(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気中のパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの下流に設けられた排気浄化触媒とを排気系に備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記パティキュレートフィルタは、該パティキュレートフィルタに含まれる気孔のうち、９０％以上の気孔の気孔径が、水銀ポロシメトリ法において９マイクロメートル以下であって、パティキュレートが溜まっていない状態での該パティキュレートの捕集率が７５％以上であり、
前記パティキュレートフィルタの入口側チャネルの表面に、該パティキュレートフィルタよりも気孔率が高く、水銀ポロシメトリ法により計測した平均気孔径が小さい多孔体が形成されており、かつ、パティキュレートの燃焼を促進するための触媒が担持されている、
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
排気中のパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの下流に設けられた排気浄化触媒とを排気系に備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記パティキュレートフィルタは、二層以上の構造を有しており、該二層のうちパティキュレートが堆積する最表面層は、該最表面層に含まれる気孔のうち、９０％以上の気孔の気孔径が、水銀ポロシメトリ法において９マイクロメートル以下であって、パティキュレートが溜まっていない状態での該パティキュレートの捕集率が７５％以上であり、
前記パティキュレートフィルタの入口側チャネルの表面に、該パティキュレートフィルタよりも気孔率が高く、水銀ポロシメトリ法により計測した平均気孔径が小さい多孔体が形成されており、かつ、パティキュレートの燃焼を促進するための触媒が担持されている、
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
排気中のパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの下流に設けられた排気浄化触媒とを排気系に備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記パティキュレートフィルタの入口側チャネルの表面に、該パティキュレートフィルタよりも気孔率が高く、水銀ポロシメトリ法により計測した平均気孔径が小さい多孔体が形成されており、かつ、パティキュレートの燃焼を促進するための触媒が担持され、
前記パティキュレートフィルタは、パティキュレートが溜まっていない状態での該パティキュレートの捕集率が７５％以上である、
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記多孔体は、水銀ポロシメトリ法における平均気孔径が５マイクロメートル未満であり、かつ気孔率が６０％以上であることを特徴とする請求項３に記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記排気浄化触媒は、触媒を担持する担体としてγアルミナを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記排気浄化触媒は、排気が酸素過剰雰囲気である場合に排気中のＮＯｘを捕捉する物質が担持されていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記排気浄化触媒は、ゼオライトを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記ゼオライトは、ベータゼオライトであることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記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燃焼させて該パティキュレートフィルタを再生した後に、前記排気浄化触媒の脱硫操作を行うことを特徴とする、
請求項１から８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記パティキュレートフィルタを再生した後であって、該パティキュレートフィルタがパティキュレートを深層濾過によって濾過している期間中に、前記排気浄化触媒の脱硫操作を行うことを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
前記脱硫操作中に前記内燃機関がリーン運転状態になって脱硫操作を中断した場合には、該内燃機関の運転状態に応じて再びリッチ状態に戻し、脱硫操作を継続することを特徴とする請求項９または１０に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気（排ガス）から不所望な物質であるＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ等を取り除くために触媒が用いられている。このような触媒としては、白金（Ｐｔ）を始めとする貴金属、セリア（ＣｅＯ２）・ジルコニア（ＺｒＯ２）等の酸化吸放出剤（ＯＳＣ）、および他の添加剤が用いられることがある。
【０００３】
このような排気浄化触媒は、一般に、ガスとの接触性を向上させるために多数の細孔を有すると共に高い比表面積を有する担体上に担持される。より具体的には、排気浄化触媒は、モノリス形状を有するハニカム体に直接担持するのではなく、ハニカム体に高比表面積を有する担体（例えば、γアルミナ）を担持し、その後に排気を浄化する成分である触媒が担持される。
【０００４】
一方、たとえば下記の特許文献１に示されるように、貴金属やＯＳＣ等とは別に、触媒としてゼオライトが用いられることがある。ゼオライトは、固体酸としても機能し、アンモニア吸着材として用いられるほか、排気中の未燃ＨＣとＮＯｘを選択的に反応させる選択還元触媒（ＨＣ−ＳＣＲ）としても用いられる。ゼオライトは、該ゼオライト自身が、規則性を有する細孔を有することが特徴的である。
【特許文献１】特開２００８−３１９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
γアルミナやゼオライトなどの多数のミクロ・ナノ細孔を有する触媒においては、排気中のパティキュレートである可溶有機成分（ＳＯＦ）やすす（スート(Soot)）が飛来し、これらが炭化して細孔を閉塞することにより、該触媒を失活させるという、いわゆるコーキング(coaking)が問題となる。コーキングが一旦起こると、これを取り除くのは容易ではない。コーキングを取り除くには、高温かつ酸化雰囲気内で長期にわたって触媒をさらすことが必要とされるが、このような操作を行うためには、付加的なデバイスを必要としたり、また、ポスト噴射等を用いて燃料を酸化させて高温にする必要があり、これは、燃費の低下を招く等の不利益を招くおそれがある。
【０００６】
一方、ディーゼルエンジンなどのパティキュレートを排出する内燃機関においては、該パティキュレートを捕捉するために、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を装着する車両が、エミッションの規制強化に伴い増加している。既に市場に流通しているＤＰＦは、平均気孔径が約１１〜２０マイクロメートル、平均気孔率が約４０〜５５％であり、該ＤＰＦを用いることで、ＤＰＦを再生した時から、次の再生に至るまでの期間、平均９５％以上のパティキュレート捕集率を実現することができる。これは、パティキュレートに関する規制に十分対応可能なものである。
【０００７】
しかしながら、このようなフィルタを用いた場合においても、運転状態によっては、ＤＰＦの下流側に配置された触媒が、コーキングによってその機能に低下が生じることが判明した。特に、ＤＰＦの再生を行った後に下流側の触媒の脱硫処理を行う等によって、該触媒が、数分以上の長期にわたって酸化雰囲気と還元雰囲気が繰り返される雰囲気で高温にさらされる場合には、該触媒の機能低下の度合いが著しい。
【０００８】
したがって、運転状態にかかわらず、ＤＰＦのようなパティキュレートを捕捉するフィルタの下流にある触媒が、パティキュレートの飛来によって失活するのを抑制するための、内燃機関の排気浄化装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、排気中のパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの下流に設けられた排気浄化触媒とを排気系に備え、該フィルタの、パティキュレートが溜まっていない状態での該パティキュレートの捕集率が７５％以上である。
【００１０】
従来のＤＰＦのようなパティキュレートフィルタでは、パティキュレートフィルタを再生した直後、すなわち、すなわちパティキュレートが溜まっていない状態でのパティキュレート捕集率（初期捕集率と呼ばれる）が低く、よって、パティキュレートフィルタの下流の触媒にパティキュレートが飛来してコーキングを生じさせるおそれがあった。この発明では、初期捕集率が７５％以上と従来のパティキュレートフィルタに比べて高いので、このようなコーキングを抑制することができる。
【００１１】
本発明の他の態様によると、排気中のパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの下流に設けられた排気浄化触媒とを排気系に備え、パティキュレートフィルタに含まれる気孔のうち、９０％以上の気孔の気孔径が、水銀ポロシメトリ法において９マイクロメートル以下であるよう構成される。
【００１２】
本願発明者によれば、細孔（気孔）の径が９マイクロメートル以下のものが９０％以上であるようパティキュレートフィルタを構成すれば、初期捕集率を向上させることができることがわかった。この発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、こうして構成されたパティキュレートフィルタにより、該フィルタの下流の触媒のコーキングを抑制することができる。
【００１３】
本発明の他の態様によると、排気中のパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの下流に設けられた排気浄化触媒とを排気系に備え、該フィルタは、二層以上の構造を有しており、パティキュレートが堆積する最表面層は、該層に含まれる気孔のうち９０％以上の気孔の気孔径が、水銀ポロシメトリ法において９マイクロメートル以下である。
【００１４】
この発明によれば、パティキュレートフィルタを複数の層で構成し、最表面層でパティキュレートを高効率に捕集するという役割を担わせると共に下層でフィルタ構造体の強度を維持するという役割を担わせることにより、フィルタの強度を保ちつつ、初期捕集率を向上させることができる。また、パティキュレートが堆積する最表面層について、細孔（気孔）の径が９マイクロメートル以下のものが９０％以上であるように該フィルタを構成することにより、初期捕集率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の他の態様によると、排気中のパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの下流に設けられた排気浄化触媒とを排気系に備え、該パティキュレートフィルタの入口側チャネルの表面に、該パティキュレートフィルタよりも気孔率が高く、かつ、水銀ポロシメトリ法により計測した平均気孔径が小さい多孔体が形成されている。
【００１６】
本願発明者の知見によれば、パティキュレートフィルタの入口チャネルの表面に、該パティキュレートフィルタよりも気孔率が高く、かつ平均気孔径が小さい多孔体を形成することにより、初期捕集率を向上させることができることがわかった。この発明は、この知見に基づいてなされたものであり、こうして構成されたパティキュレートフィルタにより、該フィルタの下流の触媒のコーキングを抑制することができる。
【００１７】
本発明の他の態様によると、上記多孔体は、水銀ポロシメトリ法における平均気孔径が５マイクロメートル未満であり、かつ気孔率が６０％以上である。
【００１８】
多孔体をこのような構成とすることにより、初期捕集率を７５％以上に向上させることができる。
【００１９】
本発明の他の態様によると、パティキュレートフィルタの入口側チャネルの表面には、パティキュレートの燃焼を促進するための触媒が担持されている。
【００２０】
このような触媒を担持したパティキュレートフィルタを構成することにより、パティキュレートを捕捉するだけでなく、パティキュレートの燃焼を促進することができる。
【００２１】
本発明の他の態様によると、上記排気浄化触媒は、触媒を担持する担体としてγアルミナを含む。このように、本願発明の上記パティキュレートフィルタの下流にγアルミナを含む触媒を配置し、該触媒のコーキングを抑制することができる。
【００２２】
本発明の他の態様によると、上記排気浄化触媒は、排気が酸素過剰雰囲気である場合に排気中のＮＯｘを捕捉する物質が担持されている。こうして、本願発明の上記パティキュレートフィルタの下流に、ＮＯｘを捕捉する触媒を配置し、該触媒のコーキングを抑制することができる。
【００２３】
本発明の他の態様によると、上記排気浄化触媒は、ゼオライトを含む。こうして、本願発明の上記パティキュレートフィルタの下流に、ゼオライトを含む触媒を配置し、該触媒のコーキングを抑制することができる。
【００２４】
本発明の他の態様によると、上記ゼオライトは、ベータゼオライトである。こうして、本願発明の上記パティキュレートフィルタの下流に、ベータゼオライトを含む触媒を配置
し、該触媒のコーキングを抑制することができる。
【００２５】
本発明の他の態様によると、上記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燃焼させて該フィルタを再生した後に、上記排気浄化触媒の脱硫操作を行う。
【００２６】
この発明によれば、パティキュレートフィルタの再生後に脱硫処理を行うので、脱硫処理の後にパティキュレートフィルタの再生を行う場合に比べて燃費を向上させることができる。従来のＤＰＦのようなパティキュレートフィルタの場合、パティキュレートフィルタの再生後に脱硫処理を行うと、コーキングによって触媒が劣化するおそれがあるが、本願発明のパティキュレートフィルタは初期捕集率が高いので、該フィルタの再生後に脱硫処理を行っても、このような劣化を回避することができる。
【００２７】
本発明の他の態様によると、パティキュレートフィルタを再生した後であって、該パティキュレートフィルタがパティキュレートを深層濾過によって濾過している期間中に、排気浄化触媒の脱硫操作を行う。このように、パティキュレートフィルタの再生後になるべく連続して脱硫処理を行うことにより、燃費のロスを抑制することができる。
【００２８】
本発明の他の態様によると、脱硫操作中に内燃機関がリーン運転状態になって該脱硫操作を中断した場合には、該内燃機関の運転状態に応じて再びリッチ状態に戻し、脱硫操作を継続する。このように、運転状態によって脱硫処理が一時中断し、その後に該脱硫処理を再開した場合でも、本願発明のパティキュレートフィルタは初期捕集率が高いので、コーキングによって触媒が劣化するのを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施形態に従う、内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）の概略的な構成を示す図である。
【００３０】
電子制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）１は、中央処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータであり、車両の各部から送られてくるデータを受け取って、メモリに記憶されたプログラムを実行することによって演算を行い、制御信号を生成し、これを、エンジンの各部を制御するために送る。
【００３１】
エンジン２は、たとえば４気筒を有しており、この実施例では、ディーゼルエンジンである。エンジン２には、吸気バルブ（図示せず）を介して吸気通路３が連結されると共に、排気バルブ（図示せず）を介して排気通路４が連結されている。吸気通路３に導入された空気は、吸気バルブが開弁すると共にピストン７が下降するときに燃焼室に吸入され、該ピストン７の上昇によって該空気は圧縮される。
【００３２】
燃料タンク（図示せず）からの燃料が、それぞれの気筒の燃焼室を臨むよう設けられた燃焼噴射弁６に供給される。燃料噴射弁６は、圧縮行程で燃料を噴いた後、さらに、膨張行程および排気行程においても燃料を噴射することのできる多段噴射式の燃料噴射弁を用いている。
【００３３】
ＥＣＵ１からの制御信号に応じて燃料噴射弁６が駆動されると、燃料が燃焼室内に噴射される。これにより、圧縮行程において圧縮されて高温となった吸入空気と燃料が自然着火して、燃焼を起こす。該燃焼によってピストン７が下方に駆動された後、該ピストン７は再び上昇し、排気バルブ（図示せず）が開弁するとき、排気通路４を介して排ガス（排気）を排出する。
【００３４】
上記のような圧縮行程における燃料噴射は、主噴射と呼ばれる。他方、膨張行程および排気行程における燃料噴射はポスト噴射と呼ばれ、該ポスト噴射は、後述するように、ＤＰＦ１２の再生処理および触媒１３の脱硫処理に用いられる。主噴射およびポスト噴射の燃料噴射時間および燃料噴射時期は、ＥＣＵ１からの制御信号によって制御される。
【００３５】
吸気通路３には、吸気絞りの機能を果たすインテークシャッタ５が設けられ、該インテークシャッタ５には、電動モータなどのアクチュエータ１５が接続されている。ＥＣＵ１によってアクチュエータ１５が駆動されると、それに応じてインテークシャッタ５は閉鎖方向に駆動され、吸気通路３を通過する吸気量を減少させる。
【００３６】
排気通路４と吸気通路３との間にはＥＧＲ管８が接続されており、排気の一部を吸気通路３に還流させる。該ＥＧＲ管８には、ＥＧＲバルブ９が設けられている。ＥＣＵ１からの制御信号に応じて、ＥＧＲバルブ９の開度が制御され、これにより、還流させるＥＧＲガスの量を調整することができる。
【００３７】
排気通路４には、上流から下流に向けて、三元触媒１１、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）１２、および排気浄化触媒１３が設けられている。三元触媒（ＴＷＣ）１１は、ストイキ雰囲気下において、排気中のＨＣおよびＣＯを酸化するとともにＮＯｘを還元することによって、排気を浄化する。
【００３８】
ＤＰＦ１２は、排気中の未燃ＨＣ（炭化水素）などの固形の微粒子（Particulate Matterパーティキュレートマター。以下「ＰＭ」または「パティキュレート」と呼ぶ）を捕集するためのフィルタである。排気浄化触媒１３は、排気を浄化するための触媒であり、この実施例では、酸素濃度が高い酸化雰囲気（リーン雰囲気）において、排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）成分を吸着する触媒である。捕捉されたＮＯｘは、酸素濃度が低い還元雰囲気（リッチ雰囲気）において、排気中の還元剤によって還元され、浄化される。
【００３９】
λセンサ１７は、ＤＰＦ１２と排気浄化触媒１３との間に取り付けられており、排気浄化触媒前の空燃比に応じた電圧を出力するセンサである。該センサの出力値は、ＥＣＵ１に送られる。該センサの出力値から、空気過剰率λ（混合気の空燃比／理論空燃比）が検出される。
【００４０】
温度センサ１８は、排気浄化触媒１３の温度を検出するためのセンサである。該センサの出力値は、ＥＣＵ１に送られる。
【００４１】
前述したように、パティキュレートを捕集するためのＤＰＦ１２を設けた場合でも、該ＤＰＦ１２の下流側に設けられた触媒１３に、コーキング（ｃｏａｋｉｎｇ）が生じるおそれがあることが判明した。すなわち、排気中のパティキュレートが飛来し、これらが炭化して該触媒１３の細孔を閉塞することにより、該触媒が失活するおそれのあることがわかった。
【００４２】
そして、本願発明者は、該ＤＰＦにパティキュレートが溜まっていない状態において、該ＤＰＦのパティキュレート捕集率（ＤＰＦによってパティキュレートが捕捉される割合）が７５％以上であれば、このようなコーキングを抑制することができる、ということを知見した。最初に、このような知見に至った根拠を説明する。なお、以下の説明において、気孔径の値は、周知の水銀ポロシメトリ法（Mercury Porosimetry）で測定した場合の値である。
【００４３】
図２は、従来のＤＰＦの軸方向の断面図を示している。ＤＰＦは、ハニカム構造体１０１を有したフィルタであり、該ハニカムの入口または出口の一方を交互に閉塞し、排気を該フィルタ内に強制的に通過させることで排気中に含まれるパティキュレートを濾過するものである。図の矢印が、排気の流れを示している。
【００４４】
しかしながら、該濾過のメカニズムは、ＤＰＦの再生後におけるパティキュレートが堆積していない状態から、該ＤＰＦを次に再生するまでの間、常に同じ状態ではない。
【００４５】
すなわち、図３に示すように、ＤＰＦ再生直後の該ＤＰＦにパティキュレートがほとんど堆積していない状態（ａ）においては、フィルタの内部にパティキュレートが入り込むことで該パティキュレートを捕捉するいわゆる深層濾過によって、パティキュレートが濾過される。その後、（ｂ）に示すように、パティキュレートは、フィルタの入口である最表面の気孔（細孔）を閉塞し、該閉塞の生じた後は、パティキュレートはフィルタ内部に入ることはほとんどない。したがって、パティキュレートは、フィルタ入口の壁面に堆積するいわゆる表層濾過によって濾過されることとなる。
【００４６】
図４は、ＤＰＦにおけるパティキュレート堆積量と、ＤＰＦよるパティキュレート捕集率の関係を示すグラフである。図に示すように、表層濾過が起きるときには、ＤＰＦは、約９５％以上のパティキュレートを捕捉することができる。それに対し、表層濾過が起こるまでの深層濾過の領域では、パティキュレート捕集率は、表層濾過領域に比べて低く、特に、パティキュレートの堆積量がゼロに近いほど、捕集率は低下する。該深層濾過領域における捕集率は、市場に流通しているＤＰＦの場合、約６０〜７５％にすぎない。したがって、ＤＰＦを再生した直後の深層濾過が行われている状態、すなわちパティキュレートがほとんど堆積していない状態では、２割以上のパティキュレートが排出されることとなり、これが、ＤＰＦの下流に配置された触媒に飛来することにより、該触媒にコーキングを生じさせることになると考えられる。
【００４７】
さらに、ＤＰＦの下流に配置された触媒が、硫酸被毒からの再生（脱硫と呼ばれる）を必要とする場合には、約５５０度以上の還元雰囲気（リッチ雰囲気）にさらす必要がある。しかしながら、エンジンの保護または運転者の要求などによって常にリッチ状態を維持することは容易ではなく、エンジンの運転状態によっては、脱硫処理を中断し、酸化雰囲気（リーン雰囲気）にする必要が生じる。その後、再び脱硫が可能な運転状態になった場合にはリッチ雰囲気に戻す。このような、高温の還元雰囲気と酸化雰囲気に交互にさらされる状況がＤＰＦの再生完了後に行われた場合、還元雰囲気でＤＰＦにパティキュレートが深層濾過で堆積され、その後に酸化雰囲気にさらされた瞬間に、該堆積したパティキュレートが燃焼してしまい、よって、ＤＰＦにおいて深層濾過しか行われない状態が続くおそれがある。深層濾過しか行われない状態が続くと、パティキュレート捕集率は、図４に示すように６０〜７０％程度であり、よって、３０〜４０％のパティキュレートは、ＤＰＦの下流にある触媒に飛来するので、該触媒が、コーキングによって失活する可能性が高くなる。
【００４８】
したがって、図４の深層濾過領域で示されるように、パティキュレートがほとんど堆積されていない状態（初期状態）におけるパティキュレート捕集率（これを、初期捕集率と呼ぶ）を向上させるようにフィルタを構成すれば、上記のようなコーキングを抑制することができる。
【００４９】
従来のＤＰＦにおいて、初期捕集率が低い理由としては、約１１マイクロメートル以上の気孔径のフィルタを用いているためと考えられる。図５に示すように、フィルタの平均気孔径が大きいほど、パティキュレートの初期捕集率は低下する。したがって、初期捕集率を上げるためには、該気孔径を、より小さいものにすればよい。本願発明者によれば、後述するシミュレーションに示すように、フィルタを構成する気孔について、その９０％以上の気孔径が９マイクロメートル（μｍ）以下であれば、初期捕集率を７５％以上にすることができることがわかった。その結果、ＤＰＦを再生した直後において、パティキュレートがＤＰＦをすりぬけてしまうのを抑制することができ、よって、ＤＰＦの下流にある触媒のコーキングを抑制することができる。したがって、この発明の一実施形態では、ＤＰＦ１２は、フィルタを構成する気孔について、その９０％以上の気孔径が９マイクロメートル（μｍ）以下であるよう構成され、これにより、初期捕集率、すなわちパティキュレートが堆積していない状態（深層濾過領域）でのパティキュレート捕集率を７５％以上にする。
【００５０】
このように、フィルタの気孔径を小さくすることは、初期捕集率を向上させることができるので、コーキングを抑制する手法として望ましい。しかしながら、気孔径が小さくなるほど、圧損が増加するおそれがある。圧損を下げるには、フィルタの壁圧を薄くする方法が有効であるが、薄すぎると、フィルタ構造体の強度が下がるという問題が生じうる。一方、小さい気孔径が必要とされるのは、パティキュレートが捕集されるフィルタの入口界面近傍のみで十分である。したがって、パティキュレートの捕集と直接関係ない部分についても気孔径を小さくして圧損を増加するのを防止するため、該捕集の関係する入口界面近傍のみの気孔径を小さくするのがよい。
【００５１】
したがって、この発明の好ましい一実施形態では、ＤＰＦのフィルタ構造体は、二層以上の多孔体から構成され、パティキュレートを捕捉するための多孔質層とフィルタ構造体の強度を維持する多孔質層とに分けることにより、初期捕集率の向上および低圧損の維持の両方を達成することができる。このような２層構造が、図６に示されている。図に示すように、ＤＰＦは、第１の層１０１と第２の層１０２から成るフィルタ構造体となっている。第１の層は、フィルタ構造を維持するための層であり、従来のＤＰＦのフィルタ構造体を構成する層１０１（図２）と同様のものを用いることができる。第２の層１０２は、排気が流入する入口チャネル１０３の表面を覆うように形成されており、パティキュレートを捕捉するための多孔質層となっている。第２の層１０２の気孔径は第１の層１０２の気孔径よりも小さく、好ましくは、前述したように、該第２の層に含まれる気孔のうちの９０％以上の気孔の気孔径が９マイクロメートル以下であるよう該第２の層１０２は構成される。このように、パティキュレートを高効率で捕集する役割を第２の層に担わせると共に、フィルタ構造体の強度を維持する役割を、第１の層に担わせることにより、フィルタの強度を維持しつつ、初期捕集率を７５％以上にすることのできるＤＰＦを実現することができる。
【００５２】
さらに、この発明の代替の実施形態では、第１の層１０１の多孔体よりも気孔率が高く、かつ第１の層１０１よりも平均気孔径が小さい多孔体を、第２の層１０２として形成してもよい。本願発明者によれば、後述するシミュレーションに示されるように、このような多孔体を第２の層として形成することにより、初期捕集率を向上させることができることがわかった。好ましくは、該第２の層の多孔体の平均気孔径は、５マイクロメートル未満であり、気孔率は６０％以上であり、これにより、初期捕集率を７５％以上に上げることができる。
【００５３】
ＤＰＦを、３つ以上の層から構成してもよい。この場合、パティキュレートが堆積する最表面の層を、気孔のうちの９０％以上の気孔の気孔径が９マイクロメートル以下であるよう構成することができる。これにより、最表面層は、パティキュレートを高効率で捕集することができ、それよりも下の層によって、フィルタ構造体の強度を維持することができる。また、該最表面の層を、上記の代替形態で説明した多孔体として形成してもよい。この場合、該最表面層の多孔体は、気孔率が、最表面層以外の他の層のいずれの気孔率よりも高く、また、気孔径が、該他の層のいずれの気孔径よりも小さいよう構成される。前述したように、好ましくは、該最表面層の多孔体の平均気孔径は、５マイクロメートル未満であり、気孔率は６０％以上である。
【００５４】
なお、このように構成された本願発明のＤＰＦの入口側チャネルの表面に、触媒成分を担持するようにしてもよい。これにより、ＤＰＦを再生する時に、パティキュレートの燃焼を促進することができる。前述した２層以上の層構造のＤＰＦの場合には、パティキュレートが堆積する最表面層上（図６では、フィルタの入口チャネルの表面となる第２の層１０２上）に触媒成分を担持してよい。代替的に、該最表面層の多孔体自体を、触媒成分から構成するようにしてもよい。
【００５５】
次に、本願発明に従う上記のＤＰＦを用いてどのような効果が得られるかについて調べたシミュレーションを説明する。まず、シミュレーションに用いたＤＰＦについて説明する。このシミュレーションでは、３つのＤＰＦを用いた。いずれのフィルタも、直径は１４３．８ミリメートルおよび長さは１５２ミリメートルの大きさを有する。
【００５６】
第１のＤＰＦ（以下、ＤＰＦ１とする）は、従来の炭化珪素製のＤＰＦであり、平均気孔径は１２マイクロメートであり、気孔率は４３％である。ＤＰＦ１には、触媒成分は担持されていない。
【００５７】
第２のＤＰＦ（ＤＰＦ２と呼ぶ）は、本願発明の一実施形態に従うＤＰＦである。これは、チタン酸アルミニウム製のＤＰＦであり、平均気孔径は７マイクロメートル、気孔率は４５％である。このフィルタの気孔の気孔径を水銀ポロシメトリ法で計測した結果、９０％以上の気孔の気孔径が９マイクロメートル以下であった。ＤＰＦ２には、触媒成分は担持されていない。
【００５８】
第３のＤＰＦ（ＤＰＦ３と呼ぶ）は、本願発明の一実施形態に従うＤＰＦであり、従来のＤＰＦの排気流路の入口側（すなわち、ＤＰＦの入口側チャネル）の表面全体に、多孔体を、平均２２マイクロメートルの厚さで担持した。該多孔体は触媒成分であり、この実施例では酸化セリウムである。担持は、噴霧熱分解装置で作成した酸化セリウムを、キャリアガスと共にＤＰＦに通過させることによって行った。担持した後、７００度で１時間の焼成を行った。
【００５９】
こうしてできあがったＤＰＦから酸化セリウムの多孔体のみをはぎって該多孔体の気孔について、気孔径および気孔率を測定した結果、平均気孔径は３マイクロメートルおよび気孔率は７２％であった。
【００６０】
ＤＰＦ１〜３をそれぞれエンジンの排気系に取り付け、堆積したパティキュレートに対するパティキュレート捕集率を測定した。この結果を、図７に示す。ＤＰＦ１は、初期捕集率が６０％程度である。ＤＰＦ２の初期捕集率は７７％以上であり、ＤＰＦ３の初期捕集率は８３％以上となった。ここで、初期捕集率は、ＤＰＦに堆積しているパティキュレートの量が０．１ｇ／Ｌ未満の状態におけるパティキュレート捕集率を示す。なお、堆積しているパティキュレートの量は、ＨＯＲＩＢＡ製１２３０ＰＭを用いて測定し、捕集率は、以下の式により算出した。
【００６１】
パティキュレート捕集率＝（１−（ＤＰＦ後のパティキュレート量）／（ＤＰＦ前のパティキュレート量））×１００
図７のＤＰＦ２についてのパティキュレート捕集率によって示されるように、気孔径が９マイクロメートル以下のものが９０％以上存在するフィルタとしてＤＰＦを構成することにより、初期捕集率を７５％以上に向上させることができる。したがって、ＤＰＦの下流に配置された触媒のコーキングを抑制することができる。
【００６２】
また、図７のＤＰＦ３についてのパティキュレート捕集率によって示されるように、従来のＤＰＦを構成する物質よりも、平均気孔径が小さく、かつ気孔率が高い多孔体を、該ＤＰＦの入口チャネル表面全体に形成することにより、初期捕集率を向上させることができる。ＤＰＦ３の例では、初期捕集率を８３％以上に向上させているが、前述したように、平均気孔径が５マイクロメートル未満であり、かつ気孔率が６０％以上である多孔体を、ＤＰＦの入口チャネル表面全体に形成することにより、初期捕集率を７５％以上に向上させることができる。
【００６３】
次に、当該シミュレーションで用いた、ＤＰＦの下流に配置される触媒について説明する。該触媒についても、３種類用意された。
【００６４】
第１の触媒（以下、触媒１と呼ぶ）は、次のようにして生成された。すなわち、４００セル／３．５ミル(mil)のコーディエライトハニカム容積１Ｌ（リットル）上に、１５０グラム（ｇ）のγアルミナを含浸法により担持した後、７００度（℃）で２時間にわたり焼成を行った。その後、質量パーセント濃度が５ｍａｓｓ％の硝酸バリウム溶液を用いて、含浸法で、バリウム重量で４０グラムのバリウムの担持を行った。さらに、ジニトロジアミン白金酸を完全に溶解させた水溶液を用い、含浸法で、白金重量で４グラムの白金の担持を行い、その後、５５０度で３時間にわたり焼成を行った。
【００６５】
第２の触媒（以下、触媒２と呼ぶ）は、次のようにして生成された。すなわち、４００セル／３．５ミル(mil)のコーディエライトハニカム容積１Ｌ（リットル）上に、１５０グラム（ｇ）のγアルミナを含浸法により担持した後、７００度で２時間にわたり焼成を行った。その後、硝酸セリウムを完全に溶解させた溶液を用い、含浸法で、セリウム重量で１４０グラムのセリウムの担持を行った。さらに、ジニトロジアミン白金酸と硝酸ロジウムを完全に溶解させた水溶液を用いて、含浸法で、白金重量で４．４グラムおよびロジウム重量で１グラムの白金およびロジウムの担持をおこない、その後、６００度で３時間にわたって焼成を行った。
【００６６】
上記の触媒１および触媒２は、空燃比がリーンの時に、バリウム化合物とセリウム化合物がＮＯｘを吸着し、リッチの時には、該吸着したＮＯｘがＣＯおよびＨＣと反応するというメカニズムにより、ＮＯｘ浄化触媒として機能する。
【００６７】
第３の触媒（以下、触媒３と呼ぶ）は、上記触媒２に、さらに、ベータ（β）型ゼオライト３０グラムを含浸法により担持し、その後、４００度で４時間にわたって焼成を行った。触媒３は、下層のセリアがＮＯｘ吸着層として機能し、上層のゼオライトがアンモニア吸着層として機能する。この触媒においては、空燃比がリーンの時に下層に吸着したＮＯｘが、リッチの時に再びアンモニアに転化され、該アンモニアがゼオライト層に吸着される。空燃比が再びリーンになったとき、該吸着したアンモニアとＮＯｘとが反応してＮＯｘが浄化される、というメカニズムにより、ＮＯｘ浄化触媒として機能する。
【００６８】
次に、シミュレーションで用いたエンジン構成の概略を、図８を参照して説明する。図１と同じ構成要素には、同じ符号が示されている。図１と異なるのは、タイマ２１が設けられている点である。このシミュレーションでは、ＥＵＣ１は、空燃比をリーンとリッチとの間で切り換える制御を実行し、これにより、ＤＰＦ１２および触媒１３のエージングを行った。タイマは、リーンとリッチの持続時間をそれぞれ計時する。
【００６９】
図９は、リーンとリッチの切換制御の一例を示す。当該シミュレーションのエージング中は、このような切換制御が繰り返される。空燃比がリーンの時には、インテークシャッタ５を閉じない通常の運転をする。リーン状態が、第１の所定時間Ｔ１にわたって続いた後、リッチ運転を開始する。リッチ運転を開始する際、ＥＣＵ１は、アクチュエータ１５を駆動することによりインテークシャッタ５のバルブの開度を絞って新気の量を制限し、これにより、リッチ状態を実現する。その後、λセンサ１７により検出された空気過剰率λの値が、リッチを示す所定値（この実施例では、０．９６５）になるよう、排気行程でのポスト噴射の燃料噴射量を制御する。空気過剰率λの値が該所定値を下回った（すなわち、よりリッチになった）時は、ポスト噴射の量を減らし、空気過剰率λの値が該所定値を上回った（すなわち、よりリーンになった）時は、該ポスト噴射量の量を増やす制御を行う。リッチの状態が、第２の所定時間Ｔ２にわたって継続した後は、インテークシャッタ５を開き、通常のリーン運転に戻す。
【００７０】
ここで、第１の所定時間Ｔ１と第２の所定時間Ｔ２の比は、およそ３：１である。当該シミュレーションのエージング中は、タイマ２１により、該所定時間Ｔ１およびＴ２がそれぞれ計測され、これに応じて、ＥＣＵ１によるこのような切換制御が繰り返される。この時のＤＰＦ１２の温度は、常時６３０度以上であり、パティキュレートはほとんど該ＤＰＦ１２に堆積しない。なお、当該実施例では、リッチ状態をポスト噴射により実現しているが、燃焼室内での燃焼状態をリッチにするいわゆる燃焼リッチによってリッチ運転を実現してもよい。
【００７１】
また、リーンの状態においては、ＮＯｘ浄化触媒１３の温度を維持するために、通常の燃焼後に排気行程においてポスト噴射を行う。該ポスト噴射によって供給された燃料は、三元触媒１１において、燃焼時に残存した酸素と反応して三元触媒を発熱させ、これにより、ＮＯｘ浄化触媒１３の温度低下を防止する。したがって、温度センサ１８によって検出されるＮＯｘ浄化触媒１３の温度が低下した時は、該ポスト噴射量が増えるように制御され、該ＮＯｘ浄化触媒１３の温度が上がりすぎた時には、該ポスト噴射量が減るように制御される。こうして、ＮＯｘ浄化触媒の温度は、６１０±１０度に維持される。
【００７２】
なお、リッチ状態での空気過剰率λを一定にするためのポスト噴射量の制御およびリーン状態でのＮＯｘ浄化触媒１３の温度を維持するためのポスト噴射量の制御は、任意の制御手法により実現されることができ、この例ではＰＩＤ制御を用いている。以上のような条件下において、当該シミュレーションでは、２０時間にわたるエージングを行った。
【００７３】
上記のようなエンジン構成において、前述したＤＰＦ１〜３と触媒１〜３をそれぞれ組み合わせて実験した。該組み合わせのケース番号を以下に示す。ケース番号が１−ｘ（ｘ＝１〜６）は、本願発明に従うＤＰＦ２またはＤＰＦ３を用いた場合を示し、ケース番号が２−ｘ（ｘ＝１〜３）は、従来のＤＰＦ１を用いた場合を示す。
【表１】
0005139146.tif 000002
【００７４】
次に、エージング後の触媒１３の性能評価は、以下の方法で行った。すなわち、該エージングが完了した触媒を、直径が２．５４センチメートルおよび長さが４０ミリメートルに切り出し、以下の条件のモデルガスに流通させることで、触媒のＮＯｘ浄化性能の測定を行った。なお、下記の表に示すリッチの時間は５秒であり、リーンの時間は５５秒である。モデルガスの流量は、毎分２５リットルである。
【表２】
0005139146.tif 000003
【００７５】
ＮＯｘ浄化率は、リーンとリッチの合計６０秒間における触媒入口側のＮＯｘ量と触媒出口側のＮＯｘ量を用いて、以下のように算出される。
【００７６】
ＮＯｘ浄化率＝（１−（触媒出口側のＮＯｘ量）／（触媒入口側のＮＯｘ量））×１００
【００７７】
以下、図１０〜図１２を参照して、こうして測定された触媒浄化性能の結果を説明する。ＮＯｘ浄化率は、触媒入口側温度の変化に対してプロットされている。図１０は、ケース番号１−１、１−４、および２−１の触媒浄化性能を示すグラフである。いずれのケースも、触媒１を用いている。ケース１−１はＤＰＦ２を用い、ケース１−４はＤＰＦ３を用い、ケース２−１はＤＰＦ１を用いている。グラフから明らかなように、触媒入口側温度が３００〜５００度の範囲で、ＤＰＦ２およびＤＰＦ３を用いた場合の方が、ＤＰＦ１を用いた場合よりも、ＮＯｘ浄化率が高いことがわかる。このように、従来のＤＰＦ１を用いるよりも、本願発明に従うＤＰＦ２またはＤＰＦ３を用いる方が、ＤＰＦの下流にある触媒の性能を上げることができる。
【００７８】
図１１は、ケース番号１−２、１−５、および２−２の触媒浄化性能を示すグラフである。いずれのケースも、触媒２を用いている。ケース１−２はＤＰＦ２を用い、ケース１−５はＤＰＦ３を用い、ケース２−２はＤＰＦ１を用いている。グラフから明らかなように、触媒入口側温度が２００〜４００度の範囲で、ＤＰＦ２およびＤＰＦ３を用いた場合の方が、ＤＰＦ１を用いた場合よりも、ＮＯｘ浄化率が高いことがわかる。このように、従来のＤＰＦ１を用いるよりも、本願発明に従うＤＰＦ２またはＤＰＦ３を用いる方が、ＤＰＦの下流にある触媒の性能を上げることができる。
【００７９】
図１２は、ケース番号１−３、１−６、および２−３の触媒浄化性能を示すグラフである。いずれのケースも、触媒３を用いている。ケース１−３はＤＰＦ２を用い、ケース１−６はＤＰＦ３を用い、ケース２−３はＤＰＦ１を用いている。グラフから明らかなように、触媒入口側温度が２００〜４００度の範囲で、ＤＰＦ２およびＤＰＦ３を用いた場合の方が、ＤＰＦ１を用いた場合よりも、ＮＯｘ浄化率が高いことがわかる。このように、従来のＤＰＦ１を用いるよりも、本願発明に従うＤＰＦ２またはＤＰＦ３を用いる方が、ＤＰＦの下流にある触媒の性能を上げることができる。
【００８０】
前述したように、触媒３はゼオライトを担持しており、よってコーキングによる失活の影響を強く受けやすい。したがって、ＤＰＦ１を用いたケース２−３では、ケース１−３および１−６に比べて、触媒の性能がより低下したものと認められる。初期捕集率が高く、パティキュレートのすり抜けが少ないＤＰＦ２またはＤＰＦ３を用いることで、触媒３のようなゼオライトを担持した触媒の性能低下を抑制することができる。
【００８１】
次に、図１３を参照して、本願発明の一実施例に従う、図１に示されるように配置されたＤＰＦ１２および触媒１３のための、ＤＰＦの再生および触媒の脱硫の制御プロセスを説明する。該制御プロセスは、ＥＣＵ１によって所定の時間間隔で実行される。
【００８２】
この制御プロセスでは、ＤＰＦを再生した後連続して触媒の脱硫処理を行う。これは、次のような理由による。ＤＰＦを再生するためには、主噴射時においてはリーン雰囲気が必要であり、触媒の脱硫を行うためには、主噴射時においてリッチの雰囲気が必要である。ここで、脱硫操作を行った後にＤＰＦの再生操作を行うと、最初の脱硫操作においてＤＰＦが６００度以上になるまでリッチ雰囲気が継続されることとなり、これは、ＤＰＦ再生後に触媒脱硫を行う場合に比べて、燃費の観点から不利となる。
【００８３】
一方、従来のＤＰＦを用いた場合、ＤＰＦの再生後に触媒の脱硫を行うと、ＤＰＦの再生直後においては深層濾過が行われてＰＭ（パティキュレート）捕集率が低いために、コーキングによって触媒を劣化させるおそれがあった。しかしながら、本願発明のＤＰＦは、初期捕集率が高い。したがって、ＤＰＦ再生後に連続して触媒脱硫を行っても、コーキングによる触媒劣化を抑制することができる。そして、ＤＰＦ再生後に触媒脱硫を行うので、上記の燃費の低下も防止することができる。
【００８４】
ここで図を参照すると、ステップＳ１１において、ＤＰＦの再生が必要かどうかを判断する。この判断は、任意の適切な手法で行うことができる。たとえば、ＤＰＦに捕捉したパティキュレート量を、既知の手法で推定し、これが所定値を超えたならば、ＤＰＦの再生処理が必要と判断することができる。代替的に、一定の時間間隔や一定の走行距離間隔でＤＰＦの再生を実行するようにしてもよい。
【００８５】
ＤＰＦの再生処理が必要と判断したならば、ステップＳ１２において、インテークシャッタを閉じない通常運転を行い、リーン雰囲気を生成する。空気過剰率λは、１より大きい値を取り、リーンを示す。通常の主噴射に加え、膨張行程および（又は）排気行程においてポスト噴射を実行することにより、還元剤をＤＰＦに供給する。供給された還元剤が三元触媒（ＴＷＣ）１１により燃焼し、これによる排気温度の上昇によってパティキュレートを燃焼させることにより、該ＤＰＦを再生することができる。
【００８６】
ＤＰＦの再生を完了した後、ステップＳ１３において、触媒の脱硫処理が必要かどうかを判断する。この判断は、任意の適切な手法で行うことができる。たとえば、触媒に吸蔵した硫黄酸化物（ＳＯｘ）の量を、既知の手法で推定し、これが所定値を超えたならば、触媒の再生（脱硫）が必要と判断することができる。代替的に、一定の時間間隔や一定の走行距離間隔で実行するようにしてもよい。脱硫処理が必要と判断されたならば、インテークシャッタを閉鎖方向に制御してリッチ雰囲気を生成する。空気過剰率λは、１より小さい値を取り、リッチを示す。通常の主噴射に加え、膨張行程および（または）排気行程においてポスト噴射を実行することにより、還元剤を供給する。供給された還元剤により、触媒に吸蔵された硫黄酸化物を還元して該触媒を再生することができる。
【００８７】
こうして、ＤＰＦ再生後のパティキュレートが深層濾過によって濾過されている期間中に、好ましくはＤＰＦの再生直後に、脱硫処理を行う。これにより、燃費のロスを低減しつつ、触媒のコーキングを抑制することができる。
【００８８】
なお、ステップＳ１４において、図９を参照して前述したように、リッチ雰囲気での空気過剰率λを所定値に維持するためのポスト噴射量は、たとえばＰＩＤ制御のような任意の制御手法により制御されることができる。
【００８９】
ＤＰＦの再生完了と触媒の脱硫開始は、排気系の再加熱に伴う燃費ロスを防止するために、できる限り時間を空けずに連続するのが好ましい。しかしながら、エンジンの運転状態や運転者による指令（たとえば、アクセルペダルの踏み込み等）に対応するために、ＤＰＦの再生直後に触媒の脱硫処理を開始できない場合も起こり得る。このような場合には、再び、触媒の脱硫処理が可能となった時に脱硫処理を開始する。ＤＰＦは再生直後であるので深層濾過の状態でありうるが、本願発明に従うＤＰＦの初期捕集率は高いので、このようなタイミングで脱硫処理を実行したとしても、コーキングによる触媒の劣化を抑制することができる。
【００９０】
さらに、脱硫処理中におけるエンジンの運転状態や運転者の指令によって、該脱硫処理を一時的に停止しなければならない場合も起こり得る。このような場合においては、再び触媒の脱硫処理が可能になった時には該脱硫処理を再開する。ＤＰＦは、なお深層濾過の状態でありうるが、本願発明に従うＤＰＦの初期捕集率は高いので、このようなタイミングで脱硫処理を再開したとしても、コーキングによる触媒の劣化を抑制することができる。
【００９１】
ここで、図１４を参照すると、このような脱硫処理の一時停止に対応可能な制御プロセスが示されている。この制御プロセスも、ＥＣＵ１によって、たとえば所定の時間間隔で実行される。
【００９２】
ステップＳ２１において、ＤＰＦの再生が必要かどうかを判断する。前述したように、この判断は、任意の適切な手法で行うことができる。ＤＰＦの再生を必要と判断したならば、ステップＳ２２において、インテークシャッタを開いて通常運転用のリーン雰囲気（λ＞１）を生成し、主噴射を実行した後、膨張行程および（又は）排気行程においてのポスト噴射を実行することにより、ＤＰＦに還元剤を供給する。還元剤により、ＤＰＦを再生することができる。
【００９３】
ＤＰＦの再生が完了したならば（Ｓ２３）、ステップＳ２４において、触媒の脱硫処理が必要かどうかを判断する。前述したように、この判断は、任意の適切な手法で行うことができる。脱硫処理が必要と判断されたならば、触媒の脱硫処理が可能な運転状態かどうかを判断する。たとえば、温度センサ１８によって検出される触媒の温度が脱硫に必要な所定の温度に達していない場合には、脱硫処理が可能ではないと判断される。この場合、ステップＳ２７に進み、主噴射とは別に、インテークシャッタを開いた状態でリーン雰囲気を維持しつつ（λ＞１）、所定時間にわたってポスト噴射を行う。これにより、触媒温度を上昇させることができる。
【００９４】
その後、ステップＳ２４に進んで、脱硫処理が必要かどうかを再び判断する。脱硫処理が完了していなければ、必要と判断され、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５において、触媒の脱硫に可能な運転状態と判断されたならば、ステップＳ２６において、脱硫処理を行う。脱硫処理では、インテークシャッタを閉鎖方向に制御してリッチ雰囲気にし（λ＜１）、主噴射を実行した後、膨張行程および（または）排気行程においてポスト噴射を実行することにより、還元剤を供給する。還元剤により、触媒に吸蔵された硫黄酸化物を還元することができる。
【００９５】
なお、図９を参照して前述したように、ステップＳ２６におけるリッチ雰囲気での空気過剰率λを所定値に維持するためのポスト噴射量、およびステップＳ２７におけるリーン雰囲気においてＮＯｘ浄化触媒の温度を所定値に維持するためのポスト噴射量は、たとえばＰＩＤ制御のような任意の制御手法により制御されることができる。
【００９６】
なお、上記実施例では、ＤＰＦ１２の下流に配置する排気浄化触媒１３としてＮＯｘ浄化触媒を用いたが、これに限定されず、該排気浄化触媒は、酸化触媒、三元触媒、炭化水素を用いた選択還元触媒（ＨＣ−ＳＣＲ）でもよい。
【００９７】
上記実施形態は、ディーゼルエンジンを例に説明したが、本願発明は、ガソリンエンジンなどにも適用可能である。また、本願発明は、汎用の（例えば、船外機等の）内燃機関に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】この発明の一実施例に従う、エンジンを概略的に示す図。
【図２】従来のＤＰＦの構造を概略的に示す図。
【図３】ＤＰＦのパティキュレートの捕捉を概念的に説明するための図。
【図４】ＤＰＦにおけるパティキュレートの堆積量とパティキュレートの捕集率の関係を示す図。
【図５】ＤＰＦにおける平均気孔径とパティキュレートの捕集率の関係を示す図。
【図６】この発明の一実施例に従う、ＤＰＦの構造を概略的に示す図。
【図７】この発明の一実施例に従う、パティキュレートの堆積量と捕集率についてのシミュレーション結果を示す図。
【図８】この発明の一実施例に従う、シミュレーションに用いたエンジンの構成を概略的に示す図。
【図９】この発明の一実施例に従う、シミュレーションにおけるリッチおよびリーンの切換制御の態様を示す図。
【図１０】この発明の一実施例に従う、第１の触媒を用いたシミュレーション結果を示す図。
【図１１】この発明の一実施例に従う、第２の触媒を用いたシミュレーション結果を示す図。
【図１２】この発明の一実施例に従う、第３の触媒を用いたシミュレーション結果を示す図。
【図１３】この発明の一実施例に従う、ＤＰＦの再生および触媒の脱硫の制御プロセスのフロー。
【図１４】この発明の他の実施例に従う、ＤＰＦの再生および触媒の脱硫の制御プロセスのフロー。
【符号の説明】
【００９９】
１  ＥＣＵ
２  エンジン
５  インテークシャッタ
６  燃料噴射弁
１１  三元触媒
１２  ＤＰＦ
１３  排気浄化触媒
【図１】
0005139146.tif 000004
【図２】
0005139146.tif 000005
【図３】
0005139146.tif 000006
【図４】
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【図５】
0005139146.tif 000008
【図６】
0005139146.tif 000009
【図７】
0005139146.tif 000010
【図８】
0005139146.tif 000011
【図９】
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【図１０】
0005139146.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
0005139146.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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