JP3493841B2 - ディーゼルパーティキュレートフィルター - Google Patents
ディーゼルパーティキュレートフィルターInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排気ガス中に含まれるパーティキュレートとＮＯx
成分を効果的に除去することのできるディーゼルパーテ
ィキュレートフィルター（以後ＤＰＦとする）に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】ディーゼルエンジンは非常に空燃比の高
い領域、いわゆるリーン領域で運転が行われるため、Ｃ
ＯとＨＣの排出量が少ない反面、ＮＯx とパーティキュ
レートの排出量が多く、これらを低減することが課題と
なっている。 【０００３】このＮＯx を低減する方法として、排気ガ
スの空燃比がリーンのときにはＮＯ x を吸収し、排気ガ
スの酸素濃度が低下すると吸収したＮＯx を放出するＮ
Ｏx吸収剤をディーゼル機関の排気通路内に配置するこ
とが知られている。すなわち、このＮＯx 吸収剤に排気
ガス中のＮＯx を吸収させ、ＮＯx 吸収剤の吸収効率が
低下したときに排気ガスの流入を遮断してＮＯx 吸収剤
に還元ガスを供給し、ＮＯx 吸収剤から吸収したＮＯx
を放出させると共にこの放出されたＮＯx の還元浄化を
行っている。 【０００４】また、パーティキュレートを低減する方法
としては、ディーゼルエンジンの排気通路に、図１に示
すようなＤＰＦを配置して排気ガス中のパーティキュレ
ートを捕集することが知られている。このフィルター
は、多数のセル（貫通孔）の両端のうちの一方において
交互にプラグ２で栓詰めが施されており、排気ガスの入
口端において栓詰めされているセル３は出口端では開放
され、逆に入口端で開放されているセル４は出口端で栓
詰めされている構造を有している。そしてこの互いに隣
り会うセルの隔壁５には、排気ガスは通過できるがパー
ティキュレートは通過できない程度の細孔が存在してい
る。このような構造のフィルターに排気ガスが流入する
と、図１ｂに示すように、入口端が開放されている排気
ガス入口側のセル４に流入した排気ガス６は必ず隔壁５
を通過するため、この排気ガス入口側のセルの隔壁上で
パーティキュレートは捕集される。捕集されたパーティ
キュレートはヒータ加熱等により着火燃焼するか、又は
フィルターに担持させた触媒の作用によって自己燃焼さ
せることによって除去される。 【０００５】特開平６−２７２５４１号公報には、上記
のようなＤＰＦの隔壁表面にＮＯx吸収剤をコート層を
介して担持させた構成のＤＰＦが開示されている。この
ようなフィルターを用いることにより、排気ガス中のパ
ーティキュレートを捕集するとともに、ＮＯx を吸収
し、パーティキュレートとＮＯx の低減を可能にしてい
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ＤＰＦに必要とされる
機能は、パーティキュレートの捕集効率が高い、圧力損
失が低い、耐久性が高い、量産性がある等が挙げられる
が、上記のようにＮＯx吸収剤をコート層を介して担持
させた構成のＤＰＦでは圧力損失が大きくなってしま
い、燃費の低下等を招き好ましくない。また、ＮＯx 吸
収剤を別のユニットとしてＤＰＦと組み合わせることも
考えられるが、排気ガスを通過させる触媒コンバータの
数を増やすほど圧力損失は大きくなることが知られてお
り、また装置が大掛かりとなりコストが上昇することも
あり、別々のユニットとして組み合わせることも好まし
くない。 【０００７】本発明は、上記の問題に鑑み、圧力損失の
増大を招くことなくパーティキュレートの捕集とＮＯx
の吸収を同時に行うことのできるＤＰＦを提供すること
を目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＮＯx
吸収剤を気孔内に担持させた多孔質酸化物を含有する材
料より形成されたディーゼルパーティキュレートフィル
ターが提供される。ＮＯx吸収剤をＤＰＦ形成材料に、
ＤＰＦ形成前に担持させておき、この材料を用いてＤＰ
Ｆを形成することにより、従来のようにコート層を設け
ることなくＮＯx吸収剤をＤＰＦの隔壁表面及び隔壁内
の排気ガスが通過する細孔の表面に担持させることがで
きる。その結果、コート層を設けていないので圧力損失
を増大させることなく、ＮＯx吸収能とパーティキュレ
ート捕集能の２つの機能を１つの成形体に持たせること
ができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明に用いられるＮＯx 吸収剤
は、従来より内燃機関の排気ガス浄化用に用いられてい
るものであり、流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯxを吸収し、流入する排気ガスの酸素濃度が
低下すると吸収したＮＯx を放出するものである。その
例としては、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、
セシウムのようなアルカリ金属、カルシウム、バリウム
のようなアルカリ土類金属、ランタン、イットリウムの
ような希土類元素より選ばれた少なくとも１種が挙げら
れる。 【００１０】このＮＯx 吸収剤を担持させる多孔質酸化
物としては、従来より触媒担体用に使用されている各種
のもの、例えばアルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライ
ト、コーディエライト、層状酸化物等を使用することが
できる。この多孔質酸化物は、50Å以下の孔径の気孔を
有するものであることが好ましい。孔径が50Åより大き
いと表面積が十分ではなく、担持させるＮＯx 吸収剤の
量を十分なものとすることができないからである。ま
た、ＮＯx 吸収剤はこの気孔内に担持させるものである
ため、この気孔の孔径は、ＮＯx 吸収剤であるアルカリ
金属元素の大きさ、すなわち２〜３Åより大きいことが
必要であり、10Å以上であることが好ましい。 【００１１】一般的に使用されているゼオライトの気孔
の径は10Åに満たないものであり、本発明において使用
するには好ましくない。そこで、本発明では、多孔質酸
化物としてゼオライトを使用する場合には、特開平４−
２３８８１０号公報に記載されている層状シリカ−金属
酸化物多孔体（以後ＦＳＭとする）を使用することが好
ましい。このＦＳＭは、珪素四面体ＳｉＯ4 の層状結晶
の間に珪酸の脱水縮合によるＳｉＯ4 の層間架橋が形成
された構造を有し、孔径が10Å以上の多数の気孔を備
え、かつ前記層状結晶に珪素と異なる金属原子が結合す
ることにより発現した固体酸性を備えている。このＦＳ
Ｍは、珪素四面体ＳｉＯ4 の層状結晶の層間に、所望の
気孔の大きさに対応する大きさの有機物を導入し、焼成
することによって製造されるため、形成される気孔の大
きさを任意に設計することができる。 【００１２】ＮＯx 吸収剤をこの多孔質酸化物に担持さ
せる方法は、触媒を担体に担持させる通常の方法、例え
ば含浸法、イオン交換法、吸着法等を使用することがで
きる。このＮＯx 吸収剤に加えて、従来より排気ガス浄
化用触媒として使用されている貴金属、例えば白金、パ
ラジウム、ロジウム等を担持させてもよい。この貴金属
を担持させることにより、得られたＤＰＦは、パーティ
キュレートの捕集及びＮＯx の吸収と共に、排気ガス内
のＨＣ及びＣＯを酸化し、浄化することができる。 【００１３】こうしてＮＯx 吸収剤を担持させた多孔質
酸化物を用い、必要によりアルミナゾル、水ガラス、リ
ン酸アルミ、シリカゾル等の無機バインダーを加え、通
常の押出成形法によってハニカムフィルターを形成し、
図１に示すように各セルの入口及び出口を１つおきにプ
ラグで栓詰めを施して本発明のＤＰＦを形成する。 【００１４】図２に本発明のＤＰＦを使用する内燃機関
の排気浄化装置の一実施例を示す。図２において、７は
ディーゼルエンジン、８は吸気通路、９は排気通路をそ
れぞれ示す。吸気通路８内には吸気絞り弁１０が設けら
れ、この吸気絞り弁１０は通常時は全開されており、Ｎ
Ｏx 吸収剤の再生を行う際に閉弁され、エンジン７の吸
入空気量を絞り、ＮＯx 吸収剤に流入する排気流量を低
減する。これにより、排気中の酸素を消費してＮＯx 吸
収剤雰囲気の酸素濃度を低下させるために必要な還元剤
の量が低減される。図中、１１に示すのは吸気絞り弁１
０を駆動するアクチュエータである。 【００１５】排気通路９の途中には、ＤＰＦ１が配置さ
れている。１２はＤＰＦ１の上流側の排気通路９に還元
剤を供給してＮＯx 吸収剤に流入する排気空燃比をリッ
チにするための還元剤供給装置である。還元剤として
は、水素、一酸化炭素等の気体、プロパン、プロピレ
ン、ブタン等の液体もしくは気体の炭化水素、ガソリ
ン、軽油、灯油等の液体燃料等を使用することができ
る。ここでは還元剤としてディーゼルエンジンの燃料で
ある軽油が使用され、還元剤供給装置１２はエンジン燃
料系統から供給された燃料を排気通路９内に霧状に噴射
するノズルを備えている。 【００１６】ＤＰＦ１と還元剤供給装置１２との間の排
気通路９には排気温センサ１３が配置され、この排気温
センサ１３の検出信号は電子制御ユニット（ＥＣＵ）１
４に入力される。ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ（中央演算装
置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）、ＲＯＭ
（リードオンリーメモリー）、入出力ポートを双芳香バ
スで接続した公知の形式のデジタルコンピュータからな
り、燃料噴射制御等のエンジンの基本制御を行う他、本
実施例ではＮＯx 吸収剤の再生、パーティキュレートの
燃焼、ＮＯx 吸収剤の被毒解消等の制御をも行ってい
る。これらの制御を行うため、ＥＣＵ１４は、吸気体絞
り弁１０を駆するアクチュエータ１１及び還元剤供給装
置１２を制御して、吸気体絞り弁１０の開閉と還元剤供
給装置１２からの還元剤の供給の調節を行う。 【００１７】ＤＰＦ１は、上記のようにして製造したも
のであり、その隔壁上の気孔内にはＮＯx 吸収剤が担持
されている。このＮＯx 吸収剤は流入排気ガスの空燃比
がリーンのときにはＮＯx を吸収し、流入排気ガス中の
酸素濃度が低下するとこの吸収したＮＯx を放出するＮ
Ｏx の吸放出作用を行う。 【００１８】本実施例ではディーゼルエンジンが使用さ
れているため、通常時の排気空燃比はリーンであり、Ｎ
Ｏx 吸収剤は排気ガス中のＮＯx の吸収を行う。また、
還元剤供給装置１２からＤＰＦ１の上流側の排気通路に
還元剤が供給され、流入排気の空燃比がリッチになると
ＮＯx 吸収剤は吸収したＮＯx の放出を行う。放出され
たＮＯx は排気ガス中の未燃ＨＣもしくはＣＯと反応し
てＮ2 に還元浄化される。 【００１９】次いで、排気空燃比をリーンにしてＤＰＦ
１に捕集されたパーティキュレートの燃焼が行われ、Ｄ
ＰＦ１は高温になる。このとき、ＮＯx 吸収剤も高温に
なる。一般に、ＮＯx 吸収剤が高温になるとリーン雰囲
気下においてもＮＯx 吸収剤からＮＯx が放出されるよ
うになるが、パーティキュレートの燃焼はＮＯx 吸収剤
からＮＯx が放出された後に行われるため、このパーテ
ィキュレートの燃焼時にはＮＯx は放出されず、従って
未浄化のＮＯx が大気中に放出されることがない。 【００２０】 【実施例】以下のようにして本発明に係るＤＰＦを製造
した。気孔径25Åを有する上記ＦＳＭにカリウムを16重
量％、さらに白金を3.2 重量％担持させ、これにアルミ
ナゾル12重量％、水ガラス８重量％、及び可塑剤として
エチルセルロース４重量％を加え、押出成形を行いハニ
カムフィルター状に成形した。これを200 ℃で乾燥し、
セルの入口と出口を１つ置きにプラグで栓詰めを施した
後、900 ℃で焼結し、本発明のＤＰＦを得た。このＤＰ
Ｆはセル数23セル／cm2(150 セル／平方インチ）、壁厚
200 μm 、隔壁の平均細孔径45μm であり、直径200mm
、長さ180mm であった。 【００２１】このＤＰＦを図３に示すように2.4 リット
ルのエンジンに取り付け、エンジン条件を2000rpm 、ト
ルク80nmで一定として10時間運転し、図４のフローチャ
ートに示すルーチンによって排気ガス浄化率及びシステ
ムの圧力損失を測定した。また、比較として、上記で製
造した栓詰めを施さないハニカムフィルターと従来より
使用されているコーディエライト製のＤＰＦとを組み合
わせて、図５に示すようにエンジンに取り付け、上記と
同様にして排気ガス浄化率及びシステムの圧力損失を測
定した。これらの結果を表１に示す。 【００２２】 【表１】【００２３】上記表の結果から明らかなように、本発明
のＤＰＦは、従来のＤＰＦと触媒コンバータを組み合わ
せた装置と比較して、１つのユニットで同程度の排気ガ
ス浄化率を達成することができ、その一方で圧力損失を
大幅に低下することができる。 【００２４】 【発明の効果】本発明のＤＰＦは、このＤＰＦを構成す
る材料自体がＮＯx 吸収剤を有しているため、排気ガス
中のパーティキュレートを捕集すると同時に排気ガス中
のＮＯ x を吸収することができ、かつ従来のようにＤＰ
Ｆを成形後にコート材を介してＮＯx 吸収剤を担持させ
るのではなく、成形前に担持させておくことにより、成
形体そのものがＮＯx 吸収剤となるため圧力損失の増大
を防ぐことができる。
ンの排気ガス中に含まれるパーティキュレートとＮＯx
成分を効果的に除去することのできるディーゼルパーテ
ィキュレートフィルター（以後ＤＰＦとする）に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】ディーゼルエンジンは非常に空燃比の高
い領域、いわゆるリーン領域で運転が行われるため、Ｃ
ＯとＨＣの排出量が少ない反面、ＮＯx とパーティキュ
レートの排出量が多く、これらを低減することが課題と
なっている。 【０００３】このＮＯx を低減する方法として、排気ガ
スの空燃比がリーンのときにはＮＯ x を吸収し、排気ガ
スの酸素濃度が低下すると吸収したＮＯx を放出するＮ
Ｏx吸収剤をディーゼル機関の排気通路内に配置するこ
とが知られている。すなわち、このＮＯx 吸収剤に排気
ガス中のＮＯx を吸収させ、ＮＯx 吸収剤の吸収効率が
低下したときに排気ガスの流入を遮断してＮＯx 吸収剤
に還元ガスを供給し、ＮＯx 吸収剤から吸収したＮＯx
を放出させると共にこの放出されたＮＯx の還元浄化を
行っている。 【０００４】また、パーティキュレートを低減する方法
としては、ディーゼルエンジンの排気通路に、図１に示
すようなＤＰＦを配置して排気ガス中のパーティキュレ
ートを捕集することが知られている。このフィルター
は、多数のセル（貫通孔）の両端のうちの一方において
交互にプラグ２で栓詰めが施されており、排気ガスの入
口端において栓詰めされているセル３は出口端では開放
され、逆に入口端で開放されているセル４は出口端で栓
詰めされている構造を有している。そしてこの互いに隣
り会うセルの隔壁５には、排気ガスは通過できるがパー
ティキュレートは通過できない程度の細孔が存在してい
る。このような構造のフィルターに排気ガスが流入する
と、図１ｂに示すように、入口端が開放されている排気
ガス入口側のセル４に流入した排気ガス６は必ず隔壁５
を通過するため、この排気ガス入口側のセルの隔壁上で
パーティキュレートは捕集される。捕集されたパーティ
キュレートはヒータ加熱等により着火燃焼するか、又は
フィルターに担持させた触媒の作用によって自己燃焼さ
せることによって除去される。 【０００５】特開平６−２７２５４１号公報には、上記
のようなＤＰＦの隔壁表面にＮＯx吸収剤をコート層を
介して担持させた構成のＤＰＦが開示されている。この
ようなフィルターを用いることにより、排気ガス中のパ
ーティキュレートを捕集するとともに、ＮＯx を吸収
し、パーティキュレートとＮＯx の低減を可能にしてい
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ＤＰＦに必要とされる
機能は、パーティキュレートの捕集効率が高い、圧力損
失が低い、耐久性が高い、量産性がある等が挙げられる
が、上記のようにＮＯx吸収剤をコート層を介して担持
させた構成のＤＰＦでは圧力損失が大きくなってしま
い、燃費の低下等を招き好ましくない。また、ＮＯx 吸
収剤を別のユニットとしてＤＰＦと組み合わせることも
考えられるが、排気ガスを通過させる触媒コンバータの
数を増やすほど圧力損失は大きくなることが知られてお
り、また装置が大掛かりとなりコストが上昇することも
あり、別々のユニットとして組み合わせることも好まし
くない。 【０００７】本発明は、上記の問題に鑑み、圧力損失の
増大を招くことなくパーティキュレートの捕集とＮＯx
の吸収を同時に行うことのできるＤＰＦを提供すること
を目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＮＯx
吸収剤を気孔内に担持させた多孔質酸化物を含有する材
料より形成されたディーゼルパーティキュレートフィル
ターが提供される。ＮＯx吸収剤をＤＰＦ形成材料に、
ＤＰＦ形成前に担持させておき、この材料を用いてＤＰ
Ｆを形成することにより、従来のようにコート層を設け
ることなくＮＯx吸収剤をＤＰＦの隔壁表面及び隔壁内
の排気ガスが通過する細孔の表面に担持させることがで
きる。その結果、コート層を設けていないので圧力損失
を増大させることなく、ＮＯx吸収能とパーティキュレ
ート捕集能の２つの機能を１つの成形体に持たせること
ができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明に用いられるＮＯx 吸収剤
は、従来より内燃機関の排気ガス浄化用に用いられてい
るものであり、流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯxを吸収し、流入する排気ガスの酸素濃度が
低下すると吸収したＮＯx を放出するものである。その
例としては、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、
セシウムのようなアルカリ金属、カルシウム、バリウム
のようなアルカリ土類金属、ランタン、イットリウムの
ような希土類元素より選ばれた少なくとも１種が挙げら
れる。 【００１０】このＮＯx 吸収剤を担持させる多孔質酸化
物としては、従来より触媒担体用に使用されている各種
のもの、例えばアルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライ
ト、コーディエライト、層状酸化物等を使用することが
できる。この多孔質酸化物は、50Å以下の孔径の気孔を
有するものであることが好ましい。孔径が50Åより大き
いと表面積が十分ではなく、担持させるＮＯx 吸収剤の
量を十分なものとすることができないからである。ま
た、ＮＯx 吸収剤はこの気孔内に担持させるものである
ため、この気孔の孔径は、ＮＯx 吸収剤であるアルカリ
金属元素の大きさ、すなわち２〜３Åより大きいことが
必要であり、10Å以上であることが好ましい。 【００１１】一般的に使用されているゼオライトの気孔
の径は10Åに満たないものであり、本発明において使用
するには好ましくない。そこで、本発明では、多孔質酸
化物としてゼオライトを使用する場合には、特開平４−
２３８８１０号公報に記載されている層状シリカ−金属
酸化物多孔体（以後ＦＳＭとする）を使用することが好
ましい。このＦＳＭは、珪素四面体ＳｉＯ4 の層状結晶
の間に珪酸の脱水縮合によるＳｉＯ4 の層間架橋が形成
された構造を有し、孔径が10Å以上の多数の気孔を備
え、かつ前記層状結晶に珪素と異なる金属原子が結合す
ることにより発現した固体酸性を備えている。このＦＳ
Ｍは、珪素四面体ＳｉＯ4 の層状結晶の層間に、所望の
気孔の大きさに対応する大きさの有機物を導入し、焼成
することによって製造されるため、形成される気孔の大
きさを任意に設計することができる。 【００１２】ＮＯx 吸収剤をこの多孔質酸化物に担持さ
せる方法は、触媒を担体に担持させる通常の方法、例え
ば含浸法、イオン交換法、吸着法等を使用することがで
きる。このＮＯx 吸収剤に加えて、従来より排気ガス浄
化用触媒として使用されている貴金属、例えば白金、パ
ラジウム、ロジウム等を担持させてもよい。この貴金属
を担持させることにより、得られたＤＰＦは、パーティ
キュレートの捕集及びＮＯx の吸収と共に、排気ガス内
のＨＣ及びＣＯを酸化し、浄化することができる。 【００１３】こうしてＮＯx 吸収剤を担持させた多孔質
酸化物を用い、必要によりアルミナゾル、水ガラス、リ
ン酸アルミ、シリカゾル等の無機バインダーを加え、通
常の押出成形法によってハニカムフィルターを形成し、
図１に示すように各セルの入口及び出口を１つおきにプ
ラグで栓詰めを施して本発明のＤＰＦを形成する。 【００１４】図２に本発明のＤＰＦを使用する内燃機関
の排気浄化装置の一実施例を示す。図２において、７は
ディーゼルエンジン、８は吸気通路、９は排気通路をそ
れぞれ示す。吸気通路８内には吸気絞り弁１０が設けら
れ、この吸気絞り弁１０は通常時は全開されており、Ｎ
Ｏx 吸収剤の再生を行う際に閉弁され、エンジン７の吸
入空気量を絞り、ＮＯx 吸収剤に流入する排気流量を低
減する。これにより、排気中の酸素を消費してＮＯx 吸
収剤雰囲気の酸素濃度を低下させるために必要な還元剤
の量が低減される。図中、１１に示すのは吸気絞り弁１
０を駆動するアクチュエータである。 【００１５】排気通路９の途中には、ＤＰＦ１が配置さ
れている。１２はＤＰＦ１の上流側の排気通路９に還元
剤を供給してＮＯx 吸収剤に流入する排気空燃比をリッ
チにするための還元剤供給装置である。還元剤として
は、水素、一酸化炭素等の気体、プロパン、プロピレ
ン、ブタン等の液体もしくは気体の炭化水素、ガソリ
ン、軽油、灯油等の液体燃料等を使用することができ
る。ここでは還元剤としてディーゼルエンジンの燃料で
ある軽油が使用され、還元剤供給装置１２はエンジン燃
料系統から供給された燃料を排気通路９内に霧状に噴射
するノズルを備えている。 【００１６】ＤＰＦ１と還元剤供給装置１２との間の排
気通路９には排気温センサ１３が配置され、この排気温
センサ１３の検出信号は電子制御ユニット（ＥＣＵ）１
４に入力される。ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ（中央演算装
置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）、ＲＯＭ
（リードオンリーメモリー）、入出力ポートを双芳香バ
スで接続した公知の形式のデジタルコンピュータからな
り、燃料噴射制御等のエンジンの基本制御を行う他、本
実施例ではＮＯx 吸収剤の再生、パーティキュレートの
燃焼、ＮＯx 吸収剤の被毒解消等の制御をも行ってい
る。これらの制御を行うため、ＥＣＵ１４は、吸気体絞
り弁１０を駆するアクチュエータ１１及び還元剤供給装
置１２を制御して、吸気体絞り弁１０の開閉と還元剤供
給装置１２からの還元剤の供給の調節を行う。 【００１７】ＤＰＦ１は、上記のようにして製造したも
のであり、その隔壁上の気孔内にはＮＯx 吸収剤が担持
されている。このＮＯx 吸収剤は流入排気ガスの空燃比
がリーンのときにはＮＯx を吸収し、流入排気ガス中の
酸素濃度が低下するとこの吸収したＮＯx を放出するＮ
Ｏx の吸放出作用を行う。 【００１８】本実施例ではディーゼルエンジンが使用さ
れているため、通常時の排気空燃比はリーンであり、Ｎ
Ｏx 吸収剤は排気ガス中のＮＯx の吸収を行う。また、
還元剤供給装置１２からＤＰＦ１の上流側の排気通路に
還元剤が供給され、流入排気の空燃比がリッチになると
ＮＯx 吸収剤は吸収したＮＯx の放出を行う。放出され
たＮＯx は排気ガス中の未燃ＨＣもしくはＣＯと反応し
てＮ2 に還元浄化される。 【００１９】次いで、排気空燃比をリーンにしてＤＰＦ
１に捕集されたパーティキュレートの燃焼が行われ、Ｄ
ＰＦ１は高温になる。このとき、ＮＯx 吸収剤も高温に
なる。一般に、ＮＯx 吸収剤が高温になるとリーン雰囲
気下においてもＮＯx 吸収剤からＮＯx が放出されるよ
うになるが、パーティキュレートの燃焼はＮＯx 吸収剤
からＮＯx が放出された後に行われるため、このパーテ
ィキュレートの燃焼時にはＮＯx は放出されず、従って
未浄化のＮＯx が大気中に放出されることがない。 【００２０】 【実施例】以下のようにして本発明に係るＤＰＦを製造
した。気孔径25Åを有する上記ＦＳＭにカリウムを16重
量％、さらに白金を3.2 重量％担持させ、これにアルミ
ナゾル12重量％、水ガラス８重量％、及び可塑剤として
エチルセルロース４重量％を加え、押出成形を行いハニ
カムフィルター状に成形した。これを200 ℃で乾燥し、
セルの入口と出口を１つ置きにプラグで栓詰めを施した
後、900 ℃で焼結し、本発明のＤＰＦを得た。このＤＰ
Ｆはセル数23セル／cm2(150 セル／平方インチ）、壁厚
200 μm 、隔壁の平均細孔径45μm であり、直径200mm
、長さ180mm であった。 【００２１】このＤＰＦを図３に示すように2.4 リット
ルのエンジンに取り付け、エンジン条件を2000rpm 、ト
ルク80nmで一定として10時間運転し、図４のフローチャ
ートに示すルーチンによって排気ガス浄化率及びシステ
ムの圧力損失を測定した。また、比較として、上記で製
造した栓詰めを施さないハニカムフィルターと従来より
使用されているコーディエライト製のＤＰＦとを組み合
わせて、図５に示すようにエンジンに取り付け、上記と
同様にして排気ガス浄化率及びシステムの圧力損失を測
定した。これらの結果を表１に示す。 【００２２】 【表１】【００２３】上記表の結果から明らかなように、本発明
のＤＰＦは、従来のＤＰＦと触媒コンバータを組み合わ
せた装置と比較して、１つのユニットで同程度の排気ガ
ス浄化率を達成することができ、その一方で圧力損失を
大幅に低下することができる。 【００２４】 【発明の効果】本発明のＤＰＦは、このＤＰＦを構成す
る材料自体がＮＯx 吸収剤を有しているため、排気ガス
中のパーティキュレートを捕集すると同時に排気ガス中
のＮＯ x を吸収することができ、かつ従来のようにＤＰ
Ｆを成形後にコート材を介してＮＯx 吸収剤を担持させ
るのではなく、成形前に担持させておくことにより、成
形体そのものがＮＯx 吸収剤となるため圧力損失の増大
を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＤＰＦの構造を示す略図であり、ａは正面図、
ｂは横断面図である。 【図２】本発明のＤＰＦを用いる排気浄化装置を示す図
である。 【図３】本発明のＤＰＦの評価に用いる排気浄化システ
ムの図である。 【図４】ＤＰＦの評価における操作を示すフローチャー
トである。 【図５】従来のＤＰＦとＮＯx 吸収剤を含む触媒コンバ
ータとを用いた排気浄化システムの図である。 【符号の説明】 １…ディーゼルパーティキュレートフィルター ２…プラグ ３…排気ガス流入セル ４…排気ガス流出セル ５…隔壁 ６…排気ガス ７…ディーゼルエンジン ８…吸気通路 ９…排気通路 １０…吸気絞り弁 １１…アクチュエータ １２…還元剤供給装置 １３…排気温センサ １４…電子制御ユニット １５…改質器 １６…コージエライト製ＤＰＦ １７…ＮＯx 吸蔵触媒コンバータ
ｂは横断面図である。 【図２】本発明のＤＰＦを用いる排気浄化装置を示す図
である。 【図３】本発明のＤＰＦの評価に用いる排気浄化システ
ムの図である。 【図４】ＤＰＦの評価における操作を示すフローチャー
トである。 【図５】従来のＤＰＦとＮＯx 吸収剤を含む触媒コンバ
ータとを用いた排気浄化システムの図である。 【符号の説明】 １…ディーゼルパーティキュレートフィルター ２…プラグ ３…排気ガス流入セル ４…排気ガス流出セル ５…隔壁 ６…排気ガス ７…ディーゼルエンジン ８…吸気通路 ９…排気通路 １０…吸気絞り弁 １１…アクチュエータ １２…還元剤供給装置 １３…排気温センサ １４…電子制御ユニット １５…改質器 １６…コージエライト製ＤＰＦ １７…ＮＯx 吸蔵触媒コンバータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大河原 誠治
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６−272541（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−170173（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−71791（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−142457（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01N 3/02
F01N 3/08
F01N 3/28
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ＮＯx吸収剤を気孔内に担持させた多孔
質酸化物を含有する材料より形成されたディーゼルパー
ティキュレートフィルター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28334295A JP3493841B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | ディーゼルパーティキュレートフィルター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28334295A JP3493841B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | ディーゼルパーティキュレートフィルター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09125931A JPH09125931A (ja) | 1997-05-13 |
| JP3493841B2 true JP3493841B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=17664251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28334295A Expired - Lifetime JP3493841B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | ディーゼルパーティキュレートフィルター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3493841B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO1998048153A1 (fr) * | 1997-04-24 | 1998-10-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Systeme de gestion d'emissions d'echappement pour moteurs a combustion interne |
| US7211226B2 (en) | 2000-03-09 | 2007-05-01 | Fleetgaurd, Inc. | Catalyst and filter combination |
| US6644023B2 (en) | 2000-07-24 | 2003-11-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
| JP4035578B2 (ja) | 2002-03-29 | 2008-01-23 | 株式会社エス・アンド・エスホールディングス | ディーゼル・エンジン用パーティキュレート・フィルタ |
| US7954313B2 (en) | 2005-10-18 | 2011-06-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust cleaner for internal combustion engine |
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| JP4582806B2 (ja) | 2006-06-09 | 2010-11-17 | 株式会社豊田中央研究所 | 排ガス浄化装置 |
| JP4449947B2 (ja) | 2006-07-05 | 2010-04-14 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP4845795B2 (ja) | 2007-04-09 | 2011-12-28 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化フィルタとその製造方法 |
| WO2012132004A1 (ja) | 2011-03-31 | 2012-10-04 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体及び排ガス浄化装置 |
| JP2012250901A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-12-20 | Ibiden Co Ltd | ハニカム構造体及び排ガス浄化装置 |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP28334295A patent/JP3493841B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09125931A (ja) | 1997-05-13 |
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