JPH08338229A - ディーゼル機関の排気浄化装置 - Google Patents
ディーゼル機関の排気浄化装置Info
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- JPH08338229A JPH08338229A JP7148919A JP14891995A JPH08338229A JP H08338229 A JPH08338229 A JP H08338229A JP 7148919 A JP7148919 A JP 7148919A JP 14891995 A JP14891995 A JP 14891995A JP H08338229 A JPH08338229 A JP H08338229A
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- particulate filter
- particulate
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/0231—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using special exhaust apparatus upstream of the filter for producing nitrogen dioxide, e.g. for continuous filter regeneration systems [CRT]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 機関の運転状態に応じた最適な方法でパティ
キュレートを燃焼させる。 【構成】 機関排気通路内に上流側から順に軽油供給装
置８、電気ヒータ１０、酸化触媒１２およびパティキュ
レートフィルタ１４を配置する。排気ガス温が低いとき
にはＮＯを吸収し、排気ガス温が高くなるとＮＯ2 を放
出するＮＯX 吸収剤を酸化触媒１２およびパティキュレ
ートフィルタ１４のいずれか一方又は双方に担持させ
る。通常は酸化触媒によりＮＯから変換されたＮＯ2 に
よりパティキュレートが燃焼せしめられ、必要に応じて
軽油が供給され、電気ヒータ１０が加熱される。
キュレートを燃焼させる。 【構成】 機関排気通路内に上流側から順に軽油供給装
置８、電気ヒータ１０、酸化触媒１２およびパティキュ
レートフィルタ１４を配置する。排気ガス温が低いとき
にはＮＯを吸収し、排気ガス温が高くなるとＮＯ2 を放
出するＮＯX 吸収剤を酸化触媒１２およびパティキュレ
ートフィルタ１４のいずれか一方又は双方に担持させ
る。通常は酸化触媒によりＮＯから変換されたＮＯ2 に
よりパティキュレートが燃焼せしめられ、必要に応じて
軽油が供給され、電気ヒータ１０が加熱される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関の排気浄
化装置に関する。
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排気ガ
ス中に含まれるパティキュレート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パティキ
ュレートを一旦捕集し、パティキュレートフィルタ上に
捕集されたパティキュレート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
パティキュレートは６００℃程度以上の高温にならない
と着火燃焼せず、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。従って従来よ
り排気ガス熱でもってパティキュレートを着火燃焼させ
るのは困難であると考えられていた。
ス中に含まれるパティキュレート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パティキ
ュレートを一旦捕集し、パティキュレートフィルタ上に
捕集されたパティキュレート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
パティキュレートは６００℃程度以上の高温にならない
と着火燃焼せず、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。従って従来よ
り排気ガス熱でもってパティキュレートを着火燃焼させ
るのは困難であると考えられていた。
【０００３】ところがパティキュレートにＮＯ2 を反応
させると比較的低温であってもパティキュレートが着火
燃焼せしめられることが判明したのである（ＮＯ2 ＋Ｃ
→ＮＯ＋ＣＯ，ＮＯ2 ＋ＣＯ→ＮＯ＋ＣＯ2 ，２ＮＯ2
＋Ｃ→２ＮＯ＋ＣＯ2 ）。しかしながら排気ガス中に含
まれる窒素酸化物の大部分はＮＯであり、従ってＮＯ 2
との反応によりパティキュレートを着火燃焼せしめるた
めにはＮＯをＮＯ2 に変換しなければならない。そこで
パティキュレートフィルタ上流の機関排気通路内に酸化
触媒を配置し、この酸化触媒によりＮＯを酸化してＮＯ
をＮＯ2 に変換するようにした排気浄化装置が公知であ
る（特開平１−３１８７１５号公報参照）。
させると比較的低温であってもパティキュレートが着火
燃焼せしめられることが判明したのである（ＮＯ2 ＋Ｃ
→ＮＯ＋ＣＯ，ＮＯ2 ＋ＣＯ→ＮＯ＋ＣＯ2 ，２ＮＯ2
＋Ｃ→２ＮＯ＋ＣＯ2 ）。しかしながら排気ガス中に含
まれる窒素酸化物の大部分はＮＯであり、従ってＮＯ 2
との反応によりパティキュレートを着火燃焼せしめるた
めにはＮＯをＮＯ2 に変換しなければならない。そこで
パティキュレートフィルタ上流の機関排気通路内に酸化
触媒を配置し、この酸化触媒によりＮＯを酸化してＮＯ
をＮＯ2 に変換するようにした排気浄化装置が公知であ
る（特開平１−３１８７１５号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが酸化触媒によ
るＮＯからＮＯ2 への変換作用は排気ガス温に依存して
おり、この変換作用は一定の排気ガス温範囲内において
のみ行われる。従って上述の排気浄化装置では排気ガス
がこの排気ガス温範囲外になったときにはもはやＮＯか
らＮＯ2 への変換作用は行われず、斯くしてパティキュ
レートを着火燃焼せしめることができないという問題が
ある。
るＮＯからＮＯ2 への変換作用は排気ガス温に依存して
おり、この変換作用は一定の排気ガス温範囲内において
のみ行われる。従って上述の排気浄化装置では排気ガス
がこの排気ガス温範囲外になったときにはもはやＮＯか
らＮＯ2 への変換作用は行われず、斯くしてパティキュ
レートを着火燃焼せしめることができないという問題が
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】１番目の発明によれば上
記問題点を解決するために、機関排気通路内に上流側か
ら順に酸化触媒とパティキュレートフィルタとを配置
し、予め定められた温度よりも低温のときにはＮＯX を
吸収すると共に予め定められた温度よりも高温のときに
はＮＯX を放出するＮＯX 吸収剤をパティキュレートフ
ィルタ上又はパティキュレートフィルタよりも上流の機
関排気通路内に配置している。
記問題点を解決するために、機関排気通路内に上流側か
ら順に酸化触媒とパティキュレートフィルタとを配置
し、予め定められた温度よりも低温のときにはＮＯX を
吸収すると共に予め定められた温度よりも高温のときに
はＮＯX を放出するＮＯX 吸収剤をパティキュレートフ
ィルタ上又はパティキュレートフィルタよりも上流の機
関排気通路内に配置している。
【０００６】２番目の発明では１番目の発明において、
ＮＯX 吸収剤をパティキュレートフィルタ上に配置し、
ＮＯX 吸収剤に吸収されていると推定されるＳＯX 量が
予め定められた量を越えたときにパティキュレートフィ
ルタ上に推積しているパティキュレートを燃焼させるパ
ティキュレート燃焼手段を具備している。３番目の発明
では１番目の発明において、ＮＯX 吸収剤としてペロブ
スカイト構造を有する複合酸化物を用いている。
ＮＯX 吸収剤をパティキュレートフィルタ上に配置し、
ＮＯX 吸収剤に吸収されていると推定されるＳＯX 量が
予め定められた量を越えたときにパティキュレートフィ
ルタ上に推積しているパティキュレートを燃焼させるパ
ティキュレート燃焼手段を具備している。３番目の発明
では１番目の発明において、ＮＯX 吸収剤としてペロブ
スカイト構造を有する複合酸化物を用いている。
【０００７】４番目の発明では上記問題点を解決するた
めに、機関排気通路内に上流側から順に酸化触媒とパテ
ィキュレートフィルタとを配置し、排気ガス温が予め定
められた温度よりも低下したときに酸化触媒を加熱する
ための酸化触媒加熱手段を具備している。５番目の発明
では上記問題点を解決するために、機関排気通路内に上
流側から順に酸化触媒とパティキュレートフィルタとを
配置し、パティキュレートフィルタのパティキュレート
捕集量を推定する捕集量推定手段と、パティキュレート
捕集量が予め定められた捕集量を越えたときに排気ガス
温が予め定められた温度よりも低いときにはパティキュ
レートフィルタ上流の機関排気通路内に軽油を供給する
軽油供給手段とを具備している。
めに、機関排気通路内に上流側から順に酸化触媒とパテ
ィキュレートフィルタとを配置し、排気ガス温が予め定
められた温度よりも低下したときに酸化触媒を加熱する
ための酸化触媒加熱手段を具備している。５番目の発明
では上記問題点を解決するために、機関排気通路内に上
流側から順に酸化触媒とパティキュレートフィルタとを
配置し、パティキュレートフィルタのパティキュレート
捕集量を推定する捕集量推定手段と、パティキュレート
捕集量が予め定められた捕集量を越えたときに排気ガス
温が予め定められた温度よりも低いときにはパティキュ
レートフィルタ上流の機関排気通路内に軽油を供給する
軽油供給手段とを具備している。
【０００８】６番目の発明では上記問題点を解決するた
めに、機関排気通路内に上流側から順に酸化触媒とパテ
ィキュレートフィルタとを配置し、パティキュレートフ
ィルタのパティキュレート捕集量を推定する捕集量推定
手段と、パティキュレート捕集量が予め定められた捕集
量を越えたときに排気ガス温が予め定められた温度より
も高いときには機関に吸入される吸入空気量を低減させ
る吸入空気量低減手段とを具備している。
めに、機関排気通路内に上流側から順に酸化触媒とパテ
ィキュレートフィルタとを配置し、パティキュレートフ
ィルタのパティキュレート捕集量を推定する捕集量推定
手段と、パティキュレート捕集量が予め定められた捕集
量を越えたときに排気ガス温が予め定められた温度より
も高いときには機関に吸入される吸入空気量を低減させ
る吸入空気量低減手段とを具備している。
【０００９】
【作用】１番目の発明では、予め定められた温度よりも
低温のときにＮＯX 吸収剤に吸収されたＮＯX が予め定
められた温度よりも高くなったときにＮＯX 吸収剤から
放出され、このとき放出されたＮＯ2 と反応してパティ
キュレートフィルタ上のパティキュレートが着火燃焼せ
しめられる。
低温のときにＮＯX 吸収剤に吸収されたＮＯX が予め定
められた温度よりも高くなったときにＮＯX 吸収剤から
放出され、このとき放出されたＮＯ2 と反応してパティ
キュレートフィルタ上のパティキュレートが着火燃焼せ
しめられる。
【００１０】２番目の発明では、ＮＯX 吸収剤に吸収さ
れていると推定されるＳＯX 量が予め定められた量を越
えたときにパティキュレートフィルタ上に推積している
パティキュレートを燃焼させてＮＯX 吸収剤からＳＯX
を放出させる。３番目の発明では、ＮＯX 吸収剤として
耐熱性に優れたペロブスカイト構造を有する複合酸化物
が用いられる。
れていると推定されるＳＯX 量が予め定められた量を越
えたときにパティキュレートフィルタ上に推積している
パティキュレートを燃焼させてＮＯX 吸収剤からＳＯX
を放出させる。３番目の発明では、ＮＯX 吸収剤として
耐熱性に優れたペロブスカイト構造を有する複合酸化物
が用いられる。
【００１１】４番目の発明では、排気ガス温が低いとき
には酸化触媒によるＮＯからＮＯXへの変換作用が行わ
れるようにするために酸化触媒が加熱せしめられる。５
番目の発明では、パティキュレート捕集量が予め定めら
れた捕集量を越えたときに排気ガス温が低いときには軽
油を供給してパティキュレートを着火燃焼せしめる。
には酸化触媒によるＮＯからＮＯXへの変換作用が行わ
れるようにするために酸化触媒が加熱せしめられる。５
番目の発明では、パティキュレート捕集量が予め定めら
れた捕集量を越えたときに排気ガス温が低いときには軽
油を供給してパティキュレートを着火燃焼せしめる。
【００１２】６番目の発明では、パティキュレート捕集
量が予め定められた捕集量を越えたときに排気ガス温が
高いときには吸入空気量を低減することにより排気ガス
温を上昇させてパティキュレートを着火燃焼せしめる。
量が予め定められた捕集量を越えたときに排気ガス温が
高いときには吸入空気量を低減することにより排気ガス
温を上昇させてパティキュレートを着火燃焼せしめる。
【００１３】
【実施例】図１を参照すると、１はディーゼル機関本
体、２は吸気マニホルド、３は吸気マニホルド２の集合
部に連結された吸気ダクト、４は吸気ダクト３内に配置
されたスロットル弁、５はスロットル弁４を駆動するた
めのアクチュエータ、６は排気マニホルド、７は排気
管、８は軽油供給装置、９は電気ヒータ１０を内蔵した
ヒータケーシング、１１は酸化触媒１２を内蔵した触媒
コンバータ、１３はハニカム構造のパティキュレートフ
ィルタ１４を内蔵したフィルタケーシング、１５は排気
管を夫々示す。軽油供給装置８は機関駆動の軽油供給ポ
ンプ１６と２次空気供給用エアポンプ１７に連結され、
軽油供給装置８からは必要に応じて軽油および２次空気
が排気管７内に供給される。なお、電気ヒータ１０は触
媒を担持した触媒付ヒータから構成することもできる。
体、２は吸気マニホルド、３は吸気マニホルド２の集合
部に連結された吸気ダクト、４は吸気ダクト３内に配置
されたスロットル弁、５はスロットル弁４を駆動するた
めのアクチュエータ、６は排気マニホルド、７は排気
管、８は軽油供給装置、９は電気ヒータ１０を内蔵した
ヒータケーシング、１１は酸化触媒１２を内蔵した触媒
コンバータ、１３はハニカム構造のパティキュレートフ
ィルタ１４を内蔵したフィルタケーシング、１５は排気
管を夫々示す。軽油供給装置８は機関駆動の軽油供給ポ
ンプ１６と２次空気供給用エアポンプ１７に連結され、
軽油供給装置８からは必要に応じて軽油および２次空気
が排気管７内に供給される。なお、電気ヒータ１０は触
媒を担持した触媒付ヒータから構成することもできる。
【００１４】電子制御ユニット３０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス３１によって相互に接続
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。パティキュレートフィルタ１４に対してはパテ
ィキュレートフィルタ１４の上流側と下流側の圧力差に
比例した出力電圧を発生する圧力差センサ１８が設けら
れ、この圧力差センサ１８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。更に、
パティキュレートフィルタ１４に対してはパティキュレ
ートフィルタ１４の上流側および下流側の排気ガス温に
比例した出力電圧を夫々発生する一対の温度センサ１
９，２０が設けられ、これら温度センサ１９，２０の出
力電圧は夫々対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポー
ト３５に入力される。
ュータからなり、双方向性バス３１によって相互に接続
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。パティキュレートフィルタ１４に対してはパテ
ィキュレートフィルタ１４の上流側と下流側の圧力差に
比例した出力電圧を発生する圧力差センサ１８が設けら
れ、この圧力差センサ１８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。更に、
パティキュレートフィルタ１４に対してはパティキュレ
ートフィルタ１４の上流側および下流側の排気ガス温に
比例した出力電圧を夫々発生する一対の温度センサ１
９，２０が設けられ、これら温度センサ１９，２０の出
力電圧は夫々対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポー
ト３５に入力される。
【００１５】また、アクセルペダル２１にはアクセルペ
ダル２１の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷
センサ２２が取付けられ、この負荷センサ２２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。更に入力ポート３５には機関回転数を表す
出力パルスを発生する回転数センサ２３が接続される。
一方、出力ポート３６は対応する駆動回路２４を介して
夫々アクチュエータ５、軽油供給装置８、電気ヒータ１
０およびエアポンプ１７に接続される。
ダル２１の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷
センサ２２が取付けられ、この負荷センサ２２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。更に入力ポート３５には機関回転数を表す
出力パルスを発生する回転数センサ２３が接続される。
一方、出力ポート３６は対応する駆動回路２４を介して
夫々アクチュエータ５、軽油供給装置８、電気ヒータ１
０およびエアポンプ１７に接続される。
【００１６】パティキュレートフィルタ１４又は酸化触
媒１２上、或いはパティキュレートフィルタ１４および
酸化触媒１２上にＮＯX 吸収剤が担持されている。この
ＮＯ X 吸収剤は例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、セ
シウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カル
シウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イッ
トリウムＹのような希土類から選ばれた少くとも一つ
と、白金Ｐｔのような貴金属とにより構成される。
媒１２上、或いはパティキュレートフィルタ１４および
酸化触媒１２上にＮＯX 吸収剤が担持されている。この
ＮＯ X 吸収剤は例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、セ
シウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カル
シウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イッ
トリウムＹのような希土類から選ばれた少くとも一つ
と、白金Ｐｔのような貴金属とにより構成される。
【００１７】このＮＯX 吸収剤はディーゼル機関の排気
ガスのように多量の酸素が存在しかつ排気ガス温が比較
的低いときに排気ガス中に含まれるＮＯを吸収する機能
を有する。即ち、排気ガス中に多量の酸素Ｏ2 が存在し
かつ排気ガス温が比較的低いときにはこれら酸素Ｏ2 が
Ｏ2 - 又はＯ2-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 - 又は
Ｏ2-と反応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２Ｎ
Ｏ2 ）。次いで生成されたＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で
酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯ
と結合しながら硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸収剤内に拡
散する。このようにしてＮＯがＮＯX 吸収剤内に吸収さ
れる。
ガスのように多量の酸素が存在しかつ排気ガス温が比較
的低いときに排気ガス中に含まれるＮＯを吸収する機能
を有する。即ち、排気ガス中に多量の酸素Ｏ2 が存在し
かつ排気ガス温が比較的低いときにはこれら酸素Ｏ2 が
Ｏ2 - 又はＯ2-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 - 又は
Ｏ2-と反応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２Ｎ
Ｏ2 ）。次いで生成されたＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で
酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯ
と結合しながら硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸収剤内に拡
散する。このようにしてＮＯがＮＯX 吸収剤内に吸収さ
れる。
【００１８】これに対して排気ガス温が高くなると硝酸
イオンＮＯ3 - が分解し、その結果ＮＯX 吸収剤からＮ
Ｏ2 が放出される。次に図１に示される排気浄化装置の
作動について説明する。図１においてスロットル弁４は
通常全開しており、軽油供給装置８による軽油の供給作
用は通常停止せしめられており、電気ヒータ１２の作動
は通常停止せしめられている。
イオンＮＯ3 - が分解し、その結果ＮＯX 吸収剤からＮ
Ｏ2 が放出される。次に図１に示される排気浄化装置の
作動について説明する。図１においてスロットル弁４は
通常全開しており、軽油供給装置８による軽油の供給作
用は通常停止せしめられており、電気ヒータ１２の作動
は通常停止せしめられている。
【００１９】図２（Ａ）は酸化触媒１２によるＮＯから
ＮＯ2 への変換率、即ちＮＯ転化率と排気ガス温Ｔｅと
の関係を示している。図２（Ａ）からわかるようにＮＯ
転化率は排気ガス温Ｔｅが２３０℃程度から４５０℃程
度の間で高くなる。即ち、云い換えると排気ガス温Ｔｅ
が２３０℃程度から４５０℃程度の間ではかなりの割合
のＮＯが酸化触媒１２によりＮＯ2 に変換される。その
結果、パティキュレートフィルタ１４上に推積したパテ
ィキュレートがＮＯ2 と反応し、パティキュレートが着
火燃焼せしめられる（ＮＯ2 ＋Ｃ→ＮＯ＋ＣＯ，ＮＯ2
＋ＣＯ→ＮＯ＋ＣＯ2 ，２ＮＯ2 ＋Ｃ→２ＮＯ＋Ｃ
Ｏ2 ）。即ち、このときには機関運転中にパティキュレ
ートが自然に燃焼せしめられることになる。このように
酸化触媒１２によるＮＯからＮＯ2 への変換作用によっ
てパティキュレートが自然に燃焼せしめられる機関の運
転領域が図３の運転領域IIに示されている。なお、図３
の縦軸は機関の出力トルクを表わしており、図３の横軸
は機関回転数Ｎを表わしている。
ＮＯ2 への変換率、即ちＮＯ転化率と排気ガス温Ｔｅと
の関係を示している。図２（Ａ）からわかるようにＮＯ
転化率は排気ガス温Ｔｅが２３０℃程度から４５０℃程
度の間で高くなる。即ち、云い換えると排気ガス温Ｔｅ
が２３０℃程度から４５０℃程度の間ではかなりの割合
のＮＯが酸化触媒１２によりＮＯ2 に変換される。その
結果、パティキュレートフィルタ１４上に推積したパテ
ィキュレートがＮＯ2 と反応し、パティキュレートが着
火燃焼せしめられる（ＮＯ2 ＋Ｃ→ＮＯ＋ＣＯ，ＮＯ2
＋ＣＯ→ＮＯ＋ＣＯ2 ，２ＮＯ2 ＋Ｃ→２ＮＯ＋Ｃ
Ｏ2 ）。即ち、このときには機関運転中にパティキュレ
ートが自然に燃焼せしめられることになる。このように
酸化触媒１２によるＮＯからＮＯ2 への変換作用によっ
てパティキュレートが自然に燃焼せしめられる機関の運
転領域が図３の運転領域IIに示されている。なお、図３
の縦軸は機関の出力トルクを表わしており、図３の横軸
は機関回転数Ｎを表わしている。
【００２０】一方、図２（Ｂ）はＮＯX 吸収剤が吸蔵し
うるＮＯX 吸蔵量と排気ガス温Ｔｅとの関係を示してい
る。ＮＯX 吸収剤は一般的にこのような或る温度でピー
クを示すような温度特性を有しており、本実施例におい
ては図２（Ｂ）に示されるようにＮＯX 吸収剤が吸蔵し
うるＮＯX 吸蔵量は排気ガス温Ｔｅが３５０℃程度のと
きにピークとなる。このピークのときよりも排気ガス温
Ｔｅが低いときにはＮＯX 吸収剤へのＮＯX 吸収作用が
行われ、このときにＮＯX 吸収剤が吸蔵しうるＮＯX 吸
蔵量は排気ガス温Ｔｅが低下するほど減少する。このよ
うにＮＯX 吸収剤へのＮＯX 吸収作用が行われる運転領
域が図３においてII（ｂ）で示される。
うるＮＯX 吸蔵量と排気ガス温Ｔｅとの関係を示してい
る。ＮＯX 吸収剤は一般的にこのような或る温度でピー
クを示すような温度特性を有しており、本実施例におい
ては図２（Ｂ）に示されるようにＮＯX 吸収剤が吸蔵し
うるＮＯX 吸蔵量は排気ガス温Ｔｅが３５０℃程度のと
きにピークとなる。このピークのときよりも排気ガス温
Ｔｅが低いときにはＮＯX 吸収剤へのＮＯX 吸収作用が
行われ、このときにＮＯX 吸収剤が吸蔵しうるＮＯX 吸
蔵量は排気ガス温Ｔｅが低下するほど減少する。このよ
うにＮＯX 吸収剤へのＮＯX 吸収作用が行われる運転領
域が図３においてII（ｂ）で示される。
【００２１】一方、排気ガス温Ｔｅが３５０℃程度より
も高くなると排気ガス温Ｔｅが高くなるにつれてＮＯX
吸蔵量が減少する。即ち、排気ガス温Ｔｅが３５０℃程
度よりも高くなるとＮＯX 吸収剤からＮＯ2 が放出さ
れ、ＮＯX 吸収剤からのＮＯ2の放出量は排気ガス温Ｔ
ｅが高くなるほど多くなる。このようにＮＯX 吸収剤か
らのＮＯX の放出作用が行われる運転領域が図３のII
（ａ）で示される。
も高くなると排気ガス温Ｔｅが高くなるにつれてＮＯX
吸蔵量が減少する。即ち、排気ガス温Ｔｅが３５０℃程
度よりも高くなるとＮＯX 吸収剤からＮＯ2 が放出さ
れ、ＮＯX 吸収剤からのＮＯ2の放出量は排気ガス温Ｔ
ｅが高くなるほど多くなる。このようにＮＯX 吸収剤か
らのＮＯX の放出作用が行われる運転領域が図３のII
（ａ）で示される。
【００２２】前述したように図３の運転領域IIでは酸化
触媒１２により変換されたＮＯ2 によってパティキュレ
ートの自然燃焼が行われる。また、上述したように図３
の運転領域II（ｂ）ではＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収作用
が行われ、ＮＯ2 の放出作用は行われない。従って図３
の運転領域II（ｂ）では酸化触媒１２により変換された
ＮＯ2 のみによってパティキュレートの自然燃焼が行わ
れる。
触媒１２により変換されたＮＯ2 によってパティキュレ
ートの自然燃焼が行われる。また、上述したように図３
の運転領域II（ｂ）ではＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収作用
が行われ、ＮＯ2 の放出作用は行われない。従って図３
の運転領域II（ｂ）では酸化触媒１２により変換された
ＮＯ2 のみによってパティキュレートの自然燃焼が行わ
れる。
【００２３】一方、図３の運転領域II（ａ）ではＮＯX
吸収剤からのＮＯX 放出作用が行われる。従ってこの運
転領域II（ａ）では酸化触媒１２により変換されたＮＯ
2 と、ＮＯX 吸収剤から放出されたＮＯ2 との双方によ
ってパティキュレートの自然燃焼が行われる。図２
（Ａ）からわかるように排気ガス温Ｔｅが４００℃程度
を越えると酸化触媒１２によるＮＯX 転化率が低下する
が図２（Ｂ）からわかるように排気ガス温Ｔｅが４００
℃程度を越えるとＮＯX 吸収剤からＮＯX が放出される
のでこのときには十分な量のＮＯ2 がパティキュレート
フィルタ１４に送り込まれる。斯くして運転領域II
（ａ）ではパティキュレートを一層良好に着火燃焼せし
めることができることになる。
吸収剤からのＮＯX 放出作用が行われる。従ってこの運
転領域II（ａ）では酸化触媒１２により変換されたＮＯ
2 と、ＮＯX 吸収剤から放出されたＮＯ2 との双方によ
ってパティキュレートの自然燃焼が行われる。図２
（Ａ）からわかるように排気ガス温Ｔｅが４００℃程度
を越えると酸化触媒１２によるＮＯX 転化率が低下する
が図２（Ｂ）からわかるように排気ガス温Ｔｅが４００
℃程度を越えるとＮＯX 吸収剤からＮＯX が放出される
のでこのときには十分な量のＮＯ2 がパティキュレート
フィルタ１４に送り込まれる。斯くして運転領域II
（ａ）ではパティキュレートを一層良好に着火燃焼せし
めることができることになる。
【００２４】上述したように図３の運転領域IIではパテ
ィキュレートが自然燃焼せしめられる。しかしながらII
以外の運転領域Ｉ，III ，IVでは酸化触媒１２によりＮ
ＯがＮＯ2 へ変換せしめられる排気ガス温範囲外となる
ために、即ち運転領域Ｉでは排気ガス温が上述の排気ガ
ス温範囲以上となり、運転領域III およびIVでは排気ガ
ス温が上述の排気ガス温範囲以下となるためにこれらの
運転領域Ｉ，III ，IVではパティキュレートを自然燃焼
させることができない。従ってこれらの運転領域Ｉ，II
I ，IVでは他の方法によりパティキュレートを燃焼させ
なければならず、以下各運転領域Ｉ，III ，IVに適した
パティキュレートの燃焼方法について説明する。
ィキュレートが自然燃焼せしめられる。しかしながらII
以外の運転領域Ｉ，III ，IVでは酸化触媒１２によりＮ
ＯがＮＯ2 へ変換せしめられる排気ガス温範囲外となる
ために、即ち運転領域Ｉでは排気ガス温が上述の排気ガ
ス温範囲以上となり、運転領域III およびIVでは排気ガ
ス温が上述の排気ガス温範囲以下となるためにこれらの
運転領域Ｉ，III ，IVではパティキュレートを自然燃焼
させることができない。従ってこれらの運転領域Ｉ，II
I ，IVでは他の方法によりパティキュレートを燃焼させ
なければならず、以下各運転領域Ｉ，III ，IVに適した
パティキュレートの燃焼方法について説明する。
【００２５】まず初めに図３の運転領域Ｉについて説明
する。この運転領域Ｉでは排気ガス温Ｔｅが４５０℃程
度以上となり、従ってこのときには酸化触媒１２により
変換されるＮＯ2 量が少ないのでＮＯ2 によるパティキ
ュレートの自然燃焼量が低下してしまう。一方、ＮＯ2
によらないパティキュレートの着火燃焼温度はほぼ６０
０℃であり、従ってこのときには排気ガス温を少し上昇
させればパティキュレートが自然燃焼を開始する。従っ
てこのときには排気ガス温を上昇させることによってパ
ティキュレートが自然燃焼せしめられる。排気ガス温を
上昇させる方法は種々の方法があるが例えばスロットル
弁４を若干閉弁して吸入空気量を減少させると燃焼室に
おいて吸入空気の加熱に必要な熱量が減少するので排気
ガスが上昇する。従って本発明による実施例においては
運転領域Ｉではスロットル弁４を若干閉弁することによ
って排気ガス温が上昇せしめられる。
する。この運転領域Ｉでは排気ガス温Ｔｅが４５０℃程
度以上となり、従ってこのときには酸化触媒１２により
変換されるＮＯ2 量が少ないのでＮＯ2 によるパティキ
ュレートの自然燃焼量が低下してしまう。一方、ＮＯ2
によらないパティキュレートの着火燃焼温度はほぼ６０
０℃であり、従ってこのときには排気ガス温を少し上昇
させればパティキュレートが自然燃焼を開始する。従っ
てこのときには排気ガス温を上昇させることによってパ
ティキュレートが自然燃焼せしめられる。排気ガス温を
上昇させる方法は種々の方法があるが例えばスロットル
弁４を若干閉弁して吸入空気量を減少させると燃焼室に
おいて吸入空気の加熱に必要な熱量が減少するので排気
ガスが上昇する。従って本発明による実施例においては
運転領域Ｉではスロットル弁４を若干閉弁することによ
って排気ガス温が上昇せしめられる。
【００２６】次に図３の運転領域III について説明す
る。この運転領域III では排気ガス温が酸化触媒１２に
よりＮＯがＮＯ2 に変換せしめられる排気ガス温範囲よ
りも若干低くなっている。従って排気ガス温を若干上昇
すれば排気ガス温が上述の排気ガス温範囲となり、斯く
して酸化触媒１２により変換されたＮＯ2 によるパティ
キュレートの自然燃焼が可能となる。従って本発明によ
る実施例においては運転領域III では電気ヒータ１０を
加熱することによって排気ガス温を上述の排気ガス温範
囲まで高め、それによって酸化触媒１２により変換され
たＮＯ2 によるパティキュレートの自然燃焼を生じさせ
るようにしている。なお、この運転領域III においても
運転領域Ｉと同様にスロットル弁４を若干閉弁すること
によって排気ガス温を上昇させることもできる。
る。この運転領域III では排気ガス温が酸化触媒１２に
よりＮＯがＮＯ2 に変換せしめられる排気ガス温範囲よ
りも若干低くなっている。従って排気ガス温を若干上昇
すれば排気ガス温が上述の排気ガス温範囲となり、斯く
して酸化触媒１２により変換されたＮＯ2 によるパティ
キュレートの自然燃焼が可能となる。従って本発明によ
る実施例においては運転領域III では電気ヒータ１０を
加熱することによって排気ガス温を上述の排気ガス温範
囲まで高め、それによって酸化触媒１２により変換され
たＮＯ2 によるパティキュレートの自然燃焼を生じさせ
るようにしている。なお、この運転領域III においても
運転領域Ｉと同様にスロットル弁４を若干閉弁すること
によって排気ガス温を上昇させることもできる。
【００２７】次に図３の運転領域IVについて説明する。
この運転領域IVでは排気ガス温がかなり低く、従ってこ
の場合には単に電気ヒータ１０を加熱したり、スロット
ル弁４を閉弁しただけではパティキュレートが着火燃焼
しない。そこでこの運転領域IVでは電気ヒータ１０を加
熱すると共に軽油供給装置８が軽油および２次空気を排
気管７内に供給して軽油を燃焼せしめ、それによりパテ
ィキュレートフィルタ１４の温度を６００℃以上に上昇
させてパティキュレートを着火燃焼せしめるようにして
いる。
この運転領域IVでは排気ガス温がかなり低く、従ってこ
の場合には単に電気ヒータ１０を加熱したり、スロット
ル弁４を閉弁しただけではパティキュレートが着火燃焼
しない。そこでこの運転領域IVでは電気ヒータ１０を加
熱すると共に軽油供給装置８が軽油および２次空気を排
気管７内に供給して軽油を燃焼せしめ、それによりパテ
ィキュレートフィルタ１４の温度を６００℃以上に上昇
させてパティキュレートを着火燃焼せしめるようにして
いる。
【００２８】このように図３に示す各運転領域Ｉ，II，
III ，IVにおいて夫々各運転領域に適した方法でパティ
キュレートを燃焼させることにより機関の全運転領域に
おいてパティキュレートを燃焼除去することが可能とな
る。ところで軽油を供給すれば燃料消費量が増加し、電
気ヒータ１０を加熱すれば電力を消費し、スロットル弁
４を閉弁すれば熱効率が低下するのでこれらの方法によ
りパティキュレートを燃焼させるのは極力避けることが
好ましい。特に、軽油の供給はできるだけ避けることが
好ましい。そこで本発明ではパティキュレートフィルタ
１４へのパティキュレート捕集量Ｓを求め、捕集量Ｓが
予め定められた最小捕集量Ｓmin よりも少ないときには
軽油を供給することなく、電気ヒータ１０を加熱するこ
となく、スロットル弁４を閉弁することなく、機関の運
転状態が図３に示される運転領域IIになったときのみパ
ティキュレートの燃焼が行われるようにしている。即
ち、捕集量Ｓが最小捕集量Ｓmin よりも少ないときには
パティキュレートの燃焼を酸化触媒１２により変換され
たＮＯ2 、又はこのＮＯ2とＮＯX 吸収剤から放出され
たＮＯ2 による自然燃焼のみでまかなうようにしてい
る。
III ，IVにおいて夫々各運転領域に適した方法でパティ
キュレートを燃焼させることにより機関の全運転領域に
おいてパティキュレートを燃焼除去することが可能とな
る。ところで軽油を供給すれば燃料消費量が増加し、電
気ヒータ１０を加熱すれば電力を消費し、スロットル弁
４を閉弁すれば熱効率が低下するのでこれらの方法によ
りパティキュレートを燃焼させるのは極力避けることが
好ましい。特に、軽油の供給はできるだけ避けることが
好ましい。そこで本発明ではパティキュレートフィルタ
１４へのパティキュレート捕集量Ｓを求め、捕集量Ｓが
予め定められた最小捕集量Ｓmin よりも少ないときには
軽油を供給することなく、電気ヒータ１０を加熱するこ
となく、スロットル弁４を閉弁することなく、機関の運
転状態が図３に示される運転領域IIになったときのみパ
ティキュレートの燃焼が行われるようにしている。即
ち、捕集量Ｓが最小捕集量Ｓmin よりも少ないときには
パティキュレートの燃焼を酸化触媒１２により変換され
たＮＯ2 、又はこのＮＯ2とＮＯX 吸収剤から放出され
たＮＯ2 による自然燃焼のみでまかなうようにしてい
る。
【００２９】一方、捕集量Ｓが最小捕集量Ｓmin を少し
越えたときには機関運転状態が運転領域Ｉになったとき
にはスロットル弁４を閉弁することによってパティキュ
レートが燃焼せしめられ、機関運転状態が運転領域III
になったときには電気ヒータ１０を加熱することによっ
てパティキュレートの燃焼が行われる。なお、このとき
には機関運転状態が運転領域IVになっても軽油の供給は
行われない。
越えたときには機関運転状態が運転領域Ｉになったとき
にはスロットル弁４を閉弁することによってパティキュ
レートが燃焼せしめられ、機関運転状態が運転領域III
になったときには電気ヒータ１０を加熱することによっ
てパティキュレートの燃焼が行われる。なお、このとき
には機関運転状態が運転領域IVになっても軽油の供給は
行われない。
【００３０】これに対して万一捕集量Ｓが予め定められ
た最大捕集量Ｓmax を越えてしまった場合には機関の運
転状態にかかわらずに軽油および２次空気が供給され、
電気ヒータ１０が加熱されてパティキュレートが強制的
に燃焼せしめられる。また、捕集量Ｓが最大捕集量Ｓ
max と最小捕集量Ｓmin の中間である中間捕集量Ｓmid
を少しばかり越えたときには機関回転数が低く、排気ガ
ス温が高い場合に限って軽油および２次空気が供給さ
れ、電気ヒータ１０が加熱される。即ち、同一量のパテ
ィキュレートを燃焼せしめるのに必要な軽油の量は機関
回転数が低いほど、即ち排気ガスの空間速度が遅いほど
少量となり、排気ガス温が高いほど少量となる。従って
軽油の消費量を低減するために捕集量Ｓが最大捕集量Ｓ
max と中間捕集量Ｓmid の間にあるときには機関回転数
が低く、排気ガス温が高い場合に限って軽油が供給され
る。
た最大捕集量Ｓmax を越えてしまった場合には機関の運
転状態にかかわらずに軽油および２次空気が供給され、
電気ヒータ１０が加熱されてパティキュレートが強制的
に燃焼せしめられる。また、捕集量Ｓが最大捕集量Ｓ
max と最小捕集量Ｓmin の中間である中間捕集量Ｓmid
を少しばかり越えたときには機関回転数が低く、排気ガ
ス温が高い場合に限って軽油および２次空気が供給さ
れ、電気ヒータ１０が加熱される。即ち、同一量のパテ
ィキュレートを燃焼せしめるのに必要な軽油の量は機関
回転数が低いほど、即ち排気ガスの空間速度が遅いほど
少量となり、排気ガス温が高いほど少量となる。従って
軽油の消費量を低減するために捕集量Ｓが最大捕集量Ｓ
max と中間捕集量Ｓmid の間にあるときには機関回転数
が低く、排気ガス温が高い場合に限って軽油が供給され
る。
【００３１】一方、捕集量Ｓが最大捕集量Ｓmax と中間
捕集量Ｓmid の間にあって機関回転数が低くなく、又は
排気ガス温が高くない場合には機関運転状態が運転領域
Ｉであればスロットル弁４が若干閉弁せしめられ、機関
運転状態が運転領域III であれば電気ヒータ１０が加熱
される。次に図４を参照しつつパティキュレートフィル
タ１４の再成処理ルーチンについて説明する。
捕集量Ｓmid の間にあって機関回転数が低くなく、又は
排気ガス温が高くない場合には機関運転状態が運転領域
Ｉであればスロットル弁４が若干閉弁せしめられ、機関
運転状態が運転領域III であれば電気ヒータ１０が加熱
される。次に図４を参照しつつパティキュレートフィル
タ１４の再成処理ルーチンについて説明する。
【００３２】図４を参照するとまず初めにステップ１０
０においてパティキュレートフィルタ１４に捕集されて
いるパティキュレート捕集量Ｓが算出される。このパテ
ィキュレート捕集量Ｓは圧力差センサ１８により検出さ
れたパティキュレートフィルタ１４の前後差圧、各濃度
センサ１９，２０により検出されたパティキュレートフ
ィルタ１４の上流側および下流側の排気ガス温、負荷セ
ンサ２２により検出されたアクセルペダル２１の踏込み
量および機関回転数に基いて算出される。
０においてパティキュレートフィルタ１４に捕集されて
いるパティキュレート捕集量Ｓが算出される。このパテ
ィキュレート捕集量Ｓは圧力差センサ１８により検出さ
れたパティキュレートフィルタ１４の前後差圧、各濃度
センサ１９，２０により検出されたパティキュレートフ
ィルタ１４の上流側および下流側の排気ガス温、負荷セ
ンサ２２により検出されたアクセルペダル２１の踏込み
量および機関回転数に基いて算出される。
【００３３】次いでステップ１０１ではパティキュレー
ト捕集量Ｓが最大捕集量Ｓmax よりも多いか否かが判別
される。Ｓ≦Ｓmax のときにはステップ１０２に進んで
パティキュレート捕集量Ｓが中間捕集量Ｓmid よりも多
いか否かが判別される。Ｓ≦Ｓmid のときにはステップ
１０３に進んでパティキュレート捕集量Ｓが最小捕集量
Ｓmin よりも多いか否かが判別される。Ｓ≦Ｓmin のと
きには処理サイクルを完了する。従ってこのときには図
３の運転領域IIにおいてパティキュレートの自然燃焼が
行われる。
ト捕集量Ｓが最大捕集量Ｓmax よりも多いか否かが判別
される。Ｓ≦Ｓmax のときにはステップ１０２に進んで
パティキュレート捕集量Ｓが中間捕集量Ｓmid よりも多
いか否かが判別される。Ｓ≦Ｓmid のときにはステップ
１０３に進んでパティキュレート捕集量Ｓが最小捕集量
Ｓmin よりも多いか否かが判別される。Ｓ≦Ｓmin のと
きには処理サイクルを完了する。従ってこのときには図
３の運転領域IIにおいてパティキュレートの自然燃焼が
行われる。
【００３４】一方、ステップ１０３においてＳ＞Ｓmin
であると判別されたときにはステップ１０４に進んで図
３の運転領域IIであるか否かが判別される。なお、図３
に示す各運転領域Ｉ，II，III ，IVはアクセルペダル２
１の踏込み量および機関回転数の関数の形で予めＲＯＭ
３２内に記憶されている。ステップ１０４において運転
領域IIであると判断されたときには処理サイクルを完了
する。これに対して運転領域IIではないと判別されたと
きにはステップ１０５に進んで図３の運転領域IVである
か否かが判別される。運転領域IVであると判別されたと
きには処理サイクルを完了する。これに対して運転領域
IVでないと判断されたときにはステップ１０６に進む。
であると判別されたときにはステップ１０４に進んで図
３の運転領域IIであるか否かが判別される。なお、図３
に示す各運転領域Ｉ，II，III ，IVはアクセルペダル２
１の踏込み量および機関回転数の関数の形で予めＲＯＭ
３２内に記憶されている。ステップ１０４において運転
領域IIであると判断されたときには処理サイクルを完了
する。これに対して運転領域IIではないと判別されたと
きにはステップ１０５に進んで図３の運転領域IVである
か否かが判別される。運転領域IVであると判別されたと
きには処理サイクルを完了する。これに対して運転領域
IVでないと判断されたときにはステップ１０６に進む。
【００３５】ステップ１０６では図３の運転領域Ｉであ
るか否かが判別される。運転領域Ｉであると判別された
ときにはステップ１０７に進んでスロットル弁４が閉弁
せしめられ、排気ガス温が上昇せしめられる。一方、運
転領域Ｉでないと判別されたとき、即ち運転領域III で
あるときにはステップ１０８に進んで電気ヒータ１０が
加熱せしめられる。このようにＳmid ≧Ｓ＞Ｓmin のと
きは運転領域Ｉ，II，III においてはパティキュレート
の自然燃焼が行われ、運転領域IVにおいてはパティキュ
レートの燃焼は行われない。
るか否かが判別される。運転領域Ｉであると判別された
ときにはステップ１０７に進んでスロットル弁４が閉弁
せしめられ、排気ガス温が上昇せしめられる。一方、運
転領域Ｉでないと判別されたとき、即ち運転領域III で
あるときにはステップ１０８に進んで電気ヒータ１０が
加熱せしめられる。このようにＳmid ≧Ｓ＞Ｓmin のと
きは運転領域Ｉ，II，III においてはパティキュレート
の自然燃焼が行われ、運転領域IVにおいてはパティキュ
レートの燃焼は行われない。
【００３６】一方、ステップ１０２においてＳ＞Ｓmid
であると判別されたときにはステップ１０９に進んで排
気ガスが高温でありかつ機関回転数が低いか否かが判別
される。排気ガスが高温でないか、或いは機関回転数が
低くないときにはステップ１０４に進む。従ってこのと
きには運転領域Ｉ，II，III においてパティキュレート
の自然燃焼が行われ、運転領域IVにおいてはパティキュ
レートの燃焼は行われない。
であると判別されたときにはステップ１０９に進んで排
気ガスが高温でありかつ機関回転数が低いか否かが判別
される。排気ガスが高温でないか、或いは機関回転数が
低くないときにはステップ１０４に進む。従ってこのと
きには運転領域Ｉ，II，III においてパティキュレート
の自然燃焼が行われ、運転領域IVにおいてはパティキュ
レートの燃焼は行われない。
【００３７】一方、ステップ１０９において排気ガスが
高温でありかつ機関回転数が低いと判断されたときには
ステップ１１０に進んで軽油および２次空気が供給さ
れ、電気ヒータ１０が加熱されて機関の運転領域にかか
わらずにパティキュレートの燃焼が行われる。一方、ス
テップ１０１においてＳ＞Ｓmax であると判別されたと
きにもステップ１１０に進んで軽油および２次空気が供
給され、電気ヒータ１０が加熱されて機関の運転領域に
かかわらずにパティキュレートの燃焼が行われる。
高温でありかつ機関回転数が低いと判断されたときには
ステップ１１０に進んで軽油および２次空気が供給さ
れ、電気ヒータ１０が加熱されて機関の運転領域にかか
わらずにパティキュレートの燃焼が行われる。一方、ス
テップ１０１においてＳ＞Ｓmax であると判別されたと
きにもステップ１１０に進んで軽油および２次空気が供
給され、電気ヒータ１０が加熱されて機関の運転領域に
かかわらずにパティキュレートの燃焼が行われる。
【００３８】ところで排気ガス中にはＳＯX が含まれて
おり、ＮＯX 吸収剤にはＮＯX ばかりでなくＳＯX も吸
収される。即ち、白金Ｐｔの表面には酸素Ｏ2 がＯ2 -
又はＯ2-の形で付着しており、排気ガス中のＳＯ2 は白
金Ｐｔの表面でＯ2 - 又は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上で更に
酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯ
と結合しながら、硫酸イオンＳＯ4 2- の形で吸収剤内に
拡散し、安定した硫酸塩ＢａＳＯ4 を生成する。しかし
ながらこの硫酸塩ＢａＳＯ4 は安定していて分割しづら
く、この硫酸塩ＢａＳＯ4 を分解するには７００℃以上
にする必要がある。従ってパティキュレートが自然燃焼
しても硫酸塩ＢａＳＯ4 は分解されずにそのまま残る。
その結果、ＮＯX 吸収剤内には時間が経過するにつれて
硫酸塩ＢａＳＯ4 が増大することになり、斯くして時間
が経過するにつれてＮＯX 吸収剤が吸収しうるＮＯX 量
が次第に低下してくる。
おり、ＮＯX 吸収剤にはＮＯX ばかりでなくＳＯX も吸
収される。即ち、白金Ｐｔの表面には酸素Ｏ2 がＯ2 -
又はＯ2-の形で付着しており、排気ガス中のＳＯ2 は白
金Ｐｔの表面でＯ2 - 又は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上で更に
酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯ
と結合しながら、硫酸イオンＳＯ4 2- の形で吸収剤内に
拡散し、安定した硫酸塩ＢａＳＯ4 を生成する。しかし
ながらこの硫酸塩ＢａＳＯ4 は安定していて分割しづら
く、この硫酸塩ＢａＳＯ4 を分解するには７００℃以上
にする必要がある。従ってパティキュレートが自然燃焼
しても硫酸塩ＢａＳＯ4 は分解されずにそのまま残る。
その結果、ＮＯX 吸収剤内には時間が経過するにつれて
硫酸塩ＢａＳＯ4 が増大することになり、斯くして時間
が経過するにつれてＮＯX 吸収剤が吸収しうるＮＯX 量
が次第に低下してくる。
【００３９】そこで本発明による実施例では例えば燃料
噴射量を積算することによりパティキュレートフィルタ
１４内に捕集されたＳＯX 量を推定し、このＳＯX 量が
予め定められた量を越えたときには軽油および２次空気
を供給すると共に電気ヒータ１０を加熱してパティキュ
レートを７００℃以上で燃焼せしめるようにしている。
パティキュレートを７００℃以上で燃焼せしめると硫酸
塩ＢａＳＯ4 が分解し、ＮＯX 吸収剤に吸収されていた
ＳＯX がＮＯX 吸収剤から放出される。
噴射量を積算することによりパティキュレートフィルタ
１４内に捕集されたＳＯX 量を推定し、このＳＯX 量が
予め定められた量を越えたときには軽油および２次空気
を供給すると共に電気ヒータ１０を加熱してパティキュ
レートを７００℃以上で燃焼せしめるようにしている。
パティキュレートを７００℃以上で燃焼せしめると硫酸
塩ＢａＳＯ4 が分解し、ＮＯX 吸収剤に吸収されていた
ＳＯX がＮＯX 吸収剤から放出される。
【００４０】また、ＮＯX 吸収剤としてはＬａＣｏ
Ｏ3 ，ＬａＦｅＯ3 ，ＬａＭｎＯ3 等のペロブスカイト
構造の複合酸化物を用いることもできる。このペロブス
カイト構造の複合酸化物はＮＯを酸化してＮＯ2 にする
ＮＯ酸化能力に優れており、また吸収されたＮＯのほと
んどがＮＯ2 の形で放出される。更にペロブスカイト構
造の複合酸化物は耐熱性に優れている。従ってこのペロ
ブスカイト構造の複合酸化物は本発明において使用する
ＮＯX 吸収剤として適していると云える。
Ｏ3 ，ＬａＦｅＯ3 ，ＬａＭｎＯ3 等のペロブスカイト
構造の複合酸化物を用いることもできる。このペロブス
カイト構造の複合酸化物はＮＯを酸化してＮＯ2 にする
ＮＯ酸化能力に優れており、また吸収されたＮＯのほと
んどがＮＯ2 の形で放出される。更にペロブスカイト構
造の複合酸化物は耐熱性に優れている。従ってこのペロ
ブスカイト構造の複合酸化物は本発明において使用する
ＮＯX 吸収剤として適していると云える。
【００４１】
【発明の効果】パティキュレートを燃焼させることので
きる運転領域を拡大することができる。
きる運転領域を拡大することができる。
【図１】ディーゼル機関の全体図である。
【図２】ＮＯX 転化率とＮＯX 吸蔵量を示す図である。
【図３】運転領域Ｉ，II，III ，IVを示す図である。
【図４】パティキュレートの再成処理ルーチンを示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
１…ディーゼル機関本体 ４…スロットル弁 ７…排気管 ８…軽油供給装置 １０…電気ヒータ １２…酸化触媒 １４…パティキュレートフィルタ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/24 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/24 ＺＡＢＥ ＺＡＢＬ
Claims (6)
- 【請求項１】 機関排気通路内に上流側から順に酸化触
媒とパティキュレートフィルタとを配置し、予め定めら
れた温度よりも低温のときにはＮＯX を吸収すると共に
予め定められた温度よりも高温のときにはＮＯX を放出
するＮＯX 吸収剤をパティキュレートフィルタ上又はパ
ティキュレートフィルタよりも上流の機関排気通路内に
配置したディーゼル機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 ＮＯX 吸収剤をパティキュレートフィル
タ上に配置し、ＮＯ X 吸収剤に吸収されていると推定さ
れるＳＯX 量が予め定められた量を越えたときにパティ
キュレートフィルタ上に推積しているパティキュレート
を燃焼させるパティキュレート燃焼手段を具備した請求
項１に記載のディーゼル機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 上記ＮＯX 吸収剤としてペロブスカイト
構造を有する複合酸化物を用いた請求項１に記載のディ
ーゼル機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 機関排気通路内に上流側から順に酸化触
媒とパティキュレートフィルタとを配置し、排気ガス温
が予め定められた温度よりも低下したときに酸化触媒を
加熱するための酸化触媒加熱手段を具備したディーゼル
機関の排気浄化装置。 - 【請求項５】 機関排気通路内に上流側から順に酸化触
媒とパティキュレートフィルタとを配置し、パティキュ
レートフィルタのパティキュレート捕集量を推定する捕
集量推定手段と、パティキュレート捕集量が予め定めら
れた捕集量を越えたときに排気ガス温が予め定められた
温度よりも低いときにはパティキュレートフィルタ上流
の機関排気通路内に軽油を供給する軽油供給手段とを具
備したディーゼル機関の排気浄化装置。 - 【請求項６】 機関排気通路内に上流側から順に酸化触
媒とパティキュレートフィルタとを配置し、パティキュ
レートフィルタのパティキュレート捕集量を推定する捕
集量推定手段と、パティキュレート捕集量が予め定めら
れた捕集量を越えたときに排気ガス温が予め定められた
温度よりも高いときには機関に吸入される吸入空気量を
低減させる吸入空気量低減手段とを具備したディーゼル
機関の排気浄化装置。
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