JP3528753B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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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、内燃機関の排気浄
化装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】内燃機関、特に、ディーゼルエンジンの
排気ガス中には煤を主成分とするパティキュレートが含
まれている。パティキュレートは有害物質であるため
に、大気放出以前にパティキュレートを捕集するための
フィルタを機関排気系に配置することが提案されてい
る。このようなフィルタは、目詰まりによる排気抵抗の
増加を防止するために、捕集したパティキュレートを焼
失させることが必要である。 【０００３】このようなフィルタ再生において、パティ
キュレートは約６００°Ｃとなれば着火燃焼するが、デ
ィーゼルエンジンの排気ガス温度は、通常時において６
００°Ｃよりかなり低く、一般的にはフィルタ自身を加
熱する等の手段が必要である。 【０００４】特開平１−３１８７１５号公報には、酸化
触媒によって排気ガス中の一酸化窒素ＮＯを二酸化窒素
ＮＯ2 へ転換させれば、加熱手段を設けなくても、この
ＮＯ 2 が通常時の排気ガス温度でフィルタ上のパティキ
ュレートを焼失可能であると開示されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸化触
媒により変換されたＮＯ2 がフィルタ上に捕集された全
てのパティキュレートと接触するとは限らず、当然のこ
とながら、ＮＯ2 と接触しないパティキュレートは、焼
失されることなくフィルタ上に残留する。 【０００６】この残留パティキュレート上には排気ガス
中の新たなパティキュレートが堆積し、堆積パティキュ
レートによって覆われた残留パティキュレートは、ＮＯ
2 と接触する機会はなく確実に残留し続ける。また、堆
積パティキュレートの一部がＮＯ2 と接触せずに残留す
れば、さらに堆積するパティキュレートによって同様な
ことが起こり、残留パティキュレートは徐々に肥大化
し、フィルタの目詰まりを発生させる。 【０００７】従って、本発明の目的は、パティキュレー
トフィルタへ供給される二酸化窒素によってパティキュ
レートを良好に焼失させ、パティキュレートフィルタの
目詰まりを防止することができる内燃機関の排気浄化装
置を提供することである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明による請求項１に
記載の内燃機関の排気浄化装置は、機関排気系に配置さ
れたパティキュレートフィルタと、前記パティキュレー
トフィルタへ二酸化窒素を供給する供給手段と、前記パ
ティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレート
を主に前記パティキュレートフィルタ内で流動させる流
動手段とを具備し、前記供給手段は機関排気系に配置さ
れた酸化触媒であり、前記流動手段は、前記酸化触媒の
下流側において前記パティキュレートフィルタの排気上
流側と排気下流側とを逆転することを特徴とする。 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【発明の実施の形態】図１は、本発明による排気浄化装
置を備える４ストロークディーゼルエンジンの概略縦断
面図である。同図において、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
ピストン４の頂面上に形成された燃焼室、６は電気制御
式燃料噴射弁、７は一対の吸気弁、８は吸気ポート、９
は一対の排気弁、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１
２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介
してエアクリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内
には電気モータ１５により駆動されるスロットル弁１６
が配置される。一方、排気ポート１０は排気マニホルド
１７へ接続される。 【００１２】図１に示されるように排気マニホルド１７
内には空燃比センサ２１が配置される。排気マニホルド
１７とサージタンク１２とはＥＧＲ通路２２を介して互
いに連結され、ＥＧＲ通路２２内には電気制御式ＥＧＲ
制御弁２３が配置される。また、ＥＧＲ通路２２周りに
はＥＧＲ通路２２内を流れるＥＧＲガスを冷却するため
の冷却装置２４が配置される。図１に示されるディーゼ
ルエンジンでは機関冷却水が冷却装置２４内に導びか
れ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。 【００１３】一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管２５を
介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２６に連結
される。このコモンレール２６内へは電気制御式の吐出
量可変な燃料ポンプ２７から燃料が供給され、コモンレ
ール２６内に供給された燃料は各燃料供給管２５を介し
て燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２６にはコ
モンレール２６内の燃料圧を検出するための燃料圧セン
サ２８が取付けられ、燃料圧センサ２８の出力信号に基
づいてコモンレール２６内の燃料圧が目標燃料圧となる
ように燃料ポンプ２７の吐出量が制御される。 【００１４】３０は電子制御ユニットであり、空燃比セ
ンサ２１の出力信号と、燃料圧センサ２８の出力信号と
が入力される。また、アクセルペダル４０にはアクセル
ペダル４０の踏込み量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、電子制御ユニット３０に
は、負荷センサ４１の出力信号も入力され、さらに、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の出力信号も入力され
る。こうして、電子制御ユニット３０は、各種信号に基
づき、燃料噴射弁６、電気モータ１５、ＥＧＲ制御弁２
３、及び、燃料ポンプ２７を作動する。 【００１５】図２は排気浄化装置の実施形態を示す平面
図であり、図３はその側面図である。本排気浄化装置
は、ディーゼルエンジンの排気マニホルド１７の下流側
に接続され、白金Ｐｔ等の貴金属を酸化触媒として担持
する触媒コンバータ６１と、触媒コンバータ６１の下流
側に位置する切換部６２と、パティキュレートフィルタ
６０と、パティキュレートフィルタ６０の一方側と切換
部６２とを接続する第一接続部６３ａと、パティキュレ
ートフィルタ６０の他方側と切換部６２とを接続する第
二接続部６３ｂと、切換部６２の下流側の排気通路６４
とを具備している。切換部６２は、切換部６２内で排気
流れを遮断することを可能とする弁体６２ａを具備して
いる。弁体６２ａは、負圧アクチュエータ又はステップ
モータ等によって駆動される。弁体６２ａの一方の遮断
位置において、切換部６２内の上流側が第一接続部６３
ａと連通されると共に切換部６２内の下流側が第二接続
部６３ｂと連通される。こうして、排気ガスは、図２に
矢印で示すように、触媒コンバータ６１を通過した後
に、パティキュレートフィルタ６０の一方側から他方側
へ流れる。 【００１６】また、図４は、弁体６２ａの他方の遮断位
置を示している。この遮断位置において、切換部６２内
の上流側が第二接続部６３ｂと連通されると共に切換部
６２内の下流側が第一接続部６３ａと連通され、排気ガ
スは、図４に矢印で示すように、触媒コンバータ６１を
通過した後に、パティキュレートフィルタ６０の他方側
から一方側へ流れる。こうして、弁体６２ａを切り換え
ることによって、パティキュレートフィルタ６０へ流入
する排気ガスの方向を逆転することができ、すなわち、
パティキュレートフィルタ６０の排気上流側と排気下流
側とを逆転することが可能となる。 【００１７】このように、本排気浄化装置は、非常に簡
単な構成によってパティキュレートフィルタ６０の排気
上流側と排気下流側とを逆転することが可能である。ま
た、パティキュレートフィルタにおいては、排気ガスの
流入を容易にするために大きな開口面積が必要とされる
が、本排気浄化装置では、図２及び３に示すように、車
両搭載性を悪化させることなく、大きな開口面積を有す
るパティキュレートフィルタ６０を使用可能である。 【００１８】この一方で、本排気浄化装置は、パティキ
ュレートフィルタ６０の排気上流側と排気下流側とを逆
転するために、弁体６２ａを一方の遮断位置から他方の
遮断位置へ回動させる間において、図５に示すように、
排気ガスがパティキュレートフィルタ６０を通過せずに
大気中へ放出されてしまう。また、本排気浄化装置にお
いて、排気通路６４の下流側には、ステップモータ等に
よって開度制御可能な排気絞り弁６５が配置されてい
る。 【００１９】図６にパティキュレートフィルタ６０の構
造を示す。なお、図６において、（Ａ）はパティキュレ
ートフィルタ６０の正面図であり、（Ｂ）は側面断面図
である。これらの図に示すように、本パティキュレート
フィルタ６０は、長円正面形状を有し、例えば、コージ
ライトのような多孔質材料から形成されたハニカム構造
をなすウォールフロー型であり、多数の軸線方向に延在
する隔壁５４によって細分された多数の軸線方向空間を
有している。隣接する二つの軸線方向空間において、栓
５３によって、一方は排気下流側で閉鎖され、他方は排
気上流側で閉鎖される。こうして、隣接する二つの軸線
方向空間の一方は排気ガスの流入通路５０となり、他方
は流出通路５１となり、排気ガスは、図６（Ｂ）に矢印
で示すように、必ず隔壁５４を通過する。 【００２０】排気ガス中のパティキュレートは、隔壁５
４の細孔の大きさに比較して非常に小さいものである
が、隔壁５４の排気上流側表面上及び隔壁５４内の細孔
表面上に衝突して捕集される。こうして、各隔壁５４
は、パティキュレートを捕集する捕集壁として機能す
る。本実施形態において、パティキュレートを含む排気
ガスは、パティキュレートフィルタ６０へ流入する以前
に、触媒コンバータ６１を通過することとなる。触媒コ
ンバータ６１は、パティキュレートフィルタ６０と同様
に多数の軸線方向の延在する隔壁を有し、各隔壁に触媒
を担持するものであるが、パティキュレートフィルタ６
０のように軸線方向空間の排気下流側が栓によって閉鎖
されておらず、各隔壁を排気ガスが通過しないために、
各隔壁にパティキュレートが捕集されることはない。 【００２１】ディーゼルエンジンでは通常空気過剰のも
とで燃焼が行われ、従って排気ガスは、多量の酸素Ｏ2
を含むと共に、燃焼室内で発生する一酸化窒素ＮＯを含
んでいる。本排気浄化装置では、これらのＯ2 及びＮＯ
は、パティキュレートフィルタ６０へ流入する以前に、
触媒コンバータ６１を通過し、酸化触媒によって以下に
示すように二酸化窒素ＮＯ2 へ変換される。 ＮＯ＋１／２Ｏ2 →ＮＯ2 【００２２】ＮＯ2 は、以下に示すように、カーボンＣ
を主成分とするパティキュレートと比較的低温度で良好
に反応する。 ＮＯ2 ＋Ｃ→Ｎ2 ＋ＣＯ2 又はＮＯ2 ＋Ｃ→ＮＯ＋ＣＯ 【００２３】こうして、パティキュレートフィルタ上に
捕集された全てのパティキュレートが、それぞれにＮＯ
2 と接触すれば、パティキュレートフィルタ上にはパテ
ィキュレートが残留することはない。しかしながら、パ
ティキュレートフィルタ隔壁の排気上流側表面及び細孔
内の排気ガス流対向面に衝突捕集されたパティキュレー
トの全てがＮＯ2 と接触するようなことはなく、捕集さ
れた一部のパティキュレートが隔壁に残留する可能性は
高い。 【００２４】この残留パティキュレート上には排気ガス
中の新たなパティキュレートが堆積し、この新たな堆積
パティキュレートはＮＯ2 と接触することはあっても、
堆積パティキュレートで覆われた残留パティキュレート
はＮＯ2 と接触することはなく確実に残留し続ける。ま
た、堆積パティキュレートの一部がＮＯ2 と接触せずに
残留すれば、さらに堆積するパティキュレートによって
同様なことが起こり、こうして、図７（Ａ）に示すよう
に、排気ガスが主に衝突するパティキュレートフィルタ
隔壁５４の排気上流側表面及び細孔内の排気ガス流対向
面には、捕集したパティキュレートＰａがＮＯ2 との非
接触によって徐々にではあるが堆積する。 【００２５】図７（Ａ）に示す程度のパティキュレート
の堆積では、パティキュレートフィルタの排気抵抗は車
両走行に悪影響を与えるほどではないが、さらにパティ
キュレートが堆積すれば、機関出力の大幅な低下等の問
題を発生する。 【００２６】本実施形態では、前述の電子制御ユニット
３０により図８に示す第一フローチャートに従って弁体
６２ａの切換制御を実施し、パティキュレートフィルタ
への多量のパティキュレートの堆積を防止している。本
フローチャートは、所定時間毎に繰り返される。先ず、
ステップ１０１において、車両の走行距離積算値Ａが算
出される。次いで、ステップ１０２において、この走行
距離積算値Ａが設定走行距離Ａｓ以上となったか否かが
判断される。この判断が否定される時にはそのまま終了
するが、肯定される時にはステップ１０３に進む。ステ
ップ１０３においては、走行距離積算値Ａは０にリセッ
トされ、ステップ１０４において、弁体６２ａは一方の
遮断位置から他方の遮断位置へ切り換えられる。すなわ
ち、パティキュレートフィルタの排気上流側と排気下流
側とが逆転される。 【００２７】車両が設定走行距離Ａｓを走行する間に
は、図７（Ａ）に示す程度のパティキュレートが、前述
したように、パティキュレートフィルタ隔壁５４の排気
上流側表面及び細孔内の排気ガス流対向面に残留するこ
とがある。本フローチャートでは、この時点において、
パティキュレートフィルタの排気上流側と排気下流側と
が逆転される。それにより、残留パティキュレートは、
逆方向の排気ガス流によって、図７（Ｂ）に示すよう
に、容易に破壊されて細分化され、細孔内を主に下流側
へ流動し、隔壁細孔内に広く分散する。 【００２８】こうして細分化されて隔壁内を流動するパ
ティキュレートは、酸化触媒コンバータ６１によって転
換されたＮＯ2 と接触する機会が増加し、堆積パティキ
ュレートによって覆われたままの残留パティキュレート
に比較して格段に焼失され易くなる。こうして、パティ
キュレートフィルタ上に残留するパティキュレートを隔
壁内において流動させることにより、ＮＯ2 によって残
留パティキュレートを確実に焼失させることができる。 【００２９】第一フローチャートにおいて、弁体の切り
換えは、所定走行距離毎に行うようにしたが設定時間毎
としても良い。もちろん、このように定期的ではなく、
不定期に行っても良い。パティキュレートフィルタ上の
残留パティキュレートは、長期間の放置によって酸化さ
れ難いカーボン質に変質することがあるために、弁体の
切り換えによる残留パティキュレートの流動は、機関始
動から機関停止の間に少なくとも一回は行われることが
好ましい。また、多量のパティキュレートが堆積する以
前にパティキュレートを焼失させることは、多量の堆積
パティキュレートが一度に着火燃焼して多量の燃焼熱に
よりパティキュレートフィルタが溶損する等の問題を防
止することにもなる。また、何らかの要因によって、弁
体の切り換え時点でパティキュレートフィルタ隔壁に多
量のパティキュレートが堆積してしまったとしても、弁
体が切り換えられれば、堆積パティキュレートは逆方向
の排気ガス流によって比較的容易に破壊及び細分化され
るために、隔壁の細孔内でＮＯ2 によって焼失できなか
った一部の細分化パティキュレートはパティキュレート
フィルタから排出されることとなるが、パティキュレー
トフィルタの排気抵抗がさらに高まって車両走行に悪影
響を与えることはない。 【００３０】図９は、弁体６２ａの切換制御のための第
二フローチャートを示している。本フローチャートも所
定時間毎に繰り返されるものである。先ず、ステップ２
０１において、パティキュレートフィルタ６０の一方側
の排気圧力Ｐ１、すなわち、第一接続部６３ａ（図２参
照）内を排気圧力を、第一接続部６３ａに配置された圧
力センサによって検出する。次いで、ステップ２０２に
おいて、パティキュレートフィルタの他方側の排気圧力
Ｐ２、すなわち、第二接続部６３ｂ（図２参照）内を排
気圧力を、第二接続部６３ｂに配置された圧力センサに
よって検出する。 【００３１】ステップ２０３では、ステップ２０１及び
２０２で検出された排気圧力の差圧の絶対値が、設定圧
力差Ｐｓ以上となったか否かが判断される。ここで、差
圧の絶対値を使用するのは、第一接続部６３ａ及び第二
接続部６３ｂのいずれが排気上流側となっていても差圧
の上昇を把握可能とするためである。ステップ２０３に
おける判断が否定される時にはそのまま終了するが、こ
の判断が肯定される時には、パティキュレートフィルタ
には、ある程度のパティキュレートが残留しているため
に、ステップ２０４において弁体６２ａが切り換えら
れ、パティキュレートフィルタの排気上流側と排気下流
側とが逆転されるようになっている。 【００３２】それにより、前述のように、残留パティキ
ュレートは、パティキュレートフィルタから焼失させら
れる。こうして、パティキュレートフィルタにある程度
のパティキュレートが残留していることをパティキュレ
ートフィルタの両側の差圧を利用して間接的に検知し、
それ以上のパティキュレートが堆積して機関出力を大幅
に低下することを確実に防止することができる。もちろ
ん、この差圧以外にも、例えば、パティキュレートフィ
ルタの所定隔壁上の電気抵抗値の変化を監視して、パテ
ィキュレートの堆積によって電気抵抗値が設定値以下と
なった時を、パティキュレートフィルタ上にある程度の
パティキュレートが残留していると判断しても良く、ま
た、パティキュレートフィルタの所定隔壁において、パ
ティキュレートの堆積により、光の透過率が低下するこ
と、又は、光の反射率が低下することを利用して、パテ
ィキュレートフィルタ上にある程度のパティキュレート
が残留していることを判断することも可能である。この
ように、パティキュレートの残留を直接的に判断して弁
体を切り換えることにより、さらに確実に機関出力の大
幅な低下を防止することができる。 【００３３】このように、パティキュレートフィルタの
排気上流側と排気下流側とを逆転することは、ＮＯ2 に
よる残留パティキュレートの焼失を可能とするために非
常に有効であり、特に時期を判断することなく時折弁体
を切り換えるようにしても、多量のパティキュレート堆
積による機関出力の大幅な低下を十分に防止することが
できる。 【００３４】ところで、本実施形態の切換部６２の構造
は、前述したように、弁体６２ａの一方の遮断位置から
他方の遮断位置への切り換え中において、排気ガスの一
部がパティキュレートフィルタ６０をバイパスしてしま
う。それにより、この時、排気ガス中にパティキュレー
トが含まれていれば、このパティキュレートは大気中へ
放出されることとなる。これを防止するために、図１０
に示す第三フローチャートのように、フューエルカット
が実施されている時に弁体６２ａを切り換えるようにし
ても良い。フューエルカット時には、気筒内で燃焼が行
われていないために、排気ガス中にはパティキュレート
が含まれていない。フューエルカットの実施の判断に
は、燃料噴射弁へ与えられるフューエルカット信号を利
用しても良く、又は、車両走行中におけるブレーキペダ
ルの踏み込みを検出しても良く、又は、車両走行中にお
けるアクセルペダルの開放を検出しても良い。 【００３５】ところで、ＮＯ2 とパティキュレートとの
反応もパティキュレートフィルタが非常に低温であると
起こり難くなる。それにより、前述のように、排気ガス
が非常に低温度となるフューエルカット時に、一部の排
気ガスがパティキュレートフィルタをバイパスすること
はパティキュレートフィルタの温度低下を抑制するのに
有効である。 【００３６】本実施形態においては、弁体６２ａの切り
換えによってパティキュレートフィルタの排気上流側と
排気下流側とを逆転させ、パティキュレートフィルタに
残留するパティキュレートを隔壁内において流動させる
ようにしている。これは、本発明を限定するものではな
く、例えば、前述した弁体６２ａの切り換え時期におい
て、弁体６２ａの切り換えに代え、排気絞り弁６５を全
開から一度開度減少させるようにしても良い。それによ
り、パティキュレートフィルタ６０の排気上流側の圧力
が一度上昇し、その後に排気絞り弁６５を全開へ戻す
と、排気ガスがパティキュレートフィルタを非常に高速
で通過する。こうして、排気ガスを逆流させなくても高
速の排気ガスは、残留パティキュレートを容易に破壊及
び細分化させ、細分化パティキュレートは、パティキュ
レート隔壁内を流動するために、ＮＯ2 との接触の機会
が増大して良好に焼失される。 【００３７】排気絞り弁６５をパティキュレートフィル
タの上流側に設けても、同様に開閉させることにより、
全開時において高速の排気ガスがパティキュレートフィ
ルタを通過し、残留パティキュレートを流動させること
ができる。このように、排気絞り弁６５によって残留パ
ティキュレートを流動させるのであれば、特に、パティ
キュレートフィルタの排気上流側と排気下流側とを逆転
させるための構造は不要である。 【００３８】パティキュレートの流動手段としての排気
絞り弁６５の開度減少は、パティキュレートフィルタの
排気上流側の圧力を一時的に高め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を速めるものであり、
排気絞り弁の開度減少に代えて、パティキュレートフィ
ルタの排気上流側へ高圧空気等の高圧ガスを供給するよ
うにしても良い。 【００３９】ところで、本実施形態のようにパティキュ
レートフィルタの排気上流側と排気下流側とが逆転され
れば、パティキュレートフィルタの隔壁は、これまで排
気ガスが主に衝突していた排気上流側表面及び細孔内の
排気ガス流対向面を捕集面（一方の捕集面）としてパテ
ィキュレートを捕集していたが、この捕集面とは反対側
の捕集面、すなわち、現在の排気上流側表面及び細孔内
の排気ガス流対向面を捕集面（他方の捕集面）としてパ
ティキュレートの捕集を開始する。 【００４０】こうして、パティキュレートフィルタの排
気上流側と排気下流側との逆転時において、一方の捕集
面に残留するパティキュレートには、新たにパティキュ
レートが堆積することはない。それにより、排気ガスの
逆流によっても一部のパティキュレートが流動せずに一
方の捕集面に依然として残留していても、この残留パテ
ィキュレートは、ＮＯ2 によって表面から徐々に焼失可
能であり、次回の排気ガスの逆流までの時間で完全に焼
失させることができる。このように、パティキュレート
フィルタの排気上流側と排気下流側とを逆転させること
は、パティキュレートを捕集するために、パティキュレ
ートフィルタ隔壁の一方の捕集面と他方の捕集面とを交
互に使用することとなり、残留パティキュレートの流動
手段としてだけでなく、残留パティキュレートを焼失さ
せるのに非常に有利である。 【００４１】本実施形態において、酸化触媒コンバータ
６１は、パティキュレートフィルタ６０と離間されてい
るが、これは、本発明を限定するものではなく、パティ
キュレートフィルタに隣接して配置することも可能であ
る。このような隣接配置の場合において、パティキュレ
ートの流動手段としてパティキュレートフィルタの排気
上流側と排気下流側との逆転を利用する時には、パティ
キュレートフィルタの両側に酸化触媒コンバータを隣接
配置することが好ましい。しかしながら、この逆転によ
って残留パティキュレートを流動させて隔壁内に分散さ
せた後に、再びパティキュレートフィルタの排気上流側
と排気下流側とを逆転させてＮＯ2 によって焼失させる
ようにすれば、この時の排気上流側だけに酸化触媒コン
バータを配置することも可能である。 【００４２】また、本実施形態において、パティキュレ
ートを焼失させるためのＮＯ2 は、酸化触媒によって排
気ガス中のＮＯから転換された直後にパティキュレート
フィルタへ供給するようにしたが、これは本発明を限定
するものではなく、例えば、ＮＯ2 を他の方法で生成し
てパティキュレートフィルタへ供給するようにしても良
く、また、排気ガス中のＮＯから転換されたＮＯ2 を一
時的にタンク等へ貯蔵し、機関運転状態毎に変化するパ
ティキュレート発生量に応じて、ＮＯ2 を調量してパテ
ィキュレートフィルタへ供給するようにしても良い。本
発明は、パティキュレートを排出するガソリンエンジン
にも適用可能である。 【００４３】 【発明の効果】このように、本発明による内燃機関の排
気浄化装置によれば、機関排気系に配置されたパティキ
ュレートフィルタと、パティキュレートフィルタへ二酸
化窒素を供給する供給手段と、パティキュレートフィル
タに捕集されたパティキュレートを主にパティキュレー
トフィルタ内で流動させる流動手段とを具備し、供給手
段は機関排気系に配置された酸化触媒であり、流動手段
は、酸化触媒の下流側においてパティキュレートフィル
タの排気上流側と排気下流側とを逆転するために、パテ
ィキュレートフィルタにおいて、流動するパティキュレ
ートは、二酸化窒素と接触する機会が増大して良好に焼
失させられ、多量に堆積することはなく、パティキュレ
ート目詰まりを防止することができる。
化装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】内燃機関、特に、ディーゼルエンジンの
排気ガス中には煤を主成分とするパティキュレートが含
まれている。パティキュレートは有害物質であるため
に、大気放出以前にパティキュレートを捕集するための
フィルタを機関排気系に配置することが提案されてい
る。このようなフィルタは、目詰まりによる排気抵抗の
増加を防止するために、捕集したパティキュレートを焼
失させることが必要である。 【０００３】このようなフィルタ再生において、パティ
キュレートは約６００°Ｃとなれば着火燃焼するが、デ
ィーゼルエンジンの排気ガス温度は、通常時において６
００°Ｃよりかなり低く、一般的にはフィルタ自身を加
熱する等の手段が必要である。 【０００４】特開平１−３１８７１５号公報には、酸化
触媒によって排気ガス中の一酸化窒素ＮＯを二酸化窒素
ＮＯ2 へ転換させれば、加熱手段を設けなくても、この
ＮＯ 2 が通常時の排気ガス温度でフィルタ上のパティキ
ュレートを焼失可能であると開示されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸化触
媒により変換されたＮＯ2 がフィルタ上に捕集された全
てのパティキュレートと接触するとは限らず、当然のこ
とながら、ＮＯ2 と接触しないパティキュレートは、焼
失されることなくフィルタ上に残留する。 【０００６】この残留パティキュレート上には排気ガス
中の新たなパティキュレートが堆積し、堆積パティキュ
レートによって覆われた残留パティキュレートは、ＮＯ
2 と接触する機会はなく確実に残留し続ける。また、堆
積パティキュレートの一部がＮＯ2 と接触せずに残留す
れば、さらに堆積するパティキュレートによって同様な
ことが起こり、残留パティキュレートは徐々に肥大化
し、フィルタの目詰まりを発生させる。 【０００７】従って、本発明の目的は、パティキュレー
トフィルタへ供給される二酸化窒素によってパティキュ
レートを良好に焼失させ、パティキュレートフィルタの
目詰まりを防止することができる内燃機関の排気浄化装
置を提供することである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明による請求項１に
記載の内燃機関の排気浄化装置は、機関排気系に配置さ
れたパティキュレートフィルタと、前記パティキュレー
トフィルタへ二酸化窒素を供給する供給手段と、前記パ
ティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレート
を主に前記パティキュレートフィルタ内で流動させる流
動手段とを具備し、前記供給手段は機関排気系に配置さ
れた酸化触媒であり、前記流動手段は、前記酸化触媒の
下流側において前記パティキュレートフィルタの排気上
流側と排気下流側とを逆転することを特徴とする。 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【発明の実施の形態】図１は、本発明による排気浄化装
置を備える４ストロークディーゼルエンジンの概略縦断
面図である。同図において、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
ピストン４の頂面上に形成された燃焼室、６は電気制御
式燃料噴射弁、７は一対の吸気弁、８は吸気ポート、９
は一対の排気弁、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１
２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介
してエアクリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内
には電気モータ１５により駆動されるスロットル弁１６
が配置される。一方、排気ポート１０は排気マニホルド
１７へ接続される。 【００１２】図１に示されるように排気マニホルド１７
内には空燃比センサ２１が配置される。排気マニホルド
１７とサージタンク１２とはＥＧＲ通路２２を介して互
いに連結され、ＥＧＲ通路２２内には電気制御式ＥＧＲ
制御弁２３が配置される。また、ＥＧＲ通路２２周りに
はＥＧＲ通路２２内を流れるＥＧＲガスを冷却するため
の冷却装置２４が配置される。図１に示されるディーゼ
ルエンジンでは機関冷却水が冷却装置２４内に導びか
れ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。 【００１３】一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管２５を
介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２６に連結
される。このコモンレール２６内へは電気制御式の吐出
量可変な燃料ポンプ２７から燃料が供給され、コモンレ
ール２６内に供給された燃料は各燃料供給管２５を介し
て燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２６にはコ
モンレール２６内の燃料圧を検出するための燃料圧セン
サ２８が取付けられ、燃料圧センサ２８の出力信号に基
づいてコモンレール２６内の燃料圧が目標燃料圧となる
ように燃料ポンプ２７の吐出量が制御される。 【００１４】３０は電子制御ユニットであり、空燃比セ
ンサ２１の出力信号と、燃料圧センサ２８の出力信号と
が入力される。また、アクセルペダル４０にはアクセル
ペダル４０の踏込み量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、電子制御ユニット３０に
は、負荷センサ４１の出力信号も入力され、さらに、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の出力信号も入力され
る。こうして、電子制御ユニット３０は、各種信号に基
づき、燃料噴射弁６、電気モータ１５、ＥＧＲ制御弁２
３、及び、燃料ポンプ２７を作動する。 【００１５】図２は排気浄化装置の実施形態を示す平面
図であり、図３はその側面図である。本排気浄化装置
は、ディーゼルエンジンの排気マニホルド１７の下流側
に接続され、白金Ｐｔ等の貴金属を酸化触媒として担持
する触媒コンバータ６１と、触媒コンバータ６１の下流
側に位置する切換部６２と、パティキュレートフィルタ
６０と、パティキュレートフィルタ６０の一方側と切換
部６２とを接続する第一接続部６３ａと、パティキュレ
ートフィルタ６０の他方側と切換部６２とを接続する第
二接続部６３ｂと、切換部６２の下流側の排気通路６４
とを具備している。切換部６２は、切換部６２内で排気
流れを遮断することを可能とする弁体６２ａを具備して
いる。弁体６２ａは、負圧アクチュエータ又はステップ
モータ等によって駆動される。弁体６２ａの一方の遮断
位置において、切換部６２内の上流側が第一接続部６３
ａと連通されると共に切換部６２内の下流側が第二接続
部６３ｂと連通される。こうして、排気ガスは、図２に
矢印で示すように、触媒コンバータ６１を通過した後
に、パティキュレートフィルタ６０の一方側から他方側
へ流れる。 【００１６】また、図４は、弁体６２ａの他方の遮断位
置を示している。この遮断位置において、切換部６２内
の上流側が第二接続部６３ｂと連通されると共に切換部
６２内の下流側が第一接続部６３ａと連通され、排気ガ
スは、図４に矢印で示すように、触媒コンバータ６１を
通過した後に、パティキュレートフィルタ６０の他方側
から一方側へ流れる。こうして、弁体６２ａを切り換え
ることによって、パティキュレートフィルタ６０へ流入
する排気ガスの方向を逆転することができ、すなわち、
パティキュレートフィルタ６０の排気上流側と排気下流
側とを逆転することが可能となる。 【００１７】このように、本排気浄化装置は、非常に簡
単な構成によってパティキュレートフィルタ６０の排気
上流側と排気下流側とを逆転することが可能である。ま
た、パティキュレートフィルタにおいては、排気ガスの
流入を容易にするために大きな開口面積が必要とされる
が、本排気浄化装置では、図２及び３に示すように、車
両搭載性を悪化させることなく、大きな開口面積を有す
るパティキュレートフィルタ６０を使用可能である。 【００１８】この一方で、本排気浄化装置は、パティキ
ュレートフィルタ６０の排気上流側と排気下流側とを逆
転するために、弁体６２ａを一方の遮断位置から他方の
遮断位置へ回動させる間において、図５に示すように、
排気ガスがパティキュレートフィルタ６０を通過せずに
大気中へ放出されてしまう。また、本排気浄化装置にお
いて、排気通路６４の下流側には、ステップモータ等に
よって開度制御可能な排気絞り弁６５が配置されてい
る。 【００１９】図６にパティキュレートフィルタ６０の構
造を示す。なお、図６において、（Ａ）はパティキュレ
ートフィルタ６０の正面図であり、（Ｂ）は側面断面図
である。これらの図に示すように、本パティキュレート
フィルタ６０は、長円正面形状を有し、例えば、コージ
ライトのような多孔質材料から形成されたハニカム構造
をなすウォールフロー型であり、多数の軸線方向に延在
する隔壁５４によって細分された多数の軸線方向空間を
有している。隣接する二つの軸線方向空間において、栓
５３によって、一方は排気下流側で閉鎖され、他方は排
気上流側で閉鎖される。こうして、隣接する二つの軸線
方向空間の一方は排気ガスの流入通路５０となり、他方
は流出通路５１となり、排気ガスは、図６（Ｂ）に矢印
で示すように、必ず隔壁５４を通過する。 【００２０】排気ガス中のパティキュレートは、隔壁５
４の細孔の大きさに比較して非常に小さいものである
が、隔壁５４の排気上流側表面上及び隔壁５４内の細孔
表面上に衝突して捕集される。こうして、各隔壁５４
は、パティキュレートを捕集する捕集壁として機能す
る。本実施形態において、パティキュレートを含む排気
ガスは、パティキュレートフィルタ６０へ流入する以前
に、触媒コンバータ６１を通過することとなる。触媒コ
ンバータ６１は、パティキュレートフィルタ６０と同様
に多数の軸線方向の延在する隔壁を有し、各隔壁に触媒
を担持するものであるが、パティキュレートフィルタ６
０のように軸線方向空間の排気下流側が栓によって閉鎖
されておらず、各隔壁を排気ガスが通過しないために、
各隔壁にパティキュレートが捕集されることはない。 【００２１】ディーゼルエンジンでは通常空気過剰のも
とで燃焼が行われ、従って排気ガスは、多量の酸素Ｏ2
を含むと共に、燃焼室内で発生する一酸化窒素ＮＯを含
んでいる。本排気浄化装置では、これらのＯ2 及びＮＯ
は、パティキュレートフィルタ６０へ流入する以前に、
触媒コンバータ６１を通過し、酸化触媒によって以下に
示すように二酸化窒素ＮＯ2 へ変換される。 ＮＯ＋１／２Ｏ2 →ＮＯ2 【００２２】ＮＯ2 は、以下に示すように、カーボンＣ
を主成分とするパティキュレートと比較的低温度で良好
に反応する。 ＮＯ2 ＋Ｃ→Ｎ2 ＋ＣＯ2 又はＮＯ2 ＋Ｃ→ＮＯ＋ＣＯ 【００２３】こうして、パティキュレートフィルタ上に
捕集された全てのパティキュレートが、それぞれにＮＯ
2 と接触すれば、パティキュレートフィルタ上にはパテ
ィキュレートが残留することはない。しかしながら、パ
ティキュレートフィルタ隔壁の排気上流側表面及び細孔
内の排気ガス流対向面に衝突捕集されたパティキュレー
トの全てがＮＯ2 と接触するようなことはなく、捕集さ
れた一部のパティキュレートが隔壁に残留する可能性は
高い。 【００２４】この残留パティキュレート上には排気ガス
中の新たなパティキュレートが堆積し、この新たな堆積
パティキュレートはＮＯ2 と接触することはあっても、
堆積パティキュレートで覆われた残留パティキュレート
はＮＯ2 と接触することはなく確実に残留し続ける。ま
た、堆積パティキュレートの一部がＮＯ2 と接触せずに
残留すれば、さらに堆積するパティキュレートによって
同様なことが起こり、こうして、図７（Ａ）に示すよう
に、排気ガスが主に衝突するパティキュレートフィルタ
隔壁５４の排気上流側表面及び細孔内の排気ガス流対向
面には、捕集したパティキュレートＰａがＮＯ2 との非
接触によって徐々にではあるが堆積する。 【００２５】図７（Ａ）に示す程度のパティキュレート
の堆積では、パティキュレートフィルタの排気抵抗は車
両走行に悪影響を与えるほどではないが、さらにパティ
キュレートが堆積すれば、機関出力の大幅な低下等の問
題を発生する。 【００２６】本実施形態では、前述の電子制御ユニット
３０により図８に示す第一フローチャートに従って弁体
６２ａの切換制御を実施し、パティキュレートフィルタ
への多量のパティキュレートの堆積を防止している。本
フローチャートは、所定時間毎に繰り返される。先ず、
ステップ１０１において、車両の走行距離積算値Ａが算
出される。次いで、ステップ１０２において、この走行
距離積算値Ａが設定走行距離Ａｓ以上となったか否かが
判断される。この判断が否定される時にはそのまま終了
するが、肯定される時にはステップ１０３に進む。ステ
ップ１０３においては、走行距離積算値Ａは０にリセッ
トされ、ステップ１０４において、弁体６２ａは一方の
遮断位置から他方の遮断位置へ切り換えられる。すなわ
ち、パティキュレートフィルタの排気上流側と排気下流
側とが逆転される。 【００２７】車両が設定走行距離Ａｓを走行する間に
は、図７（Ａ）に示す程度のパティキュレートが、前述
したように、パティキュレートフィルタ隔壁５４の排気
上流側表面及び細孔内の排気ガス流対向面に残留するこ
とがある。本フローチャートでは、この時点において、
パティキュレートフィルタの排気上流側と排気下流側と
が逆転される。それにより、残留パティキュレートは、
逆方向の排気ガス流によって、図７（Ｂ）に示すよう
に、容易に破壊されて細分化され、細孔内を主に下流側
へ流動し、隔壁細孔内に広く分散する。 【００２８】こうして細分化されて隔壁内を流動するパ
ティキュレートは、酸化触媒コンバータ６１によって転
換されたＮＯ2 と接触する機会が増加し、堆積パティキ
ュレートによって覆われたままの残留パティキュレート
に比較して格段に焼失され易くなる。こうして、パティ
キュレートフィルタ上に残留するパティキュレートを隔
壁内において流動させることにより、ＮＯ2 によって残
留パティキュレートを確実に焼失させることができる。 【００２９】第一フローチャートにおいて、弁体の切り
換えは、所定走行距離毎に行うようにしたが設定時間毎
としても良い。もちろん、このように定期的ではなく、
不定期に行っても良い。パティキュレートフィルタ上の
残留パティキュレートは、長期間の放置によって酸化さ
れ難いカーボン質に変質することがあるために、弁体の
切り換えによる残留パティキュレートの流動は、機関始
動から機関停止の間に少なくとも一回は行われることが
好ましい。また、多量のパティキュレートが堆積する以
前にパティキュレートを焼失させることは、多量の堆積
パティキュレートが一度に着火燃焼して多量の燃焼熱に
よりパティキュレートフィルタが溶損する等の問題を防
止することにもなる。また、何らかの要因によって、弁
体の切り換え時点でパティキュレートフィルタ隔壁に多
量のパティキュレートが堆積してしまったとしても、弁
体が切り換えられれば、堆積パティキュレートは逆方向
の排気ガス流によって比較的容易に破壊及び細分化され
るために、隔壁の細孔内でＮＯ2 によって焼失できなか
った一部の細分化パティキュレートはパティキュレート
フィルタから排出されることとなるが、パティキュレー
トフィルタの排気抵抗がさらに高まって車両走行に悪影
響を与えることはない。 【００３０】図９は、弁体６２ａの切換制御のための第
二フローチャートを示している。本フローチャートも所
定時間毎に繰り返されるものである。先ず、ステップ２
０１において、パティキュレートフィルタ６０の一方側
の排気圧力Ｐ１、すなわち、第一接続部６３ａ（図２参
照）内を排気圧力を、第一接続部６３ａに配置された圧
力センサによって検出する。次いで、ステップ２０２に
おいて、パティキュレートフィルタの他方側の排気圧力
Ｐ２、すなわち、第二接続部６３ｂ（図２参照）内を排
気圧力を、第二接続部６３ｂに配置された圧力センサに
よって検出する。 【００３１】ステップ２０３では、ステップ２０１及び
２０２で検出された排気圧力の差圧の絶対値が、設定圧
力差Ｐｓ以上となったか否かが判断される。ここで、差
圧の絶対値を使用するのは、第一接続部６３ａ及び第二
接続部６３ｂのいずれが排気上流側となっていても差圧
の上昇を把握可能とするためである。ステップ２０３に
おける判断が否定される時にはそのまま終了するが、こ
の判断が肯定される時には、パティキュレートフィルタ
には、ある程度のパティキュレートが残留しているため
に、ステップ２０４において弁体６２ａが切り換えら
れ、パティキュレートフィルタの排気上流側と排気下流
側とが逆転されるようになっている。 【００３２】それにより、前述のように、残留パティキ
ュレートは、パティキュレートフィルタから焼失させら
れる。こうして、パティキュレートフィルタにある程度
のパティキュレートが残留していることをパティキュレ
ートフィルタの両側の差圧を利用して間接的に検知し、
それ以上のパティキュレートが堆積して機関出力を大幅
に低下することを確実に防止することができる。もちろ
ん、この差圧以外にも、例えば、パティキュレートフィ
ルタの所定隔壁上の電気抵抗値の変化を監視して、パテ
ィキュレートの堆積によって電気抵抗値が設定値以下と
なった時を、パティキュレートフィルタ上にある程度の
パティキュレートが残留していると判断しても良く、ま
た、パティキュレートフィルタの所定隔壁において、パ
ティキュレートの堆積により、光の透過率が低下するこ
と、又は、光の反射率が低下することを利用して、パテ
ィキュレートフィルタ上にある程度のパティキュレート
が残留していることを判断することも可能である。この
ように、パティキュレートの残留を直接的に判断して弁
体を切り換えることにより、さらに確実に機関出力の大
幅な低下を防止することができる。 【００３３】このように、パティキュレートフィルタの
排気上流側と排気下流側とを逆転することは、ＮＯ2 に
よる残留パティキュレートの焼失を可能とするために非
常に有効であり、特に時期を判断することなく時折弁体
を切り換えるようにしても、多量のパティキュレート堆
積による機関出力の大幅な低下を十分に防止することが
できる。 【００３４】ところで、本実施形態の切換部６２の構造
は、前述したように、弁体６２ａの一方の遮断位置から
他方の遮断位置への切り換え中において、排気ガスの一
部がパティキュレートフィルタ６０をバイパスしてしま
う。それにより、この時、排気ガス中にパティキュレー
トが含まれていれば、このパティキュレートは大気中へ
放出されることとなる。これを防止するために、図１０
に示す第三フローチャートのように、フューエルカット
が実施されている時に弁体６２ａを切り換えるようにし
ても良い。フューエルカット時には、気筒内で燃焼が行
われていないために、排気ガス中にはパティキュレート
が含まれていない。フューエルカットの実施の判断に
は、燃料噴射弁へ与えられるフューエルカット信号を利
用しても良く、又は、車両走行中におけるブレーキペダ
ルの踏み込みを検出しても良く、又は、車両走行中にお
けるアクセルペダルの開放を検出しても良い。 【００３５】ところで、ＮＯ2 とパティキュレートとの
反応もパティキュレートフィルタが非常に低温であると
起こり難くなる。それにより、前述のように、排気ガス
が非常に低温度となるフューエルカット時に、一部の排
気ガスがパティキュレートフィルタをバイパスすること
はパティキュレートフィルタの温度低下を抑制するのに
有効である。 【００３６】本実施形態においては、弁体６２ａの切り
換えによってパティキュレートフィルタの排気上流側と
排気下流側とを逆転させ、パティキュレートフィルタに
残留するパティキュレートを隔壁内において流動させる
ようにしている。これは、本発明を限定するものではな
く、例えば、前述した弁体６２ａの切り換え時期におい
て、弁体６２ａの切り換えに代え、排気絞り弁６５を全
開から一度開度減少させるようにしても良い。それによ
り、パティキュレートフィルタ６０の排気上流側の圧力
が一度上昇し、その後に排気絞り弁６５を全開へ戻す
と、排気ガスがパティキュレートフィルタを非常に高速
で通過する。こうして、排気ガスを逆流させなくても高
速の排気ガスは、残留パティキュレートを容易に破壊及
び細分化させ、細分化パティキュレートは、パティキュ
レート隔壁内を流動するために、ＮＯ2 との接触の機会
が増大して良好に焼失される。 【００３７】排気絞り弁６５をパティキュレートフィル
タの上流側に設けても、同様に開閉させることにより、
全開時において高速の排気ガスがパティキュレートフィ
ルタを通過し、残留パティキュレートを流動させること
ができる。このように、排気絞り弁６５によって残留パ
ティキュレートを流動させるのであれば、特に、パティ
キュレートフィルタの排気上流側と排気下流側とを逆転
させるための構造は不要である。 【００３８】パティキュレートの流動手段としての排気
絞り弁６５の開度減少は、パティキュレートフィルタの
排気上流側の圧力を一時的に高め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を速めるものであり、
排気絞り弁の開度減少に代えて、パティキュレートフィ
ルタの排気上流側へ高圧空気等の高圧ガスを供給するよ
うにしても良い。 【００３９】ところで、本実施形態のようにパティキュ
レートフィルタの排気上流側と排気下流側とが逆転され
れば、パティキュレートフィルタの隔壁は、これまで排
気ガスが主に衝突していた排気上流側表面及び細孔内の
排気ガス流対向面を捕集面（一方の捕集面）としてパテ
ィキュレートを捕集していたが、この捕集面とは反対側
の捕集面、すなわち、現在の排気上流側表面及び細孔内
の排気ガス流対向面を捕集面（他方の捕集面）としてパ
ティキュレートの捕集を開始する。 【００４０】こうして、パティキュレートフィルタの排
気上流側と排気下流側との逆転時において、一方の捕集
面に残留するパティキュレートには、新たにパティキュ
レートが堆積することはない。それにより、排気ガスの
逆流によっても一部のパティキュレートが流動せずに一
方の捕集面に依然として残留していても、この残留パテ
ィキュレートは、ＮＯ2 によって表面から徐々に焼失可
能であり、次回の排気ガスの逆流までの時間で完全に焼
失させることができる。このように、パティキュレート
フィルタの排気上流側と排気下流側とを逆転させること
は、パティキュレートを捕集するために、パティキュレ
ートフィルタ隔壁の一方の捕集面と他方の捕集面とを交
互に使用することとなり、残留パティキュレートの流動
手段としてだけでなく、残留パティキュレートを焼失さ
せるのに非常に有利である。 【００４１】本実施形態において、酸化触媒コンバータ
６１は、パティキュレートフィルタ６０と離間されてい
るが、これは、本発明を限定するものではなく、パティ
キュレートフィルタに隣接して配置することも可能であ
る。このような隣接配置の場合において、パティキュレ
ートの流動手段としてパティキュレートフィルタの排気
上流側と排気下流側との逆転を利用する時には、パティ
キュレートフィルタの両側に酸化触媒コンバータを隣接
配置することが好ましい。しかしながら、この逆転によ
って残留パティキュレートを流動させて隔壁内に分散さ
せた後に、再びパティキュレートフィルタの排気上流側
と排気下流側とを逆転させてＮＯ2 によって焼失させる
ようにすれば、この時の排気上流側だけに酸化触媒コン
バータを配置することも可能である。 【００４２】また、本実施形態において、パティキュレ
ートを焼失させるためのＮＯ2 は、酸化触媒によって排
気ガス中のＮＯから転換された直後にパティキュレート
フィルタへ供給するようにしたが、これは本発明を限定
するものではなく、例えば、ＮＯ2 を他の方法で生成し
てパティキュレートフィルタへ供給するようにしても良
く、また、排気ガス中のＮＯから転換されたＮＯ2 を一
時的にタンク等へ貯蔵し、機関運転状態毎に変化するパ
ティキュレート発生量に応じて、ＮＯ2 を調量してパテ
ィキュレートフィルタへ供給するようにしても良い。本
発明は、パティキュレートを排出するガソリンエンジン
にも適用可能である。 【００４３】 【発明の効果】このように、本発明による内燃機関の排
気浄化装置によれば、機関排気系に配置されたパティキ
ュレートフィルタと、パティキュレートフィルタへ二酸
化窒素を供給する供給手段と、パティキュレートフィル
タに捕集されたパティキュレートを主にパティキュレー
トフィルタ内で流動させる流動手段とを具備し、供給手
段は機関排気系に配置された酸化触媒であり、流動手段
は、酸化触媒の下流側においてパティキュレートフィル
タの排気上流側と排気下流側とを逆転するために、パテ
ィキュレートフィルタにおいて、流動するパティキュレ
ートは、二酸化窒素と接触する機会が増大して良好に焼
失させられ、多量に堆積することはなく、パティキュレ
ート目詰まりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排気浄化装置を備えるディーゼル
エンジンの概略縦断面図である。 【図２】機関排気系における切換部及びパティキュレー
トフィルタ近傍の平面図である。 【図３】図２の側面図である。 【図４】切換部内の弁体の図２とは異なるもう一つの遮
断位置を示す図である。 【図５】切換部内の弁体の中間位置を示す図である。 【図６】パティキュレートフィルタの構造を示す図であ
る。 【図７】パティキュレートフィルタの融壁の拡大断面図
である。 【図８】パティキュレートフィルタへの多量のパティキ
ュレートの堆積を防止するための第一フローチャートで
ある。 【図９】パティキュレートフィルタへの多量のパティキ
ュレートの堆積を防止するための第二フローチャートで
ある。 【図１０】パティキュレートフィルタへの多量のパティ
キュレートの堆積を防止するための第三フローチャート
である。 【符号の説明】 ６０…パティキュレートフィルタ ６１…触媒コンバータ ６２…切換部 ６２ａ…弁体
エンジンの概略縦断面図である。 【図２】機関排気系における切換部及びパティキュレー
トフィルタ近傍の平面図である。 【図３】図２の側面図である。 【図４】切換部内の弁体の図２とは異なるもう一つの遮
断位置を示す図である。 【図５】切換部内の弁体の中間位置を示す図である。 【図６】パティキュレートフィルタの構造を示す図であ
る。 【図７】パティキュレートフィルタの融壁の拡大断面図
である。 【図８】パティキュレートフィルタへの多量のパティキ
ュレートの堆積を防止するための第一フローチャートで
ある。 【図９】パティキュレートフィルタへの多量のパティキ
ュレートの堆積を防止するための第二フローチャートで
ある。 【図１０】パティキュレートフィルタへの多量のパティ
キュレートの堆積を防止するための第三フローチャート
である。 【符号の説明】 ６０…パティキュレートフィルタ ６１…触媒コンバータ ６２…切換部 ６２ａ…弁体
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｅ
3/24 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２Ｇ
１０３Ｃ
１０３Ｂ
(72)発明者 流田 浩之
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９−53442（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−79024（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−98932（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−50127（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−30507（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01N 3/02
B01D 46/48
B01D 53/94
F01N 3/08 - 3/24
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 機関排気系に配置されたパティキュレー
トフィルタと、前記パティキュレートフィルタへ二酸化
窒素を供給する供給手段と、前記パティキュレートフィ
ルタに捕集されたパティキュレートを主に前記パティキ
ュレートフィルタ内で流動させる流動手段とを具備し、
前記供給手段は機関排気系に配置された酸化触媒であ
り、前記流動手段は、前記酸化触媒の下流側において前
記パティキュレートフィルタの排気上流側と排気下流側
とを逆転することを特徴とする内燃機関の排気浄化装
置。
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|---|---|---|---|
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