JP2003065035A - 排気ガス浄化方法及びパティキュレートフィルタの製造方法 - Google Patents
排気ガス浄化方法及びパティキュレートフィルタの製造方法Info
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- Catalysts (AREA)
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- Filtering Materials (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パティキュレートフィルタを通過する微粒子
の量を低減する。 【解決手段】 細孔の内壁面上に触媒が担持されている
パティキュレートフィルタ２２を機関排気通路内に配置
する。排気ガス中の微粒子を細孔内に捕集し、捕集され
た微粒子を細孔内で酸化除去するために酸化雰囲気のも
とでパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇させ
る。捕集された微粒子を酸化除去するためにパティキュ
レートフィルタ２２の温度を上昇させるときに、触媒が
ほとんど存在しない状態で微粒子を酸化除去するのに必
要な温度である微粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維
持されるようにパティキュレートフィルタ２２の温度を
上昇させる。
の量を低減する。 【解決手段】 細孔の内壁面上に触媒が担持されている
パティキュレートフィルタ２２を機関排気通路内に配置
する。排気ガス中の微粒子を細孔内に捕集し、捕集され
た微粒子を細孔内で酸化除去するために酸化雰囲気のも
とでパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇させ
る。捕集された微粒子を酸化除去するためにパティキュ
レートフィルタ２２の温度を上昇させるときに、触媒が
ほとんど存在しない状態で微粒子を酸化除去するのに必
要な温度である微粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維
持されるようにパティキュレートフィルタ２２の温度を
上昇させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は排気ガス浄化方法及
びパティキュレートフィルタの製造方法に関する。
びパティキュレートフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、隔壁の側表面上に触媒が担持
されているパティキュレートフィルタを機関排気通路内
に配置してパティキュレートフィルタにより排気ガス中
の微粒子を捕集し、捕集された微粒子を酸化雰囲気のも
とで酸化除去す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たディーゼル機関が知られている。
されているパティキュレートフィルタを機関排気通路内
に配置してパティキュレートフィルタにより排気ガス中
の微粒子を捕集し、捕集された微粒子を酸化雰囲気のも
とで酸化除去す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たディーゼル機関が知られている。
【０００３】この場合、微粒子がパティキュレートフィ
ルタの細孔の内部に進入できないようにパティキュレー
トフィルタが形成されており、これは微粒子を隔壁の側
表面上に捕集するという考え方に基づいていることを表
している。従って、隔壁の側表面上に触媒を担持させる
ことによって、捕集された微粒子を確実に酸化除去する
ことが可能になる。
ルタの細孔の内部に進入できないようにパティキュレー
トフィルタが形成されており、これは微粒子を隔壁の側
表面上に捕集するという考え方に基づいていることを表
している。従って、隔壁の側表面上に触媒を担持させる
ことによって、捕集された微粒子を確実に酸化除去する
ことが可能になる。
【０００４】ところが、隔壁の側表面の面積を大きくす
るには限界がある。従って、このような考え方に基づい
ている限り、触媒の担持量、つまり微粒子と触媒との接
触頻度を大きくすることができず、従って捕集された微
粒子を速やかに酸化除去することができない。
るには限界がある。従って、このような考え方に基づい
ている限り、触媒の担持量、つまり微粒子と触媒との接
触頻度を大きくすることができず、従って捕集された微
粒子を速やかに酸化除去することができない。
【０００５】そこで、微粒子がパティキュレートフィル
タの細孔の内部にまで進入できるようにパティキュレー
トフィルタを形成すると共に細孔の内壁面上に触媒を担
持し、排気ガス中の微粒子を細孔内に捕集し、捕集され
た微粒子を酸化雰囲気のもとで細孔内で酸化除去するよ
うにした排気ガス浄化方法が公知である（特開平９−９
４４３４号公報参照）。このようにすると触媒の担持量
ないし接触頻度を大きくすることができ、従って捕集さ
れた微粒子を速やかに酸化除去することが可能になる。
タの細孔の内部にまで進入できるようにパティキュレー
トフィルタを形成すると共に細孔の内壁面上に触媒を担
持し、排気ガス中の微粒子を細孔内に捕集し、捕集され
た微粒子を酸化雰囲気のもとで細孔内で酸化除去するよ
うにした排気ガス浄化方法が公知である（特開平９−９
４４３４号公報参照）。このようにすると触媒の担持量
ないし接触頻度を大きくすることができ、従って捕集さ
れた微粒子を速やかに酸化除去することが可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、コージェラ
イトのような多孔質材料の細孔の径を均一にするのは極
めて困難であり、即ちパティキュレートフィルタに実際
に形成される細孔には、微粒子の平均粒径と比べて、径
の大きい細孔もあれば径の小さい細孔もある。このた
め、微粒子を細孔内に捕集するという考え方に基づく
と、径の大きな細孔から微粒子がパティキュレートフィ
ルタ下流に逃げる恐れがあるという問題点がある。
イトのような多孔質材料の細孔の径を均一にするのは極
めて困難であり、即ちパティキュレートフィルタに実際
に形成される細孔には、微粒子の平均粒径と比べて、径
の大きい細孔もあれば径の小さい細孔もある。このた
め、微粒子を細孔内に捕集するという考え方に基づく
と、径の大きな細孔から微粒子がパティキュレートフィ
ルタ下流に逃げる恐れがあるという問題点がある。
【０００７】従って本発明の目的は、パティキュレート
フィルタを通過する微粒子の量を低減することができる
排気ガス浄化方法及びパティキュレートフィルタの製造
方法を提供することにある。
フィルタを通過する微粒子の量を低減することができる
排気ガス浄化方法及びパティキュレートフィルタの製造
方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、機関排気通路内にパティキュ
レートフィルタを配置し、該パティキュレートフィルタ
の細孔の内壁面上に触媒が担持されており、排気ガス中
の微粒子を該細孔内に捕集し、該捕集された微粒子を該
細孔内で酸化除去するために酸化雰囲気のもとでパティ
キュレートフィルタの温度を上昇させる排気ガス浄化方
法において、捕集された微粒子を酸化除去するためにパ
ティキュレートフィルタの温度を上昇させるときに、微
粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維持されるようにパ
ティキュレートフィルタの温度を上昇させている。
に１番目の発明によれば、機関排気通路内にパティキュ
レートフィルタを配置し、該パティキュレートフィルタ
の細孔の内壁面上に触媒が担持されており、排気ガス中
の微粒子を該細孔内に捕集し、該捕集された微粒子を該
細孔内で酸化除去するために酸化雰囲気のもとでパティ
キュレートフィルタの温度を上昇させる排気ガス浄化方
法において、捕集された微粒子を酸化除去するためにパ
ティキュレートフィルタの温度を上昇させるときに、微
粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維持されるようにパ
ティキュレートフィルタの温度を上昇させている。
【０００９】詳しくは後述するが、径の大きな細孔の内
壁面上には触媒が担持されにくいことが本願発明者によ
り確認されている。従って、径の大きな細孔内に捕集さ
れた微粒子は触媒がほとんど存在しない状態で酸化除去
されない限り、径の大きな細孔内に残留し続けることに
なる。ところがこの残留した微粒子は径の大きな細孔の
シール材として作用しうる。そこで１番目の発明では、
パティキュレートフィルタの温度が、触媒がほとんど存
在しない状態で微粒子を酸化除去するのに必要な温度で
ある微粒子の自発燃焼開始温度以上にならないように
し、それにより、触媒が担持されている径の小さな細孔
内の微粒子を除去し、触媒がほとんど担持されていない
径の大きな細孔内の微粒子が残留するようにしている。
壁面上には触媒が担持されにくいことが本願発明者によ
り確認されている。従って、径の大きな細孔内に捕集さ
れた微粒子は触媒がほとんど存在しない状態で酸化除去
されない限り、径の大きな細孔内に残留し続けることに
なる。ところがこの残留した微粒子は径の大きな細孔の
シール材として作用しうる。そこで１番目の発明では、
パティキュレートフィルタの温度が、触媒がほとんど存
在しない状態で微粒子を酸化除去するのに必要な温度で
ある微粒子の自発燃焼開始温度以上にならないように
し、それにより、触媒が担持されている径の小さな細孔
内の微粒子を除去し、触媒がほとんど担持されていない
径の大きな細孔内の微粒子が残留するようにしている。
【００１０】また、２番目の発明によれば１番目の発明
で使用されるパティキュレートフィルタの製造方法にお
いて、細孔の内壁面上に触媒が担持されているパティキ
ュレートフィルタ半完成品を用意し、該パティキュレー
トフィルタ半完成品の細孔内に、自発燃焼開始温度が微
粒子の自発燃焼開始温度とほぼ同じかそれよりも高いシ
ール材を保持せしめ、次いで該シール材の自発燃焼開始
温度よりも低く維持されるように酸化雰囲気のもとでパ
ティキュレートフィルタ半完成品の温度を上昇させ、そ
れにより、細孔内に保持されたシール材を部分的に酸化
除去している。即ち２番目の発明では、触媒が担持され
ている径の小さな細孔内のシール材が除去され、触媒が
ほとんど担持されていない径の大きな細孔内のシール材
が残留せしめられるので、パティキュレートフィルタの
新品時に微粒子が径の大きな細孔から逃げるのが阻止さ
れる。また、捕集された微粒子を酸化除去するためにパ
ティキュレートフィルタの温度を上昇させるときに、パ
ティキュレートフィルタの温度がシール材の自発燃焼開
始温度よりも低く維持されるので、シール材が径の大き
な細孔内に残留せしめられる。
で使用されるパティキュレートフィルタの製造方法にお
いて、細孔の内壁面上に触媒が担持されているパティキ
ュレートフィルタ半完成品を用意し、該パティキュレー
トフィルタ半完成品の細孔内に、自発燃焼開始温度が微
粒子の自発燃焼開始温度とほぼ同じかそれよりも高いシ
ール材を保持せしめ、次いで該シール材の自発燃焼開始
温度よりも低く維持されるように酸化雰囲気のもとでパ
ティキュレートフィルタ半完成品の温度を上昇させ、そ
れにより、細孔内に保持されたシール材を部分的に酸化
除去している。即ち２番目の発明では、触媒が担持され
ている径の小さな細孔内のシール材が除去され、触媒が
ほとんど担持されていない径の大きな細孔内のシール材
が残留せしめられるので、パティキュレートフィルタの
新品時に微粒子が径の大きな細孔から逃げるのが阻止さ
れる。また、捕集された微粒子を酸化除去するためにパ
ティキュレートフィルタの温度を上昇させるときに、パ
ティキュレートフィルタの温度がシール材の自発燃焼開
始温度よりも低く維持されるので、シール材が径の大き
な細孔内に残留せしめられる。
【００１１】また、３番目の発明によれば、機関排気通
路内にパティキュレートフィルタを配置し、該パティキ
ュレートフィルタの細孔の内壁面上に触媒が担持されて
おり、排気ガス中の微粒子を該細孔内に捕集し、該捕集
された微粒子を該細孔内で酸化除去するために酸化雰囲
気のもとでパティキュレートフィルタの温度を上昇させ
る排気ガス浄化方法において、捕集された微粒子を酸化
除去するためにパティキュレートフィルタの温度を上昇
させるときに、パティキュレートフィルタの細孔のうち
径の小さな細孔内に捕集された微粒子が酸化除去されか
つ径の大きな細孔内に捕集された微粒子が残留するよう
にパティキュレートフィルタの温度を上昇させている。
即ち３番目の発明でも、触媒が担持されている径の小さ
な細孔内の微粒子が除去され、触媒がほとんど担持され
ていない径の大きな細孔内の微粒子が残留せしめられ
る。
路内にパティキュレートフィルタを配置し、該パティキ
ュレートフィルタの細孔の内壁面上に触媒が担持されて
おり、排気ガス中の微粒子を該細孔内に捕集し、該捕集
された微粒子を該細孔内で酸化除去するために酸化雰囲
気のもとでパティキュレートフィルタの温度を上昇させ
る排気ガス浄化方法において、捕集された微粒子を酸化
除去するためにパティキュレートフィルタの温度を上昇
させるときに、パティキュレートフィルタの細孔のうち
径の小さな細孔内に捕集された微粒子が酸化除去されか
つ径の大きな細孔内に捕集された微粒子が残留するよう
にパティキュレートフィルタの温度を上昇させている。
即ち３番目の発明でも、触媒が担持されている径の小さ
な細孔内の微粒子が除去され、触媒がほとんど担持され
ていない径の大きな細孔内の微粒子が残留せしめられ
る。
【００１２】また、４番目の発明によれば、機関排気通
路内にパティキュレートフィルタを配置し、該パティキ
ュレートフィルタの細孔の内壁面上に触媒が担持されて
おり、排気ガス中の微粒子を該細孔内に捕集し、該捕集
された微粒子を該細孔内で酸化除去するために酸化雰囲
気のもとでパティキュレートフィルタの温度を上昇させ
る排気ガス浄化方法において、細孔の内壁面上に触媒が
担持されているパティキュレートフィルタ半完成品の細
孔内に、自発燃焼開始温度が触媒の存在下で微粒子を酸
化除去するのに必要な温度よりも高いシール材を保持せ
しめ、次いで該シール材の自発燃焼開始温度よりも低く
維持されるように酸化雰囲気のもとでパティキュレート
フィルタ半完成品の温度を上昇させ、それにより、細孔
内に保持されたシール材を部分的に酸化除去することに
より、パティキュレートフィルタが製造されており、捕
集された微粒子を酸化除去するためにパティキュレート
フィルタの温度を上昇させるときに、シール材の自発燃
焼開始温度よりも低く維持されるようにパティキュレー
トフィルタの温度を上昇させている。即ち４番目の発明
でも、触媒が担持されている径の小さな細孔内のシール
材が除去され、触媒がほとんど担持されていない径の大
きな細孔内のシール材が残留せしめられるので、パティ
キュレートフィルタの新品時に微粒子が径の大きな細孔
から逃げるのが阻止される。また、捕集された微粒子を
酸化除去するためにパティキュレートフィルタの温度を
上昇させるときに、パティキュレートフィルタの温度が
シール材の自発燃焼開始温度よりも低く維持されるの
で、シール材が径の大きな細孔内に残留せしめられる。
路内にパティキュレートフィルタを配置し、該パティキ
ュレートフィルタの細孔の内壁面上に触媒が担持されて
おり、排気ガス中の微粒子を該細孔内に捕集し、該捕集
された微粒子を該細孔内で酸化除去するために酸化雰囲
気のもとでパティキュレートフィルタの温度を上昇させ
る排気ガス浄化方法において、細孔の内壁面上に触媒が
担持されているパティキュレートフィルタ半完成品の細
孔内に、自発燃焼開始温度が触媒の存在下で微粒子を酸
化除去するのに必要な温度よりも高いシール材を保持せ
しめ、次いで該シール材の自発燃焼開始温度よりも低く
維持されるように酸化雰囲気のもとでパティキュレート
フィルタ半完成品の温度を上昇させ、それにより、細孔
内に保持されたシール材を部分的に酸化除去することに
より、パティキュレートフィルタが製造されており、捕
集された微粒子を酸化除去するためにパティキュレート
フィルタの温度を上昇させるときに、シール材の自発燃
焼開始温度よりも低く維持されるようにパティキュレー
トフィルタの温度を上昇させている。即ち４番目の発明
でも、触媒が担持されている径の小さな細孔内のシール
材が除去され、触媒がほとんど担持されていない径の大
きな細孔内のシール材が残留せしめられるので、パティ
キュレートフィルタの新品時に微粒子が径の大きな細孔
から逃げるのが阻止される。また、捕集された微粒子を
酸化除去するためにパティキュレートフィルタの温度を
上昇させるときに、パティキュレートフィルタの温度が
シール材の自発燃焼開始温度よりも低く維持されるの
で、シール材が径の大きな細孔内に残留せしめられる。
【００１３】また、５番目の発明によれば、機関排気通
路内にパティキュレートフィルタを配置し、該パティキ
ュレートフィルタの細孔の内壁面上に触媒が担持されて
おり、排気ガス中の微粒子を該細孔内に捕集し、該捕集
された微粒子を該細孔内で酸化除去する排気ガス浄化方
法において、微粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維持
されるようにパティキュレートフィルタの温度を制御し
ている。パティキュレートフィルタの温度は内燃機関の
運転状態にも依存し、即ち捕集された微粒子を酸化除去
すべきときでなくても、パティキュレートフィルタの温
度が上昇する場合がある。また、捕集された微粒子を酸
化除去するためでなく、別の目的でパティキュレートフ
ィルタの温度を上昇させなければならない場合もある。
ところがこのような場合にパティキュレートフィルタの
温度が微粒子の自発燃焼開始温度以上になると、径の大
きな細孔内に残留している微粒子が除去されることにな
る。そこで４番目の発明では、パティキュレートフィル
タの温度が微粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維持さ
れるように、内燃機関の運転状態を制御し、又はパティ
キュレートフィルタを冷却するようにしている。
路内にパティキュレートフィルタを配置し、該パティキ
ュレートフィルタの細孔の内壁面上に触媒が担持されて
おり、排気ガス中の微粒子を該細孔内に捕集し、該捕集
された微粒子を該細孔内で酸化除去する排気ガス浄化方
法において、微粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維持
されるようにパティキュレートフィルタの温度を制御し
ている。パティキュレートフィルタの温度は内燃機関の
運転状態にも依存し、即ち捕集された微粒子を酸化除去
すべきときでなくても、パティキュレートフィルタの温
度が上昇する場合がある。また、捕集された微粒子を酸
化除去するためでなく、別の目的でパティキュレートフ
ィルタの温度を上昇させなければならない場合もある。
ところがこのような場合にパティキュレートフィルタの
温度が微粒子の自発燃焼開始温度以上になると、径の大
きな細孔内に残留している微粒子が除去されることにな
る。そこで４番目の発明では、パティキュレートフィル
タの温度が微粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維持さ
れるように、内燃機関の運転状態を制御し、又はパティ
キュレートフィルタを冷却するようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明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
火式内燃機関に適用することもできる。
関に適用した場合を示している。なお、本発明は火花点
火式内燃機関に適用することもできる。
【００１５】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、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。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。図１に示される第１の実施例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。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。
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。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。図１に示される第１の実施例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。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。
【００１６】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。図１に示される第
１の実施例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２
８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２
７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。
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。図１に示される第
１の実施例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２
８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２
７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。
【００１７】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。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の上流側排気ガス圧と下流側排気ガス圧
との圧力差、即ちパティキュレートフィルタ２２におけ
る圧損を検出するための圧力センサ４３が取付けられ、
この圧力センサ４３の出力信号は対応するＡＤ変換器３
７を介して入力ポート３５に入力される。
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。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の上流側排気ガス圧と下流側排気ガス圧
との圧力差、即ちパティキュレートフィルタ２２におけ
る圧損を検出するための圧力センサ４３が取付けられ、
この圧力センサ４３の出力信号は対応するＡＤ変換器３
７を介して入力ポート３５に入力される。
【００１８】一方、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３７を介して入力ポート３５に入力
される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例
えば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。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。
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３７を介して入力ポート３５に入力
される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例
えば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。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。
【００１９】図２にパティキュレートフィルタ２２の構
造を示す。なお、図２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
２（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５０，５１を具備
する。これら排気流通路は下流端が栓５２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２（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓５
３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。
造を示す。なお、図２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
２（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５０，５１を具備
する。これら排気流通路は下流端が栓５２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２（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓５
３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。
【００２０】パティキュレートフィルタ２２は例えばコ
ージェ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
２（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。
ージェ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
２（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。
【００２１】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、この担体上に白金Ｐｔ
のような貴金属触媒、又はセリウムＣｅのような希土類
触媒が担持されている。
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、この担体上に白金Ｐｔ
のような貴金属触媒、又はセリウムＣｅのような希土類
触媒が担持されている。
【００２２】排気ガス中に含まれる主に炭素の固体から
なる微粒子はパティキュレートフィルタ２２上に捕集さ
れ、堆積する。図１に示される内燃機関では平均空燃比
が常時リーンに維持されており、このためパティキュレ
ートフィルタ２２は常時酸化雰囲気に維持されている。
従って、パティキュレートフィルタ２２の温度が微粒子
を酸化しうる温度、例えば２５０℃以上に維持されてお
り、かつパティキュレートフィルタ２２に単位時間当り
送り込まれる微粒子量がそれほど多くないときには、微
粒子はいつかは酸化せしめられ、従ってこの場合全微粒
子が連続酸化せしめられる。
なる微粒子はパティキュレートフィルタ２２上に捕集さ
れ、堆積する。図１に示される内燃機関では平均空燃比
が常時リーンに維持されており、このためパティキュレ
ートフィルタ２２は常時酸化雰囲気に維持されている。
従って、パティキュレートフィルタ２２の温度が微粒子
を酸化しうる温度、例えば２５０℃以上に維持されてお
り、かつパティキュレートフィルタ２２に単位時間当り
送り込まれる微粒子量がそれほど多くないときには、微
粒子はいつかは酸化せしめられ、従ってこの場合全微粒
子が連続酸化せしめられる。
【００２３】これに対し、パティキュレートフィルタ２
２に単位時間当り送り込まれる微粒子量が多くなるか、
或いはパティキュレートフィルタ２２の温度が低くなる
と十分に酸化されない微粒子の量が増大するためにパテ
ィキュレートフィルタ２２上の堆積微粒子量が増大す
る。実際の運転状態ではパティキュレートフィルタ２２
に単位時間当り送り込まれる微粒子量が多くなることも
あるし、パティキュレートフィルタ２２の温度が低くな
ることもあるのでパティキュレートフィルタ２２上の堆
積微粒子量は次第に増大する。
２に単位時間当り送り込まれる微粒子量が多くなるか、
或いはパティキュレートフィルタ２２の温度が低くなる
と十分に酸化されない微粒子の量が増大するためにパテ
ィキュレートフィルタ２２上の堆積微粒子量が増大す
る。実際の運転状態ではパティキュレートフィルタ２２
に単位時間当り送り込まれる微粒子量が多くなることも
あるし、パティキュレートフィルタ２２の温度が低くな
ることもあるのでパティキュレートフィルタ２２上の堆
積微粒子量は次第に増大する。
【００２４】そこで第１の実施例では、パティキュレー
トフィルタ２２上の堆積微粒子量が予め定められた許容
値よりも多くなったときに、パティキュレートフィルタ
２２上に堆積した微粒子を酸化除去するためにパティキ
ュレートフィルタ２２の温度を上昇させるようにしてい
る。
トフィルタ２２上の堆積微粒子量が予め定められた許容
値よりも多くなったときに、パティキュレートフィルタ
２２上に堆積した微粒子を酸化除去するためにパティキ
ュレートフィルタ２２の温度を上昇させるようにしてい
る。
【００２５】ここで、パティキュレートフィルタ２２上
の堆積微粒子量が許容値よりも多くなったか否かを判断
する方法には種々の方法がある。例えば圧力センサ４３
により検出されるパティキュレートフィルタ２２の圧損
が予め定められた許容値を越えたときや、燃料噴射量の
積算値がしきい値を越えたときに、堆積微粒子量が許容
値よりも多くなったと判断することができる。或いは、
パティキュレートフィルタ２２に単位時間当たり送り込
まれる微粒子量を例えば機関運転状態の関数として予め
求めておき、パティキュレートフィルタ２２上で単位時
間当たりに酸化除去される微粒子量を例えばパティキュ
レートフィルタ２２の温度の関数として予め求めてお
き、これらからパティキュレートフィルタ２２上の堆積
微粒子量を推定するようにすることもできる。
の堆積微粒子量が許容値よりも多くなったか否かを判断
する方法には種々の方法がある。例えば圧力センサ４３
により検出されるパティキュレートフィルタ２２の圧損
が予め定められた許容値を越えたときや、燃料噴射量の
積算値がしきい値を越えたときに、堆積微粒子量が許容
値よりも多くなったと判断することができる。或いは、
パティキュレートフィルタ２２に単位時間当たり送り込
まれる微粒子量を例えば機関運転状態の関数として予め
求めておき、パティキュレートフィルタ２２上で単位時
間当たりに酸化除去される微粒子量を例えばパティキュ
レートフィルタ２２の温度の関数として予め求めてお
き、これらからパティキュレートフィルタ２２上の堆積
微粒子量を推定するようにすることもできる。
【００２６】一方、パティキュレートフィルタ２２の温
度を上昇させる方法にも種々の方法がある。例えばパテ
ィキュレートフィルタ２２の上流端に電気ヒータを配置
して電気ヒータによりパティキュレートフィルタ２２又
はパティキュレートフィルタ２２に流入する排気ガスを
加熱する方法や、パティキュレートフィルタ２２上流の
排気通路内に炭化水素を供給してこの燃料を燃焼させる
ことによりパティキュレートフィルタ２２を加熱する方
法や、排気ガス温を上昇させてパティキュレートフィル
タ２２の温度を上昇させる方法がある。
度を上昇させる方法にも種々の方法がある。例えばパテ
ィキュレートフィルタ２２の上流端に電気ヒータを配置
して電気ヒータによりパティキュレートフィルタ２２又
はパティキュレートフィルタ２２に流入する排気ガスを
加熱する方法や、パティキュレートフィルタ２２上流の
排気通路内に炭化水素を供給してこの燃料を燃焼させる
ことによりパティキュレートフィルタ２２を加熱する方
法や、排気ガス温を上昇させてパティキュレートフィル
タ２２の温度を上昇させる方法がある。
【００２７】ここで最後の方法、即ち排気ガス温を上昇
させる方法について図３を参照しつつ簡単に説明してお
く。
させる方法について図３を参照しつつ簡単に説明してお
く。
【００２８】排気ガス温を上昇させるのに有効な方法の
一つは燃料噴射時期を圧縮上死点以後まで遅角させる方
法である。即ち、通常主燃料Ｑｍは図３において（Ｉ）
に示されるように圧縮上死点付近で噴射される。この場
合、図３の（ＩＩ）に示されるように主燃料Ｑｍの噴射
時期が遅角されると後燃え期間が長くなり、斯くして排
気ガス温が上昇する。排気ガス温が高くなるとそれに伴
ってパティキュレートフィルタ２２の温度が上昇する。
一つは燃料噴射時期を圧縮上死点以後まで遅角させる方
法である。即ち、通常主燃料Ｑｍは図３において（Ｉ）
に示されるように圧縮上死点付近で噴射される。この場
合、図３の（ＩＩ）に示されるように主燃料Ｑｍの噴射
時期が遅角されると後燃え期間が長くなり、斯くして排
気ガス温が上昇する。排気ガス温が高くなるとそれに伴
ってパティキュレートフィルタ２２の温度が上昇する。
【００２９】また、排気ガス温を上昇させるために図３
の（ＩＩＩ）に示されるように主燃料Ｑｍに加え、吸気
上死点付近において補助燃料Ｑｖを噴射することもでき
る。このように補助燃料Ｑｖを追加的に噴射すると補助
燃料Ｑｖ分だけ燃焼せしめられる燃料が増えるために排
気ガス温が上昇し、斯くしてパティキュレートフィルタ
２２の温度が上昇する。
の（ＩＩＩ）に示されるように主燃料Ｑｍに加え、吸気
上死点付近において補助燃料Ｑｖを噴射することもでき
る。このように補助燃料Ｑｖを追加的に噴射すると補助
燃料Ｑｖ分だけ燃焼せしめられる燃料が増えるために排
気ガス温が上昇し、斯くしてパティキュレートフィルタ
２２の温度が上昇する。
【００３０】一方、このように吸気上死点付近において
補助燃料Ｑｖを噴射すると圧縮行程中に圧縮熱によって
この補助燃料Ｑｖからアルデヒド、ケトン、パーオキサ
イド、一酸化炭素等の中間生成物が生成され、これら中
間生成物によって主燃料Ｑｍの反応が加速される。従っ
てこの場合には図３の（ＩＩＩ）に示されるように主燃
料Ｑｍの噴射時期を大巾に遅らせても失火を生ずること
なく良好な燃焼が得られる。即ち、このように主燃料Ｑ
ｍの噴射時期を大巾に遅らせることができるので排気ガ
ス温はかなり高くなり、斯くしてパティキュレートフィ
ルタ２２の温度をすみやかに上昇させることができる。
補助燃料Ｑｖを噴射すると圧縮行程中に圧縮熱によって
この補助燃料Ｑｖからアルデヒド、ケトン、パーオキサ
イド、一酸化炭素等の中間生成物が生成され、これら中
間生成物によって主燃料Ｑｍの反応が加速される。従っ
てこの場合には図３の（ＩＩＩ）に示されるように主燃
料Ｑｍの噴射時期を大巾に遅らせても失火を生ずること
なく良好な燃焼が得られる。即ち、このように主燃料Ｑ
ｍの噴射時期を大巾に遅らせることができるので排気ガ
ス温はかなり高くなり、斯くしてパティキュレートフィ
ルタ２２の温度をすみやかに上昇させることができる。
【００３１】また、図３の（ＩＶ）に示されるように主
燃料Ｑｍに加え、膨張行程中又は排気行程中に補助燃料
Ｑｐを噴射することもできる。即ち、この場合、大部分
の補助燃料Ｑｐは燃焼することなく未燃ＨＣの形で排気
通路内に排出される。この未燃ＨＣはパティキュレート
フィルタ２２上において過剰酸素により酸化され、この
とき発生する酸化反応熱によってパティキュレートフィ
ルタ２２の温度が上昇せしめられる。
燃料Ｑｍに加え、膨張行程中又は排気行程中に補助燃料
Ｑｐを噴射することもできる。即ち、この場合、大部分
の補助燃料Ｑｐは燃焼することなく未燃ＨＣの形で排気
通路内に排出される。この未燃ＨＣはパティキュレート
フィルタ２２上において過剰酸素により酸化され、この
とき発生する酸化反応熱によってパティキュレートフィ
ルタ２２の温度が上昇せしめられる。
【００３２】ここで、図３の（ＩＩ）に示す例では主燃
料の噴射時期を変更することにより、図３の（ＩＩＩ）
に示す例では主燃料の噴射時期又は補助燃料Ｑｖの量を
変更することにより、図３の（ＩＶ）に示す例では補助
燃料Ｑｐの量を変更することにより、排気ガスの温度を
変更することができ、従ってパティキュレートフィルタ
２２の温度を変更することができる。
料の噴射時期を変更することにより、図３の（ＩＩＩ）
に示す例では主燃料の噴射時期又は補助燃料Ｑｖの量を
変更することにより、図３の（ＩＶ）に示す例では補助
燃料Ｑｐの量を変更することにより、排気ガスの温度を
変更することができ、従ってパティキュレートフィルタ
２２の温度を変更することができる。
【００３３】どのような方法を採るにしても、パティキ
ュレートフィルタ２２上の堆積微粒子量が多くなるとパ
ティキュレートフィルタ２２上に堆積した微粒子が酸化
除去され、従ってパティキュレートフィルタ２２の圧損
が過度に高くなるのが阻止される。
ュレートフィルタ２２上の堆積微粒子量が多くなるとパ
ティキュレートフィルタ２２上に堆積した微粒子が酸化
除去され、従ってパティキュレートフィルタ２２の圧損
が過度に高くなるのが阻止される。
【００３４】この場合、微粒子はパティキュレートフィ
ルタ２２の隔壁５４の側表面上だけでなく細孔内にも捕
集され、この細孔の内壁面にも触媒が担持されているの
で微粒子が細孔内で酸化除去される。このようにする
と、触媒の担持量を多くすることができ、微粒子と触媒
との接触頻度を高めることができるので、パティキュレ
ートフィルタ２２上に堆積した微粒子を速やかに酸化除
去することができる。
ルタ２２の隔壁５４の側表面上だけでなく細孔内にも捕
集され、この細孔の内壁面にも触媒が担持されているの
で微粒子が細孔内で酸化除去される。このようにする
と、触媒の担持量を多くすることができ、微粒子と触媒
との接触頻度を高めることができるので、パティキュレ
ートフィルタ２２上に堆積した微粒子を速やかに酸化除
去することができる。
【００３５】ところで、冒頭で説明したように、パティ
キュレートフィルタ２２の細孔の径を均一にするのは極
めて困難である。その結果、隔壁５４の側表面の拡大部
分図である図４に示されるように、隔壁５４には径の小
さな細孔ＭＰＳと、径の大きな細孔ＭＰＬとが形成され
ることになる。このため、このような径の大きな細孔Ｍ
ＰＬから微粒子が逃げる恐れがある。
キュレートフィルタ２２の細孔の径を均一にするのは極
めて困難である。その結果、隔壁５４の側表面の拡大部
分図である図４に示されるように、隔壁５４には径の小
さな細孔ＭＰＳと、径の大きな細孔ＭＰＬとが形成され
ることになる。このため、このような径の大きな細孔Ｍ
ＰＬから微粒子が逃げる恐れがある。
【００３６】一方、図４からもわかるように、径の大き
な細孔ＭＰＬの内壁面上には触媒、例えば白金Ｐｔ粒子
が担持されにくいことが本願発明者により確認されてい
る。これは径の大きな細孔の内壁面上に担体の層が形成
されにくいからであると考えられている。
な細孔ＭＰＬの内壁面上には触媒、例えば白金Ｐｔ粒子
が担持されにくいことが本願発明者により確認されてい
る。これは径の大きな細孔の内壁面上に担体の層が形成
されにくいからであると考えられている。
【００３７】理由はともあれ、このような径の大きな細
孔内に捕集された微粒子を酸化除去するためには、触媒
がほとんど存在しない状態で微粒子を酸化除去するのに
必要な温度である自発燃焼開始温度以上にパティキュレ
ートフィルタ２２を昇温する必要がある。ところが、パ
ティキュレートフィルタ２２を微粒子の自発燃焼開始温
度以上に昇温するには多くのエネルギが必要であり、或
いはこのような高温になるとパティキュレートフィルタ
２２が溶損する恐れがある。
孔内に捕集された微粒子を酸化除去するためには、触媒
がほとんど存在しない状態で微粒子を酸化除去するのに
必要な温度である自発燃焼開始温度以上にパティキュレ
ートフィルタ２２を昇温する必要がある。ところが、パ
ティキュレートフィルタ２２を微粒子の自発燃焼開始温
度以上に昇温するには多くのエネルギが必要であり、或
いはこのような高温になるとパティキュレートフィルタ
２２が溶損する恐れがある。
【００３８】むしろ、径の大きな細孔内に捕集された微
粒子が酸化除去されないで径の大きな細孔内に残留する
と、径の大きな細孔がこの残留した微粒子によってシー
ルされ、従って径の大きな細孔から微粒子が逃げるのを
抑制できることになる。
粒子が酸化除去されないで径の大きな細孔内に残留する
と、径の大きな細孔がこの残留した微粒子によってシー
ルされ、従って径の大きな細孔から微粒子が逃げるのを
抑制できることになる。
【００３９】そこで第１の実施例では、パティキュレー
トフィルタ２２上に堆積した微粒子を酸化除去するため
にパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇させると
きには、微粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維持され
るようにパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇さ
せている。このようにすると、触媒が担持されている径
の小さな細孔内の微粒子が確実に酸化除去され、触媒が
ほとんど担持されていない径の大きな細孔内の微粒子が
細孔内に確実に残留されることになる。
トフィルタ２２上に堆積した微粒子を酸化除去するため
にパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇させると
きには、微粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維持され
るようにパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇さ
せている。このようにすると、触媒が担持されている径
の小さな細孔内の微粒子が確実に酸化除去され、触媒が
ほとんど担持されていない径の大きな細孔内の微粒子が
細孔内に確実に残留されることになる。
【００４０】そうすると、第１の実施例では、パティキ
ュレートフィルタ２２上に堆積した微粒子を酸化除去す
るためにパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇さ
せるときには、径の小さな細孔ＭＰＳ内に捕集された微
粒子が酸化除去されかつ径の大きな細孔ＭＰＬ内に捕集
された微粒子が残留するようにパティキュレートフィル
タ２２の温度を上昇させているという見方もできる。
ュレートフィルタ２２上に堆積した微粒子を酸化除去す
るためにパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇さ
せるときには、径の小さな細孔ＭＰＳ内に捕集された微
粒子が酸化除去されかつ径の大きな細孔ＭＰＬ内に捕集
された微粒子が残留するようにパティキュレートフィル
タ２２の温度を上昇させているという見方もできる。
【００４１】微粒子の自発燃焼開始温度は微粒子の状態
などに応じて変動し、従って正確に何度であるというこ
とはできないが、６５０℃程度であると考えられてい
る。一方、径の小さな細孔ＭＰＳ内に捕集された微粒子
を酸化除去するために、即ち触媒の存在下で微粒子を酸
化除去するためにパティキュレートフィルタ２２の温度
を６５０℃まで上昇させなくてもよい。そこで第１の実
施例では、パティキュレートフィルタ２２上に堆積した
微粒子を酸化除去するためにパティキュレートフィルタ
２２の温度を上昇させるときには、パティキュレートフ
ィルタ２２の温度を概ね６５０℃以下に維持するように
している。
などに応じて変動し、従って正確に何度であるというこ
とはできないが、６５０℃程度であると考えられてい
る。一方、径の小さな細孔ＭＰＳ内に捕集された微粒子
を酸化除去するために、即ち触媒の存在下で微粒子を酸
化除去するためにパティキュレートフィルタ２２の温度
を６５０℃まで上昇させなくてもよい。そこで第１の実
施例では、パティキュレートフィルタ２２上に堆積した
微粒子を酸化除去するためにパティキュレートフィルタ
２２の温度を上昇させるときには、パティキュレートフ
ィルタ２２の温度を概ね６５０℃以下に維持するように
している。
【００４２】図５は第１の実施例を実行するためのフロ
ーチャートを示している。
ーチャートを示している。
【００４３】図５を参照すると、まずステップ１００で
はパティキュレートフィルタ２２上の堆積微粒子量ＤＰ
Ｍが許容値Ｄ１よりも多くなったか否かが判断される。
ＤＰＭ≦Ｄ１のときには次いでステップ１０１に進み、
通常運転が行われる。パティキュレートフィルタ２２の
昇温制御は行われない。
はパティキュレートフィルタ２２上の堆積微粒子量ＤＰ
Ｍが許容値Ｄ１よりも多くなったか否かが判断される。
ＤＰＭ≦Ｄ１のときには次いでステップ１０１に進み、
通常運転が行われる。パティキュレートフィルタ２２の
昇温制御は行われない。
【００４４】これに対し、ＤＰＭ＞Ｄ１のときにはステ
ップ１０２に進み、温度センサ３９の出力に基づき、リ
ーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ２２の温
度を概ね６５０℃以下に維持する昇温制御が行われ、そ
れによってパティキュレートフィルタ２２上に堆積した
微粒子が燃焼せしめられる。このようなパティキュレー
トフィルタ２２の再生が完了すると昇温制御が停止さ
れ、再び通常運転が行われる。
ップ１０２に進み、温度センサ３９の出力に基づき、リ
ーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ２２の温
度を概ね６５０℃以下に維持する昇温制御が行われ、そ
れによってパティキュレートフィルタ２２上に堆積した
微粒子が燃焼せしめられる。このようなパティキュレー
トフィルタ２２の再生が完了すると昇温制御が停止さ
れ、再び通常運転が行われる。
【００４５】次に、本発明による第２の実施例を説明す
る。
る。
【００４６】第１の実施例では、新品のパティキュレー
トフィルタ２２の細孔内には微粒子が一切堆積しておら
ず、内燃機関が運転されるうちに径の大きな細孔が内燃
機関から排出された微粒子によりシールされる。従っ
て、径の大きな細孔がシールされるまでは、径の大きな
細孔から微粒子が逃げる恐れがあるということになる。
トフィルタ２２の細孔内には微粒子が一切堆積しておら
ず、内燃機関が運転されるうちに径の大きな細孔が内燃
機関から排出された微粒子によりシールされる。従っ
て、径の大きな細孔がシールされるまでは、径の大きな
細孔から微粒子が逃げる恐れがあるということになる。
【００４７】そこで第２の実施例では、パティキュレー
トフィルタ２２の製造工程の末期又は最終段階で径の大
きな細孔をシール材により予めシールするようにしてい
る。
トフィルタ２２の製造工程の末期又は最終段階で径の大
きな細孔をシール材により予めシールするようにしてい
る。
【００４８】具体的に説明すると、まず、粒子状のシー
ル材を用意する。このシール材は酸化雰囲気のもとで加
熱されると酸化除去されうる材料であって、自発燃焼開
始温度が微粒子の自発燃焼開始温度とほぼ同じ材料、例
えば固体炭素から形成されている。一方、シール材の平
均粒径はパティキュレートフィルタ半完成品の細孔の径
よりも小さいのが好ましく、内燃機関から排出される微
粒子の平均粒径と同程度であるのが好ましい。
ル材を用意する。このシール材は酸化雰囲気のもとで加
熱されると酸化除去されうる材料であって、自発燃焼開
始温度が微粒子の自発燃焼開始温度とほぼ同じ材料、例
えば固体炭素から形成されている。一方、シール材の平
均粒径はパティキュレートフィルタ半完成品の細孔の径
よりも小さいのが好ましく、内燃機関から排出される微
粒子の平均粒径と同程度であるのが好ましい。
【００４９】次いで、触媒が担持されているパティキュ
レートフィルタ半完成品に、シール材を適用する。即
ち、シール材を含む空気流が排気ガス流入通路５０内に
流入せしめられ、次いで隔壁５４を通って排気ガス流出
通路５１内に流出せしめられる。このとき、微粒子がパ
ティキュレートフィルタ２２に捕集されるのと同様に、
シール材がパティキュレートフィルタ半完成品上に捕集
され、斯くしてシール材がパティキュレートフィルタ半
完成品の細孔内に保持される。
レートフィルタ半完成品に、シール材を適用する。即
ち、シール材を含む空気流が排気ガス流入通路５０内に
流入せしめられ、次いで隔壁５４を通って排気ガス流出
通路５１内に流出せしめられる。このとき、微粒子がパ
ティキュレートフィルタ２２に捕集されるのと同様に、
シール材がパティキュレートフィルタ半完成品上に捕集
され、斯くしてシール材がパティキュレートフィルタ半
完成品の細孔内に保持される。
【００５０】次いで、シール材の自発燃焼開始温度より
も低く維持されるように酸化雰囲気のもとでパティキュ
レートフィルタ半完成品の温度を上昇させる。その結
果、触媒が担持されている径の小さな細孔内に保持され
たシール材が酸化除去され、触媒がほとんど担持されて
いない径の大きな細孔内に保持されたシール材が酸化除
去されることなく細孔内に残留せしめられる。
も低く維持されるように酸化雰囲気のもとでパティキュ
レートフィルタ半完成品の温度を上昇させる。その結
果、触媒が担持されている径の小さな細孔内に保持され
たシール材が酸化除去され、触媒がほとんど担持されて
いない径の大きな細孔内に保持されたシール材が酸化除
去されることなく細孔内に残留せしめられる。
【００５１】このようにしてパティキュレートフィルタ
２２が完成され、内燃機関のケーシング２３内に装着さ
れる。このとき、径の大きな細孔はシール材によってシ
ールされており、従ってパティキュレートフィルタ２２
が新品であっても微粒子がパティキュレートフィルタ２
２を通過しにくくなっている。
２２が完成され、内燃機関のケーシング２３内に装着さ
れる。このとき、径の大きな細孔はシール材によってシ
ールされており、従ってパティキュレートフィルタ２２
が新品であっても微粒子がパティキュレートフィルタ２
２を通過しにくくなっている。
【００５２】また、シール材の自発燃焼開始温度は微粒
子の自発燃焼開始温度とほぼ同じかそれよりも高いの
で、微粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維持されるよ
うにパティキュレートフィルタ２２の昇温作用が行われ
る限り、シール材が酸化除去されることはなく、即ちシ
ール作用が維持される。
子の自発燃焼開始温度とほぼ同じかそれよりも高いの
で、微粒子の自発燃焼開始温度よりも低く維持されるよ
うにパティキュレートフィルタ２２の昇温作用が行われ
る限り、シール材が酸化除去されることはなく、即ちシ
ール作用が維持される。
【００５３】なお、シール材の自発燃焼開始温度は微粒
子の自発燃焼開始温度よりも高くてもよく、或いは触媒
の存在下で微粒子を酸化除去するのに必要な温度よりも
高い限り、微粒子の自発燃焼開始温度よりも低くてもよ
い。この場合、捕集された微粒子を酸化除去するときに
シール材の自発燃焼開始温度よりも低く維持されるよう
にパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇させるこ
とが必要となる。
子の自発燃焼開始温度よりも高くてもよく、或いは触媒
の存在下で微粒子を酸化除去するのに必要な温度よりも
高い限り、微粒子の自発燃焼開始温度よりも低くてもよ
い。この場合、捕集された微粒子を酸化除去するときに
シール材の自発燃焼開始温度よりも低く維持されるよう
にパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇させるこ
とが必要となる。
【００５４】ここで、シール材の自発燃焼開始温度が高
くなるということは微粒子を酸化除去するときのパティ
キュレートフィルタ２２の許容最高温度が高くなること
を表しており、従って微粒子を速やかに酸化除去すると
いう点からすれば、シール材の自発燃焼開始温度はでき
るだけ高い方がよいということになる。
くなるということは微粒子を酸化除去するときのパティ
キュレートフィルタ２２の許容最高温度が高くなること
を表しており、従って微粒子を速やかに酸化除去すると
いう点からすれば、シール材の自発燃焼開始温度はでき
るだけ高い方がよいということになる。
【００５５】一方、径の大きな細孔からシール材が逃げ
たとしても、径の大きな細孔内に捕集された微粒子を径
の大きな細孔内に維持できれば、微粒子がパティキュレ
ートフィルタ２２を通過するのを阻止できる。このため
には、捕集された微粒子を酸化除去するときに微粒子の
自発燃焼開始温度よりも低く維持されるようにパティキ
ュレートフィルタ２２の温度を上昇させることが必要で
ある。
たとしても、径の大きな細孔内に捕集された微粒子を径
の大きな細孔内に維持できれば、微粒子がパティキュレ
ートフィルタ２２を通過するのを阻止できる。このため
には、捕集された微粒子を酸化除去するときに微粒子の
自発燃焼開始温度よりも低く維持されるようにパティキ
ュレートフィルタ２２の温度を上昇させることが必要で
ある。
【００５６】これまで述べてきた実施例では、パティキ
ュレートフィルタ２２上に貴金属触媒又は希土類触媒が
担持されている。しかしながら、吸気通路、燃焼室５お
よびパティキュレートフィルタ２２上流の排気通路内に
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、排気の空燃比がリーンのときにＮＯＸを吸収し排
気の空燃比がリッチのときにＮＯＸを放出するＮＯＸ吸
収剤をパティキュレートフィルタ２２上に担持すること
もできる。
ュレートフィルタ２２上に貴金属触媒又は希土類触媒が
担持されている。しかしながら、吸気通路、燃焼室５お
よびパティキュレートフィルタ２２上流の排気通路内に
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、排気の空燃比がリーンのときにＮＯＸを吸収し排
気の空燃比がリッチのときにＮＯＸを放出するＮＯＸ吸
収剤をパティキュレートフィルタ２２上に担持すること
もできる。
【００５７】この場合、ＮＯＸ吸収剤にはＮＯＸだけで
なくＳＯＸのようなイオウ分も吸収され、このイオウ分
をＮＯＸ吸収剤から放出させるために排気の空燃比をリ
ッチ又は理論空燃比にしながらパティキュレートフィル
タ２２の温度を上昇させる必要がある。このときパティ
キュレートフィルタ２２は必ずしも酸化雰囲気ではない
けれども、ＮＯＸ吸収剤からイオウ分を放出させるため
にパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇させると
きにも、微粒子又はシール材の自発燃焼開始温度よりも
低く維持されるようにパティキュレートフィルタ２２の
温度を制御すれば、径の大きな細孔内に微粒子又はシー
ル材を維持することができる。
なくＳＯＸのようなイオウ分も吸収され、このイオウ分
をＮＯＸ吸収剤から放出させるために排気の空燃比をリ
ッチ又は理論空燃比にしながらパティキュレートフィル
タ２２の温度を上昇させる必要がある。このときパティ
キュレートフィルタ２２は必ずしも酸化雰囲気ではない
けれども、ＮＯＸ吸収剤からイオウ分を放出させるため
にパティキュレートフィルタ２２の温度を上昇させると
きにも、微粒子又はシール材の自発燃焼開始温度よりも
低く維持されるようにパティキュレートフィルタ２２の
温度を制御すれば、径の大きな細孔内に微粒子又はシー
ル材を維持することができる。
【００５８】
【発明の効果】パティキュレートフィルタを通過する微
粒子の量を低減することができる。
粒子の量を低減することができる。
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】パティキュレートフィルタを示す図である。
【図３】噴射制御を説明するための図である。
【図４】パティキュレートフィルタの隔壁の拡大部分図
である。
である。
【図５】機関の運転を制御するためのフローチャートで
ある。
ある。
５…燃焼室
６…燃料噴射弁
２２…パティキュレートフィルタ
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）
Ｂ０１Ｄ 39/14 Ｂ０１Ｄ 39/14 Ｂ ４Ｇ０６９
53/94 Ｂ０１Ｊ 23/10 Ａ
Ｂ０１Ｊ 23/10 23/42 Ａ
23/42 37/14
37/14 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｅ
Ｆ０１Ｎ 3/24 3/28 ３０１Ｐ
3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 46/48
// Ｂ０１Ｄ 46/48 53/36 １０３Ｃ
Ｆターム(参考） 3G090 AA03 BA01 CA01 CB02 CB12
DA03
3G091 AA10 AA11 AA18 AA28 AB02
AB14 BA04 BA07 BA17 CA02
CA03 CA07 CA18 EA02 EA07
EA19 EA32 EA38 EA39 FB01
FB14 GA09 GB04W GB05W
GB06W HA36 HA37 HA45
HB05 HB06
4D019 AA01 BA05 BB06 BC07 BC12
BD10 CA01 CB04 CB06 CB09
4D048 AA14 AB01 AC03 BA03X
BA10X BA19X BA30X BA41X
BB02 BB14 BB17 CC53 CD05
DA01 DA03 DA13
4D058 JA32 JB22 MA44 MA51 SA08
4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B
BA08C BA13A BA13B BB02A
BB02B BB04A BB04B BC43A
BC43B BC75A BC75B CA02
CA03 CA07 CA18 EA19 EA27
EC18X EC18Y EE03 FA01
FB15 FB20 FB35 FC03 FC07
Claims (5)
- 【請求項１】 機関排気通路内にパティキュレートフィ
ルタを配置し、該パティキュレートフィルタの細孔の内
壁面上に触媒が担持されており、排気ガス中の微粒子を
該細孔内に捕集し、該捕集された微粒子を該細孔内で酸
化除去するために酸化雰囲気のもとでパティキュレート
フィルタの温度を上昇させる排気ガス浄化方法におい
て、捕集された微粒子を酸化除去するためにパティキュ
レートフィルタの温度を上昇させるときに、微粒子の自
発燃焼開始温度よりも低く維持されるようにパティキュ
レートフィルタの温度を上昇させる排気ガス浄化方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の排気ガス浄化方法で使
用されるパティキュレートフィルタの製造方法におい
て、細孔の内壁面上に触媒が担持されているパティキュ
レートフィルタ半完成品を用意し、該パティキュレート
フィルタ半完成品の細孔内に、自発燃焼開始温度が微粒
子の自発燃焼開始温度とほぼ同じかそれよりも高いシー
ル材を保持せしめ、次いで該シール材の自発燃焼開始温
度よりも低く維持されるように酸化雰囲気のもとでパテ
ィキュレートフィルタ半完成品の温度を上昇させ、それ
により、細孔内に保持されたシール材を部分的に酸化除
去するパティキュレートフィルタの製造方法。 - 【請求項３】 機関排気通路内にパティキュレートフィ
ルタを配置し、該パティキュレートフィルタの細孔の内
壁面上に触媒が担持されており、排気ガス中の微粒子を
該細孔内に捕集し、該捕集された微粒子を該細孔内で酸
化除去するために酸化雰囲気のもとでパティキュレート
フィルタの温度を上昇させる排気ガス浄化方法におい
て、捕集された微粒子を酸化除去するためにパティキュ
レートフィルタの温度を上昇させるときに、パティキュ
レートフィルタの細孔のうち径の小さな細孔内に捕集さ
れた微粒子が酸化除去されかつ径の大きな細孔内に捕集
された微粒子が残留するようにパティキュレートフィル
タの温度を上昇させる排気ガス浄化方法。 - 【請求項４】 機関排気通路内にパティキュレートフィ
ルタを配置し、該パティキュレートフィルタの細孔の内
壁面上に触媒が担持されており、排気ガス中の微粒子を
該細孔内に捕集し、該捕集された微粒子を該細孔内で酸
化除去するために酸化雰囲気のもとでパティキュレート
フィルタの温度を上昇させる排気ガス浄化方法におい
て、細孔の内壁面上に触媒が担持されているパティキュ
レートフィルタ半完成品の細孔内に、自発燃焼開始温度
が触媒の存在下で微粒子を酸化除去するのに必要な温度
よりも高いシール材を保持せしめ、次いで該シール材の
自発燃焼開始温度よりも低く維持されるように酸化雰囲
気のもとでパティキュレートフィルタ半完成品の温度を
上昇させ、それにより、細孔内に保持されたシール材を
部分的に酸化除去することにより、パティキュレートフ
ィルタが製造されており、捕集された微粒子を酸化除去
するためにパティキュレートフィルタの温度を上昇させ
るときに、シール材の自発燃焼開始温度よりも低く維持
されるようにパティキュレートフィルタの温度を上昇さ
せる排気ガス浄化方法。 - 【請求項５】 機関排気通路内にパティキュレートフィ
ルタを配置し、該パティキュレートフィルタの細孔の内
壁面上に触媒が担持されており、排気ガス中の微粒子を
該細孔内に捕集し、該捕集された微粒子を該細孔内で酸
化除去する排気ガス浄化方法において、微粒子の自発燃
焼開始温度よりも低く維持されるようにパティキュレー
トフィルタの温度を制御する排気ガス浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001258119A JP2003065035A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 排気ガス浄化方法及びパティキュレートフィルタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001258119A JP2003065035A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 排気ガス浄化方法及びパティキュレートフィルタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003065035A true JP2003065035A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19085692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001258119A Pending JP2003065035A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 排気ガス浄化方法及びパティキュレートフィルタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003065035A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1650420A1 (fr) | 2004-10-20 | 2006-04-26 | Renault s.a.s. | Système et procédé de régularisation de la régénération d'un filtre à particules de moteur à combustion interne |
| JP2013507564A (ja) * | 2009-10-16 | 2013-03-04 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | パティキュレートフィルタの作動方法 |
-
2001
- 2001-08-28 JP JP2001258119A patent/JP2003065035A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1650420A1 (fr) | 2004-10-20 | 2006-04-26 | Renault s.a.s. | Système et procédé de régularisation de la régénération d'un filtre à particules de moteur à combustion interne |
| JP2013507564A (ja) * | 2009-10-16 | 2013-03-04 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | パティキュレートフィルタの作動方法 |
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