JP2003307114A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 配置のために大きな空間を必要とすることな
く微粒子を確実に捕集する。 【解決手段】 内燃機関の排気通路内に複数のパティキ
ュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬを互いに直列に配置
し、これらパティキュレートフィルタを低捕集効率型フ
ィルタから形成する。上流側パティキュレートフィルタ
ＰＦＵを排気マニホルド１６内に配置し、下流側パティ
キュレートフィルタＰＦＬを車両アンダーフロアに位置
するケーシング１８内に配置する。
く微粒子を確実に捕集する。 【解決手段】 内燃機関の排気通路内に複数のパティキ
ュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬを互いに直列に配置
し、これらパティキュレートフィルタを低捕集効率型フ
ィルタから形成する。上流側パティキュレートフィルタ
ＰＦＵを排気マニホルド１６内に配置し、下流側パティ
キュレートフィルタＰＦＬを車両アンダーフロアに位置
するケーシング１８内に配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気浄化
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関の排気通路内に排気ガス
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
を配置したディーゼル機関の排気浄化装置が公知である
（特許第２７２７９０６号公報参照）。この排気浄化装
置では単一のパティキュレートフィルタでもって微粒子
を捕集するようにしている。
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
を配置したディーゼル機関の排気浄化装置が公知である
（特許第２７２７９０６号公報参照）。この排気浄化装
置では単一のパティキュレートフィルタでもって微粒子
を捕集するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】単一のパティキュレー
トフィルタでもって微粒子を良好に捕集するためには、
比較的大きな容量ないし寸法のパティキュレートフィル
タが必要になる。しかしながら、例えば車両アンダーフ
ロアにある利用可能な空間は限られており、従って車両
アンダーフロアにこのような大容量のパティキュレート
フィルタを配置できない恐れがあるという問題点があ
る。排気マニホルド内又は排気マニホルド直下流の排気
通路内についても同様である。
トフィルタでもって微粒子を良好に捕集するためには、
比較的大きな容量ないし寸法のパティキュレートフィル
タが必要になる。しかしながら、例えば車両アンダーフ
ロアにある利用可能な空間は限られており、従って車両
アンダーフロアにこのような大容量のパティキュレート
フィルタを配置できない恐れがあるという問題点があ
る。排気マニホルド内又は排気マニホルド直下流の排気
通路内についても同様である。
【０００４】そこで本発明の目的は、配置のために大き
な空間を必要とすることなく微粒子を確実に捕集するこ
とができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにあ
る。
な空間を必要とすることなく微粒子を確実に捕集するこ
とができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、リーン空燃比のもとで燃焼が
行われる内燃機関の排気通路内に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配置した内
燃機関の排気浄化装置において、前記パティキュレート
フィルタを複数の低捕集効率型フィルタから形成すると
共に、これら低捕集効率型フィルタを排気通路内に互い
に直列に配置している。
に１番目の発明によれば、リーン空燃比のもとで燃焼が
行われる内燃機関の排気通路内に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配置した内
燃機関の排気浄化装置において、前記パティキュレート
フィルタを複数の低捕集効率型フィルタから形成すると
共に、これら低捕集効率型フィルタを排気通路内に互い
に直列に配置している。
【０００６】また、２番目の発明によれば１番目の発明
において、各低捕集効率型フィルタ上に堆積した微粒子
の量が予め定められた許容量を越えないようにこれら低
捕集効率型フィルタの微粒子捕集効率が設定されてい
る。
において、各低捕集効率型フィルタ上に堆積した微粒子
の量が予め定められた許容量を越えないようにこれら低
捕集効率型フィルタの微粒子捕集効率が設定されてい
る。
【０００７】また、３番目の発明によれば１番目の発明
において、前記複数のパティキュレートフィルタを少な
くとも一対の低捕集効率型フィルタから構成し、これら
一対の低捕集効率型フィルタのうち一方の低捕集効率型
フィルタを排気マニホルド内又は排気マニホルド直下流
の排気通路内に配置し、他方の低捕集効率型フィルタを
車両アンダーフロアに位置する排気通路内に配置してい
る。
において、前記複数のパティキュレートフィルタを少な
くとも一対の低捕集効率型フィルタから構成し、これら
一対の低捕集効率型フィルタのうち一方の低捕集効率型
フィルタを排気マニホルド内又は排気マニホルド直下流
の排気通路内に配置し、他方の低捕集効率型フィルタを
車両アンダーフロアに位置する排気通路内に配置してい
る。
【０００８】また、４番目の発明によれば１番目の発明
において、微粒子捕集効率が概ね６０％以下になるよう
に、前記パティキュレートフィルタをそれぞれ形成する
多孔質材の平均細孔径が設定されている。
において、微粒子捕集効率が概ね６０％以下になるよう
に、前記パティキュレートフィルタをそれぞれ形成する
多孔質材の平均細孔径が設定されている。
【０００９】また、５番目の発明によれば１番目の発明
において、前記パティキュレートフィルタがそれぞれ、
互いに平行に延びる複数の排気流通路を具備しており、
これら排気流通路は下流端が閉塞された排気ガス流入通
路と上流端が閉塞された排気ガス流出通路とから構成さ
れており、これら排気ガス流入通路及び排気ガス流出通
路は多孔質材から形成された隔壁を介して交互に並べら
れており、これらパティキュレートフィルタの微粒子捕
集効率が概ね６０％以下になるように、排気ガス流入通
路の下流端周りを画定する隔壁及び排気ガス流出通路の
上流端周りを画定する隔壁をそれぞれ内向きに折り曲げ
てこれら下流端及び上流端が少なくとも部分的に閉塞さ
れている。
において、前記パティキュレートフィルタがそれぞれ、
互いに平行に延びる複数の排気流通路を具備しており、
これら排気流通路は下流端が閉塞された排気ガス流入通
路と上流端が閉塞された排気ガス流出通路とから構成さ
れており、これら排気ガス流入通路及び排気ガス流出通
路は多孔質材から形成された隔壁を介して交互に並べら
れており、これらパティキュレートフィルタの微粒子捕
集効率が概ね６０％以下になるように、排気ガス流入通
路の下流端周りを画定する隔壁及び排気ガス流出通路の
上流端周りを画定する隔壁をそれぞれ内向きに折り曲げ
てこれら下流端及び上流端が少なくとも部分的に閉塞さ
れている。
【００１０】また、６番目の発明によれば１番目の発明
において、前記パティキュレートフィルタがそれぞれ、
互いに平行に延びる複数の排気流通路を具備しており、
これら排気流通路は下流端が閉塞された排気ガス流入通
路と上流端が閉塞された排気ガス流出通路とを含んで構
成されており、これら排気ガス流入通路及び排気ガス流
出通路は多孔質材から形成された隔壁を介して並べられ
ており、これらパティキュレートフィルタの微粒子捕集
効率が概ね６０％以下になるように、排気ガス流入通路
の下流端及び排気ガス流出通路の上流端のうち少なくと
も一部が開放されている。
において、前記パティキュレートフィルタがそれぞれ、
互いに平行に延びる複数の排気流通路を具備しており、
これら排気流通路は下流端が閉塞された排気ガス流入通
路と上流端が閉塞された排気ガス流出通路とを含んで構
成されており、これら排気ガス流入通路及び排気ガス流
出通路は多孔質材から形成された隔壁を介して並べられ
ており、これらパティキュレートフィルタの微粒子捕集
効率が概ね６０％以下になるように、排気ガス流入通路
の下流端及び排気ガス流出通路の上流端のうち少なくと
も一部が開放されている。
【００１１】また、７番目の発明によれば１番目の発明
において、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
排気ガス中のＮＯＸを蓄え、流入する排気ガス中の酸素
濃度が低下すると蓄えているＮＯＸを還元して蓄えてい
るＮＯＸの量を減少させるＮＯＸ触媒が前記低捕集効率
型フィルタのうち少なくとも最も上流側の低捕集効率型
フィルタ上に担持されている。
において、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
排気ガス中のＮＯＸを蓄え、流入する排気ガス中の酸素
濃度が低下すると蓄えているＮＯＸを還元して蓄えてい
るＮＯＸの量を減少させるＮＯＸ触媒が前記低捕集効率
型フィルタのうち少なくとも最も上流側の低捕集効率型
フィルタ上に担持されている。
【００１２】また、８番目の発明によれば１番目の発明
において、下流側に位置する低捕集効率型フィルタより
も上流側に位置する低捕集効率型フィルタの方がその微
粒子捕集効率が低くなるようにこれら低捕集効率型フィ
ルタが形成されている。
において、下流側に位置する低捕集効率型フィルタより
も上流側に位置する低捕集効率型フィルタの方がその微
粒子捕集効率が低くなるようにこれら低捕集効率型フィ
ルタが形成されている。
【００１３】また、９番目の発明によれば１番目の発明
において、下流側に位置する低捕集効率型フィルタより
も上流側に位置する低捕集効率型フィルタの方がその耐
熱性が高くなるようにこれら低捕集効率型フィルタが形
成されている。
において、下流側に位置する低捕集効率型フィルタより
も上流側に位置する低捕集効率型フィルタの方がその耐
熱性が高くなるようにこれら低捕集効率型フィルタが形
成されている。
【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
火式内燃機関にも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
火式内燃機関にも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及びサージ
タンク１２を介して吸気ダクト１３に連結される。吸気
ダクト１３内にはステップモータ１４により駆動される
スロットル弁１５が配置される。
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及びサージ
タンク１２を介して吸気ダクト１３に連結される。吸気
ダクト１３内にはステップモータ１４により駆動される
スロットル弁１５が配置される。
【００１６】一方、排気ポート１０は排気マニホルド１
６及び排気管１７を介し、車両アンダーフロアに位置す
るケーシング１８に連結され、ケーシング１８は排気管
１９に連結される。排気マニホルド１６の分岐部又は集
合部には上流側パティキュレートフィルタＰＦＵが収容
されており、ケーシング１８内には下流側パティキュレ
ートフィルタＰＦＬが収容されている。
６及び排気管１７を介し、車両アンダーフロアに位置す
るケーシング１８に連結され、ケーシング１８は排気管
１９に連結される。排気マニホルド１６の分岐部又は集
合部には上流側パティキュレートフィルタＰＦＵが収容
されており、ケーシング１８内には下流側パティキュレ
ートフィルタＰＦＬが収容されている。
【００１７】これらパティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬは微粒子捕集効率が概ね６０％以下である低捕集
効率型フィルタから形成される。従って、一般的に言う
と、排気通路内に複数の低捕集効率型フィルタを互いに
直列に配置しているということになる。
ＰＦＬは微粒子捕集効率が概ね６０％以下である低捕集
効率型フィルタから形成される。従って、一般的に言う
と、排気通路内に複数の低捕集効率型フィルタを互いに
直列に配置しているということになる。
【００１８】上流側パティキュレートフィルタＰＦＵ上
にはＮＯＸ触媒が担持されている。このＮＯＸ触媒は例
えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウム
Ｋ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのよ
うなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのよ
うなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのよ
うな希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ、
パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ、イリジウムＩｒのよう
な貴金属とが担持されている。一方、下流側パティキュ
レートフィルタＰＦＬ上には酸化触媒が担持されてい
る。この酸化触媒はアルミナからなる担体上に担持され
た白金Ｐｔのような貴金属触媒又はセリウムＣｅのよう
な希土類触媒から形成されている。
にはＮＯＸ触媒が担持されている。このＮＯＸ触媒は例
えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウム
Ｋ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのよ
うなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのよ
うなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのよ
うな希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ、
パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ、イリジウムＩｒのよう
な貴金属とが担持されている。一方、下流側パティキュ
レートフィルタＰＦＬ上には酸化触媒が担持されてい
る。この酸化触媒はアルミナからなる担体上に担持され
た白金Ｐｔのような貴金属触媒又はセリウムＣｅのよう
な希土類触媒から形成されている。
【００１９】各燃料噴射弁６は燃料リザーバ、いわゆる
コモンレール２０に連結される。このコモンレール２０
内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２１から燃
料が供給され、コモンレール２１内に供給された燃料は
燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２０にはコモ
ンレール２０内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ
２２が取付けられ、燃料圧センサ２２の出力信号に基づ
いてコモンレール２０内の燃料圧が目標燃料圧となるよ
うに燃料ポンプ２１の吐出量が制御される。
コモンレール２０に連結される。このコモンレール２０
内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２１から燃
料が供給され、コモンレール２１内に供給された燃料は
燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２０にはコモ
ンレール２０内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ
２２が取付けられ、燃料圧センサ２２の出力信号に基づ
いてコモンレール２０内の燃料圧が目標燃料圧となるよ
うに燃料ポンプ２１の吐出量が制御される。
【００２０】電子制御ユニット４０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）４４、入力ポート４５及び出力ポート４６を具備す
る。燃料圧センサ２２の出力信号は対応するＡＤ変換器
４７を介して入力ポート４５に入力される。
ータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）４４、入力ポート４５及び出力ポート４６を具備す
る。燃料圧センサ２２の出力信号は対応するＡＤ変換器
４７を介して入力ポート４５に入力される。
【００２１】一方、アクセルペダル３０にはアクセルペ
ダル３０の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負
荷センサ３１が接続され、負荷センサ３１の出力電圧は
対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力
される。更に入力ポート４５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３２が接続される。一方、出力ポート４６は対
応する駆動回路４８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１４、及び燃料ポンプ２１にそ
れぞれ接続される。
ダル３０の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負
荷センサ３１が接続され、負荷センサ３１の出力電圧は
対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力
される。更に入力ポート４５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３２が接続される。一方、出力ポート４６は対
応する駆動回路４８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１４、及び燃料ポンプ２１にそ
れぞれ接続される。
【００２２】図２にパティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬ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ＰＦＵ，ＰＦＬの正面図を示して
おり、（Ｂ）はパティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦ
Ｌの側面断面図を示している。図２（Ａ）及び（Ｂ）に
示されるようにパティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦ
Ｌ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通気性のないシール材５２により
閉塞された排気ガス流入通路５０と、上流端が通気性の
ないシール材５３により閉塞された排気ガス流出通路５
１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シール材５３を示している。従っ
て排気ガス流入通路５０及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及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。
ＰＦＬ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ＰＦＵ，ＰＦＬの正面図を示して
おり、（Ｂ）はパティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦ
Ｌの側面断面図を示している。図２（Ａ）及び（Ｂ）に
示されるようにパティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦ
Ｌ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通気性のないシール材５２により
閉塞された排気ガス流入通路５０と、上流端が通気性の
ないシール材５３により閉塞された排気ガス流出通路５
１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シール材５３を示している。従っ
て排気ガス流入通路５０及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及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。
【００２３】パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬ
は例えばコージェライトのような多孔質材から形成され
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。
は例えばコージェライトのような多孔質材から形成され
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。
【００２４】図２に示されるパティキュレートフィルタ
ＰＦＵ，ＰＦＬの容量ないし寸法は比較的小さく、パテ
ィキュレートフィルタＰＦＵのみ又はパティキュレート
フィルタＰＦＬのみを排気通路内に配置しても微粒子を
良好に捕集することはできない。言い換えると、パティ
キュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの容量ないし寸法は
排気通路内に単一のパティキュレートフィルタを配置し
たときに必要なパティキュレートフィルタの容量ないし
寸法よりも小さくされている。
ＰＦＵ，ＰＦＬの容量ないし寸法は比較的小さく、パテ
ィキュレートフィルタＰＦＵのみ又はパティキュレート
フィルタＰＦＬのみを排気通路内に配置しても微粒子を
良好に捕集することはできない。言い換えると、パティ
キュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの容量ないし寸法は
排気通路内に単一のパティキュレートフィルタを配置し
たときに必要なパティキュレートフィルタの容量ないし
寸法よりも小さくされている。
【００２５】また、上述したようにパティキュレートフ
ィルタＰＦＵ，ＰＦＬは低捕集効率型フィルタから形成
される。図２に示される実施例では、微粒子捕集効率が
概ね６０％以下になるようにパティキュレートフィルタ
ＰＦＵ，ＰＦＬを形成する多孔質材の平均細孔径が設定
されている。
ィルタＰＦＵ，ＰＦＬは低捕集効率型フィルタから形成
される。図２に示される実施例では、微粒子捕集効率が
概ね６０％以下になるようにパティキュレートフィルタ
ＰＦＵ，ＰＦＬを形成する多孔質材の平均細孔径が設定
されている。
【００２６】一方、図２に示される実施例では、上流側
パティキュレートフィルタＰＦＵと下流側パティキュレ
ートフィルタＰＦＬとは排気流通路５０，５１の数や隔
壁５４の厚さなども含めて同一形状に形成されており、
しかしながら上流側パティキュレートフィルタＰＦＵの
微粒子捕集効率が下流側パティキュレートフィルタＰＦ
Ｌの微粒子捕集効率よりも低くなるようにこれら上流側
及び下流側パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの
平均細孔径が設定されている点、及び、上流側パティキ
ュレートフィルタＰＦＵの耐熱性が下流側パティキュレ
ートフィルタＰＦＬの耐熱性よりも高くなるようにこれ
ら上流側及び下流側パティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬの多孔質材が選択されている点で構成を互いに異
にしている。
パティキュレートフィルタＰＦＵと下流側パティキュレ
ートフィルタＰＦＬとは排気流通路５０，５１の数や隔
壁５４の厚さなども含めて同一形状に形成されており、
しかしながら上流側パティキュレートフィルタＰＦＵの
微粒子捕集効率が下流側パティキュレートフィルタＰＦ
Ｌの微粒子捕集効率よりも低くなるようにこれら上流側
及び下流側パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの
平均細孔径が設定されている点、及び、上流側パティキ
ュレートフィルタＰＦＵの耐熱性が下流側パティキュレ
ートフィルタＰＦＬの耐熱性よりも高くなるようにこれ
ら上流側及び下流側パティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬの多孔質材が選択されている点で構成を互いに異
にしている。
【００２７】ここで、パティキュレートフィルタの微粒
子捕集効率が高くなると圧損が高くなることを考える
と、上流側パティキュレートフィルタＰＦＵの圧損を下
流側パティキュレートフィルタＰＦＬの圧損よりも小さ
くしているという見方もできる。
子捕集効率が高くなると圧損が高くなることを考える
と、上流側パティキュレートフィルタＰＦＵの圧損を下
流側パティキュレートフィルタＰＦＬの圧損よりも小さ
くしているという見方もできる。
【００２８】さて、内燃機関から排出された排気ガスは
上流側パティキュレートフィルタＰＦＵ内及び下流側パ
ティキュレートフィルタＰＦＬ内を順次流通し、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上流側
パティキュレートフィルタＰＦＵ上又は下流側パティキ
ュレートフィルタＰＦＬ上に捕集される。図１に示され
る内燃機関はリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行
われ、また、下流側パティキュレートフィルタＰＦＬ上
に担持されている酸化触媒はもちろん、上流側パティキ
ュレートフィルタＰＦＵ上に担持されているＮＯＸ触媒
も酸化作用を有しているので、上流側及び下流側パティ
キュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの温度が微粒子を酸
化しうる温度、例えば２５０℃以上に維持されていれ
ば、上流側及び下流側パティキュレートフィルタＰＦ
Ｕ，ＰＦＬ上で微粒子が酸化せしめられ、除去される。
上流側パティキュレートフィルタＰＦＵ内及び下流側パ
ティキュレートフィルタＰＦＬ内を順次流通し、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上流側
パティキュレートフィルタＰＦＵ上又は下流側パティキ
ュレートフィルタＰＦＬ上に捕集される。図１に示され
る内燃機関はリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行
われ、また、下流側パティキュレートフィルタＰＦＬ上
に担持されている酸化触媒はもちろん、上流側パティキ
ュレートフィルタＰＦＵ上に担持されているＮＯＸ触媒
も酸化作用を有しているので、上流側及び下流側パティ
キュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの温度が微粒子を酸
化しうる温度、例えば２５０℃以上に維持されていれ
ば、上流側及び下流側パティキュレートフィルタＰＦ
Ｕ，ＰＦＬ上で微粒子が酸化せしめられ、除去される。
【００２９】この場合、本発明による実施例ではパティ
キュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの容量が比較的小さ
いので、排気マニホルド１６や車両アンダーフロアのよ
うな限られた空間内にパティキュレートフィルタＰＦ
Ｕ，ＰＦＬを配置することが可能になる。また、パティ
キュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬが低捕集効率型フィ
ルタから形成されているので、排気通路内に複数のパテ
ィキュレートフィルタを配置しても機関背圧が過度に上
昇することがない。しかも、内燃機関に近い方の上流側
パティキュレートフィルタＰＦＵの圧損が比較的小さい
ので、機関背圧の上昇が更に抑制されている。
キュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの容量が比較的小さ
いので、排気マニホルド１６や車両アンダーフロアのよ
うな限られた空間内にパティキュレートフィルタＰＦ
Ｕ，ＰＦＬを配置することが可能になる。また、パティ
キュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬが低捕集効率型フィ
ルタから形成されているので、排気通路内に複数のパテ
ィキュレートフィルタを配置しても機関背圧が過度に上
昇することがない。しかも、内燃機関に近い方の上流側
パティキュレートフィルタＰＦＵの圧損が比較的小さい
ので、機関背圧の上昇が更に抑制されている。
【００３０】更に、微粒子が上流側パティキュレートフ
ィルタＰＦＵを通過したとしても、微粒子捕集効率が比
較的高い下流側パティキュレートフィルタＰＦＬによっ
て捕集されるので、全体としての微粒子捕集効率は高く
維持される。
ィルタＰＦＵを通過したとしても、微粒子捕集効率が比
較的高い下流側パティキュレートフィルタＰＦＬによっ
て捕集されるので、全体としての微粒子捕集効率は高く
維持される。
【００３１】ところで、一般に、パティキュレートフィ
ルタに単位時間当たりに送り込まれる微粒子の量がパテ
ィキュレートフィルタ上で単位時間当たりに酸化せしめ
られる微粒子の量を越えるか、又はパティキュレートフ
ィルタの温度が微粒子を酸化しうる温度、例えば２５０
℃よりも低い場合には、パティキュレートフィルタ上に
微粒子が堆積することになり、この状態が継続すればパ
ティキュレートフィルタ上の堆積微粒子量が継続的に増
大することになる。
ルタに単位時間当たりに送り込まれる微粒子の量がパテ
ィキュレートフィルタ上で単位時間当たりに酸化せしめ
られる微粒子の量を越えるか、又はパティキュレートフ
ィルタの温度が微粒子を酸化しうる温度、例えば２５０
℃よりも低い場合には、パティキュレートフィルタ上に
微粒子が堆積することになり、この状態が継続すればパ
ティキュレートフィルタ上の堆積微粒子量が継続的に増
大することになる。
【００３２】しかしながら、本発明による実施例ではパ
ティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの微粒子捕集効
率が低く、また、パティキュレートフィルタＰＦＵ，Ｐ
ＦＬが内燃機関に比較的近いのでパティキュレートフィ
ルタＰＦＵ，ＰＦＬに流入する排気ガスの温度が比較的
高くなっている。従って、パティキュレートフィルタＰ
ＦＵ，ＰＦＬ上の堆積微粒子量が一時的に増大すること
はあっても許容最大値を越えることがない。このことは
パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬ上の微粒子を
酸化除去するためにパティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬの温度を上昇させる昇温処理を行う必要がないこ
とを意味している。言い換えると、本発明による実施例
では、パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬ上に堆
積した微粒子の量が予め定められた許容最大量を越えな
いようにこれらパティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦ
Ｌの微粒子捕集効率が設定されているということにな
る。
ティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの微粒子捕集効
率が低く、また、パティキュレートフィルタＰＦＵ，Ｐ
ＦＬが内燃機関に比較的近いのでパティキュレートフィ
ルタＰＦＵ，ＰＦＬに流入する排気ガスの温度が比較的
高くなっている。従って、パティキュレートフィルタＰ
ＦＵ，ＰＦＬ上の堆積微粒子量が一時的に増大すること
はあっても許容最大値を越えることがない。このことは
パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬ上の微粒子を
酸化除去するためにパティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬの温度を上昇させる昇温処理を行う必要がないこ
とを意味している。言い換えると、本発明による実施例
では、パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬ上に堆
積した微粒子の量が予め定められた許容最大量を越えな
いようにこれらパティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦ
Ｌの微粒子捕集効率が設定されているということにな
る。
【００３３】ところで、上述したように上流側パティキ
ュレートフィルタＰＦＵ上にはＮＯ Ｘ触媒が担持されて
いる。このＮＯＸ触媒は流入する排気ガスの平均空燃比
がリーンのときにはＮＯＸを蓄え、流入する排気ガス中
の酸素濃度が低下すると蓄えているＮＯＸを還元して蓄
えているＮＯＸの量を減少させる蓄積還元作用を行う。
なお、本明細書では排気通路の或る位置よりも上流の排
気通路、燃焼室５、及び吸気通路内に供給された空気と
炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯとの比をその位置にお
ける排気ガスの空燃比と称している。
ュレートフィルタＰＦＵ上にはＮＯ Ｘ触媒が担持されて
いる。このＮＯＸ触媒は流入する排気ガスの平均空燃比
がリーンのときにはＮＯＸを蓄え、流入する排気ガス中
の酸素濃度が低下すると蓄えているＮＯＸを還元して蓄
えているＮＯＸの量を減少させる蓄積還元作用を行う。
なお、本明細書では排気通路の或る位置よりも上流の排
気通路、燃焼室５、及び吸気通路内に供給された空気と
炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯとの比をその位置にお
ける排気ガスの空燃比と称している。
【００３４】ＮＯＸ触媒の蓄積還元作用の詳細なメカニ
ズムについては完全には明らかにされていない。しかし
ながら、現在考えられているメカニズムを、担体上に白
金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとって
簡単に説明すると次のようになる。
ズムについては完全には明らかにされていない。しかし
ながら、現在考えられているメカニズムを、担体上に白
金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとって
簡単に説明すると次のようになる。
【００３５】即ち、ＮＯＸ触媒に流入する排気ガスの空
燃比が理論空燃比よりもかなりリーンになると流入する
排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、酸素Ｏ２がＯ２
−又はＯ２−の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、
流入する排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ２ −
又はＯ２−と反応し、ＮＯ２となる（２ＮＯ＋Ｏ２→２
ＮＯ２）。次いで生成されたＮＯ２の一部は白金Ｐｔ上
でさらに酸化されつつＮＯＸ触媒内に吸収されて酸化バ
リウムＢａＯと結合しながら、硝酸イオンＮＯ ３ −の形
でＮＯＸ触媒内に拡散する。このようにしてＮＯＸがＮ
ＯＸ触媒内に蓄えられる。
燃比が理論空燃比よりもかなりリーンになると流入する
排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、酸素Ｏ２がＯ２
−又はＯ２−の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、
流入する排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ２ −
又はＯ２−と反応し、ＮＯ２となる（２ＮＯ＋Ｏ２→２
ＮＯ２）。次いで生成されたＮＯ２の一部は白金Ｐｔ上
でさらに酸化されつつＮＯＸ触媒内に吸収されて酸化バ
リウムＢａＯと結合しながら、硝酸イオンＮＯ ３ −の形
でＮＯＸ触媒内に拡散する。このようにしてＮＯＸがＮ
ＯＸ触媒内に蓄えられる。
【００３６】これに対し、ＮＯＸ触媒に流入する排気ガ
スの空燃比がリッチ又は理論空燃比になると、排気ガス
中の酸素濃度が低下してＮＯ２の生成量が低下し、反応
が逆方向（ＮＯ３ −→ＮＯ２）に進み、斯くしてＮＯＸ
触媒内の硝酸イオンＮＯ３ −がＮＯ２の形でＮＯＸ触媒
から放出される。この放出されたＮＯＸは排気ガス中の
ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。このようにし
て白金Ｐｔの表面上にＮＯ２が存在しなくなるとＮＯＸ
触媒から次から次へとＮＯ２が放出されて還元され、Ｎ
ＯＸ触媒内に蓄えられているＮＯＸの量が次第に減少す
る。
スの空燃比がリッチ又は理論空燃比になると、排気ガス
中の酸素濃度が低下してＮＯ２の生成量が低下し、反応
が逆方向（ＮＯ３ −→ＮＯ２）に進み、斯くしてＮＯＸ
触媒内の硝酸イオンＮＯ３ −がＮＯ２の形でＮＯＸ触媒
から放出される。この放出されたＮＯＸは排気ガス中の
ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。このようにし
て白金Ｐｔの表面上にＮＯ２が存在しなくなるとＮＯＸ
触媒から次から次へとＮＯ２が放出されて還元され、Ｎ
ＯＸ触媒内に蓄えられているＮＯＸの量が次第に減少す
る。
【００３７】なお、硝酸塩を形成することなくＮＯＸを
蓄え、ＮＯＸを放出することなくＮＯＸを還元すること
も可能である。
蓄え、ＮＯＸを放出することなくＮＯＸを還元すること
も可能である。
【００３８】図１に示される内燃機関では燃焼がリーン
空燃比のもとで継続して行われており、従って排気ガス
中のＮＯＸは上流側パティキュレートフィルタＰＦＵ上
に担持されているＮＯＸ触媒内に蓄えられる。
空燃比のもとで継続して行われており、従って排気ガス
中のＮＯＸは上流側パティキュレートフィルタＰＦＵ上
に担持されているＮＯＸ触媒内に蓄えられる。
【００３９】上流側パティキュレートフィルタＰＦＵの
ＮＯＸ触媒内の蓄積ＮＯＸ量が許容最大量を越えたとき
にはＮＯＸ触媒に流入する排気ガスの空燃比が一時的に
リッチにするリッチ処理が行われる。リッチ処理が行わ
れるとＮＯＸ触媒内に蓄えられているＮＯＸが還元さ
れ、蓄積ＮＯＸ量が減少する。
ＮＯＸ触媒内の蓄積ＮＯＸ量が許容最大量を越えたとき
にはＮＯＸ触媒に流入する排気ガスの空燃比が一時的に
リッチにするリッチ処理が行われる。リッチ処理が行わ
れるとＮＯＸ触媒内に蓄えられているＮＯＸが還元さ
れ、蓄積ＮＯＸ量が減少する。
【００４０】ＮＯＸ触媒に流入する排気ガスの空燃比を
一時的にリッチにするために、例えば燃焼室５内におけ
る平均空燃比をリッチにすることもできるし、膨張行程
後半又は排気行程中に燃焼室５内に追加の燃料を噴射す
ることもできる。或いは、ＮＯＸ触媒上流の排気通路内
に追加の燃料を供給することもできる。
一時的にリッチにするために、例えば燃焼室５内におけ
る平均空燃比をリッチにすることもできるし、膨張行程
後半又は排気行程中に燃焼室５内に追加の燃料を噴射す
ることもできる。或いは、ＮＯＸ触媒上流の排気通路内
に追加の燃料を供給することもできる。
【００４１】本発明による実施例では上流側パティキュ
レートフィルタＰＦＵ上のみにＮＯ Ｘ触媒が担持されて
いるけれども、当然、ＮＯＸ触媒を下流側パティキュレ
ートフィルタＰＦＬ上にも担持させることは可能であ
る。しかしながら、下流側パティキュレートフィルタＰ
ＦＬ上に担持されたＮＯＸ触媒に流入する排気ガスをリ
ッチにするために例えば燃焼室５内に追加の燃料を噴射
すると、この追加の燃料が上流側パティキュレートフィ
ルタＰＦＵ上で消費される恐れがある。従って、下流側
パティキュレートフィルタＰＦＬ上にＮＯＸ触媒を担持
させた場合には下流側パティキュレートフィルタＰＦＬ
と上流側パティキュレートフィルタＰＦＵ間の排気通路
内に追加の燃料を供給する手段が必要となる。
レートフィルタＰＦＵ上のみにＮＯ Ｘ触媒が担持されて
いるけれども、当然、ＮＯＸ触媒を下流側パティキュレ
ートフィルタＰＦＬ上にも担持させることは可能であ
る。しかしながら、下流側パティキュレートフィルタＰ
ＦＬ上に担持されたＮＯＸ触媒に流入する排気ガスをリ
ッチにするために例えば燃焼室５内に追加の燃料を噴射
すると、この追加の燃料が上流側パティキュレートフィ
ルタＰＦＵ上で消費される恐れがある。従って、下流側
パティキュレートフィルタＰＦＬ上にＮＯＸ触媒を担持
させた場合には下流側パティキュレートフィルタＰＦＬ
と上流側パティキュレートフィルタＰＦＵ間の排気通路
内に追加の燃料を供給する手段が必要となる。
【００４２】図３はパティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬの別の実施例の構造を示している。なお、図３に
おいて（Ａ）はパティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦ
Ｌの部分拡大正面図を示しており、（Ｂ）はパティキュ
レートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの側面断面図を示してい
る。
ＰＦＬの別の実施例の構造を示している。なお、図３に
おいて（Ａ）はパティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦ
Ｌの部分拡大正面図を示しており、（Ｂ）はパティキュ
レートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの側面断面図を示してい
る。
【００４３】図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるパティキ
ュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬは多孔質材の平均細孔
径を含めて例えば図２に示される下流側パティキュレー
トフィルタＰＦＬと概ね同様に形成され、しかしながら
排気ガス流入通路５０の下流端及び排気ガス流出通路５
１の上流端がシール材によって閉鎖されていない点で図
２に示されるパティキュレートフィルタと構成を異にし
ている。即ち、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示される例で
は、排気ガス流入通路５０の下流端周りを画定する隔壁
５４及び排気ガス流出通路５１の上流端周りを画定する
隔壁５４を、図３（Ａ）に矢印で示されるようにそれぞ
れ内向きに折り曲げてこれら下流端及び上流端を閉鎖す
るようにしている。
ュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬは多孔質材の平均細孔
径を含めて例えば図２に示される下流側パティキュレー
トフィルタＰＦＬと概ね同様に形成され、しかしながら
排気ガス流入通路５０の下流端及び排気ガス流出通路５
１の上流端がシール材によって閉鎖されていない点で図
２に示されるパティキュレートフィルタと構成を異にし
ている。即ち、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示される例で
は、排気ガス流入通路５０の下流端周りを画定する隔壁
５４及び排気ガス流出通路５１の上流端周りを画定する
隔壁５４を、図３（Ａ）に矢印で示されるようにそれぞ
れ内向きに折り曲げてこれら下流端及び上流端を閉鎖す
るようにしている。
【００４４】図３（Ａ）及び（Ｂ）に示される例では、
排気ガス流入通路５０の下流端及び排気ガス流出通路５
１の上流端にそれぞれ開口５６，５７が形成されるよう
に隔壁５４が折り曲げられ、従ってこれら下流端及び上
流端は部分的に閉鎖されることになる。その結果、これ
ら下流端及び上流端がテーパ状をなすことになり、これ
ら下流端及び上流端における排気ガス流れの乱れが抑制
される。このため、パティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬの圧損が小さくなる。
排気ガス流入通路５０の下流端及び排気ガス流出通路５
１の上流端にそれぞれ開口５６，５７が形成されるよう
に隔壁５４が折り曲げられ、従ってこれら下流端及び上
流端は部分的に閉鎖されることになる。その結果、これ
ら下流端及び上流端がテーパ状をなすことになり、これ
ら下流端及び上流端における排気ガス流れの乱れが抑制
される。このため、パティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬの圧損が小さくなる。
【００４５】また、図３（Ｂ）に矢印で示されるよう
に、内燃機関から排出された排気ガスのわずかな一部が
開口５７を介して排気ガス流出通路５１内に流入するよ
うになり、排気ガス流入通路５０内の排気ガスのわずか
な一部が開口５６を介して排気ガス流入通路５０から流
出するようになり、このため排気ガスのわずかな一部が
隔壁５４を通過することなく排気ガス流入通路５０又は
排気ガス流出通路５１を通過することになる。このこと
によって、パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの
圧損がさらに小さくなる。なお、排気ガス流入通路５０
の下流端及び排気ガス流出通路５１の上流端を隔壁５４
によって完全に閉鎖するようにしてもよい。
に、内燃機関から排出された排気ガスのわずかな一部が
開口５７を介して排気ガス流出通路５１内に流入するよ
うになり、排気ガス流入通路５０内の排気ガスのわずか
な一部が開口５６を介して排気ガス流入通路５０から流
出するようになり、このため排気ガスのわずかな一部が
隔壁５４を通過することなく排気ガス流入通路５０又は
排気ガス流出通路５１を通過することになる。このこと
によって、パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの
圧損がさらに小さくなる。なお、排気ガス流入通路５０
の下流端及び排気ガス流出通路５１の上流端を隔壁５４
によって完全に閉鎖するようにしてもよい。
【００４６】図３に示されるパティキュレートフィルタ
ＰＦＵ，ＰＦＬではその微粒子捕集効率が開口５７の面
積に依存する。そこで図３に示される例では、パティキ
ュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの微粒子捕集効率が概
ね６０％以下になるように開口５７の面積を設定してい
る。
ＰＦＵ，ＰＦＬではその微粒子捕集効率が開口５７の面
積に依存する。そこで図３に示される例では、パティキ
ュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの微粒子捕集効率が概
ね６０％以下になるように開口５７の面積を設定してい
る。
【００４７】また、パティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬにおける各開口５７の面積を互いに等しくしてこ
れらパティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの微粒子
捕集効率を互いに等しくさせることもできるし、これら
パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬにおける各開
口５７の面積を互いに異ならせることによりこれらパテ
ィキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの微粒子捕集効率
を互いに異ならせることもできる。
ＰＦＬにおける各開口５７の面積を互いに等しくしてこ
れらパティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの微粒子
捕集効率を互いに等しくさせることもできるし、これら
パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬにおける各開
口５７の面積を互いに異ならせることによりこれらパテ
ィキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの微粒子捕集効率
を互いに異ならせることもできる。
【００４８】図４はパティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬの更に別の実施例の構造を示している。なお、図
４において（Ａ）はパティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬの正面図を示しており、（Ｂ）はパティキュレー
トフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの側面断面図を示している。
ＰＦＬの更に別の実施例の構造を示している。なお、図
４において（Ａ）はパティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬの正面図を示しており、（Ｂ）はパティキュレー
トフィルタＰＦＵ，ＰＦＬの側面断面図を示している。
【００４９】図４（Ａ）及び（Ｂ）に示されるパティキ
ュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬは例えば図２に示され
る下流側パティキュレートフィルタＰＦＬから、排気ガ
ス流入通路５０の下流端のシール材５２及び排気ガス流
出通路５１の上流端のシール材５３のうち一部を除去す
ることにより形成される。その結果、パティキュレート
フィルタの排気流通路は上流端が開放されかつ下流端が
閉塞された排気ガス流入通路５０と、上流端が閉塞され
かつ下流端が開放された排気ガス流出通路５１と、上流
端及び下流端が開放された排気ガス通路５８とから構成
されることになる。
ュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬは例えば図２に示され
る下流側パティキュレートフィルタＰＦＬから、排気ガ
ス流入通路５０の下流端のシール材５２及び排気ガス流
出通路５１の上流端のシール材５３のうち一部を除去す
ることにより形成される。その結果、パティキュレート
フィルタの排気流通路は上流端が開放されかつ下流端が
閉塞された排気ガス流入通路５０と、上流端が閉塞され
かつ下流端が開放された排気ガス流出通路５１と、上流
端及び下流端が開放された排気ガス通路５８とから構成
されることになる。
【００５０】その結果、図４（Ｂ）に矢印で示されるよ
うに、排気ガス通路５８内に流入した排気ガスは隔壁５
４を通過することなく排気ガス通路５８を通過するよう
になり、隣接する別の排気ガス通路５８、排気ガス流入
通路５０、及び排気ガス流出通路５１から排気ガス通路
５８内に排気ガスが流入するようになる。
うに、排気ガス通路５８内に流入した排気ガスは隔壁５
４を通過することなく排気ガス通路５８を通過するよう
になり、隣接する別の排気ガス通路５８、排気ガス流入
通路５０、及び排気ガス流出通路５１から排気ガス通路
５８内に排気ガスが流入するようになる。
【００５１】図４に示されるパティキュレートフィルタ
ＰＦＵ，ＰＦＬではその微粒子捕集効率が排気ガス通路
５８の数ないし流路面積に依存する。そこで図４に示さ
れる例では、パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬ
の微粒子捕集効率が概ね６０％以下になるように排気ガ
ス通路５８の数ないし流路面積を設定している。
ＰＦＵ，ＰＦＬではその微粒子捕集効率が排気ガス通路
５８の数ないし流路面積に依存する。そこで図４に示さ
れる例では、パティキュレートフィルタＰＦＵ，ＰＦＬ
の微粒子捕集効率が概ね６０％以下になるように排気ガ
ス通路５８の数ないし流路面積を設定している。
【００５２】また、パティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬにおける排気ガス通路５８の数ないし流路面積を
互いに等しくしてこれらパティキュレートフィルタＰＦ
Ｕ，ＰＦＬの微粒子捕集効率を互いに等しくさせること
もできるし、これらパティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬにおける排気ガス通路５８の数ないし流路面積を
互いに異ならせることによりこれらパティキュレートフ
ィルタＰＦＵ，ＰＦＬの微粒子捕集効率を互いに異なら
せることもできる。
ＰＦＬにおける排気ガス通路５８の数ないし流路面積を
互いに等しくしてこれらパティキュレートフィルタＰＦ
Ｕ，ＰＦＬの微粒子捕集効率を互いに等しくさせること
もできるし、これらパティキュレートフィルタＰＦＵ，
ＰＦＬにおける排気ガス通路５８の数ないし流路面積を
互いに異ならせることによりこれらパティキュレートフ
ィルタＰＦＵ，ＰＦＬの微粒子捕集効率を互いに異なら
せることもできる。
【００５３】これまで述べてきた実施例では、上流側パ
ティキュレートフィルタＰＦＵを排気マニホルド１６内
に配置されている。しかしながら、排気マニホルド１６
直下流の排気通路内に上流側パティキュレートフィルタ
ＰＦＵを配置することもできる。更に、これまで述べて
きた実施例ではシール材５２，５３は通気性を有してい
ない。しかしながら、これらシール材５２，５３を通気
性を有するものから形成することもできる。
ティキュレートフィルタＰＦＵを排気マニホルド１６内
に配置されている。しかしながら、排気マニホルド１６
直下流の排気通路内に上流側パティキュレートフィルタ
ＰＦＵを配置することもできる。更に、これまで述べて
きた実施例ではシール材５２，５３は通気性を有してい
ない。しかしながら、これらシール材５２，５３を通気
性を有するものから形成することもできる。
【００５４】
【発明の効果】配置のために大きな空間を必要とするこ
となく微粒子を確実に捕集することができる。
となく微粒子を確実に捕集することができる。
【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】パティキュレートフィルタの別の実施例を示す
図である。
図である。
【図４】パティキュレートフィルタの更に別の実施例を
示す図である。
示す図である。
１…機関本体
１６…排気マニホルド
１８…ケーシング
ＰＦＵ…上流側パティキュレートフィルタ
ＰＦＬ…下流側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）
Ｂ０１Ｊ 35/04 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/08 Ａ
Ｆ０１Ｎ 3/08 3/24 Ｅ
3/24 3/28 ３０１Ｃ
3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ
// Ｂ０１Ｄ 46/42 53/36 １０３Ｂ
１０３Ｃ
１０１Ｂ
(72)発明者 伊藤 和浩
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 浅沼 孝充
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 利岡 俊祐
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 中谷 好一郎
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 見上 晃
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
Ｆターム(参考） 3G090 AA02 AA06 EA01
3G091 AA02 AA18 AB06 AB09 AB13
BA11 EA01 EA03 EA07 GA06
GB02W GB03W GB04W GB05W
GB06W GB07W GB10X HA08
HA09 HA14 HB02
4D048 AA06 AA14 AB01 AB05 AB07
BA10X BB02 BB17 CC32
CC34 CC41 CC46 EA04
4D058 JA32 KB11 MA44 SA08 TA06
4G069 AA01 AA03 AA08 BA13B
CA03 CA07 CA13 CA18 DA06
EA19 EA27
Claims (9)
- 【請求項１】 リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路内に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配置した内燃機関の排
気浄化装置において、前記パティキュレートフィルタを
複数の低捕集効率型フィルタから形成すると共に、これ
ら低捕集効率型フィルタを排気通路内に互いに直列に配
置した内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 各低捕集効率型フィルタ上に堆積した微
粒子の量が予め定められた許容量を越えないようにこれ
ら低捕集効率型フィルタの微粒子捕集効率が設定されて
いる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 前記複数のパティキュレートフィルタを
少なくとも一対の低捕集効率型フィルタから構成し、こ
れら一対の低捕集効率型フィルタのうち一方の低捕集効
率型フィルタを排気マニホルド内又は排気マニホルド直
下流の排気通路内に配置し、他方の低捕集効率型フィル
タを車両アンダーフロアに位置する排気通路内に配置し
た請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 微粒子捕集効率が概ね６０％以下になる
ように、前記パティキュレートフィルタをそれぞれ形成
する多孔質材の平均細孔径が設定されている請求項１に
記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項５】 前記パティキュレートフィルタがそれぞ
れ、互いに平行に延びる複数の排気流通路を具備してお
り、これら排気流通路は下流端が閉塞された排気ガス流
入通路と上流端が閉塞された排気ガス流出通路とから構
成されており、これら排気ガス流入通路及び排気ガス流
出通路は多孔質材から形成された隔壁を介して交互に並
べられており、これらパティキュレートフィルタの微粒
子捕集効率が概ね６０％以下になるように、排気ガス流
入通路の下流端周りを画定する隔壁及び排気ガス流出通
路の上流端周りを画定する隔壁をそれぞれ内向きに折り
曲げてこれら下流端及び上流端が少なくとも部分的に閉
塞されている請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装
置。 - 【請求項６】 前記パティキュレートフィルタがそれぞ
れ、互いに平行に延びる複数の排気流通路を具備してお
り、これら排気流通路は下流端が閉塞された排気ガス流
入通路と上流端が閉塞された排気ガス流出通路とを含ん
で構成されており、これら排気ガス流入通路及び排気ガ
ス流出通路は多孔質材から形成された隔壁を介して並べ
られており、これらパティキュレートフィルタの微粒子
捕集効率が概ね６０％以下になるように、排気ガス流入
通路の下流端及び排気ガス流出通路の上流端のうち少な
くとも一部が開放されている請求項１に記載の内燃機関
の排気浄化装置。 - 【請求項７】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きに排気ガス中のＮＯＸを蓄え、流入する排気ガス中の
酸素濃度が低下すると蓄えているＮＯＸを還元して蓄え
ているＮＯＸの量を減少させるＮＯＸ触媒が前記低捕集
効率型フィルタのうち少なくとも最も上流側の低捕集効
率型フィルタ上に担持されている請求項１に記載の内燃
機関の排気浄化装置。 - 【請求項８】 下流側に位置する低捕集効率型フィルタ
よりも上流側に位置する低捕集効率型フィルタの方がそ
の微粒子捕集効率が低くなるようにこれら低捕集効率型
フィルタが形成されている請求項１に記載の内燃機関の
排気浄化装置。 - 【請求項９】 下流側に位置する低捕集効率型フィルタ
よりも上流側に位置する低捕集効率型フィルタの方がそ
の耐熱性が高くなるようにこれら低捕集効率型フィルタ
が形成されている請求項１に記載の内燃機関の排気浄化
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002113454A JP3925282B2 (ja) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002113454A JP3925282B2 (ja) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003307114A true JP2003307114A (ja) | 2003-10-31 |
| JP3925282B2 JP3925282B2 (ja) | 2007-06-06 |
Family
ID=29395642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002113454A Expired - Fee Related JP3925282B2 (ja) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3925282B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1323227C (zh) * | 2005-02-07 | 2007-06-27 | 大连理工大学 | 柴油机尾气前处理装置 |
| WO2009084567A1 (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Ngk Insulators, Ltd. | 部分目封止レスｄｐｆ |
| JP2010037965A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Honda Motor Co Ltd | 鞍乗り型車両 |
| JP2010511126A (ja) * | 2006-11-29 | 2010-04-08 | コーニング インコーポレイテッド | 部分ウォールフロー型フィルタおよびディーゼル排気装置および方法 |
| US7784276B2 (en) | 2004-01-21 | 2010-08-31 | Yanmar Co., Ltd. | Exhaust gas purifier and method of control therefor |
| DE102019203153A1 (de) * | 2019-03-08 | 2020-09-10 | Audi Ag | Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung |
-
2002
- 2002-04-16 JP JP2002113454A patent/JP3925282B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7784276B2 (en) | 2004-01-21 | 2010-08-31 | Yanmar Co., Ltd. | Exhaust gas purifier and method of control therefor |
| CN1323227C (zh) * | 2005-02-07 | 2007-06-27 | 大连理工大学 | 柴油机尾气前处理装置 |
| JP2010511126A (ja) * | 2006-11-29 | 2010-04-08 | コーニング インコーポレイテッド | 部分ウォールフロー型フィルタおよびディーゼル排気装置および方法 |
| WO2009084567A1 (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Ngk Insulators, Ltd. | 部分目封止レスｄｐｆ |
| JP2009154124A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Ngk Insulators Ltd | 部分目封止レスｄｐｆ |
| US8128723B2 (en) | 2007-12-27 | 2012-03-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Partially plug-less DPF |
| JP2010037965A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Honda Motor Co Ltd | 鞍乗り型車両 |
| DE102019203153A1 (de) * | 2019-03-08 | 2020-09-10 | Audi Ag | Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3925282B2 (ja) | 2007-06-06 |
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