JP2010168933A

JP2010168933A - 自己診断用フィルタを備えた排気ガス浄化装置

Info

Publication number: JP2010168933A
Application number: JP2009010390A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Toyoshima; 秀幸豊嶋
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2010-08-05
Also published as: EP2213359A1

Abstract

【課題】車載型故障診断装置に適用可能な、ＤＰＦの状態を判断する手段を提供すること。
【解決手段】ＰＭ捕集用フィルタを備えるとともに、その粒子状物質捕集用フィルタの排気ガス下流側に備わる自己診断用フィルタ１０と、ＰＭ捕集用フィルタと自己診断用フィルタ１０の間に備わる圧力計１１と、を具備する排気ガス浄化装置１の提供による。
【選択図】図１

Description

本発明は、粒子状物質の捕集能力低下を自己診断するためのフィルタを備えた、排気ガス浄化装置に関する。

環境への影響を考慮して、内燃機関、ボイラー等の排気ガス中の有害物質を低減し、除去する必要性が高まっている。特に、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンを搭載した自動車の排気ガス中の有害物質に対する規制は、世界的に強化される方向にある。

このような背景の下、コモンレール噴射システム、排気ガス再循環装置（ＥＧＲシステム）等の他、後処理技術として、三元触媒、触媒コンバータ、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、粒子状物質捕集用フィルタ（ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ））、尿素選択型触媒還元（尿素ＳＣＲ）、ＮＯｘ吸蔵還元触媒（ＬＮＴ）等が開発されている。例えば、近時のディーゼルエンジン自動車の排気ガス浄化装置として、排気ガスの上流側から、ＤＯＣ、触媒付ＤＰＦ、尿素ＳＣＲで構成したものを挙げることが出来る。

上記の高度技術で構成される排気ガス浄化装置は、当然に、使用における性能維持が前提となる。そのため、装置の信頼性についてドライバーへ情報提供して装置の点検整備を促したり、容易に点検整備が受けられるように新技術に合わせて検査体制の構築を図ることが重要である。

このような事情から、排気ガス浄化装置が故障した場合にドライバーへ警報を発する車載型故障診断装置（オンボードダイアグノシス（ＯＢＤ））の導入が、世界的に進められており、日本では、新たに販売される自動車への装着義務付けの方針が示されている。尚、関連する先行文献として、例えば、特許文献１を挙げることが出来る。

特開２００６−２６７０２１号公報

ところが、これまで、上記後処理技術のうちディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（パティキュレートマター（ＰＭ））の捕集除去を行うＤＰＦについて、その劣化を判断し、結果を電気信号等としてＯＢＤに取り込み、ＯＢＤで確認可能とすることは困難であった。

例えば、ＤＰＦの状態を判断する方法として、各エンジンの運転条件毎のＰＭ発生量や、排気ガス温度によるＤＰＦ内のＰＭ再生量を設定し、データを制御装置に予め記憶させておき、それらのデータと実際のエンジンの運転条件に基づいて、ＤＰＦの状態を予測する方法が提案されている。

しかしながら、エンジン性能の経時変化やエンジンの固体差を考慮したデータベースの構築は困難である。又、この方法は、実測に基づかないため、精度が悪く、安全率を多めに見積もる必要がある。

別の方法として、ＰＭ（スート）センサの利用が提案されている。ＰＭセンサを用いて処理ガスの実測をすれば、安全率を多めに見積もる必要はない。

しかしながら、未だセンサ技術が確立しているとはいえない状況にある。例えば、ＰＭセンサとして、導電性微粒子を捕獲する耐熱性電気絶縁部材を備えたものが知られているが、一対の電極部相互間の導通が確保される程度に、耐熱性電気絶縁部材上にＰＭが堆積するまでは、検出感度が得られないため、感度及び応答性は高いとはいえない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、車載型故障診断装置に適用可能な、ＤＰＦの状態を判断する手段を提供することを課題とする。

研究が重ねられた結果、ＤＰＦ（フィルタ）とは別に、その排気ガス下流側に、ＤＰＦのＰＭ捕集能力低下を診断するためのフィルタ及び圧力検出手段を備えることによって、この課題を解決出来ることが見出された。

即ち、本発明によれば、先ず、粒子状物質捕集用フィルタと、その粒子状物質捕集用フィルタの排気ガス下流側に備わる自己診断用フィルタと、粒子状物質捕集用フィルタと自己診断用フィルタの間に備わる圧力計と、を有する排気ガス浄化装置が提供される（第１の排気ガス浄化装置ともいう）。

本発明に係る第１の排気ガス浄化装置においては、更に、自己診断用フィルタの排気ガス下流側に圧力計を備えることが好ましい。

次に、本発明によれば、粒子状物質捕集用フィルタと、その粒子状物質捕集用フィルタの排気ガス下流側に備わる自己診断用フィルタと、自己診断用フィルタの入口側と出口側の差圧を計測する差圧計と、を有する排気ガス浄化装置が提供される（第２の排気ガス浄化装置ともいう）。

本明細書において、単に（本発明に係る）排気ガス浄化装置というとき、第１の排気ガス浄化装置と第２の排気ガス浄化装置の両方を指すものとする。本発明に係る排気ガス浄化装置においては、上記自己診断用フィルタが、多孔質の隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有するハニカム構造体であり、隔壁の気孔率が３５％以上であることが好ましい。これは、目封止なしハニカム構造体である。

又、本発明に係る排気ガス浄化装置においては、上記自己診断用フィルタが、多孔質の隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有し、所定のセルの一方の端部がそのセル内に充填された目封止材からなる目封止部により目封止されているハニカム構造体であり、隔壁の気孔率が３５％以上であることが好ましい。これは、片側の端面ないしその近傍が目封止されている片側目封止ハニカム構造体である。

更に、本発明に係る排気ガス浄化装置においては、上記自己診断用フィルタが、多孔質の隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有し、所定のセルの一方の端部がそのセル内に充填された目封止材からなる目封止部により目封止され、残余のセルは所定のセルとは反対側の他方の端部がそのセル内に充填された目封止材からなる目封止部により目封止されているハニカム構造体であり、隔壁の気孔率が３５％以上であることが好ましい。これは、両側の端面ないしその近傍において千鳥状に目封止されている両側目封止ハニカム構造体である。

本発明に係る排気ガス浄化装置において、自己診断用フィルタを構成するハニカム構造体の隔壁の気孔率は、３５％以上７０％以下であることが好ましく、３５％以上６５％以下であることがより好ましく、４０％以上６５％以下であることが特に好ましい。尚、本明細書にいう気孔率は、水銀ポロシメータ（水銀圧入法）で測定したものとする。

本発明に係る排気ガス浄化装置において、自己診断用フィルタのＰＭ捕集効率は、４０％以上８０％以下であることが好ましく、４５％以上７５％以下であることがより好ましく、４７％以上７２％以下であることが特に好ましい。上記の気孔率は、このような捕集効率を実現するために規定される。尚、捕集効率については、後述する。

本発明に係る排気ガス浄化装置においては、上記自己診断用フィルタが、コージェライト、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、ムライト及びリチウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）からなる群より選ばれた何れか１種を主結晶相とするものであることが好ましい。

本発明に係る排気ガス浄化装置においては、上記自己診断用フィルタの隔壁の厚さは、０．０２５ｍｍ（１ｍｉｌ）以上、０．５１ｍｍ（２０ｍｉｌ）以下であることが好ましい。

又、上記自己診断用フィルタのセル数は、目封止なしハニカム構造体の場合には、１１６セル／ｃｍ^２（７５０ｃｐｓｉ）以上、２３３セル／ｃｍ^２（１５００ｃｐｓｉ）以下であることが好ましく、目封止あり（片側目封止又は両側目封止）ハニカム構造体の場合には、１５セル／ｃｍ^２（１００ｃｐｓｉ）以上、４７セル／ｃｍ^２（３００ｃｐｓｉ）以下であることが好ましい。

更に、上記自己診断用フィルタの長さは、コスト、異常検知速度の観点から、２５０ｍｍ以下が好ましく、２００ｍｍ以下であることが、より好ましく、キャニングの観点から１０ｍｍ以上が好ましく、２５ｍｍ以上であることが、より好ましい。

本発明に係る排気ガス浄化装置は、排気ガスの浄化のために、少なくとも粒子状物質捕集用フィルタを備える。即ち、本発明に係る排気ガス浄化装置においては、自己診断用フィルタの排気ガス上流側に、他のフィルタ類を挟まずに、診断対象である粒子状物質捕集用フィルタを少なくとも備えていればよく、本発明に係る排気ガス浄化装置は、他の排気ガス浄化のための要素技術を含む構成を採ることが可能である。

本発明に係る第１の排気ガス浄化装置は、粒子状物質（ＰＭ）捕集用フィルタの排気ガス下流側に備わる自己診断用フィルタと、粒子状物質捕集用フィルタと自己診断用フィルタの間に備わる圧力計と、を具備するので、その圧力計の測定値（圧力値）に基づいて、ＰＭ捕集用フィルタの劣化を検知することが出来る。

ＰＭ捕集用フィルタの劣化がない場合には、自己診断用フィルタにはＰＭが流入しないか若しくは極微量のＰＭしか堆積しないため、自己診断用フィルタの圧力抵抗は小さく、粒子状物質捕集用フィルタと自己診断用フィルタの間（自己診断用フィルタの排気ガス上流側）の圧力は低い。これに対し、ＰＭ捕集用フィルタが劣化すると、ＰＭ捕集用フィルタから流出したＰＭが自己診断用フィルタに堆積するため、自己診断用フィルタの圧力抵抗が急激に増大し、自己診断用フィルタの排気ガス上流側の圧力が高くなる。よって、この自己診断用フィルタの排気ガス上流側の圧力を計測し、これに基づいて、ＰＭ捕集フィルタの劣化を判断することが出来る。そして、圧力計の圧力値を電気信号でＯＢＤへ出力することにより、ＯＢＤでＰＭ捕集用フィルタ（ＤＰＦ）の状態を把握ないし判断することが可能となる。

本発明に係る第１の排気ガス浄化装置は、その好ましい態様において、更に、自己診断用フィルタの排気ガス下流側に圧力計を備えるので、自己診断用フィルタの排気ガス上流側及び排気ガス下流側の圧力を測定することが出来、それによって、ＰＭ捕集用フィルタから流出したＰＭ量を、より正確に検知することが可能である。

尚、この点は、本発明に係る第２の排気ガス浄化装置においても同様である。本発明に係る第２の排気ガス浄化装置は、その粒子状物質捕集用フィルタの排気ガス下流側に備わる自己診断用フィルタと、自己診断用フィルタの入口側と出口側の差圧を計測する差圧計と、を具備するので、その差圧計の測定値（圧力差の値）に基づいて、ＰＭ捕集用フィルタの劣化を検知することが出来る。

即ち、本発明に係る排気ガス浄化装置では、自己診断用フィルタ及び圧力計又は差圧計が、ＤＰＦの性能低下や破損等を検知するための、ＯＢＤ対応の検出センサとして機能する。本発明に係る排気ガス浄化装置では、実測値に基づいてＤＰＦの状態を判断するため、不必要な安全率をとる必要がない。又、従来の排気ガス浄化装置に対して追加して取り付けるのは自己診断用フィルタ及び圧力計又は差圧計だけであるから、例えば自動車への組み込みが容易である。更に、ＰＭ捕集用フィルタが劣化して捕集効率が低下した場合でも、排気管からＰＭを排出することなく異常を検知することが可能である。

本発明に係る排気ガス浄化装置は、その好ましい態様において、自己診断用フィルタを構成するハニカム構造体の隔壁の気孔率が３５％以上であるので、自己診断用フィルタの圧力損失が高くなりすぎず、ＤＰＦの性能低下や破損等を検知するための、ＯＢＤ対応の、ＰＭ捕集用フィルタ診断手段（いわばセンサ）として、好適である。

本発明に係る第１の排気ガス浄化装置の一の実施形態を模式的に示す構成図である。本発明に係る第１の排気ガス浄化装置の他の実施形態を模式的に示す構成図である。本発明に係る第２の排気ガス浄化装置の一の実施形態を模式的に示す構成図である。実施例の結果を示す図であり、ハニカム構造体（自己診断用フィルタ）の気孔率と圧力損失との関係を示すグラフである。実施例の結果を示す図であり、ハニカム構造体（自己診断用フィルタ）のＰＭ捕集効率と圧力損失との関係を示すグラフである。

以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明に係る要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明に係る実施形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。

先ず、本発明に係る排気ガス浄化装置の構成について説明する。

図１は、本発明に係る第１の排気ガス浄化装置の一の実施形態を模式的に示す構成図であり、ディーゼルエンジンの排気系を表した図である。図１において、排気ガスは、ディーゼルエンジンから排出され、左側から右側へ流れる。図１に示される排気ガス浄化装置１は、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）と、その排気ガス下流側のＰＭ捕集用フィルタ（ＤＰＦ）と、更に排気ガス下流側の自己診断用フィルタ１０と、ＰＭ捕集用フィルタと自己診断用フィルタ１０の間の圧力計１１と、を具備し、圧力計１１が自己診断用フィルタ１０の入口側の圧力を計測し、ＰＭ捕集用フィルタの状態（性能低下や破損等の有無）を把握し、ひいては、排気ガス浄化装置１を自己診断する。

図２は、本発明に係る第１の排気ガス浄化装置の他の実施形態を模式的に示す構成図であり、図１と同様に、ディーゼルエンジンの排気系を表した図である。図２に示される排気ガス浄化装置２は、排気ガス浄化装置１における自己診断用フィルタ１０の排気ガス下流側に、圧力計１２を付加したものである。圧力計１１、１２が自己診断用フィルタ１０の入口側及び出口側の圧力を計測し、それらの差（差圧）を求めて、ＰＭ捕集用フィルタ（ＤＰＦ）の状態を把握し、ひいては、排気ガス浄化装置２を自己診断する。

図３は、本発明に係る第２の排気ガス浄化装置の一の実施形態を模式的に示す構成図であり、図１と同様に、ディーゼルエンジンの排気系を表した図である。図３に示される排気ガス浄化装置３は、排気ガス浄化装置２における２つの圧力計１１、１２を、差圧計１３に置き換えたものである。差圧計１３が自己診断用フィルタ１０の入口側及び出口側の圧力を計測し、それらの差（差圧）を求めて、ＰＭ捕集用フィルタ（ＤＰＦ）の状態を把握し、ひいては、排気ガス浄化装置３を自己診断する。

次に、本発明に係る排気ガス浄化装置を作製する方法について、図２に示される排気ガス浄化装置２を例にとって説明する。

排気ガス浄化装置２は、公知のＤＯＣ及びＤＰＦと、新たな自己診断用フィルタ１０及び圧力計１１、１２と、を組み合わせて、得ることが出来る。ＤＯＣ、ＤＰＦ、及び自己診断用フィルタ１０は、一体でキャニングしてもよく、ＤＯＣ及びＤＰＦと、自己診断用フィルタ１０と、を分けてキャニングし、自己診断用フィルタ１０をキャニングしたものの前後に圧力計１１、１２を取り付けてもよい。後の方法によれば、既存の排気ガス浄化装置に、自己診断用フィルタ１０及び圧力計１１、１２からなる、いわばセンサを付加して、本発明に係る排気ガス浄化装置に改造することも可能である。

圧力計１１、１２は、市販の圧力計を使用することが出来る。例えば、ダイヤフラム式、ブルドン管式、ベロー式等の圧力計を採用することが出来る。圧力計は、ＯＢＤへ出力するために、電気信号出力が可能なものを採用することが好ましい。尚、排気ガス浄化装置３の差圧計１３も同様である。

自己診断用フィルタ１０は、例えば、多孔質の隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有し、所定のセルの一方の端部がそのセル内に充填された目封止材からなる目封止部により目封止され、残余のセルは前記所定のセルとは反対側の他方の端部がそのセル内に充填された目封止材からなる目封止部により目封止されている（両側目封止）ハニカム構造体である。この自己診断用フィルタ１０の構造自体は、前段のＤＰＦと同様である。但し、自己診断用フィルタ１０の隔壁の気孔率は３５％以上である。

自己診断用フィルタ１０は、公知のハニカム構造体の製造方法によって作製することが出来る。例えば、セラミック原料、バインダ、造孔材、水等を混合して成形原料を得て、ニーダー、真空土練機等を用いて成形原料を混練して坏土を形成し、口金を備えた押出成形機を用いて坏土をハニカム形状に成形してハニカム成形体を作製し、得られたハニカム成形体を乾燥してハニカム乾燥体を作製し、それに目封止を施し、目封止を施したハニカム乾燥体を焼成して、ハニカム構造体を得ることが出来る。

焼成温度及び時間は、セラミック原料によって適切に設定する。コージェライト原料を焼成する場合には、１４１０〜１４４０℃で焼成することが好ましく、３〜１０時間程度焼成することが好ましい。

セラミック原料は、コージェライト化原料、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、ムライト及びリチウムアルミニウムシリケートからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。コージェライト化原料とは、焼成によりコージェライトとなる原料を意味し、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミックス原料である。具体的にはタルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、及びシリカの中から選ばれた複数の無機原料を上記化学組成となるような割合で含むものが挙げられる。

バインダは、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を採用することが出来る。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。

バインダの含有量は、セラミック原料１００質量部に対して５〜２５質量部であることが好ましい。水の含有量は、セラミック原料１００質量部に対して１０〜３０質量部であることが好ましい。造孔材は、焼成時に飛散消失する性質のものであればよく、グラファイト、コークス等の無機物質や発泡樹脂等の高分子化合物、澱粉等の有機物質等を、単独で用いるか組み合わせて用いることが出来る。造孔材の含有量は、セラミック原料１００質量部に対して１０〜２０質量部であることが好ましい。造孔材の平均粒子径は、３０〜１００μｍであることが好ましい。

目封止を施す（目封止部を形成する）方法としては、ハニカム乾燥体の端部に、市松模様状にセルが交互に塞がれるようにマスクを施し、その端部を、容器に貯めた目封止スラリーに浸漬して、マスクを施していないセルの開口部に目封止スラリーを充填して目封止部を形成する。他方の端部については、一方の端部において目封止されたセルについてマスクを施し、上記一方の端部に目封止部を形成した方法と同様にして目封止部を形成する。目封止材は、上記セラミック原料と同様な材料を用いることが好ましい。ハニカム乾燥体と、焼成時の膨張率を同じにすることが出来、耐久性の向上につながるからである。尚、目封止を施していないハニカム乾燥体を焼成した後に、ハニカム焼成体に目封止を行ってもよい。

尚、目封止を施さなければ、目封止なしハニカム構造体が得られ、一方の（あるいは他方の）端部においてのみ、目封止を施せば、片側目封止ハニカム構造体が得られる。

次に、本発明に係る排気ガス浄化装置を使用する方法について、図２に示される排気ガス浄化装置２を例にとって説明する。

排気ガス浄化装置２は、例えばディーゼルエンジンの排気系に設置し、圧力計１１、１２で計測された圧力又はそれらの差（差圧）に基づいて、ＰＭ捕集用フィルタの状態を判断し、ひいては自己の状態を診断する、といった使用をすることが出来る。圧力計１１、１２で計測された圧力を電気信号としてＯＢＤに出力するとともに、ＯＢＤにおいて、それらの圧力データや、それに基づくＰＭ捕集用フィルタないし自己の状態の診断結果、警報等を表示可能となるように、ＯＢＤのプログラムを構築すれば、尚、好ましい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（１）コージェライト化原料が１００質量部に対して、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースを２０質量部、グラファイト、水を３０質量部、混合して成形原料を得て、ニーダーを用いて成形原料を混練して坏土を形成し、口金を備えた押出成形機を用いて坏土をハニカム形状に成形してハニカム成形体を作製し、得られたハニカム成形体を乾燥してハニカム乾燥体を作製し、それに目封止を施し、目封止を施したハニカム乾燥体を１４３０℃で５時間、焼成して、コージェライトを主結晶相とし、大きさがφ１４４×１５２ｍｍＬ、隔壁の厚さが０．３１ｍｍ（１２ｍｉｌ）、セル密度が４７セル／ｃｍ^２（３００ｃｐｓｉ）である、複数の（両側目封止）ハニカム構造体を得た。複数のハニカム構造体は、製造の際、グラファイトの粒子径、含有量を変えて、（隔壁の）気孔率を３０％、３５％、４０％、５０％、６０％、６５％、７０％に調節した。

得られた複数のハニカム構造体のそれぞれに、ＰＭ（スート）ジェネレーターによりＰＭを発生させた排気ガスを、２分間、通過させ、ハニカム構造体の入口と出口の圧力損失を計測した。ハニカム構造体の気孔率と圧力損失との関係を図４に示す。尚、図４において、縦軸の圧力損失は、気孔率５０％のときを１００％として、相対的な％値で表している。

図４より、気孔率が低いと（３５％未満であると）、自らの圧力損失が大きく上昇してしまい、排気ガスの流れの系に直接設置するＰＭ捕集用フィルタ診断手段（センサ）としては、適当なものではないことがわかる。これに対し、気孔率が一定以上であれば（３５％以上であれば）、圧力損失は安定している。気孔率は、３５％以上７０％以下（図４の実線区間）であることが好ましく、４０％以上６５％以下（図４の破線区間）であることが特に好ましい、といえる。

（２）コージェライト化原料が１００質量部に対して、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースを２０質量部、グラファイト、水を３０質量部、混合して成形原料を得て、ニーダーを用いて成形原料を混練して坏土を形成し、口金を備えた押出成形機を用いて坏土をハニカム形状に成形してハニカム成形体を作製し、得られたハニカム成形体を乾燥してハニカム乾燥体を作製し、それに目封止を施し、目封止を施したハニカム乾燥体を１４３０℃で５時間、焼成して、コージェライトを主結晶相とし、大きさがφ１４４×１５２ｍｍＬ、隔壁の厚さが０．３１ｍｍ（１２ｍｉｌ）、セル密度が４７セル／ｃｍ^２（３００ｃｐｓｉ）である、複数の（両側目封止）ハニカム構造体を得た。複数のハニカム構造体は、製造の際、グラファイトの粒子径、含有量を変えて、気孔率を調節し、ＰＭ捕集効率が異なるようにした。

得られた複数のハニカム構造体のそれぞれに、ＰＭ（スート）ジェネレーターによりＰＭを発生させた排気ガスを、２分間、通過させ、通過した排気ガスに含まれるＰＭを濾紙で捕集し、ＰＭの重量Ｗ^１を測定し、併せて、ハニカム構造体の入口と出口の圧力損失を計測した。又、同じ時間、ＰＭを発生させた排気ガスを、ハニカム構造体を通過させずに、濾紙で捕集し、ＰＭの重量Ｗ^２を測定した。次いで、得られた各重量Ｗ^１、Ｗ^２を、以下に示す式に代入してＰＭ捕集効率を求めた。ＰＭ捕集効率と圧力損失との関係を図５に示す。尚、図５において、縦軸の圧力損失は、ＰＭ捕集効率３０％のときを１００％として、相対的な％値で表している。
（Ｗ^２−Ｗ^１）／（Ｗ^２）×１００

図５より、ＰＭ捕集効率が低いところではＰＭ（スート）が通り抜けてしまい、圧力損失が上昇せず、ハニカム構造体（自己診断用フィルタ）の劣化が検知し難いことがわかる。これに対し、ＰＭ捕集効率が高いところではＰＭ（スート）が抜けず（捕集され）、圧力損失が上昇し、ハニカム構造体（自己診断用フィルタ）の劣化を検知可能である。ＰＭ捕集効率は、４０％以上８０％以下（図５の実線区間）であることが好ましく、４７％以上７２％以下（図５の破線区間）であることが特に好ましい、といえる。

本発明に係る自己診断用フィルタを備えた排気ガス浄化装置は、排気ガス中の粒子状物質を低減し除去する手段として利用される。特に、ディーゼルエンジンを搭載した自動車の排気ガス中の粒子状物質を除去する手段であって、車載型故障診断装置に対応可能な装置として、好適に利用される。

１，２，３排気ガス浄化装置
１０自己診断用フィルタ
１１，１２圧力計
１３差圧計

Claims

粒子状物質捕集用フィルタと、
その粒子状物質捕集用フィルタの排気ガス下流側に備わる自己診断用フィルタと、前記粒子状物質捕集用フィルタと前記自己診断用フィルタの間に備わる圧力計と、を有する排気ガス浄化装置。
更に、前記自己診断用フィルタの排気ガス下流側に圧力計を備える請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
粒子状物質捕集用フィルタと、
その粒子状物質捕集用フィルタの排気ガス下流側に備わる自己診断用フィルタと、前記自己診断用フィルタの入口側と出口側の差圧を計測する差圧計と、を有する排気ガス浄化装置。
前記自己診断用フィルタが、
多孔質の隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有するハニカム構造体であり、前記隔壁の気孔率が３５％以上である請求項１〜３の何れか一項に記載の排気ガス浄化装置。
前記自己診断用フィルタが、
多孔質の隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有し、所定のセルの一方の端部がそのセル内に充填された目封止材からなる目封止部により目封止されているハニカム構造体であり、前記隔壁の気孔率が３５％以上である請求項１〜３の何れか一項に記載の排気ガス浄化装置。
前記自己診断用フィルタが、
多孔質の隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有し、所定のセルの一方の端部がそのセル内に充填された目封止材からなる目封止部により目封止され、残余のセルは前記所定のセルとは反対側の他方の端部がそのセル内に充填された目封止材からなる目封止部により目封止されているハニカム構造体であり、前記隔壁の気孔率が３５％以上である請求項１〜３の何れか一項に記載の排気ガス浄化装置。
前記自己診断用フィルタが、
コージェライト、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、ムライト及びリチウムアルミニウムシリケートからなる群より選ばれた何れか１種を主結晶相とする請求項１〜６の何れか一項に記載の排気ガス浄化装置。