JP3463652B2 - 排気ガス浄化方法および排気ガス浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排気ガス浄化方法お
よび排気ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりディーゼル機関においては、排
気ガス中に含まれる微粒子を除去するために機関排気通
路内にパティキュレートフィルタを配置してこのパティ
キュレートフィルタにより排気ガス中の微粒子を一旦捕
集し、パティキュレートフィルタ上に捕集された微粒子
を着火燃焼せしめ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ている。ところがパティキュレー
トフィルタ上に捕集された微粒子は６００℃程度以上の
高温にならないと着火せず、これに対してディーゼル機
関の排気ガス温は通常、６００℃よりもかなり低い。し
たがって排気ガス熱でもってパティキュレートフィルタ
上に捕集された微粒子を着火させるのは困難であり、排
気ガス熱でもってパティキュレートフィルタ上に捕集さ
れた微粒子を着火させるためには微粒子の着火温度を低
くしなければならない。

【０００３】ところで従来よりパティキュレートフィル
タ上に触媒を担持すれば微粒子の着火温度を低下できる
ことが知られており、したがって従来より微粒子の着火
温度を低下させるために触媒を担持した種々のパティキ
ュレートフィルタが公知である。例えば特公平７−１０
６２９０号公報にはパティキュレートフィルタ上に白金
族金属およびアルカリ土類金属酸化物の混合物を担持さ
せたパティキュレートフィルタが開示されている。この
パティキュレートフィルタではほぼ３５０℃から４００
℃の比較的低温でもって微粒子が着火され、次いで連続
的に燃焼せしめられる。

【０００４】ディーゼル機関では負荷が高くなれば排気
ガス温が３５０℃から４００℃に達し、したがって上述
のパティキュレートフィルタでは一見したところ機関負
荷が高くなったときに排気ガス熱によって微粒子を着火
燃焼せしめることができるように見える。しかしながら
実際には排気ガス温が３５０℃から４００℃に達しても
微粒子が着火しない場合があり、またたとえ微粒子が着
火したとしても一部の微粒子しか燃焼せず、多量の微粒
子が燃え残るという問題を生ずる。

【０００５】すなわち排気ガス中に含まれる微粒子量が
少ないときにはパティキュレートフィルタ上に付着する
微粒子量が少なく、このときには排気ガス温が３５０℃
から４００℃になるとパティキュレートフィルタ上の微
粒子は着火し、次いで連続的に燃焼せしめられる。しか
しながら排気ガス中に含まれる微粒子量が多くなるとパ
ティキュレートフィルタ上に付着した微粒子が完全に燃
焼する前にこの微粒子の上に別の微粒子が堆積し、その
結果、パティキュレートフィルタ上に微粒子が積層状に
堆積する。このようにパティキュレートフィルタ上に微
粒子が積層状に堆積すると酸素と接触しやすい一部の微
粒子は燃焼せしめられるが酸素と接触しづらい残りの微
粒子は燃焼せず、斯くして多量の微粒子が燃え残ること
になる。したがって排気ガス中に含まれる微粒子量が多
くなるとパティキュレートフィルタ上に多量の微粒子が
堆積し続けることになる。

【０００６】一方、パティキュレートフィルタ上に多量
の微粒子が堆積するとこれら堆積した微粒子は次第に着
火燃焼しづらくなる。このように燃焼しづらくなるのは
恐らく堆積している間に微粒子中の炭素が燃焼しづらい
グラフィイト等に変化するからであると考えられる。事
実、パティキュレートフィルタ上に多量の微粒子が堆積
し続けると３５０℃から４００℃の低温では堆積した微
粒子が着火せず、堆積した微粒子を着火せしめるために
は６００℃以上の高温が必要となる。しかしながらディ
ーゼル機関では通常、排気ガス温が６００℃以上の高温
になることがなく、したがってパティキュレートフィル
タ上に多量の微粒子が堆積し続けると排気ガス熱によっ
て堆積した微粒子を着火せしめるのが困難となる。

【０００７】一方、このとき排気ガス温を６００℃以上
の高温にすることができたとすると堆積した微粒子は着
火するがこの場合には別の問題を生ずる。すなわちこの
場合、堆積した微粒子は着火せしめられると輝炎を発し
て燃焼し、このときパティキュレートフィルタの温度は
堆積した微粒子の燃焼が完了するまで長時間に亘って８
００℃以上に維持される。しかしながらこのようにパテ
ィキュレートフィルタが長時間に亘って８００℃以上の
高温にさらされるとパティキュレートフィルタが早期に
劣化し、斯くしてパティキュレートフィルタを新品と早
期に交換しなければならないという問題が生ずる。

【０００８】また堆積した微粒子が燃焼せしめられると
アッシュが凝縮して大きな塊りとなり、これらアッシュ
の塊りによってパティキュレートフィルタの細孔が目詰
まりを生ずる。目詰まりした細孔の数は時間の経過と共
に次第に増加し、斯くしてパティキュレートフィルタに
おける排気ガス流の圧損が次第に大きくなる。排気ガス
流の圧損が大きくなると機関の出力が低下し、斯くして
この点からもパティキュレートフィルタを新品と早期に
交換しなければならないという問題が生ずる。

【０００９】このように多量の微粒子が一旦積層状に堆
積してしまうと上述の如き種々の問題が生じ、したがっ
て排気ガス中に含まれる微粒子量とパティキュレートフ
ィルタ上において燃焼しうる微粒子量とのバランスを考
えて多量の微粒子が積層状に堆積しないようにする必要
がある。しかしながら上述の公報に記載されたパティキ
ュレートフィルタでは排気ガス中に含まれる微粒子量と
パティキュレートフィルタ上において燃焼しうる微粒子
量とのバランスについては何ら考えられておらず、斯く
して上述したように種々の問題を生じることになる。

【００１０】また上述の公報に記載されたパティキュレ
ートフィルタでは排気ガス温が３５０℃以下になると微
粒子は着火されず、斯くしてパティキュレートフィルタ
上に微粒子が堆積する。この場合、堆積量が少なければ
排気ガス温が３５０℃から４００℃になったときに堆積
した微粒子が燃焼せしめられるが多量の微粒子が積層状
に堆積すると排気ガス温が３５０℃から４００℃になっ
たときに堆積した微粒子が着火せず、たとえ着火したと
しても一部の微粒子は燃焼しないために燃え残りが生じ
る。

【００１１】この場合、多量の微粒子が積層状に堆積す
る前に排気ガス温を上昇させれば堆積した微粒子を燃え
残ることなく燃焼せしめることができるが上述の公報に
記載されたパティキュレートフィルタではこのようなこ
とは何ら考えておらず、斯くして多量の微粒子が積層状
に堆積した場合には排気ガス温を６００℃以上に上昇さ
せない限り、堆積した全微粒子を燃焼させることができ
ない。

【００１２】このような問題点を解決すべく排気ガス中
に含まれる微粒子量とパティキュレートフィルタ上にお
いて燃焼しうる微粒子量とのバランスを考えて多量の微
粒子が積層状に堆積しないように制御した排気ガス浄化
方法および排気ガス浄化装置が本出願人により既に出願
されている（特願２０００−４３５７１号）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記公報では
或る目的で燃焼室から排出された排気ガスを再び燃焼室
内に循環するようにしている。ここで上記公報において
パティキュレートフィルタの温度を制御する方法として
は種々の方法が考えられるがこれら方法を用いてパティ
キュレートフィルタの温度を制御した際にこれに合わせ
て燃焼室内に再循環せしめられる排気ガスの量を変化さ
せなければ出力トルクが大きく変動することがある。

【００１４】そこで本発明の目的は燃焼室から排出され
た排気ガスを再び燃焼室内に循環させるようにした内燃
機関において、新規の方法を採用し、パティキュレート
フィルタの温度を制御したときの出力トルク変動を小さ
くすることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】１番目の発明では上記目
的を達成するために、要求負荷に応じて燃焼室に供給す
る燃料の量を制御し、燃焼室から排出された排気ガスを
再び燃焼室に循環させるようにした内燃機関において、
燃焼室から排出された排気ガス中の微粒子を除去するた
めのパティキュレートフィルタとして、単位時間当りに
燃焼室から排出される排出微粒子量がパティキュレート
フィルタ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よりも少ないと
きには排気ガス中の微粒子がパティキュレートフィルタ
に流入すると輝炎を発することなく酸化除去せしめら
れ、かつ排出微粒子量が一時的に酸化除去可能微粒子量
より多くなったとしてもパティキュレートフィルタ上に
おいて微粒子が一定限度以下しか堆積しないときには排
出微粒子量が酸化除去可能微粒子量よりも少なくなった
ときにパティキュレートフィルタ上の微粒子が輝炎を発
することなく酸化除去せしめられるパティキュレートフ
ィルタを用い、酸化除去可能微粒子量がパティキュレー
トフィルタの温度に依存しており、排出微粒子量が酸化
除去可能微粒子量よりも通常少なくなり、かつ排出微粒
子量が一時的に酸化除去可能微粒子量より多くなったと
してもその後、排出微粒子量が酸化除去可能微粒子量よ
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上に堆積しない
ように排出微粒子量およびパティキュレートフィルタの
温度を維持し、それによって排気ガス中の微粒子をパテ
ィキュレートフィルタ上において輝炎を発することなく
酸化除去せしめ、パティキュレートフィルタの温度を上
昇させるべきであると判別されたときに排気ガス流を絞
り、それによってパティキュレートフィルタの温度を上
昇させ、パティキュレートフィルタの温度を上昇すべく
排気ガス流を絞ったときには燃焼室に循環せしめられる
排気ガスの量を少なくする。

【００１６】２番目の発明では１番目の発明において、
排気ガス流を絞ることによってパティキュレートフィル
タを通過する排気ガスの流速が減速せしめられるように
する。３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堆積した微粒子量に基づいて定
まる時間だけ排気ガス流を絞る。

【００１７】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上に貴金属触媒を担持してい
る。５番目の発明では４番目の発明において、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かつ
周囲の酸素濃度が低下すると保持した酸素を活性酸素の
形で放出する活性酸素放出剤をパティキュレートフィル
タ上に担持し、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放出剤から活性酸素を放出さ
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させるようにしている。

【００１８】６番目の発明では５番目の発明において、
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。７番目の発明で
は６番目の発明において、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。８番目の発明では５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ている。

【００１９】９番目の発明では上記目的を達成するため
に、要求負荷に応じて燃焼室に供給する燃料の量を制御
し、燃焼室から排出された排気ガスを再び燃焼室に循環
させるようにした内燃機関において、機関排気通路内に
燃焼室から排出された排気ガス中の微粒子を除去するた
めのパティキュレートフィルタを配置し、このパティキ
ュレートフィルタとして、単位時間当りに燃焼室から排
出される排出微粒子量がパティキュレートフィルタ上に
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よりも少ないときには排気ガ
ス中の微粒子がパティキュレートフィルタに流入すると
輝炎を発することなく酸化除去せしめられ、かつ排出微
粒子量が一時的に酸化除去可能微粒子量より多くなった
としてもパティキュレートフィルタ上において微粒子が
一定限度以下しか堆積しないときには排出微粒子量が酸
化除去可能微粒子量よりも少なくなったときにパティキ
ュレートフィルタ上の微粒子が輝炎を発することなく酸
化除去せしめられるパティキュレートフィルタを用い、
酸化除去可能微粒子量がパティキュレートフィルタの温
度に依存しており、排出微粒子量が酸化除去可能微粒子
量よりも通常少なくなり、かつ排出微粒子量が一時的に
酸化除去可能微粒子量より多くなったとしてもその後、
排出微粒子量が酸化除去可能微粒子量より少なくなった
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上に堆積しないように排出微粒
子量およびパティキュレートフィルタの温度を維持する
ための制御手段を具備し、それによって排気ガス中の微
粒子をパティキュレートフィルタ上において輝炎を発す
ることなく酸化除去せしめ、パティキュレートフィルタ
の温度を上昇させるべきであると判別されたときに上記
制御手段が排気ガス流を絞り、それによってパティキュ
レートフィルタの温度を上昇させ、パティキュレートフ
ィルタの温度を上昇すべく排気ガス流を絞ったときには
燃焼室に循環せしめられる排気ガスの量を少なくする手
段を具備する。

【００２０】１０番目の発明では９番目の発明におい
て、排気ガス流を絞ることによってパティキュレートフ
ィルタを通過する排気ガスの流速が減速せしめられるよ
うにする。１１番目の発明では１０番目の発明におい
て、パティキュレートフィルタ下流に排気絞り弁を配置
し、該排気絞り弁により排気ガス流を絞るようにする。

【００２１】１２番目の発明では９番目の発明におい
て、パティキュレートフィルタが互いに平行をなして延
びる複数個の排気流通路を具備し、隣接する排気流通路
の一方は上流端が栓により閉塞されると共に隣接する排
気流通路の他方は下流端が栓により閉塞され、排気流通
路の壁面および栓の壁面上に触媒を担持させている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施例を参照して
本発明を説明する。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
内燃機関にも適用可能である。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。コンプレッ
サ１５の上流側の吸気管１３ｂには吸入される空気の質
量流量を検出するための質量流量計１３ａが取り付けら
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、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１に示し
た実施例では冷却装置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。

【００２３】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１に示した実施例では冷
却装置２６内に機関冷却水が導びかれ、この機関冷却水
により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。

【００２４】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。また
質量流量計１３ａ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。アクセルペダル
４０にはアクセルペダル４０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、ＥＧ
Ｒ制御弁２５、および燃料ポンプ２８に接続される。

【００２５】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の正面図であり、（Ｂ）はパティキュレー
トフィルタ２２の側面断面図である。図２（Ａ）および
（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。

【００２６】なお図２（Ａ）においてハッチングを付し
た部分は栓５３を示している。したがって排気ガス流入
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。言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が四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が四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。

【００２７】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２（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内に流出す
る。本発明の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、栓５３の外端面および栓５２，５３の内
端面上には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た酸素を活性酸
素の形で放出する活性酸素放出剤とが担持されている。

【００２８】本発明の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のような希土
類、および遷移金属から選ばれた少なくとも一つが用い
られている。

【００２９】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。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。

【００３０】図１に示したような圧縮着火式内燃機関で
は空気過剰のもとで燃焼が行われ、したがって排気ガス
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図１に示したような圧縮着火式内燃
機関では排気ガスの空燃比はリーンとなっている。また
燃焼室５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５内で酸素と反応してＳ
Ｏ₂ となる。したがって排気ガス中にはＳＯ₂ が含まれ
ている。したがって過剰酸素、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。

【００３１】図３（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３（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。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３（Ａ）に示したよ
うにこれら酸素Ｏ₂ がＯ₂ ^- またはＯ^2-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Ｏ^2-と反応し、ＮＯ₂ 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３（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。

【００３２】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Ｏ^2-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Ｏ^2-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Ｋ₂ ＳＯ₄ を生
成する。このようにして活性酸素放出触媒６１内には硝
酸カリウムＫＮＯ₃ および硫酸カリウムＫ ₂ ＳＯ₄ が生
成される。

【００３３】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に、
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３（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。

【００３４】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。

【００３５】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Ｋ₂ ＳＯ₄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Ｋ₂ ＳＯ₄ は安定化しているので硝酸カリウムＫ
ＮＯ₃ に比べて活性酸素を放出しづらい。

【００３６】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Ｋ₂ ＳＯ₄ 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。これら活性酸素Ｏが微粒子
６２に接触すると微粒子６２はただ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はパティキュレートフィルタ２２
上に堆積することがない。

【００３７】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。

【００３８】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。すなわち言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。

【００３９】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
ど活性化するので単位時間当りに活性酸素放出剤６１が
放出しうる活性酸素Ｏの量はパティキュレートフィルタ
２２の温度が高くなるほど増大する。したがってパティ
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２２の温度が高くなるほど
増大する。

【００４０】図５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５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。単位時間当りに燃焼
室５から排出される微粒子の量を排出微粒子量Ｍと称す
るとこの排出微粒子量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５の領域Ｉにあるときには燃焼
室５から排出された全ての微粒子がパティキュレートフ
ィルタ２２に接触するや否や短時間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。

【００４１】これに対し、排出微粒子量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５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４（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
４（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４（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。
担体層の表面を覆うこの残留微粒子部分６３は次第に酸
化されにくいカーボン質に変質し、斯くしてこの残留微
粒子部分６３はそのまま残留しやすくなる。また担体層
の表面が残留微粒子部分６３によって覆われると白金Ｐ
ｔ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抑制される。その結
果、図４（Ｃ）に示されるように残留微粒子部分６３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。このように微粒子
が積層状に堆積するとこれら微粒子は白金Ｐｔや活性酸
素放出剤６１から距離を隔てているためにたとえ酸化さ
れやすい微粒子であってももはや活性酸素Ｏによって酸
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。すなわち排出
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。

【００４２】このように図５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５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排出微
粒子量Ｍを常時、酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少なく
しておく必要がある。

【００４３】図５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、したがって図１に示
した圧縮着火式内燃機関において排出微粒子量Ｍおよび
パティキュレートフィルタ２２の温度ＴＦを排出微粒子
量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも常時、少なくなる
ように維持することが可能である。

【００４４】そこで本発明の第１の実施例においては排
出微粒子量Ｍおよびパティキュレートフィルタ２２の温
度ＴＦを排出微粒子量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する。このように排出微
粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも常時、少なけ
れば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。した
がって機関出力は低下しない。

【００４５】ところが前述したように一旦、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
るとたとえ排出微粒子量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に、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排気微粒
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。

【００４６】そこで本発明の第２の実施例においては排
出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも通常少な
くなり、かつ排出微粒子量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４（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、すなわち排出微粒子量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排出微粒子量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。

【００４７】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排
出微粒子量Ｍのほうが酸化除去可能微粒子量Ｇよりも多
くなる。したがって実際の運転を考えると第２の実施例
のほうが現実に合っていると考えられる。次に上記実施
例における排出微粒子量Ｍとパティキュレートフィルタ
２２の温度ＴＦとの制御について説明する。排出微粒子
量Ｍは燃焼室５内に吸入せしめられる空気の量（以下、
吸気量）とＥＧＲガス量とに応じて異なる。そこで上記
実施例においては排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子
量Ｇより小さくなるようにスロットル弁１７の開度およ
びＥＧＲ制御弁２５の開度を制御するようにする。

【００４８】また上記実施例における内燃機関は要求負
荷が大きくなるほど燃料噴射弁から噴射される燃料の量
（以下、噴射燃料量）が多くなるように制御せしめられ
る。言い換えれば要求負荷を積極的に大きくすれば噴射
燃料量が多くなり、したがって燃焼室内での燃焼温度が
上昇し、排気ガスの温度も上昇する。このためパティキ
ュレートフィルタ２２の温度も上昇することになる。そ
こで本実施例では図１に示したようにパティキュレート
フィルタ２２の下流側に排気絞り弁３９ａを配置し、パ
ティキュレートフィルタ２２の温度を上昇させるべきで
あると判別されたときにはこの排気絞り弁３９ａの開度
を小さくして排気ガス流を絞り、それによってパティキ
ュレートフィルタ２２の温度を上昇させる。すなわち排
気絞り弁３９ａの開度を小さくすれば要求負荷が大きく
なり、したがって噴射燃料量も多くなり、斯くして排気
ガスの温度が上昇せしめられる。このため排気絞り弁３
９ａの開度を小さくすればパティキュレートフィルタ２
２の温度を上昇させることができるのである。

【００４９】なおパティキュレートフィルタ２２の温度
を上昇させるべきときに排気絞り弁３９ａの開度を小さ
くすることには別の利点もある。すなわちパティキュレ
ートフィルタ２２の温度を上昇させるべきであるとは排
出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより大きい状態
であることを意味する。ここで排気絞り弁３９ａの開度
を小さくすればパティキュレートフィルタ２２を通過す
る排気ガスの流速が減速せしめられる。これによれば排
気ガスはパティキュレートフィルタ２２を比較的ゆっく
りと通過するので微粒子を酸化させるための時間を十分
に確保することができる。またパティキュレートフィル
タ２２に流入する微粒子の量自体も少なくなるので排出
微粒子量Ｍは酸化除去可能微粒子量Ｇより小さくなる。
これらの理由からパティキュレートフィルタ２２の温度
を上昇させるべきとき、すなわち排出微粒子量Ｍが酸化
除去可能微粒子量Ｇより大きいときに排気絞り弁３９ａ
の開度を小さくすることには上述した理由からも微粒子
をパティキュレートフィルタ２２において確実に酸化除
去することができるという利点がある。

【００５０】またこのことは機関減速時において噴射燃
料量が零にせしめられるタイプの内燃機関にとっては特
に利点がある。すなわちこのような内燃機関では機関減
速時に噴射燃料量が零にせしめられるている状態でパテ
ィキュレートフィルタ２２の温度を上昇すべく排気絞り
弁３９ａの開度を小さくしても噴射燃料量は増大せしめ
られないが上述したようにパティキュレートフィルタ２
２を通過する排気ガスの流速が減速せしめられるので排
出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより小さくな
り、斯くしてパティキュレートフィルタ２２において微
粒子を確実に酸化除去することができる。

【００５１】なお上記実施例においては排気絞り弁３９
ａをパティキュレートフィルタ２２の下流に配置したが
燃焼室５から排出される排気ガス流を絞ることができれ
ばパティキュレートフィルタ２２の上流側に配置されて
もよい。ところで上述したようにパティキュレートフィ
ルタ２２の温度を上昇すべきときに排気絞り弁３９ａの
開度を小さくすると排気タービン２１を通過する排気ガ
スの流量が少なくなる。このため過給圧が低下する。こ
こで上記実施例の通りに制御が行われるとすれば排出微
粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子量Ｇより小さくなるよう
にスロットル弁１７の開度およびＥＧＲ制御弁２５の開
度が制御される。すなわち吸気量ではなく、排出微粒子
量Ｍに基づいてスロットル弁１７とＥＧＲ制御弁２５と
が制御される。このため過給圧の低下に伴って吸気量が
少なくなり、結果として吸気量に対してＥＧＲガス量が
相対的に多くなる。このため燃焼室５内における燃料の
燃焼が悪化し、機関出力トルクが急激に低下してしま
う。

【００５２】そこで本発明においてはパティキュレート
フィルタ２２の温度を上昇させるべく排気絞り弁３９ａ
の開度を小さくするときには燃焼室５内に噴射される燃
料を燃焼させるのに十分な量の空気が燃焼室５内に流入
するようにＥＧＲ制御弁２５の開度を小さくする。別の
言い方をすれば本発明においてはパティキュレートフィ
ルタ２２の温度を上昇させるべく排気絞り弁３９ａの開
度を小さくするときには機関出力トルクの変動が許容範
囲内に納まるようにＥＧＲ制御弁２５の開度を小さくす
る。なおＥＧＲ制御弁２５の開度を小さくすると同時に
スロットル弁１７の開度を大きくしてもよい。斯くして
本発明によればパティキュレートフィルタの温度を上昇
させた際に機関出力トルクが大きく変動することが防止
される。なお排気絞り弁３９ａはステップモータ３９ｂ
により駆動せしめられる。ステップモータ３９ｂは対応
する駆動回路３８を介して出力ポート３６に接続され
る。

【００５３】ところで第１の実施例または第２の実施例
を実行しうるように排出微粒子量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。

【００５４】すなわち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活性酸素放出剤６
１から外部に活性酸素Ｏが一気に放出され、これら一気
に放出された活性酸素Ｏにより堆積している微粒子が輝
炎を発することなく酸化除去される。またリッチ化した
ことにより金属表面の被毒が回復するのでその後の酸化
活性が向上し、微粒子の酸化を促進することになる。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。

【００５５】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。

【００５６】以上説明した内燃機関の運転制御ルーチン
の一例を図６に示した。図６を参照するとまず初めにス
テップ１００において昇温処理を実行すべきか否かが判
別される。昇温処理を実行する必要があるときにはステ
ップ１０１において排気絞り弁を閉弁し、ステップ１０
２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。一方、ステ
ップ１００において昇温処理を実行する必要がないと判
別されたときにはステップ１０４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。

【００５７】燃焼室５内の平均空燃比をリッチにする必
要がないときには排出微粒子量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１０５においてス
ロットル弁１７の開度が制御され、ステップ１０６にお
いてＥＧＲ制御弁２５の開度が制御され、ステップ１０
７において燃料噴射量が制御される。一方、ステップ１
０４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１０８においてスロットル弁
１７の開度が制御され、ステップ１０９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１１０において燃料噴射
量が制御される。

【００５８】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。

【００５９】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Ｋ₂ ＳＯ₄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
２２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。

【００６０】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５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。

【００６１】さらに本発明はパティキュレートフィルタ
２２上流の排気通路内に酸化触媒を配置してこの酸化触
媒により排気ガス中のＮＯをＮＯ₂ に変換し、このＮＯ
₂ とパティキュレートフィルタ２２上に堆積した微粒子
とを反応させてこのＮＯ₂ により微粒子を酸化するよう
にした排気ガス浄化装置にも適用可能である。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば燃焼室から排出された排
気ガスを再び燃焼室内に循環させるようにした内燃機関
において、新規の方法を採用し、パティキュレートフィ
ルタの温度を制御したときにおいても出力トルク変動が
小さく維持される。

【図面の簡単な説明】

【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】微粒子の酸化作用を説明するための図である。

【図４】微粒子の堆積作用を説明するための図である。

【図５】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。

【図６】内燃機関の運転を制御するためのフローチャー
トである。

【符号の説明】

５…燃焼室 ６…燃料噴射弁 ２２…パティキュレートフィルタ ２５…ＥＧＲ制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｊ (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 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 木村 光壱 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−229404（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−338229（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−94434（ＪＰ，Ａ) 国際公開98／048153（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/02 F02D 9/04 F02D 41/04 F02M 25/07

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 要求負荷に応じて燃焼室に供給する燃料
   の量を制御し、燃焼室から排出された排気ガスを再び燃
   焼室に循環させるようにした内燃機関において、燃焼室
   から排出された排気ガス中の微粒子を除去するためのパ
   ティキュレートフィルタとして、単位時間当りに燃焼室
   から排出される排出微粒子量がパティキュレートフィル
   タ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よりも少ないときには
   排気ガス中の微粒子がパティキュレートフィルタに流入
   すると輝炎を発することなく酸化除去せしめられ、かつ
   上記排出微粒子量が一時的に上記酸化除去可能微粒子量
   より多くなったとしてもパティキュレートフィルタ上に
   おいて微粒子が一定限度以下しか堆積しないときには上
   記排出微粒子量が上記酸化除去可能微粒子量よりも少な
   くなったときにパティキュレートフィルタ上の微粒子が
   輝炎を発することなく酸化除去せしめられるパティキュ
   レートフィルタを用い、上記酸化除去可能微粒子量がパ
   ティキュレートフィルタの温度に依存しており、上記排
   出微粒子量が上記酸化除去可能微粒子量よりも通常少な
   くなり、かつ上記排出微粒子量が一時的に上記酸化除去
   可能微粒子量より多くなったとしてもその後、上記排出
   微粒子量が上記酸化除去可能微粒子量より少なくなった
   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上に堆積しないように上記排出
   微粒子量およびパティキュレートフィルタの温度を維持
   し、それによって排気ガス中の微粒子をパティキュレー
   トフィルタ上において輝炎を発することなく酸化除去せ
   しめ、パティキュレートフィルタの温度を上昇させるべ
   きであると判別されたときに排気ガス流を絞り、それに
   よってパティキュレートフィルタの温度を上昇させ、パ
   ティキュレートフィルタの温度を上昇すべく排気ガス流
   を絞ったときには燃焼室に循環せしめられる排気ガスの
   量を少なくする排気ガス浄化方法。
2. 【請求項２】 排気ガス流を絞ることによってパティキ
   ュレートフィルタを通過する排気ガスの流速が減速せし
   められるようにした請求項１に記載の排気ガス浄化方
   法。
3. 【請求項３】 パティキュレートフィルタ上に堆積した
   微粒子量に基づいて定まる時間だけ排気ガス流を絞るよ
   うにした請求項１に記載の排気ガス浄化方法。
4. 【請求項４】 パティキュレートフィルタ上に貴金属触
   媒を担持した請求項１に記載の排気ガス浄化方法。
5. 【請求項５】 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
   持した酸素を活性酸素の形で放出する活性酸素放出剤を
   パティキュレートフィルタ上に担持し、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上記活性酸素放
   出剤から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
   させるようにした請求項４に記載の排気ガス浄化方法。
6. 【請求項６】 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
   る請求項５に記載の排気ガス浄化方法。
7. 【請求項７】 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
   請求項６に記載の排気ガス浄化方法。
8. 【請求項８】 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請求項５
   に記載の排気ガス浄化方法。
9. 【請求項９】 要求負荷に応じて燃焼室に供給する燃料
   の量を制御し、燃焼室から排出された排気ガスを再び燃
   焼室に循環させるようにした内燃機関において、機関排
   気通路内に燃焼室から排出された排気ガス中の微粒子を
   除去するための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として、単位時間当りに燃焼
   室から排出される排出微粒子量がパティキュレートフィ
   ルタ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よりも少ないときに
   は排気ガス中の微粒子がパティキュレートフィルタに流
   入すると輝炎を発することなく酸化除去せしめられ、か
   つ上記排出微粒子量が一時的に上記酸化除去可能微粒子
   量より多くなったとしてもパティキュレートフィルタ上
   において微粒子が一定限度以下しか堆積しないときには
   上記排出微粒子量が上記酸化除去可能微粒子量よりも少
   なくなったときにパティキュレートフィルタ上の微粒子
   が輝炎を発することなく酸化除去せしめられるパティキ
   ュレートフィルタを用い、上記酸化除去可能微粒子量が
   パティキュレートフィルタの温度に依存しており、上記
   排出微粒子量が上記酸化除去可能微粒子量よりも通常少
   なくなり、かつ上記排出微粒子量が一時的に上記酸化除
   去可能微粒子量より多くなったとしてもその後、上記排
   出微粒子量が上記酸化除去可能微粒子量より少なくなっ
   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上に堆積しないように上記排
   出微粒子量およびパティキュレートフィルタの温度を維
   持するための制御手段を具備し、それによって排気ガス
   中の微粒子をパティキュレートフィルタ上において輝炎
   を発することなく酸化除去せしめ、パティキュレートフ
   ィルタの温度を上昇させるべきであると判別されたとき
   に上記制御手段が排気ガス流を絞り、パティキュレート
   フィルタを通過する排気ガスの流速を減速させ、それに
   よってパティキュレートフィルタの温度を上昇させ、パ
   ティキュレートフィルタの温度を上昇すべく排気ガス流
   を絞ったときには燃焼室に循環せしめられる排気ガスの
   量を少なくする手段を具備する排気ガス浄化装置。
10. 【請求項１０】 排気ガス流を絞ることによってパティ
    キュレートフィルタを通過する排気ガスの流速が減速せ
    しめられるようにした請求項９に記載の排気ガス浄化装
    置。
11. 【請求項１１】 パティキュレートフィルタ下流に排気
    絞り弁を配置し、該排気絞り弁により排気ガス流を絞る
    ようにした請求項１０に記載の排気ガス浄化装置。
12. 【請求項１２】 上記パティキュレートフィルタが互い
    に平行をなして延びる複数個の排気流通路を具備し、隣
    接する排気流通路の一方は上流端が栓により閉塞される
    と共に隣接する排気流通路の他方は下流端が栓により閉
    塞され、該排気流通路の壁面および栓の壁面上に触媒を
    担持させた請求項９に記載の排気ガス浄化装置。