JPH1150833A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JPH1150833A
JPH1150833A JP9206864A JP20686497A JPH1150833A JP H1150833 A JPH1150833 A JP H1150833A JP 9206864 A JP9206864 A JP 9206864A JP 20686497 A JP20686497 A JP 20686497A JP H1150833 A JPH1150833 A JP H1150833A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタに捕集されたパティキュレートを燃
焼させるために必要な燃料の消費を低減すること。 【解決手段】 機関排気通路２に配置されたパティキュ
レート捕集用のフィルタ４と、フィルタの排気上流側に
おいて機関排気通路に配置された炭化水素吸着材３と、
炭化水素吸着材の排気下流側において機関排気通路に配
置された排気抵抗可変手段５，６，７と、排気抵抗可変
手段を排気抵抗増加側に作動させる第１作動手段、とを
具備する。

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】ディーゼル機関の排気ガス中にはカーボ
ンを主成分とする排気微粒子（パティキュレート）が比
較的多く含まれており、これが環境汚染を引き起こすた
めに、機関におけるパティキュレートの発生自体を抑制
したり、排気ガスを大気に放出する以前に除去すること
が好ましく、そのために、ディーゼル機関の排気通路内
にはパティキュレートを捕集するためのフィルタの配置
が提案されている。
【０００３】ディーゼル機関にパティキュレートを捕集
するためのフィルタを配置した場合、フィルタにおける
パティキュレート捕集量が増加すると排気抵抗が増大し
て機関性能を低下させるために、捕集されたパティキュ
レートを定期的に燃焼してフィルタを再生する必要を生
じる。
【０００４】排気ガス温度が約６００°Ｃ以上に高くな
る機関高速運転等が実施されれば、捕集されたパティキ
ュレートを自然に燃焼させることができる。しかしなが
ら、このような機関高速運転が定期的に実施される保証
はなく、特開昭５６−１８０１６号公報には、フィルタ
に酸化触媒を担持させ、この酸化触媒によって定期的に
燃料を燃焼させることにより、その燃焼熱を利用してパ
ティキュレートを燃焼させることが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術は、酸
化触媒へ直接的に新たな燃料を供給するものであり、こ
のための燃料が必要となる。この燃料は、長期的に見れ
ばかなりの量となる。
【０００６】従って、本発明の目的は、フィルタに捕集
されたパティキュレートを燃焼させるために必要な燃料
の消費を低減することである。
【０００７】
【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、機関排気通路に配置
されたパティキュレート捕集用のフィルタと、前記フィ
ルタの排気上流側において前記機関排気通路に配置され
た炭化水素吸着材と、前記炭化水素吸着材の排気下流側
において前記機関排気通路に配置された排気抵抗可変手
段と、前記排気抵抗可変手段を排気抵抗増加側に作動さ
せる第１作動手段、とを具備することを特徴とする。
【０００８】また、本発明による請求項２に記載の内燃
機関の排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排
気浄化装置において、前記排気抵抗可変手段は、前記フ
ィルタの排気下流側において前記機関排気通路に配置さ
れたターボチャージャのタービンと、前記タービンをバ
イパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に配置さ
れた制御弁とを具備し、前記第１作動手段は、前記制御
弁を閉弁させることを特徴とする。
【０００９】また、本発明による請求項３に記載の内燃
機関の排気浄化装置は、請求項１又は２に記載の内燃機
関の排気浄化装置において、さらに、前記フィルタの温
度が第１所定温度以上である時には前記排気抵抗可変手
段を排気抵抗減少側に作動させる第２作動手段を具備す
ることを特徴とする。
【００１０】また、本発明による請求項４に記載の内燃
機関の排気浄化装置は、請求項３に記載の内燃機関の排
気浄化装置において、前記第２作動手段は、機関減速時
で前記フィルタの温度が前記第１所定温度以上である時
に前記排気抵抗可変手段を排気抵抗減少側に作動させる
ことを特徴とする。
【００１１】また、本発明による請求項５に記載の内燃
機関の排気浄化装置は、請求項３又は４に記載の内燃機
関の排気浄化装置において、さらに、前記フィルタの温
度が前記第１所定温度より高い第２所定温度以上である
時には前記第２作動手段による前記排気抵抗可変手段の
作動を禁止する禁止手段を具備することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による内燃機関の
排気浄化装置の第１実施形態を示す概略図である。同図
において、１はディーゼル機関本体、２は機関排気通路
である。機関排気通路２には、炭化水素を吸着するため
の炭化水素トラップ３が配置され、その下流側にはパテ
ィキュレートを捕集するためのフィルタ４が配置され、
その下流側にはターボチャージャのタービン５が配置さ
れている。また、排気通路２には、タービン５をバイパ
スするウエストゲート通路６が接続され、このウエスト
ゲート通路６にはタービン５をバイパスする排気ガス量
を制御するためのウエストゲートバルブ７が配置されて
いる。８は、フィルタ４の直下流側において排気ガス温
度を検出するための温度センサである。
【００１３】炭化水素トラップ３内には、モルデナイ
ト、Ｙ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト、又はＺＳＭ−５
等の炭化水素を良好に吸着する炭化水素吸着材が配置さ
れている。フィルタ４は、例えば、多孔性物質又は金属
繊維不織布等からなる隔壁を有し、排気ガスが隔壁を半
径方向に通過する際にパティキュレートを捕集するもの
である。また、フィルタ４は、酸化触媒を担持してい
る。
【００１４】前述の炭化水素吸着材は、排気ガス中の未
燃燃料である炭化水素を吸着するが、無限に吸着できる
わけではなく、最大吸着量が存在する。この最大吸着量
は、炭化水素吸着材の温度及び雰囲気圧力に依存するも
のである。図２は、炭化水素吸着材の雰囲気圧力Ｐに対
する最大吸着量Ｖを、炭化水素吸着材の第１吸着材温度
Ｔｔ１及び第２吸着材温度Ｔｔ２（Ｔｔ２＞Ｔｔ１）毎
に示すグラフである。こられのグラフから分かるよう
に、炭化水素吸着材の雰囲気圧力Ｐが低いほど最大吸着
量Ｖは少なくなり、炭化水素吸着材の温度が高いほど最
大吸着量Ｖは少なくなる。
【００１５】炭化水素吸着材の温度が第１吸着材温度Ｔ
ｔ１から第２吸着材温度Ｔｔ２へ変化した場合には、こ
れら二つの温度における最大吸着量の差に相当する炭化
水素量が炭化水素吸着材から放出されることになる。こ
の放出量は、図２のグラフに示すように、例えば、高圧
の第４雰囲気圧力Ｐ４の時にはΔＶ１（Ｖ４１−Ｖ４
２）であり、低圧の第１雰囲気圧力Ｐ１の時にはΔＶ２
（Ｖ１１−Ｖ１２）となり、雰囲気圧力Ｐが高いほど多
くなる。本実施形態においては、機関排気通路２におけ
る炭化水素トラップ３の下流側にターボチャージャのタ
ービン５が配置され、ウエストゲートバルブ７は常時閉
であるために、このタービン５が排気抵抗体となり、こ
のような排気抵抗体が配置されない場合に比較して炭化
水素吸着材の雰囲気圧力を機関運転を通して全体的に高
くすることができ、炭化水素吸着材の同じ温度変化に対
する炭化水素の放出量が多くなる。
【００１６】このように、本実施形態によれば、排気ガ
ス温度が比較的高くなり、フィルタ４に担持された酸化
触媒が活性化する時（約２００°Ｃ）以降に、炭化水素
吸着材の温度変化によって炭化水素吸着材から比較的多
量の炭化水素を放出させることができるために、フィル
タ４の酸化触媒がこの多量の炭化水素を良好に燃焼さ
せ、この燃焼熱によってフィルタの捕集されたパティキ
ュレートを燃焼させることが可能となる。このように、
新たな燃料を必要とすることなくフィルタ４の再生が可
能となる。
【００１７】酸化触媒が活性化していれば、炭化水素吸
着材から放出される炭化水素を燃焼させ、この燃焼熱が
パティキュレートの燃焼に寄与してフィルタの再生が開
始される。このようにフィルタの再生が開始される時に
は、炭化水素吸着材からさらに多量の炭化水素を放出さ
せ、燃焼熱を大きくした方が良好にパティキュレートを
燃焼させることができる。このために、ウエストゲート
バルブ７を開弁するようにしても良い。それにより、排
気抵抗が小さくなるために炭化水素吸着材の雰囲気圧力
を低下させ、さらに多量の炭化水素（例えば、図２にお
いてはΔＶ３（Ｖ３１−Ｖ２２））を放出させることが
できる。ウエストゲートバルブ７の開弁は、一方で、タ
ーボチャージャの過給圧の低下をもたらし、機関出力が
低下するために、ウエストゲートバルブ７の開弁は機関
減速時に行うことが好ましい。また、機関減速時は、フ
ューエルカットされるか、又はフューエルカットされな
いまでも燃料噴射量が非常に少なくなるために、排気ガ
ス中には多量の酸素が含まれており、パティキュレート
の燃焼には非常に有利である。
【００１８】図３は、フィルタ４の温度Ｔｆに対するパ
ティキュレート燃焼量Ｂを示すグラフである。このグラ
フから分かるように、フィルタ温度が所定温度Ｔｆ１よ
り高くなると、同じ温度上昇分に対するパティキュレー
ト燃焼量が大きく増加する。排気ガス中に含まれる未燃
燃料はそれほど多くはなく、炭化水素吸着材が常に最大
吸着量の炭化水素を吸着しているとは限らない。従っ
て、フィルタ温度が所定温度Ｔｆ１より低い時には、炭
化水素吸着材から炭化水素が放出されないようにし、フ
ィルタ温度が所定温度Ｔｆ１より高くなった時に炭化水
素吸着材から炭化水素を多量に放出させれば、排気ガス
中の未燃燃料を効率的にパティキュレート燃焼に寄与さ
せることができる。
【００１９】図４は、このためのウエストゲートバルブ
制御を示すフローチャートである。これを以下に説明す
る。本フローチャートは所定時間間隔で繰り返されるも
のであり、まず、ステップ１０１において、アクセルペ
ダルストロークセンサ（図示せず）により検出されるア
クセルペダル踏み込み量の変化量ΔＴＡが所定値Ａ以上
であるか否かが判断される。この判断が肯定される時に
は、機関加速状態であり、ステップ１０２に進む。
【００２０】ステップ１０２では、温度センサ８により
検出される排気ガス温度Ｔが第１ガス温度Ｔ１以上であ
るか否かが判断される。この第１ガス温度Ｔ１は、フィ
ルタ４の温度が前述の所定温度Ｔｆ１となる時のフィル
タ４直下流における排気ガス温度（例えば、４００°
Ｃ）である。ステップ１０２における判断が否定される
時には、ステップ１０５に進み、フラグＦは０とされて
終了する。一方、ステップ１０２における判断が肯定さ
れる時にはステップ１０３に進み、排気ガス温度Ｔが第
２ガス温度Ｔ２以上であるか否かが判断される。この第
２ガス温度Ｔ２は、フィルタ４の温度が十分に高くパテ
ィキュレートが良好に燃焼している時のフィルタ４直下
流側における排気ガス温度（例えば、７００°Ｃ）であ
る。この判断が肯定される時には、ステップ１０５にお
いてフラグＦは０とされて終了するが、否定される時に
は、ステップ１０４に進み、フラグＦは１とされて終了
する。
【００２１】機関加速が終了してステップ１０１におけ
る判断が否定されると、ステップ１０６においてアクセ
ルペダル踏み込み量の変化量ΔＴＡが所定値−Ａ以下で
あるか否かが判断される。この判断が否定される時に
は、機関定常状態であり、そのまま終了する。一方、こ
の判断が肯定される時には、機関減速状態であり、ステ
ップ１０７に進む。
【００２２】ステップ１０７では、フラグＦが１である
か否かが判断され、この判断が否定される時にはそのま
ま終了して、ウエストゲートバルブ７は閉弁されたまま
となる。しかしながら、機関加速時においてフラグＦが
１とされている時には、ステップ１０８に進み、ウエス
トゲートバルブ７は開弁される。
【００２３】図５は、このようなウエストゲートバルブ
の制御による炭化水素吸着材の雰囲気圧力Ｐの変化を示
すタイムチャートである。このタイムチャートは、所定
定常状態から加速及び減速の後、再び同じ所定定常状態
へ戻る場合を示している。理解を容易にするために、炭
化水素吸着材の温度は、加速以前において図２の第１吸
着材温度Ｔｔ１であり、加速後において第２吸着材温度
Ｔｔ２へ上昇し、減速後においてもこの第２吸着材温度
Ｔｔ２が維持され、所定定常状態におけるウエストゲー
トバルブ７が閉弁されている時の雰囲気圧力は図２にお
ける第３雰囲気圧力Ｐ３であり、ウエストゲートバルブ
７が開弁されている時の雰囲気圧力は図２における第２
雰囲気圧力Ｐ２であるものとする。
【００２４】機関加速に伴い排気ガス量が増量し、機関
加速終了時点でターボチャージャのタービン５上流側の
圧力、すなわち、炭化水素吸着材の雰囲気圧力Ｐは第３
雰囲気圧力Ｐ３より高い第４雰囲気圧力Ｐ４へ増加す
る。この機関加速中において、フィルタ４の直下流側に
おける排気ガス温度が第１ガス温度Ｔ１以上とならなか
った場合には、フラグＦは０とされているために、機関
減速時においてウエストゲートバルブ７は閉弁されたま
まとされる。それにより、この機関減速後において、図
５に実線で示すように、雰囲気圧力Ｐは第３雰囲気圧力
Ｐ３へ減少し、炭化水素吸着材の最大吸着量はＶ３２と
なる。この時には、炭化水素がフィルタ４へ供給されて
も効率的にパティキュレートの燃焼に寄与しないため
に、炭化水素吸着材は、比較的大きな最大吸着量Ｖ３２
まで炭化水素を吸着することができるようにされ、も
し、最大吸着量Ｖ３２まで炭化水素が吸着されていない
場合には、その後の定常運転において、炭化水素を良好
に吸着することが可能となる。
【００２５】一方、機関加速中において、フィルタ４の
直下流側における排気ガス温度が第１ガス温度以上とな
れば、フラグＦは１とされ、機関減速時においてウエス
トゲートバルブ７は開弁される。それにより、機関減速
時において、図５に点線で示すように、雰囲気圧力Ｐは
第２雰囲気圧力Ｐ２まで減少し、炭化水素吸着材の最大
吸着量はＶ２２まで低下する。この時には、炭化水素が
フィルタ４へ供給されれば効率的にパティキュレートの
燃焼に寄与するために、炭化水素吸着材は、比較的小さ
な最大吸着量Ｖ２２とされ、これまで吸収した炭化水素
を多量に放出する。こうして、排気ガス中にそれほど多
く含まれてはいない未燃燃料を非常に効果的にパティキ
ュレートの燃焼に使用することができ、新たな燃料を使
用することなく、フィルタ４の再生が可能となる。
【００２６】また、機関加速時において、フィルタ４の
直下流側における排気ガス温度が第２ガス温度以上とな
れば、高温の排気ガスによって、又は、この時の炭化水
素吸着材の温度上昇により放出される炭化水素の燃焼熱
等によって自然にパティキュレートの良好な燃焼が開始
されており、さらに炭化水素を放出する必要はないため
に、機関減速時においてウエストゲートバルブ７は閉弁
されたままとされ、炭化水素吸着材は比較的大きな最大
吸着量Ｖ３２とされる。それにより、炭化水素吸着材に
吸着された炭化水素の不必要な使用が防止されると共
に、フィルタ４の過剰な加熱による溶損が防止される。
【００２７】図６は、本発明による内燃機関の排気浄化
装置の第２実施形態を示す概略図である。第１実施形態
との違いは、フィルタ４の下流側に、ターボチャージャ
のタービン及びウエストゲート通路に代えて、排気絞り
弁９が配置されていることである。この排気絞り弁９
は、全閉時においても、ある程度の排気ガスの通過を可
能とするものである。このような排気絞り弁９をウエス
トゲートバルブ７と同様に制御すれば、前述同様な効果
を得ることができる。ターボチャージャのタービンは、
排気ガスの熱エネルギの一部も回収する。それにより、
タービン下流側では排気ガス温度が低下し、パティキュ
レートの燃焼に不利であるために、フィルタ４の上流側
にタービンを配置することはできないが、本実施形態に
おける排気絞り弁９は、このようなことがないために、
炭化水素トラップ３の下流側であれば、特に、フィルタ
４の下流側とする必要はない。
【００２８】前述した二つの実施形態は、ディーゼル機
関に関するものであるが、ガソリンエンジンにおいても
排気ガス中にはパティキュレートが含まれるために、本
発明をガソリンエンジンに適用することは可能である。
また、排気ガス中に含まれる未燃燃料が非常に少なく、
炭化水素吸着材から放出される炭化水素では、フィルタ
のパティキュレートを十分に燃焼できない場合には、フ
ィルタへ直接的又は間接的に燃料を供給するようにして
も良い。このような場合においても、パティキュレート
燃焼に必要な燃料の一部は、前述の未燃燃料が使用され
るために、新たに必要な燃料量は確実に低減することが
できる。
【００２９】
【発明の効果】このように、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によれば、機関排気通路に
配置されたパティキュレート捕集用のフィルタと、フィ
ルタの排気上流側に配置された炭化水素吸着材と、炭化
水素吸着材の排気下流側に配置された排気抵抗可変手段
とを具備し、第１作動手段が排気抵抗可変手段を排気抵
抗増加側に作動させるために、炭化水素吸着材の雰囲気
圧力が機関運転を通して全体的に高められ、同じ温度差
に対する最大吸着量の差が拡大して炭化水素吸着材から
多量の炭化水素を放出させることが可能となり、フィル
タに捕集されたパティキュレートを燃焼させるために必
要な燃料の消費を低減することができる。
【００３０】また、本発明による請求項２に記載の内燃
機関の排気浄化装置によれば、請求項１に記載の内燃機
関の排気浄化装置において、排気抵抗可変手段は、フィ
ルタの排気下流側において機関排気通路に配置されたタ
ーボチャージャのタービンと、このタービンをバイパス
するバイパス通路と、このバイパス通路に配置された制
御弁とを具備し、第１作動手段は、この制御弁を閉弁さ
せるものであるために、ターボチャージャによって排気
抵抗増加に伴うエネルギ損失以上の排気エネルギが回収
され、良好にフィルタに捕集されたパティキュレートを
燃焼させるために必要な燃料の消費を低減することがで
きる。
【００３１】また、本発明による請求項３に記載の内燃
機関の排気浄化装置によれば、請求項１又は２に記載の
内燃機関の排気浄化装置において、第２作動手段は、フ
ィルタの温度が第１所定温度以上である時に排気抵抗可
変手段を排気抵抗減少側に作動させるために、フィルタ
の温度が第１所定温度以上となり、炭化水素吸着材から
放出される炭化水素がパティキュレートの燃焼に効果的
に寄与する時に、炭化水素吸着材の最大吸着量が小さく
され、さらに多量の炭化水素を放出することができる、
また、フィルタの温度が第１所定温度より低く、炭化水
素吸着材から放出される炭化水素がパティキュレートの
燃焼に効果的に寄与しない時には、炭化水素吸着材の最
大吸着量が大きくされ、炭化水素の放出が抑制されて炭
化水素がパティキュレートの燃焼に効果的に寄与する時
の放出に備えることができる。こうして、排気ガス中の
未燃燃料を有効にパティキュレートの燃焼に使用するこ
とができる。
【００３２】また、本発明による請求項４に記載の内燃
機関の排気浄化装置によれば、請求項３に記載の内燃機
関の排気浄化装置において、第２作動手段は、機関減速
時でフィルタの温度が第１所定温度以上である時に排気
抵抗可変手段を排気抵抗減少側に作動させるために、機
関出力変動を伴う排気抵抗可変手段の排気抵抗減少側へ
の作動が機関減速時であり、ドライバビリティが悪化す
ることが防止され、また、機関減速時は排気ガス中の酸
素濃度が高くパティキュレートを良好に燃焼させること
ができる。
【００３３】また、本発明による請求項５に記載の内燃
機関の排気浄化装置によれば、請求項３又は４に記載の
内燃機関の排気浄化装置において、禁止手段は、フィル
タの温度が第１所定温度より高い第２所定温度以上であ
る時には第２作動手段による排気抵抗可変手段の作動を
禁止するために、フィルタの温度が第２所定温度以上で
ありパティキュレートが良好に燃焼している時には、最
大吸着量が小さくされてさらに多量の炭化水素を放出す
ることは防止され、排気ガス中の未燃燃料を有効にパテ
ィキュレートの燃焼に使用することができると共に、フ
ィルタの過剰な加熱による溶損を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内燃機関の排気浄化装置の第１実
施形態を示す概略図である。
【図２】炭化水素吸着材の雰囲気圧力に対する最大吸着
量を示すグラフである。
【図３】フィルタ温度に対するパティキュレート燃焼量
を示すグラフである。
【図４】ウエストゲートバルブの制御のためのフローチ
ャートである。
【図５】機関加速及び減速時における炭化水素吸着材の
雰囲気圧力の変化を示すタイムチャートである。
【図６】本発明による内燃機関の排気浄化装置の第２実
施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１…ディーゼル機関本体 ２…機関排気通路 ３…炭化水素トラップ ４…フィルタ ５…タービン ６…ウエストゲートバルブ ８…温度センサ ９…排気絞り弁
フロントページの続き (72)発明者 田中 俊明 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 広田 信也 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機関排気通路に配置されたパティキュレ
    ート捕集用のフィルタと、前記フィルタの排気上流側に
    おいて前記機関排気通路に配置された炭化水素吸着材
    と、前記炭化水素吸着材の排気下流側において前記機関
    排気通路に配置された排気抵抗可変手段と、前記排気抵
    抗可変手段を排気抵抗増加側に作動させる第１作動手
    段、とを具備することを特徴とする内燃機関の排気浄化
    装置。
  2. 【請求項２】 前記排気抵抗可変手段は、前記フィルタ
    の排気下流側において前記機関排気通路に配置されたタ
    ーボチャージャのタービンと、前記タービンをバイパス
    するバイパス通路と、前記バイパス通路に配置された制
    御弁とを具備し、前記第１作動手段は、前記制御弁を閉
    弁させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
    排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 さらに、前記フィルタの温度が第１所定
    温度以上である時には前記排気抵抗可変手段を排気抵抗
    減少側に作動させる第２作動手段を具備することを特徴
    とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装
    置。
  4. 【請求項４】 前記第２作動手段は、機関減速時で前記
    フィルタの温度が前記第１所定温度以上である時に前記
    排気抵抗可変手段を排気抵抗減少側に作動させることを
    特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  5. 【請求項５】 さらに、前記フィルタの温度が前記第１
    所定温度より高い第２所定温度以上である時には前記第
    ２作動手段による前記排気抵抗可変手段の作動を禁止す
    る禁止手段を具備することを特徴とする請求項３又は４
    に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001061160A1 (fr) * 2000-02-16 2001-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Procede d'epuration de gaz d'echappement
JP2002089247A (ja) * 2000-09-14 2002-03-27 Ibiden Co Ltd 排気ガス浄化システム
JP2011127525A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Bosch Corp 内燃機関の排気浄化装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2796985B1 (fr) * 1999-07-28 2002-09-06 Renault Systeme et procede de traitement des particules et des oxydes d'azote pour un moteur a combustion
CN1195939C (zh) * 2000-09-20 2005-04-06 丰田自动车株式会社 废气净化过滤器和废气净化方法
JP2002213227A (ja) * 2000-11-17 2002-07-31 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化装置、および排気ガスの浄化方法
AT6701U3 (de) * 2003-11-25 2004-07-26 Avl List Gmbh Messeinrichtung, vorzugsweise eines prüfstandes für motoren und fahrzeuge, zur analyse von abgasen einer brennkraftmaschine
FR2925937B1 (fr) * 2007-12-26 2015-04-24 Renault Sas Procede de regeneration d'un filtre a particules a basse temperature.
JP5476677B2 (ja) * 2008-04-30 2014-04-23 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5618016A (en) 1979-07-20 1981-02-20 Nippon Soken Inc Cleaner for fine grain of carbon
DE3270986D1 (en) * 1981-08-11 1986-06-12 Bbc Brown Boveri & Cie Supercharged internal-combustion engine with a filter for exhaust gas particles
DE9209978U1 (ja) * 1992-07-24 1992-11-12 Nord, Klaus Juergen, 6800 Mannheim, De
JP3089989B2 (ja) * 1995-05-18 2000-09-18 トヨタ自動車株式会社 ディーゼル機関の排気浄化装置
JP2750404B2 (ja) 1996-01-31 1998-05-13 プレス工業株式会社 軸管部材とそのプレス成形法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001061160A1 (fr) * 2000-02-16 2001-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Procede d'epuration de gaz d'echappement
US6769245B2 (en) 2000-02-16 2004-08-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification method
JP2002089247A (ja) * 2000-09-14 2002-03-27 Ibiden Co Ltd 排気ガス浄化システム
JP2011127525A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Bosch Corp 内燃機関の排気浄化装置

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