JP2002147217A - 内燃機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機関加速運転時における排気ガスの流速の瞬
時的な増大よりも大きな排気ガスの流速の瞬時的な増大
を発生させ、その結果、パティキュレートフィルタの目
詰まりを生じさせる微粒子の塊まりをパティキュレート
フィルタから離脱させるのを促進する。 【解決手段】 パティキュレートフィルタ２２に堆積し
た微粒子をパティキュレートフィルタ２２から離脱させ
パティキュレートフィルタ２２の外部に排出させるべき
ときに、蓄圧保持しておいた排気ガスを高圧ガスタンク
２５１から放出させることにより、パティキュレートフ
ィルタ２２内を流れる排気ガスの流速をパルス状に瞬時
だけ増大せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気ガス
浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりディーゼル機関においては、排
気ガス中に含まれる微粒子を除去するために機関排気通
路内にパティキュレートフィルタを配置してこのパティ
キュレートフィルタにより排気ガス中の微粒子を一旦捕
集し、パティキュレートフィルタ上に捕集された微粒子
を着火燃焼せしめることによりパティキュレートフィル
タを再生するようにしている。ところがパティキュレー
トフィルタ上に捕集された微粒子は６００℃程度以上の
高温にならないと着火せず、これに対してディーゼル機
関の排気ガス温は通常、６００℃よりもかなり低い。従
って排気ガス熱でもってパティキュレートフィルタ上に
捕集された微粒子を着火させるのは困難であり、排気ガ
ス熱でもってパティキュレートフィルタ上に捕集された
微粒子を着火させるためには微粒子の着火温度を低くし
なければならない。

【０００３】ところで従来よりパティキュレートフィル
タ上に触媒を担持すれば微粒子の着火温度を低下できる
ことが知られており、従って従来より微粒子の着火温度
を低下させるために触媒を担持した種々のパティキュレ
ートフィルタが公知である。例えば特公平７−１０６２
９０号公報にはパティキュレートフィルタ上に白金族金
属およびアルカリ土類金属酸化物の混合物を担持させた
パティキュレートフィルタが開示されている。このパテ
ィキュレートフィルタではほぼ３５０℃から４００℃の
比較的低温でもって微粒子が着火され、次いで連続的に
燃焼せしめられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ディーゼル機関では負
荷が高くなれば排気ガス温が３５０℃から４００℃に達
し、従って上述のパティキュレートフィルタでは一見し
たところ機関負荷が高くなったときに排気ガス熱によっ
て微粒子を着火燃焼せしめることができるように見え
る。しかしながら実際には排気ガス温が３５０℃から４
００℃に達しても微粒子が着火しない場合があり、また
たとえ微粒子が着火したとしても一部の微粒子しか燃焼
せず、多量の微粒子が燃え残るという問題を生ずる。即
ち、排気ガス中に含まれる微粒子量が少ないときにはパ
ティキュレートフィルタ上に付着する微粒子量が少な
く、このときには排気ガス温が３５０℃から４００℃に
なるとパティキュレートフィルタ上の微粒子は着火し、
次いで連続的に燃焼せしめられる。

【０００５】しかしながら排気ガス中に含まれる微粒子
量が多くなるとパティキュレートフィルタ上に付着した
微粒子が完全に燃焼する前にこの微粒子の上に別の微粒
子が堆積し、その結果パティキュレートフィルタ上に微
粒子が積層状に堆積する。このようにパティキュレート
フィルタ上に微粒子が積層状に堆積すると酸素と接触し
やすい一部の微粒子は燃焼せしめられるが酸素と接触し
づらい残りの微粒子は燃焼せず、斯くして多量の微粒子
が燃え残ることになる。従って排気ガス中に含まれる微
粒子量が多くなるとパティキュレートフィルタ上の多量
の微粒子が堆積し続けることになる。

【０００６】一方、パティキュレートフィルタ上に多量
の微粒子が堆積するとこれら堆積した微粒子は次第に着
火燃焼しづらくなる。このように燃焼しづらくなるのは
おそらく堆積している間に微粒子中の炭素が燃焼しづら
いグラフィイト等に変化するからであると考えられる。
事実、パティキュレートフィルタ上に多量の微粒子が堆
積し続けると３５０℃から４００℃の低温では堆積した
微粒子が着火せず、堆積した微粒子を着火せしめるため
には６００℃以上の高温が必要となる。しかしながらデ
ィーゼル機関では通常、排気ガス温が６００℃以上の高
温になることがなく、従ってパティキュレートフィルタ
上に多量の微粒子が堆積し続けると排気ガス熱によって
堆積した微粒子を着火せしめるのが困難となる。

【０００７】一方、このとき排気ガス温を６００℃以上
の高温にすることができたとすると堆積した微粒子は着
火するがこの場合には別の問題を生ずる。即ち、この場
合、堆積した微粒子は着火せしめられると輝炎を発して
燃焼し、このときパティキュレートフィルタの温度は堆
積した微粒子の燃焼が完了するまで長時間に亘り８００
℃以上に維持される。しかしながらこのようにパティキ
ュレートフィルタが長時間に亘り８００℃以上の高温に
さらされるとパティキュレートフィルタが早期に劣化
し、斯くしてパティキュレートフィルタを新品と早期に
交換しなければならないという問題が生ずる。

【０００８】このように一旦多量の微粒子がパティキュ
レートフィルタ上に積層状に堆積すると問題を生じ、従
ってパティキュレートフィルタ上に多量の微粒子が堆積
するのを回避する必要がある。しかしながらこのように
パティキュレートフィルタ上に多量の微粒子が堆積する
のを回避したとしても燃え残った微粒子が集まって大き
な塊まりとなり、これら塊まりによってパティキュレー
トフィルタの細孔が目詰まりするという問題を生じる。
このようにパティキュレートフィルタの細孔が目詰まり
をするとパティキュレートフィルタにおける排気ガス流
の圧損が大きくなり、その結果機関出力が低下してしま
う。

【０００９】本発明の目的は、パティキュレートフィル
タの目詰まりを生じさせる微粒子の塊まりをパティキュ
レートフィルタから離脱させ排出させることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明によれば、機関排気通路内に
燃焼室から排出される排気ガス中の微粒子を酸化除去す
るためのパティキュレートフィルタを配置し、パティキ
ュレートフィルタに堆積した微粒子をパティキュレート
フィルタから離脱させパティキュレートフィルタの外部
に排出させるべきときにはパティキュレートフィルタ内
を流れる排気ガスの流速をパルス状に瞬時だけ増大させ
る流速瞬時増大手段を設け、前記流速瞬時増大手段が、
パティキュレートフィルタ内を流れる排気ガスの流速を
パルス状に瞬時だけ増大させるためのガスを蓄圧保持し
ておく高圧ガスタンクを有する内燃機関の排気ガス浄化
装置が提供される。

【００１１】請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化
装置では、パティキュレートフィルタに堆積した微粒子
をパティキュレートフィルタから離脱させパティキュレ
ートフィルタの外部に排出させるべきときに、蓄圧保持
されていたガスが高圧ガスタンクから放出されることに
より、パティキュレートフィルタ内を流れる排気ガスの
流速がパルス状に瞬時だけ増大せしめられる。そのた
め、機関加速運転時における排気ガスの流速の瞬時的な
増大よりも大きな排気ガスの流速の瞬時的な増大を発生
させることが可能になり、その結果、パティキュレート
フィルタの目詰まりを生じさせる微粒子の塊まりをパテ
ィキュレートフィルタから離脱させるのを促進すること
ができる。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、大気より
も酸素濃度が低いガスを高圧ガスタンクに蓄圧保持する
ようにした請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化装
置が提供される。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、機関加速
運転時の排気ガスを高圧ガスタンクに蓄圧保持するよう
にした請求項２に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置が
提供される。

【００１４】請求項２及び３に記載の内燃機関の排気ガ
ス浄化装置では、大気よりも酸素濃度が低いガスが高圧
ガスタンクに蓄圧保持され、パティキュレートフィルタ
に堆積した微粒子をパティキュレートフィルタから離脱
させパティキュレートフィルタの外部に排出させるべき
ときに、蓄圧保持されていたそのガスが高圧ガスタンク
から放出される。そのため、酸素濃度が比較的高いガス
がパティキュレートフィルタを通過せしめられるのに伴
い、パティキュレートフィルタに堆積している微粒子が
急激に酸化してパティキュレートフィルタが局所的に温
度上昇してしまい、それにより、パティキュレートフィ
ルタの溶損・クラックが発生してしまうのを抑制するこ
とができる。

【００１５】請求項４に記載の発明によれば、機関排気
通路内に排気絞り弁を配置し、前記排気絞り弁によって
排気ガスの流れが絞られて排気ガスが昇圧したときに、
その昇圧した排気ガスを高圧ガスタンクに蓄圧保持する
ようにした請求項３に記載の内燃機関の排気ガス浄化装
置が提供される。

【００１６】請求項４に記載の内燃機関の排気ガス浄化
装置では、排気絞り弁によって排気ガスの流れが絞られ
て排気ガスが昇圧したときにその昇圧した排気ガスが高
圧ガスタンクに蓄圧保持され、パティキュレートフィル
タに堆積した微粒子をパティキュレートフィルタから離
脱させパティキュレートフィルタの外部に排出させるべ
きときに、蓄圧保持されていた昇圧排気ガスが高圧ガス
タンクから放出される。そのため、昇圧されていない排
気ガスが高圧ガスタンクから放出される場合に比べ、よ
り一層大きな排気ガスの流速の瞬時的な増大を発生させ
ることが可能になり、その結果、パティキュレートフィ
ルタの目詰まりを生じさせる微粒子の塊まりをパティキ
ュレートフィルタから離脱させるのを更に促進すること
ができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の内燃機関の排気ガ
ス浄化装置の第一の実施形態を圧縮着火式内燃機関に適
用した場合を示している。なお、本発明は火花点火式内
燃機関にも適用することもできる。図１を参照すると、
１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘ
ッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料
噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１
０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は対応する吸
気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サー
ジタンク１２は吸気ダクト１３を介して排気ターボチャ
ージャ１４のコンプレッサ１５に連結される。吸気ダク
ト１３内にはステップモータ１６により駆動されるスロ
ットル弁１７が配置され、更に吸気ダクト１３周りには
吸気ダクト１３内を流れる吸入空気を冷却するための冷
却装置１８が配置される。本実施形態では機関冷却水が
冷却装置１８内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気
が冷却される。

【００１８】一方、排気ポート１０は排気マニホルド１
９および排気管２０を介して排気ターボチャージャ１４
の排気タービン２１に連結される。排気タービン２１の
出口は、燃焼室５から排出される排気ガス中の微粒子を
酸化除去するためのパティキュレートフィルタ２２を内
蔵したフィルタケーシング２３に排気管２５０を介して
連結される。本実施形態では、パティキュレートフィル
タ２２に堆積した微粒子をパティキュレートフィルタ２
２から離脱させてパティキュレートフィルタ２２の外部
に排出させるべきときに、パティキュレートフィルタ２
２内を流れる排気ガスの流速をパルス状に瞬時だけ増大
させるためのガスを蓄圧保持しておく高圧ガスタンク２
５１が排気管２５０に並列に配置されている。排気ター
ビン２１の出口を通過した排気ガスの一部は、チェック
弁２５２を介して高圧ガスタンク２５１内に導入され
る。また、パティキュレートフィルタ２２に堆積した微
粒子をパティキュレートフィルタ２２から離脱させてパ
ティキュレートフィルタ２２の外部に排出させるべきと
きには、弁駆動装置２５４によって高圧ガス放出弁２５
３が開弁せしめられ、高圧ガスタンク２５１内の高圧ガ
スがパティキュレートフィルタ２２に向かって放出され
る。

【００１９】排気マニホルド１９とサージタンク１２と
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２４を介
して互いに連結され、ＥＧＲ通路２４内には電気制御式
ＥＧＲ制御弁２５が配置される。また、ＥＧＲ通路２４
周りにはＥＧＲ通路２４内を流れるＥＧＲガスを冷却す
るための冷却装置２６が配置される。本実施形態では機
関冷却水が冷却装置２６内に導かれ、機関冷却水によっ
てＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁６は燃
料供給管６ａを介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレ
ール２７に連結される。このコモンレール２７内へは電
気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２８から燃料が供給
され、コモンレール２７内に供給された燃料は各燃料供
給管６ａを介して燃料噴射弁６に供給される。コモンレ
ール２７にはコモンレール２７内の燃料圧を検出するた
めの燃料圧センサ２９が取付けられ、燃料圧センサ２９
の出力信号に基づいてコモンレール２７内の燃料圧が目
標燃料圧となるように燃料ポンプ２８の吐出量が制御さ
れる。

【００２０】電子制御ユニット３０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続さ
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および出力ポート３６を具備
する。燃料圧センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、パ
ティキュレートフィルタ２２にはパティキュレートフィ
ルタ２２の温度を検出するための温度センサ３９が取付
けられ、この温度センサ３９の出力信号は対応するＡＤ
変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。アク
セルペダル４０にはアクセルペダル４０の踏込み量Ｌに
比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続さ
れ、負荷センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３
７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３０°回転する毎
に出力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続さ
れる。排気マニホルド１９内には空燃比を検出するため
の空燃比センサ４３が取付けられ、この空燃比センサ４
３の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポ
ート３５に入力される。また、排気管２５０内には排気
ガスの圧力を検出するための圧力センサ４４が取付けら
れ、この圧力センサ４４の出力信号は対応するＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力される。

【００２１】一方、出力ポート３６は対応する駆動回路
３８を介して燃料噴射弁６、スロットル弁駆動用ステッ
プモータ１６、ＥＧＲ制御弁２５、燃料ポンプ２８およ
びアクチュエータ４４に接続される。

【００２２】図２（Ａ）は要求トルクＴＱと、アクセル
ペダル４０の踏込み量Ｌと、機関回転数Ｎとの関係を示
している。なお、図２（Ａ）において各曲線は等トルク
曲線を表しており、ＴＱ＝０で示される曲線はトルクが
零であることを示しており、残りの曲線はＴＱ＝ａ，Ｔ
Ｑ＝ｂ，ＴＱ＝ｃ，ＴＱ＝ｄの順に次第に要求トルクが
高くなる。図２（Ａ）に示される要求トルクＴＱは図２
（Ｂ）に示されるようにアクセルペダル４０の踏込み量
Ｌと機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ
３２内に記憶されている。本実施形態では図２（Ｂ）に
示すマップからアクセルペダル４０の踏込み量Ｌおよび
機関回転数Ｎに応じた要求トルクＴＱがまず初めに算出
され、この要求トルクＴＱに基づいて燃料噴射量等が算
出される。

【００２３】図３に図１に示されるパティキュレートフ
ィルタ２２の構造を示す。なお、図３において（Ａ）は
パティキュレートフィルタ２２の正面図を示しており、
（Ｂ）はパティキュレートフィルタ２２の側面断面図を
示している。図３（Ａ）および（Ｂ）に示されるように
パティキュレートフィルタ２２はハニカム構造をなして
おり、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路５
０，５１を具備する。これら排気流通路は下流端が栓５
２により閉塞された排気ガス流入通路５０と、上流端が
栓５３により閉塞された排気ガス流出通路５１とにより
構成される。なお、図３（Ａ）においてハッチングを付
した部分は栓５３を示している。従って排気ガス流入通
路５０および排気ガス流出通路５１は薄肉の隔壁５４を
介して交互に配置される。云い換えると排気ガス流入通
路５０および排気ガス流出通路５１は各排気ガス流入通
路５０が４つの排気ガス流出通路５１によって包囲さ
れ、各排気ガス流出通路５１が４つの排気ガス流入通路
５０によって包囲されるように配置される。

【００２４】パティキュレートフィルタ２２は例えばコ
ージライトのような多孔質材料から形成されており、従
って排気ガス流入通路５０内に流入した排気ガスは図３
（Ｂ）において矢印で示されるように周囲の隔壁５４内
を通って隣接する排気ガス流出通路５１内に流出する。
本実施形態では各排気ガス流入通路５０および各排気ガ
ス流出通路５１の周壁面、即ち各隔壁５４の両側表面上
および隔壁５４内の細孔内壁面上には例えばアルミナか
らなる担体の層が形成されており、この担体上に貴金属
触媒、および周囲に過剰酸素が存在すると酸素を取込ん
で酸素を保持しかつ周囲の酸素濃度が低下すると保持し
た酸素を活性酸素の形で放出する活性酸素放出剤が担持
されている。尚、他の実施形態では、パティキュレート
フィルタは微粒子を酸化除去する機能を有していれば、
活性酸素放出剤を担持していなくてもよい。

【００２５】本実施形態では、貴金属触媒として白金Ｐ
ｔが用いられており、活性酸素放出剤としてカリウム
Ｋ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓ、ル
ビジウムＲｂのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カ
ルシウムＣａ、ストロンチウムＳｒのようなアルカリ土
類金属、ランタンＬａ、イットリウムＹ、セリウムＣｅ
のような希土類、および遷移金属から選ばれた少なくと
も一つが用いられている。なお、この場合活性酸素放出
剤としてはカルシウムＣａよりもイオン化傾向の高いア
ルカリ金属又はアルカリ土類金属、即ちカリウムＫ、リ
チウムＬｉ、セシウムＣｓ、ルビジウムＲｂ、バリウム
Ｂａ、ストロンチウムＳｒを用いることが好ましい。

【００２６】次にパティキュレートフィルタ２２による
排気ガス中の微粒子除去作用について担体上に白金Ｐｔ
およびカリウムＫを担持させた場合を例にとって説明す
るが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希
土類、遷移金属を用いても同様な微粒子除去作用が行わ
れる。

【００２７】図１に示されるような圧縮着火式内燃機関
では空気過剰のもとで燃焼が行われ、従って排気ガスは
多量の過剰空気を含んでいる。即ち、吸気通路、燃焼室
５および排気通路内に供給された空気と燃料との比を排
気ガスの空燃比と称すると図１に示されるような圧縮着
火式内燃機関では排気ガスの空燃比はリーンとなってい
る。また、燃焼室５内ではＮＯが発生するので排気ガス
中にはＮＯが含まれている。また、燃料中にはイオウＳ
が含まれており、このイオウＳは燃焼室５内で酸素と反
応してＳＯ₂となる。従って排気ガス中にはＳＯ₂が含ま
れている。従って過剰酸素、ＮＯおよびＳＯ₂を含んだ
排気ガスがパティキュレートフィルタ２２の排気ガス流
入通路５０内に流入することになる。

【００２８】図４（Ａ）および（Ｂ）は排気ガス流入通
路５０の内周面および隔壁５４内の細孔内壁面上に形成
された担体層の表面の拡大図を模式的に表している。な
お、図４（Ａ）および（Ｂ）において６０は白金Ｐｔの
粒子を示しており、６１はカリウムＫを含んでいる活性
酸素放出剤を示している。上述したように排気ガス中に
は多量の過剰酸素が含まれているので排気ガスがパティ
キュレートフィルタ２２の排気ガス流入通路５０内に流
入すると図４（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ₂が
Ｏ₂―又はＯ²―の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一
方、排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ₂―又は
Ｏ²―と反応し、ＮＯ₂となる（２ＮＯ＋Ｏ₂→２Ｎ
Ｏ₂）。次いで生成されたＮＯ₂の一部は白金Ｐｔ上で酸
化されつつ活性酸素放出剤６１内に吸収され、カリウム
Ｋと結合しながら図４（Ａ）に示されるように硝酸イオ
ンＮＯ₃―の形で活性酸素放出剤６１内に拡散し、一部
の硝酸イオンＮＯ₃―は硝酸カリウムＫＮＯ₃を生成す
る。

【００２９】一方、上述したように排気ガス中にはＳＯ
₂も含まれており、このＳＯ₂もＮＯと同様なメカニズム
によって活性酸素放出剤６１内に吸収される。即ち、上
述したように酸素Ｏ₂がＯ₂―又はＯ²―の形で白金Ｐｔ
の表面に付着しており、排気ガス中のＳＯ₂は白金Ｐｔ
の表面でＯ₂―又はＯ²―と反応してＳＯ₃となる。次い
で生成されたＳＯ₃の一部は白金Ｐｔ上で更に酸化され
つつ活性酸素放出剤６１内に吸収され、カリウムＫと結
合しながら硫酸イオンＳＯ₄ ^2-の形で活性酸素放出剤６
１内に拡散し、硫酸カリウムＫ₂ＳＯ₄を生成する。この
ようにして活性酸素放出触媒６１内には硝酸カリウムＫ
ＮＯ₃および硫酸カリウムＫ₂ＳＯ₄が生成される。

【００３０】一方、燃焼室５内においては主にカーボン
Ｃからなる微粒子が生成され、従って排気ガス中にはこ
れら微粒子が含まれている。排気ガス中に含まれている
これら微粒子は排気ガスがパティキュレートフィルタ２
２の排気ガス流入通路５０内を流れているときに、或い
は排気ガス流入通路５０から排気ガス流出通路５１に向
かうときに図４（Ｂ）において６２で示されるように担
体層の表面、例えば活性酸素放出剤６１の表面上に接触
し、付着する。

【００３１】このように微粒子６２が活性酸素放出剤６
１の表面上に付着すると微粒子６２と活性酸素放出剤６
１との接触面では酸素濃度が低下する。酸素濃度が低下
すると酸素濃度の高い活性酸素放出剤６１内との間で濃
度差が生じ、斯くして活性酸素放出剤６１内の酸素が微
粒子６２と活性酸素放出剤６１との接触面に向けて移動
しようとする。その結果、活性酸素放出剤６１内に形成
されている硝酸カリウムＫＮＯ₃がカリウムＫと酸素Ｏ
とＮＯとに分解され、酸素Ｏが微粒子６２と活性酸素放
出剤６１との接触面に向かい、ＮＯが活性酸素放出剤６
１から外部に放出される。外部に放出されたＮＯは下流
側の白金Ｐｔ上において酸化され、再び活性酸素放出剤
６１内に吸収される。

【００３２】一方、このとき活性酸素放出剤６１内に形
成されている硫酸カリウムＫ₂ＳＯ₄もカリウムＫと酸素
ＯとＳＯ₂とに分解され、酸素Ｏが微粒子６２と活性酸
素放出剤６１との接触面に向かい、ＳＯ₂が活性酸素放
出剤６１から外部に放出される。外部に放出されたＳＯ
₂は下流側の白金Ｐｔ上において酸化され、再び活性酸
素放出剤６１内に吸収される。

【００３３】一方、微粒子６２と活性酸素放出剤６１と
の接触面に向かう酸素Ｏは硝酸カリウムＫＮＯ₃や硫酸
カリウムＫ₂ＳＯ₄のような化合物から分解された酸素で
ある。化合物から分解された酸素Ｏは高いエネルギを有
しており、極めて高い活性を有する。従って微粒子６２
と活性酸素放出剤６１との接触面に向かう酸素は活性酸
素Ｏとなっている。これら活性酸素Ｏが微粒子６２に接
触すると微粒子６２は短時間のうちに輝炎を発すること
なく酸化せしめられ、微粒子６２は完全に消滅する。従
って微粒子６２はパティキュレートフィルタ２２上に堆
積することがない。なお、このようにパティキュレート
フィルタ２２上に付着した微粒子６２は活性酸素Ｏによ
って酸化せしめられるがこれら微粒子６２は排気ガス中
の酸素によっても酸化せしめられる。

【００３４】パティキュレートフィルタ２２上に積層状
に堆積した微粒子が燃焼せしめられるときにはパティキ
ュレートフィルタ２２が赤熱し、火炎を伴って燃焼す
る。このような火炎を伴う燃焼は高温でないと持続せ
ず、従ってこのような火炎を伴う燃焼を持続させるため
にはパティキュレートフィルタ２２の温度を高温に維持
しなければならない。

【００３５】これに対して本発明では微粒子６２は上述
したように輝炎を発することなく酸化せしめられ、この
ときパティキュレートフィルタ２２の表面が赤熱するこ
ともない。即ち、云い換えると本発明ではかなり低い温
度でもって微粒子６２が酸化除去せしめられている。従
って本発明による輝炎を発しない微粒子６２の酸化によ
る微粒子除去作用は火炎を伴う燃焼による微粒子除去作
用と全く異なっている。

【００３６】ところで白金Ｐｔおよび活性酸素放出剤６
１はパティキュレートフィルタ２２の温度が高くなるほ
ど活性化するので単位時間当りに活性酸素放出剤６１が
放出しうる活性酸素Ｏの量はパティキュレートフィルタ
２２の温度が高くなるほど増大する。従ってパティキュ
レートフィルタ２２上において単位時間当りに輝炎を発
することなく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量はパ
ティキュレートフィルタ２２の温度が高くなるほど増大
する。

【００３７】図６の実線は単位時間当りに輝炎を発する
ことなく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量Ｇを示し
ている。なお、図６において横軸はパティキュレートフ
ィルタ２２の温度ＴＦを示している。単位時間当りに燃
焼室５から排出される微粒子の量を排出微粒子量Ｍと称
するとこの排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子Ｇより
も少ないとき、即ち図６の領域Ｉでは燃焼室５から排出
された全ての微粒子がパティキュレートフィルタ２２に
接触するや否や短時間のうちにパティキュレートフィル
タ２２上において輝炎を発することなく酸化除去せしめ
られる。

【００３８】これに対し、排出微粒子量Ｍが酸化除去可
能微粒子量Ｇよりも多いとき、即ち図６の領域IIでは全
ての微粒子を酸化するには活性酸素量が不足している。
図５（Ａ）〜（Ｃ）はこのような場合の微粒子の酸化の
様子を示している。即ち、全ての微粒子を酸化するには
活性酸素量が不足している場合には図５（Ａ）に示すよ
うに微粒子６２が活性酸素放出剤６１上に付着すると微
粒子６２の一部のみが酸化され、十分に酸化されなかっ
た微粒子部分が担体層上に残留する。次いで活性酸素量
が不足している状態が継続すると次から次へと酸化され
なかった微粒子部分が担体層上に残留し、その結果図５
（Ｂ）に示されるように担体層の表面が残留微粒子部分
６３によって覆われるようになる。

【００３９】担体層の表面を覆うこの残留微粒子部分６
３は次第に酸化されにくいカーボン質に変質し、斯くし
てこの残留微粒子部分６３はそのまま残留しやすくな
る。また、担体層の表面が残留微粒子部分６３によって
覆われると白金ＰｔによるＮＯ，ＳＯ₂の酸化作用およ
び活性酸素放出剤６１による活性酸素の放出作用が抑制
される。その結果、図５（Ｃ）に示されるように残留微
粒子部分６３の上に別の微粒子６４が次から次へと堆積
する。即ち、微粒子が積層状に堆積することになる。こ
のように微粒子が積層状に堆積するとこれら微粒子は白
金Ｐｔや活性酸素放出剤６１から距離を隔てているため
にたとえ酸化されやすい微粒子であってももはや活性酸
素Ｏによって酸化されることがなく、従ってこの微粒子
６４上に更に別の微粒子が次から次へと堆積する。即
ち、排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも多
い状態が継続するとパティキュレートフィルタ２２上に
は微粒子が積層状に堆積し、斯くして排気ガス温を高温
にするか、或いはパティキュレートフィルタ２２の温度
を高温にしない限り、堆積した微粒子を着火燃焼させる
ことができなくなる。

【００４０】このように図６の領域Ｉでは微粒子はパテ
ィキュレートフィルタ２２上において輝炎を発すること
なく短時間のうちに酸化せしめられ、図６の領域IIでは
微粒子がパティキュレートフィルタ２２上に積層状に堆
積する。従って微粒子がパティキュレートフィルタ２２
上に積層状に堆積しないようにするためには排出微粒子
量Ｍを常時酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくしてお
く必要がある。

【００４１】図６からわかるように本実施形態で用いら
れているパティキュレートフィルタ２２ではパティキュ
レートフィルタ２２の温度ＴＦがかなり低くても微粒子
を酸化させることが可能であり、従って図１に示す圧縮
着火式内燃機関において排出微粒子量Ｍおよびパティキ
ュレートフィルタ２２の温度ＴＦを排出微粒子量Ｍが酸
化除去可能微粒子量Ｇよりも通常少なくなるように維持
することが可能である。従って本実施形態においては排
出微粒子量Ｍおよびパティキュレートフィルタ２２の温
度ＴＦを排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより
も通常少なくなるように維持するようにしている。

【００４２】このように排出微粒子量Ｍが酸化除去可能
微粒子量Ｇよりも通常少なくなるように維持するとパテ
ィキュレートフィルタ２２上に微粒子が全く堆積しなく
なる。その結果、パティキュレートフィルタ２２におけ
る排気ガス流の圧損は全くと言っていいほど変化するこ
となくほぼ一定の最小圧損値に維持される。斯くして機
関の出力低下を最小限に維持することができる。また、
微粒子の酸化による微粒子除去作用はかなり低温でもっ
て行われる。従ってパティキュレートフィルタ２２の温
度はさほど上昇せず、斯くしてパティキュレートフィル
タ２２が劣化する危険性はほとんどない。

【００４３】一方、パティキュレートフィルタ２２上に
微粒子が堆積するとアッシュが凝集し、その結果パティ
キュレートフィルタ２２が目詰まりする危険性がある。
この場合、この目詰まりは主に硫酸カルシウムＣａＳＯ
₄によって生ずる。即ち、燃料や潤滑油はカルシウムＣ
ａを含んでおり、従って排気ガス中にカルシウムＣａが
含まれている。このカルシウムＣａはＳＯ₃が存在する
と硫酸カルシウムＣａＳＯ₄を生成する。この硫酸カル
シウムＣａＳＯ₄は固体であって高温になっても熱分解
しない。従って硫酸カルシウムＣａＳＯ₄が生成され、
この硫酸カルシウムＣａＳＯ₄によってパティキュレー
トフィルタ２２の細孔が閉塞されると目詰まりを生ずる
ことになる。

【００４４】しかしながらこの場合、活性酸素放出剤６
１としてカルシウムＣａよりもイオン化傾向の高いアル
カリ金属又はアルカリ土類金属、例えばカリウムＫを用
いると活性酸素放出剤６１内に拡散するＳＯ₃はカリウ
ムＫと結合して硫酸カリウムＫ₂ＳＯ₄を形成し、カルシ
ウムＣａはＳＯ₃と結合することなくパティキュレート
フィルタ２２の隔壁５４を通過して排気ガス流出通路５
１内に流出する。従ってパティキュレートフィルタ２２
の細孔が目詰まりすることがなくなる。従って前述した
ように活性酸素放出剤６１としてはカルシウムＣａより
もイオン化傾向の高いアルカリ金属又はアルカリ土類金
属、即ちカリウムＫ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓ、ル
ビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ストロンチウムＳｒを用
いることが好ましいことになる。

【００４５】さて、本実施形態では基本的に全ての運転
状態において排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇ
よりも少なくなるように維持することを意図している。
しかしながら実際には全ての運転状態において排出微粒
子量Ｍを酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくすること
はほとんど不可能である。例えば機関始動時には通常パ
ティキュレートフィルタ２２の温度は低く、従ってこの
ときには通常排出微粒子量Ｍの方が酸化除去可能微粒子
量Ｇよりも多くなる。従って本実施形態では機関始動直
後のような特別の場合を除いて排出微粒子量Ｍを酸化除
去可能微粒子量Ｇよりも少なくしうる機関の運転状態の
ときには排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより
も少なくなるようにしている。

【００４６】ところがこのように排出微粒子量Ｍが酸化
除去可能微粒子量Ｇより少なくなるようにしていてもパ
ティキュレートフィルタ２２上では燃え残った微粒子が
集まって大きな塊まりとなり、これら微粒子の塊まりに
よってパティキュレートフィルタ２２の細孔が目詰まり
を生じてしまう。このようにパティキュレートフィルタ
２２の細孔が目詰まりを生ずるとパティキュレートフィ
ルタ２２における排気ガス流の圧損が大きくなり、その
結果機関出力が低下してしまう。従ってパティキュレー
トフィルタ２２の細孔ができるだけ目詰まりをしないよ
うにする必要があり、パティキュレートフィルタ２２の
細孔が目詰まりを生じた場合には目詰まりを生じさせて
いる微粒子の塊まりをパティキュレートフィルタ２２か
ら離脱させて外部に排出させる必要がある。

【００４７】そこで本発明者らが研究を重ねた結果、パ
ティキュレートフィルタ２２内を流れる排気ガスの流速
をパルス状に瞬時だけ増大させると目詰まりを生じさせ
ている微粒子の塊まりをパティキュレートフィルタ２２
から離脱させて外部に排出させることができることが判
明したのである。即ち、パティキュレートフィルタ２２
内を流れる排気ガスの流速が単に速いだけでは微粒子の
塊まりがパティキュレートフィルタ２２からほとんど離
脱せず、また、排気ガスの流速を瞬時に減少させても微
粒子の塊まりがパティキュレートフィルタ２２から脱せ
ず、微粒子の塊まりをパティキュレートフィルタ２２か
ら離脱させて外部に排出させるには排気ガスの流速をパ
ルス状に瞬時だけ増大させなければならないことが判明
したのである。

【００４８】即ち、排気ガスの流速をパルス状に瞬時だ
け増大させると密度の高い排気ガスが圧力波となってパ
ティキュレートフィルタ２２内を流れ、この圧力波が微
粒子の塊まりに瞬時の衝撃力を与え、それによってパテ
ィキュレートフィルタ２２から微粒子の塊まりが離脱し
て外部に排出せしめられるものと考えられる。機関加速
運転時には排気ガスの流速が瞬時に増大する。しかしな
がら、このとき排気ガスの流速は増大し続け、従ってこ
のときには排気ガスの流速はパルス状に瞬時だけ増大せ
しめられるわけでない。とは言っても機関加速運転時に
は排気ガスの流速が瞬時に増大せしめられるので少量で
はあるがパティキュレートフィルタ２２から微粒子の塊
まりが離脱して外部に排出される。

【００４９】この場合、多量の微粒子の塊まりをパティ
キュレートフィルタ２２から離脱させて外部に排出させ
るには加速時における排気ガスの流速の瞬時的な増大よ
りも大きな排気ガスの流速の瞬時的な増大を発生させる
必要があり、そのためには、排気エネルギを蓄積してお
いて排気ガスの流速をパルス状に瞬時だけ増大させる
か、あるいは、排気ガス以外のガスを蓄積しておいてこ
のガス及び排気ガスの流速を瞬時に増大させることが好
ましい。

【００５０】そこで本実施形態では、排気エネルギを蓄
積しておいて排気ガスの流速をパルス状に瞬時だけ増大
させるための一つの手段として、高圧ガスタンク２５１
を用いている。即ち、高圧ガスタンク２５１内の圧力が
高いときに高圧ガス放出弁２５３が全開せしめられる
と、排気ガスの流速はパルス状に瞬時だけ増大せしめら
れ、斯くしてパティキュレートフィルタ２２の隔壁５４
（図３）の表面およびパティキュレートフィルタ２２の
細孔内に付着していた微粒子の塊まりが隔壁５４の表面
又は細孔の内壁面から引き離される。即ち、微粒子の塊
まりがパティキュレートフィルタ２２から離脱される。
次いで離脱された微粒子の塊まりがパティキュレートフ
ィルタ２２の外部に排出される。

【００５１】本実施形態では予め定められた制御タイミ
ングでもって高圧ガス放出弁２５３が制御される。つま
り、高圧ガスタンク２５１内の圧力が高いときであっ
て、例えば一定時間毎に、高圧ガス放出弁２５３が全閉
状態から瞬時に全開せしめられる。

【００５２】図７は本実施形態の目詰まり防止制御方法
を示したフローチャートである。図７に示すように、こ
のルーチンが開始されると、まずステップ１００におい
て、予め定められた制御タイミングであるか否か、つま
り、パティキュレートフィルタ２２に堆積した微粒子を
パティキュレートフィルタ２２から離脱させてパティキ
ュレートフィルタ２２の外部に排出させるべきときであ
るか否かが判別される。ＹＥＳのときにはステップ１０
１に進み、ＮＯのときにはこのルーチンを終了する。本
実施形態では、予め定められた時間間隔でステップ１０
０においてＹＥＳと判別される。他の実施形態では、代
わりに予め定められた車両走行距離毎にステップ１００
においてＹＥＳと判別されるようにしてもよい。ステッ
プ１０１では、高圧ガス放出弁２５３が全開せしめら
れ、蓄圧保持されていた高圧ガスが高圧ガスタンク２５
１から放出されることにより、パティキュレートフィル
タ２２内を流れる排気ガスの流速がパルス状に瞬時だけ
増大せしめられる。

【００５３】本実施形態によれば、ステップ１００にお
いてパティキュレートフィルタ２２に堆積した微粒子を
パティキュレートフィルタ２２から離脱させパティキュ
レートフィルタ２２の外部に排出させるべきときである
と判別されたときに、ステップ１０１において、蓄圧保
持されていたガスを高圧ガスタンク２５１から放出させ
ることにより、パティキュレートフィルタ２２内を流れ
る排気ガスの流速がパルス状に瞬時だけ増大せしめられ
る。そのため、機関加速運転時における排気ガスの流速
の瞬時的な増大よりも大きな排気ガスの流速の瞬時的な
増大を発生させることが可能になり、その結果、パティ
キュレートフィルタ２２の目詰まりを生じさせる微粒子
の塊まりをパティキュレートフィルタ２２から離脱させ
るのを促進することができる。

【００５４】また本実施形態によれば、大気よりも酸素
濃度が低いガスが高圧ガスタンク２５１に蓄圧保持さ
れ、パティキュレートフィルタ２２に堆積した微粒子を
パティキュレートフィルタ２２から離脱させパティキュ
レートフィルタ２２の外部に排出させるべきときに、蓄
圧保持されていたそのガスが高圧ガスタンク２５１から
放出される。そのため、大気のように酸素濃度が比較的
高いガスがパティキュレートフィルタ２２を通過せしめ
られるのに伴い、パティキュレートフィルタ２２に堆積
している微粒子が急激に酸化してパティキュレートフィ
ルタ２２が局所的に温度上昇してしまい、それにより、
パティキュレートフィルタ２２の溶損・クラックが発生
してしまうのを抑制することができる。

【００５５】尚、上述したように高圧ガス放出弁２５３
が一時的に全開せしめられると、堆積した微粒子をパテ
ィキュレートフィルタ２２から離脱させるのを促進でき
ることに加え、パティキュレートフィルタ２２内の微粒
子を移動させることによって微粒子が活性酸素放出剤と
接触する確率を増大させることができ、その結果、パテ
ィキュレートフィルタ２２内における微粒子の酸化除去
も促進することができる。

【００５６】以下、本発明の内燃機関の排気ガス浄化装
置の第二の実施形態について説明する。本実施形態の構
成は図１に示した第一の実施形態の構成とほぼ同様であ
る。従って、第一の実施形態とほぼ同様の効果を奏する
ことができる。

【００５７】本実施形態では、パティキュレートフィル
タ２２上に堆積した微粒子量を推定し、この推定された
微粒子量が予め定められた限界値を越えたときに高圧ガ
ス放出弁２５３が全閉状態から全閉せしめられる。まず
初めにパティキュレートフィルタ２２上に堆積した微粒
子量を推定する方法について説明する。この実施形態で
は燃焼室５から単位時間当り排出される排出微粒子量Ｍ
と図６に示される酸化除去可能微粒子量Ｇを用いて堆積
微粒子が推定される。即ち、排出微粒子量Ｍは機関の型
式によって変化するが機関の型式が定まると要求トルク
ＴＱおよび機関回転数Ｎの関数となる。図８（Ａ）は図
１に示される内燃機関の排出微粒子量Ｍを示しており、
各曲線Ｍ₁，Ｍ₂，Ｍ₃，Ｍ₄，Ｍ₅は等排出微粒子量（Ｍ₁
＜Ｍ₂＜Ｍ₃＜Ｍ₄＜Ｍ₅）を示している。図８（Ａ）に示
される例では要求トルクＴＱが高くなるほど排出微粒子
量Ｍが増大する。なお、図８（Ａ）に示される排出微粒
子量Ｍは要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数とし
てマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。

【００５８】さて、単位時間当りを考えるとこの間にパ
ティキュレートフィルタ２２上に堆積する微粒子量ΔＧ
は排出微粒子量Ｍと酸化除去可能微粒子量Ｇとの差（Ｍ
−Ｇ）で表すことができる。従ってこの堆積微粒子量Ｇ
を積算することによって堆積している全微粒子量ΣΔＧ
が得られる。一方、Ｍ＜Ｇになると堆積している微粒子
が酸化除去せしめられるがこのとき酸化除去せしめられ
る堆積微粒子量の割合は図８（Ｂ）においてＲで示され
るように排出微粒子量Ｍが少なくなるほど多くなり、パ
ティキュレートフィルタ２２の温度ＴＦが高くなるほど
多くなる。即ち、Ｍ＜Ｇになったときに酸化除去せしめ
られる堆積微粒子量はＲ・ΣΔＧとなる。従ってＭ＜Ｇ
になったときに残存している堆積微粒子量はΣΔＧ−Ｒ
・ΣΔＧと推定することができる。

【００５９】この実施形態では残存していると推定され
る堆積微粒子量（ΣΔＧ−Ｒ・ΣΔＧ）が限界値Ｇ₀を
越えたときに高圧ガス放出弁２５３が制御される。図９
はこの実施形態を実行するための目詰まり防止制御ルー
チンを示している。図９を参照すると、まず初めにステ
ップ１３０において図８（Ａ）に示す関係から排出微粒
子量Ｍが算出される。次いでステップ１３１では図６に
示す関係から酸化除去可能微粒子量Ｇが算出される。次
いでステップ１３２では単位時間当りの堆積微粒子量Δ
Ｇ（＝Ｍ−Ｇ）が算出され、次いでステップ１３３では
堆積微粒子の全体量ΣΔＧ（＝ΣΔＧ＋ΔＧ）が算出さ
れる。次いでステップ１３４では図８（Ｂ）に示す関係
から堆積微粒子の酸化除去割合Ｒが算出される。次いで
ステップ１３５では残存する堆積微粒子量ΣΔＧ（＝Σ
ΔＧ−Ｒ・ΣΔＧ）が算出される。次いでステップ１３
６では残存する堆積微粒子量ΣΔＧが限界値Ｇ₀よりも
大きいか否かが判別される。ΣΔＧ＞Ｇ₀のときにはス
テップ１０１に進んで高圧ガス放出弁２５３が一時的に
全開せしめられる。

【００６０】以下、本発明の内燃機関の排気ガス浄化装
置の第三の実施形態について説明する。本実施形態の構
成は図１に示した第一の実施形態の構成とほぼ同様であ
る。従って、第一の実施形態とほぼ同様の効果を奏する
ことができる。

【００６１】図１０は本実施形態の制御タイミングの時
間間隔を示した図である。パティキュレートフィルタ２
２上に残存する堆積微粒子量ΣΔＧが多くなるほどパテ
ィキュレートフィルタ２２上の微粒子の塊まりの量が多
くなると考えられ、従って堆積微粒子量ΣΔＧが多くな
るほど短い時間間隔でもってパティキュレートフィルタ
２２から微粒子の塊まりを離脱排出させることが好まし
いと言える。従って本実施形態では図１０に示されるよ
うに堆積微粒子量ΣΔＧが多くなるほど目詰まり防止制
御タイミングの時間間隔が短くされる。

【００６２】図１１はこの実施形態を実施するための目
詰まり防止制御ルーチンを示している。図１１を参照す
ると、まず初めにステップ１４０において図８（Ａ）に
示す関係から排出微粒子量Ｍが算出される。次いでステ
ップ１４１では図６に示す関係から酸化除去可能微粒子
量Ｇが算出される。次いでステップ１４２では単位時間
当りの堆積微粒子量ΔＧ（＝Ｍ−Ｇ）が算出され、次い
でステップ１４３では堆積微粒子の全体量ΣΔＧ（＝Σ
ΔＧ＋ΔＧ）が算出される。次いでステップ１４４では
図８（Ｂ）に示す関係から堆積微粒子の酸化除去割合Ｒ
が算出される。次いでステップ１４５では残存する堆積
微粒子量ΣΔＧ（＝ΣΔＧ−Ｒ・ΣΔＧ）が算出され
る。次いでステップ１４６では図１０に示す関係から目
詰まり防止制御タイミングが定められる。次いでステッ
プ１４７では目詰まり防止制御タイミングであるか否か
が判別される。目詰まり防止制御タイミングであるとき
にはステップ１０１に進んで高圧ガス放出弁２５３が一
時的に全開せしめられる。

【００６３】以下、本発明の内燃機関の排気ガス浄化装
置の第四の実施形態について説明する。本実施形態の構
成は図１に示した第一の実施形態の構成とほぼ同様であ
る。従って、第一の実施形態とほぼ同様の効果を奏する
ことができる。

【００６４】図１２は本実施形態の制御タイミングの時
間間隔等を示した図である。図１２（Ａ）に示される排
出微粒子量Ｍと酸化除去可能微粒子量Ｇとの差ΔＧが大
きくなるか、又は、堆積微粒子量の全体量ΣΔＧが多く
なると、将来的に多量の微粒子の塊まりが堆積する可能
性が高くなる。従ってこの実施形態では図１２（Ｂ）に
示されるように差ΔＧ又は全体量ΣΔＧが多くなるにつ
れて目詰まり防止制御タイミングの時間間隔を短くする
ようにしている。

【００６５】図１３は全体量ΣΔＧが多くなるにつれて
目詰まり防止制御タイミングの時間間隔を短くするよう
にした目詰まり防止制御ルーチンを示している。図１３
を参照すると、まず初めにステップ１５０において図８
（Ａ）に示す関係から排出微粒子量Ｍが算出される。次
いでステップ１５１では図６に示す関係から酸化除去可
能微粒子量Ｇが算出される。次いでステップ１５２では
単位時間当りの堆積微粒子量ΔＧ（＝Ｍ−Ｇ）が算出さ
れ、次いでステップ１５３では堆積微粒子の全体量ΣΔ
Ｇ（＝ΣΔＧ＋ΔＧ）が算出される。次いでステップ１
５４では図１２（Ｂ）に示す関係から目詰まり防止制御
タイミングが定められる。次いでステップ１５５では目
詰まり防止制御タイミングであるか否かが判別される。
目詰まり防止制御タイミングであるときにはステップ１
０１に進んで高圧ガス放出弁２５３が一時的に全開せし
められる。

【００６６】さて、これまで述べた実施形態ではパティ
キュレートフィルタ２２の各隔壁５４の両側面上および
隔壁５４内の細孔内壁面上に例えばアルミナからなる担
体の層が形成されており、この担体上に貴金属触媒およ
び活性酸素放出剤が担持されている。この場合、この担
体上にパティキュレートフィルタ２２に流入する排気ガ
スの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるＮ
Ｏｘを吸収しパティキュレートフィルタ２２に流入する
排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収
したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を担持させることも
できる。

【００６７】この場合、貴金属としては前述したように
白金Ｐｔが用いられ、ＮＯｘ吸収剤としてはカリウム
Ｋ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓ、ル
ビジウムＲｂのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カ
ルシウムＣａ、ストロンチウムＳｒのようなアルカリ土
類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から
選ばれた少なくとも一つが用いられる。なお、前述した
活性酸素放出剤を構成する金属と比較すればわかるよう
にＮＯｘ吸収剤を構成する金属と、活性酸素放出剤を構
成する金属とは大部分が一致している。この場合、ＮＯ
ｘ吸収剤および活性酸素放出剤として夫々異なる金属を
用いることもできるし、同一の金属を用いることもでき
る。ＮＯｘ吸収剤および活性酸素放出剤として同一の金
属を用いた場合にはＮＯｘ吸収剤としての機能と活性酸
素放出剤としての機能との双方の機能を同時に果すこと
になる。

【００６８】次に貴金属触媒として白金Ｐｔを用い、Ｎ
Ｏｘ吸収剤としてカリウムＫを用いた場合を例にとって
ＮＯｘの吸放出作用について説明する。まず初めにＮＯ
ｘの吸収作用について検討するとＮＯｘは図４（Ａ）に
示すメカニズムと同じメカニズムでもってＮＯｘ吸収剤
に吸収される。ただし、この場合図４（Ａ）において符
号６１はＮＯｘ吸収剤を示す。即ち、パティキュレート
フィルタ２２に流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きには排気ガス中に多量の過剰酸素が含まれているので
排気ガスがパティキュレートフィルタ２２の排気ガス流
入通路５０内に流入すると図４（Ａ）に示されるように
これら酸素Ｏ₂がＯ₂ ^-又はＯ^2-の形で白金Ｐｔの表面に
付着する。一方、排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上
でＯ₂ ^-又はＯ^2-と反応し、ＮＯ₂となる（２ＮＯ＋Ｏ₂→
２ＮＯ₂）。次いで生成されたＮＯ₂の一部は白金Ｐｔ上
で酸化されつつＮＯｘ吸収剤６１内に吸収され、カリウ
ムＫと結合しながら図４（Ａ）に示されるように硝酸イ
オンＮＯ₃ ^-の形でＮＯｘ吸収剤６１内に拡散し、一部の
硝酸イオンＮＯ₃ ^-は硝酸カリウムＫＮＯ₃を生成する。
このようにしてＮＯがＮＯｘ吸収剤６１内に吸収され
る。

【００６９】一方、パティキュレートフィルタ２２に流
入する排気ガスがリッチになると硝酸イオンＮＯ₃ ^-は酸
素とＯとＮＯに分解され、次から次へとＮＯｘ吸収剤６
１からＮＯが放出される。従ってパティキュレートフィ
ルタ２２に流入する排気ガスの空燃比がリッチになると
短時間のうちにＮＯｘ吸収剤６１からＮＯが放出され、
しかもこの放出されたＮＯが還元されるために大気中に
ＮＯが排出されることはない。なお、この場合、パティ
キュレートフィルタ２２に流入する排気ガスの空燃比を
理論空燃比にしてもＮＯｘ吸収剤６１からＮＯが放出さ
れる。しかしながらこの場合にはＮＯｘ吸収剤６１から
ＮＯが徐々にしか放出されないためにＮＯｘ吸収剤６１
に吸収されている全ＮＯｘを放出させるには若干長い時
間を要する。

【００７０】ところで前述したようにＮＯｘ吸収剤およ
び活性酸素放出剤として夫々異なる金属を用いることも
できるし、ＮＯｘ吸収剤および活性酸素放出剤として同
一の金属を用いることもできる。ＮＯｘ吸収剤および活
性酸素放出剤として同一の金属を用いた場合には前述し
たようにＮＯｘ吸収剤としての機能と活性酸素放出剤と
しての機能との双方の機能を同時に果すことになり、こ
のように双方の機能を同時に果すものを以下、活性酸素
放出・ＮＯｘ吸収剤と称する。この場合には図４（Ａ）
における符号６１は活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤を示す
ことになる。

【００７１】このような活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６
１を用いた場合、パティキュレートフィルタ２２に流入
する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に
含まれるＮＯは活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１に吸収
され、排気ガス中に含まれる微粒子が活性酸素放出・Ｎ
Ｏｘ吸収剤６１に付着するとこの微粒子は活性酸素放出
・ＮＯｘ吸収剤６１から放出される活性酸素によって短
時間のうちに酸化除去せしめられる。従ってこのとき排
気ガス中の微粒子およびＮＯｘの双方が大気中に排出さ
れるのを阻止することができることになる。

【００７２】一方、パティキュレートフィルタ２２に流
入する排気ガスの空燃比がリッチになると活性酸素放出
・ＮＯｘ吸収剤６１からＮＯが放出される。このＮＯは
未燃ＨＣ，ＣＯにより還元され、斯くしてこのときにも
ＮＯが大気中に排出されることがない。また、このとき
パティキュレートフィルタ２２上に微粒子が堆積してい
た場合にはこの微粒子は活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６
１から放出される活性酸素によって酸化除去せしめられ
る。なお、ＮＯｘ吸収剤又は活性酸素放出・ＮＯｘ吸収
剤が用いられた場合にはＮＯｘ吸収剤又は活性酸素放出
・ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力が飽和する前に、ＮＯ
ｘ吸収剤又は活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを
放出するためにパティキュレートフィルタ２２に流入す
る排気ガスの空燃比が一時的にリッチにされる。

【００７３】尚、上述した第一から第四の実施形態で
は、パティキュレートフィルタ２２内を流れる排気ガス
の流れ方向を逆向きに切換えることができないパティキ
ュレートフィルタ２２が用いられているが、これらの実
施形態の変形例では、代わりにパティキュレートフィル
タ内を流れる排気ガスの流れ方向を逆向きに切換えるこ
とができるパティキュレートフィルタを適用することも
可能である。この変形例によっても第一から第四の実施
形態とほぼ同様の効果を奏することができる。

【００７４】図１４はパティキュレートフィルタ内を流
れる排気ガスの流れ方向を逆向きに切換可能な微粒子処
理装置に本発明を適用した場合を示している。この微粒
子処理装置７０は図１４に示されるように排気管２５０
を介して排気タービン２１の出口に接続されており、こ
の微粒子処理装置７０の平面図および一部断面側面図が
夫々図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）に示されている。

【００７５】図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）を参照す
ると、微粒子処理装置７０は排気タービン２１の出口に
連結された上流側排気管２５０と、下流側排気管７２
と、両端部に夫々第１の開口端７３ａおよび第２の開口
端７３ｂを有する排気双方向流通管７３とを具備し、上
流側排気管２５０の出口と、下流側排気管７２の入口
と、排気双方向流通路７３の第１の開口端７３ａおよび
第２の開口端７３ｂは同一の集合室７４内に開口してい
る。排気双方向流通管７３内にはパティキュレートフィ
ルタ２２が配置されている。このパティキュレートフィ
ルタ２２の断面の輪郭形状は図３（Ａ），（Ｂ）に示す
パティキュレートフィルタと若干異なるがその他の点に
ついては図３（Ａ），（Ｂ）に示す構造と実質的に同一
である。

【００７６】微粒子処理装置７０の集合室７４内にはア
クチュエータ７５によって駆動される流路切換弁７６が
配置されており、このアクチュエータ７５は電子制御ユ
ニット３０の出力信号により制御される。流路切換弁７
６はアクチュエータ７５によって上流側排気管２５０の
出口を第１の開口端７３ａに連通させかつ第２の開口端
７３ｂを下流側排気管７２の入口に連通させる第１位置
Ａと、上流側排気管２５０の出口を第２の開口端７３ｂ
に連通させかつ第１の開口端７３ａを下流側排気管７２
の入口に連通させる第２位置Ｂと、上流側排気管２５０
の出口を下流側排気管７２の入口に連通させる第３位置
Ｃとのいずれかの位置に制御される。

【００７７】流路切換弁７６が第１位置Ａに位置すると
きには上流側排気管２５０の出口から流出した排気ガス
は第１の開口端７３ａから排気双方向流通管７３内に流
入し、次いでパティキュレートフィルタ２２内を矢印Ｘ
方向に流れた後に第２の開口端７３ｂから下流側排気管
７２の入口に流入する。これに対し、流路切換弁７６が
第２位置Ｂに位置するときには上流側排気管２５０の出
口から流出した排気ガスは第２の開口端７３ｂから排気
双方向流通管７３内に流入し、次いでパティキュレート
フィルタ２２内を矢印Ｙ方向に流れた後に第１の開口端
７３ａから下流側排気管７２の入口に流入する。従って
流路切換弁７６を第１位置Ａから第２位置Ｂへ、或いは
第２位置Ｂから第１位置Ａに切換えることによってパテ
ィキュレートフィルタ２２内を流れる排気ガスの流れ方
向がそれまでとは逆向に切換えられることになる。

【００７８】一方、流路切換弁７６が第３位置Ｃに位置
するときには上流側排気管２５０の出口から流出した排
気ガスはほとんど排気双方向流通管７３内に流入するこ
となく下流側排気管７２の入口に直接流入する。例えば
機関始動直後のようにパティキュレートフィルタ２２の
温度が低い場合には多量の微粒子がパティキュレートフ
ィルタ２２上に堆積するのを阻止するために流路切換弁
７６が第３位置Ｃとされる。

【００７９】以下、本発明の内燃機関の排気ガス浄化装
置の第五の実施形態について説明する。図１６は本発明
の内燃機関の排気ガス浄化装置の第五の実施形態を圧縮
着火式内燃機関に適用した場合を示している。図１６に
おいて、図１に示した参照番号と同一の参照番号は図１
に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示してお
り、２５５は排気管２５０内の排気ガスを高圧ガスタン
ク２５１内に圧縮して導入するためのポンプである。

【００８０】図１７は本実施形態の目詰まり防止制御方
法を示したフローチャートである。図１７に示すよう
に、このルーチンが開始されると、まずステップ２００
において、空燃比センサ１０により検出された空燃比が
１８以下であるか否か、つまり、比較的リッチであって
排気ガス中の酸素濃度が比較的低いか否かが判別され
る。ＹＥＳのときにはステップ２０１に進み、ＮＯのと
きにはこのルーチンを終了する。ステップ２０１では、
高圧ガスタンク２５１内の圧力を検出するためのセンサ
（図示せず）により検出された圧力ＰＣが所定の閾値Ｔ
ＰＣ以上であるか否かが判別される。ＹＥＳのときには
ポンプ２５５によって高圧ガスタンク２５１内の圧力を
上昇させる必要がないと判断し、ステップ１００に進
む。一方、ＮＯのときにはポンプ２５５によって高圧ガ
スタンク２５１内の圧力を上昇させる必要があると判断
し、ステップ２０２に進んでポンプ２５５が駆動され、
高圧ガスタンク２５１内の圧力が上昇せしめられる。

【００８１】ステップ１００では、予め定められた制御
タイミングであるか否か、つまり、パティキュレートフ
ィルタ２２に堆積した微粒子をパティキュレートフィル
タ２２から離脱させてパティキュレートフィルタ２２の
外部に排出させるべきときであるか否かが判別される。
ＹＥＳのときにはステップ１０１に進み、ＮＯのときに
はこのルーチンを終了する。本実施形態では、予め定め
られた時間間隔でステップ１００においてＹＥＳと判別
される。他の実施形態では、代わりに予め定められた車
両走行距離毎にステップ１００においてＹＥＳと判別さ
れるようにしてもよい。ステップ１０１では、高圧ガス
放出弁２５３が全開せしめられ、蓄圧保持されていた高
圧ガスが高圧ガスタンク２５１から放出されることによ
り、パティキュレートフィルタ２２内を流れる排気ガス
の流速がパルス状に瞬時だけ増大せしめられる。

【００８２】本実施形態によっても第一の実施形態とほ
ぼ同様の効果を奏することができる。更に本実施形態に
よれば、ポンプ２５５によって高圧ガスタンク２５１内
の圧力を上昇させることができるため、第一の実施形態
の場合よりも大きな排気ガスの流速の瞬時的な増大を発
生させることができる。

【００８３】本実施形態の変形例では、図１７のステッ
プ１００の代わりに、図９に示したステップ１３０から
ステップ１３６を実行することができる。この変形例に
よっても本実施形態とほぼ同様の効果を奏することがで
きる。また、他の変形例では、図１７のステップ１００
の代わりに、図１１に示したステップ１４０からステッ
プ１４７を実行することができる。この変形例によって
も本実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。
更に他の変形例では、図１７のステップ１００の代わり
に、図１３に示したステップ１５０からステップ１５５
を実行することができる。この変形例によっても本実施
形態とほぼ同様の効果を奏することができる。更に他の
変形例では、図１６のパティキュレートフィルタ２２の
代わりに、図１４及び図１５に示したパティキュレート
フィルタを適用することができる。この変形例によって
も本実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。

【００８４】以下、本発明の内燃機関の排気ガス浄化装
置の第六の実施形態について説明する。図１８は本発明
の内燃機関の排気ガス浄化装置の第六の実施形態を圧縮
着火式内燃機関に適用した場合を示している。図１８に
おいて、図１に示した参照番号と同一の参照番号は図１
に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示してい
る。図１に示した実施形態では排気タービン２１の出口
を通過した排気ガスの一部がチェック弁２５２を介して
高圧ガスタンク２５１内に導入されるが、本実施形態で
は、予め高圧ガスが高圧ガスタンク２５１内に蓄圧保持
されている。本実施形態によっても、大気よりも酸素濃
度が低いガスを高圧ガスタンク２５１内に蓄圧保持させ
ておくことにより、第一の実施形態とほぼ同様の効果を
奏することができる。本実施形態の変形例でも、図１８
のパティキュレートフィルタ２２の代わりに、図１４及
び図１５に示したパティキュレートフィルタを適用する
ことができ、この変形例によっても本実施形態とほぼ同
様の効果を奏することができる。

【００８５】以下、本発明の内燃機関の排気ガス浄化装
置の第七の実施形態について説明する。図１９は本発明
の内燃機関の排気ガス浄化装置の第七の実施形態を圧縮
着火式内燃機関に適用した場合を示している。図１９に
おいて、図１及び図１６に示した参照番号と同一の参照
番号は図１及び図１６に示した部品又は部分と同一の部
品又は部分を示している。図１６に示した実施形態では
排気管２５０内の排気ガスがポンプ２５５によって高圧
ガスタンク２５１内に圧縮して導入されるが、本実施形
態では、大気中のガスがポンプ２５５によって高圧ガス
タンク２５１内に圧縮して導入される。

【００８６】本実施形態によっても、図１７に示した制
御方法を適用することにより、図１６に示した実施形態
と同様に、機関加速運転時における排気ガスの流速の瞬
時的な増大よりも大きな排気ガスの流速の瞬時的な増大
を発生させることが可能になり、その結果、パティキュ
レートフィルタ２２の目詰まりを生じさせる微粒子の塊
まりをパティキュレートフィルタ２２から離脱させるの
を促進することができる。本実施形態の変形例でも、図
１９のパティキュレートフィルタ２２の代わりに、図１
４及び図１５に示したパティキュレートフィルタを適用
することができ、この変形例によっても本実施形態とほ
ぼ同様の効果を奏することができる。

【００８７】以下、本発明の内燃機関の排気ガス浄化装
置の第八の実施形態について説明する。図２０は本発明
の内燃機関の排気ガス浄化装置の第八の実施形態を圧縮
着火式内燃機関に適用した場合を示している。図２０に
おいて、図１に示した参照番号と同一の参照番号は図１
に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示してお
り、８０は排気管２５０内に配置された排気絞り弁、８
１は排気絞り弁８０を駆動するための弁駆動装置であ
る。本実施形態の構成は第一の実施形態の構成とほぼ同
様であるため、本実施形態によっても第一の実施形態と
ほぼ同様の効果を奏することができる。

【００８８】図２１は本実施形態の目詰まり防止制御方
法を示したフローチャートである。図２１に示すよう
に、このルーチンが開始されると、まずステップ１００
において、予め定められた制御タイミングであるか否
か、つまり、パティキュレートフィルタ２２に堆積した
微粒子をパティキュレートフィルタ２２から離脱させて
パティキュレートフィルタ２２の外部に排出させるべき
ときであるか否かが判別される。ＹＥＳのときにはステ
ップ２０１に進み、ＮＯのときにはこのルーチンを終了
する。本実施形態では、予め定められた時間間隔でステ
ップ１００においてＹＥＳと判別される。他の実施形態
では、代わりに予め定められた車両走行距離毎にステッ
プ１００においてＹＥＳと判別されるようにしてもよ
い。また、図２１のステップ１００の代わりに、図９に
示したステップ１３０からステップ１３６、あるいは、
図１１に示したステップ１４０からステップ１４７、も
しくは、図１３に示したステップ１５０からステップ１
５５を実行することも可能である。

【００８９】ステップ２０１では、高圧ガスタンク２５
１内の圧力を検出するためのセンサ（図示せず）により
検出された圧力ＰＣが所定の閾値ＴＰＣ以上であるか否
かが判別される。ＹＥＳのときには排気絞り弁８０の開
度を絞ることによって高圧ガスタンク２５１内の圧力を
上昇させる必要がないと判断し、ステップ１０１に進
む。一方、ＮＯのときには排気絞り弁８０の開度を絞る
ことによって高圧ガスタンク２５１内の圧力を上昇させ
る必要があると判断し、ステップ３００に進んで排気絞
り弁８０の開度が絞られ、高圧ガスタンク２５１内の圧
力が上昇せしめられる。ステップ１０１では、高圧ガス
放出弁２５３が全開せしめられ、蓄圧保持されていた高
圧ガスが高圧ガスタンク２５１から放出されることによ
り、パティキュレートフィルタ２２内を流れる排気ガス
の流速がパルス状に瞬時だけ増大せしめられる。

【００９０】本実施形態によれば、ステップ３００にお
いて排気絞り弁８０によって排気ガスの流れが絞られて
排気ガスが昇圧したときにその昇圧した排気ガスが高圧
ガスタンク２５１に蓄圧保持され、パティキュレートフ
ィルタ２２に堆積した微粒子をパティキュレートフィル
タ２２から離脱させパティキュレートフィルタ２２の外
部に排出させるべきときに、ステップ１０１において、
蓄圧保持されていた昇圧排気ガスが高圧ガスタンク２５
１から放出される。そのため、昇圧されていない排気ガ
スが高圧ガスタンク２５１から放出される第一の実施形
態の場合に比べ、より一層大きな排気ガスの流速の瞬時
的な増大を発生させることが可能になり、その結果、パ
ティキュレートフィルタ２２の目詰まりを生じさせる微
粒子の塊まりをパティキュレートフィルタ２２から離脱
させるのを更に促進することができる。

【００９１】本実施形態の変形例では、図２１のステッ
プ１００の代わりに、図９に示したステップ１３０から
ステップ１３６を実行することができる。この変形例に
よっても本実施形態とほぼ同様の効果を奏することがで
きる。また、他の変形例では、図２１のステップ１００
の代わりに、図１１に示したステップ１４０からステッ
プ１４７を実行することができる。この変形例によって
も本実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。
更に他の変形例では、図２１のステップ１００の代わり
に、図１３に示したステップ１５０からステップ１５５
を実行することができる。この変形例によっても本実施
形態とほぼ同様の効果を奏することができる。更に他の
変形例では、図２０のパティキュレートフィルタ２２の
代わりに、図１４及び図１５に示したパティキュレート
フィルタを適用することができる。この変形例によって
も本実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。

【００９２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、機関加
速運転時における排気ガスの流速の瞬時的な増大よりも
大きな排気ガスの流速の瞬時的な増大を発生させること
が可能になり、その結果、パティキュレートフィルタの
目詰まりを生じさせる微粒子の塊まりをパティキュレー
トフィルタから離脱させるのを促進することができる。

【００９３】請求項２及び３に記載の発明によれば、酸
素濃度が比較的高いガスがパティキュレートフィルタを
通過せしめられるのに伴い、パティキュレートフィルタ
に堆積している微粒子が急激に酸化してパティキュレー
トフィルタが局所的に温度上昇してしまい、それによ
り、パティキュレートフィルタの溶損・クラックが発生
してしまうのを抑制することができる。

【００９４】請求項４に記載の発明によれば、昇圧され
ていない排気ガスが高圧ガスタンクから放出される場合
に比べ、より一層大きな排気ガスの流速の瞬時的な増大
を発生させることが可能になり、その結果、パティキュ
レートフィルタの目詰まりを生じさせる微粒子の塊まり
をパティキュレートフィルタから離脱させるのを更に促
進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施形態の内燃機関の全体図である。

【図２】機関の要求トルクを示す図である。

【図３】パティキュレートフィルタを示す図である。

【図４】微粒子の酸化作用を説明するための図である。

【図５】微粒子の堆積作用を説明するための図である。

【図６】酸化除去可能微粒子量とパティキュレートフィ
ルタの温度との関係を示す図である。

【図７】第一の実施形態の目詰まり防止制御方法を示し
たフローチャートである。

【図８】排出微粒子量等を示した図である。

【図９】第二の実施形態の目詰まり防止制御方法を示し
たフローチャートである。

【図１０】第二の実施形態の制御タイミングの時間間隔
を示した図である。

【図１１】第三の実施形態の目詰まり防止制御方法を示
したフローチャートである。

【図１２】第三の実施形態の制御タイミングの時間間隔
等を示した図である。

【図１３】第四の実施形態の目詰まり防止制御方法を示
したフローチャートである。

【図１４】パティキュレートフィルタ内を流れる排気ガ
スの流れ方向を逆向きに切換可能な微粒子処理装置に本
発明を適用した場合を示した図である。

【図１５】微粒子処理装置の平面図等を示した図であ
る。

【図１６】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置の第五
の実施形態を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示し
た図である。

【図１７】第五の実施形態の目詰まり防止制御方法を示
したフローチャートである。

【図１８】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置の第六
の実施形態を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示し
た図である。

【図１９】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置の第七
の実施形態を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示し
た図である。

【図２０】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置の第八
の実施形態を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示し
た図である。

【図２１】第八の実施形態の目詰まり防止制御方法を示
したフローチャートである。

【符号の説明】

５…燃焼室 ６…燃料噴射弁 ２２…パティキュレートフィルタ ２５…ＥＧＲ制御弁 ８０…排気絞り弁 ２５１…高圧ガスタンク ２５３…高圧ガス放出弁

フロントページの続き (72)発明者 広田 信也 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 伊藤 和浩 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 浅沼 孝充 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 木村 光壱 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中谷 好一郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G090 AA02 AA03 BA01 BA08 CA01 CA02 CA04 CB18 CB21 CB23 DA01 DA02 DA03 DA18 DA20 EA03 EA05 EA06 EA07 4D058 JA32 JB06 MA41 NA01 NA07 NA08 PA04 PA05 QA03 QA19 RA15 SA08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関排気通路内に燃焼室から排出される
   排気ガス中の微粒子を酸化除去するためのパティキュレ
   ートフィルタを配置し、パティキュレートフィルタに堆
   積した微粒子をパティキュレートフィルタから離脱させ
   パティキュレートフィルタの外部に排出させるべきとき
   にはパティキュレートフィルタ内を流れる排気ガスの流
   速をパルス状に瞬時だけ増大させる流速瞬時増大手段を
   設け、前記流速瞬時増大手段が、パティキュレートフィ
   ルタ内を流れる排気ガスの流速をパルス状に瞬時だけ増
   大させるためのガスを蓄圧保持しておく高圧ガスタンク
   を有する内燃機関の排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】 大気よりも酸素濃度が低いガスを高圧ガ
   スタンクに蓄圧保持するようにした請求項１に記載の内
   燃機関の排気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】 機関加速運転時の排気ガスを高圧ガスタ
   ンクに蓄圧保持するようにした請求項２に記載の内燃機
   関の排気ガス浄化装置。
4. 【請求項４】 機関排気通路内に排気絞り弁を配置し、
   前記排気絞り弁によって排気ガスの流れが絞られて排気
   ガスが昇圧したときに、その昇圧した排気ガスを高圧ガ
   スタンクに蓄圧保持するようにした請求項３に記載の内
   燃機関の排気ガス浄化装置。