(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＭ堆積量の推定値に幅が存在しても、再生までに堆積できるＰＭ堆積量が多く、再生限界値までに余裕があるため、再生時にパティキュレートフィルタの破壊等の不具合が発生せず、良好にパティキュレートフィルタの再生処理を行うことが可能な排ガス浄化方法を提供する。【解決手段】パティキュレートフィルタを再生する排ガス浄化方法であって、車両に備え付けられた走行距離測定手段及び／又は走行時間測定手段を用いるとともに、前記パティキュレートフィルタとして、触媒が担持されていないハニカムフィルタを用い、走行距離が所定走行距離となった時点、走行時間が所定走行時間となった時点、又は、所定走行距離となった時点と所定走行時間となった時点のうち、いずれか早い時点に、パティキュレート堆積量は再生が必要な値となったとする判断に基づき、パティキュレートフィルタ昇温手段によりパティキュレートフィルタを再生する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の内燃機関の排気通路に設置されたパティキュレートフィルタに堆積したパティキュレートを焼却除去して前記パティキュレートフィルタを再生する排ガス浄化方法であって、
車両に備え付けられた走行距離測定手段及び／又は走行時間測定手段を用いるとともに、
前記パティキュレートフィルタとして、触媒が担持されていないハニカムフィルタを用い、
前記走行距離測定手段により計測された走行距離が所定走行距離となった時点、前記走行時間測定手段により計測された走行時間が所定走行時間となった時点、又は、前記所定走行距離となった時点と前記所定走行時間となった時点のうち、いずれか早い時点に、パティキュレート堆積量は再生が必要な値となったとする判断に基づき、パティキュレートフィルタ昇温手段により前記パティキュレートフィルタ中のパティキュレートを焼却除去して前記パティキュレートフィルタを再生することを特徴とする排ガス浄化方法。
【請求項２】
車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、前記走行距離測定手段により走行距離を測定するステップと、
計測された走行距離に基づき、パティキュレート堆積量Ａを推定するステップと、
推定されるパティキュレート堆積量Ａが所定の閾値を超えたか否かを判断するステップと、
推定されるパティキュレート堆積量Ａが所定の閾値を超えたとき、前記パティキュレートフィルタは再生が必要となったと判断するステップと、
再生が必要となったとの判断に基づき、前記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてパティキュレートフィルタの温度を上昇させ、パティキュレートを焼却除去するステップと
を備えた請求項１に記載の排ガス浄化方法。
【請求項３】
車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、前記走行時間測定手段により走行時間を測定するステップと、
計測された走行時間に基づき、パティキュレート堆積量Ｂを推定するステップと、
推定されるパティキュレート堆積量Ｂが所定の閾値を超えたか否かを判断するステップと、
推定されるパティキュレート堆積量Ｂが所定の閾値を超えたとき、前記パティキュレートフィルタは再生が必要となったと判断するステップと、
再生が必要となったとの判断に基づき、前記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてパティキュレートフィルタの温度を上昇させ、パティキュレートを焼却除去するステップと
を備えた請求項１に記載の排ガス浄化方法。
【請求項４】
車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、前記走行距離測定手段により走行距離を測定するステップと、
計測された走行距離に基づき、パティキュレート堆積量Ａを推定するステップと、
車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、前記走行時間測定手段により走行時間を測定するステップと、
計測された走行時間に基づき、パティキュレート堆積量Ｂを推定するステップと、
推定されるパティキュレート堆積量Ａ又は推定されるパティキュレート堆積量Ｂが所定の閾値を超えたか否かを判断するステップと、
推定されるパティキュレート堆積量Ａが所定の閾値を超える時点、及び、推定されるパティキュレート堆積量Ｂが所定の閾値を超える時点のうち、いずれか早く所定の閾値を超えた時点を基準とし、そのとき、パティキュレートフィルタは再生が必要となったと判断するステップと、
再生が必要となったとの判断に基づき、前記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてパティキュレートフィルタの温度を上昇させ、パティキュレートを焼却除去するステップと
を備えた請求項１に記載の排ガス浄化方法。
【請求項５】
パティキュレートフィルタとして、一のハニカム焼成体からなるハニカムフィルタを用いる請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化方法。
【請求項６】
パティキュレートフィルタとして、一辺の長さが３０〜５０ｍｍの四角形の端面を有する四角柱状のハニカム焼成体が１〜４個、及び、隣接する２辺若しくは３辺が直線でそれ以外の辺が曲線からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体が８〜１２個組み合わされたハニカムフィルタを用いる請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化方法。
【請求項７】
パティキュレートフィルタとして、隣接する２辺が直線でそれ以外の辺が曲線からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体が４個組み合わされたハニカムフィルタを用いる請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化方法。
【請求項８】
パティキュレートフィルタとして、その体積が１リットル以下のハニカムフィルタを用いる請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化方法。
【請求項９】
炭化ケイ素からなるパティキュレートフィルタを用いる請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化方法。
【請求項１０】
車両の内燃機関の排気通路に設置されたパティキュレートフィルタに堆積したパティキュレートを焼却除去して前記パティキュレートフィルタを再生する排ガス浄化システムであって、
前記パティキュレートフィルタであって、触媒が担持されていないハニカムフィルタと、
車両に備え付けられた走行距離測定手段と、
車両に備え付けられた走行時間測定手段と、
パティキュレートフィルタ昇温手段と、
前記走行距離測定手段により測定される走行距離及び／又は前記走行時間測定手段により測定される走行時間を用いて前記パティキュレートフィルタへのパティキュレート堆積量を推定するパティキュレート堆積量推定手段と、
前記パティキュレート堆積量推定手段により推定したパティキュレート堆積量が所定の閾値を超えたとき、パティキュレート堆積量は再生が必要な値となったと判断する再生判断手段と、
前記再生判断手段により再生が必要となったとの判断に基づき、前記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させ、パティキュレートフィルタを昇温させ、前記パティキュレートフィルタ中のパティキュレートを焼却除去して前記パティキュレートフィルタを再生する再生手段と
を備えていることを特徴とする排ガス浄化システム。
【請求項１１】
前記パティキュレート堆積量推定手段として、前記走行距離測定手段により測定される走行距離及び前記走行時間測定手段により測定される走行時間を用いる際、
前記再生判断手段は、前記走行距離により推定されるパティキュレート堆積量Ａが所定の閾値を超える時点、及び、前記走行時間により推定されるパティキュレート堆積量Ｂが所定の閾値を超える時点のうち、いずれか早く所定の閾値を超えた時点を基準とし、そのとき、パティキュレートフィルタは再生が必要となったと判断する請求項１０に記載の排ガス浄化システム。
【請求項１２】
パティキュレートフィルタは、その体積が１リットル以下のハニカムフィルタである請求項１０又は１１に記載の排ガス浄化システム。
【請求項１３】
パティキュレートフィルタは、炭化ケイ素からなるハニカムフィルタである請求項１０〜１２のいずれかに記載の排ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化方法及び排ガス浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンより排出されるススを主体とするパティキュレート（以下、ＰＭという）を捕捉するのに、多孔質セラミックより構成されるパティキュレートフィルタが使われている。このようなパティキュレートフィルタでは、継続的な使用に伴って捕捉したＰＭがパティキュレートフィルタを構成するセルの内壁に徐々に堆積していく。このため、パティキュレートフィルタを使った排ガス浄化装置においては、パティキュレートフィルタ中に堆積したＰＭを定期的に燃焼させて除去し、パティキュレートフィルタを再生することが行われている。パティキュレートフィルタ中におけるＰＭの堆積を放置すると、排ガスにより生じる圧力が過大になり、燃費の悪化やエンジンの損傷を招くことがあるからである。
【０００３】
所定の車両では、パティキュレートフィルタに酸化触媒を担持したものを使用し、パティキュレートフィルタに堆積したＰＭを燃焼し易くし、ＰＭ堆積量の増加速度を低下させたり、通常よりも低温での再生が可能なようにしていた。
【０００４】
パティキュレートフィルタ中に堆積したＰＭを定期的に燃焼させるためには、パティキュレートフィルタ中に堆積したＰＭ堆積量を把握する必要がある。このため、従来は、排気通路に配設されたパティキュレートフィルタの前後に圧力センサを設置し、パティキュレートフィルタの圧力損失を測定していた。パティキュレートフィルタに堆積したＰＭの量が増大したことに伴い、排ガスがパティキュレートフィルタを通過しにくくなる場合が多いので、測定された圧力損失の程度によりパティキュレートフィルタ中のＰＭ堆積量を推定し、圧力損失が所定の閾値を超えると、ＰＭ堆積量が限界に近づいたと判断して再生処理を行っていた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１６００４５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、圧力損失センサを用いたＰＭ堆積量の推定は、実際のＰＭ堆積量と隔たりがある場合がある。例えば、実際にはＰＭ堆積量が少なくても、ＰＭがパティキュレートフィルタを構成するセルを閉塞する状態になってしまうと、圧力損失は極端に上昇するため、実際よりも多いＰＭ堆積量が推定されてしまうことになる。
図１０（ａ）及び（ｂ）は、パティキュレートフィルタを構成する排気ガス導入側から所定の距離離れたセルの内部を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真（ＳＥＭ写真）である。
図１０（ａ）及び（ｂ）より明らかなように、セル隔壁よりＰＭが剥れてセルを塞いでおり、このため、圧力損失が急上昇する。なお、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す写真の四角で囲った部分の拡大図であり、ＰＭが剥れているため、セル隔壁表面には、ＰＭの堆積層は殆ど存在しない。
このようなＰＭ堆積量を過大に推定する推定ミスが発生すると、圧力損失のデータを信頼した制御装置が再生禁止モードを発令し、車両は、走行不能になってしまう。
【０００７】
また、ＰＭがパティキュレートフィルタを構成するセル隔壁に密着せず、堆積したＰＭとパティキュレートフィルタを構成するセル隔壁との間に隙間が形成されると、ＰＭ堆積層を避けてガスが流通できるため圧力損失はさほど上がらず、実際よりも少ないＰＭ堆積量が推定されることになってしまう。
図１１（ａ）及び（ｂ）は、パティキュレートフィルタを構成する排気ガス導入側から所定の距離離れたセルの内部を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真（ＳＥＭ写真）である。
図１１（ａ）及び（ｂ）より明らかなように、セル隔壁に近い部分のＰＭが一部無くなっており、このため、排ガスが通過しやすくなって圧力損失が減少する。セル隔壁の一部の温度が上昇したことに伴い、ＰＭがその部分で燃焼し、消失したためと考えられる。
このようなＰＭ堆積量を寡少に推定する推定ミスが発生すると、過剰な量のＰＭがパティキュレートフィルタ中に堆積されることとなり、再生時に異常発火等の不具合が生じ、場合によってはパティキュレートフィルタに破損が発生する可能性もある。
【０００８】
また、酸化触媒が担持されたパティキュレートフィルタでは、酸化触媒を分散させるために、まず、アルミナ等の酸化物層をセル隔壁に形成した後、その表面に酸化触媒を担持していた。このため、このような酸化触媒等が担持されたパティキュレートフィルタは、熱伝導率が低下し、再生時にパティキュレートフィルタの温度が上昇し易く、パティキュレートフィルタが破壊され易いため、再生までに堆積させることができるＰＭ堆積量を低く設定せざるを得ないという問題があった。
【０００９】
さらに、排気通路に配設されたパティキュレートフィルタの前後に圧力センサを設置し、パティキュレートフィルタの圧力損失を測定することにより、ＰＭ堆積量を推定する方法は、排ガス浄化装置の設置料が高くつくため、新興国では、これが排ガス浄化装置を備えた車両の数を増加させる障害となっていた。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ＰＭ堆積量の推定値に幅が存在しても、再生までに堆積できるＰＭ堆積量が多く、再生限界値（堆積したＰＭを燃焼させる際に、フィルタにクラックが発生しないＰＭの最大堆積量）までに余裕があるため、再生時にパティキュレートフィルタの破壊等の不具合が発生せず、良好にパティキュレートフィルタの再生処理を行うことが可能な排ガス浄化方法及び排ガス浄化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための、本発明の排ガス浄化方法は、車両の内燃機関の排気通路に設置されたパティキュレートフィルタに堆積したＰＭを焼却除去して上記パティキュレートフィルタを再生する排ガス浄化方法であって、車両に備え付けられた走行距離測定手段及び／又は走行時間測定手段を用いるとともに、上記パティキュレートフィルタとして、触媒が担持されていないハニカムフィルタを用い、上記走行距離測定手段により計測された走行距離が所定走行距離となった時点、上記走行時間測定手段により計測された走行時間が所定走行時間となった時点、又は、上記所定走行距離となった時点と上記所定走行時間となった時点のうち、いずれか早い時点に、ＰＭ堆積量は再生が必要な値となったとする判断に基づき、パティキュレートフィルタ昇温手段により上記パティキュレートフィルタ中のＰＭを焼却除去して上記パティキュレートフィルタを再生することを特徴とする。
【００１２】
本発明の排ガス浄化方法では、パティキュレートフィルタとして、触媒が担持されていないハニカムフィルタを用いるので、酸化触媒を担持したハニカムフィルタと比較して熱伝導率が高く、再生限界値が高くなる。すなわち、再生限界値の数値が大きくなる。そのため、ＰＭ堆積量の許容範囲を広くとることができ、走行距離や走行時間でＰＭ堆積量を推定し、ＰＭの推定堆積量に多少の誤差が発生したとしても、再生時にパティキュレートフィルタに破壊等が発生することはなく、良好に継続的に再生処理を行うことができる。
また、ＰＭ堆積量を推定する手段として、車両に供えられている走行距離計等を利用することができるので、安価な排ガス浄化装置を提供することができる。
【００１３】
また、慢性的な渋滞が発生する地域を走行すると、排ガスの温度が上がらないので、パティキュレートフィルタの温度が上がらない。さらに、従来より使用されている酸化触媒はＰＭの活性エネルギーを下げることで、パティキュレートフィルタに堆積したＰＭを燃焼し易くしたり、ＰＭ堆積量の増加速度を低下させたりすることを目的として使用されている。従って、パティキュレートフィルタの温度が上がらない状況で酸化触媒を担持したパティキュレートフィルタを使用しても、ＰＭの活性温度に到達しないので酸化触媒の効果が発現できず、ＰＭを燃焼し易くしたり、ＰＭ堆積量の増加速度を低下させることができない。よって、費用対効果の観点から触媒が担持されていないハニカムフィルタを用いる。
【００１４】
本発明の排ガス浄化方法は、下記する３つの浄化方法のうちのいずれかの方法により行うことができる。
第１の排ガス浄化方法は、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行距離測定手段により走行距離を測定するステップと、計測された走行距離に基づき、ＰＭ堆積量Ａを推定するステップと、推定されるＰＭ堆積量Ａが所定の閾値を超えたか否かを判断するステップと、推定されるＰＭ堆積量Ａが所定の閾値を超えたとき、上記パティキュレートフィルタは再生が必要となったと判断するステップと、再生が必要となったとの判断に基づき、上記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてパティキュレートフィルタの温度を上昇させ、ＰＭを焼却除去するステップとを備えている。
【００１５】
また、第２の排ガス浄化方法は、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行時間測定手段により走行時間を測定するステップと、計測された走行時間に基づき、ＰＭ堆積量Ｂを推定するステップと、推定されるＰＭ堆積量Ｂが所定の閾値を超えたか否かを判断するステップと、推定されるＰＭ堆積量Ｂが所定の閾値を超えたとき、上記パティキュレートフィルタは再生が必要となったと判断するステップと、再生が必要となったとの判断に基づき、上記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてパティキュレートフィルタの温度を上昇させ、ＰＭを焼却除去するステップとを備えている。
【００１６】
第３の排ガス浄化方法は、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行距離測定手段により走行距離を測定するステップと、計測された走行距離に基づき、ＰＭ堆積量Ａを推定するステップと、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行時間測定手段により走行時間を測定するステップと、計測された走行時間に基づき、ＰＭ堆積量Ｂを推定するステップと、推定されるＰＭ堆積量Ａ又は推定されるＰＭ堆積量Ｂが所定の閾値を超えたか否かを判断するステップと、推定されるＰＭ堆積量Ａが所定の閾値を超える時点、及び、推定されるＰＭ堆積量Ｂが所定の閾値を超える時点のうち、いずれか早く所定の閾値を超えた時点を基準とし、そのとき、パティキュレートフィルタは再生が必要となったと判断するステップと、再生が必要となったとの判断に基づき、上記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてパティキュレートフィルタの温度を上昇させ、ＰＭを焼却除去するステップとを備えている。
【００１７】
本発明の排ガス浄化方法では、上記第１の排ガス浄化方法、上記第２の排ガス浄化方法、又は、上記第３の排ガス浄化方法を用いることにより、本発明の効果を享受することができ、ＰＭの推定堆積量に多少の誤差が発生したとしても、再生時にパティキュレートフィルタに破壊等が発生することはなく、良好に継続的に再生処理を行うことができる。
【００１８】
本発明の排ガス浄化方法では、パティキュレートフィルタとして、一のハニカム焼成体からなるハニカムフィルタを用いることが望ましい。
一のハニカム焼成体からなるハニカムフィルタは、複数のハニカム焼成体を組み合わせるための接着層や接着工程を必要としないので、安価にハニカムフィルタを製造することができる。
【００１９】
本発明の排ガス浄化方法では、一辺の長さが３０〜５０ｍｍの四角形の端面を有する四角柱状のハニカム焼成体が１〜４個、及び、隣接する２辺若しくは３辺が直線でそれ以外の辺が曲線からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体が８〜１２個組み合わされたハニカムフィルタを用いることが望ましい。
上記ハニカムフィルタは、組み合わせた時の接着層が熱負荷時の緩衝層となって耐熱衝撃性に優れているので、再生時にパティキュレートフィルタに破壊等が発生しにくく、良好に継続的に再生処理を行うことができる。
【００２０】
本発明の排ガス浄化方法では、パティキュレートフィルタとして、隣接する２辺が直線でそれ以外の辺が曲線からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体が４個組み合わされたハニカムフィルタを用いることが望ましい。
上記ハニカムフィルタは、組み合わせた時の接着層が熱負荷時の緩衝層となって耐熱衝撃性に優れているので、再生時にパティキュレートフィルタに破壊等が発生しにくく、良好に継続的に再生処理を行うことができる。
【００２１】
本発明の排ガス浄化方法では、パティキュレートフィルタとして、その体積が１リットル以下のハニカムフィルタを用いることが望ましい。
上記ハニカムフィルタは、容量が小さいため、再生時のパティキュレートフィルタに温度のバラツキが生じにくく、再生時にパティキュレートフィルタに破壊等が発生しにくいので、良好に継続的に再生処理を行うことができる。
【００２２】
本発明の排ガス浄化方法では、炭化ケイ素からなるパティキュレートフィルタを用いることが望ましい。
上記ハニカムフィルタは、耐熱性、機械的特性及び熱伝導特性に優れているので、再生時に破壊等が発生しにくく、良好に継続的に再生処理を行うことができる。
【００２３】
本発明の排ガス浄化システムは、車両の内燃機関の排気通路に設置されたパティキュレートフィルタに堆積したＰＭを焼却除去して上記パティキュレートフィルタを再生する排ガス浄化システムであって、上記パティキュレートフィルタであって、触媒が担持されていないハニカムフィルタと、車両に備え付けられた走行距離測定手段と、車両に備え付けられた走行時間測定手段と、パティキュレートフィルタ昇温手段と、上記走行距離測定手段により測定される走行距離及び／又は上記走行時間測定手段により測定される走行時間を用いて上記パティキュレートフィルタへのＰＭ堆積量を推定するＰＭ堆積量推定手段と、上記ＰＭ堆積量推定手段により推定したＰＭ堆積量が所定の閾値を超えたとき、ＰＭ堆積量は再生が必要な値となったと判断する再生判断手段と、上記再生判断手段により再生が必要となったとの判断に基づき、上記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させ、パティキュレートフィルタを昇温させ、上記パティキュレートフィルタ中のＰＭを焼却除去して上記パティキュレートフィルタを再生する再生手段とを備えていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の排ガス浄化システムでは、パティキュレートフィルタとして、触媒が担持されていないハニカムフィルタを用いるので、酸化触媒を担持したハニカムフィルタと比較して熱伝導率が高く、再生限界値（堆積したＰＭを燃焼させる際にフィルタにクラックが発生しないＰＭの最大堆積量）が高くなる。そのため、ＰＭ堆積量の許容範囲を広くとることができ、走行距離や走行時間でＰＭ堆積量を推定し、ＰＭの推定堆積量に多少の誤差が発生したとしても、再生時にパティキュレートフィルタに破壊等が発生することはなく、良好に継続的に再生処理を行うことができる。
また、ＰＭ堆積量を推定する手段として、車両に供えられている走行距離計等を利用することができ、酸化触媒が担持されていないので、安価な排ガス浄化装置を提供することができる。
【００２５】
本発明の排ガス浄化システムでは、上記ＰＭ堆積量推定手段として、上記走行距離測定手段により測定される走行距離及び上記走行時間測定手段により測定される走行時間を用いる際、上記再生判断手段は、上記走行距離により推定されるＰＭ堆積量Ａが所定の閾値を超える時点、及び、上記走行時間により推定されるＰＭ堆積量Ｂが所定の閾値を超える時点のうち、いずれか早く所定の閾値を超えた時点を基準とし、そのとき、パティキュレートフィルタは再生が必要となったと判断することが望ましい。
本発明の排ガス浄化システムでは、ＰＭ堆積量推定手段として、上記走行距離測定手段及び上記走行時間測定手段の両方を用いることができ、早く閾値を超えた時点を基準として再生処理を行えば、ＰＭが堆積しすぎるといった事態を避けることができ、再生時にパティキュレートフィルタに破壊等が発生することはなく、良好に継続的に再生処理を行うことができる。
【００２６】
本発明の排ガス浄化システムでは、パティキュレートフィルタは、その体積が１リットル以下のハニカムフィルタであることが望ましい。
容量が小さいため、再生時のパティキュレートフィルタに温度のバラツキが生じにくく、再生時にパティキュレートフィルタに破壊等が発生しにくいので、良好に継続的に再生処理を行うことができる。
【００２７】
本発明の排ガス浄化システムでは、パティキュレートフィルタは、炭化ケイ素からなるハニカムフィルタであることが望ましい。
上記ハニカムフィルタは、耐熱性及び機械的特性に優れているので、再生時に高温になっても破壊等が発生しにくく、良好に継続的に再生処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の排ガス浄化システムを示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明で用いるハニカムフィルタの一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、上記ハニカムフィルタを構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したハニカム焼成体のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、内燃機関の排気通路に設置されたハニカムフィルタの一例を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、本発明で用いる別のハニカムフィルタの一例を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明で用いるさらに別のハニカムフィルタの一例を模式的に示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第１の排ガス浄化方法における一連の処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２の排ガス浄化方法における一連の処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第３の排ガス浄化方法における一連の処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０（ａ）及び（ｂ）は、パティキュレートフィルタを構成する排気ガス導入側から所定の距離離れたセルの内部を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真（ＳＥＭ写真）である。
【図１１】図１１（ａ）及び（ｂ）は、パティキュレートフィルタを構成する排気ガス導入側から所定の距離離れたセルの内部を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した写真（ＳＥＭ写真）である。
【００２９】
(発明の詳細な説明)
以下、本発明に係る排ガス浄化方法及び排ガス浄化システムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【００３０】
まず、本発明の排ガス浄化システムについて説明する。
本発明の排ガス浄化システムは、車両の内燃機関の排気通路に設置されたパティキュレートフィルタに堆積したＰＭを焼却除去して上記パティキュレートフィルタを再生する排ガス浄化システムであって、上記パティキュレートフィルタであって、触媒が担持されていないハニカムフィルタと、車両に備え付けられた走行距離測定手段と、車両に備え付けられた走行時間測定手段と、パティキュレートフィルタ昇温手段と、上記走行距離測定手段により測定される走行距離及び／又は上記走行時間測定手段により測定される走行時間を用いて上記パティキュレートフィルタへのＰＭ堆積量を推定するＰＭ堆積量推定手段と、上記ＰＭ堆積量推定手段により推定したＰＭ堆積量が所定の閾値を超えたとき、ＰＭ堆積量は再生が必要な値となったと判断する再生判断手段と、上記再生判断手段により再生が必要となったとの判断に基づき、上記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させ、パティキュレートフィルタを昇温させ、上記パティキュレートフィルタ中のＰＭを焼却除去して上記パティキュレートフィルタを再生する再生手段とを備えていることを特徴とする。
【００３１】
図１は、本発明の排ガス浄化システムを示すブロック図である。
図１に示すように、本発明の排ガス浄化システム１０を構成するエンジン（内燃機関）１１は、インジェクタ１４から燃焼室１３の内部に噴射された燃料の燃焼により、シリンダ１２内に配設されたピストン１２ａを往復運動させて、動力としている。この燃料の燃焼により発生する排ガスを、排気バルブ１５から排気通路１６へと排出し、排気通路に設置された排ガス浄化装置１７を構成する触媒担体１８とパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）１９で浄化して、車外へと放出している。
【００３２】
また、本発明の排ガス浄化システム１０は、インジェクタ（燃料噴射弁）１４と排気バルブ（排気弁）１５等を電子的に制御するエンジンコントロールユニットと呼ばれるＥＣＵ（制御装置）２０を備えている。
このＥＣＵ２０には、車両の走行距離を測定する走行距離計２１、時間を計測する時計２２及び温度センサ２３が接続されている。温度センサ２３は、ＤＰＦ１９から排出された排気温度を測定するセンサである。
温度センサ２３により、再生時のパティキュレートフィルタ１９の温度を監視することができ、また、再生が終了した時点を特定することができる。ただし、再生を開始してから所定の時間経過したときを再生終了と設定することもでき、温度センサ２３は、本発明の排ガス浄化システムや排ガス浄化方法において、必須の部材ではない。
【００３３】
図１に図示はしていないが、このエンジン１１は、ＤＰＦ１９を再生するときに、排気ガスの温度を上昇させる、いわゆるポストインジェクションが可能なように構成されている。
【００３４】
ＥＣＵ２０は、走行距離測定手段として機能するプログラムを備えており、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、走行距離計２１により測定された走行距離をＥＣＵ２０が読み込み、記憶する。
【００３５】
ＥＣＵ２０は、走行時間測定手段として機能するプログラムを備えており、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、時計２１により計測された時間に基づき、エンジン１１が稼働している時間を積算し、記憶する。エンジンが稼働している時間としたのは、車両が停止していても、エンジンが稼働している限り、排ガスが発生するからである。従って、走行時間と記載しているが、実際は、エンジンが稼働している時間を示している。なお、時計２１としては、車両に備わった時計を使用してもよく、ＥＣＵ２０に備わっているリアルタイムクロックを使用してもよい。
【００３６】
本発明の排ガス浄化システム１０では、上記走行距離測定手段をのみを備えていてもよく、上記走行時間測定手段のみを備えていてもよく、上記走行距離測定手段及び上記走行時間測定手段の両方を備えていてもよい。
【００３７】
ＥＣＵ２０は、さらに、ＰＭ堆積量を推定するＰＭ堆積量推定手段として機能するプログラムを備えている。すなわち、ＥＣＵ２０には、上記走行距離測定手段により測定される走行距離及び／又は上記走行時間測定手段により測定される走行時間とＰＭ堆積量との関係を示すデータがＲＯＭにインプットされており、上記走行距離及び／又は上記走行時間に基づいて、上記データからＤＰＦへのＰＭ堆積量を推定し、推定されるＰＭ堆積量（以下、推定ＰＭ堆積量という）をＲＡＭの所定領域に記憶する。
【００３８】
ＥＣＵ２０は、さらに、推定ＰＭ堆積量に基づき、再生が必要か否かを判断する再生判断手段として機能するプログラムを備えている。すなわち、ＥＣＵ２０には、ＤＰＦ１９の容量等に基づき、ＰＭの堆積量が所定の値を超えると再生が必要となる値（閾値）がインプットされており、推定ＰＭ堆積量と閾値とを比較することにより、再生が必要か否かを判断する。
【００３９】
上述したように、このエンジン１１は、ＤＰＦ１９を再生するときに、排気ガスの温度を上昇させる、いわゆるポストインジェクションが可能なように構成されており、ＥＣＵ２０は、エンジン１１を構成するインジェクタ１４及び排気バルブ１５等を、ＤＰＦ１９のパティキュレートフィルタ昇温手段として機能させるプログラムを備えている。
【００４０】
ＥＣＵ２０は、上記パティキュレートフィルタ昇温手段として機能するプログラムを実行することによりＤＰＦ１９中のＰＭを焼却除去してＤＰＦ１９を再生する再生手段として機能する。
すなわち、ＥＣＵ２０は、再生が必要と判断すると、再生が必要と判断した時点で、インジェクタ１４及び排気バルブ１５を制御し、ポストインジェクションを行うことにより、排気ガスの温度を上昇させ、ＤＰＦ１９の温度を上昇させ、ＤＰＦ１９に堆積したＰＭを焼却除去してＤＰＦ１９を再生させる。
【００４１】
走行距離及び走行時間に基づいて、ＤＰＦへのＰＭ堆積量を推定する際、走行距離及び走行時間のぞれぞれに基づいて推定ＰＭ堆積量を決定し、いずれかのうち、早く推定ＰＭ堆積量が閾値となった時点で再生を行う方法を採用してもよく、走行距離及び走行時間の両方のデータに基づいて１つの推定ＰＭ堆積量及び閾値を設定し、推定ＰＭ堆積量が閾値となった時点で再生を行う方法を採用してもよい。
【００４２】
走行距離及び走行時間の両方のデータに基づいて１つの推定ＰＭ堆積量を設定するとは、例えば、基本的には、走行距離に基づいて推定ＰＭ堆積量を設定するが、渋滞等により車両の走行距離は短いが、エンジンを稼働している時間は走行距離に比例せず、長い場合には、渋滞で走行していない時間を考慮に入れて推定ＰＭ堆積量を設定する方法等が挙げられる。推定ＰＭ堆積量を設定する際には、実際のデータに渋滞で走行していない場合に、どの程度ＰＭ堆積量が増加するかのデータを取り、それに基づいて推定ＰＭ堆積量を設定する。
【００４３】
次に、本発明の排ガス浄化システムで用いるＤＰＦ１９について説明する。
ＤＰＦの構成は、特に限定されるものではないが、フィルタの長手方向に排気ガスを流通させるための多数のセルが並設され、該セルの排気ガス入口側又は出口側のいずれかが目封止され、セル同士を隔てるセル隔壁がフィルタとして機能するハニカムフィルタが好ましい。以下においては、ＤＰＦとしてハニカムフィルタを用いた場合について説明する。
【００４４】
ハニカムフィルタの形状、寸法は、特に限定されるものではないが、その体積が１リットル以下のハニカムフィルタであることが望ましく、一辺の長さが３０〜５０ｍｍの四角形の端面を有する四角柱状のハニカム焼成体が１〜４個と、隣接する２辺若しくは３辺が直線でそれ以外の辺が曲線からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体が８〜１２個とが組み合わされたハニカムフィルタであるか、又は、隣接する２辺が直線でそれ以外の辺が曲線からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体が４個組み合わされたハニカムフィルタであることが望ましい。
【００４５】
図２は、本発明で用いるハニカムフィルタの一例を模式的に示す斜視図である。
図３（ａ）は、上記ハニカムフィルタを構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したハニカム焼成体のＡ−Ａ線断面図である。
【００４６】
図２に示すハニカムフィルタ３０は、多孔質セラミックからなるハニカム焼成体４０が接着材層３１を介して複数個結束されてセラミックブロック３３を構成し、このセラミックブロック３３の周囲には、排ガスの漏れを防止するためのコート層３２が形成されている。なお、コート層３２は、必要に応じて形成されていればよい。
【００４７】
図２に示すハニカムフィルタ３０は、一辺の長さが３０〜５０ｍｍの四角形の端面を有する四角柱状のハニカム焼成体が４個、ハニカムフィルタ３０の内部に配置されており、その周囲に、隣接する２辺が直線でそれ以外の辺が円弧からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体が４個、及び、隣接する３辺が直線でそれ以外の辺が円弧からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体が８個組み合わされてハニカムフィルタ３０を構成している。
【００４８】
このようなハニカム焼成体４０が複数個結束されてなるハニカムフィルタ３０は、集合型ハニカムフィルタともいう。
【００４９】
また、ハニカムフィルタ３０を構成するハニカム焼成体４０は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、長手方向（図３（ａ）中、矢印ａの方向）に多数のセル４１が並設され、セル４１同士を隔てるセル隔壁４３がフィルタとして機能するようになっている。なお、図３（ａ）及び（ｂ）に示すハニカム焼成体４０は、内部に位置する４個のハニカム焼成体に相当し、その周囲に位置するハニカム焼成体は、内部に位置するハニカム焼成体が切削加工された形状のものである。
【００５０】
ハニカム焼成体４０に形成されたセル４１は、図３（ｂ）に示すように、排ガスの入口側の端部４５が封止材ペーストを固化させて形成した封止部４２で封止されるか、または排ガスの出口側の端部４６が封止材ペーストを固化させて形成した封止部４２で封止され、排ガスの出口側の端部が封止されたセル４１に流入した排ガスは、必ずセル４１を隔てるセル隔壁４３を通過した後、ガスの入口側の端部が封止されたセル４１から流出するようになっており、排ガスがこのセル隔壁４３を通過する際、ＰＭがセル隔壁４３部分で捕捉され、排ガスが浄化される。なお、図３（ｂ）中の矢印は、排ガスの流れを示している。
【００５１】
図４は、内燃機関の排気通路に設置されたハニカムフィルタの一例を模式的に示す断面図である。
図４に示すように、内燃機関の排気通路には、ＰＭを捕集するために、ハニカムフィルタ３０を含む複数の部材が配設されており、以下においては、この部分を排ガス浄化装置ということとする。なお、図４では、触媒担体を省略している。
【００５２】
この排ガス浄化装置５０は、ハニカムフィルタ３０、ハニカムフィルタ３０を収容する金属製のケーシング５１、及び、ハニカムフィルタ３０とケーシング５１との間に挿入され、ハニカムフィルタ３０を保持する保持シール材６０により構成されている。また、排ガス浄化装置５０の一方の端部（導入部）には、エンジン等の内燃機関から排出された排ガスを導入するための導入管５２が接続されており、ハニカムフィルタの他方の端部（排出部）には、排ガスを排出するための排出管５３が接続されている。図３において矢印Ｇは、排ガスの流れを示している。
保持シール材６０は、無機繊維からなるマット状のものであり、ハニカムフィルタ３０をしっかりと保持し、ハニカムフィルタ３０の破損を防止するとともに、ハニカムフィルタ３０がケーシング５１から抜けるのを防止している。
【００５３】
このような構成のハニカムフィルタ３０において、エンジンの内燃機関から排出された排ガスは、導入管５１を介して、排ガス浄化装置５０内に導入される。
【００５４】
この排ガスは、矢印Ｇに示すように、導入管５２と面するハニカムフィルタ３０の第１の端面３５の側が開放されたセル４１から、ハニカムフィルタ３０に流入する。ハニカムフィルタ３０のセル４１に流入した排ガスは、セル隔壁４３を通過する。その際、排ガス中のＰＭはセル隔壁４３で捕捉され、浄化された排ガスは、ハニカムフィルタ３０の第２の端面３６の側が開放されたセル４１を通過し、さらに排出管５３を通り、排ガス浄化装置５０から排出される。
【００５５】
このように、排ガスを、排ガス浄化装置５０を構成するハニカムフィルタ３０の内部を通過させることにより、排ガス中のＰＭを除去することができるが、上述したように、ＰＭが所定量堆積すると、ＰＭを焼却除去して、ハニカムフィルタ（ＤＰＦ）を再生する。
【００５６】
次に、上記ハニカムフィルタを構成する各部材について、詳しく説明する。
ハニカム焼成体４０は、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージュエライト、ムライト、シリカ、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等で構成されている。
【００５７】
上記セラミック材料の中では、耐熱性が高く、機械的特性に優れた炭化ケイ素質セラミックが望ましい。機械的特性と多孔質性によるフィルタ性能とを併せ持つことにより、フィルタとして好適に使用することができるからである。炭化ケイ素質セラミックは、炭化ケイ素のほかに、金属シリコンを含むものであってもよい。
【００５８】
セル隔壁４３の厚さは特に限定されないが、０．２〜０．４ｍｍであることが望ましい。セル隔壁の厚さが０．２ｍｍ未満であると、ハニカム構造体を支持するセル隔壁の厚さが薄くなり、ハニカム構造体の強度を保つことができなくなるおそれがあり、一方、上記厚さが０．４ｍｍを超えると、圧力損失の上昇を引き起こす場合があるからである。
【００５９】
ハニカム焼成体４０のセル隔壁の気孔率は、４０〜６５％であることが好ましい。
セル隔壁の気孔率が４０％未満では、セル隔壁の気孔の割合が小さすぎるため、排ガスがセル隔壁を透過しにくくなり、排ガスがセル隔壁を透過する際の圧力損失が大きくなる。一方、セル隔壁の気孔率が６５％を超えると、セル隔壁の機械的特性が低く、再生時等において、クラックが発生し易くなる。
【００６０】
ハニカム焼成体４０のセル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径は、８〜２５μｍであることが好ましい。気孔径および気孔径は、水銀圧入法にて接触角を１３０°、表面張力を４８５ｍＮ／ｍの条件で測定する。
セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径が８μｍ未満であると、気孔が小さすぎるため、排ガスがセル隔壁を透過する際の圧力損失が大きくなる。一方、セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径が２５μｍを超えると、気孔径が大きくなりすぎるので、ＰＭの捕集効率が低下してしまう。
【００６１】
ハニカム焼成体１０の断面におけるセルの単位面積あたりの数は、３１〜６２個／ｃｍ２（２００〜４００個／ｉｎｃｈ２）であることが望ましい。
【００６２】
また、ハニカムフィルタ３０の第１の端面３５の側から見たとき、セル４１の形状は、図２では、正方形であるが、セルの形状は、正方形に限定されるものではなく、例えば、正方形、長方形、三角形、六角形または八角形であってもよい。さらに、各セルの上記形状は、全て同一の形状である必要はなく、相互に異なる形状であってもよい。
【００６３】
接着材層３１とコート層３２とは、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。
また、これらの層は、緻密質でも多孔質であってもよいが、シール性を重視する場合は、緻密質であることが好ましい。接着材層３１およびコート層３２を構成する材料は、特に限られないが、例えば、無機バインダと有機バインダと無機繊維および／または無機粒子とからなるものを使用することができる。
【００６４】
上記無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナ等を使用することができ、これらは単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用してもよい。上記無機バインダの中では、シリカゾルが望ましい。
【００６５】
上記有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース等を使用することができ、これらは単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用してもよい。上記有機バインダの中では、カルボキシルメチルセルロースが望ましい。
【００６６】
上記無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバーを使用することができる。これらは、単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用してもよい。上記無機繊維の中では、シリカ−アルミナファイバーが望ましい。
【００６７】
上記無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等を使用することができ、具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ヒ素等からなる無機粉末またはウィスカー等を使用することができる。これらは、単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用してもよい。上記無機粒子の中では、熱伝導性に優れる炭化ケイ素が望ましい。
【００６８】
なお、通常の場合、接着層３１およびコート層３２は、上記成分を含むペースト液を原料として調製し、これを所定の箇所に塗布後、乾燥および焼成硬化させることにより形成される。原料となるペースト液には、必要に応じて、酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
【００６９】
本発明で用いるハニカムフィルタは、上記した構成のハニカムフィルタのほか、図５に示すハニカムフィルタであるか、図６に示すハニカムフィルタであることが望ましい。
【００７０】
図５は、本発明で用いる別のハニカムフィルタの一例を模式的に示す斜視図である。
図５に示すハニカムフィルタ７０は、一辺の長さが３０〜５０ｍｍの四角形の端面を有する四角柱状のハニカム焼成体が１個、及び、隣接する２辺若しくは３辺が直線でそれ以外の辺が曲線からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体が８個組み合わされたハニカムフィルタである。
【００７１】
具体的には、このハニカムフィルタ７０では、一辺の長さが３０〜５０ｍｍの四角形の端面を有する四角柱状のハニカム焼成体７１が１個、ハニカムフィルタ６０の内部に配置され、その周囲に、隣接する２辺が直線でそれ以外の１辺が円弧からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体７２が４個、及び、３辺が直線でそれ以外の１辺が円弧からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体７３が４個、接着材層７４を介して接着されてハニカムフィルタ７０が形成されている。
【００７２】
図６は、本発明で用いるさらに別のハニカムフィルタの一例を模式的に示す斜視図である。
図６に示すハニカムフィルタ８０は、隣接する２辺が直線でそれ以外の辺が曲線からなる端面を有する柱状のハニカム焼成体が４個組み合わされたハニカムフィルタである。
具体的には、このハニカムフィルタ８０では、隣接する２辺が直線で、これら２辺のなす角度９０°であり、それ以外の１辺が円弧からなる扇型の端面を有する同形状の４個のハニカム焼成体８１が接着材８２を介して接着されてハニカムフィルタ８０が形成されている。
【００７３】
図５及び図６に示すハニカムフィルタ７０、８０は、ハニカムフィルタを構成するハニカム焼成体の形状や組み合わせ方が異なるものの、ハニカムフィルタを構成するハニカム焼成体の材料や特性等や接着材層の材料や特性等は、図４に示すハニカムフィルタ３０と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００７４】
上記ハニカムフィルタは、円柱形状のハニカムフィルタである場合、その直径は、８０〜１５０ｍｍ、その長さは、６０〜２００ｍｍであることが望ましい。
【００７５】
図２、図５及び図６に示すハニカムフィルタを構成するセルの長手方向に対して垂直な断面形状は、円形であるが、その形状は、円形に限定されるものではなく、その他の形状であってもよい。例えば、ハニカムフィルタの断面形状は、円形、楕円形、又は、多角形であってもよい。
【００７６】
次に、本発明の排ガス浄化方法について説明する。
本発明の排ガス浄化方法は、車両の内燃機関の排気通路に設置されたＤＰＦに堆積したパティキュレートを焼却除去して上記ＤＰＦを再生する排ガス浄化方法であって、車両に備え付けられた走行距離測定手段及び／又は走行時間測定手段を用いるとともに、上記ＤＰＦとして、触媒が担持されていないハニカムフィルタを用い、上記走行距離測定手段により計測された走行距離が所定走行距離となった時点、上記走行時間測定手段により計測された走行時間が所定走行時間となった時点、又は、上記所定走行距離となった時点と上記所定走行時間となった時点のうち、いずれか早い時点に、ＰＭ堆積量は再生が必要な値となったとする判断に基づき、パティキュレートフィルタ昇温手段により上記ＤＰＦ中のパティキュレートを焼却除去して上記ＤＰＦを再生することを特徴とする。
【００７７】
以下、本発明の排ガス浄化方法について具体的に説明する。上記したように、本発明の排ガス浄化方法は、３つの方法に分けられる。以下、３つの排ガス浄化方法について、順次説明することとする。
【００７８】
（第１の排ガス浄化方法）
本発明の第１の排ガス浄化方法は、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行距離測定手段により走行距離を測定するステップと、計測された走行距離に基づき、ＰＭ堆積量Ａを推定するステップと、推定ＰＭ堆積量Ａが所定の閾値を超えたか否かを判断するステップと、推定ＰＭ堆積量Ａが所定の閾値を超えたとき、上記ＤＰＦは再生が必要となったと判断するステップと、再生が必要となったとの判断に基づき、上記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてＤＰＦの温度を上昇させ、ＰＭを焼却除去するステップとを備えている。
【００７９】
上記したように、ＥＣＵ２０は、それぞれ、走行距離測定手段、ＰＭ堆積量推定手段、再生判断手段、パティキュレートフィルタ昇温手段及び再生手段として機能するプログラムを備えており、上記プログラムに基づいた上記ステップを実行することにより、再生処理を適切に行うことができる。
【００８０】
図７は、本発明の第１の排ガス浄化方法における一連の処理を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１１において、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行距離測定手段により走行距離を測定する走行距離測定処理を行う。
【００８１】
すなわち、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、走行距離計２１により測定された走行距離をＥＣＵ２０が読み込み、ＲＡＭの所定領域に記憶する。走行距離の読み込みは、所定の時間毎に行われ、所定時間毎に走行距離が新しい値に更新される。
再生が終了しているか否かは、ＤＰＦ１９の内部温度を測定する温度センサ２３の温度により決定する。すなわち、再生処理によりＤＰＦ１９の内部温度が上昇するが、その後、ＰＭが燃焼しにくい温度（例えば、４００℃）まで下降したときを再生終了時とし、その時点で走行距離を０にリセットする。
【００８２】
次に、ステップＳ１２において、計測された走行距離に基づき、ＰＭ堆積量Ａを推定するＰＭ堆積量推定処理を行う。
すなわち、ＥＣＵ２０には、上記走行距離測定手段により測定される走行距離とＰＭ堆積量との関係を示すデータ（関係式）がＲＯＭにインプットされており、ステップＳ１１でＲＡＭに記憶された走行距離に基づき、上記データ（関係式）を用いて推定ＰＭ堆積量Ａを算出し、その結果をＲＡＭの所定領域に記憶する。
【００８３】
次に、ステップＳ１３において、推定ＰＭ堆積量Ａと所定の閾値とを比較することにより、再生が必要か否かを判断する。
すなわち、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、使用するＤＰＦ１９の容量毎に、ＰＭの堆積量が所定の値を超えると再生が必要となる値（閾値）がインプットされており、ステップＳ１３において得られた推定ＰＭ堆積量ＡとＲＯＭに記憶された閾値とを比較することにより、再生が必要か否かを判断する。
【００８４】
得られた推定ＰＭ堆積量Ａが閾値を超えていないと判断した場合には、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１、ステップＳ１２及びステップＳ１３を繰り返す。
ステップＳ１３において、得られた推定ＰＭ堆積量Ａが閾値を超えている場合には、再生が必要と判断し、得られた推定ＰＭ堆積量Ａが閾値を超えた時点でステップＳ１４に移行する。
【００８５】
次に、ステップＳ１４において、得られた推定ＰＭ堆積量Ａが閾値を超えているので再生が必要となったとの判断に基づき、パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてＤＰＦの温度を上昇させ、ＰＭを焼却除去する再生処理を行う。
【００８６】
すなわち、ステップＳ１３における再生が必要との判断に基づき、ＥＣＵ２０は、エンジン１１を構成するインジェクタ１４及び排気バルブ１５等を制御することにより、ポストインジェクションを行い、排気ガスの温度を上昇させることにより、ＤＰＦ１９の温度をＰＭが燃焼する以上の温度に上昇させ、ＰＭを焼却除去し、ＤＰＦを再生する。
【００８７】
その後、上述したように、温度センサ２３によりＤＰＦ１９の温度を測定し、ＤＰＦ１９の温度がＰＭが燃焼しにくい温度（例えば、４００℃）まで下降したときを再生終了時とし、その時点で走行距離を０にリセットし、ステップＳ１１に戻り、上記したステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理を行う。
【００８８】
（第２の排ガス浄化方法）
次に、第２の排ガス浄化方法について説明する。
本発明の第２の排ガス浄化方法は、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行時間測定手段により走行時間を測定するステップと、計測された走行時間に基づき、ＰＭ堆積量Ｂを推定するステップと、推定ＰＭ堆積量Ｂが所定の閾値を超えたか否かを判断するステップと、推定ＰＭ堆積量Ｂが所定の閾値を超えたとき、上記ＤＰＦは再生が必要となったと判断するステップと、再生が必要となったとの判断に基づき、上記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてＤＰＦの温度を上昇させ、ＰＭを焼却除去するステップとを備えている。
【００８９】
上記したように、ＥＣＵ２０は、それぞれ、走行時間測定手段、ＰＭ堆積量推定手段、再生判断手段、パティキュレートフィルタ昇温手段及び再生手段として機能するプログラムを備えており、上記プログラムに基づいた上記ステップを実行することにより、再生処理を適切に行うことができる。
【００９０】
図８は、本発明の第２の排ガス浄化方法における一連の処理を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ２１において、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行時間測定手段により走行時間を測定する走行時間測定処理を行う。
【００９１】
すなわち、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、時計２２により計測された時間に基づき、エンジン１１が稼働しているか否かを判断するとともに、エンジン１１が稼働していると判断したときには、時計２２により計測されたエンジン稼働時間を積算し、積算値をＲＡＭの所定領域に記憶する。
【００９２】
次に、ステップＳ２２において、得られた走行時間に基づき、ＰＭ堆積量Ｂを推定するＰＭ堆積量推定処理を行う。
すなわち、ＥＣＵ２０には、上記走行時間測定手段を実行することにより得られた走行時間とＰＭ堆積量との関係を示すデータ（関係式）がＲＯＭにインプットされており、ステップＳ２１でＲＡＭに記憶された走行時間に基づき、上記データ（関係式）を用いて推定ＰＭ堆積量Ｂを算出し、その結果をＲＡＭの所定領域に記憶する。
【００９３】
次に、ステップＳ２３において、ＰＭ堆積量Ｂと所定の閾値とを比較することにより、再生が必要か否かを判断する。
すなわち、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、使用するＤＰＦ１９の容量毎に、ＰＭの堆積量が所定の値を超えると再生が必要となる値（閾値）がインプットされており、ステップＳ２２において得られた推定ＰＭ堆積量ＢとＲＯＭに記憶された閾値とを比較することにより、再生が必要か否かを判断する。
【００９４】
得られた推定ＰＭ堆積量Ｂが閾値を超えていないと判断した場合には、ステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１、ステップＳ２２及びステップＳ２３を繰り返す。
ステップＳ２２において、得られた推定ＰＭ堆積量Ｂが閾値を超えている場合には、得られた推定ＰＭ堆積量Ｂが閾値を超えた時点で再生が必要と判断し、ステップＳ２４に移行する。
【００９５】
次に、ステップＳ２４において、得られた推定ＰＭ堆積量Ｂが閾値を超えているので再生が必要となったとの判断に基づき、パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてＤＰＦの温度を上昇させ、ＰＭを焼却除去する再生処理を行う。
【００９６】
すなわち、ステップＳ２３における再生が必要との判断に基づき、ＥＣＵ２０は、エンジン１１を構成するインジェクタ１４及び排気バルブ１５等を制御することにより、ポストインジェクションを行い、排気ガスの温度を上昇させることにより、ＤＰＦ１９の温度をＰＭが燃焼する以上の温度に上昇させ、ＰＭを焼却除去し、ＤＰＦを再生する。
【００９７】
その後、上述したように、温度センサ２３によりＤＰＦ１９の温度を測定し、温度がＰＭが燃焼しにくい温度（例えば、４００℃）まで下降したときを再生終了時とし、その時点で走行距離を０にリセットし、ステップＳ２１に戻り、上記したステップＳ２１〜ステップＳ２４の処理を繰り返す。
【００９８】
上記した本発明の第２の排ガス浄化方法においては、エンジン１１が稼働している時間を走行時間としたが、走行距離計２１が動いて車両が実際に移動している時間を走行時間としてもよい。この場合には、走行距離計２１が動いているか否かを判断し、時計２２に基づき、走行距離計２１が動いている時間のみを積算して走行時間とする。
ＰＭ推定堆積量についても、上記した条件のデータを取得し、それに基づいてＰＭ推定堆積量を算出してもよい。
【００９９】
さらに、エンジン１１は稼働しているが、車両は動いていない場合の単位時間当たりのＰＭの堆積量と、車両が実際に動いている場合の単位時間当たりのＰＭの堆積量に違いがある場合には、上記した二つの条件に合致するデータをそれぞれ取得する。そして、エンジン１１は稼働しているが、車両は動いていない時間と、車両が実際に動いている時間とを別々に積算し、それぞれの時間及びそれらに基づく推定ＰＭ堆積量を算出し、両者を積算することにより、推定ＰＭ堆積量を得てもよい。
【０１００】
（第３の排ガス浄化方法）
本発明の第３の排ガス浄化方法は、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行距離測定手段により走行距離を測定するステップと、計測された走行距離に基づき、ＰＭ堆積量Ａを推定するステップと、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行時間測定手段により走行時間を測定するステップと、計測された走行時間に基づき、ＰＭ堆積量Ｂを推定するステップと、推定ＰＭ堆積量Ａ又は推定ＰＭ堆積量Ｂが所定の閾値を超えたか否かを判断するステップと、推定ＰＭ堆積量Ａが所定の閾値を超える時点、及び、推定ＰＭ堆積量Ｂが所定の閾値を超える時点のうち、いずれか早く所定の閾値を超えた時点を基準とし、そのとき、ＤＰＦは再生が必要となったと判断するステップと、再生が必要となったとの判断に基づき、上記パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてＤＰＦの温度を上昇させ、ＰＭを焼却除去するステップとを備えている。
【０１０１】
上記したように、ＥＣＵ２０は、それぞれ、走行距離測定手段、走行時間測定手段、走行距離又は走行時間に基づくＰＭ堆積量推定手段、再生判断手段、パティキュレートフィルタ昇温手段、及び、再生手段として機能するプログラムを備えており、上記プログラムに基づいた上記ステップを実行することにより、再生処理を適切に行うことができる。
【０１０２】
図９は、本発明の第３の排ガス浄化方法における一連の処理を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ３１において、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行距離測定手段により走行距離を測定する走行距離測定処理を行う。
すなわち、第１の排ガス浄化方法のステップＳ１１と同様に、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、走行距離計２１により測定された走行距離をＥＣＵ２０が読み込み、ＲＡＭの所定領域に記憶する。
【０１０３】
次に、ステップＳ３２において、計測された走行距離に基づき、ＰＭ堆積量Ａを推定するＰＭ堆積量推定処理を行う。
すなわち、ＥＣＵ２０には、上記走行距離測定手段により測定される走行距離とＰＭ堆積量との関係を示すデータ（関係式）がＲＯＭにインプットされており、第１の排ガス浄化方法のステップＳ１２と同様に、ステップＳ３１でＲＡＭに記憶された走行距離に基づき、上記データ（関係式）を用いて推定ＰＭ堆積量Ａを算出し、その結果をＲＡＭの所定領域に記憶する。
【０１０４】
次に、ステップＳ３３において、第２の排ガス浄化方法のステップＳ２１と同様に、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、上記走行時間測定手段により走行時間を測定する走行時間測定処理を行う。
【０１０５】
すなわち、車両の運転開始時又は再生終了時を始点として、時計２２により計測された時間に基づき、エンジン１１が稼働しているか否かを判断するとともに、エンジン１１が稼働していると判断したときには、時計２２により計測されたエンジン稼働時間を積算し、積算値をＲＡＭの所定領域に記憶する。
【０１０６】
次に、ステップＳ３４において、得られた走行時間に基づき、ＰＭ堆積量Ｂを推定するＰＭ堆積量推定処理を行う。
すなわち、ＥＣＵ２０には、上記走行時間測定手段を実行することにより得られた走行時間とＰＭ堆積量との関係を示すデータ（関係式）がＲＯＭにインプットされており、第２の排ガス浄化方法のステップＳ２２と同様に、ステップＳ３３でＲＡＭに記憶された走行時間に基づき、上記データ（関係式）を用いて推定ＰＭ堆積量Ｂを算出し、その結果をＲＡＭの所定領域に記憶する。
【０１０７】
次に、ステップＳ３５において、ステップＳ３２で得られた走行距離に基づくＰＭ堆積量Ａと所定の閾値とを比較することにより、再生が必要か否かを判断する。
すなわち、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、使用するＤＰＦ１９の容量毎に、ＰＭ堆積量が所定の値を超えると再生が必要となる値（閾値）がインプットされており、第１の排ガス浄化方法のステップＳ１３と同様に、ステップＳ３２において得られた走行距離に基づく推定ＰＭ堆積量ＡとＲＯＭに記憶された閾値とを比較することにより、再生が必要か否かを判断する。
【０１０８】
得られた走行距離に基づく推定ＰＭ堆積量Ａが閾値を超えていないと判断した場合には、ステップＳ３６に移行する。
【０１０９】
一方、ステップＳ３５において、得られた走行距離に基づく推定ＰＭ堆積量Ａが閾値を超えていると判断した場合には、得られた推定ＰＭ堆積量Ａが閾値を超えた時点でステップＳ３７に移行する。
【０１１０】
ステップＳ３７では、得られた推定ＰＭ堆積量Ａが閾値を超えているので再生が必要となったとの判断に基づき、パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてＤＰＦの温度を上昇させ、ＰＭを焼却除去する再生処理を行う。
【０１１１】
一方、得られた走行距離に基づく推定ＰＭ堆積量Ａが閾値を超えていないと判断し、ステップＳ３６に移行した場合、ステップＳ３６では、走行時間に基づくＰＭ堆積量Ｂと所定の閾値とを比較することにより、再生が必要か否かを判断する。
すなわち、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、走行時間に基づき、使用するＤＰＦ１９の容量毎に、ＰＭの堆積量が所定の値を超えると再生が必要となる値（閾値）がインプットされており、第２の排ガス浄化方法のステップＳ２３と同様に、ステップＳ３４において得られた走行時間に基づく推定ＰＭ堆積量ＢとＲＯＭに記憶された閾値とを比較することにより、再生が必要か否かを判断する。
【０１１２】
ステップＳ３６において得られた走行時間に基づく推定ＰＭ堆積量Ｂが閾値を超えていないと判断した場合には、ステップＳ３１に戻り、ステップＳ３５かステップＳ３６で再生処理が必要と判断するまで、ステップＳ３１〜ステップＳ３６の処理を繰り返す。
ステップＳ３５で再生処理が必要と判断しない場合であっても、ステップＳ３６において、再生処理が必要と判断した場合には、得られた推定ＰＭ堆積量Ｂが閾値を超えた時点でステップＳ３７に移行し、パティキュレートフィルタ昇温手段を駆動させてＤＰＦの温度を上昇させ、ＰＭを焼却除去する再生処理を行う。
【０１１３】
この第３の排ガス浄化方法においては、走行距離に基づく推定ＰＭ堆積量Ａか、走行時間に基づく推定ＰＭ堆積量Ｂのいずれか早く閾値に到達した時点で、再生処理を行うので、早めに再生処理を行うことができる。
すなわち、例えば、渋滞等で走行距離が余り長くない場合であっても、エンジンが稼働している時間が長いとＰＭの堆積量が多くなり、早く閾値に到達することも考えられるので、その場合には、走行時間に基づいて再生処理を行うことができる。
【０１１４】
上記した第３の排ガス浄化方法では、走行距離に基づいてＰＭ堆積量を推定し、走行時間に基づいてＰＭ堆積量を推定しているが、走行距離と走行時間の両方を考慮することにより、１つのＰＭ堆積量を推定してもよい。すなわち、所定の時間における走行距離と走行時間との比から、渋滞等で車両が停車している時間の割合が多いか否かが分かるが、そのような種々の状況において、ＰＭ堆積量がどのようになるか、実際のデータを取り、それに基づいてＰＭ堆積量を推定してもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１０    排ガス浄化システム
１１    エンジン（内燃機関）
１２    シリンダ
１２ａ  ピストン
１３    燃焼室
１４    インジェクタ（燃料噴射弁）
１５    排気バルブ（排気弁）
１６    排気通路
１７    排ガス浄化装置
１８    触媒担体
１９    パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
２０    ＥＣＵ（制御装置）
２１    走行距離計
２２    時計
２３    温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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