JP2004239197A

JP2004239197A - エンジンの排気微粒子低減装置

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Publication number: JP2004239197A
Application number: JP2003030379A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Harada; 浩一郎原田; Toshitsugu Kamioka; 敏嗣上岡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】パティキュレートフィルタの排気下流部の隔壁に、再生処理では除去できない化合物粒子が多量に堆積したとしても、触媒金属によるカーボン粒子の焼却除去性能を悪化させることなく、高い再生性能の維持を図る。
【解決手段】エンジン１の排気ガス中に含まれる微粒子を捕集するために、隔壁４６によって多数のセル４５に区画されたフィルタ部材４４には、触媒金属が担持されるとともに、その量は、フィルタ部材４４の下流部４４ｂにおいて担持される触媒金属の方が、フィルタ部材４４ａの上流部４４ａにおいて担持される触媒金属よりも多くなるよう担持される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気微粒子低減装置に関するものである。特に、パティキュレートフィルタをエンジンの排気通路に配置されて微粒子の大気放出を低減する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの排気通路にカーボン粒子など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する技術は知られている。例えば、図７、図８に示すように、下記の特許文献１には、エンジンの排気管ｍ１の下流側のケーシングｍ２内にパティキュレートフィルタｍ３を、保護断熱材ｍ４を介して配置したものを開示している。パティキュレートフィルタｍ３は、排気ガスの流れ方向に沿って平行な隔壁ｍ５を多数有しており、これにより排気ガスが流通するためのセルｍ６が形成されている。また、各セルｍ６は、パティキュレートフィルタｍ３の上流端側か下流端側で封止部ｍ７により目詰めされており、パティキュレートフィルタｍ６を排気ガスの流れ方向から見ると、格子状で且つハニカム状のセルｍ６に対し、封止部ｍ７は市松模様となるよう配置している。
【０００３】
このようなパティキュレートフィルタに、微粒子を含む排気ガスが流入すると、排気ガスは、多孔質で気体を連通させる性質をもった隔壁を通過してパティキュレートフィルタ下流に流出する一方、微粒子物質は隔壁の表面やその内部で捕集されることとなり、微粒子がパティキュレートフィルタ下流に排気されて大気放出されるのを防止できる。このようにして堆積された微粒子の内、大部分を占めるカーボン粒子を除去することで、パティキュレートフィルタを再生して再利用することが可能であり、このような再生方法として主に次のような方法がある。一つは、高温維持された該パティキュレートフィルタに微粒子を堆積させながら同時に除去させる方法（連続再生処理方法）で、もう一つは、ある程度パティキュレートフィルタ内に堆積された時にパティキュレートフィルタを一時的に高温化することにより除去する方法（一時的再生処理方法）である。こうした連続再生処理方法や一時的再生処理方法によりパティキュレートフィルタは再度、効率的な微粒子の低減が可能となる。
【０００４】
また、このようなパティキュレートフィルタの隔壁表面に貴金属等を含む触媒層をコートして触媒反応を利用することにより、エンジンの排気ガス温度程度の比較的低い温度でもパティキュレートフィルタに堆積されたカーボン粒子を触媒作用で焼却除去し、再生処理する技術も知られている。
更に、下記特許文献２には、触媒層を形成したパティキュレートフィルタにおいて、パティキュレートフィルタの流入側の触媒層に担持される触媒金属の担持量を下流側の触媒層に担持される触媒金属担持量より増量させたものが開示されている。そして、これによりパティキュレートフィルタの上流側に溜まり易い煤を効率良く酸化、除去できる技術を開示している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−９６１１５号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０７８３６号公報
【０００６】
【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堆積される微粒子には、カーボン粒子の他に、例えば、カルシウム（Ｃａ）や亜鉛（Ｚｎ）、燐（Ｐ）の内少なくとも１つを成分とするような、カーボン以外の成分を主成分とする化合物粒子も含まれる。これらの化合物粒子は、エンジンの潤滑剤であるエンジンオイルなどに含有し、エンジンのシリンダ壁面などからエンジンの排気ガスとともに微量で排出され、その後、排気ガス流によってパティキュレートフィルタ内に流入することになる。そして、パティキュレートフィルタの上流端側が開口したセルに侵入した化合物粒子の多くは、パティキュレートフィルタの特に排気下流部の隔壁に偏在して堆積する。この理由は具体的には不明であるが以下のように考えられる。つまり、セル内に侵入した化合物粒子は、排気ガスと共に隔壁に沿ってパティキュレートフィルタ下流へ向かって運ばれる。この時に、排気ガス流が気孔を通じて曲折した場合、化合物粒子の質量が気体分子の質量に対して大きいために、化合物粒子は、排気ガス流から離脱し、そのままパティキュレートフィルタ下流に指向する慣性力によって、排気下流部まで運ばれて、排気下流部のセル内に偏在して堆積する。
【０００７】
ところが、これらの化合物粒子は、カーボン粒子を焼却除去するための高温化による再生処理では焼却除去されないため、エンジンの総運転時間が長時間となるなどの理由によって、パティキュレートフィルタの排気下流部の隔壁に多量に堆積すると、再生処理によるカーボン粒子の除去を阻害することになる。
つまり、排気下流部における隔壁表面の内、排気上流側の表面やその近傍に多量の化合物粒子が堆積されるため、排気ガス流によって流されてきたカーボン粒子の多くはこの化合物粒子上に堆積することになる。これにより、化合物粒子が堆積していない通常の状態であれば、隔壁表面やその近傍に堆積したカーボン粒子は、その付近に存在する触媒金属による触媒反応を受けたり、触媒金属粒子雰囲気の高温化によって焼却除去されるが、化合物粒子上に堆積した多くのカーボン粒子は、触媒金属との間に化合物粒子が介在するために、全体的に触媒金属との接触頻度が著しく低下して触媒金属による焼却除去作用を受けることが困難となり、焼却除去性能が促進されず、パティキュレートフィルタの再生性能が劣化するといった不具合が発生する。
【０００８】
本発明は、以上のような課題に勘案してなされたもので、その目的は、エンジンの排気微粒子低減装置において、パティキュレートフィルタに担持される触媒金属をパティキュレートフィルタの排気上流部よりも排気下流部に多く担持することによって、上述のような問題を解消することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１記載の発明では、エンジンの排気通路に、多孔質物質の隔壁により内部を多数のセルに区画され、カーボン粒子とカーボン以外の成分から成る粒子とを含む排気ガス中の微粒子を堆積可能なハニカム状のパティキュレートフィルタを配置するとともに、該パティキュレートフィルタが、上記隔壁に担持された触媒金属によって、堆積する該カーボン粒子の焼却除去を促進することで該パティキュレートフィルタの再生処理可能に構成されており、該パティキュレートフィルタにより排気ガス中のカーボン粒子を低減するエンジンの排気微粒子低減装置において、該パティキュレートフィルタに担持された上記触媒金属を、該パティキュレートフィルタの排気下流部において該パティキュレートフィルタの排気上流部よりも多く担持したことを特徴としている。
なお、請求項１記載の発明において、カーボン以外の成分からなる微粒子とは、例えばカルシウム（Ｃａ）や亜鉛（Ｚｎ）、燐（Ｐ）の化合物粒子等であり、パティキュレートフィルタの排気下流部の隔壁に堆積しやすい特性を持ち、また高温化による再生処理が施されても、パティキュレートフィルタに堆積されたままで焼却除去できない物質である。
このような請求項１記載の発明に係る構成により、カーボン以外の成分から成る微粒子が、パティキュレートフィルタの排気下流部の隔壁に多量に堆積しても、該排気下流部に担持される触媒金属は、排気下流部に担持される触媒金属の担持量より増量されることで高密度担持されているので、全体的にカーボン粒子と触媒金属との接触頻度が著しく低下することが防止され、良好なカーボン粒子除去を行って、パティキュレートフィルタの再生性能の向上を図ることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１において、上記触媒金属は、排気ガス中のＮＯをＮＯ_２に変換可能な貴金属であることを特徴としている。
パティキュレートフィルタに堆積されたカーボン粒子はＮＯ_２と反応することで、焼却除去性能が向上する性質がある。そこで、請求項２記載の本発明に係る構成により、貴金属によって排気ガス中のＮＯから生成される多量のＮＯ_２を利用することで、カーボン以外の成分から成る微粒子の堆積により触媒金属とカーボン粒子との接触頻度が低下した状態であっても、ＮＯ_２によるカーボン粒子の焼却除去を促進でき、これにより再生性能の向上が図れる。
また、高価な貴金属を排気下流部にのみ多く担持することで、適所に貴金属を担持できるので、全体的な再生性能を悪化させることなく安価に、排気微粒子低減装置を構成することが可能となる。
【００１１】
請求項３載の発明は、請求項２の発明において、上記パティキュレートフィルタは、上記触媒金属の他に、アルカリ金属を担持するとともに、アルカリ金属は、該排気上流部において該排気下流部よりも多く担持したことを特徴としている。
請求項３の発明においてアルカリ金属は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓなどの少なくとも１つが好ましい。
こうしたアルカリ金属による具体的な作用は不明であるが、パティキュレートフィルタに堆積したカーボン粒子を焼却除去する際に、触媒金属あるいはパティキュレートフィルタ自体にアルカリ金属が作用して、特に排気ガス温度の低温側におけるカーボン粒子の焼却除去性能を高める効果があると考えられる。ところで、これらのアルカリ金属は貴金属のようにＮＯ_２を生成する物質ではないため、排気下流部に多く担持されても、カーボン粒子と触媒金属との接触頻度低下による再生性能低減を大きく改善するものではない。また低温のパティキュレートフィルタは高温の排気ガスをその排気上流部から受けて昇温する。そこで、カーボン以外の成分からなる微粒子による再生性能劣化が少なく、高温の排気ガスを最初に受ける排気上流部へのアルカリ金属の担持量を増量することで再生処理を促進できるとともに、排気下流部への不必要な担持を少なくしたので、全体的な再生性能を悪化させることなく安価に、排気微粒子低減装置を構成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（全体構成）
図１は本発明の実施形態に係るエンジンの排気微粒子低減装置Ａの一例を示し、１は車両に搭載されたディーゼルエンジンである。このエンジン１は複数の気筒（シリンダ）２，２，…（１つのみ図示する）を有し、その各気筒２内に往復動可能にピストン３が嵌挿されていて、このピストン３により気筒２内に燃焼室４が区画されている。また、燃焼室４の天井部にはインジェクタ５（燃料噴射弁）が配設されていて、その先端部の噴口から高圧の燃料を燃焼室４に直接、噴射するようになっている。一方、各気筒２毎のインジェクタ５の基端部は、それぞれ分岐管６ａ，６ａ，…（１つのみ図示する）により共通の燃料分配管６（コモンレール）に接続されている。このコモンレール６は、燃料供給管８により高圧供給ポンプ９に接続されていて、該高圧供給ポンプ９から供給される燃料を前記インジェクタ５，５，…に任意のタイミングで供給できるように高圧の状態で蓄えるものであり、その内部の燃圧（コモンレール圧力）を検出するための燃圧センサ７が配設されている。
【００１４】
前記高圧供給ポンプ９は、図示しない燃料供給系に接続されるとともに、歯付ベルト等によりクランク軸１０に駆動連結されていて、燃料をコモンレール６に圧送するとともに、その燃料の一部を電磁弁を介して燃料供給系に戻すことにより、コモンレール６への燃料の供給量を調節するようになっている。この電磁弁の開度が前記燃圧センサ７による検出値に応じてＥＣＵ４０（後述）により制御されることによって、燃圧がエンジン１の運転状態に対応する所定値に制御される。
また、エンジン１の上部には、図示しないが、吸気弁及び排気弁をそれぞれ開閉させる動弁機構が配設されており、一方、エンジン１の下部には、クランク軸１０の回転角度を検出するクランク角センサ１１と、冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ１３とが設けられている。前記クランク角センサ１１は、詳細は図示しないが、クランク軸端に設けた被検出用プレートとその外周に相対向するように配置した電磁ピックアップとからなり、前記被検出用プレートの外周部全周に亘って等間隔に形成された突起部が通過する度に、パルス信号を出力するものである。
【００１５】
エンジン１の一側（図の右側）の側面には、各気筒２の燃焼室４に対しエアクリーナ１５で濾過した空気（新気）を供給するための吸気通路１６が接続されている。この吸気通路１６の下流端部にはサージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７から分岐した各通路がそれぞれ吸気ポートにより各気筒２の燃焼室４に連通しているとともに、サージタンク１７には吸気の圧力状態を検出する吸気圧センサ１８が設けられている。
【００１６】
また、前記吸気通路１６には、上流側から下流側に向かって順に、外部からエンジン１に吸入される空気の流量を検出するホットフィルム式エアフローセンサ１９と、後述のタービン２７により駆動されて吸気を圧縮するコンプレッサ２０と、このコンプレッサ２０により圧縮した吸気を冷却するインタークーラ２１と、バタフライバルブからなる吸気絞り弁２２とが設けられている。この吸気絞り弁２２は、弁軸がステッピングモータ２３により回動されて、全閉から全開までの間の任意の状態とされるものであり、全閉状態でも吸気絞り弁２２と吸気通路１６の周壁との間には空気が流入するだけの間隙が残るように構成されている。
【００１７】
一方、エンジン１の反対側（図の左側）の側面には、各気筒２の燃焼室４からそれぞれ燃焼ガス（排気）を排出するように、排気通路２６が接続されている。この排気通路２６の上流端部は各気筒２毎に分岐して、それぞれ排気ポートにより燃焼室４に連通する排気マニホルドであり、該排気マニホルドよりも下流の排気通路２６には上流側から下流側に向かって順に、排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ２センサ２９と、排気流を受けて回転されるタービン２７と、排気中の有害成分（ＨＣ、ＣＯ等）を酸化可能な酸化触媒２８ａと、その下流には燃焼室から排出されるカーボン粒子などの微粒子を捕集可能なフィルタ装置２８ｂが配設されている。
【００１８】
酸化触媒２８ａは、多孔質のセラミック製ハニカム担体のセル表面にＰｔなどの貴金属を担持する触媒層をコートした一般的なものであるが、特に酸化性能が優れるよう触媒成分が調整されている。その下流には、フィルタ装置（パティキュレートフィルタ装置）２８ｂが配置されており、フィルタ装置２８ｂの詳細については後述する。
また、これらの酸化触媒２８ａとフィルタ装置２８ｂとは離間してそれぞれ上流下流に配置されるが、その距離は酸化触媒２８ａ内で主に酸化反応により発生する温度が流通する排気ガスを介してフィルタ装置２８ｂに伝達することが可能な程度に維持される。
【００１９】
前記タービン２７と吸気通路１６のコンプレッサ２０とからなるターボ過給機３０は、可動式のフラップ３１，３１，…によりタービン２７への排気の通路断面積を変化させるようにした可変ターボ（以下ＶＧＴという）であり、前記フラップ３１，３１，…は各々、図示しないリンク機構を介してダイヤフラム３２に駆動連結されていて、そのダイヤフラム３２に作用する負圧の大きさが負圧制御用の電磁弁３３により調節されることで、該フラップ３１，３１，…の回動位置が調節されるようになっている。
【００２０】
前記排気通路２６には、タービン２７よりも排気上流側の部位に臨んで開口するように、排気の一部を吸気側に還流させるための排気還流通路（以下ＥＧＲ通路という）３４の上流端が接続されている。このＥＧＲ通路３４の下流端は吸気絞り弁２２及びサージタンク１７の間の吸気通路１６に接続されていて、排気通路２６から取り出された排気の一部を吸気通路１６に還流させるようになっている。また、ＥＧＲ通路３４の途中には、その内部を流通する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ３７と、開度調節可能な排気還流量調節弁（以下ＥＧＲ弁という）３５とが配置されている。このＥＧＲ弁３５は負圧応動式のものであり、前記ＶＧＴ３０のフラップ３１，３１，…と同様に、ダイヤフラムへの負圧の大きさが電磁弁３６によって調節されることにより、ＥＧＲ通路３４の断面積をリニアに調節して、吸気通路１６に還流される排気の流量を調節するものである。尚、前記ＥＧＲクーラ３７はなくてもよい。
【００２１】
そして、前記各インジェクタ５、高圧供給ポンプ９、吸気絞り弁２２、ＶＧＴ３０、ＥＧＲ弁３５等は、いずれもコントロールユニット（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ：以下ＥＣＵという）４０からの制御信号を受けて作動する。一方、このＥＣＵ４０には、前記燃圧センサ７、クランク角センサ１１、エンジン水温センサ１３、吸気圧センサ１８、エアフローセンサ１９、リニアＯ２センサ２９等からの出力信号がそれぞれ入力され、さらに、図示しないアクセルペダルの踏み操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ３９からの出力信号が入力される。
【００２２】
なお、酸化触媒２８ａの上流には、酸化触媒２８ａの温度や、あるいはフィルタ装置２８ｂ内のフィルタ部材（パティキュレートフィルタ）４４の温度を推定するための排気ガス温度センサ４１が配置されている。一方フィルタ装置２８ｂの上流側の排気通路２６内、好ましくはフィルタ装置２８ｂと酸化触媒２８ａとの間には、フィルタ装置２８ｂの上流側排気圧力を検出するためのフィルタ上流圧力センサ４２が配置され、フィルタ装置２８ｂの下流側の排気通路２６にはフィルタ下流圧力センサ４３が配置されている。そして、ＥＣＵ４０には、更にこれら排気ガス温度センサ４１の出力信号、フィルタ上流圧力センサ４２の出力信号、及びフィルタ下流圧力センサ４３の出力信号が入力される。
【００２３】
（フィルタの構成）
次に、本実施形態に係るフィルタ装置２８ｂについて詳細に説明する。
フィルタ装置２８ｂは、車両のフロアパネル（図示せず）の下にブラケット（図示せず）を介して懸架するよう位置しており、ケーシング（図７のｍ２に相当。以下同じ）内にフィルタ部材４４（ディーゼルパティキュレートフィルタ。以下同じ）が、断熱材（図７のｍ４に相当。以下同じ）を介して保持されている。図２に示すフィルタ部材４４は、コージライトやシリカからなる多孔質材料により構成されるもので、排気ガスが流通できるよう気孔率は４０％から７０％に設定されている。フィルタ部材４４は、上述の断熱材に覆われているものの車両のフロアパネルの下に配置されているので走行風の影響を受け易く、外周側は比較的低温となる。
【００２４】
図３は、フィルタ部材４４において排気ガスの流れ方向に垂直な面で切った時の断面図を拡大して示したものである。
セル４５は、それぞれ隔壁４６により格子状に区画されている。そして、隣合うセル４５はそれぞれ一方のセル４５がフィルタ部材４４の上流端において封止材（図７のｍ７に相当。以下同じ）により排気ガスが直接流入しないよう封止されており、他方がフィルタ部材４４の下流端において、封止材により直接流入した排気ガスがそのまま直接的に通過することがないよう封止されている。また封止材は、格子状のセル４５に対して図８と同様にフィルタ部材４４を排気ガスの流れ方向の上流側及び下流側から見て、それぞれ市松模様となるように配置される。
【００２５】
また、隔壁４６の両面には、多孔質で気体の流通が可能な触媒層４７が、全体的にコートされている。この触媒層４７は、γ−アルミナやセリアに触媒金属を担持したものであり、触媒金属として例えば貴金属のＰｔ等が担持される。
これにより一方のセル４５から直接フィルタ部材４４に流入した排気ガスは、触媒層４７と隔壁４６と更に裏面の触媒層４７を通過して他方側のセル４５に流入し、その後フィルタ部材４４から排出されることになる。
【００２６】
ところで、ディーゼルエンジンや、リーンバーン燃焼可能な直噴ガソリンの燃焼排気ガス中には、炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）、一酸化窒素（ＮＯ）等の気体と、微粒子であるカーボン粒子（Ｃ）が存在するが、微粒子としては他にカルシウム（Ｃａ）や亜鉛（Ｚｎ）、燐（Ｐ）の少なくとも１つを成分とする成る化合物粒子等も含まれる。この化合物粒子は、エンジンの潤滑剤であるエンジンオイルなどに含有し、例えばピストンとシリンダとの摺動面であるシリンダ壁面などからエンジンの燃焼ガスとともに排気ガスとして排出されたもので、一般には排気ガス中にごく微粒に含まれる硫黄などと反応して粒子化していると考えられる。
【００２７】
排気ガスの内、炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）、一酸化窒素（ＮＯ）の気体は、酸化触媒２８ａやフィルタ部材４４の触媒層４７に含有する触媒金属とによい浄化される。
一方、カーボン粒子や化合物粒子はフィルタ部材４４のセル４５内の隔壁４６に一旦堆積されてることで、排気通路２６からの大気放出が防止されることになるが、この内、カーボン粒子は以下に示すような再生処理により焼却除去される。
つまり、通常のディーゼル燃焼では、フィルタ部材４４に供給される排気ガスの温度は、１５０℃から３５０℃までの比較的低温であるため、フィルタ部材４４に堆積されたカーボン粒子の焼却除去は促進されず、この間堆積し続けることになる。そこで、本実施形態においては、フィルタ部材４４の上流に酸化触媒２８ａを配置して、酸化触媒２８ａより上流側の排気ガス中に多く存在するＮＯ（一酸化窒素）の一部を酸化触媒２８ａの酸化機能によりＮＯ_２に酸化してフィルタ部材４４に供給し、これにより３００℃前後の比較的低温でカーボン粒子をＮＯ_２と反応させて焼却除去している。（連続再生処理）
【００２８】
また、このような連続再生処理を行っても、エンジン１の運転状態において排気ガス温度が３００℃以下の低温となる状態では、カーボン粒子はＮＯ_２による焼却除去されずフィルタ部材４４に堆積されることになる。そこで、フィルタ部材４４に微粒子が所定値以上堆積したと判断した時は、後述するようなインジェクタ５による燃料の追加噴射を実行し、フィルタ部材４４への燃料供給による数分間の高温維持を図り、微粒子の酸素との反応による焼却除去を行っている。（一時的再生処理）
【００２９】
このようなカーボン粒子の焼却除去により、フィルタ部材４４のカーボン粒子による目詰まりが抑制されて、フィルタ部材４４は再生されることになるため、再度カーボン粒子や化合物粒子の堆積が可能となり、このような処理を繰返すことで、フィルタ部材４４やフィルタ装置２８ｂを交換せずに、エンジン１の総運転時間を長期化してメンテナンス・フリー性能の向上を図っている。
【００３０】
しかしながら、微粒子の内、上述の化合物粒子は、このような連続再生処理や一時的再生処理においても除去されることなく、エンジンの運転によりフィルタ部材４４の隔壁４６に堆積し続けることとなる。
更に、本発明に係る発明者が実験等により確認したところによると、当該化合物粒子は、フィルタ部材の上流部４４ａよりも下流部４４ｂに比較的堆積し易いことが判明した。この理由は具体的には不明であるが、おそらく、これら化合物粒子は気体分子よりも質量が重く排気通路２６を流通する間に排気ガス流によって慣性力が高められているため、セル４５内に侵入した排気ガスはセル４５の下流に進むにつれて曲折して徐々に隣のセル４５内に通過して行くが、化合物粒子は強い慣性力によりこのような排気ガス流の曲折から離脱してセル４５内を直進し続ける。こうして、フィルタ部材４４の下流部４４ｂの隔壁４６に多く堆積するものと考えられる。
なお、カーボン粒子はこれらの化合物粒子より軽く、隔壁４６の気孔率にもよるが、セル４５の長手方向に沿って略平均的に隔壁４６に堆積される。
【００３１】
エンジンの総運転時間が短い状態では、下流部４４ｂの隔壁４６に堆積されるこれら化合物粒子の堆積量は少なくカーボン粒子の焼却除去に対して問題はないが、総運転時間が長くなると（例えば十数万ｋｍ以上走行した状態）、化合物粒子はセル４５の隔壁４６の表面、より具体的には触媒層４７の表面に多く堆積されることになる。
【００３２】
一般に、カーボン粒子は、触媒層４７の表面や気孔内、あるいは隔壁４６の気孔内に侵入して堆積するが、このような状態で堆積したカーボン粒子は、堆積した場所の近傍に触媒金属粒子が存在するので、触媒金属粒子による触媒反応の影響を受けたり、触媒金属の触媒反応による雰囲気の高温化の影響を受けて、３００℃前後の比較的低い温度や略５００℃以上の温度で容易に焼却除去される。しかしながら、触媒層４７の表面に化合物粒子が多く堆積した状態では、多くのカーボン粒子が、触媒層４７の表面や気孔内、あるいは隔壁４６の気孔内に侵入してその位置に堆積することができないため、全体的にカーボン粒子と触媒金属との接触頻度が著しく減少する。こうしてフィルタ部材４４の下流部４４ｂにおいては、化合物粒子によってカーボン粒子の焼却除去性能が著しく低下することになる。
【００３３】
そこで、本実施形態では、触媒層４７に含有される触媒材料の担持量をフィルタ部材４４の上流部４４ａと下流部４４ｂとで変更した。
具体的には、下流部４４ｂに担持される触媒金属を、上流部４４ａに担持される触媒金属よりも多く担持する。この場合、触媒金属としては、貴金属やＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の８属金属、あるいはＡｇ、Ｃｕなどの遷移金属が挙げられる。これにより、下流部４４ｂの触媒層４７中に分布する触媒金属が高密度化されて、全体に触媒金属の作用を強化することとなり、触媒層４７の表面に化合物粒子が多く堆積したとしても、触媒金属とカーボン粒子との全体的な接触頻度が低下するのを防止できるので、カーボン粒子の焼却除去性能が向上する。
【００３４】
また、触媒金属の内、貴金属は、カーボン粒子の焼却除去性能が高いだけでなく排気ガス中のＮＯをＮＯ_２に変換する性能も高く、触媒金属として貴金属を用いた場合は、フィルタ装置２８ｂの上流の酸化触媒２８ａで変換しきれなかったＮＯをフィルタ部材４４の触媒層４７で容易にＮＯ_２に変換することができる。こうして生成されたＮＯ_２は、化合物粒子に堆積したカーボン粒子に対しても広範囲に反応可能であり、これによりカーボン粒子の焼却除去性能を促進できる。従って、本実施形態では触媒金属として貴金属を用いることで、化合物粒子が堆積した後でもカーボン粒子の除去性能を高め、フィルタ部材４４の全体的な再生性能を向上している。また、貴金属は高価であるが、このように化合物粒子の堆積により再生性能が悪化する下流部４４ｂのみに多く担持し、化合物粒子の堆積が少なく、化合物粒子の堆積により再生性能が劣化され難い上流部４４ａでは担持量を増量させないので、安価に構成することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、触媒材料として触媒層４７に、更にＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓなどのアルカリ金属の内、少なくとも１種を含有させる。これにより具体的な作用は不明であるが、フィルタに堆積したカーボン粒子を焼却除去する際にアルカリ金属が触媒金属や触媒層、あるいはフィルタ部材自体に作用して、その焼却除去性能を高めていると考えられる。
また、アルカリ金属は、フィルタ部材４４の上流部４４ａの触媒層４７に下流部４４ｂよりも多く担持される。これにより、アルカリ金属はＮＯをＮＯ_２に変換する性質を持たないので、下流部４４ｂに多く担持しても上述のような貴金属による効果は得られない。寧ろ、アルカリ金属は、排気ガス温度の低温側におけるカーボン粒子の焼却除去性能を向上する効果があるため、堆積したカーボン粒子と触媒金属との接触頻度が高く、高温の排気ガスを最初に受ける上流部４４ａにおいてアルカリ金属を多く担持することで、全体的にカーボン粒子の焼却除去性能が向上できる。また、アルカリ金属を不必要に大量に担持することがなく、安価なフィルタ装置２８ｂを提供できる。
なお、アルカリ金属の内、特にＫ（カリウム）が性能上好ましく、本実施形態ではアルカリ金属としてＫを担持した。
【００３６】
（エンジン制御）
次に、エンジン１によるカーボン粒子低減に関連する制御について説明する。
ＥＣＵ４０は、入力されたアクセル開度センサ３９から入力された信号からアクセル開度量（エンジン負荷）を算出し、クランク角センサ１１から入力された信号からエンジン回転数を算出し、これらを噴射制御部（図示せず）に出力して、基本的にこれらエンジン負荷及びエンジン回転数に基づいて主噴射Ｍおよびフィルタ装置２８ｂ再生処理用の追加噴射としての膨張行程噴射、あるいは排気行程噴射が実行される。
なお、フィルタ装置２８ｂの再生時には、ＥＧＲ弁３５はＥＣＵ４０により閉成され、追加噴射による排気浄化制御が的確に実行できるようにしている。
【００３７】
主噴射Ｍは、図４に示すように、圧縮行程上死点付近でインジェクタ５により行われる燃料噴射で、この噴射により噴射された燃料は、ピストン位置が上昇して燃焼室４内の圧力が極めて高圧の状態で噴射されるので、自己着火して主燃焼が行われることとなる。また、この主噴射Ｍによる噴射量は、乗員等による要求出力が得られるように、この出力に相当するトルク（要求トルク）に基づいて予め設定されている。
具体的には、ＥＣＵ４０には、エンジン回転数が高回転である程、且つアクセル開度量が大きい程、主噴射量が増量されるよう設定された主噴射量マップ（図示せず）、及びエンジン回転数とアクセル開度量に基づいて主噴射Ｍの実行時期を設定した主噴射時期マップ（図示せず）が記憶されており、エンジン回転数及びアクセル開度量に基づいて、主噴射量、及び噴射時期が設定される。
【００３８】
なお、主噴射Ｍの形態は、このような１回の噴射に限らず、圧縮行程上死点より少し前に一時的に行う所謂パイロット噴射と圧縮行程上死点付近での主噴射Ｍとの組み合わせや、圧縮行程上死点付近で実行される主噴射Ｍ自体を微少な休止間隔（略１ｍｓ以下）を挟んで多段に分割噴射するものであってもよい。
【００３９】
このような主噴射Ｍによる通常のディーゼル燃焼では、エンジン負荷が高負荷であったりエンジン回転数が高回転の場合であれば、フィルタ部材４４の入口排気ガス温度が３００℃前後となってフィルタ部材４４に堆積したカーボン粒子を上述の連続再生処理により除去することが可能となる。しかしながら、低負荷状態や低回転状態が継続すると入口側排気ガス温度が３００℃を大きく下回り、例えば２００℃ぐらいになるので、この状態ではカーボン粒子はフィルタ部材４４に堆積し続けることになる。このようなカーボン粒子の堆積状態を、フィルタ上流圧力センサ４２とフィルタ下流圧力センサ４３とにより検出されたフィルタ上流と下流の圧力との差圧に基づいて推定し、この推定されたカーボン粒子堆積量が、所定値以上であると判断された時に、以下に説明する追加噴射による一時的再生処理を施して、カーボン粒子を確実に焼却除去する。
【００４０】
追加噴射としては、図４に示すように膨張行程期間中で主噴射Ｍの噴射完了後に実行される膨張行程初期噴射Ｆ１、膨張行程中期噴射Ｆ２と、排気行程後期で実行される排気行程後期噴射Ｆ３とがある。
【００４１】
尚、本実施形態においては、追加噴射は、このような３回の噴射を実行するものに限定されるものではなく、膨張行程から排気行程に掛けて１回、あるいは複数回の追加噴射を行うものであればよい。
【００４２】
膨張行程初期噴射Ｆ１は、主燃焼期間Ａ中であって、主燃焼の熱発生率の０への収束度合が高い時期から主燃焼が終了し熱発生率が０となる時期Ａｔ直前までに噴射される。具体的には、膨張行程初期噴射Ｆ１の噴射開始時期は、圧縮行程上死点後（ＡＴＤＣ）２０°から３５°の間、より好ましくはＡＴＤＣ２２°から３０°ぐらいで、運転状態により影響を受けるために運転状態に応じた所定の許容範囲時期（図示せず）の特定時期に設定される。例えば、所定の許容範囲時期とは、エンジン回転数が低回転でエンジン負荷が低負荷の場合、ＡＴＤＣ２０°から２５°の間、より好ましくはＡＴＤＣ２２°から２４°の間で設定されるものである。
【００４３】
このような膨張行程初期噴射Ｆ１により噴射された燃料は主燃焼中に供給されることとなるため、その殆どが燃焼されて熱発生を生じ燃焼室４内のガス温度を高め、結果的に燃焼室４から排気されるガスの温度を高温化させ、更にこうした高温の排気ガスとの接触により排気通路２６に配置された酸化触媒２８ａやフィルタ装置２８ｂの温度も高温化することとなる。
【００４４】
膨張行程初期噴射Ｆ１の噴射時期、及び噴射量は、それぞれＥＣＵ４０に記憶されたマップ（図示せず）により制御される。
【００４５】
膨張行程中期噴射Ｆ２は、膨張行程初期噴射Ｆ１の実行後の主燃焼期間Ａ以降で噴射されるものであり、膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射開始時期は、圧縮行程上死点後（ＡＴＤＣ）５０°から１２０°の間、より好ましくはＡＴＤＣ６０°から１１０°ぐらいで、運転状態により影響を受けるために運転状態に応じた所定の許容範囲時期内の特定時期に設定される。このような膨張行程中期噴射Ｆ２により噴射された燃料は、膨張行程初期噴射Ｆ１による主燃焼の影響を大きく受けることがないよう、好ましくは膨張行程初期噴射Ｆ１による燃焼の熱発生率が略０となった後に、膨張行程中期噴射Ｆ２により噴射された燃料が燃焼室内４に拡散するよう噴射開始されるので、その殆どが未燃燃料となり排気通路２６に排出される。こうして排出された未燃燃料の多くは酸化触媒２８ａのセル内に付着することとなるが、この時酸化触媒２８ａが不活性状態であれば、付着した未燃燃料が堆積することこととなる。その後主噴射Ｍや膨張行程初期噴射Ｆ１により酸化触媒温度が昇温し活性状態に移行すると、堆積した未燃燃料が急激に燃焼し、この反応熱によって酸化触媒２８ａ下流のフィルタ装置２８ｂの温度上昇が図られることとなる。フィルタ装置２８ｂでは、この温度上昇によりフィルタ装置２８ｂ前の排気ガス温度が５００°Ｃ以上となると、それまでに堆積されたカーボン粒子が排気ガス中の酸素と反応して燃焼して焼却され、例えばこのような高温状態を数分間継続させることによりフィルタ装置２８ｂが再生することとなる。
【００４６】
膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射時期、及び噴射量は、それぞれＥＣＵ４０に記憶されたマップ（図示せず）により制御される。なお、膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射時期マップ、噴射量マップは、後述するように酸化触媒２８ａの活性時用と、不活性時用との２つが準備されている。
【００４７】
ところで、フィルタ装置２８ｂの高温化には、膨大な量の未燃燃料の供給が必要である。（例えば主噴射Ｍによる噴射量の２倍以上）、そのためエンジン回転数が低くエンジン負荷も低い状態では、フィルタ装置２８ｂ昇温のため噴射実行期間（インジェクタ５の針弁の開弁期間）を長期間に設定する必要がある。一方、上述のように膨張行程中期噴射Ｆ２は上記所定許容範囲時期内で実行しなければならず、仮に噴射開始時期を所定許容範囲時期よりも進角側に設定すると上述のように酸化触媒２８ａに供給すべき未燃燃料が減少してフィルタ装置２８ｂの高温化が不十分となり、噴射時期を所定許容範囲時期よりも遅角側に設定するとシリンダ壁面への燃料付着が発生する。
一方、膨張行程初期噴射Ｆ１を増量すると主燃焼中に噴射されるために未燃燃料を増量することはできず、反って不要なトルク増量が発生する。
【００４８】
そこで、本実施形態では、排気行程後期噴射Ｆ３を実行する。
排気行程後期噴射Ｆ３は、排気行程の後期において実行されるもので、排気行程後期噴射Ｆ３の噴射開始時期は、圧縮行程上死点後（ＡＴＤＣ）３００°から３５０°の間Ｂ（つまり排気行程上死点前６０°から０°の間）、より好ましくはＡＴＤＣ３１０°から３２０°（つまり排気行程上死点前５０°から４０°の間）ぐらいで、運転状態により影響を受けるために運転状態に応じた所定の許容範囲時期内の特定時期に設定される。この状態ではピストン３は上昇した位置にあるため、このような排気行程後期噴射Ｆ３により噴射された燃料は、シリンダ壁面に付着することがなく、この時開弁している排気弁から排気通路に排出されて酸化触媒２８ａに到達し、フィルタ装置２８ｂの再生に寄与されることとなる。
【００４９】
ところで、排気行程後期噴射Ｆ３の噴射時期を上記の所定許容範囲時期より進角側に設定すると、ピストン３位置が下がった状態で噴射されることになるのでシリンダ壁面への付着燃料の増大を招き、また噴射時期を所定許容範囲時期より遅角側に設定すると、排気弁が低開度状態となるため、排気通路に供給される未燃燃料量が減少する。そればかりか、排気されなかった燃料はこの気筒内に残留し、次回のサイクルの燃焼に寄与することとなり、不必要なトルク増大を招くこととなる。
【００５０】
排気行程後期噴射Ｆ３の噴射時期、及び噴射量は、それぞれＥＣＵ４０に記憶されたマップ（図示せず）により制御される。なお、排気行程後期噴射Ｆ３の噴射時期マップ、噴射量マップは、酸化触媒２８ａの活性時用と、不活性時用との２つが準備されている。なお、排気行程後期噴射Ｆ３の噴射量は、膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射量よりも少ない量で設定されている。
【００５１】
次に、酸化触媒２８ａの活性状態と噴射制御との関係について説明する。
図４のＳ２で実線にて示すように、酸化触媒２８ａが不活性状態の時は、膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射量と排気行程後期噴射Ｆ３との噴射量とは減量されるが（同図中、点線は活性時の針弁の作動状態を示す）、この理由は、酸化触媒２８ａが不活性の時は、酸化触媒２８ａに未燃燃料を供給しても、酸化触媒における反応熱の急激な上昇が起らないので、燃費向上のために未燃燃料供給を抑制させるためである。この時、膨張行程初期噴射Ｆ１の噴射量は実質的に減量しないため、酸化触媒２８ａの昇温が図られて酸化触媒２８ａの早期活性が行われる。また、このように膨張行程初期噴射Ｆ１による酸化触媒２８ａの早期活性が図られることで、その後の触媒活性による急激な反応熱の発生促進のために、膨張行程中期噴射Ｆ２と排気行程後期噴射Ｆ３とによる少量の燃料供給が行われる。
なお、この時は、膨張行程中期噴射Ｆ２と排気行程後期噴射Ｆ３とは中止しても構わない。
【００５２】
（実験結果）
次に、本実施形態におけるフィルタ部材を用いて実験した結果を、図５、図６を参照して説明する。
実験は、模擬排気ガス流通装置を用いて、この装置のガス流通通路にサンプル（大きさは直径２５ｍｍ、長さ５０ｍｍの円筒形のテストピース）となるフィルタ部材を配置して行った。
【００５３】
サンプルには、エージング処理として予め８００℃×２４ｈの熱処理を行った後、前以って化合物粒子（アッシュ）としてのＣａＳＯ_４をフィルタ部材の下流部（フィルタ部材全体の１／２）のセル内隔壁表面に堆積させた。その堆積量は下流部で２５ｇ／Ｌ（フィルタ部材の構造体で１Ｌ当たりの量）とした。また、サンプルには、アッシュを堆積させた後、カーボン粒子をサンプルのセル内において全体的に均一に１０ｇ／Ｌとなるよう堆積させた。
次に、サンプルに対してＳＶ値が８００００／ｈで、組成比が、Ｏ_２：２０％、ＮＯ：１０００ｐｐｍ、Ｎ_２：残部となる排気ガスを、その温度を１００℃から５５０℃までゆっくりと上昇させながら供給した。このような実験後、各サンプルを上流部と下流部とに分割し、それぞれに残ったカーボン粒子の量を測定し、これをカーボン粒子再生率（＝実験後に測定したカーボン粒子量／予め堆積させたカーボン粒子量）として示したのが、図５、図６である。
【００５４】
図５においては、サンプルとしての実施例１と比較例１とにおけるそれぞれフィルタ部材の上流部と下流部とのカーボン再生率を示す。
なお、実施例１は、γ−アルミナとセリアとが１：２の分量のスラリー計５０ｇ／ＬにＰｔを１ｇ／Ｌ含浸担持して、これをフィルタ部材の上流部の隔壁表面にコートして触媒層を形成させ、またγ−アルミナとセリアとが２：１の分量のスラリ−計５０ｇ／ＬにＰｔを３ｇ／Ｌ含浸担持して、これを下流部の隔壁表面にコートして触媒層を形成させた。
また、比較例１は、γ−アルミナとセリアとが１：１の分量のスラリー５０ｇ／ＬにＰｔを２ｇ／Ｌ含浸担持して、これをフィルタ部材全体の隔壁表面にコートして触媒層を形成させた。
なお、これら実施例１と比較例１とにおけるフィルタ部材全体のＰｔ量、アルミナ量、セリア量は同じである。
【００５５】
図６においては、サンプルとしての実施例２と比較例２とにおけるそれぞれフィルタ部材の上流部と下流部とのカーボン再生率を示す。
実施例２は、γ−アルミナから成るスラリー計５０ｇ／Ｌに、Ｐｔを１ｇ／Ｌ、Ｋを１５ｇ／Ｌ含浸担持して、これをフィルタ部材の上流部の隔壁表面にコートして触媒層を形成させ、またγ−アルミナから成るスラリ−計５０ｇ／Ｌに、Ｐｔを３ｇ／Ｌ、Ｋを５ｇ／Ｌ含浸担持して、これを下流部の隔壁表面にコートして触媒層を形成させた。
また、比較例２は、γ−アルミナから成るスラリー５０ｇ／ＬにＰｔを２ｇ／Ｌ、Ｋを１０ｇ／Ｌ含浸担持して、これをフィルタ部材全体の隔壁表面にコートして触媒層を形成させた。
なお、これら実施例２と比較例２とにおけるフィルタ部材全体のＰｔ量、アルミナ量、Ｋ量は同じである。
【００５６】
また、触媒層の製造方法については、これ以外の方法でもよく、例えばγ−アルミナ等を先にフィルタ部材にコートした後、フィルタ部材を触媒金属の溶液に含浸させてもよい。これらの方法により、高密度で担持された貴金属やアルカリ金属を高分散担持でき、よりカーボン粒子と触媒金属との接触頻度を向上できる。
【００５７】
このような実験結果によれば、上流部におけるＰｔ担持量の変更によるフィルタ部材の再生性能の変化は極めて小さいが、下流部におけるＰｔ担持量の変更によるフィルタ部材の再生性能の変化は大きいことが分かる。従って、１つのフィルタ部材４４に同じＰｔ量を担持する際には、Ｐｔを全体に亘って均一に担持するよりも、Ｐｔをフィルタ部材の下流部にて多く担持して上流部の担持量を少なくした方が、フィルタ部材の再生性能を格段に向上できるといえる。
また、Ｋにより、全体的にフィルタ部材の再生性能を向上できるとともに、実施例１と実施例２との比較からＫの担持量を上流部に多くし下流部で少なくした方が、上流部における再生性能が向上しているのが分かる。
【００５８】
以下に上記の本実施形態における効果を説明する。
本実施形態においては、フィルタ部材４４の下流部４４ｂに担持される触媒金属を上流部４４ａに担持される触媒金属より増大させて、触媒金属が下流部４４ｂにおいて高密度で偏在するよう構成した。これにより、エンジン１の長時間の使用による総運転時間長期化などの理由により、フィルタ部材４４下流部４４ｂのセル４５内の隔壁４６に焼却除去ができない化合物粒子が多く堆積されたしても、触媒金属とカーボン粒子との接触頻度が低下するのを抑制でき、こうした再生性能の経年劣化を防止できる。
【００５９】
また、触媒金属として、カーボン粒子の焼却除去性能が高く、しかも燃焼室から排出された直後の排気ガス中に多く存在するＮＯをＮＯ_２に変換する性能の高い貴金属を担持させたので、上流の酸化触媒２８ａでＮＯ_２に変換されなかった一部のＮＯとカーボン粒子とによる反応を促進して比較的低温であってもカーボン粒子の焼却除去性能を向上でき、再生性能を促進することができる。
【００６０】
また、アルカリ金属を、上流部４４ａで下流部４４ｂよりも多くなるように担持したのでカーボン粒子の焼却除去性能を全体的に向上でき、更に化合物粒子による再生性能劣化の影響を受け難い上流部４４ａにおいて触媒金属による積極的なカーボン粒子除去を行うことができる。
【００６１】
（他の実施形態）
尚、本発明の実施形態においては、フィルタ部材４４の上流に酸化触媒２８ａを配置してカーボン粒子の連続再生処理を積極的に行う構成としたが、これに限定されず、酸化触媒２８ａがなくても、適応可能である。
また、再生処理方法としては、連続再生処理方法や一時的再生処理方法の一方の方法のみを実行しても同様の効果が得られる。
更に、本実施形態では、一時的再生処理をエンジン１の制御状態を変更することで行ったが、エンジン１の排気通路２６にセリア含有燃料などの微粒子焼却剤の供給装置を設け、該装置からフィルタ部材４４に微粒子焼却剤を供給することで、再生処理するものであっても良い。
また、フィルタ部材４４への微粒子の堆積が所定値以上となった時に、サービス工場でフィルタ装置２８ｂを排気通路２６から取外して、サービス工場内の設備を利用して高温再生し、再生処理終了後再度フィルタ装置２８ｂを排気通路２６に取り付けるものであってもよい。
【００６２】
また、本発明の実施形態においては、触媒金属やアルカリ金属の担持量を、上流部４４ａと下流部４４ｂとでそれぞれ一定とし、上流部４４ａと下流部４４ｂとの境界で非線形に変えたが、フィルタ部材４４の上流端から下流端に亘って線形的に変えてもよい。この場合触媒金属であれば上流端から下流端に向けて増大するように担持され、アルカリ金属であれば上流端から下流端に向けて減少するように担持される。
また、本発明の実施形態においては、フィルタ部材４４の隔壁４６表面に触媒層４７を形成させたが、触媒層４７を形成せずに、触媒金属やアルカリ金属の溶液を直接隔壁４６に含浸させて、触媒金属やアルカリ金属を担持してもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るエンジンの排気微粒子低減装置においては、
パティキュレートフィルタの排気下流部に担持する触媒金属を排気上流部に担持する触媒金属よりも増量させて担持させた。これにより、例えばエンジンの総運転時間が長くなるなどして、パティキュレートフィルタの排気下流部に除去不可物質が堆積したとしても、触媒金属によるカーボン粒子の焼却除去性能の悪化を抑制して、パティキュレートフィルタの高い再生性能を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの排気微粒子低減装置を示す全体構成図。
【図２】本実施例の実施形態に係るフィルタ部材４４の概略図。
【図３】フィルタ部材４４の一部における、断面拡大図。
【図４】インジェクタ５による噴射作動の様子を模式的に示す説明図。
【図５】実施例１と比較例１との実験結果を示すグラフ。
【図６】実施例２と比較例２との実験結果を示すグラフ。
【図７】従来例のパティキュレートフィルタにおける側面断面図。
【図８】従来例のパティキュレートフィルタにおける正面図。
【符号の説明】
２８ｂ：フィルタ装置
４４：フィルタ部材（パティキュレートフィルタ）
４４ａ：上流部（排気上流部）
４４ｂ：下流部（排気下流部）
４５：セル
４６：隔壁
４７：触媒層

Claims

エンジンの排気通路に、多孔質物質の隔壁により内部を多数のセルに区画され、カーボン粒子とカーボン以外の成分から成る粒子とを含む排気ガス中の微粒子を堆積可能なハニカム状のパティキュレートフィルタを配置するとともに、該パティキュレートフィルタが、上記隔壁に担持された触媒金属によって、堆積する該カーボン粒子の焼却除去を促進することで該パティキュレートフィルタの再生処理可能に構成されており、該パティキュレートフィルタにより排気ガス中のカーボン粒子を低減するエンジンの排気微粒子低減装置において、
該パティキュレートフィルタに担持された上記触媒金属を、該パティキュレートフィルタの排気下流部において該パティキュレートフィルタの排気上流部よりも多く担持したことを特徴とするエンジンの排気微粒子低減装置。
上記触媒金属は、排気ガス中のＮＯをＮＯ_２に変換可能な貴金属であることを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気微粒子低減装置。
上記パティキュレートフィルタは、上記触媒金属の他に、アルカリ金属を担持するとともに、アルカリ金属は、該排気上流部において該排気下流部よりも多く担持したことを特徴とする請求項２記載のエンジンの排気微粒子低減装置。