(57)【要約】【課題】強制再生の頻度を少なくし、燃費を向上させることができる排気浄化システムを提供すること。【解決手段】排気浄化フィルタ２と酸化触媒体１１と温度推定手段と堆積量推定手段と冷却水温検知手段と排気昇温判断手段と排気昇温制御手段とを有する排ガス浄化システム１である。排気浄化フィルタ２は、多孔質体からなる基材と、該基材に担持された浄化触媒とを有し、該浄化触媒は、ゼオライトとアルカリ金属元素源及び／又はアルカリ土類金属元素源との混合物又はソーダライトを温度６００℃以上で焼成してなる。排気昇温判断手段は、運転条件に基づいて排気温度を上昇させるか否かを判断する。排気昇温制御手段は、排気昇温判断手段の判断に基づいて上記排気の温度を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気の通路となる排気通路の途中に設けられ、上記排気中に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタと、
該排気浄化フィルタよりも上記排気通路の上流側に設けられた酸化触媒体と、
上記排気浄化フィルタの温度を推定する温度推定手段と、
上記排気浄化フィルタ内における上記粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段と、
上記内燃機関内を流れる冷却水の温度を検知する冷却水温検知手段と、
運転条件に基づいて排気温度を上昇させるか否かを判断する排気昇温判断手段とを有し、
該排気昇温判断手段の判断に基づいて上記排気の温度を制御する排気昇温制御手段とを有し、
上記排気浄化フィルタは、多孔質体からなる基材と、該基材に担持された浄化触媒とを有し、該浄化触媒は、ゼオライトとアルカリ金属元素源及び／又はアルカリ土類金属元素源との混合物又はソーダライトを温度６００℃以上で焼成してなることを特徴とする排気浄化システム。
【請求項２】
請求項１に記載の排気浄化システムにおいて、上記排気昇温判断手段は、上記内燃機関の回転数、トルク、及び上記排気浄化フィルタに流入する排気の温度に基づいて昇温の判断を行うことを特徴とする排気浄化システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の排気浄化システムにおいて、上記排気昇温制御手段は、上記排気昇温判断手段の判断に基づいて、低温燃焼、排気系燃料添加、又はポスト噴射を行うことを特徴とする排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から排出される排気中の粒子状物質を捕集して排気の浄化を行う排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気中には、パティキュレートマター（ＰＭ）等の粒子状物質、及びＮＯx等の有害物質が含まれている。また、直噴ガソリンエンジンでは、理論空燃比よりも薄い混合気で運転（リーンバーン）するエンジンがあり、このようなガソリンエンジンから排出される排気中においても、ＰＭ及びＮＯx等の有害物質が含まれている。
このような有害物質は、排気経路に設けられた排気浄化フィルタにより燃焼除去又は吸着除去されていた。
【０００３】
一般に、排気浄化フィルタは、多孔質体からなり、ＰＭ等の粒子状物質を捕集することができる。また、排気浄化フィルタとしては、白金等の貴金属触媒を多孔質体に担持したものが用いられており、かかる触媒によって捕集された粒子状物質の燃焼除去が促進されていた（特許文献１参照）。
このような排気浄化フィルタを用いた従来の排気浄化システムにおいては、通常走行時にはＰＭをフィルタに堆積させ、一定条件毎にフィルタ温度を６００℃以上に加熱して、貴金属触媒によりＰＭを燃焼させる再生操作を行っていた。
【０００４】
即ち、排気浄化フィルタにＰＭが多く堆積すると圧力損失が高まり、エンジンの運転に悪影響を与えるおそれがあるため、排気浄化フィルタに堆積したＰＭを間欠的に燃焼除去する再生処理が行われていた。具体的には、内燃機関において燃料を燃焼させ、これにより生じる高温の排気を用いて排気浄化フィルタを昇温し再生処理（強制再生）を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７０３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の排気浄化システムの強制再生においては、燃料を用いて６００℃を超える高い温度まで排気浄化フィルタを加熱する必要があるため、燃費が悪化するという問題があった。また、ＰＭを排気浄化フィルタに過剰に堆積させた状態で強制再生を行うと過昇温現象が発生してしまうため、強制再生の頻度を減らすことも困難である。強制再生の頻度が多くなると、燃費はより一層悪くなる。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、強制再生の頻度を少なくし、燃費を向上させることができる排気浄化システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、内燃機関から排出される排気の通路となる排気通路の途中に設けられ、上記排気中に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタと、
該排気浄化フィルタよりも上記排気通路の上流側に設けられた酸化触媒体と、
上記排気浄化フィルタの温度を推定する温度推定手段と、
上記排気浄化フィルタ内における上記粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段と、
上記内燃機関内を流れる冷却水の温度を検知する冷却水温検知手段と、
運転条件に基づいて排気温度を上昇させるか否かを判断する排気昇温判断手段とを有し、
該排気昇温判断手段の判断に基づいて上記排気の温度を制御する排気昇温制御手段とを有し、
上記排気浄化フィルタは、多孔質体からなる基材と、該基材に担持された浄化触媒とを有し、該浄化触媒は、ゼオライトとアルカリ金属元素源及び／又はアルカリ土類金属元素源との混合物又はソーダライトを温度６００℃以上で焼成してなることを特徴とする排気浄化システムにある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の排気浄化システムは、上記排気浄化フィルタと、上記酸化触媒体と、上記温度推定手段と、上記堆積量推定手段と、上記冷却水温検知手段と、上記排気昇温判断手段と、上記排気昇温制御手段とを有しており、上記粒子状物質を捕集する上記排気浄化フィルタの再生を制御することができる。
【００１０】
上記排気浄化システムにおいて、上記排気浄化フィルタは、多孔質体からなる基材と、該基材に担持された浄化触媒とを有する。そして、上記浄化触媒は、ゼオライトとアルカリ金属元素源及び／又はアルカリ土類金属元素源との混合物又はソーダライトを温度６００℃以上で焼成してなる。
上記浄化触媒は、排気中に含まれるＰＭなどの粒子状物質を６００℃未満という低温で燃焼させることができる。そのため、上記排気浄化システムにおいては、運転条件が一定の条件を満たす場合に、昇温制御により上記粒子状物質の連続的な燃焼を促進させることができる。即ち、通常走行時に上記粒子状物質の連続的な燃焼が可能になる。それ故、上記排気浄化フィルタへの上記粒子状物質の堆積速度を低下させることができる。その結果、強制再生の頻度を減らすことができ、燃費を向上させることができる。
【００１１】
上記排気浄化システムにおいては、上記冷却水温検知手段により上記冷却水温を検知することができる。そのため、冷却水温に基づいた再生の制御を行うことができる。例えば再生制御の実施において、冷却水温が低い（例えば６０℃未満）場合には排気にすすが多く生じる状態であるため、強制再生を実施させることができる。
また、上記堆積量推定手段により上記粒子状物質の堆積量を推定することができる。そのため、堆積量に基づいた再生の制御が可能になる。例えば再生制御の実施において、上記排気浄化フィルタ内における上記粒子状物質の堆積量が多い（例えば４ｇ／Ｌ超過）場合に強制再生を実施させることができる。
【００１２】
また、上記排気浄化システムにおいては、上記温度推定手段により上記排気浄化フィルタの温度を推定することができる。そのため、上記排気浄化フィルタの温度に基づいた再生の制御を行うことが可能になる。
【００１３】
また、上記排気浄化システムにおいては、上記排気昇温判断手段により運転条件に基づいて排気温度を上昇させるか否かを判断することができる。そして、上記排気昇温制御手段により、上記排気昇温判断手段の判断に基づいて上記排気の温度を制御することができる。具体的には、上記排気昇温制御手段は、上記排気昇温判断手段の判断に基づいて、例えば低温燃焼制御を行ったり、ポスト噴射又は排気系燃料添加を行うことができる。
そのため、上記排気浄化システムにおいては、高負荷領域以外でも上記排気浄化フィルタの温度を上記粒子状物質を燃焼させて連続的な再生が可能な温度に昇温させることができる。
【００１４】
本発明においては、上記浄化触媒を用いているため、上記排気浄化フィルタにおいては例えば４５０℃以上、６００℃未満という低温でＰＭ等の上記粒子状物質の燃焼が可能になる。そのため、上記のごとく、高負荷領域以外でも上記低温燃焼制御により連続的な上記排気浄化フィルタの再生を行うことができる。低負荷領域で行う低温燃焼においては、多量に排出される一酸化炭素と炭化水素が上記排気浄化フィルタの上流に配置された上記酸化触媒体により酸化され、上記排気浄化フィルタ内に流入する排気の温度を上記浄化触媒の活性温度以上に上昇させることができる。そのため、燃費をほとんど悪化させることなく、低温燃焼により再生を行うことができる。
一方、高負荷領域では、上記排気昇温制御手段により、ポスト噴射又は排気系燃料添加を行うことができる。そのため、少ない燃料の消費で排気温度を上昇させて再生を行うことができる。
【００１５】
したがって、低負荷領域及び高負荷領域のいずれにおいても、燃料の消費を抑えて再生を行うことができる。
特に、上述のごとく、通常走行時の低負荷領域に積極的に上記粒子状物質の燃焼が可能である。そのため、上記排気浄化フィルタへの上記粒子状物質の堆積速度を低下させることができる。それ故、燃料を消費することにより温度６００℃以上の高温の排気を上記排気浄化フィルタに供給して上記粒子状物質を燃焼させる強制再生を行う頻度を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１にかかる、排気浄化システムを組み込んだエンジンシステムを模式的に示した説明図。
【図２】実施例１にかかる、排気浄化フィルタを示す説明図。
【図３】実施例１にかかる、排気浄化フィルタの断面を示す説明図。
【図４】実施例１にかかる、排気浄化フィルタの隔壁の拡大断面を示す説明図。
【図５】実施例１にかかる、排気浄化システムにおける排気昇温判断手段による連続再生制御のフローチャートを示す説明図。
【図６】実施例１にかかる、内燃機関の回転数、トルク、及び排気浄化フィルタに流入する排気温度に基づいた運転マップを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上記排気浄化フィルタは、多孔質体からなる基材と、該基材に担持された浄化触媒とを有する。
上記浄化触媒は、ゼオライトとアルカリ金属元素源及び／又はアルカリ土類金属元素源との混合物又はソーダライトが温度６００℃以上で焼成されてなる。
上記混合物又はソーダライトの焼成温度が６００℃未満の場合には、上記浄化触媒の耐久性が劣化するおそれがある。その結果、上記排気浄化フィルタを長期間安定して使用することができなくなるおそれがある。より好ましくは、焼成温度は７００℃以上がよく、さらに好ましくは８００℃以上がよい。
なお、焼成温度は、上記混合物又はソーダライト自体の温度のことであり、雰囲気温度ではない。したがって、焼成時には、上記混合物又はソーダライト自体の温度が６００℃以上になるように焼成を行う。また、焼成時においては、上記焼成温度の焼成を好ましくは１時間以上、より好ましくは５時間以上、さらに好ましくは１０時間以上行うことがよい。
【００１８】
上記排気浄化フィルタにおける上記浄化触媒は、上記混合物又はソーダライトを上記温度６００℃以上で焼成した後、上記基材に担持されていることが好ましい。
この場合には、焼成後に得られる上記浄化触媒に対して、粉砕等を行うことが可能になる。この粉末状の上記浄化触媒を上記基材に担持させることができるため、上記排気浄化フィルタにおいて触媒が担持された面の表面積を大きくすることができる。そのため、触媒活性を向上させることができる。
したがって、上記排気燃焼触媒は、上記混合物又は上記ソーダライトの焼成後かつ上記基材への担持前に粉砕されてあることが好ましい。
また、粉砕時には、上記浄化触媒のメジアン径を５０μｍ以下に調整することがよい。メジアン径が５０μｍを超える場合には、上記浄化触媒を上記基材にコートする際に、目詰まりが起こったり、担持量にばらつきが生じ易くなるおそれがある。より好ましくは、メジアン径は１０μｍ以下であることがよい。
上記浄化触媒のメジアン径は、例えばレーザー回折／散乱式粒度分布測定装置あるいは走査電子顕微鏡等により測定することができる。
【００１９】
また、粉砕を行う場合には、上記混合物又はソーダライトの焼成時の温度は、１２００℃以下であることが好ましい。上記混合物又はソーダライトを１２００℃を越える温度で焼成した場合には、一旦溶融状態を経るため、上記浄化触媒が硬度の高い塊状になってしまうおそれがある。その結果この場合には、上述のごとく粉砕を行って上記浄化触媒を所望の粒径に調整することが困難になるおそれがある。
【００２０】
上記排気浄化フィルタにおける上記浄化触媒は、上記混合物又はソーダライトを上記基材に担持した後に温度６００℃以上で焼成されていることが好ましい。
この場合には、上記混合物又はソーダライトが温度６００℃以上で焼成されてなる上記浄化触媒の生成と、上記基材への担持（焼付け）を一度の焼成で行うことが可能になる。また、この場合には、例えば１２００℃を越える高温での焼成も可能になる。上述のごとく、１２００℃を越える高温で焼成を行うと、一旦溶融状態を経て上記浄化触媒が硬度の高い塊状になるが、この塊状の上記浄化触媒も、低温でＰＭ等の粒子状物質に対する燃焼促進効果を示し、また、耐久性にも優れる。
【００２１】
上記浄化触媒は、上記基材に直接担持させることができる。直接担持させるための方法は例えば次のような方法がある。
即ち、まず、上記浄化触媒とシリカゾルあるいはアルミナゾルとを含むスラリーに上記基材を浸漬し、上記基材の内部にまで上記浄化触媒を進入させる。上記基材としては、例えばハニカム状又はフォーム状の多孔質体を採用することができる。次いで、エアブローにより、余分なスラリーを吹き飛ばした後、例えば温度４００℃〜８００℃で加熱することにより焼付けを行う。これにより、上記基材に上記浄化触媒を直接接触させて担持させることができる。
この場合には、上記排気浄化フィルタの気孔率を高くすることができ、特にＰＭに対する燃焼効率を向上させることができる。
【００２２】
また、上記浄化触媒は、上記基材の表面に形成された担持層に担持させることができる。
この場合には、上記担持層を介して上記浄化触媒が上記基材に担持され、上記浄化触媒の担持を容易に行うことができる。
具体的には、アルミナ等を含有するウォッシュコート成分と上記浄化触媒とを混合し、ゾル状又はスラリー状の複合材料を作製し、該複合材料を上記基材にコートして例えば温度４００℃〜６００℃で加熱する。これにより、ウォッシュコート成分により担持層が形成され、該担持層に上記浄化触媒を担持させることができる。
【００２３】
上記担持層は、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、ＳｉＯ2から選ばれる１種以上の酸化物からなることが好ましい。
この場合には、表面積の大きな上記担持層が形成されやすくなり、上記排気浄化フィルタの表面積を大きくすることができる。その結果、上記浄化触媒とＰＭ等の粒子状物質とが接触し易くなり、上記排気浄化フィルタはより効率よく粒子状物質の燃焼除去を行うことができる。
【００２４】
上記浄化触媒は、上述のごとく、ゼオライトとアルカリ金属元素源及び／又はアルカリ土類金属元素源との混合物、又はソーダライトを温度６００℃以上で焼成して得られる。ここで、ゼオライトとしては、ソーダライトを用いることもできる。
即ち、上記浄化触媒は、ゼオライト（ソーダライトを含む）とアルカリ金属元素源及び／又はアルカリ土類金属元素源との混合物を温度６００℃焼成することにより得ることができ、
また、上記浄化触媒は、ソーダライトを単独で他成分と混合することなく温度６００℃以上で燃焼することによっても得ることができる。
【００２５】
ソーダライトを除くゼオライトは、一般に、一般式Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｙＳｉＯ2・ｚＨ2Ｏ（但し、Ｍは、Ｎａ、Ｋ、及びＨから選ばれる少なくとも１種の元素、ｙ≧２、ｚ≧０である）で表され、本発明においても、上記一般式で表されるゼオライトを採用することができる。ゼオライトとしては、例えばＬＴＡ型、ＦＡＵ（フォージャサイト）型、ＭＯＲ型、ＬＴＬ型、ＦＥＲ型、ＭＦＩ型、及びＢＥＡ型等の構造のゼオライトを採用することができる。
また、ソーダライトは、一般式３(Ｎａ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2)・２ＮａＸで表される。Ｘは、一価の陰イオンとなる原子又は原子団であり、例えばＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等のハロゲン、又はＯＨ等である。
【００２６】
また、上記ゼオライトは、その組成中のＡｌ2Ｏ3１モルに対するＳｉＯ2量が２００モル未満であることが好ましい。
即ち、ゼオライト組成中のＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3（モル比）が２００未満のゼオライト、さらに換言すれば、上記一般式Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｙＳｉＯ2・ｚＨ2Ｏにおけるｙの値がｙ＜２００であるゼオライトを採用することが好ましい。
ゼオライト組成中のＡｌ2Ｏ3１モルに対するＳｉＯ2量が２００モル以上のゼオライト、即ち、上記一般式におけるｙの値がｙ≧２００のゼオライトは、所謂ハイシリカゼオライトと呼ばれ、かかるゼオライトを用いた場合には、上記浄化触媒のＰＭに対する燃焼促進特性の向上効果が小さくなるおそれがある。
【００２７】
上記混合物におけるゼオライトとしては、ソーダライトが採用されていることが好ましい。
この場合には、ソーダライト中のＮａと、上記アルカリ金属元素源中のアルカリ金属元素及び／又は上記アルカリ土類金属元素源中のアルカリ土類金属元素とがＰＭ等の粒子状物質に対する優れた燃焼促進特性を発揮することができる。
【００２８】
また、上記ゼオライトとしてソーダライトを用いた場合には、上記混合物においては、上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源中に含まれるアルカリ金属元素とアルカリ土類金属元素との合計量が上記ソーダライト中のＳｉ元素１モルに対して２．２５モル以下となっていることが好ましい。
上記アルカリ金属元素と上記アルカリ土類金属元素との合計量がソーダライト中のＳｉ元素１モルに対して２．２５モルを超える場合には、上記混合物の焼成中に該混合物が溶融し易くなる。その結果、焼成後に得られる上記浄化触媒は、一旦溶融状態を経るおそれがあるため、その硬度が高くなってしまうおそれがある。そのためこの場合には、焼成後に粉砕を行って上記浄化触媒を所望の粒径に調整することが困難になるおそれがある。また、この場合には、上記浄化触媒自体の触媒活性は優れていても、水分による影響を受けやすくなるおそれがある。即ち、水分による触媒活性の低下幅が大きくなるおそれがある。そのため、所定の触媒活性を長期間維持させることが困難になり、上記排気浄化フィルタの寿命に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００２９】
より好ましくは、上記混合物においては、上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源中に含まれるアルカリ金属元素とアルカリ土類金属元素との合計量が上記ソーダライト中のＳｉ元素１モルに対して１モル以下となっていることがよい。
さらに好ましくは、上記混合物においては、上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源中に含まれるアルカリ金属元素とアルカリ土類金属元素との合計量が上記ソーダライト中のＳｉ元素１モルに対して０．５モル以下となっていることがよい。
【００３０】
上記ゼオライトとして、ソーダライト以外のゼオライトを採用する場合には、上記混合物においては、上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源中に含まれるアルカリ金属元素とアルカリ土類金属元素との合計量が上記ゼオライト中のＳｉ元素１モルに対して０．１モル以上かつ２．０モル以下となっていることが好ましい。
ゼオライト中のＳｉ元素１モルに対する上記アルカリ金属元素と上記アルカリ土類金属元素との合計量が０．１モル未満の場合には、上記浄化触媒の耐水性が悪くなるおそれがある。
一方２．０モルを越える場合にも、水分存在下における上記浄化触媒の燃焼促進特性が低下し易くなり、その低下幅が非常に大きくなるおそれがある。またこの場合には、上記混合物の焼成中に該混合物が溶融し易くなる。したがって、上記焼成後に得られる上記浄化触媒は、一旦溶融状態を経るおそれがあるため、その硬度が高くなってしまうおそれがある。その結果この場合には、焼成後に粉砕を行って上記浄化触媒を所望の粒径に調整することが困難になるおそれがある。
【００３１】
より好ましくは、上記混合物においては、上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源中に含まれるアルカリ金属元素とアルカリ土類金属元素との合計量が上記アルミノケイ酸塩中のＳｉ元素１モルに対して０．２モル以上かつ１．５モル以下となっていることがよい。
【００３２】
また、上述のアルカリ金属元素とアルカリ土類金属元素との合計量は、ゼオライトに混合するアルカリ金属元素源中のアルカリ金属元素とアルカリ土類金属元素源中のアルカリ土類金属元素との合計量であり、アルカリ金属元素源及びアルカリ土類金属元素源のうちいずれか一方だけを用いた場合には、もう一方の元素の量は０モルとして算出できる。また、複数のアルカリ金属元素源、複数のアルカリ土類金属元素源を用いた場合には、それらのすべての合計量として算出できる。
【００３３】
上記アルカリ金属元素源としては、例えばアルカリ金属の化合物等がある。また、上記アルカリ土類金属元素源としては、例えばアルカリ土類金属の化合物等がある。
上記混合物は、少なくとも上記アルカリ金属元素源を含有することが好ましい。
この場合には、上記浄化触媒のＰＭ等の粒子状物質に対する燃焼促進特性をより向上させることができる。
【００３４】
上記アルカリ金属元素源は、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、及びＣｓから選ばれる１種以上を含有し、上記アルカリ土類金属元素源はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａから選ばれる１種以上を含有することが好ましい。
この場合にも、上記浄化触媒のＰＭ等の粒子状物質に対する燃焼促進特性をより向上させることができる。
より好ましくは、上記ゼオライトとしてソーダライトを用いた場合には、上記アルカリ土類金属元素源としてはＣａ、Ｓｒ、Ｂａを含有する化合物を用いることがよく、ソーダライト以外のゼオライトを用いた場合には、上記アルカリ土類金属元素源としてはＢａを含有する化合物を用いることがよい。
【００３５】
また、上記アルカリ土類金属元素源は、少なくともＢａを含有することが好ましい。
この場合には、Ｂａ以外の他のアルカリ土類金属元素を含有する上記アルカリ土類金属元素源を用いた場合に比べて、上記浄化触媒の燃焼促進特性をより向上させることができる。
【００３６】
上記ゼオライトと上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源との混合物は、上記ゼオライトと上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源とを極性溶媒中で混合し、該極性溶媒を蒸発させて得られる固形分からなることが好ましい。
この場合には、上記ゼオライトと上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源との混合を容易に行うことができ、これらが均一に混合した上記混合物を得ることができる。そのため、焼成後に得られる上記浄化触媒に触媒活性の偏りが発生することを抑制することができる。
上記極性溶媒としては、例えばメタノール、エタノール等のアルコール、及び水等を用いることができる。また、これらの混合溶媒を用いることができる。
また、上記極性溶媒としては、揮発し易い溶媒を用いることが好ましい。
この場合には、混合後の乾燥を容易に行うことができる。
【００３７】
上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源は、炭酸塩、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、有機酸塩、ハロゲン化物、酸化物、又は水酸化物であることが好ましい。
この場合には、上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源を容易に水等の極性溶媒に混合させることができるため、上記混合物の作製時に、上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源とゼオライトとを上記極性溶媒中で混合させることにより、これらが均一に分散された上記混合物を容易に得ることができる。
【００３８】
より好ましくは、上記アルカリ金属元素源としてはアルカリ金属元素の塩を用い、上記アルカリ土類金属元素源としてはアルカリ土類金属元素の塩を用いることがよい。
この場合には、上記アルカリ金属元素源及び上記アルカリ土類金属元素源は、水等の極性溶媒に対して優れた溶解性で溶解できるため、上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源とゼオライトとの混合を水等の極性溶媒中で行う場合に、ゼオライトと、上記アルカリ金属元素源及び／又は上記アルカリ土類金属元素源とを簡単かつ均一に混合させることができる。
【００３９】
上記基材は、多孔質隔壁を多角形格子状に配して軸方向に延びる多数のセルを形成した多孔質基材からなり、上記セルは排気流路を形成していることが好ましい。
この場合には、上記排気浄化フィルタを排気の浄化用により最適な構造にすることができる。
また、全てのセルが両端面に開口した構造体を用いることもできるが、一部のセルが基材（ハニカム構造体）両端面に開口し、残りのセルは両端面に形成された栓部によって閉塞された構造体を用いることもできる。
全てのセルが両端面に開口した構造体を用いた場合には、ガソリンエンジン用の排気浄化フィルタに好適なものになる。一方、一部のセルが両端面に開口し、残りのセルが栓部によって閉塞された構造体を用いた場合には、ディーゼルエンジン用の排気浄化フィルタに好適なものになる。
【００４０】
上記基材は、コージェライト、ＳｉＣ、又はステンレス系メタルからなることが好ましい。
この場合には、上記排気浄化フィルタを排気の浄化用により最適なものにすることができる。
【００４１】
また、上記排気浄化システムの上記排気通路には、上記排気浄化フィルタよりも上流側に上記酸化触媒体が設けられている。該酸化触媒体は、上記排気浄化フィルタと同様の基材と、該基材に担持した酸化触媒とによって構成することができる。酸化触媒としては、例えば白金−アルミナ触媒等を採用することができる。
【００４２】
また、上記排気浄化システムは、上記排気浄化フィルタの温度を推定する温度推定手段を備える。
上記温度推定手段は、例えば熱電対又はサーミスタ等により構成することができる。具体的には、上記排気浄化フィルタの上流側及び下流側に設けた熱電対又はサーミスタと、上記排気浄化フィルタの上流側及び下流側の温度から上記排気浄化フィルタ内の温度を推定する推定手段とから構成することができる。
【００４３】
また、上記排ガス浄化システムは、上記排気浄化フィルタ内における上記粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段を備える。
上記粒子状物質の堆積量は、エンジン運転履歴から粒子状物質の排出量を推定して累積する方法、および上記排気浄化フィルタの軸方向の両端、即ち上流端と下流端との差圧から算出する方法がある。
前者は、エンジン回転数と燃料噴射量から粒子状物質排出量を推定するマップと、その排出量を累積して堆積量を推定する手段から構成することができる。
後者は、上記排気浄化フィルタの上流端と下流端に形成した差圧計と、差圧から上記排気浄化フィルタ内の粒子状物質の堆積量を推定する推定手段とから構成することができる。
差圧計によって得られる差圧の値は排気浄化フィルタの基材の形状により異なるため、堆積量と差圧との関係を事前に把握しておくことが好ましい。
【００４４】
また、上記排ガス浄化システムは、冷却水の温度を検知する冷却水温検知手段を備える。該冷却水温検知手段は、温度センサ、温度計などにより構成することができる。
【００４５】
上記温度推定手段、上記堆積量推定手段、及び上記冷却水温検知手段によって検出される温度、堆積量、及び水温等の情報は、上記排気昇温判断手段に入力信号として伝達させることができる。該排気昇温判断手段は、これらの情報を排気昇温の判断材料として利用することができる。具体的には、排気温度を上昇させる出力信号を排気昇温制御手段に送信することができる。
【００４６】
上記排気昇温判断手段は、上記内燃機関の回転数、トルク、及び上記排気浄化フィルタに流入する排気の温度に基づいて昇温の判断を行うことが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記排気昇温判断手段は、最適な時期に最適な方法で排気の昇温を行うことができる。
【００４７】
上記排気昇温制御手段は、上記排気昇温判断手段の判断に基づいて上記排気の温度を制御する。
上記排気昇温制御手段は、上記排気昇温判断手段の判断に基づいて、低温燃焼、排気系燃料添加、又はポスト噴射を行うことが好ましい（請求項３）。
この場合には、高負荷領域以外でも上記排気浄化フィルタの温度を上記粒子状物質の燃焼が可能な温度（４５０℃）以上に昇温させることができる。
具体的には、低負荷域では上記低温燃焼を実施することができる。そして、このときに排出される一酸化炭素及び炭化水素を上記酸化触媒体により酸化させることができ、上記排気浄化フィルタ内に流入する排気の温度を上記浄化触媒の活性温度以上に上昇させることができる。そのため、燃費をほとんど悪化させることなく、低温燃焼により再生を行うことができる。
また、中負荷域では、少量の上記ポスト噴射あるいは上記排気系燃料添加を実施することができる。この場合には、排気系に供給された炭化水素が上記酸化触媒体により酸化される。この酸化によって生じる発熱により、僅かな燃料の消費で、上記排気浄化フィルタの温度を上記粒子状物質の燃焼が可能な温度（４５０℃）以上に昇温させることができる。
低温燃焼、排気系燃料添加、又はポスト噴射の具体的なシステムは、本出願までに公知の技術を採用することができる。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
次に、本発明の排気浄化システムの実施例について説明する。
図１に、本例の排ガス浄化システム１の模式図を示す。
本例の排ガス浄化システム１は、図１に示すごとく、内燃機関５から排出される排気の通路となる排気通路（排気管５４）の途中に設けられ、排気中に含まれる粒子状物質を捕集して燃焼除去する排気浄化フィルタ２と、これよりも排気通路５４の上流側に設けられた酸化触媒体１１とを有する。
また、排ガス浄化システム１は、排気浄化フィルタ２の温度を推定する温度推定手段と、排気浄化フィルタ内における粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段と、内燃機関内を流れる冷却水の温度を検知する冷却水温検知手段と、運転条件に基づいて排気温度を上昇させるか否かを判断する排気昇温判断手段とを有する。これらは、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１５内に組み込まれている。さらに、排ガス浄化システム１は、排気昇温判断手段の判断に基づいて排気の温度を制御する排気昇温制御手段（図示略）を有している。
【００４９】
まず、排気浄化フィルタ２について図２〜図４を用いて詳細に説明する。
図２及び図３に示すごとく、本例の排気浄化フィルタ２においては、ハニカム状の基材２０に浄化触媒４が担持されている。本例において、基材２０は、外周壁２１と、この外周壁２１の内側においてハニカム状に設けられた隔壁２５と、この隔壁２５により仕切られた複数のセル３とを有する。セル３は、基材２０の両端面２３、２４に部分的に開口している。即ち、各セル３は、基材２０の一方の端面２３（２４）に開口し、もう一方の端面２４（２３）に形成された栓部３２によって閉塞している。
【００５０】
図２及び図３に示すように、本例においては、セル３の両端面２３（２４）における開口部３１と栓部３２とは交互に配置されており、所謂市松模様を形成している。
本例の排気浄化フィルタ２においては、排ガス１０の入口側となる上流側端面２３及び排ガス１０の出口となる下流側端面２４に位置するセルの端部は、栓部３２が配置された部分と配置されていない部分とをそれぞれ交互に有している。多孔質体の隔壁２５には多数の空孔が形成され、排ガス１０が通過できるようになっている。
そして、図３及び図４に示すごとく、基材２０の隔壁２５には、浄化触媒４が担持されている。本例において、浄化触媒４としては、ソーダライトとＫ源（炭酸カリウム）との混合物を例えば温度７００℃で焼成してなる触媒を採用する。
【００５１】
また、本例の排気浄化フィルタ２の全体サイズは、直径１２９ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、容積約２Ｌ、の円柱状であり、セルサイズは、セル厚さ０．３ｍｍ、セルピッチ１．４７ｍｍである。
また、基材２０はコーディエライトからなり、そのセル３は、断面が四角形状のものを採用した（図２参照）。セル３は、その他にも例えば、三角形、六角形等の様々な断面形状を採用することができる。
【００５２】
本例の排気浄化フィルタは、次のようにして作製することができる。
即ち、まず、ソーダライト（３(Ｎａ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2)・２ＮａＯＨ）の粉末を準備した。このソーダライト１００重量部と炭酸カリウム５重量部とを水に投入し、水中で混合する。
次いで、混合液を温度１２０℃で加熱し、水分を蒸発させた。これにより、固形分（ソーダライトと炭酸カリウムとの混合物）を得る。
次に、この固形分を温度７００℃で焼成した。具体的には、固形分を昇温速度１００℃／時間で加熱し、温度７００℃（焼成温度）に達したところで１０時間保持することにより焼成を行う。
次いで、得られた焼成物をメジアン径１０μｍ以下、かつ最大粒径１００μｍ以下にまで粉砕し、浄化触媒を得る。
【００５３】
このようにして作製した浄化触媒は、ＰＭ等の粒子状物質を例えば４５０℃という低温でも燃焼させることができる。
かかる浄化触媒の詳細な触媒特性については、本願明細書においては割愛するが、本願出願人らは、ゼオライトとアルカリ金属元素源及び／又はアルカリ土類金属元素源との混合物又はソーダライトを温度６００℃以上で焼成してなる浄化触媒が低温でＰＭ等の粒子状物質を燃焼できることを確認している（例えば特願２００９−０２９１９４、特願２００７−２３４７４８（特開２００８−１００２１６）参照）。
【００５４】
次に、以下のようにして、ハニカム構造の基材を作製する。
即ち、まず、タルク、溶融シリカ、及び水酸化アルミニウムを所望のコーディエライト組成となるように秤量し、造孔剤、バインダー、水等を加え、混合機にて混合撹拌する。そして、得られた粘土質のセラミック材料を成形機にて押出成形し、ハニカム状の成形体を得る。これを乾燥した後、所望の長さに切断し、外周壁と、その内側においてハニカム状に設けられた隔壁と、隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを有する成形体を作製する。次いで、この成形体を温度１４００〜１４５０℃で２〜１０時間加熱することにより仮焼して仮焼体（ハニカム構造体）を得る。
【００５５】
次に、ハニカム構造体の両端面全体を覆うようにマスキングテープを貼り付ける。そして、セラミックハニカム構造体の両端面の栓詰めすべき位置に対応するマスキングテープにレーザ光を順次照射し、マスキングテープを溶融又は焼却除去して貫通穴を形成する。これにより、セルの端部における栓部により栓詰めすべき部分に貫通穴を形成する。セルの端部のその他の部分はマスキングテープで覆われている。本例においては、セルの両端面に貫通穴とマスキングテープで覆われた部分とが交互に配置するように、マスキングテープに貫通穴を形成する。本例では、マスキングテープとしては、厚さ０．１ｍｍの樹脂フィルムを用いる。
【００５６】
次に、栓部の材料である栓材の主原料となるタルク、溶融シリカ、アルミナ、及び水酸化アルミニウムを所望の組成となるように秤量し、バインダー、水等を加え、混合機にて混合撹拌し、スラリー状の栓材を作製する。このとき、必要に応じて造孔材を添加することもできる。そして、スラリー状の栓材を入れた容器を準備した後、貫通孔を部分的に形成したハニカム構造体の端面を浸漬する。これにより、マスキングテープの貫通穴からセルの端部に栓材を適量浸入させる。また、ハニカム構造体のもう一方の端面についても同様の工程を行う。このようにして、栓詰めすべきセルの開口部内に栓材が配置されたハニカム構造体を得る。
【００５７】
次に、ハニカム構造体とその栓詰めすべき部分に配置した栓材とを同時に約１４００〜１４５０℃で焼成する。これにより、マスキングテープは焼却除去され、図２及び図３に示すごとく、セル３の両端に、その端部を開口する複数の開口部３１と、セル３の端部を閉塞する複数の栓部３２とが形成されたセラミックハニカム構造体（基材）２０を作製することができる。
【００５８】
次に、浄化触媒をシリカゾルを５ｗｔ％配合したシリカスラリーに混合する。さらに固形分１００重量部に対する水分量が４００重量部となるように水を加え、スラリー状の浄化触媒を得る。
次に、スラリー状の浄化触媒中に基材２０を浸漬し、基材２０の多孔質の隔壁２５に浄化触媒を含浸させる。次いで、エアブローにより余分な水分を吹き飛ばした後、温度５００℃で加熱することにより、焼き付けを行った。浄化触媒は例えば７０ｇ／Ｌ（そのうちＫ濃度はＫ2ＣＯ3換算で約７ｇ／Ｌ）コートすることができる。
このようにして、図２〜図４に示すごとく、浄化触媒４を基材２０に担持した排気浄化フィルタ２を得る。
【００５９】
次に、本例の排ガス浄化システムにおける排気浄化フィルタ以外の構成について説明する。図１は、排ガス浄化システム１を含む４気筒のエンジン（ディーゼルエンジン）５を備えたエンジンシステムの概略図である。
図１に示すごとく、ディーゼルエンジン車において、エンジン５の吸気ポートには、吸気マニホールド５１を介して吸気管５２が接続されている。また、排気ポートには、排気マニホールド５３を介して排気管５４が接続され、これらによって排気通路が構成されている。
【００６０】
吸気管５２には、過給圧コントロール手段を備えたターボ過給機５５のコンプレッサ５２１と、ターボ過給機５５により圧縮された吸気を冷却するインタークーラ５２２とがそれぞれ設けられている。
また、排気管５４にはターボ過給機５５のタービン５４１が設けられている。
ターボ過給機５５において、コンプレッサ５２１の回転翼（図示略）とタービン５４１の回転翼（図示略）はシャフト（図示略）により連結されており、エンジンから排出される排ガスのエネルギーによりタービン５４１が回転し、さらにシャフトを介してコンプレッサ５２１が回転するように構成されている。そしてこのコンプレッサ５２１の回転により、吸気管５２内の吸入空気が圧縮される。
【００６１】
本例において、排気管５４の途中には、エンジン側（排気通路の上流側）から順に、酸化触媒体１１と、排気浄化フィルタ（ＤＰＦ）２とが設けられる。酸化触媒体１１は、酸化触媒としてだけでなく、ＮＯx触媒としての機能も兼ね備える場合もある。酸化触媒体１１においては、白金−アルミナ触媒等からなる酸化触媒がコージェライトからなるハニカム状の基材に担持されている。
酸化触媒体１１及び排気浄化フィルタ２は、排気管５４の直径を拡大した筒状の捕集器１９内に収容される。
【００６２】
本例において、捕集器１９には、酸化触媒体１１の上流側、及び排気浄化フィルタ２の下流側にそれぞれ温度推定手段としてのサーミスタ１５７、１５８が配置されている。各サーミスタ１５７、１５８は、それぞれ、酸化触媒体への入口側の排ガス温度、及び排気浄化フィルタの出口側の排ガス温度をそれぞれ検出することができる。
また、捕集器１９には、排気浄化フィルタ２の上流端及び下流端の差圧を計測する差圧計１５５、１５６が設けられている。
【００６３】
サーミスタ１５７、１５８によって検出された温度データ及び差圧計１５５、１５６によって計測された差圧データは、それぞれ入力信号６１、６２としてエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１５に送られる。そして、ＥＣＵ１５に組み込まれた温度推定手段（図示略）により、上述の温度データから排気浄化フィルタ２内の温度を算出し、ＥＣＵ１５に組み込まれた堆積量推定手段（図示略）により上述の差圧データから排気浄化フィルタ内の粒子状物質の堆積量を推定することができる。
これらの排気浄化フィルタの温度及び粒子状物質の堆積量は、ＥＣＵ１５内に組み込まれた排気昇温判断手段（図示略）の判断材料として利用される。
【００６４】
また、エンジン５には、排気を再び吸気に回して再循環させるためのＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）制御バルブ５６が取り付けられている。さらに、排気を再び吸気に回す際に排気を冷却させるＥＧＲクーラ５７が取り付けられる。
【００６５】
内燃機関５には、吸気管５２から吸気マニホールド５１を経て空気が供給される。また、内燃機関５には、コモンレール及び燃料噴射装置等から構成される燃料供給系（図示略）の燃料添加弁５０から燃料が供給される。内燃機関５においては、燃料と空気が所定の混合比で混合され、この混合燃料を圧縮着火により燃焼する。
燃焼後の排気ガスは、排気マニホールド５３を経て排気管５４に送られる。そして、排気ガスは、捕集器１９内の酸化触媒体１１に担持された酸化触媒により酸化され、さらに排気浄化フィルタ２内でＰＭ等の粒子状物質が吸着除去されて外部に排出される。
【００６６】
また、本例においては、内燃機関５を流れる冷却水の温度を検知する温度センサ（図示略）が設けられており、この温度センサによって検出された冷却水温データは、ＥＣＵ１５内に組み込まれた冷却水温検知手段（図示略）に送られる。そして、冷却水温データは、ＥＣＵ１５内に組み込まれた排気昇温判断手段（図示略）による判断材料として利用される。
【００６７】
また、ＥＣＵ１５は、過吸圧センサの出力、流入空気量センサの出力、トルク、エンジン回転数、車速等の各種の運転データを入力信号６３として収集し、これらのデータに基づいて、出力信号７１、７２を送信して燃料添加弁５０やＥＧＲ制御バルブ５６等を制御するように構成されている。
また、本例において、ＥＣＵ１５には、排気昇温判断手段（図示略）が組み込まれている。この排気昇温判断手段は、運転条件に基づいて排気温度を上昇させるか否かを判断する。具体的には、上述の冷却水温、ＰＭ堆積量、排気浄化フィルタの温度、トルク、及びエンジン回転数等の各データ（各入力信号）に基づいて排気温度を上昇させるか否かの決定を行い、各種出力信号を送信して後述の低温燃焼、ポスト噴射、排気系燃料添加のいずれを行って排ガスの温度を上昇させるかの決定も行うことができる。また、排気昇温判断手段は、排ガス浄化フィルタ温度を例えば６００℃以上という高温にまで加熱する強制再生を実施する決定も行うことができる。
【００６８】
また、本例の排ガス浄化システム１には、排気昇温制御手段（図示略）が備えられている。排気昇温制御手段は、上述の排気昇温判断手段の決定に基づいて排気ガスの温度を制御する。具体的には、排気昇温判断手段として、低温燃焼、ポスト噴射及び／又は排気系燃料添加を実施するためのシステムが組み込まれている。これらのシステムは本出願までに公知のシステムを採用することができる。
【００６９】
以下、排気昇温判断手段について、さらに詳細に説明する。
排気浄化フィルタ２にＰＭ等の粒子状物質が堆積すると、排気抵抗が増大する。これを回避するために、本例の排ガス浄化システム１においては、ＥＣＵ１５内に組み込まれている排気昇温判断手段によって制御された連続再生により、粒子状物質の燃焼を実施する（図１参照）。連続再生制御のフローチャートを図５に示す。
【００７０】
図５に示すごとく、まず、冷却水温及び粒子状物質の堆積量の判定を行う。
上記冷却水温度検知手段によって検知された冷却水温が所定温度（例えば６０℃）未満の場合又は上記堆積量推定手段によって測定された粒子状物質の堆積量が所定量（例えば４ｇ／Ｌ）を超える場合には、従来の強制再生により排気浄化フィルタの温度を例えば温度６００℃以上の高温にまで上昇させて粒子状物質を燃焼させる。具体的には、排気昇温判断手段が、強制再生を行う出力信号７３を送信し、強制再生を実施させる。
一方、冷却水温が所定温度以上かつ堆積量が所定量以下の場合には、低温燃焼が可能か否かの判断を行う。低温燃焼が可能な場合には、出力信号７２等を送信してこれを実施する。
【００７１】
低温焼成は、例えば次のようにして行うことができる。
即ち、ＥＧＲ制御バルブ５６の開度を増加してＥＧＲ率を上げることにより空燃比を低下させ、排気管５４中に設置した空燃比センサ（図示略）による空燃比と、上述のサーミスタ１５７、１５８によって計測される排気浄化フィルタ２の温度（入力信号６１）をモニターする（図１参照）。そして出力信号７２等を送信して、空燃比をストイキよりも若干リーン側の狭い範囲（例えば１５〜１７）に制御し、さらに排気浄化フィルタ２の温度（入力信号６１）をこれが担持する浄化触媒の活性化温度（例えば４５０℃）以上になるように制御する。
即ち、上記のごとく制御された空燃比の範囲においては未燃のＣＯ／ＨＣが増大し、ＣＯ、ＨＣが、まだ存在している酸素と共に排気浄化フィルタ２の上流に配置された酸化触媒体１１に到達し、そこで燃焼する。これにより、燃焼熱が発生して排気ガスの温度が上昇し、この排ガスが排気浄化フィルタ２に流入してその温度を浄化触媒の活性化温度（例えば４５０℃）以上にする。その結果、排ガス浄化フィルタ２内でＰＭなどの粒子状物質の燃焼が促進される。
【００７２】
図５に示すごとく、低温燃焼が不可能な場合には、排気系燃料添加又はポスト噴射が可能か否かの判断を行う。排気系燃料添加又はポスト噴射が可能な場合には排気昇温判断手段が出力信号７４を送信してこれを実施する。
排気系燃料添加は、例えば次のようにして行うことができる。
即ち、排気昇温制御手段として、複数気筒の内燃機関５のうち、少なくとも一つ以上の気筒の排気マニフォールド５３に、低圧（例えば１０００ｋＰａ以下）で軽油を噴射する噴射弁（図示略）を設置する（図１参照）。噴射弁は、例えばエンジンヘッドに取り付けが可能であるという理由から、一般的には第１あるいは第４気筒の排気マニフォールドに設けられる。排気系燃料添加においては、出力信号７４に基づいてこの噴射弁から燃料（軽油）を間欠的に噴射する。噴射された燃料は、排気ガス中に存在する酸素と共に排気浄化フィルタ２の上流に配置された酸化触媒体１１に到達し、そこで燃焼する。これにより、燃焼熱が発生して排気ガスの温度が上昇し、この排気ガスが排気浄化フィルタ２に流入してその温度を浄化触媒の活性化温度以上にし、ＰＭなどの粒子状物質の燃焼が促進される。また、排気浄化フィルタ２の温度（入力信号６１）は、サーミスタ１５７、１５８によって計測され、上述の温度推定手段によってモニターすることができるため、排気浄化フィルタ２の温度を浄化触媒の活性化温度以上になるように噴射量を制御することができる。
また、上述の強制再生も、排気系燃料添加と同様にして行うことができるが、強制再生においては、浄化触媒の活性温度以上ではなく、ＰＭの自己燃焼が起こる温度６００℃以上に排気浄化フィルタの温度を上昇させることが望まれる。
【００７３】
また、排気昇温判断手段は、低温燃焼又は排気系燃料添加のいずれを行うか判断することができるが、この判断は、内燃機関の回転数、トルク、及びＤＰＦに流入する排気の温度に基づいて行うことができる。具体的には、回転数、トルク、及び排気温度の関係から予め図６に示すごとく運転マップを作成し、かかる運転マップに基づいて低温燃焼を行う領域及び排気系燃料添加を決定することができる。排気系燃料添加の代わりにポスト噴射を行うこともできる。なお、図６は、排気量２Ｌ直噴ディーゼルエンジンの運転マップ例である。
【００７４】
次に、本例の作用効果について説明する。
本例の排気浄化システム１は、排気浄化フィルタ２と、酸化触媒体１１と、温度推定手段と、堆積量推定手段と、冷却水温検知手段と、排気昇温判断手段と、排気昇温制御手段とを有しており、粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタ２の再生を制御することができる（図１参照）。
【００７５】
排気浄化フィルタ２は、多孔質体からなる基材２０と、これに担持された浄化触媒４とを有する（図２〜図４参照）。そして、浄化触媒４は、ゼオライトとアルカリ金属元素源及び／又はアルカリ土類金属元素源との混合物又はソーダライトを温度６００℃以上で焼成してなる。
浄化触媒４は、排気中に含まれるＰＭなどの粒子状物質を６００℃未満という低温で燃焼させることができる。そのため、図１に示す排気浄化システム１においては、上述のごとく運転条件が一定の条件を満たす場合に、上記昇温判断手段及び上記昇温制御手段による昇温制御により上記粒子状物質の連続的な燃焼を促進させることができる。即ち、通常走行時に上記粒子状物質の連続的な燃焼が可能になる。それ故、排気浄化フィルタ２への上記粒子状物質の堆積速度を低下させることができる。その結果、強制再生の頻度を減らすことができ、燃費を向上させることができる。
【００７６】
排気浄化システム１においては、冷却水温検知手段により上記冷却水温を検知することができる。そのため、冷却水温に基づいた再生の制御を行うことができる。例えば再生制御の実施において、冷却水温が低い（例えば６０℃未満）場合には排気にすすが多く生じる状態であるため、強制再生を実施させることができる。
また、上記堆積量推定手段により上記粒子状物質の堆積量を推定することができる。そのため、堆積量に基づいた再生の制御が可能になる。例えば再生制御の実施において、上記排気浄化フィルタ内における上記粒子状物質の堆積量が多い（例えば４ｇ／Ｌ超過）場合に強制再生を実施させることができる。
【００７７】
また、上記排気浄化システムにおいては、上記温度推定手段により上記排気浄化フィルタの温度を推定することができる。そのため、上記排気浄化フィルタの温度に基づいた再生の制御を行うことが可能になる。
【００７８】
また、上記排気浄化システムにおいては、上記排気昇温判断手段により運転条件に基づいて排気温度を上昇させるか否かを判断することができる。そして、上記排気昇温制御手段は、上記排気昇温判断手段の判断に基づいて上記排気の温度を制御することができる。具体的には、上記排気昇温制御手段は、上記排気昇温判断手段の判断に基づいて、例えば低温燃焼制御を行ったり、ポスト噴射又は排気系燃料添加を行うことができる。
そのため、上記排気浄化システム１においては、高負荷領域以外でも上記排気浄化フィルタ２の温度を上記粒子状物質を燃焼させて連続的な再生が可能な温度に昇温させることができる。
【００７９】
即ち、本例の排ガス浄化システム１においては、上記特定の浄化触媒を用いているため、上記排気浄化フィルタ２において例えば４５０℃以上、６００℃未満という低温でＰＭ等の上記粒子状物質の燃焼が可能になる。そのため、上記のごとく、高負荷領域以外でも上記低温燃焼制御により連続的な上記排気浄化フィルタ２の再生を行うことができる。低負荷領域で行う低温燃焼においては、多量に排出される一酸化炭素と炭化水素が上記排気浄化フィルタ２の上流に配置された上記酸化触媒体１１により酸化され、上記排気浄化フィルタ２内に流入する排気の温度を上記浄化触媒の活性温度以上に上昇させることができる。そのため、燃費をほとんど悪化させることなく、低温燃焼により再生を行うことができる。
一方、高負荷領域では、上記排気昇温制御手段により、ポスト噴射又は排気系燃料添加を行うことができる。そのため、少ない燃料の消費で排気温度を上昇させて再生を行うことができる。
【００８０】
したがって、本例の排気浄化システム１においては低負荷領域及び高負荷領域のいずれにおいても、燃料の消費を抑えて再生を行うことができる。
特に、上記特定の浄化触媒を採用しており、上記排気昇温判断手段及び上記排気昇温制御手段により再生の制御を行っているため、上述のごとく、通常走行時の低負荷領域に積極的に上記粒子状物質の燃焼が可能である。そのため、例えば従来のＰｔ系触媒を用いた再生制御を行う場合に比べて、上記排気浄化フィルタへの上記粒子状物質の堆積速度を低下させることができる。それ故、燃料を消費して温度６００℃以上の高温の排気を上記排気浄化フィルタに供給して上記粒子状物質を燃焼させる強制再生を行う頻度を減らすことができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  排気浄化システム
１１  酸化触媒体
２  排気浄化フィルタ
【図１】
2011094495.tif 000003
【図２】
2011094495.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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