粒子状物質をＮＯｘにより酸化除去するために、パティキュレートフィルタ２４に流入する排気ガス中のＮＯｘ量を増大させるＮＯｘ増大制御から構成される。ＮＯｘ量を増大させるために例えばＥＧＲガス量が減少される。更に別の実施例では、ＰＭ除去制御は、粒子状物質をオゾンにより酸化除去するために、パティキュレートフィルタ２４上流の排気通路に連結されたオゾン供給器からオゾンをパティキュレートフィルタ２４に供給するオゾン供給制御から構成される。
【0034】
ところで、排気ガス中にはアッシュも含まれており、このアッシュも粒子状物質と共にパティキュレートフィルタ２４に捕集される。このアッシュは主として硫酸カルシウムＣａＳＯ４、リン酸亜鉛カルシウムＣａ１９Ｚｎ２（ＰＯ４）１４のようなカルシウム塩から形成されることが本願発明者により確認されている。カルシウムＣａ，亜鉛Ｚｎ，リンＰ等は機関潤滑油に由来し、イオウＳは燃料に由来する。すなわち、硫酸カルシウムＣａＳＯ４を例にとって説明すると、機関潤滑油が燃焼室２内に流入して燃焼し、潤滑油中のカルシウムＣａが燃料中のイオウＳと結合することにより硫酸カルシウムＣａＳＯ４が生成される。
【0035】
ところが、ＰＭ除去制御が行われても、アッシュは燃焼せず又は気化しない。すなわち、アッシュはパティキュレートフィルタ２４から除去されず、パティキュレートフィルタ２４上に残留する。その結果、パティキュレートフィルタ２４上に堆積しているアッシュの分だけパティキュレートフィルタ２４の圧力損失ないし圧力差ＰＤが増大する。
【0036】
すなわち、パティキュレートフィルタ２４が新品の状態から機関運転が開始されると、図８Ａに示されるように、圧力差ＰＤはその初期値ＰＤ０から、粒子状物質堆積量ＱＰＭはその初期値ゼロから、曲線ＣＴ１に沿ってそれぞれ増大する。次いで、圧力差ＰＤが上限値ＵＰＤよりも大きくなると、ＰＭ除去制御が開始される。その結果、図８Ｂに示されるように、圧力差ＰＤは上限値ＵＰＤから、粒子状物質堆積量ＱＰＭは値ＱＰＭ１から、曲線ＣＲ１に沿ってそれぞれ減少する。次いで、粒子状物質堆積量ＱＰＭが下限値ＬＱＰＭよりも小さくなると、ＰＭ除去制御が終了される。その結果、図８Ｃに示されるように、圧力差ＰＤは値ＰＤ１から、粒子状物質堆積量ＱＰＭは下限値ＬＱＰＭから、曲線ＣＴ２に沿ってそれぞれ増大する。次いで、圧力差ＰＤが上限値ＵＰＤよりも大きくなると、ＰＭ除去制御が開始される。その結果、図８Ｄに示されるように、圧力差ＰＤは上限値ＵＰＤから、粒子状物質堆積量ＱＰＭは値ＱＰＭ２から、曲線ＣＲ２に沿ってそれぞれ減少する。次いで、粒子状物質堆積量ＱＰＭが下限値ＬＱＰＭよりも小さくなると、ＰＭ除去制御が終了される。このようにして、圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭの増大及び減少が交互に繰り返される。
【0037】
別の見方をすると、図８Ａは圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭの１回目の増大作用を示しており、図８Ｂは圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭの１回目の減少作用を示しており、図８Ｃは圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭの２回目の増大作用を示しており、図８Ｄは圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭの２回目の減少作用を示している。
【0038】
このように、機関運転時間が長くなるにつれて、圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭの増大作用が停止される時点すなわちＰＭ除去制御が開始される時点での粒子状物質堆積量ＱＰＭが減少し（ＱＰＭ１＞ＱＰＭ２）、圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭの増大作用が開始される時点での圧力差ＰＤが増大する（ＰＤ０＜ＰＤ１＜ＰＤ２）。その結果、ＰＭ除去制御の実行タイミングが最適なタイミングよりも早められるおそれがある。この場合、ＰＭ除去処理が好ましくなく頻繁に行われることになり、燃料消費量が好ましくなく増大する。
【0039】
一方、おおまかに言うと、パティキュレートフィルタ２４上におけるアッシュは、図９Ａに示されるように排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に分散的に堆積しているアッシュＡ、及び、図９Ｂに示されるように排気ガス流入通路７１ｉの奥部ないし底部７１ｉｒに局所的に堆積しているアッシュＡの一方又は両方から形成されると考えられる。その上で、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積しているアッシュＡはパティキュレートフィルタ２４の圧力損失ないし圧力差ＰＤに対する影響が大きい。これに対し、排気ガス流入通路７１ｉの奥部７１ｉｒに堆積しているアッシュＡはパティキュレートフィルタ２４の圧力損失ないし圧力差ＰＤに対する影響が小さい。
【0040】
そうすると、内周面７１ｉｓ上に堆積しているアッシュＡが奥部７１ｉｒに移動されれば、アッシュの圧力差ＰＤに対する影響を弱められるということになる。この点、例えば機関高負荷運転時のようにパティキュレートフィルタ２４内に流入する排気ガスの量が多いときには、内周面７１ｉｓ上に堆積しているアッシュＡの一部が排気ガス流れによって奥部７１ｉｒに移動される場合がある。しかしながら、この場合、十分な量のアッシュを移動させることは困難である。
【0041】
そこで本発明による実施例では、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積しているアッシュＡが排気ガス流入通路７１ｉの奥部７１ｉｒに移動するのを促進する移動促進制御が行われる。その結果、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積しているアッシュの量が減少され、アッシュの圧力差ＰＤへの影響を小さく維持することができる。したがって、ＰＭ除去制御の実行タイミングを最適なタイミングに維持することができる。
【0042】
図１に示される実施例では、パティキュレートフィルタ２４に液体を供給することにより移動促進制御が行われる。この液体は凝縮水貯留部１４ｅに貯留された凝縮水から構成される。
【0043】
また、図１に示される実施例では、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いか否かが判別され、内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量が上限量よりも多いと判別されたときに、機関冷間始動時に移動促進制御が行われる。これに対し、内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量が上限量よりも多いと判別されないときには移動促進制御は行われない。この移動促進制御を図１０を参照して説明する。
【0044】
図１０において、実線は移動促進制御が行われる場合を、破線は移動促進制御が行われない場合を、それぞれ示している。図１０を参照すると、時間ｔｂ１において、イグニッションスイッチ４４がオンにされ、スタータスイッチ４５がオンにされ、したがって機関始動が開始される。その結果、機関回転数Ｎｅが上昇する。次いで、時間ｔｂ２において、機関回転数Ｎｅがあらかじめ定められた設定値ＮｅＣ（例えば９００ｒｐｍ）を越えて完爆が生ずる。次いで、移動促進制御が行われない場合には、図１０に破線で示されるように、通常のアイドリング制御が行われる。すなわち、機関運転が冷間運転のときには機関回転数Ｎｅが冷間時アイドリング回転数ＮｅＩＣ（例えば高くても１０００ｒｐｍ）に維持される。また、ＥＧＲ制御弁１３が閉弁され、したがってＥＧＲガスの供給が禁止される。次いで、時間ｔｂ４において機関運転が温間運転に切り換わると、機関回転数Ｎｅが温間時アイドリング回転数ＮｅＩＷ（例えば７００から８００ｒｐｍ）に維持される。また、ＥＧＲガスの供給が許容される。すなわち、ＥＧＲ制御弁１３の開度ＤＥＧＲが機関運転状態に応じて制御される。なお、図１に示される実施例では、機関冷却水温及び機関潤滑油温が共にあらかじめ定められた設定温度（例えば２０℃）よりも低いときに機関運転が冷間運転であると判別され、機関冷却水温及び機関潤滑油温の一方又は両方が設定温度よりも高いときに機関運転が温間運転であると判別される。
【0045】
これに対し、移動促進制御が行われる場合には、図１０に実線で示されるように、時間ｔｂ２における完爆の後、機関回転数Ｎｅがあらかじめ定められた移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴ（例えば１５００ｒｐｍ）に維持される。この移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴは通常のアイドリング回転数ＮｅＩＣ，ＮｅＩＷよりも高く設定されている。その結果、吸気マニホルド４、燃焼室２、排気マニホルド５、排気管２１、及びパティキュレートフィルタ２４内を流れるガス量が増大される。また、ＥＧＲ制御弁１３の開度ＤＥＧＲが開弁される。図１０に示される例では開度ＤＥＧＲが１００％にされ、すなわちＥＧＲ制御弁１３が全開にされる。このとき機関運転が冷間運転であるので冷却装置１４のバイパス制御弁１４ｄがバイパス位置に制御されている（図２）。その結果、比較的多量のＥＧＲガスがパイパス通路１４ｃ内を流れ、この多量のＥＧＲガスによって凝縮水が凝縮水貯留部１４ｅから排出される。この凝縮水はＥＧＲガスと共に吸気マニホルド４、燃焼室２、排気マニホルド５、排気管２１を順次流通し、パティキュレートフィルタ２４内に供給される。
【0046】
その結果、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上のアッシュが凝縮水によって流され、奥部７１ｉｒに移動される。或いは、アッシュが凝縮水により膨潤し、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓに形成されているアッシュ層が破壊され、アッシュが内周面７１ｉｓから容易に剥離する。内周面７１ｉｓから剥離したアッシュは後続の機関運転中に排気ガスによって奥部７１ｉｒに容易に移動される。
【0047】
この場合、機関運転が冷間運転であるので、凝縮水が液体のままパティキュレートフィルタ２４に供給され、したがってアッシュの移動を確実に促進することができる。なお、移動促進制御により燃焼室２を通過する凝縮水の量は比較的少なく、ウォータハンマ現象は生じない。また、移動促進制御が行われると、内周面７１ｉｓ上に堆積している粒子状物質も奥部７１ｉｒに移動される。このように移動された粒子状物質は後続のＰＭ除去処理時に除去される。
【0048】
次いで、時間ｔｂ３において、あらかじめ定められた設定時間ｔＢが経過すると、通常のアイドリング制御が開始される。すなわち、機関運転が冷間運転のときには機関回転数Ｎｅが冷間時アイドリング回転数ＮｅＩＣに維持され、ＥＧＲ制御弁１３が閉弁される。次いで、時間ｔｂ４において機関運転が温間運転に切り換わると、機関回転数Ｎｅが温間時アイドリング回転数ＮｅＩＷに維持され、ＥＧＲガスの供給が許容される。
【0049】
パティキュレートフィルタ２４が新品のときの燃料消費率を新品時燃料消費率と称すると、本願発明者らによれば、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多くなった場合において、燃料消費率の新品時燃料消費率に対する増加分は約１３％であった。次いで、移動促進制御が行われた後において燃料消費率の新品時燃料消費率に対する増加分は約３％であった。このように、移動促進制御により、燃料消費率の増加を確実に抑制することができる。
【0050】
排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いか否かは例えば次のようにして判別される。すなわち、図１１Ａに示されるように、圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭは１回目の増大作用時には曲線ＣＴ１に沿って変化する。この曲線ＣＴ１の漸近線ＡＳＴ１は次式で表される。ＰＤ＝Ａ１・ＱＰＭ＋（Ｂ１＋Ｃ１）
【0051】
また、圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭは１回目の減少作用時には曲線ＣＲ１に沿って変化する。この曲線ＣＲ１の漸近線ＡＳＲ１は次式で表される。ＰＤ＝Ａ１・ＱＰＭ＋Ｂ１
【0052】
これら２つの式の切片の差はＣ１で表される。なお、Ｂ１はパティキュレートフィルタ２４自体の圧力損失を表しており、ＰＤ０に相当する。
【0053】
同様に、図１１Ｂに示されるように、圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭはｉ回目の増大作用時には曲線ＣＴｉに沿って変化する（ｉ＝１，２，…）。この曲線ＣＴｉの漸近線ＡＳＴｉは次式で表される。ＰＤ＝Ａｉ・ＱＰＭ＋（Ｂｉ＋Ｃｉ）
【0054】
また、圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭはｉ回目の減少作用時には曲線ＣＲｉに沿って変化する。この曲線ＣＲｉの漸近線ＡＳＲｉは次式で表される。ＰＤ＝Ａｉ・ＱＰＭ＋Ｂｉ
【0055】
これら２つの式の切片の差はＣｉで表される。
【0056】
切片の差Ｃｉは圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭのｉ回目の増大作用時にパティキュレートフィルタ２４に堆積した粒子状物質の量を表しており、あるいは、圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭのｉ回目の減少作用時にパティキュレートフィルタ２４から除去された粒子状物質の量を表している。この粒子状物質の量は、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量が多くなるにつれて少なくなる。したがって、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量が多くなるにつれて、差Ｃｉ又は比Ｒ（＝Ｃｉ／Ｃ１）が小さくなる。なお、図１１Ａは差Ｃｉ又は比Ｒが大きい場合を示しており、図１１Ｂは差Ｃｉ又は比Ｒが小さい場合を示している。
【0057】
そこで、図１に示される実施例では、比Ｒがあらかじめ定められた下限値ＲＬよりも小さいときに、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いと判別され、比Ｒが下限値ＲＬよりも大きいときに内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量が上限量よりも少ないと判別される。
【0058】
図１２は図１に示される実施例における機関始動制御を実行するルーチンを示している。このルーチンはイグニッションスイッチ４４がオンにされたときに１回だけ実行される。図１２を参照すると、ステップ１２１ではフラグＸがリセットされる（Ｘ＝０）。このフラグＸは通常のアイドリング制御ルーチン（図１４）を実行すべきときにセットされ（Ｘ＝１）、それ以外はリセットされる（Ｘ＝０）。続くステップ１２２では機関回転数Ｎｅが設定回転数ＮｅＣよりも高いか否かが判別される。Ｎｅ≦ＮｅＣのときにはステップ１２２に戻る。Ｎｅ＞ＮｅＣのとき、すなわち完爆が生じたときには次いでステップ１２３に進み、比Ｒが下限値ＲＬよりも小さいか否かが判別される。Ｒ＜ＲＬのときには次いでステップ１２４に進み、機関運転が冷間運転であるか否かが判別される。機関運転が冷間運転のときには次いでステップ１２５に進み、移動促進制御ルーチンが実行される。続くステップ１２６ではフラグＸがセットされる（Ｘ＝１）。ステップ１２３においてＲ≧ＲＬのとき及びステップ１２５において機関運転が温間運転のときにはステップ１２６に進む。したがって、これらの場合には移動促進制御が行われない。
【0059】
図１３は図１に示される実施例における移動促進制御を実行するルーチンを示している。このルーチンは例えば図１２のステップ１２５で実行される。図１３を参照すると、ステップ１３１では目標回転数ＴＮｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに設定される。図１に示される実施例では、実際の機関回転数が目標回転数ＴＮｅになるように機関回転数が制御される。続くステップ１３２ではＥＧＲ制御弁１３が開弁される。続くステップ１３３では設定時間ｔＢが経過したか否かが判別される。設定時間ｔＢが経過していないときにはステップ１３１に戻る。設定時間ｔＢが経過したときには処理サイクルを終了する。すなわち、移動促進制御が終了され、図１２のステップ１２６に進む。
【0060】
図１４は通常のアイドリング制御を実行するルーチンを示している。図１４を参照すると、ステップ１４１ではアクセルペダル３９の踏み込み量Ｌがゼロであるか、すなわち機関運転がアイドリング運転であるか否かが判別される。Ｌ＞０のとき、すなわち機関運転がアイドリング運転でないときには処理サイクルを終了する。Ｌ＝０、すなわち機関運転がアイドリング運転のときには次いでステップ１４２に進み、フラグＸがセットされているか否かが判別される。フラグＸがリセットされているとき（Ｘ＝０）には処理サイクルを終了する。これに対し、フラグＸがセットされているとき（Ｘ＝１）には次いでステップ１４３に進む。したがって、機関始動が開始されてから図１２のルーチンのステップ１２６でフラグＸがセットされるまではルーチンはステップ１４３に進まない。ステップ１４３では、機関運転が冷間運転であるか否かが判別される。機関運転が冷間運転のときには次いでステップ１４４に進み、目標回転数ＴＮｅが冷間アイドリング回転数ＮｅＩＣに設定される。続くステップ１４６ではＥＧＲ制御弁１３が閉弁される。これに対し、機関運転が温間運転のときにはステップ１４６に進み、目標回転数ＴＮｅが温間アイドリング回転数ＮｅＩＷに設定される。続くステップ１４７ではＥＧＲガスの供給が許容される。
【0061】
図１５は比Ｒの算出ルーチンを示している。図１５を参照すると、ステップ１５１では圧力差ＰＤが読み込まれる。続くステップ１５２では粒子状物質量ＱＰＭが読み込まれる。続くステップ１５３では、ＰＭ除去制御が実行から停止に切り換わったか否かが判別される。ＰＭ除去制御が実行から停止に切り換わっていないときには次いでステップ１５４に進み、ＰＭ除去制御が停止から実行に切り換わったか否かが判別される。ＰＭ除去制御が停止から実行に切り換わっていないときには処理サイクルを終了する。ＰＭ除去制御が停止から実行に切り換わったとき、すなわち圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭのｉ回目の増大作用が終了したときには、ステップ１５５に進み、ｉ回目の増大作用の曲線ＣＴｉの漸近線ＡＳＴｉが決定される。次いで、ＰＭ除去制御が実行から停止に切り換わったとき、すなわち圧力差ＰＤ及び粒子状物質堆積量ＱＰＭのｉ回目の減少作用が終了したときには、ステップ１５３からステップ１５６に進み、ｉ回目の減少作用の曲線ＣＲｉの漸近線ＡＳＲｉが決定される。続くステップ１５７では切片の差Ｃｉが算出される。続くステップ１５８では比Ｒが算出される（Ｒ＝Ｃｉ／Ｃ１）。続くステップ１５９ではパラメータｉが１だけインクリメントされる（ｉ＝ｉ＋１）。なお、パラメータｉは機関始動時に１にセットされる。
【0062】
次に、図１６を参照して比Ｒの別の実施例を説明する。図１６に示されるように、圧力差ＰＤはｉ回目の減少作用時によりＤｉ（＝ＵＰＤ−ＰＤ（ｉ＋１））だけ減少する。この減少分Ｄｉないし比Ｄｉ／Ｄ１は排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量が多くなるにつれて少なくなる。そこで、比ＲがＤｉ／Ｄ１の形で算出される。更に別の実施例では、差Ｃｉ又は減少分Ｄｉがあらかじめ定められた下限値よりも小さいときに、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量があらかじめ定められた上限量よりも多いと判別され、差Ｃｉ又は減少分Ｄｉが下限値よりも大きいときに内周面７１ｉｓ上に堆積したアッシュの量が上限量よりも少ないと判別される。
【0063】
図１７Ａから図１７Ｃは凝縮水貯留部１４ｅの別の実施例を示している。図１７Ａに示される実施例では、冷却装置１４のバイパス通路１４ｃが下方に向けて屈曲され、凝縮水貯留部１４ｅはバイパス通路１４ｃの屈曲部から構成される。図１７Ｂに示される実施例では、凝縮水貯留部１４ｅは吸気マニホルド４の底面に形成された凹部から構成される。図１７Ｃに示される実施例では、凝縮水貯留部１４ｅは排気マニホルド５の底面に形成された凹部から構成される。なお、図１７Ｂ及び図１７Ｃに示される実施例では、移動促進制御時にＥＧＲ制御弁１３は閉弁される。更に別の実施例では、排気ターボチャージャ７のハウジングの底面に形成される凹部又は排気管２１の底面に形成される凹部から凝縮水貯留部１４ｅが構成される。
【0064】
図１８は本発明による別の実施例を示している。図１８を参照すると、パティキュレートフィルタ２４にはＮＯｘ還元触媒２４ａが担持される。このＮＯｘ還元触媒２４ａは、還元剤が含まれる酸化雰囲気において排気ガス中のＮＯｘを還元剤でもって還元する機能を有する。ＮＯｘ還元触媒２４ａは例えばチタニアから形成された担体上に酸化バナジウムを担持したバナジウム・チタニア触媒又はゼオライトから形成された担体上に銅を担持した銅ゼオライト触媒から構成される。別の実施例では、ＮＯｘ還元触媒はパティキュレートフィルタ２４の下流に配置される。
【0065】
ＮＯｘ還元触媒２４ａ上流の排気管２１には排気ガス中に還元剤を２次的に添加するための還元剤添加弁５０が配置される。還元剤添加弁５０は還元剤供給管５１を介して還元剤タンク５２に連結され、還元剤供給管５１内には吐出圧を調節可能な還元剤ポンプ５３が配置される。図１８に示される例では還元剤は尿素水溶液から構成され、還元剤タンク５２内には尿素水溶液が収容されている。
【0066】
機関始動が完了した後の通常運転時において、ＮＯｘを還元するために還元剤添加弁５０から還元剤が添加される。この還元剤は次いでＮＯｘ還元触媒２４ａに供給される。その結果、ＮＯｘ還元触媒２４ａにおいてＮＯｘが還元される。この場合、還元剤は還元剤添加弁５０からＮＯｘ還元用添加圧及びＮＯｘ還元用添加時間でもって添加される。これらＮＯｘ還元用添加圧及びＮＯｘ還元用添加時間は還元剤すなわち尿素水溶液が十分に霧化しうるように、機関運転状態に応じて選択される。
【0067】
図１８に示される実施例では、移動促進制御で供給される液体が還元剤添加弁５０から添加される還元剤すなわち尿素水溶液から構成される。すなわち、図１９に示されるように、時間ｔｃ１における機関始動の後、時間ｔｃ２において完爆が生じると、機関回転数Ｎｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに維持される。その結果、パティキュレートフィルタ２４内を流通する排気ガス量が増大される。このとき還元剤添加弁５０から還元剤が移動促進用添加圧でもって液体の形で添加される。この液体還元剤は排気ガスによってパティキュレートフィルタ２４に供給される。その結果、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上のアッシュが奥部７１ｒに移動するのが促進される。次いで、時間ｔｃ３において、移動促進用添加時間ｔＣが経過すると、通常のアイドリング制御が開始される。また、液体還元剤の添加が停止される。すなわち、移動促進制御が停止される。
【0068】
移動促進用添加圧及び移動促進用添加時間は還元剤がほとんど霧化せず液体の形でパティキュレートフィルタ２４に供給されるように設定される。すなわち、ＮＯｘ還元用添加圧よりも低い移動促進用添加圧又はＮＯｘ還元用添加時間よりも長い移動促進用添加時間でもって還元剤が添加される。なお、移動促進用添加圧及び移動促進用添加時間は機関運転状態に応じて設定される。図１８に示される実施例では、移動促進用添加圧は吸入空気量が多くなるにつれて高くなり、パティキュレートフィルタ２４への流入排気ガスの温度が高くなるにつれて高くなる。また、移動促進用添加時間は排気管２１内の圧力が高くなるにつれて長くなり、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に堆積しているアッシュの量が多くなるにつれて長くなる。
【0069】
図２０は図１９に示される移動促進制御を実行するルーチンを示している。このルーチンは例えば図１２のステップ１２５で実行される。図１９を参照すると、ステップ１６１では目標回転数ＴＮｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに設定される。続くステップ１６２では移動促進用添加圧が算出される。続くステップ１６３では移動促進用添加時間が算出される。続くステプ１６４では、還元剤が還元剤添加弁５０から移動促進用添加圧でもって移動促進用添加時間だけ添加される。次いで処理サイクルを終了する。すなわち、移動促進制御が終了され、図１２のステップ１２６に進む。
【0070】
次に、図１又は図１８に示される実施例における移動促進制御の別の実施例を説明する。この実施例では、移動促進制御で供給される液体が燃料添加弁２７から添加される燃料から構成される。燃料添加弁２７から添加された燃料はパティキュレートフィルタ２４に担持された触媒でＮＯｘを還元するのに用いられ、或いは、上述の昇温制御を行うのに用いられる。
【0071】
移動促進制御を行うべきときには、燃料添加弁２７から液体燃料が添加される。この場合、ＮＯｘ還元又は昇温制御のための添加圧よりも低い添加圧又はＮＯｘ還元又は昇温制御のための添加時間よりも長い添加時間でもって燃料が添加される。その結果、燃料が液体の形でパティキュレートフィルタ２４に添加される。
【0073】
図２１は本発明による更に別の実施例を示している。図２１を参照すると、ＥＧＲ通路１２にはＥＧＲガス中に液体を２次的に添加するための液体添加弁５５が配置される。液体添加弁５５は液体供給管５６を介して液体タンク５７に連結され、液体供給管５６内には吐出圧を調節可能な液体ポンプ５８が配置される。図２１に示される例では液体は水から構成され、液体タンク５７内には水が収容されている。別の実施例では、液体は水溶液又は液体燃料から構成される。
【0074】
図２１に示される実施例では、移動促進制御で供給される液体が液体添加弁５５から添加される液体すなわち水から構成される。すなわち、図２２に示されるように、時間ｔｄ１における機関始動の後、時間ｔｄ２において完爆が生じると、機関回転数Ｎｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに維持される。また、ＥＧＲ制御弁１３が開弁される。このとき液体添加弁５５から水が移動促進用添加圧でもって添加される。この水は排気ガスによってパティキュレートフィルタ２４に供給される。その結果、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上のアッシュが奥部７１ｒに移動するのが促進される。この場合、移動促進用添加圧及び移動促進用添加時間は水が液体の形でパティキュレートフィルタ２４に供給されるように設定される。次いで、時間ｔｄ３において、移動促進用添加時間ｔＤが経過すると、通常のアイドリング制御が開始される。また、水の添加が停止される。すなわち、移動促進制御が停止される。
【0075】
図２３は図２２に示される移動促進制御を実行するルーチンを示している。このルーチンは例えば図１２のステップ１２５で実行される。図２３を参照すると、ステップ１７１では目標回転数ＴＮｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに設定される。続くステップ１７２ではＥＧＲ制御弁１３が開弁される。続くステップ１７３では移動促進用添加圧が算出される。続くステップ１７４では移動促進用添加時間が算出される。続くステプ１７５では、液体が液体添加弁５５から移動促進用添加圧でもって移動促進用添加時間だけ添加される。次いで処理サイクルを終了する。すなわち、移動促進制御が終了され、図１２のステップ１２６に進む。
【0076】
図２４Ａに示される実施例では液体添加弁５５が吸気ダクト６に配置される。図２４Ｂに示される実施例では液体添加弁５５が排気マニホルド５に配置される。図２４Ｃに示される実施例では液体添加弁５５が排気管２１に配置される。なお、図２４Ａから図２４Ｃに示される実施例では、移動促進制御時にＥＧＲ制御弁１３は閉弁される。
【0077】
図２５は本発明による更に別の実施例を示している。図２５を参照すると、パティキュレートフィルタ２４下流の排気管２３内に、排気管２３内を開放及び閉鎖可能な排気制御弁６０が配置される。排気制御弁６０は通常は全開にされている。
【0078】
図２５に示される実施例では移動促進制御がパティキュレートフィルタ２４内での圧力脈動の発生から構成される。すなわち、図２６に示されるように、時間ｔｅ１における機関始動の後、時間ｔｅ２において完爆が生じると、機関回転数Ｎｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに維持される。このとき排気制御弁６０が交互に繰り返し開弁及び閉弁される。その結果、パティキュレートフィルタ２４内の圧力に脈動は発生される。この圧力脈動により、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓに形成されているアッシュ層が破壊され、アッシュが内周面７１ｉｓから容易に剥離する。内周面７１ｉｓから剥離したアッシュは後続の機関運転中に排気ガスによって奥部７１ｉｒに容易に移動される。次いで、時間ｔｅ３において、あらかじめ定められた設定時間ｔＥが経過すると、通常のアイドリング制御が開始される。また、排気制御弁６０が全開に維持される。すなわち、移動促進制御が停止される。
【0079】
図２７は図２６に示される移動促進制御を実行するルーチンを示している。このルーチンは例えば図１２のステップ１２５で実行される。図２７を参照すると、ステップ１８１では目標回転数ＴＮｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに設定される。続くステップ１８２では排気制御弁６０が開閉される。続くステップ１８３では設定時間ｔＥが経過したか否かが判別される。設定時間ｔＥが経過していないときにはステップ１８１に戻る。設定時間ｔＥが経過した時には処理サイクルを終了する。すなわち、移動促進制御が停止され、図１２のステップ１２６に進む。
【0081】
図２８に示される実施例では移動促進制御がパティキュレートフィルタ２４の振動の発生から構成される。すなわち、図２９に示されるように、時間ｔｆ１における機関始動の後、時間ｔｆ２において完爆が生じると、機関回転数Ｎｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに維持される。このとき振動器６１が作動される。その結果、パティキュレートフィルタ２４に振動が付与される。この振動により、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓに形成されているアッシュ層が破壊され、アッシュが内周面７１ｉｓから容易に剥離する。内周面７１ｉｓから剥離したアッシュは後続の機関運転中に排気ガスによって奥部７１ｉｒに容易に移動される。次いで、時間ｔｆ３において、あらかじめ定められた設定時間ｔＦが経過すると、通常のアイドリング制御が開始される。また、振動器６１が停止される。すなわち、移動促進制御が停止される。
【0082】
図３０は図２９に示される移動促進制御を実行するルーチンを示している。このルーチンは例えば図１２のステップ１２５で実行される。図３０を参照すると、ステップ１９１では目標回転数ＴＮｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに設定される。続くステップ１９２では振動器６１が作動される。続くステップ１９３では設定時間ｔＦが経過したか否かが判別される。設定時間ｔＦが経過していないときにはステップ１９１に戻る。設定時間ｔＦが経過した時には処理サイクルを終了する。すなわち、移動促進制御が停止され、図１２のステップ１２６に進む。
【0083】
図３１は本発明による更に別の実施例を示している。図３１に示される実施例の移動促進制御では、まず、パティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦがＰＭ除去制御時のＰＭ除去温度ＴＦＰＭよりも高い移動促進温度ＴＦＴまで上昇する移動促進用昇温制御が行われる。次いで、パティキュレートフィルタ２４内を流通する排気ガス量を一時的に増大させる排気ガス増量制御が行われる。その結果、アッシュが加熱により収縮し、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓに形成されているアッシュ層が破壊され、アッシュが内周面７１ｉｓから容易に剥離する。内周面７１ｉｓから剥離したアッシュは増量された排気ガスによって奥部７１ｉｒに容易にかつ確実に移動される。なお、移動促進温度ＴＦＴは例えば６３０℃から１１００℃程度である。
【0084】
この実施例の移動促進制御は機関始動が完了した後の通常運転時に行われる。すなわち、図３１に示されるように、時間ｔｇ１において、ＰＭ除去制御が開始され、パティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦがＰＭ除去温度ＴＦＰＭまで上昇される。次いで、時間ｔｇ２において、粒子状物質堆積量ＱＰＭが下限値ＬＱＰＭよりも小さくなり、ＰＭ除去制御が終了される。ＰＭ除去制御に引き続いて、移動促進制御が開始される。具体的には、まず移動促進用昇温制御が開始される。すなわち、パティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦがＰＭ除去温度ＴＦＰＭから移動促進温度ＴＦＴまで上昇され保持される。このようにすると、移動促進用昇温制御に必要なエネルギを低減することができる。次いで、時間ｔｇ３においてあらかじめ定められた設定時間ｔＧ１が経過すると、移動促進用昇温制御が終了される。次いで、排気ガス増量制御が開始される。その結果、パティキュレートフィルタ２４内を流通する排気ガス量ＱＥＸが増大される。次いで、時間ｔｇ４においてあらかじめ定められた設定時間ｔＧ２が経過すると、排気ガス増量制御が終了される。したがって、移動促進制御が終了される。
【0085】
なお、移動促進用昇温制御を実行するために、一実施例では、燃料添加弁２７から燃料が添加され、この燃料が排気通路又はパティキュレートフィルタ２４で燃焼される。別の実施例では、燃料噴射弁３から燃料が圧縮行程又は排気行程に噴射され、この燃料が燃焼室２、排気通路、又はパティキュレートフィルタ２４で燃焼される。一方、排気ガス増量制御を行うために機関回転数又はスロットル開度が増大される。
【0086】
図３２は図３１に示される排気浄化制御を実行するルーチンを示している。図３２を参照すると、ステップ２０１では図６に示されるＰＭ除去制御ルーチンが実行される。続くステップ２０２では比Ｒが下限値ＲＬよりも小さいか否かが判別される。Ｒ＜ＲＬのときには次いでステップ２０３に進み、移動促進制御ルーチンが実行される。これに対し、Ｒ≧ＲＬのときには処理サイクルを終了する。したがって、この場合には移動促進制御ルーチンが実行されない。
【0087】
図３３は図３１に示される移動促進制御を実行するルーチンを示している。このルーチンは例えば図３２のステップ２０３で実行される。図３３を参照すると、ステップ２１１ではパティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦの目標値ＴＴＦが移動促進温度ＴＦＴに設定される。続くステップ２１２では設定時間ｔＧ１が経過したか否かが判別される。設定時間ｔＧ１が経過していないときにはステップ２１１に戻る。設定時間ｔＧ１が経過したときには次いでステップ２１３に進み、排気ガス増量制御が行われる。続くステップ２１４では設定時間ｔＧ２が経過したか否かが判別される。設定時間ｔＧ２が経過していないときにはステップ２１３に戻る。設定時間ｔＧ２が経過したときには処理サイクルを終了する。すなわち、排気ガス増量制御が終了され、したがって移動促進制御が終了される。
【0088】
別の実施例では、排気ガス増量制御が省略される。この場合、移動促進用昇温制御により内周面７１ｉｓから剥離されたアッシュは後続の機関運転中に排気ガスによって奥部７１ｉｒに容易に移動される。
【0089】
図３４は図２４Ｃに示される実施例における移動促進制御の別の実施例を示している。図３４に示される実施例では、移動促進制御が、機関停止時に行われる停止時移動促進制御と、後続の機関始動時に行われる始動時移動促進制御とから構成される。
【0090】
すなわち、図３４に示されるように、時間ｔｈ１においてイグニッションスイッチ４４がオフにされると、機関運転が停止される。その結果、機関回転数Ｎｅがゼロまで低下する。次いで、あらかじめ定められた設定時間ｔＨ１が経過すると、停止時移動促進制御が行われる。すなわち、液体添加弁５５から液体が移動促進用添加圧でもって添加される。その結果、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上のアッシュが凝縮水によって流され、奥部７１ｉｒに移動される。或いは、アッシュが凝縮水により膨潤し、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓに形成されているアッシュ層が破壊され、アッシュが内周面７１ｉｓから容易に剥離する。なお、設定時間ｔＨ１は、液体添加弁５５から添加された液体がパティキュレートフィルタ２４で気化しないようにパティキュレートフィルタ２４の温度ＴＦを低下させるのに必要な時間に設定される。次いで、時間ｔｈ３において、液体の添加が移動促進用添加時間ｔＨ２だけ行われると、液体の添加が停止される。すなわち、停止時移動促進制御が停止される。
【0091】
次いで、時間ｔｈ４において、イグニッションスイッチ４４がオンにされて機関始動が行われる。次いで、時間ｔｈ５において完爆が生じると、始動時移動促進制御が開始される。すなわち、機関回転数Ｎｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに維持される。その結果、パティキュレートフィルタ２４内を流通する排気ガス量が増大される。したがって、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓから剥離されたアッシュが奥部７１ｉｒに容易に移動される。次いで、時間ｔｈ６において、あらかじめ定められた設定時間ｔＨ３が経過すると、通常のアイドリング制御が開始される。すなわち、始動時移動促進制御が停止される。
【0092】
図３５は図３４に示される機関停止制御を実行するルーチンを示している。このルーチンはイグニッションスイッチ４４がオフにされたときに１回だけ実行される。図３５を参照すると、ステップ２２１ではフラグＸＸがリセットされる（ＸＸ＝０）。このフラグＸＸは始動時移動促進制御を実行すべきときにセットされ（ＸＸ＝１）、それ以外はリセットされる（ＸＸ＝０）。続くステップ２２２では機関運転が停止される。続くステップ２２３では比Ｒが下限値ＲＬよりも小さいか否かが判別される。Ｒ＜ＲＬのときには次いでステップ２２４に進み、停止時移動促進制御ルーチンが実行される。続くステップ２２５ではフラグＸＸがセットされる（ＸＸ＝１）。続くステップ２２６では電子制御ユニット３０への通電が停止される。次いで処理サイクルを終了する。これに対し、Ｒ≧ＲＬのときにはステップ２２３からステップ２２６に進む。したがって、この場合には移動促進制御が行われない。
【0093】
図３６は図３４に示される機関始動制御を実行するルーチンを示している。このルーチンはイグニッションスイッチ４４がオンにされたときに１回だけ実行される。図３６を参照すると、ステップ２３１では図１２を参照して説明したフラグＸがリセットされる（Ｘ＝０）。続くステップ２３２では機関回転数Ｎｅが設定回転数ＮｅＣよりも高いか否かが判別される。Ｎｅ≦ＮｅＣのときにはステップ２３２に戻る。Ｎｅ＞ＮｅＣのとき、すなわち完爆が生じたときには次いでステップ２３３に進み、図３５を参照して説明したフラグＸＸがセットされているか否かが判別される。フラグＸＸがセットされているとき（ＸＸ＝１）には次いでステップ２３４に進み、始動時移動促進制御ルーチンが実行される。続くステップ２３５ではフラグＸがセットされる（Ｘ＝１）。ステップ２３３においてフラグＸＸがリセットされているとき（ＸＸ＝０）にはステップ２３５に進む。したがって、この場合には始動時移動促進制御が行われない。
【0094】
図３７は図３４に示される停止時移動促進制御を実行するルーチンを示している。このルーチンは例えば図３５のステップ２２４で実行される。図３７を参照すると、ステップ２４１ではイグニッションスイッチ４４がオフにされてから設定時間ｔＨ１が経過したか否かが判別される。設定時間ｔＨ１が経過していないときにはステップ２４１に戻る。設定時間ｔＨ１が経過したときには次いでステップ２４２に進み、移動促進用添加圧が算出される。続くステップ２４３では移動促進用添加時間が算出される。続くステプ２４４では、液体が液体添加弁５５から移動促進用添加圧でもって移動促進用添加時間だけ添加される。次いで処理サイクルを終了する。すなわち、停止移動促進制御が終了され、図３５のステップ２２５に進む。
【0095】
図３８は図３４に示される始動時移動促進制御を実行するルーチンを示している。このルーチンは例えば図３６のステップ２３４で実行される。図３８を参照すると、ステップ２５１では目標回転数ＴＮｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに設定される。続くステップ２５２では設定時間ｔＨ３が経過したか否かが判別される。設定時間ｔＨ３が経過していないときにはステップ２５１に戻る。設定時間ｔＨ３が経過した時には処理サイクルを終了する。すなわち、始動時移動促進制御が停止され、図３６のステップ２３５に進む。
【0096】
図３９は本発明による更に別の実施例を示している。図３９に示される実施例は、触媒コンバータ２４に冷却器６２が取り付けられ、パティキュレートフィルタ２４に添加された液体が冷却器６２により凝固される点で、図３４に示される実施例と異なっている。
【0097】
すなわち、図４０に示されるように、時間ｔｊ１においてイグニッションスイッチ４４がオフにされ機関運転が停止され、次いであらかじめ定められた設定時間ｔＪ１が経過すると、停止時移動促進制御が行われる。すなわち、液体添加弁５５から液体が移動促進用添加圧でもって添加される。その結果、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上のアッシュが凝縮水によって流され、奥部７１ｉｒに移動される。或いは、アッシュが凝縮水により膨潤し、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓに形成されているアッシュ層が破壊され、アッシュが内周面７１ｉｓから容易に剥離する。なお、設定時間ｔＪ１は上述の設定時間ｔＨ１と同様に設定される。
【0098】
次いで、時間ｔｊ３において、液体の添加が移動促進用添加時間ｔＪ２だけ行われると、液体の添加が停止される。次いで、ｔｊ４において、液体添加の停止からあらかじめ定められた設定時間ｔＪ３が経過すると、冷却器６２が作動され、パティキュレートフィルタ２４に添加された液体が凝固される。その結果、液体が膨張するので、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に形成されているアッシュ層が更に破壊される。したがって、アッシュが内周面７１ｉｓから更に容易に剥離する。次いで、時間ｔｊ５において、あらかじめ定められた設定時間ｔＪ４が経過すると、冷却器６２が停止される。すなわち、停止時移動促進制御が停止される。なお、設定時間ｔＪ４はパティキュレートフィルタ２４に添加された液体が十分に凝固するのに必要な時間に設定される。
【0099】
次いで、時間ｔｊ６において、イグニッションスイッチ４４がオンにされて機関始動が行われる。この時点で、凝固された液体は融解している。次いで、時間ｔｊ７において完爆が生じると、始動時移動促進制御が開始される。すなわち、機関回転数Ｎｅが移動促進アイドリング回転数ＮｅＩＴに維持される。その結果、パティキュレートフィルタ２４内を流通する排気ガス量が増大される。したがって、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓから剥離されたアッシュが奥部７１ｉｒに容易に移動される。次いで、時間ｔｊ８において、あらかじめ定められた設定時間ｔＪ５が経過すると、通常のアイドリング制御が開始される。すなわち、始動時移動促進制御が停止される。
【0100】
図４１は図３９に示される停止時移動促進制御を実行するルーチンを示している。このルーチンは例えば図３５のステップ２２４で実行される。図４１を参照すると、ステップ２６１ではイグニッションスイッチ４４がオフにされてから設定時間ｔＪ１が経過したか否かが判別される。設定時間ｔＪ１が経過していないときにはステップ２６１に戻る。設定時間ｔＪ１が経過したときには次いでステップ２６２に進み、移動促進用添加圧が算出される。続くステップ２６３では移動促進用添加時間が算出される。続くステプ２６４では、液体が液体添加弁５５から移動促進用添加圧でもって移動促進用添加時間だけ添加される。続くステップ２６５では液体添加が停止されてから設定時間ｔＪ３が経過したか否かが判別される。設定時間ｔＪ３が経過していないときにはステップ２６５に戻る。設定時間ｔＪ３が経過したときには次いでステップ２６６に進み、冷却器６２が作動される。続くステップ２６７では冷却器６３が作動されてから設定時間ｔＪ４が経過したか否かが判別される。設定時間ｔＪ４が経過していないときにはステップ２６６に戻る。設定時間ｔＪ４が経過したときには次いで処理サイクルを終了する。すなわち、停止移動促進制御が終了され、図３５のステップ２２５に進む。
【0101】
なお、図３４に示される実施例において、機関運転停止中に大気温度がかなり低くなって、パティキュレートフィルタ２４に添加された液体が凝固する場合がある。この場合にも、排気ガス流入通路７１ｉの内周面７１ｉｓ上に形成されているアッシュ層が更に破壊され、したがってアッシュが奥部７１ｉｒに容易に移動される。
【符号の説明】
【0102】
１ 機関本体１２ ＥＧＲ通路
１４ｅ 凝縮水貯留部
２１ 排気管
２４ パティキュレートフィルタ
２６ 圧力差センサ
７１ｉ 排気ガス流入通路
７１ｏ 排気ガス流出通路
７２ 隔壁
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24A】
【図24B】
【図24C】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】