JP2003049631A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は排気浄化装置に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust emission control device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】内燃機関から排出される排気ガス中の微
粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタが特表
平８−５０８１９９号公報に開示されている。このパテ
ィキュレートフィルタでは多孔質の材料からハニカム構
造体を形成し、このハニカム構造体の複数の通路（以
下、フィルタ通路と称す）のうち幾つかのフィルタ通路
をその上流端にて塞ぐと共に残りのフィルタ通路をその
下流端にて塞ぎ、パティキュレートフィルタに流入した
排気ガスがフィルタ通路を形成している多孔質の壁（以
下、フィルタ隔壁と称す）を通ってパティキュレートフ
ィルタから流出するようにしている。2. Description of the Related Art A particulate filter for collecting fine particles in exhaust gas discharged from an internal combustion engine is disclosed in Japanese Patent Publication No. 8-508199. In this particulate filter, a honeycomb structure is formed from a porous material, and some of the plurality of passages (hereinafter, referred to as filter passages) of the honeycomb structure are closed at their upstream ends while remaining The filter passage is closed at its downstream end so that the exhaust gas flowing into the particulate filter flows out from the particulate filter through a porous wall (hereinafter referred to as a filter partition wall) forming the filter passage. There is.
【０００３】このパティキュレートフィルタでは排気ガ
スは必ずフィルタ隔壁を通り、その後にパティキュレー
トフィルタから流出するのでその微粒子捕集率は排気ガ
スがパティキュレートフィルタの隔壁を通過せずに単に
フィルタ通路を通過するだけになっているパティキュレ
ートフィルタの微粒子捕集率よりも高い。In this particulate filter, the exhaust gas always passes through the filter partition wall and then flows out from the particulate filter, so that the particulate collection rate is such that the exhaust gas does not pass through the partition wall of the particulate filter but simply passes through the filter passage. It is higher than the particulate collection rate of the particulate filter that is only used.
【０００４】ところで上記公報に記載のパティキュレー
トフィルタではフィルタ通路はフィルタ隔壁の端部を寄
せ集めてこれら端部同志を接続することにより塞がれて
いる。そしてこれによりフィルタ通路の排気ガス流入開
口の形状が漏斗状となっている。このようにフィルタ通
路の排気ガス流入開口の形状が漏斗状とされていると排
気ガスが乱流となることなくフィルタ通路に滑らかに流
入する。すなわちフィルタ通路に排気ガスが流入すると
きに排気ガス流が乱流となることはない。このため当該
公報に記載のパティキュレートフィルタの圧損は低い。By the way, in the particulate filter described in the above publication, the filter passage is closed by gathering the ends of the filter partition wall and connecting the ends together. As a result, the exhaust gas inflow opening of the filter passage has a funnel shape. When the exhaust gas inflow opening of the filter passage has a funnel shape in this manner, the exhaust gas smoothly flows into the filter passage without becoming a turbulent flow. That is, the exhaust gas flow does not become turbulent when the exhaust gas flows into the filter passage. Therefore, the pressure loss of the particulate filter described in this publication is low.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところでパティキュレ
ートフィルタにおいてはその上流端面およびその近傍に
微粒子が多く堆積しやすい。パティキュレートフィルタ
の上流端面およびその近傍に微粒子が堆積するとフィル
タ通路に流入する排気ガス流が乱流となり、パティキュ
レートフィルタの圧損が高くなってしまう。さらにフィ
ルタ通路の排気ガス流入開口を塞いでしまうほど微粒子
がパティキュレートフィルタの上流端面およびその近傍
に堆積してしまうとパティキュレートフィルタの圧損は
いっそう高くなってしまう。By the way, in the particulate filter, a large amount of fine particles are likely to be deposited on the upstream end face and in the vicinity thereof. If particulates accumulate on the upstream end face of the particulate filter and its vicinity, the exhaust gas flow flowing into the filter passage becomes a turbulent flow, and the pressure loss of the particulate filter increases. Further, if the particulates are accumulated on the upstream end surface of the particulate filter and in the vicinity thereof so as to block the exhaust gas inflow opening of the filter passage, the pressure loss of the particulate filter becomes higher.
【０００６】特に上記公報に記載のパティキュレートフ
ィルタにおいてはフィルタ通路の排気ガス流入開口の形
状が漏斗状であることがパティキュレートフィルタの圧
損を低減するためには重要であるので排気ガス流入開口
を画成する隔壁上に微粒子が堆積してその形状が漏斗状
でなくなるとパティキュレートフィルタの圧損低減効果
が小さくなってしまう。Particularly in the particulate filter described in the above publication, it is important that the shape of the exhaust gas inflow opening of the filter passage is funnel-shaped in order to reduce the pressure loss of the particulate filter. When the particulates are deposited on the partition walls that define and the shape is not funnel-shaped, the pressure loss reducing effect of the particulate filter becomes small.
【０００７】そこで本発明の目的はこうしたタイプのパ
ティキュレートフィルタにおいて圧損を常に低い値に維
持することにある。Therefore, an object of the present invention is to keep the pressure loss at a low value in such a type of particulate filter.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の１番目の発明では、排気ガス中の微粒子を捕集するた
めのパティキュレートフィルタを具備し、該パティキュ
レートフィルタが通路を画成する隔壁を有し、該隔壁が
多孔質の材料から形成されている排気浄化装置におい
て、通路の上流端開口を完全に閉塞するように上記隔壁
の上流端隔壁部分が寄せ集められて互いに接続され、該
上流端隔壁部分に微粒子を酸化することができる酸化物
質が担持されている。In the first invention for solving the above problems, a particulate filter for collecting fine particles in exhaust gas is provided, and the particulate filter defines a passage. In an exhaust emission control device having a partition wall, the partition wall being formed of a porous material, the upstream end partition wall portions of the partition wall are gathered and connected to each other so as to completely block the upstream end opening of the passage, An oxide substance capable of oxidizing fine particles is carried on the upstream end partition wall portion.
【０００９】２番目の発明では１番目の発明において、
上記隔壁に微粒子を酸化することができる酸化物質が担
持され、上記上流端隔壁部分に担持された酸化物質の量
が残りの隔壁部分に担持された酸化物質の量よりも多
い。In the second invention, in the first invention,
An oxidizing substance capable of oxidizing fine particles is supported on the partition wall, and the amount of the oxidizing substance supported on the upstream end partition wall portion is larger than the amount of the oxidizing substance supported on the remaining partition wall portion.
【００１０】３番目の発明では１番目の発明において、
上記上流端隔壁部分の壁面のうち上流側の壁面に担持さ
れた酸化物質の量が下流側の壁面に担持された酸化物質
の量よりも多い。In the third invention, in the first invention,
The amount of the oxidizing substance carried on the wall face on the upstream side of the wall faces of the upstream end partition wall portion is larger than the amount of the oxidizing substance carried on the wall face on the downstream side.
【００１１】４番目の発明では１番目の発明において、
パティキュレートフィルタの温度を上昇するための処理
を実行するように構成されている。In the fourth invention, in the first invention,
It is configured to execute a process for raising the temperature of the particulate filter.
【００１２】５番目の発明では１番目の発明において、
複数の通路を具備し、これら通路のうち一部の通路にお
いては該通路を画成する隔壁の上流端隔壁部分が寄せ集
められて互いに接続され、残りの通路においては該通路
を画成する隔壁の下流端隔壁部分が寄せ集められて互い
に接続されている。In the fifth invention, in the first invention,
A plurality of passages, and in some of these passages, the upstream end partition portions of the partition walls that define the passages are gathered and connected to each other, and in the remaining passages, the partition walls that define the passages. The downstream end partition portions of the above are gathered together and connected to each other.
【００１３】６番目の発明では５番目の発明において、
隣り合う通路の一方においては該通路を画成する隔壁の
上流端隔壁部分が寄せ集められて互いに接続され、他方
の通路においては該通路を画成する隔壁の下流端隔壁部
分が寄せ集められて互いに接続されている。In the sixth invention, in the fifth invention,
In one of the adjacent passages, the upstream end partition portions of the partition walls defining the passages are gathered together and connected to each other, and in the other passage, the downstream end partition wall portions of the partition walls defining the passage are gathered together. Connected to each other.
【００１４】７番目の発明では１番目の発明において、
上記上流端隔壁部分が通路の流路断面がパティキュレー
トフィルタの端面側ほど狭くなるように寄せ集められて
いる。In the seventh invention, in the first invention,
The upstream end partition wall portions are gathered so that the flow passage cross section of the passage becomes narrower toward the end face side of the particulate filter.
【００１５】８番目の発明では１番目の発明において、
周囲に過剰酸素が存在するとＮＯXを取り込んで該ＮＯX
を保持し且つ周囲の酸素濃度が低下すると保持している
ＮＯXを放出するＮＯX吸放出剤をパティキュレートフィ
ルタ上に担持する。In the eighth invention, in the first invention,
The NO X fetches the NO X when the excess oxygen present in the ambient
And a NO X absorbing / releasing agent that releases NO X that is retained when the oxygen concentration in the surroundings decreases, is supported on the particulate filter.
【００１６】９番目の発明では１番目の発明において、
パティキュレートフィルタ上に貴金属触媒を担持した。In the ninth invention, in the first invention,
The noble metal catalyst was supported on the particulate filter.
【００１７】１０番目の発明では９番目の発明におい
て、上記酸化物質が周囲に過剰酸素が存在すると酸素を
取り込んで酸素を保持し且つ周囲の酸素濃度が低下する
と保持している酸素を活性酸素の形で放出する活性酸素
放出剤であり、該活性酸素放出剤がパティキュレートフ
ィルタ上に微粒子が付着したときに活性酸素を放出さ
せ、放出された活性酸素によりパティキュレートフィル
タ上に付着した微粒子を酸化するようにした。According to a tenth aspect of the invention, in the ninth aspect, when the above-mentioned oxidizing substance takes in oxygen and retains oxygen when excess oxygen exists in the surroundings, and when the ambient oxygen concentration decreases, the retained oxygen is converted into active oxygen. It is an active oxygen releasing agent that is released in the form of a particulate matter. When the active oxygen releasing agent releases fine particles on the particulate filter, the active oxygen is released, and the released active oxygen oxidizes the fine particles attached on the particulate filter. I decided to do it.
【００１８】１１番目の発明では１０番目の発明におい
て、上記活性酸素放出剤がアルカリ金属またはアルカリ
土類金属または希土類または遷移金属からなる。According to an eleventh invention, in the tenth invention, the active oxygen releasing agent is made of an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth or a transition metal.
【００１９】１２番目の発明では１１番目の発明におい
て、上記アルカリ金属およびアルカリ土類金属がカルシ
ウムよりもイオン化傾向の高い金属からなる。According to a twelfth invention, in the eleventh invention, the alkali metal and the alkaline earth metal are made of a metal having a higher ionization tendency than calcium.
【００２０】１３番目の発明では１０番目の発明におい
て、排気ガスの一部または全体の空燃比を一時的にリッ
チにすることによりパティキュレートフィルタ上に付着
した微粒子を酸化させるようにした。In the thirteenth invention, in the tenth invention, the air-fuel ratio of a part or the whole of the exhaust gas is temporarily made rich so that the particulates adhering to the particulate filter are oxidized.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１（Ａ）はパティキュレートフィル
タの端面図であり、図１（Ｂ）はパティキュレートフィ
ルタの縦断面図である。図１（Ａ）および図１（Ｂ）に
示したようにパティキュレートフィルタ２２はハニカム
構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の
排気流通路５０，５１を具備する。これら排気流通路は
その下流端がテーパ壁（以下、下流側テーパ壁と称す）
５２により閉塞された排気ガス流入通路５０と、その上
流端がテーパ壁（以下、上流側テーパ壁と称す）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。すなわち排気流通路のうち一部の排気流通路５０は
その下流端にて下流側テーパ壁５２により閉塞され、残
りの排気通路５１はその上流端にて上流側テーパ壁５３
により閉塞されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A is an end view of the particulate filter, and FIG. 1B is a vertical cross-sectional view of the particulate filter. As shown in FIGS. 1A and 1B, the particulate filter 22 has a honeycomb structure, and includes a plurality of exhaust flow passages 50 and 51 extending in parallel with each other. The downstream ends of these exhaust flow passages are tapered walls (hereinafter referred to as downstream side tapered walls).
The exhaust gas inflow passage 50 is closed by 52, and the exhaust gas outflow passage 51 whose upstream end is closed by a taper wall (hereinafter referred to as an upstream taper wall) 53. That is, a part of the exhaust flow passage 50 is closed at the downstream end by the downstream taper wall 52, and the remaining exhaust passage 51 is closed at the upstream end by the upstream taper wall 53.
Is blocked by.
【００２２】詳しくは後に説明するが下流側テーパ壁５
２はパティキュレートフィルタ２２の排気ガス流入通路
５０を画成する隔壁の下流端隔壁部分を寄せ集めて互い
に接続することにより形成されている。一方、上流側テ
ーパ壁５３はパティキュレートフィルタ２２の排気ガス
流出通路５１を画成する隔壁の上流端隔壁部分を寄せ集
めて互いに接続することにより形成されている。The downstream taper wall 5 will be described in detail later.
2 is formed by gathering and connecting the downstream end partition wall portions of the partition wall defining the exhaust gas inflow passage 50 of the particulate filter 22. On the other hand, the upstream taper wall 53 is formed by gathering and connecting the upstream partition walls of the partition wall defining the exhaust gas outflow passage 51 of the particulate filter 22.
【００２３】本実施例ではこれら排気ガス流入通路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により包囲され、各排気
ガス流出通路５１が４つの排気ガス流入通路５０により
包囲されるように配置される。すなわち隣接する２つの
排気流通路のうち一方の排気流通路５０はその下流端に
て下流側テーパ壁５２により完全に閉塞され、他方の排
気流通路５１はその上流端にて上流側テーパ壁５３によ
り完全に閉塞されている。In the present embodiment, these exhaust gas inflow passages 50
The exhaust gas outflow passages 51 and the exhaust gas outflow passages 51 are alternately arranged via the thin partition walls 54. In other words, the exhaust gas inflow passage 50
The exhaust gas outflow passage 51 and the exhaust gas inflow passage 50 are
Are surrounded by four exhaust gas outflow passages 51, and each exhaust gas outflow passage 51 is arranged so as to be surrounded by four exhaust gas inflow passages 50. That is, one of the two adjacent exhaust flow passages has its downstream end completely closed by the downstream taper wall 52, and the other exhaust flow passage 51 has its upstream end the upstream taper wall 53. Completely blocked by.
【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、し
たがって排気ガス流入通路５０内に流入した排気ガスは
図１（Ｂ）において矢印で示したように周囲の隔壁５４
内を通って隣接する排気ガス流出通路５１内に流入す
る。もちろんテーパ壁５２，５３も隔壁５４と同じ材料
から形成されているので排気ガスは図２（Ａ）の矢印で
示したように上流側テーパ壁５３を通って排気ガス流出
通路５１内に流入し、また図２（Ｂ）の矢印で示したよ
うに下流側テーパ壁５２を通って流出することができ
る。The particulate filter 22 is made of a porous material such as cordierite, so that the exhaust gas flowing into the exhaust gas inflow passage 50 is surrounded by the surrounding gas as shown by the arrow in FIG. 1 (B). Partition wall 54
The exhaust gas flows out into the adjacent exhaust gas outflow passage 51. Of course, since the tapered walls 52 and 53 are also made of the same material as the partition wall 54, the exhaust gas flows through the upstream tapered wall 53 into the exhaust gas outflow passage 51 as shown by the arrow in FIG. Also, it can flow out through the downstream taper wall 52 as shown by the arrow in FIG.
【００２５】ところで上流側テーパ壁５３は排気ガス流
出通路５１の流路断面積が徐々に小さくなるように上流
へ向かって四角錐状に狭まる形状をしている。したがっ
て４つの上流側テーパ壁５３により囲まれて形成される
排気ガス流入通路５０の上流端は排気ガス流入通路５０
の流路断面積が徐々に大きくなるように上流へ向かって
四角錐状に広がる形状をしている。これによれば図３
（Ａ）に示したように排気ガス流入通路の入口開口が構
成されている場合に比べて排気ガスはパティキュレート
フィルタに流入しやすい。By the way, the upstream taper wall 53 has a shape that narrows in a quadrangular pyramid shape toward the upstream side so that the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas outflow passage 51 becomes gradually smaller. Therefore, the upstream end of the exhaust gas inflow passage 50 formed by being surrounded by the four upstream taper walls 53 is the exhaust gas inflow passage 50.
The shape is such that it spreads in a quadrangular pyramid shape toward the upstream side so that the cross-sectional area of the channel gradually increases. According to this,
Exhaust gas is more likely to flow into the particulate filter than in the case where the inlet opening of the exhaust gas inflow passage is configured as shown in (A).
【００２６】すなわち図３（Ａ）に示したパティキュレ
ートフィルタでは排気ガス流出通路の上流端が栓７２に
より閉塞される。この場合、７３で示したように排気ガ
スの一部が栓７２に衝突するので排気ガスは排気ガス流
入通路内に流入しづらい。このためパティキュレートフ
ィルタの圧損が大きくなる。また栓７２近傍から排気ガ
ス流入通路に流入する排気ガスは７４で示したように入
口近傍にて乱流となるのでこれによっても排気ガスは排
気ガス流入通路内に流入しづらくなる。このためパティ
キュレートフィルタの圧損がさらに大きくなる。That is, in the particulate filter shown in FIG. 3A, the upstream end of the exhaust gas outflow passage is closed by the plug 72. In this case, since a part of the exhaust gas collides with the plug 72 as indicated by 73, it is difficult for the exhaust gas to flow into the exhaust gas inflow passage. Therefore, the pressure loss of the particulate filter becomes large. Further, since the exhaust gas flowing from the vicinity of the plug 72 into the exhaust gas inflow passage becomes a turbulent flow near the inlet as shown by 74, this also makes it difficult for the exhaust gas to flow into the exhaust gas inflow passage. Therefore, the pressure loss of the particulate filter is further increased.
【００２７】一方、本発明のパティキュレートフィルタ
２２では図２（Ａ）に示したように排気ガスは乱流とな
ることなく排気ガス流入通路５０に流入することができ
る。このため本発明によれば排気ガスはパティキュレー
トフィルタ２２に流入しやすい。したがってパティキュ
レートフィルタ２２の圧損は低い。On the other hand, in the particulate filter 22 of the present invention, the exhaust gas can flow into the exhaust gas inflow passage 50 without becoming a turbulent flow as shown in FIG. Therefore, according to the present invention, the exhaust gas easily flows into the particulate filter 22. Therefore, the pressure loss of the particulate filter 22 is low.
【００２８】さらに図３に示したパティキュレートフィ
ルタでは排気ガス中の微粒子は栓７２の上流端面および
その近傍の隔壁の表面に多く堆積しやすい。これは排気
ガスが栓７２に衝突し、しかも栓７２近傍にて排気ガス
が乱流となることに起因する。ところが本発明のパティ
キュレートフィルタ２２では上流側テーパ壁５３が四角
錐状であるので排気ガスが強く衝突する上流端面が存在
せず、しかも上流端面近傍にて排気ガスは乱流とはなら
ない。したがって本発明によれば微粒子がパティキュレ
ートフィルタ２２の上流端領域に多く堆積することはな
く、パティキュレートフィルタ２２の圧損が高くなるこ
とが抑制される。Further, in the particulate filter shown in FIG. 3, a large amount of fine particles in the exhaust gas are likely to be deposited on the upstream end surface of the plug 72 and the surface of the partition wall in the vicinity thereof. This is because the exhaust gas collides with the plug 72, and the exhaust gas becomes a turbulent flow near the plug 72. However, in the particulate filter 22 of the present invention, since the upstream taper wall 53 has a quadrangular pyramid shape, there is no upstream end face against which exhaust gas collides strongly, and the exhaust gas does not become turbulent near the upstream end face. Therefore, according to the present invention, a large amount of fine particles do not accumulate on the upstream end region of the particulate filter 22, and the pressure loss of the particulate filter 22 is suppressed from increasing.
【００２９】一方、下流側テーパ壁５２は排気ガス流入
通路５０の流路断面積が徐々に小さくなるように下流へ
向かって四角錐状に狭まる形状をしている。したがって
４つの下流側テーパ壁５２により囲まれて形成される排
気ガス流出通路５１の下流端は排気ガス流出通路５１の
流路断面積が徐々に大きくなるように下流へ向かって四
角錐状に広がる形状をしている。これによれば図３
（Ｂ）に示したように排気ガス流出通路の出口開口が構
成されている場合に比べて排気ガスはパティキュレート
フィルタから流出しやすい。On the other hand, the downstream taper wall 52 has a shape that narrows in a quadrangular pyramid shape toward the downstream side so that the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas inflow passage 50 becomes gradually smaller. Therefore, the downstream end of the exhaust gas outflow passage 51, which is formed by being surrounded by the four downstream taper walls 52, spreads in a quadrangular pyramid shape toward the downstream side so that the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas outflow passage 51 gradually increases. It has a shape. According to this,
Exhaust gas is more likely to flow out from the particulate filter than in the case where the outlet opening of the exhaust gas outflow passage is configured as shown in (B).
【００３０】すなわち図３（Ｂ）に示したパティキュレ
ートフィルタでは排気ガス流入通路の下流端が栓７０に
より閉塞され、排気ガス流出通路はその出口開口まで直
線的に延びる。この場合、排気ガス流出通路の出口開口
から流出した排気ガスの一部が栓７０の下流端面に沿っ
て流れ、したがって排気ガス流出通路の出口開口近傍に
乱流７１が形成される。このように乱流が形成されると
排気ガスは排気ガス流出通路から流出しづらくなる。That is, in the particulate filter shown in FIG. 3B, the downstream end of the exhaust gas inflow passage is closed by the plug 70, and the exhaust gas outflow passage extends linearly to the outlet opening. In this case, a part of the exhaust gas flowing out from the outlet opening of the exhaust gas outflow passage flows along the downstream end face of the plug 70, so that a turbulent flow 71 is formed near the outlet opening of the exhaust gas outflow passage. When the turbulent flow is formed in this way, it becomes difficult for the exhaust gas to flow out from the exhaust gas outflow passage.
【００３１】一方、本発明のパティキュレートフィルタ
では図２（Ｂ）に示したように排気ガスは乱流となるこ
となく排気ガス流出通路５１の端部の出口開口から流出
することができる。このため本発明によれば排気ガスは
パティキュレートフィルタから比較的流出しやすい。し
たがってこれによってもパティキュレートフィルタ２２
の圧損が低い値とされる。On the other hand, in the particulate filter of the present invention, the exhaust gas can flow out from the outlet opening at the end of the exhaust gas outflow passage 51 without becoming a turbulent flow as shown in FIG. 2 (B). Therefore, according to the present invention, the exhaust gas is relatively easy to flow out from the particulate filter. Therefore, also by this, the particulate filter 22
The pressure loss is low.
【００３２】なおテーパ壁はパティキュレートフィルタ
２２の外側に向かって徐々に狭まる形状であれば四角錐
状以外の形状、例えば円錐状であってもよい。The tapered wall may have a shape other than the quadrangular pyramid shape, for example, a conical shape, as long as the tapered wall gradually narrows toward the outside of the particulate filter 22.
【００３３】ところでパティキュレートフィルタ２２に
おいては圧損が潜在的に低くなるように構成し、さらに
パティキュレートフィルタ２２の使用中において圧損が
潜在的に達成可能な値から大きくずれないようにするこ
とがその性能上は重要である。By the way, it is necessary to configure the particulate filter 22 so that the pressure loss is potentially low, and further to prevent the pressure loss from largely deviating from the potentially attainable value during the use of the particulate filter 22. It is important for performance.
【００３４】すなわち例えば内燃機関がパティキュレー
トフィルタを備えている場合、その内燃機関の運転制御
はパティキュレートフィルタの潜在的な圧損を考慮して
設計される。このためたとえパティキュレートフィルタ
の圧損が低くなるように構成されているとしてもその使
用中に圧損が潜在的に達成可能な値からずれると内燃機
関全体としてはその性能が低下してしまう。That is, for example, when the internal combustion engine is equipped with a particulate filter, the operation control of the internal combustion engine is designed in consideration of the potential pressure loss of the particulate filter. Therefore, even if the pressure loss of the particulate filter is configured to be low, if the pressure loss deviates from a potentially attainable value during use, the performance of the internal combustion engine as a whole deteriorates.
【００３５】そこで本発明によれば上述したようにパテ
ィキュレートフィルタ２２の排気流通路の上流端領域を
画成する隔壁をテーパ状の壁とすることにより排気ガス
が排気流通路に流入するときに乱流となることを防止
し、これによりパティキュレートフィルタ２２の圧損が
潜在的に低くなるようにしている。Therefore, according to the present invention, as described above, when the partition wall which defines the upstream end region of the exhaust gas flow passage of the particulate filter 22 is formed into a tapered wall, when the exhaust gas flows into the exhaust gas flow passage. A turbulent flow is prevented so that the pressure loss of the particulate filter 22 is potentially reduced.
【００３６】また上述したようにパティキュレートフィ
ルタ２２の排気流通路の上流端領域を画成する隔壁がテ
ーパ状の壁とされていることにより当該テーパ状の壁の
壁面には微粒子は堆積しづらくなっている。すなわちパ
ティキュレートフィルタ２２の使用中においてテーパ状
の壁の壁面上に微粒子が堆積して排気流通路に流入する
排気ガス流が乱流となってしまうことが抑制されてい
る。これにより本発明によればパティキュレートフィル
タ２２の使用中において圧損が潜在的に達成可能な値か
らずれて高くなることが抑制される。Further, as described above, since the partition wall defining the upstream end region of the exhaust flow passage of the particulate filter 22 is a tapered wall, it is difficult for fine particles to be deposited on the wall surface of the tapered wall. Has become. That is, during the use of the particulate filter 22, the accumulation of fine particles on the wall surface of the tapered wall and the turbulence of the exhaust gas flow flowing into the exhaust flow passage are suppressed. As a result, according to the present invention, it is possible to prevent the pressure loss from deviating from the potentially achievable value and increasing during the use of the particulate filter 22.
【００３７】ところで上述したようにパティキュレート
フィルタ２２の使用中において上流側テーパ壁５３には
微粒子は堆積しづらい。とはいえ上流側テーパ壁５３に
微粒子が堆積することもありうる。この場合、パティキ
ュレートフィルタ２２の使用中においてその圧損が高く
なってしまう。By the way, as described above, during use of the particulate filter 22, it is difficult for particulates to deposit on the upstream taper wall 53. However, fine particles may be deposited on the upstream taper wall 53. In this case, the pressure loss increases while the particulate filter 22 is in use.
【００３８】そこで本発明では上流側テーパ壁５３に微
粒子を酸化除去することができる酸化物質を担持させ、
上流側テーパ壁５３に堆積した微粒子を酸化除去するよ
うにする。これによれば上流側テーパ壁５３に捕集され
た微粒子は継続的に酸化除去されるので上流側テーパ壁
５３上に多量の微粒子が堆積することはない。したがっ
てパティキュレートフィルタ２２の使用中においても圧
損は低い値に維持される。Therefore, in the present invention, the upstream taper wall 53 is made to carry an oxidizing substance capable of oxidizing and removing fine particles,
The fine particles deposited on the upstream taper wall 53 are removed by oxidation. According to this, since the fine particles collected on the upstream taper wall 53 are continuously oxidized and removed, a large amount of fine particles are not deposited on the upstream taper wall 53. Therefore, the pressure loss is maintained at a low value even when the particulate filter 22 is in use.
【００３９】このように本発明によればパティキュレー
トフィルタ２２の圧損を潜在的に低くするために多孔質
材料からなる上流側テーパ壁５３により排気ガス流出通
路５１を閉塞するという構成から特有に生じる問題、す
なわちパティキュレートフィルタ使用中において圧損が
達成可能な値からずれるという問題が回避される。As described above, according to the present invention, the exhaust gas outflow passage 51 is uniquely closed by the upstream taper wall 53 made of a porous material in order to reduce the pressure loss of the particulate filter 22. The problem is avoided that the pressure drop deviates from an achievable value when using a particulate filter.
【００４０】なお本実施例では酸化物質はパティキュレ
ートフィルタ２２全体、すなわち上流側テーパ壁５３の
みならず隔壁５４および下流側テーパ壁５２にも担持さ
れる。また酸化物質は上流側テーパ壁５３、下流側テー
パ壁５２、および隔壁５４の壁面のみならずその内部の
細孔壁にも担持される。また本実施例では単位体積当た
りに上流側テーパ壁５３に担持させる酸化物質の量は単
位体積当たりに隔壁５４および下流側テーパ壁５２に担
持させる酸化物質の量よりも多くされる。In this embodiment, the oxidant is carried on the entire particulate filter 22, that is, not only on the upstream taper wall 53 but also on the partition wall 54 and the downstream taper wall 52. Further, the oxidant is carried not only on the wall surface of the upstream taper wall 53, the downstream taper wall 52, and the partition wall 54 but also on the pore wall inside thereof. Further, in this embodiment, the amount of the oxidizing substance carried on the upstream taper wall 53 per unit volume is made larger than the amount of the oxidizing substance carried on the partition wall 54 and the downstream taper wall 52 per unit volume.
【００４１】ところでパティキュレートフィルタ２２の
テーパ壁５２，５３は排気ガスの流れに対する向きの理
由から隔壁５４に比べて排気ガスを通しやすい。すなわ
ち単位面積当たりのテーパ壁５２，５３を通過する排気
ガス量は単位面積当たりの隔壁５４を通過する排気ガス
量よりも多い。したがって単位面積当たりに堆積する可
能性のある微粒子の量は隔壁５４よりもテーパ壁５２，
５３のほうが多く、テーパ壁５２，５３の細孔は隔壁５
４の細孔よりも微粒子により閉塞されやすい。そこでパ
ティキュレートフィルタ２２全体に酸化物質を担持させ
る場合において単位体積当たりにテーパ壁５２，５３に
担持させる酸化物質の量は単位体積当たりに隔壁５４に
担持させる酸化物質の量よりも多くされる。By the way, the tapered walls 52 and 53 of the particulate filter 22 are more likely to pass exhaust gas than the partition wall 54 because of the orientation with respect to the flow of exhaust gas. That is, the amount of exhaust gas passing through the tapered walls 52 and 53 per unit area is larger than the amount of exhaust gas passing through the partition wall 54 per unit area. Therefore, the amount of fine particles that may be deposited per unit area is smaller than that of the partition wall 54 by the tapered wall 52,
53 is more, and the pores of the tapered walls 52, 53 are the partition walls 5.
It is easier to be blocked by fine particles than the pores of No. 4. Therefore, when the entire particulate filter 22 is loaded with an oxidant, the amount of the oxidant loaded on the tapered walls 52 and 53 per unit volume is made larger than the amount of the oxidant loaded on the partition wall 54 per unit volume.
【００４２】これによればテーパ壁５２，５３において
単位時間当たりに酸化除去可能な微粒子量が隔壁５４に
おいて単位時間当たりに酸化除去可能な微粒子量よりも
多くなる。したがってテーパ壁５２，５３に微粒子が多
量に堆積することが防止される。According to this, the amount of fine particles which can be oxidized and removed in the tapered walls 52 and 53 per unit time becomes larger than the amount of fine particles which can be oxidized and removed in the partition wall 54 per unit time. Therefore, a large amount of fine particles are prevented from accumulating on the tapered walls 52 and 53.
【００４３】またテーパ壁５２，５３に酸化物質を多く
担持させることにより若干ではあるがテーパ壁５２，５
３を排気ガスが通過しづらくなる。このため排気ガスは
テーパ壁５２，５３と隔壁５４とを比較的均等に通過す
るようになる。斯くしてテーパ壁５２，５３に微粒子が
多量に堆積することが防止される。しかもこれによれば
パティキュレートフィルタのテーパ壁と隔壁とが微粒子
の捕集のために効率良く利用される。Further, the taper walls 52, 53 are supported to a large extent by supporting a large amount of oxidant, but the taper walls 52, 5
It becomes difficult for exhaust gas to pass through 3. Therefore, the exhaust gas passes through the tapered walls 52, 53 and the partition wall 54 relatively evenly. Thus, a large amount of fine particles are prevented from accumulating on the tapered walls 52 and 53. Moreover, according to this, the taper wall and the partition wall of the particulate filter can be efficiently used for collecting fine particles.
【００４４】ところで微粒子はテーパ壁５２，５３の壁
面のうち上流側の壁面に多く堆積する。すなわちテーパ
壁５２，５３はその下流側の壁面よりも上流側の壁面の
ほうが閉塞されやすい。そこでパティキュレートフィル
タ２２全体に酸化物質を担持させる場合において単位体
積当たりにテーパ壁５２，５３に担持させる酸化物質の
量が下流側の壁部分よりも上流側の壁部分のほうが多く
される。これによればテーパ壁５２，５３の細孔が微粒
子により閉塞されることが防止される。By the way, a large amount of fine particles are deposited on the wall surface on the upstream side among the wall surfaces of the tapered walls 52 and 53. That is, the taper walls 52 and 53 are more likely to be blocked on the wall surface on the upstream side than the wall surface on the downstream side. Therefore, in the case where the entire particulate filter 22 is loaded with an oxidizing substance, the amount of the oxidizing substance loaded on the tapered walls 52 and 53 per unit volume is larger in the upstream wall portion than in the downstream wall portion. This prevents the fine holes in the tapered walls 52 and 53 from being blocked by the fine particles.
【００４５】次にパティキュレートフィルタの製造方法
について簡単に説明する。始めにコージライトなどの多
孔質材料から図４に示したような円筒形のハニカム構造
体８０が押出成形される。次に図５に示した型９０がハ
ニカム構造体８０の端面に押し付けられる。Next, a method of manufacturing the particulate filter will be briefly described. First, a cylindrical honeycomb structure 80 as shown in FIG. 4 is extruded from a porous material such as cordierite. Next, the mold 90 shown in FIG. 5 is pressed against the end surface of the honeycomb structure 80.
【００４６】図５（Ａ）に示したように型９０は四角錐
状の複数の突起９１を有する。図５（Ｂ）には１つの突
起９１を示した。型９０は所定の排気流通路それぞれに
突起９１が挿入されるようにしてハニカム構造体８０の
端面に押し付けられる。このとき所定の排気流通路を形
成する隔壁が寄せ集められてテーパ壁が形成され、この
テーパ壁により所定の排気流通路が完全に閉塞される。As shown in FIG. 5A, the mold 90 has a plurality of pyramidal projections 91. One protrusion 91 is shown in FIG. The mold 90 is pressed against the end surface of the honeycomb structure 80 so that the projections 91 are inserted into the respective predetermined exhaust flow passages. At this time, the partition walls forming the predetermined exhaust flow passage are gathered together to form a tapered wall, and the predetermined exhaust flow passage is completely closed by the tapered wall.
【００４７】次いでハニカム構造体が乾燥せしめられ
る。次いでハニカム構造体が焼成せしめられる。次いで
ハニカム構造体に酸化物質が担持される。こうしてパテ
ィキュレートフィルタが形成される。Next, the honeycomb structure is dried. Next, the honeycomb structure is fired. Next, the honeycomb structure is loaded with an oxidizing substance. Thus, the particulate filter is formed.
【００４８】上述したようにパティキュレートフィルタ
２２はその隔壁５４と同じ多孔質の材料にて構成された
テーパ壁５２，５３にてその端部が閉塞される。したが
って上述したようにハニカム構造体の端面に型９０を押
し付けるという極めて簡単な方法によりパティキュレー
トフィルタ２２の排気流通路５０，５１を隔壁５４と同
じ材料にて閉塞することができる。As described above, the end portion of the particulate filter 22 is closed by the tapered walls 52 and 53 made of the same porous material as the partition wall 54. Therefore, as described above, the exhaust flow passages 50 and 51 of the particulate filter 22 can be closed with the same material as the partition wall 54 by a very simple method of pressing the mold 90 against the end surface of the honeycomb structure.
【００４９】なお型９０をハニカム構造体８０の端面に
押し付ける工程はハニカム構造体が乾燥せしめられた後
に実行されてもよい。あるいはハニカム構造体８０が焼
成された後にハニカム構造体８０の端部分を軟化し、そ
の後、この軟化せしめられた端部分に型９０を押し付け
るようにしてもよい。なおこの場合にはその後にハニカ
ム構造体８０の端部分が再び焼成される。The step of pressing the mold 90 against the end face of the honeycomb structure 80 may be performed after the honeycomb structure is dried. Alternatively, after the honeycomb structure 80 is fired, the end portion of the honeycomb structure 80 may be softened, and then the mold 90 may be pressed against the softened end portion. In this case, after that, the end portion of the honeycomb structure 80 is fired again.
【００５０】次にパティキュレートフィルタ２２に担持
された酸化物質について詳細に説明する。本実施例では
各排気ガス流入通路５０および各排気ガス流出通路５１
の周壁面、すなわち各隔壁５４の両側表面上、テーパ壁
５２，５３の両側表面上、に全面に亘って例えばアルミ
ナからなる担体の層が形成されており、この担体上に貴
金属触媒と、周囲に過剰酸素が存在すると酸素を取り込
んで酸素を保持し且つ周囲の酸素濃度が低下すると保持
している酸素を活性酸素の形で放出する活性酸素放出剤
とが担持されている。本実施例の酸化物質はこの活性酸
素放出剤である。Next, the oxidizing substance carried on the particulate filter 22 will be described in detail. In this embodiment, each exhaust gas inflow passage 50 and each exhaust gas outflow passage 51
A support layer made of alumina, for example, is formed over the entire peripheral wall surface, that is, on both side surfaces of each partition wall 54 and both side surfaces of the tapered walls 52, 53, and the noble metal catalyst and the surroundings are formed on the support. In the presence of excess oxygen, the active oxygen releasing agent is incorporated, which takes in oxygen to retain the oxygen and releases the retained oxygen in the form of active oxygen when the ambient oxygen concentration decreases. The oxidizing substance in this example is this active oxygen releasing agent.
【００５１】本実施例では貴金属触媒として白金Ｐｔが
用いられており、活性酸素放出剤としてカリウムＫ、ナ
トリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓ、ルビジウ
ムＲｂのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウ
ムＣａ、ストロンチウムＳｒのようなアルカリ土類金
属、ランタンＬａ、イットリウムＹ、セリウムＣｅのよ
うな希土類、鉄Ｆｅのような遷移金属、およびスズＳｎ
のような炭素族元素から選ばれた少なくとも一つが用い
られている。In this embodiment, platinum Pt is used as the noble metal catalyst, and as the active oxygen releasing agent, potassium K, sodium Na, lithium Li, cesium Cs, alkali metals such as rubidium Rb, barium Ba, calcium Ca, strontium. Alkaline earth metals such as Sr, lanthanum La, yttrium Y, rare earths such as cerium Ce, transition metals such as iron Fe, and tin Sn.
At least one selected from the following carbon group elements is used.
【００５２】なお活性酸素放出剤としてはカルシウムＣ
ａよりもイオン化傾向の高いアルカリ金属またはアルカ
リ土類金属、すなわちカリウムＫ、リチウムＬｉ、セシ
ウムＣｓ、ルビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ストロンチ
ウムＳｒを用いることが好ましい。Calcium C is used as the active oxygen releasing agent.
It is preferable to use an alkali metal or alkaline earth metal having a higher ionization tendency than a, that is, potassium K, lithium Li, cesium Cs, rubidium Rb, barium Ba, or strontium Sr.
【００５３】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。Next, regarding the action of removing particulates in the exhaust gas by the particulate filter 22, platinum Pt is deposited on the carrier.
A case of supporting potassium and potassium K will be described as an example, but the same fine particle removing action can be performed by using other noble metal, alkali metal, alkaline earth metal, rare earth, or transition metal.
【００５４】例えばパティキュレートフィルタ２２に流
入する排気ガスが空気過剰のもとで燃焼が行われる圧縮
着火式内燃機関から排出されるガスであるとして説明す
るとパティキュレートフィルタ２２に流入する排気ガス
は多量の過剰空気を含んでいる。すなわち吸気通路およ
び燃焼室５内に供給された空気と燃料との比を排気ガス
の空燃比と称すると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。また圧縮着火式内燃機関
の燃焼室内ではＮＯが発生するので排気ガス中にはＮＯ
が含まれている。また燃料中には硫黄成分Ｓが含まれて
おり、この硫黄成分Ｓは燃焼室内で酸素と反応してＳＯ
2となる。したがって排気ガス中にはＳＯ2が含まれてい
る。このため過剰酸素、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。Explaining, for example, that the exhaust gas flowing into the particulate filter 22 is the gas discharged from the compression ignition type internal combustion engine in which combustion is performed in the presence of excess air, a large amount of exhaust gas flows into the particulate filter 22. Contains excess air. That is, when the ratio of the air supplied to the intake passage and the combustion chamber 5 to the fuel is called the air-fuel ratio of the exhaust gas, the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean in the compression ignition internal combustion engine. Further, since NO is generated in the combustion chamber of the compression ignition type internal combustion engine, NO is contained in the exhaust gas.
It is included. Further, the fuel contains a sulfur component S, which reacts with oxygen in the combustion chamber to generate SO.
It becomes 2 . Therefore, the exhaust gas contains SO 2 . Therefore, the exhaust gas containing excess oxygen, NO and SO 2 flows into the exhaust gas inflow passage 50 of the particulate filter 22.
【００５５】図６（Ａ）および（Ｂ）は排気ガス流入通
路５０の内周面上に形成された担体層の表面の拡大図を
模式的に表わしている。なお図６（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。6A and 6B schematically show enlarged views of the surface of the carrier layer formed on the inner peripheral surface of the exhaust gas inflow passage 50. In FIGS. 6A and 6B, 60 indicates particles of platinum Pt, and 61 indicates an active oxygen release agent containing potassium K.
【００５６】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６
（Ａ）に示したようにこれら酸素Ｏ2がＯ2 -またはＯ2-
の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、排気ガス中の
ＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ2 -またはＯ2-と反応し、Ｎ
Ｏ2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６
（Ａ）に示したように硝酸イオンＮＯ3 -の形で活性酸素
放出剤６１内に拡散し、硝酸カリウムＫＮＯ3を生成す
る。As described above, since the exhaust gas contains a large amount of excess oxygen, when the exhaust gas flows into the exhaust gas inflow passage 50 of the particulate filter 22, FIG.
As shown in (A), these oxygen O 2 are O 2 − or O 2−.
It adheres to the surface of platinum Pt in the form of. On the other hand, NO in the exhaust gas reacts with O 2 − or O 2 − on the surface of platinum Pt, and N
It becomes O 2 (2NO + O 2 → 2NO 2 ). Next, a part of the generated NO 2 is absorbed in the active oxygen release agent 61 while being oxidized on the platinum Pt, and is bonded to the potassium K, as shown in FIG.
As shown in (A), it diffuses into the active oxygen release agent 61 in the form of nitrate ion NO 3 − to produce potassium nitrate KNO 3 .
【００５７】一方、上述したように排気ガス中にはＳＯ
2も含まれており、このＳＯ2もＮＯと同様なメカニズム
により活性酸素放出剤６１内に吸収される。すなわち上
述したように酸素Ｏ2がＯ2 -またはＯ2-の形で白金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 -またはＯ2-と反応してＳＯ3となる。次い
で生成されたＳＯ3の一部は白金Ｐｔ上でさらに酸化さ
れつつ活性酸素放出剤６１内に吸収され、カリウムＫと
結合しながら硫酸イオンＳＯ4 2-の形で活性酸素放出剤
６１内に拡散し、硫酸カリウムＫ2ＳＯ4を生成する。こ
のようにして活性酸素放出剤６１内には硝酸カリウムＫ
ＮＯ3および硫酸カリウムＫ2ＳＯ4が生成される。On the other hand, as described above, the exhaust gas contains SO.
2 is also contained, and this SO 2 is also absorbed in the active oxygen release agent 61 by the same mechanism as NO. That is, as described above, the oxygen O 2 is platinum Pt in the form of O 2 − or O 2−.
SO 2 in the exhaust gas is platinum Pt.
Reacts with O 2 − or O 2 − to form SO 3 . Then, a part of the generated SO 3 is absorbed on the active oxygen releasing agent 61 while being further oxidized on the platinum Pt, and is bound to the potassium K to form the sulfate ion SO 4 2− inside the active oxygen releasing agent 61. Diffuses to produce potassium sulfate K 2 SO 4 . In this way, potassium nitrate K is contained in the active oxygen release agent 61.
NO 3 and potassium sulfate K 2 SO 4 are produced.
【００５８】一方、燃焼室５内においては主にカーボン
Ｃからなる微粒子が生成され、したがって排気ガス中に
はこれら微粒子が含まれている。排気ガス中に含まれて
いるこれら微粒子は排気ガスがパティキュレートフィル
タ２２の排気ガス流入通路５０内を流れているとき、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６（Ｂ）において６２で示したように担
体層の表面、例えば活性酸素放出剤６１の表面上に接触
し、付着する。On the other hand, in the combustion chamber 5, fine particles mainly composed of carbon C are produced, and therefore, the exhaust gas contains these fine particles. These fine particles contained in the exhaust gas are shown in FIG. 6 when the exhaust gas flows in the exhaust gas inflow passage 50 of the particulate filter 22 or when it goes from the exhaust gas inflow passage 50 to the exhaust gas outflow passage 51. As indicated by 62 in B), it contacts and adheres to the surface of the carrier layer, for example, the surface of the active oxygen releasing agent 61.
【００５９】このように微粒子６２が活性酸素放出剤６
１の表面上に付着すると微粒子６２と活性酸素放出剤６
１との接触面では酸素濃度が低下する。酸素濃度が低下
すると酸素濃度の高い活性酸素放出剤６１内との間で濃
度差が生じ、斯くして活性酸素放出剤６１内の酸素が微
粒子６２と活性酸素放出剤６１との接触面に向けて移動
しようとする。その結果、活性酸素放出剤６１内に形成
されている硝酸カリウムＫＮＯ3がカリウムＫと酸素Ｏ
とＮＯとに分解され、酸素Ｏが微粒子６２と活性酸素放
出剤６１との接触面に向かい、その一方でＮＯが活性酸
素放出剤６１から外部に放出される。外部に放出された
ＮＯは下流側の白金Ｐｔ上において酸化され、再び活性
酸素放出剤６１内に吸収される。Thus, the fine particles 62 are the active oxygen release agent 6
When it adheres to the surface of No. 1, the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 6
The oxygen concentration decreases at the contact surface with 1. When the oxygen concentration decreases, a difference in concentration occurs between the active oxygen release agent 61 and the active oxygen release agent 61 having a high oxygen concentration. Therefore, the oxygen in the active oxygen release agent 61 is directed toward the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen release agent 61. Try to move. As a result, potassium nitrate KNO 3 formed in the active oxygen release agent 61 is converted into potassium K and oxygen O.
Is decomposed into NO and NO, and oxygen O is directed to the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen release agent 61, while NO is released from the active oxygen release agent 61 to the outside. The NO released to the outside is oxidized on the platinum Pt on the downstream side and is again absorbed in the active oxygen release agent 61.
【００６０】またこのとき活性酸素放出剤６１内に形成
されている硫酸カリウムＫ2ＳＯ4もカリウムＫと酸素Ｏ
とＳＯ2とに分解され、酸素Ｏが微粒子６２と活性酸素
放出剤６１との接触面に向かい、その一方でＳＯ2が活
性酸素放出剤６１から外部に放出される。外部に放出さ
れたＳＯ2は下流側の白金Ｐｔ上において酸化され、再
び活性酸素放出剤６１内に吸収される。ただし硫酸カリ
ウムＫ2ＳＯ4は安定で分解しづらいので硫酸カリウムＫ
2ＳＯ4は硝酸カリウムＫＮＯ3よりも活性酸素を放出し
づらい。At this time, the potassium sulfate K 2 SO 4 formed in the active oxygen release agent 61 is also potassium K and oxygen O.
Are decomposed into SO 2 and SO 2, and oxygen O is directed to the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen release agent 61, while SO 2 is released from the active oxygen release agent 61 to the outside. The SO 2 released to the outside is oxidized on the platinum Pt on the downstream side and is again absorbed in the active oxygen release agent 61. However, potassium sulfate K 2 SO 4 is stable and difficult to decompose, so potassium sulfate K 2 SO 4
2 SO 4 is less likely to release active oxygen than potassium nitrate KNO 3 .
【００６１】また活性酸素放出剤６１は上述したように
ＮＯXを硝酸イオンＮＯ3 -の形で吸収するときにも酸素
との反応過程において活性な酸素を生成し放出する。同
様に活性酸素放出剤６１は上述したようにＳＯ2を硫酸
イオンＳＯ4 2-の形で吸収するときにも酸素との反応過
程において活性な酸素を生成し放出する。Further, the active oxygen releasing agent 61 produces and releases active oxygen in the reaction process with oxygen even when absorbing NO x in the form of nitrate ion NO 3 − as described above. Similarly, the active oxygen release agent 61 to the SO 2 as described above to produce an active oxygen in the reaction process with oxygen even when absorbed by sulfate ions SO 4 2-form release.
【００６２】ところで微粒子６２と活性酸素放出剤６１
との接触面に向かう酸素Ｏは硝酸カリウムＫＮＯ3や硫
酸カリウムＫ2ＳＯ4のような化合物から分解された酸素
である。化合物から分解された酸素Ｏは高いエネルギを
有しており、極めて高い活性を有する。したがって微粒
子６２と活性酸素放出剤６１との接触面に向かう酸素は
活性酸素Ｏとなっている。同様に活性酸素放出剤６１に
おけるＮＯXと酸素との反応過程、或いはＳＯ2と酸素と
の反応過程にて生成される酸素も活性酸素となってい
る。これら活性酸素Ｏが微粒子６２に接触すると微粒子
６２は短時間（数秒〜数十分）のうちに輝炎を発するこ
となく酸化せしめられ、微粒子６２は完全に消滅する。
したがって微粒子６２がパティキュレートフィルタ２２
上に堆積することはほとんどない。By the way, the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 61
Oxygen O toward the contact surface with is oxygen decomposed from a compound such as potassium nitrate KNO 3 or potassium sulfate K 2 SO 4 . Oxygen O decomposed from the compound has high energy and has extremely high activity. Therefore, oxygen toward the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen release agent 61 is active oxygen O. Similarly, oxygen produced in the reaction process of NO x and oxygen or the reaction process of SO 2 and oxygen in the active oxygen release agent 61 is also active oxygen. When the active oxygen O comes into contact with the fine particles 62, the fine particles 62 are oxidized in a short time (several seconds to tens of minutes) without emitting a bright flame, and the fine particles 62 are completely extinguished.
Therefore, the fine particles 62 are collected in the particulate filter 22.
It rarely deposits on top.
【００６３】従来のようにパティキュレートフィルタ２
２上に積層状に堆積した微粒子が燃焼せしめられるとき
にはパティキュレートフィルタ２２が赤熱し、火炎を伴
って燃焼する。このような火炎を伴う燃焼は高温でない
と持続せず、したがってこのような火炎を伴なう燃焼を
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。As in the prior art, the particulate filter 2
When the particulates accumulated in a layered manner on 2 are burned, the particulate filter 22 becomes red hot and burns with a flame. The combustion with such a flame does not last unless it is at a high temperature, and therefore the temperature of the particulate filter 22 must be maintained at a high temperature in order to continue the combustion with such a flame.
【００６４】これに対して本発明では微粒子６２は上述
したように輝炎を発することなく酸化せしめられ、この
ときパティキュレートフィルタ２２の表面が赤熱するこ
ともない。すなわち云い換えると本発明では従来に比べ
てかなり低い温度でもって微粒子６２が酸化除去せしめ
られている。したがって本発明による輝炎を発しない微
粒子６２の酸化による微粒子除去作用は火炎を伴う従来
の燃焼による微粒子除去作用と全く異なっている。On the other hand, in the present invention, the fine particles 62 are oxidized without emitting a luminous flame as described above, and at this time, the surface of the particulate filter 22 does not become red hot. In other words, in other words, in the present invention, the fine particles 62 are oxidized and removed at a temperature much lower than the conventional temperature. Therefore, the particulate removing action by the oxidation of the particulate 62 which does not emit the bright flame according to the present invention is completely different from the particulate removing action by the conventional combustion accompanied by a flame.
【００６５】ところで白金Ｐｔおよび活性酸素放出剤６
１はパティキュレートフィルタ２２の温度が高くなるほ
ど活性化するのでパティキュレートフィルタ２２上にお
いて単位時間当りに輝炎を発することなく酸化除去可能
な酸化除去可能微粒子量はパティキュレートフィルタ２
２の温度が高くなるほど増大する。By the way, platinum Pt and active oxygen releasing agent 6
No. 1 is activated as the temperature of the particulate filter 22 becomes higher, so the amount of oxidizable / removable fine particles that can be oxidatively removed on the particulate filter 22 per unit time without emitting a luminous flame.
It increases as the temperature of 2 increases.
【００６６】図８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８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。単位時間当りにパテ
ィキュレートフィルタ２２に流入する微粒子の量を流入
微粒子量Ｍと称するとこの流入微粒子量Ｍが酸化除去可
能微粒子Ｇよりも少ないとき、すなわち図８の領域Ｉに
あるときにはパティキュレートフィルタ２２に流入した
全ての微粒子がパティキュレートフィルタ２２に接触す
ると短時間（数秒から数十分）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。The solid line in FIG. 8 shows the amount G of oxidatively removable fine particles that can be oxidatively removed without emitting a luminous flame per unit time. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the temperature TF of the particulate filter 22. The amount of fine particles that flow into the particulate filter 22 per unit time is referred to as the inflow fine particle amount M. When the inflow fine particle amount M is smaller than the oxidatively removable fine particles G, that is, in the region I of FIG. When all the fine particles that have flowed into the particulate filter 22 come into contact with the particulate filter 22, the particulate filter 22 is oxidatively removed on the particulate filter 22 without emitting a bright flame in a short time (from several seconds to several tens of minutes).
【００６７】これに対して流入微粒子量Ｍが酸化除去可
能微粒子量Ｇよりも多いとき、すなわち図８の領域IIに
あるときには全ての微粒子を酸化するには活性酸素量が
不足している。図７（Ａ）〜（Ｃ）はこのような場合の
微粒子の酸化の様子を示している。すなわち全ての微粒
子を酸化するには活性酸素量が不足している場合には図
７（Ａ）に示したように微粒子６２が活性酸素放出剤６
１上に付着すると微粒子６２の一部のみが酸化され、十
分に酸化されなかった微粒子部分が担体層上に残留す
る。次いで活性酸素量が不足している状態が継続すると
次から次へと酸化されなかった微粒子部分が担体層上に
残留し、その結果、図７（Ｂ）に示したように担体層の
表面が残留微粒子部分６３により覆われるようになる。On the other hand, when the amount M of inflowing fine particles is larger than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation, that is, in the region II of FIG. 8, the amount of active oxygen is insufficient to oxidize all the fine particles. 7A to 7C show the state of oxidation of the fine particles in such a case. That is, when the amount of active oxygen is insufficient to oxidize all the fine particles, the fine particles 62 are converted into the active oxygen releasing agent 6 as shown in FIG.
When it adheres on the surface 1, only a part of the fine particles 62 is oxidized, and the part of the fine particles not sufficiently oxidized remains on the carrier layer. Next, when the state in which the amount of active oxygen is insufficient continues, the fine particle portions that are not oxidized one after another remain on the carrier layer, and as a result, the surface of the carrier layer is changed as shown in FIG. 7 (B). The residual fine particle portion 63 is covered.
【００６８】担体層の表面が残留微粒子部分６３により
覆われると白金ＰｔによるＮＯ，ＳＯ2の酸化作用およ
び活性酸素放出剤６１による活性酸素の放出作用が行わ
れなくなるために残留微粒子部分６３は酸化されること
なくそのまま残り、斯くして図７（Ｃ）に示したように
残留微粒子部分６３の上に別の微粒子６４が次から次へ
と堆積する。すなわち微粒子が積層状に堆積することに
なる。When the surface of the carrier layer is covered with the residual fine particle portion 63, the NO and SO 2 oxidizing action of platinum Pt and the active oxygen releasing action of the active oxygen releasing agent 61 are not performed, so that the residual fine particle portion 63 is oxidized. The remaining fine particles 64 remain without being removed, and thus, another fine particle 64 is deposited one after another on the residual fine particle portion 63 as shown in FIG. 7C. That is, the fine particles are deposited in a laminated form.
【００６９】このように微粒子が積層状に堆積すると微
粒子６４はもはや活性酸素Ｏにより酸化されることがな
く、したがってこの微粒子６４上にさらに別の微粒子が
次から次へと堆積する。すなわち流入微粒子量Ｍが酸化
除去可能微粒子量Ｇよりも多い状態が継続するとパティ
キュレートフィルタ２２上には微粒子が積層状に堆積
し、斯くして排気ガス温を高温にするか、或いはパティ
キュレートフィルタ２２の温度を高温にしない限り、堆
積した微粒子を着火燃焼させることができなくなる。When the fine particles are stacked in this manner, the fine particles 64 are no longer oxidized by the active oxygen O, so that further fine particles are successively deposited on the fine particles 64. That is, if the state in which the amount M of inflowing fine particles is larger than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation continues, the fine particles are accumulated in layers on the particulate filter 22, thus raising the exhaust gas temperature to a high temperature, or Unless the temperature of 22 is raised to a high temperature, the deposited particles cannot be ignited and burned.
【００７０】このように図８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８の領域IIでは
微粒子がパティキュレートフィルタ２２上に積層状に堆
積する。したがって微粒子がパティキュレートフィルタ
２２上に積層状に堆積しないようにするためには流入微
粒子量Ｍが常時、酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少ない
必要がある。As described above, in the region I of FIG. 8, the fine particles are oxidized on the particulate filter 22 in a short time without emitting a bright flame. In the region II of FIG. 8, the fine particles are stacked on the particulate filter 22. Deposits in the shape of. Therefore, in order to prevent the particulates from accumulating in a layered manner on the particulate filter 22, the inflowing particulate amount M must be always smaller than the oxidatively removable particulate amount G.
【００７１】図８から判るように本発明の実施例で用い
られているパティキュレートフィルタ２２ではパティキ
ュレートフィルタ２２の温度ＴＦがかなり低くても微粒
子を酸化させることが可能であり、したがって流入微粒
子量Ｍおよびパティキュレートフィルタ２２の温度ＴＦ
は流入微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも常
時、少なくなるように維持されている。As can be seen from FIG. 8, with the particulate filter 22 used in the embodiment of the present invention, it is possible to oxidize the particulates even if the temperature TF of the particulate filter 22 is considerably low, and therefore the amount of the particulates flowing in. M and temperature TF of the particulate filter 22
Is maintained so that the inflowing particulate amount M is always smaller than the oxidatively removable particulate amount G.
【００７２】このように流入微粒子量Ｍが酸化除去可能
微粒子量Ｇよりも常時、少ないとパティキュレートフィ
ルタ２２上に微粒子がほとんど堆積せず、斯くして背圧
がほとんど上昇しない。As described above, when the amount M of inflowing fine particles is always smaller than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation, almost no fine particles are deposited on the particulate filter 22, and thus the back pressure hardly rises.
【００７３】一方、前述したようにいったん微粒子がパ
ティキュレートフィルタ２２上において積層状に堆積す
るとたとえ流入微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよ
りも少なくなったとしても活性酸素Ｏにより微粒子を酸
化させることは困難である。しかしながら酸化されなか
った微粒子部分が残留し始めているとき、すなわち微粒
子が一定限度以下しか堆積していないときに流入微粒子
量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくなるとこの
残留微粒子部分は活性酸素Ｏにより輝炎を発することな
く酸化除去される。On the other hand, as described above, once the particles are deposited in a layered manner on the particulate filter 22, even if the inflowing particle amount M becomes smaller than the oxidatively removable particle amount G, the active oxygen O oxidizes the particles. Is difficult. However, when the fine particles that have not been oxidized are starting to remain, that is, when the fine particles are deposited below a certain limit, if the inflowing fine particle amount M becomes smaller than the oxidatively removable fine particle amount G, the residual fine particle portions become active oxygen O. Is removed by oxidation without emitting a bright flame.
【００７４】最後に上述したパティキュレートフィルタ
を内燃機関に搭載したときの内燃機関の制御について説
明する。図９は本発明のパティキュレートフィルタを搭
載した圧縮着火式内燃機関を示している。なお本発明の
パティキュレートフィルタは火花点火式内燃機関にも搭
載可能である。Finally, the control of the internal combustion engine when the above particulate filter is mounted on the internal combustion engine will be described. FIG. 9 shows a compression ignition type internal combustion engine equipped with the particulate filter of the present invention. The particulate filter of the present invention can also be installed in a spark ignition type internal combustion engine.
【００７５】図９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、１０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。Referring to FIG. 9, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston,
5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve,
Reference numeral 8 is an intake port, 9 is an exhaust valve, and 10 is an exhaust port. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11, and the surge tank 12 is connected to a compressor 15 of an exhaust turbocharger 14 via an intake duct 13.
【００７６】吸気ダクト１３内にはステップモータ１６
により駆動されるスロットル弁１７が配置され、さらに
吸気ダクト１３周りには吸気ダクト１３内を流れる吸入
空気を冷却するための冷却装置１８が配置される。図９
に示した内燃機関では冷却装置１８内に機関冷却水が導
びかれ、この機関冷却水により吸入空気が冷却される。
一方、排気ポート１０は排気マニホルド１９および排気
管２０を介して排気ターボチャージャ１４の排気タービ
ン２１に連結され、排気タービン２１の出口は排気管２
０ａを介してパティキュレートフィルタ２２を内蔵した
ケーシング２３に連結される。A step motor 16 is installed in the intake duct 13.
A throttle valve 17 driven by the above is arranged, and a cooling device 18 for cooling intake air flowing in the intake duct 13 is arranged around the intake duct 13. Figure 9
In the internal combustion engine shown in (1), the engine cooling water is introduced into the cooling device 18, and the intake air is cooled by the engine cooling water.
On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust turbine 21 of the exhaust turbocharger 14 via the exhaust manifold 19 and the exhaust pipe 20, and the outlet of the exhaust turbine 21 is connected to the exhaust pipe 2
0a is connected to a casing 23 containing a particulate filter 22.
【００７７】排気マニホルド１９とサージタンク１２と
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲ）通路２４を介して互
いに連結され、ＥＧＲ通路２４内には電気制御式ＥＧＲ
制御弁２５が配置される。またＥＧＲ通路２４周りには
ＥＧＲ通路２４内を流れるＥＧＲガスを冷却するための
冷却装置２６が配置される。図９に示した内燃機関では
冷却装置２６内に機関冷却水が導かれ、この機関冷却水
によりＥＧＲガスが冷却される。The exhaust manifold 19 and the surge tank 12 are connected to each other via an exhaust gas recirculation (hereinafter, referred to as EGR) passage 24, and an electric control type EGR is provided in the EGR passage 24.
A control valve 25 is arranged. A cooling device 26 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 24 is arranged around the EGR passage 24. In the internal combustion engine shown in FIG. 9, engine cooling water is introduced into the cooling device 26, and the engine cooling water cools the EGR gas.
【００７８】一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管６ａを
介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２７に連結
される。このコモンレール２７内へは電気制御式の吐出
量可変な燃料ポンプ２８から燃料が供給され、コモンレ
ール２７内に供給された燃料は各燃料供給管６ａを介し
て燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２７にはコ
モンレール２７内の燃料圧を検出するための燃料圧セン
サ２９が取り付けられ、燃料圧センサ２９の出力信号に
基づいてコモンレール２７内の燃料圧が目標燃料圧とな
るように燃料ポンプ２８の吐出量が制御される。On the other hand, each fuel injection valve 6 is connected to a fuel reservoir, a so-called common rail 27, via a fuel supply pipe 6a. Fuel is supplied into the common rail 27 from a fuel pump 28 of an electrically controlled variable discharge amount, and the fuel supplied into the common rail 27 is supplied to the fuel injection valve 6 via each fuel supply pipe 6a. A fuel pressure sensor 29 for detecting the fuel pressure in the common rail 27 is attached to the common rail 27, and the fuel pump 28 is arranged so that the fuel pressure in the common rail 27 becomes the target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 29. Is controlled.
【００７９】電子制御ユニット３０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス３１により互いに接続され
たＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダ
ムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備
する。燃料圧センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力される。またパテ
ィキュレートフィルタ２２にはパティキュレートフィル
タ２２の温度を検出するための温度センサ３９が取り付
けられ、この温度センサ３９の出力信号は対応するＡＤ
変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and has a ROM (read only memory) 32, a RAM (random access memory) 33, a CPU (microprocessor) 34, an input port 35, and an input port 35 which are connected to each other by a bidirectional bus 31. An output port 36 is provided. The output signal of the fuel pressure sensor 29 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. Further, a temperature sensor 39 for detecting the temperature of the particulate filter 22 is attached to the particulate filter 22, and the output signal of this temperature sensor 39 corresponds to the AD.
It is input to the input port 35 via the converter 37.
【００８０】アクセルペダル４０にはアクセルペダル４
０の踏込量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ
４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は対応する
ＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。
さらに入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば３
０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角セン
サ４２が接続される。一方、出力ポート３６は対応する
駆動回路３８を介して燃料噴射弁６、スロットル弁駆動
用ステップモータ１６、ＥＧＲ制御弁２５、および燃料
ポンプ２８に接続される。The accelerator pedal 40 includes an accelerator pedal 4
A load sensor 41 that generates an output voltage proportional to the stepping amount L of 0 is connected, and the output voltage of the load sensor 41 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37.
Further, the input port 35 has a crankshaft of, for example, 3
A crank angle sensor 42 that generates an output pulse each time it rotates 0 ° is connected. On the other hand, the output port 36 is connected to the fuel injection valve 6, the throttle valve driving step motor 16, the EGR control valve 25, and the fuel pump 28 via the corresponding drive circuit 38.
【００８１】ところで上述したようにいったん微粒子が
パティキュレートフィルタ２２上において積層状に堆積
するとたとえ流入微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇ
よりも少なくなったとしても活性酸素Ｏにより微粒子を
酸化させることは困難である。特に機関始動直後はパテ
ィキュレートフィルタ２２の温度ＴＦは低く、したがっ
てこのときには流入微粒子量Ｍのほうが酸化除去可能微
粒子量Ｇよりも多くなる。By the way, as described above, once the particulates are deposited in a layered manner on the particulate filter 22, even if the inflowing particulate quantity M is oxidized and removable particulate quantity G is obtained.
Even if the amount is smaller than that, it is difficult to oxidize the fine particles by the active oxygen O. Particularly, immediately after the engine is started, the temperature TF of the particulate filter 22 is low, and therefore, the inflowing particulate amount M becomes larger than the oxidatively removable particulate amount G at this time.
【００８２】しかしながら酸化されなかった微粒子部分
が残留し始めているとき、すなわち微粒子が一定限度以
下しか堆積していないときに流入微粒子量Ｍが酸化除去
可能微粒子量Ｇよりも少なくなるとこの残留微粒子部分
は活性酸素Ｏにより輝炎を発することなく酸化除去され
る。However, when the fine particles that have not been oxidized are starting to remain, that is, when the fine particles are deposited below a certain limit, the amount M of inflowing fine particles becomes smaller than the fine particle amount G that can be removed by oxidation, the fine residual particles remain. It is oxidized and removed by active oxygen O without emitting a luminous flame.
【００８３】したがって流入微粒子量Ｍが酸化除去可能
微粒子量Ｇよりも通常少なくなり、かつ流入微粒子量Ｍ
が一時的に酸化除去可能微粒子量Ｇより多くなったとし
ても図７（Ｂ）に示したように担体層の表面が残留微粒
子部分６３により覆われないように、すなわち流入微粒
子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより少なくなったとき
に酸化除去しうる一定限度以下の量の微粒子しかパティ
キュレートフィルタ２２上に積層しないように流入微粒
子量Ｍおよびパティキュレートフィルタ２２の温度ＴＦ
を維持する。Therefore, the inflowing particulate amount M is usually smaller than the oxidatively removable particulate amount G, and the inflowing particulate amount M is
Even if the amount of particles temporarily exceeds the amount G of particles that can be removed by oxidation, as shown in FIG. 7B, the surface of the carrier layer is not covered with the residual particles 63, that is, the amount M of inflowing particles is removed by oxidation. The amount M of inflowing fine particles and the temperature TF of the particulate filter 22 are set so that only a certain amount of fine particles which can be oxidized and removed when the amount becomes smaller than the possible amount G of fine particles is stacked on the particulate filter 22.
To maintain.
【００８４】ところがこのように流入微粒子量Ｍおよび
パティキュレートフィルタ２２の温度ＴＦを制御してい
たとしてもパティキュレートフィルタ２２上に微粒子が
積層状に堆積する場合がある。このような場合には排気
ガスの一部または全体の空燃比を一時的にリッチにする
ことによりパティキュレートフィルタ２２上に堆積した
微粒子を輝炎を発することなく酸化させることができ
る。However, even if the amount M of inflowing particulate matter and the temperature TF of the particulate filter 22 are controlled in this manner, the particulate matter may be deposited on the particulate filter 22 in a laminated form. In such a case, the particulates deposited on the particulate filter 22 can be oxidized without emitting a bright flame by temporarily increasing the air-fuel ratio of a part or the whole of the exhaust gas.
【００８５】すなわち排気ガスの空燃比がリーンである
状態が一定期間に亘って継続すると白金Ｐｔ上に酸素が
多量に付着し、このために白金Ｐｔの触媒作用が低下し
てしまう。ところが排気ガスの空燃比をリッチにして排
気ガス中の酸素濃度を低下させると白金Ｐｔから酸素が
除去され、斯くして白金Ｐｔの触媒作用が回復する。こ
れにより排気ガスの空燃比をリッチにすると活性酸素放
出剤６１から外部に活性酸素Ｏが一気に放出されやすく
なる。斯くして一気に放出された活性酸素Ｏにより堆積
している微粒子が酸化されやすい状態に変質せしめられ
ると共に微粒子が活性酸素により輝炎を発することなく
燃焼除去される。斯くして排気ガスの空燃比をリッチと
すると全体として酸化除去可能微粒子量Ｇが増大する。That is, if the state where the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean continues for a certain period of time, a large amount of oxygen adheres to the platinum Pt, which reduces the catalytic action of the platinum Pt. However, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich to reduce the oxygen concentration in the exhaust gas, oxygen is removed from the platinum Pt, and thus the catalytic action of platinum Pt is restored. As a result, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich, the active oxygen O is easily released from the active oxygen release agent 61 to the outside at once. Thus, the active oxygen O released all at once changes the deposited fine particles into a state in which they are easily oxidized, and the fine particles are burned and removed by the active oxygen without emitting a bright flame. Thus, if the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich, the amount G of fine particles that can be removed by oxidation increases as a whole.
【００８６】なおこの場合、パティキュレートフィルタ
２２上において微粒子が積層状に堆積したときに排気ガ
スの空燃比をリッチにしてもよいし、微粒子が積層状に
堆積しているか否かに係わらず周期的に排気ガスの空燃
比をリッチにしてもよい。In this case, the air-fuel ratio of the exhaust gas may be made rich when the particulates are deposited on the particulate filter 22 in a laminated form, or the cycle may be changed regardless of whether or not the particulates are deposited in a laminated form. Alternatively, the air-fuel ratio of the exhaust gas may be made rich.
【００８７】排気ガスの空燃比をリッチにする方法とし
ては例えば機関負荷が比較的低いときにＥＧＲ率（ＥＧ
Ｒガス量／（吸入空気量＋ＥＧＲガス量））が６５パー
セント以上となるようにスロットル弁１７の開度および
ＥＧＲ制御弁２５の開度を制御し、このとき燃焼室５内
における平均空燃比がリッチになるように噴射量を制御
する方法を用いることができる。As a method of making the air-fuel ratio of the exhaust gas rich, for example, when the engine load is relatively low, the EGR rate (EG
The opening degree of the throttle valve 17 and the opening degree of the EGR control valve 25 are controlled so that the R gas amount / (intake air amount + EGR gas amount)) is 65% or more. At this time, the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 is A method of controlling the injection amount so that it becomes rich can be used.
【００８８】ところで上述したようにパティキュレート
フィルタ２２に酸化除去することができないほど微粒子
が堆積したときに排気ガスの空燃比をリッチにすること
により微粒子を酸化除去するようにしている場合、本実
施例のパティキュレートフィルタ２２はその上流領域へ
の炭化水素の付着が防止されるという点で優れている。
すなわち排気ガスの空燃比をリッチとすると炭化水素が
パティキュレートフィルタ２２に流入する。このときパ
ティキュレートフィルタ２２には上流側ほど炭化水素が
付着しやすい。By the way, in the case where the particulate filter 22 is oxidized and removed by making the air-fuel ratio of the exhaust gas rich when the particulates are accumulated on the particulate filter 22 so much that they cannot be removed by oxidation, The example particulate filter 22 is excellent in that hydrocarbons are prevented from adhering to its upstream region.
That is, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich, hydrocarbons flow into the particulate filter 22. At this time, hydrocarbons are more likely to adhere to the particulate filter 22 on the upstream side.
【００８９】ここでパティキュレートフィルタ２２は上
流領域ほどその温度が低いので付着した炭化水素は消費
されづらく、徐々に堆積してしまう傾向にある。そこで
このことを防止するという観点ではパティキュレートフ
ィルタ２２全体に酸化物質を担持させる場合において、
パティキュレートフィルタ２２の上流領域の隔壁部分に
単位体積当たりに担持させる酸化物質の量を下流領域の
隔壁部分に単位体積当たりに担持させる酸化物質の量よ
りも多くすることが好ましい。これによれば多くの酸化
物質を担持することがされているので炭化水素は堆積す
ることなく良好に消費される。斯くしてパティキュレー
トフィルタ２２の上流領域が炭化水素により閉塞される
ことが防止される。Since the temperature of the particulate filter 22 is lower in the upstream region, the adhered hydrocarbons are hard to be consumed, and the particulate filter 22 tends to be gradually deposited. Therefore, from the viewpoint of preventing this, in the case where the entire particulate filter 22 carries an oxidant,
It is preferable that the amount of the oxidizing substance carried on the partition wall portion in the upstream region of the particulate filter 22 per unit volume be larger than the amount of the oxidizing substance carried on the partition wall portion in the downstream region per unit volume. According to this, since a large amount of oxidizing substances are supported, hydrocarbons are well consumed without being deposited. Thus, the upstream region of the particulate filter 22 is prevented from being blocked by the hydrocarbon.
【００９０】以上説明した内燃機関の運転制御ルーチン
の一例を図１０に示した。図１０を参照するとまず初め
にステップ１００において燃焼室５内の平均空燃比をリ
ッチにすべきか否かが判別される。燃焼室５内の平均空
燃比をリッチにする必要がないときには流入微粒子量Ｍ
が酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なくなるようにステ
ップ１０１においてスロットル弁１７の開度が制御さ
れ、ステップ１０２においてＥＧＲ制御弁２５の開度が
制御され、ステップ１０３において燃料噴射量が制御さ
れる。An example of the operation control routine of the internal combustion engine described above is shown in FIG. Referring to FIG. 10, first, at step 100, it is judged if the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 should be made rich. When it is not necessary to make the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 rich, the inflow particulate amount M
Of the EGR control valve 25 is controlled in step 101 so that the amount becomes smaller than the amount G of particles that can be removed by oxidation, the opening of the EGR control valve 25 is controlled in step 102, and the fuel injection amount is controlled in step 103. .
【００９１】一方、ステップ１００において燃焼室５内
の平均空燃比をリッチにすべきであると判別されたとき
にはＥＧＲ率が６５パーセント以上になるようにステッ
プ１０４においてスロットル弁１７の開度が制御され、
ステップ１０５においてＥＧＲ制御弁２５の開度が制御
され、燃焼室５内の平均空燃比がリッチとなるようにス
テップ１０６において燃料噴射量が制御される。On the other hand, when it is determined in step 100 that the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 should be made rich, the opening degree of the throttle valve 17 is controlled in step 104 so that the EGR rate becomes 65% or more. ,
The opening degree of the EGR control valve 25 is controlled in step 105, and the fuel injection amount is controlled in step 106 so that the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 becomes rich.
【００９２】ところで燃料や潤滑油はカルシウムＣａを
含んでおり、したがって排気ガス中にカルシウムＣａが
含まれている。このカルシウムＣａはＳＯ3が存在する
と硫酸カルシウムＣａＳＯ4を生成する。この硫酸カル
シウムＣａＳＯ4は固体であって高温になっても熱分解
しない。したがって硫酸カルシウムＣａＳＯ4が生成さ
れるとこの硫酸カルシウムＣａＳＯ4によってパティキ
ュレートフィルタ２２の細孔が閉塞されてしまい、その
結果、排気ガスがパティキュレートフィルタ２２内を流
れづらくなる。The fuel and the lubricating oil contain calcium Ca, and therefore the exhaust gas contains calcium Ca. This calcium Ca produces calcium sulfate CaSO 4 when SO 3 is present. This calcium sulfate CaSO 4 is a solid and does not thermally decompose even at high temperatures. Therefore, when calcium sulfate CaSO 4 is generated, the pores of the particulate filter 22 are blocked by this calcium sulfate CaSO 4 , and as a result, exhaust gas becomes difficult to flow in the particulate filter 22.
【００９３】この場合、活性酸素放出剤６１としてカル
シウムＣａよりもイオン化傾向の高いアルカリ金属また
はアルカリ土類金属、例えばカリウムＫを用いると活性
酸素放出剤６１内に拡散するＳＯ3はカリウムＫと結合
して硫酸カリウムＫ2ＳＯ4を形成し、カルシウムＣａは
ＳＯ3と結合することなくパティキュレートフィルタ２
２の隔壁５４を通過して排気ガス流出通路５１内に流出
する。したがってパティキュレートフィルタ２２の細孔
が目詰まりすることがなくなる。したがって前述したよ
うに活性酸素放出剤６１としてはカルシウムＣａよりも
イオン化傾向の高いアルカリ金属またはアルカリ土類金
属、すなわちカリウムＫ、リチウムＬｉ、セシウムＣ
ｓ、ルビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ストロンチウムＳ
ｒを用いることが好ましいことになる。In this case, if an alkali metal or alkaline earth metal having a higher ionization tendency than calcium Ca, such as potassium K, is used as the active oxygen release agent 61, SO 3 that diffuses into the active oxygen release agent 61 is bound to potassium K. To form potassium sulfate K 2 SO 4 , and calcium Ca does not bind to SO 3 and the particulate filter 2
It passes through the second partition 54 and flows out into the exhaust gas outflow passage 51. Therefore, the pores of the particulate filter 22 will not be clogged. Therefore, as described above, the active oxygen releasing agent 61 is an alkali metal or alkaline earth metal having a higher ionization tendency than calcium Ca, that is, potassium K, lithium Li, and cesium C.
s, rubidium Rb, barium Ba, strontium S
It will be preferred to use r.
【００９４】また本発明はパティキュレートフィルタ２
２の両側面上に形成された担体の層上に白金Ｐｔのよう
な貴金属のみを担持した場合にも適用することができ
る。ただしこの場合には酸化除去可能微粒子量Ｇを示す
実線は図８に示す実線に比べて若干、右側に移動する。
この場合には白金Ｐｔの表面上に保持されるＮＯ2また
はＳＯ3から活性酸素が放出される。The present invention also relates to the particulate filter 2
It can also be applied to the case where only a noble metal such as platinum Pt is supported on the carrier layers formed on both side surfaces of No. 2. However, in this case, the solid line indicating the amount G of particles that can be removed by oxidation moves to the right side slightly as compared with the solid line shown in FIG.
In this case, active oxygen is released from NO 2 or SO 3 retained on the surface of platinum Pt.
【００９５】また活性酸素放出剤としてＮＯ2またはＳ
Ｏ3を吸着保持し、これら吸着されたＮＯ2またはＳＯ3
から活性酸素を放出しうる触媒を用いることもできる。Further, NO 2 or S is used as an active oxygen releasing agent.
O 3 is adsorbed and held, and these adsorbed NO 2 or SO 3
It is also possible to use a catalyst capable of releasing active oxygen from
【００９６】[0096]
【発明の効果】本発明によればパティキュレートフィル
タの上流端隔壁部分が寄せ集められて互いに接続され、
これにより通路の上流端開口が完全に閉塞されている。
このように通路の上流端開口が寄せ集められて互いに接
続された上流端隔壁部分により画成されているので排気
ガスは乱流を生じることなく通路内に流入することがで
きる。このためパティキュレートフィルタの圧損は小さ
い。さらに本発明によれば上流端隔壁部分に捕集された
微粒子が酸化物質により酸化されるのでパティキュレー
トフィルタの使用中においてその圧損の上昇が抑制さ
れ、低い値に維持される。斯くして本発明によれば常に
パティキュレートフィルタの圧損が低く維持される。According to the present invention, the upstream end partition portions of the particulate filter are gathered together and connected to each other,
As a result, the upstream end opening of the passage is completely closed.
In this way, since the upstream end openings of the passage are gathered together and defined by the upstream end partition wall portions connected to each other, the exhaust gas can flow into the passage without causing turbulence. Therefore, the pressure loss of the particulate filter is small. Further, according to the present invention, since the fine particles collected in the upstream end partition wall are oxidized by the oxidizing substance, the increase of the pressure loss during use of the particulate filter is suppressed and the particulate filter is maintained at a low value. Thus, according to the present invention, the pressure loss of the particulate filter is always kept low.
【図１】本発明のパティキュレートフィルタを示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a particulate filter of the present invention.
【図２】本発明のパティキュレートフィルタの一部を拡
大して示す図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the particulate filter of the present invention.
【図３】従来のパティキュレートフィルタの一部を拡大
して示す図である。FIG. 3 is an enlarged view showing a part of a conventional particulate filter.
【図４】ハニカム構造体を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a honeycomb structure.
【図５】型を示す図である。FIG. 5 is a view showing a mold.
【図６】微粒子の酸化作用を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an oxidizing effect of fine particles.
【図７】微粒子の堆積作用を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a deposition action of fine particles.
【図８】酸化除去可能微粒子量とパティキュレートフィ
ルタの温度との関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between the amount of fine particles that can be removed by oxidation and the temperature of a particulate filter.
【図９】本発明のパティキュレートフィルタを搭載した
内燃機関を示す図である。FIG. 9 is a view showing an internal combustion engine equipped with the particulate filter of the present invention.
【図１０】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。FIG. 10 is a flowchart for controlling the operation of the engine.
２２…パティキュレートフィルタ ５０，５１…排気流通路 ５２，５３…テーパ壁 22 ... Particulate filter 50, 51 ... Exhaust flow passage 52, 53 ... Tapered wall
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｑ 3/28 ３０１ ３１１Ｒ ３１１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｂ Ｆターム(参考） 3G090 AA03 BA01 3G091 AA18 AB02 AB08 AB13 BA11 CB00 CB01 DA02 FB12 GA06 GA16 GA18 GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W HA15 4D048 AA06 AA14 AB01 AB02 BA02X BA14X BA15X BA18X BA19X BA21X BA30X BA36X BB02 CD05 4D058 JA32 JB06 JB22 MA44 QA01 QA03 QA11 SA08 4G069 AA03 BC02B BC03B BC04B BC05B BC06B BC09B BC12B BC13B BC22B BC40B BC42B BC43B BC66B BC75B CA03 CA07 CA08 CA13 CA18 EA19─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/24 F01N 3/28 301Q 3/28 301 311R 311 B01D 53/36 103B F term (reference) 3G090 AA03 BA01 3G091 AA18 AB02 AB08 AB13 BA11 CB00 CB01 DA02 FB12 GA06 GA16 GA18 GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W HA15 4D048 AA06 AA14 AB01 AB02 BA02X BA14X BA15X BA18X BA19X BA21X BA30X BA36X BB02 CD05 4D058 JA32 JB06 JB22 MA44 QA01 QA03 QA11 SA08 4G069 AA03 BC02B BC03B BC04B BC05B BC06B BC09B BC12B BC13B BC22B BC40B BC42B BC43B BC66B BC75B CA03 CA07 CA08 CA13 CA18 EA19
Claims (13)
ティキュレートフィルタを具備し、該パティキュレート
フィルタが通路を画成する隔壁を有し、該隔壁が多孔質
の材料から形成されている排気浄化装置において、通路
の上流端開口を完全に閉塞するように上記隔壁の上流端
隔壁部分が寄せ集められて互いに接続され、該上流端隔
壁部分に微粒子を酸化することができる酸化物質が担持
されていることを特徴とする排気浄化装置。1. A particulate filter for collecting fine particles in exhaust gas is provided, and the particulate filter has a partition wall defining a passage, and the partition wall is formed of a porous material. In the exhaust gas purification device, the upstream end partition wall portions of the partition wall are gathered together and connected to each other so as to completely block the upstream end opening of the passage, and the upstream end partition wall portion carries an oxidizing substance capable of oxidizing fine particles. Exhaust purification device characterized by being.
る酸化物質が担持されている請求項１に記載の排気浄化
装置において、上記上流端隔壁部分に担持された酸化物
質の量が残りの隔壁部分に担持された酸化物質の量より
も多いことを特徴とする排気浄化装置。2. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the partition wall carries an oxidizing substance capable of oxidizing fine particles, and the partition wall in which the amount of the oxidizing substance carried on the upstream end partition wall remains. An exhaust emission control device, characterized in that it is larger than the amount of oxidant carried on the part.
の壁面に担持された酸化物質の量が下流側の壁面に担持
された酸化物質の量よりも多いことを特徴とする請求項
１に記載の排気浄化装置。3. The amount of the oxidizing substance carried on the upstream wall face among the wall faces of the upstream end partition wall portion is larger than the amount of the oxidizing substance carried on the downstream wall face. The exhaust emission control device according to.
するための処理を実行するように構成されていることを
特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。4. The exhaust gas purification device according to claim 1, wherein the exhaust gas purification device is configured to perform a process for raising the temperature of the particulate filter.
一部の通路においては該通路を画成する隔壁の上流端隔
壁部分が寄せ集められて互いに接続され、残りの通路に
おいては該通路を画成する隔壁の下流端隔壁部分が寄せ
集められて互いに接続されていることを特徴とする請求
項１に記載の排気浄化装置。5. A plurality of passages are provided, and in some of these passages, upstream end partition portions of the partition walls that define the passages are gathered and connected to each other, and in the remaining passages, the passages are connected. The exhaust emission control device according to claim 1, wherein the downstream end partition wall portions of the partition wall that define the above are gathered together and connected to each other.
画成する隔壁の上流端隔壁部分が寄せ集められて互いに
接続され、他方の通路においては該通路を画成する隔壁
の下流端隔壁部分が寄せ集められて互いに接続されてい
ることを特徴とする請求項５に記載の排気浄化装置。6. In one of adjacent passages, upstream end partition portions of partition walls defining the passages are gathered together and connected to each other, and in the other passage, downstream end partition wall portions of the partition walls defining the passage. The exhaust emission control device according to claim 5, wherein the exhaust purification devices are connected together.
パティキュレートフィルタの端面側ほど狭くなるように
寄せ集められていることを特徴とする請求項１に記載の
排気浄化装置。7. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the upstream end partition wall portion is gathered so that the flow passage cross section of the passage becomes narrower toward the end face side of the particulate filter.
り込んで該ＮＯXを保持し且つ周囲の酸素濃度が低下す
ると保持しているＮＯXを放出するＮＯX吸放出剤をパテ
ィキュレートフィルタ上に担持することを特徴とする請
求項１に記載の排気浄化装置。8. captures NO X when excess oxygen around exists on NO X absorbing polishes the particulate filter oxygen concentration around and hold the NO X emits NO X held to decrease The exhaust emission control device according to claim 1, characterized in that
媒を担持したことを特徴とする請求項１に記載の排気浄
化装置。9. The exhaust gas purification device according to claim 1, wherein a noble metal catalyst is carried on the particulate filter.
すると酸素を取り込んで酸素を保持し且つ周囲の酸素濃
度が低下すると保持している酸素を活性酸素の形で放出
する活性酸素放出剤であり、該活性酸素放出剤がパティ
キュレートフィルタ上に微粒子が付着したときに活性酸
素を放出させ、放出された活性酸素によりパティキュレ
ートフィルタ上に付着した微粒子を酸化するようにした
ことを特徴とする請求項９に記載の排気浄化装置。10. An active oxygen releasing agent which takes in oxygen to retain oxygen when excess oxygen is present in the surroundings and releases the retained oxygen in the form of active oxygen when the surrounding oxygen concentration decreases. The present invention is characterized in that the active oxygen releasing agent releases active oxygen when particles adhere to the particulate filter, and the released active oxygen oxidizes the particles adhered to the particulate filter. The exhaust emission control device according to claim 9.
たはアルカリ土類金属または希土類または遷移金属から
なることを特徴とする請求項１０に記載の排気浄化装
置。11. The exhaust emission control device according to claim 10, wherein the active oxygen releasing agent is made of an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth or a transition metal.
金属がカルシウムよりもイオン化傾向の高い金属からな
ることを特徴とする請求項１１に記載の排気浄化装置。12. The exhaust emission control device according to claim 11, wherein the alkali metal and the alkaline earth metal are made of a metal having a higher ionization tendency than calcium.
一時的にリッチにすることによりパティキュレートフィ
ルタ上に付着した微粒子を酸化させるようにしたことを
特徴とする請求項１０に記載の排気浄化装置。13. The exhaust gas according to claim 10, wherein the particulates adhering to the particulate filter are oxidized by temporarily increasing the air-fuel ratio of a part or the whole of the exhaust gas. Purification device.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10341216A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-04-14 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | particulate Filter |
| US7393509B2 (en) | 2003-12-11 | 2008-07-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
| JP2009097409A (en) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Yanmar Co Ltd | Black smoke purifying device |
| JP2020060164A (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | イビデン株式会社 | Honeycomb structure |
| WO2020075605A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | イビデン株式会社 | Honeycomb structure |
| WO2020075612A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | イビデン株式会社 | Honeycomb structure |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07106290B2 (en) * | 1984-04-23 | 1995-11-15 | エンゲルハード・コーポレーシヨン | Diesel Exhaust Particle Filter |
| JPH08246844A (en) * | 1994-10-13 | 1996-09-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Particulate trap for diesel engine |
| JPH10202105A (en) * | 1997-01-22 | 1998-08-04 | Toyota Motor Corp | Oxidation catalyst for diesel exhaust gas |
| JPH10317944A (en) * | 1997-05-22 | 1998-12-02 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
| JP2001207836A (en) * | 2000-01-19 | 2001-08-03 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
-
2001
- 2001-08-08 JP JP2001241086A patent/JP2003049631A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07106290B2 (en) * | 1984-04-23 | 1995-11-15 | エンゲルハード・コーポレーシヨン | Diesel Exhaust Particle Filter |
| JPH08246844A (en) * | 1994-10-13 | 1996-09-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Particulate trap for diesel engine |
| JPH10202105A (en) * | 1997-01-22 | 1998-08-04 | Toyota Motor Corp | Oxidation catalyst for diesel exhaust gas |
| JPH10317944A (en) * | 1997-05-22 | 1998-12-02 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
| JP2001207836A (en) * | 2000-01-19 | 2001-08-03 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10341216A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-04-14 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | particulate Filter |
| US7393509B2 (en) | 2003-12-11 | 2008-07-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
| JP2009097409A (en) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Yanmar Co Ltd | Black smoke purifying device |
| JP2020060164A (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | イビデン株式会社 | Honeycomb structure |
| WO2020075605A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | イビデン株式会社 | Honeycomb structure |
| WO2020075607A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | イビデン株式会社 | Honeycomb structure |
| WO2020075612A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | イビデン株式会社 | Honeycomb structure |
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