(57)【要約】【課題】軽負荷運転やエンジン停止頻度の多い条件下も含めてあらゆる条件下でパティキュレートフィルタの再生を可能とすると共に、パティキュレートフィルタから排出された排気中のＣＯ，ＨＣを削減させるようにした排気浄化装置を提供する。【解決手段】ヒータ一体型のパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂと、該パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの排気流れ方向下流側に設けられた酸化触媒１９ａ，１９ｂを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータ一体型の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排気流れ方向下流側に設けられた酸化触媒とを備えたことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
ヒータ一体型のパティキュレートフィルタと酸化触媒とは、複数組並列に配置されている請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
ヒータ一体型のパティキュレートフィルタは、複数組並列に配置され、酸化触媒は一個である請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
酸化触媒には低温活性を向上させる物質が担持されている請求項１乃至３の何れかに記載の排気浄化装置。
【請求項５】
ヒータ一体型のパティキュレートフィルタの排気流れ方向上流側に遮熱材を設けた請求項１乃至４の何れかに記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものである。而して、この種のパティキュレートの低減対策としては、ディーゼルエンジンにおける排気管の中途部に酸化触媒を一体的に担持して成る触媒担持型のパティキュレートフィルタを設けると共に該パティキュレートフィルタの排気流れ方向上流側にフロースルー型の酸化触媒を設けた排気浄化装置を用い、エンジン制御と組合わせることにより、パティキュレートを燃焼処理することが一般的となってきており、斯かるシステムの先行技術文献としては特許文献１がある。
【０００３】
すなわち、特許文献１においては、パティキュレートが捕集されてパティキュレートフィルタ入り側における排気の圧力が所定の値となりパティキュレートフィルタの強制再生が必要と判断された場合に、パティキュレートフィルタ入り側における排気の温度が所定の温度よりも低いときは、先ず昇温モードが選択される。このため、ディーゼルエンジンでは、圧縮上死点（クランク角０°）付近で行なわれる燃料のメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射が行なわれ、アフタ噴射の燃料が出力に転換され難いタイミングで燃焼することにより、ディーゼルエンジンの熱効率が下がり、燃料の発熱量のうちの動力に利用されない熱量が増えて排気の排気温度が上昇する。
【０００４】
排気の排気温度が上昇して、強制再生モードが選択されると、メイン噴射に続いて圧縮上死点よりも遅い非着火のタイミングでポスト噴射が行なわれて排気中に未燃の燃料が添加され、この未燃の燃料が排気の熱により熱分解されて高濃度の炭化水素となり、パティキュレートフィルタ上流側の酸化触媒で酸化反応し、その反応熱により当該酸化触媒を通過する排気の温度が大幅に昇温され、この大幅に昇温された排気がパティキュレートフィルタに導入されて該パティキュレートフィルタの全域が一様に高温化し、パティキュレートが燃焼されてパティキュレートフィルタの再生が図られる。
【０００５】
又、強制再生モードにおける酸化触媒への炭化水素の供給は、燃料のポスト噴射により行なわず、ディーゼルエンジンの排気管において、ディーゼルエンジンからの排気中に燃料を添加して高濃度の炭化水素を生成させることにより行なうこともできる。この場合も、排気中に添加された燃料は熱分解されて高濃度の炭化水素が生成され、この炭化水素をパティキュレートフィルタ上流側の酸化触媒で酸化反応させることにより生じた反応熱で酸化触媒を通過する排気が大幅に昇温され、この排気はパティキュレートフィルタに導入されて該パティキュレートフィルタの全域が一様に高温化され、パティキュレートは燃焼されてパティキュレートフィルタの再生が図られる。
【０００６】
一方、完全自動再生を狙えるヒータ一体型のパティキュレートフィルタの一つに、特許文献２に示す金属板又は金属箔から形成したディーゼルエンジン用金属製のパティキュレートフィルタがあり、該パティキュレートフィルタは図１０〜図１２に示されている。すなわち、このパティキュレートフィルタは、耐熱ステンレス鋼や耐熱合金鋼製の帯状の金属板又は金属箔１により形成されて、プレス成形により規則的又は周期的に波型又は凹凸を付され、個々の波型又は凹凸は図１０に示すように波面方向へ断面形状を周期的に変化させたウネリ２を付されている。なお、ヒータ一体型のパティキュレートフィルタとは、パティキュレートフィルタとして機能する金属板又は金属箔１自体を、通電することによりヒータとして機能し得るようにしたものである。
【０００７】
金属板又は金属箔１の波型又は凹凸には、山部及び谷部の適宜位置に貫通孔３が設けられ、貫通孔３の周縁にはヨーク状の突起又はバリ４が形成されている。而して、金属板又は金属箔１は、図１１、図１２に示すように渦巻き状に巻き込まれており、金属板又は金属箔１の相対向する面の間には、排気流路５となる隙間が形成されている。而して、隣り合う排気流路５は、金属板又は金属箔１に形成した貫通孔３を介して相互に連通されている。
【０００８】
斯かるフィルタにおいては、排気流路５に臨む突起又はバリ４が流動抵抗として働くため、排気は排気流路５の全域に拡散された乱流状態となり、渦巻き状に巻き回した金属板又は金属箔１で構成されたフィルタ内を均一に通過する。しかも、金属板又は金属箔１は波型又は凹凸によって排気と接触する面積が大きく、且つ、排気流路５に突起又はバリ４が突出しているため、排気中に浮遊しているパティキュレートは波型又は凹凸や突起又はバリ４に捕集される。
【０００９】
金属板又は金属箔１は、ヒータとしても使用し得るよう、金属板又は金属箔１を渦巻き状に巻き込む際には、例えばスラグウール、グラスウール、シリカウール、アルミナ等の無機繊維質製の多孔性電気絶縁膜６を、金属板又は金属箔１の対向面間に合わせて巻き込むことにより絶縁し得るようになっている。又、図１２に示すように、金属板又は金属箔１の渦巻き状の中心部と外巻き部分の端部には電極７，８が接続され、バッテリ等の加熱用電源９から通電することにより、金属板又は金属箔１は抵抗加熱されるようになっている。
【００１０】
従って、排気が図１１、図１２の金属板又は金属箔１により形成したパティキュレートフィルタの排気流路５を通過することにより、金属板又は金属箔１の波型又は凹凸や突起又はバリ４に捕集されたパティキュレートは、加熱用電源９からの通電により加熱された金属板又は金属箔１により燃焼されてパティキュレートフィルタが使用可能に再生される。
【特許文献１】特開２００３−１９３８２４号公報
【特許文献２】特開平１１−２５７０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の場合は、例えば、都内の路線バス等のように渋滞路ばかりを走行するような軽負荷運転が主体の場合や、エンジン停止頻度が多い走行条件下では、パティキュレートフィルタ上流側の酸化触媒における炭化水素の酸化反応が十分に行なわれず、従って、パティキュレートフィルタの昇温が不十分で、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートの完全燃焼を行なうことができず、パティキュレートフィルタの再生が不可能となる虞がある。このため、パティキュレートフィルタの十分な再生を行なうために、車両の使用条件が限定されたり、車両を停車させたうえアイドリング運転により徐々にパティキュレートフィルタを昇温させる手動再生が必要となる。
【００１２】
特許文献２の場合は、捕集されたパティキュレートを、パティキュレートフィルタを構成する金属板又は金属箔自体をヒータとすることにより燃焼させるようにしているため、フィルタの自動再生が可能であるが、再生の開始時及び終了直前等において、金属板或は金属箔が２００〜４００℃程度の比較的低温になる際に、捕集されたパティキュレート、すなわち、カーボン、ＳＯＦ分等が不完全燃焼（蒸し焼き状態）し、比較的高濃度のＣＯ，ＨＣが排出される虞がある。
【００１３】
本発明は、上述の実情に鑑み、軽負荷運転やエンジン停止頻度の多い条件下も含めてあらゆる条件下でパティキュレートフィルタの再生を可能とすると共に、再生時に発生するＣＯ，ＨＣを高効率に低減し得るようにした排気浄化装置を提供することを目的としてなしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の排気浄化装置は、ヒータ一体型の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排気流れ方向下流側に設けられた酸化触媒とを備えたものである。
【００１５】
本発明の排気浄化装置においては、ヒータ一体型のパティキュレートフィルタと酸化触媒とは、複数組並列に配置することができる。
【００１６】
又、本発明の排気浄化装置においては、ヒータ一体型のパティキュレートフィルタは、複数組並列に配置し、酸化触媒は一組とすることもできる。
【００１７】
更に、本発明の排気浄化装置においては、酸化触媒には低温活性を向上させる物質を担持させることが好ましい。
【００１８】
更に又、本発明の排気浄化装置においては、ヒータ一体型のパティキュレートフィルタの排気流れ方向上流側に遮熱材を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の排気浄化装置によれば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
Ｉ）ディーゼルエンジンの運転条件に関係なく軽負荷運転やエンジン停止頻度の多い条件下も含めてあらゆる条件下でパティキュレートフィルタの再生が可能となると共に、再生時に排出されるＣＯ及びＨＣを高効率に低減することができる。
ＩＩ）再生時に、ヒータ一体型のパティキュレートフィルタが加熱されると、内部の排気の体積が膨張すると共に、粘度も上昇して通気抵抗を更に増大するので、当該パティキュレートフィルタへ分流される排気の流量が自動的に減少し、その減少分だけ他方のヒータ一体型のパティキュレートフィルタへの排気の流量が増大するため、排気の流れを遮断するための排気バルブが不要となり、システム構成が簡素化される。
ＩＩＩ）請求項２の排気浄化装置によれば、パティキュレートフィルタからの排気の温度を低下させることなく酸化触媒へ導入可能であり、且つ、パティキュレートの燃焼により高温となったパティキュレートフィルタの輻射熱をも酸化触媒において利用できるため、酸化触媒の温度をより高めることができ、より一層高い酸化活性が得られる。
ＩＶ）請求項３の排気浄化装置によれば、高価な貴金属を担持する酸化触媒は一個設けているだけであるため、部品点数の削減を図れると共に、コストダウンを図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１〜図６は本発明を実施する形態の一例であり、図１中、１１はディーゼルエンジン、１２はディーゼルエンジン１１から排出されてエキゾーストマニホールド１３を介し送出された排気Ｇｅｘが送給される排気管、１４は排気管１２の中途部に設置された本発明の排気浄化装置である。
【００２１】
排気浄化装置１４の一例は、図２に詳細に示すように、内部を仕切板１５により仕切られた筒状のケーシング１６を備え、ケーシング１６内には仕切板１５を基準として両側部に位置するよう、排気流れ方向上流側から下流側へ向けて、夫々２組ずつ、遮熱材１７ａ，１７ｂ、電気ヒータ再生式でヒータ一体型のパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂ、酸化触媒１９ａ，１９ｂが順次配置されており、遮熱材１７ａ、パティキュレートフィルタ１８ａ、酸化触媒１９ａの系統と、遮熱材１７ｂ、パティキュレートフィルタ１８ｂ酸化触媒１９ｂの系統とは並列配置されている。
【００２２】
而して、排気管１２から排気浄化装置１４のケーシング１６内に導入された排気Ｇｅｘは二手に分流し、遮熱材１７ａ、パティキュレートフィルタ１８ａ、酸化触媒１９ａを経るか、或は、遮熱材１７ｂ、パティキュレートフィルタ１８ｂ、酸化触媒１９ｂを経て、パティキュレートを除去されると共に有害なＣＯ及びＨＣ等を酸化処理され、下流側へ送出されるようになっている。
【００２３】
遮熱材１７ａ，１７ｂは、図３に示されており、排気Ｇｅｘが円滑に流通し得るよう、ハニカム構造を有するフロースルー型で、触媒担体として適しているコージライト等の多孔質セラミック材が使用される。コージライトハニカムは、熱伝導率が低く且つ圧力損失も低いため良好な遮熱材となる。又、このように、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの上流側に遮熱材１７ａ，１７ｂを配置したのは、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂのヒータで発生した熱が排気Ｇｅｘにより奪われないようにして、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの排気流れ方向上流側部の温度を高温に維持させ、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの排気流れ方向上流側においてもパティキュレートの燃焼を良好に行なわせ、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの再生効率を高めるためである。
【００２４】
ヒータ一体型のパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂは図１０〜図１２に示すものが使用される。すなわち、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂは、耐熱ステンレス鋼や耐熱合金鋼製の帯状で厚さ３０〜５０μｍ程度の金属板又は金属箔１が渦巻き状に多重に積層されて形成されると共に、積層された金属板又は金属箔１の対向面間には、例えばスラグウール、グラスウール、シリカウール、アルミナ等の無機繊維質製の多孔性電気絶縁膜６が介在されている。
【００２５】
又、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂを形成する金属板又は金属箔１には、夫々、図４にも示すように、波型又は凹凸状にプレス成形が施されていると同時に、周縁にヨーク状の突起又はバリ４を有する多数の貫通孔３が、前記波型又は凹凸に穿設されている。而して、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂは、積層された金属板又は金属箔１の対向面間に排気流路５を有し、その一端側から他端側へと渦の軸線方向へ向けて排気Ｇｅｘが流通するよう配置されている。
【００２６】
酸化触媒１９ａ，１９ｂは図５に示すようにハニカム構造を有するフロースルー型で、酸化反応が促進されるよう、例えば、アルミナに白金等の貴金属を担持させたものに適量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的に担持させたものが用いられる。又、酸化触媒１９ａ，１９ｂには低温活性を向上させるためゼオライト等の吸着材をも担持させる。
【００２７】
図２中、２０は排気管１２の排気浄化装置１４設置位置よりも排気流れ方向上流側に設置されて排気Ｇｅｘの温度を検出するようにした温度検出器、２１ａ，２１ｂは排気浄化装置１４の酸化触媒１９ａ，１９ｂ設置位置よりも下流側に設置されて酸化触媒１９ａ，１９ｂを通過した排気Ｇｅｘの温度を検出するようにした温度検出器であり、検出した排気温度Ｔ１，Ｔ２ａ，Ｔ２ｂは、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ）２２へ与え得るようになっている。
【００２８】
２３は、排気管１２の排気浄化装置１４設置位置よりも排気流れ方向上流側に設置されて排気Ｇｅｘの圧力を検出するようにした圧力検出器、２４は、排気管１２の排気浄化装置１４設置位置よりも排気流れ方向下流側に設置されて排気Ｇｅｘの圧力を検出するようにした圧力検出器であり、圧力検出器２３，２４で検出した排気圧力Ｐ１，Ｐ２はエンジン制御コンピュータ２２へ与え得るようになっている。
【００２９】
２５はバッテリであってヒータリレー２６，２７を介しパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂへ給電し得るようになっており、エンジン制御コンピュータ２２からはヒータリレー２６，２７へ切替え指令Ｖ１，Ｖ２を与え得るようになっている。又、Ｖ３はエンジン制御コンピュータ２２へ与えられるバッテリ電圧である。
【００３０】
バッテリ電圧Ｖ３をエンジン制御コンピュータ２２へ入力するようにしたのは、以下の理由による。すなわち、ヒータ一体型のパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの場合、車両の電源容量から見るとパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂでは多大な電力が消費される。このため、例えば、バッテリ２５の劣化或は充放電収支に問題があって、バッテリ電圧が低下しているような場合、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂのヒータ部がオンになると、バッテリ２５は極端な電圧低下が生じ、エンジン制御コンピュータ２２等、他の電装品に影響を及ぼす虞があり、これを回避するためである。
【００３１】
次に、上記した図示例の作動を説明する。
強制再生モードではない通常のディーゼルエンジン１１の運転時には、ディーゼルエンジン１１からエキゾーストマニホールド１３を介して排気管１２へ排出された排気Ｇｅｘは、排気浄化装置１４のケーシング１６内で二つに分流し、一方の排気Ｇｅｘは遮熱材１７ａ、パティキュレートフィルタ１８ａ、酸化触媒１９ａを経てケーシング１６の出側に流れ、他方の排気Ｇｅｘは遮熱材１７ｂ、パティキュレートフィルタ１８ｂ、酸化触媒１９ｂを経てケーシング１６の出側に流れ、ケーシング１６の出側に流れた排気Ｇｅｘは合流して更に排気管１２を下流側へ送給される。
【００３２】
パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂにおいては、排気流路５に臨む突起又はバリ４が流動抵抗として働くうえ、排気Ｇｅｘは排気流路５の全域に拡散された乱流状態となり、排気流路５内を均一に通過する。しかも、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの金属板又は金属箔１は、波型又は凹凸によって排気と接触する面積が大きく、且つ、排気流路５に突起又はバリ４が突出しているため、排気Ｇｅｘ中のパティキュレートは、波型又は凹凸や突起又はバリ４に捕集される。
【００３３】
上記運転時には、温度検出器２０で検出した排気浄化装置１４よりも上流側における排気Ｇｅｘの排気温度Ｔ１、温度検出器２１ａ，２１ｂで検出した排気浄化装置１４の酸化触媒１９ａ，１９ｂよりも下流側における排気Ｇｅｘの排気温度Ｔ２ａ，Ｔ２ｂ、圧力検出器２３で検出した排気浄化装置１４よりも上流側における排気Ｇｅｘの排気圧力Ｐ１、圧力検出器２４で検出した排気浄化装置１４下流側における排気Ｇｅｘの排気圧力Ｐ２は、何れも、エンジン制御コンピュータ２２へ与えられている。
【００３４】
通常運転モードから強制再生モードへの切替えるか否かの判断は、例えば、以下のようにして行なう。すなわち、エンジン制御コンピュータ２２において、圧力検出器２３で検出した排気圧力Ｐ１と圧力検出器２４で検出した排気圧力Ｐ２との差である圧力損失ΔＰを求めると共に、ディーゼルエンジン１１の吸気管路に設けた吸気流量検出器（図示せず）により検出した吸気流量等と排気浄化装置１４における排気流れ方向上流側の温度検出器２０により検出した排気温度Ｔ１とから排気浄化装置１４の排気流量を求め、圧力損失ΔＰが所定の値以上で、且つ、排気浄化装置１４における求めた排気流量が所定の値以下の場合には、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂには所定量のパティキュレートが捕集された状態であり、従って、強制再生モードに切替え要と判断する。
【００３５】
又、強制再生モードの際に、遮熱材１７ａ、パティキュレートフィルタ１８ａ、酸化触媒１９ａの系統と、遮熱材１７ｂ、パティキュレートフィルタ１８ｂ、酸化触媒１９ｂの系統のうちどちらの系統でパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂを強制的に再生させるか決定するのは、種々の手段がある。例えば、最初に何れか一方のパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂを含む系統を選択、決定し、後は単純に交互に再生するようにしても良い。或は、温度検出器２０で検出した排気温度Ｔ１と温度検出器２１ａで検出した排気温度Ｔ２ａとから求めた平均排気温度Ｔａｍ＝（Ｔ１＋Ｔ２ａ）／２、温度検出器２０で検出した排気温度Ｔ１と温度検出器２１ｂで検出した排気温度Ｔ２ｂとから求めた平均排気温度Ｔｂｍ＝（Ｔ１＋Ｔ２ｂ）／２を比較して平均排気温度Ｔａｍ或はＴｂｍの低い系統を強制再生するようにしても良い。平均排気温度Ｔａｍ，Ｔｂｍの低い系統を選択するのは、低い系統の方が流通する排気流量が少ない（すなわち、パティキュレート捕集量が多い）と判断できるからである。
【００３６】
而して、強制再生モードの場合は、エンジン制御コンピュータ２２からヒータリレー２６，２７の何れかに切替え指令Ｖ１，Ｖ２が与えられ、何れかのヒータリレー２６，２７がオンになる。例えば、ヒータリレー２６がオンになった場合には、バッテリ２５からはパティキュレートフィルタ１８ａに通電が行なわれてパティキュレートフィルタ１８ａが抵抗加熱され昇温する。このため、パティキュレートフィルタ１８ａに捕集されていたパティキュレートが効率良く燃焼し、パティキュレートフィルタ１８ａが再使用可能に再生される。
【００３７】
パティキュレートフィルタ１８ａの上流側には遮熱材１７ａが設けられているため、パティキュレートフィルタ１８ａから上流側に逃げる熱は僅かで、パティキュレートフィルタ１８ａを高い昇温状態に保持することができる。従って、パティキュレートの燃焼を効率良く行なうことができる。
【００３８】
又、パティキュレートフィルタ１８ａにおけるパティキュレートの燃焼により排気Ｇｅｘも昇温して酸化触媒１９ａに送給される。この際、パティキュレートフィルタ１８ａからの排気Ｇｅｘ中にはパティキュレートが比較的低温で燃焼することにより有害なＣＯやＨＣ等が含まれているが、酸化触媒１９ａにおいては、このＣＯやＨＣが酸化処理されて無害なＣＯ２やＨ２Ｏとなる。このため、酸化触媒１９ａから排出される排気Ｇｅｘ中のＣＯやＨＣは高効率に低減される。
【００３９】
遮熱材１７ａ及びパティキュレートフィルタ１８ａ並びに酸化触媒１９ａと、遮熱材１７ｂ及びパティキュレートフィルタ１８ｂ並びに酸化触媒１９ｂとは並列に設置されているため、排気浄化装置１４のケーシング１６に導入された排気Ｇｅｘは分流して遮熱材１７ａ、パティキュレートフィルタ１８ａ、酸化触媒１９ａの系統と、遮熱材１７ｂ、パティキュレートフィルタ１８ｂ、酸化触媒１９ｂの系統を通過する。パティキュレートをある程度以上捕集したパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂでは、通気抵抗が増加し、更にそれが何れか一方のパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂへの通電により抵抗加熱されると、内部の排気の体積が膨張すると共に、粘度も上昇して通気抵抗を更に増大させるので、当該パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂへ分流される排気Ｇｅｘの流量が自動的に減少し、その減少分だけ他方のパティキュレートフィルタ１８ｂ，１８ａへの排気Ｇｅｘの流量が増大する。
【００４０】
このような状況下でパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂに堆積したパティキュレートが、流量の減少した排気Ｇｅｘからの酸素の供給を受けて燃焼されると共に、その間、他方のパティキュレートフィルタ１８ｂ，１８ａが大部分の排気Ｇｅｘにおけるパティキュレートの捕集処理を受持ち、これらのパティキュレートフィルタ１８ｂ，１８ａもその後、前記と同様にしてパティキュレートの燃焼及び再生工程に順次供される。
【００４１】
パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの再生が終了したか否かは、例えば、温度検出器２１ａ，２１ｂで検出した排気温度Ｔ２ａ，Ｔ２ｂにより判断される。すなわち、排気温度Ｔ２ａ，Ｔ２ｂが所定の温度よりも高い状態が所定の時間継続した場合に、エンジン制御コンピュータ２２では、再生は終了したものと判断し、ヒータリレー２６，２７に切替え指令Ｖ１，Ｖ２が与えられる。このため、所定のヒータリレー２６，２７は切れて、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂに対する通電は終了、再生も終了する。
【００４２】
一方の系統のパティキュレートフィルタ１８ａ又は１８ｂの再生が終了すると、次回は他方の系統のパティキュレートフィルタ１８ｂ又は１８ａの再生が上述したと同様にして行なわれる。
【００４３】
図６のグラフは、ヒータ一体型のパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの排気流れ方向下流側に酸化触媒１９ａ，１９ｂが設けられていない場合と、設けられている場合の排気中のＣＯ濃度又はＨＣ濃度を示している。Ａはパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの排気流れ方向下流側に酸化触媒１９ａ，１９ｂが設けられている場合のＣＯ濃度、Ｂはパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの排気流れ方向下流側に酸化触媒１９ａ，１９ｂが設けられていない場合のＣＯ濃度、Ｃはパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの排気流れ方向下流側に酸化触媒１９ａ，１９ｂが設けられている場合のＨＣ濃度、Ｄはパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの排気流れ方向下流側に酸化触媒１９ａ，１９ｂが設けられていない場合のＨＣ濃度である。
【００４４】
図６のグラフから明らかなように、ヒータ一体型のパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの排気流れ方向下流側に酸化触媒１９ａ，１９ｂを設けた場合には、酸化触媒１９ａ，１９ｂから排出される排気Ｇｅｘ中のＣＯやＨＣの排出量を高効率に削減することができる。
【００４５】
上記図示例によれば、ディーゼルエンジン１１の運転条件に関係なく軽負荷運転やエンジン停止頻度の多い条件下も含めてあらゆる条件下でパティキュレートフィルタの再生が可能となると共に、排気Ｇｅｘ中のＣＯやＨＣの排出量を高効率に削減することができる。又、再生時に、何れか一方のパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂが通電により抵抗加熱されると、内部の排気の体積が膨張すると共に、粘度も上昇して通気抵抗を更に増大するので、当該パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂへ分流される排気Ｇｅｘの流量が自動的に減少し、その減少分だけ他方のパティキュレートフィルタ１８ｂ，１８ａへの排気Ｇｅｘの流量が増大するため、排気Ｇｅｘの流れを遮断するための排気バルブが不要となり、システム構成が簡素化される。
【００４６】
更に、各パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂごとに個別に酸化触媒１９ａ，１９ｂを設けているため、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂからの排気Ｇｅｘの温度を低下させることなく酸化触媒１９ａ，１９ｂへ導入可能であり、又、パティキュレートの燃焼により高温となったパティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの輻射熱をも酸化触媒１９ａ，１９ｂにおいて利用できるため、酸化触媒１９ａ，１９ｂの温度をより高めることができ、より一層高い酸化活性が得られる。
【００４７】
図７〜図９は本発明を実施する形態の他の例であり、図中、図２に示す符号と同一のものには同一の符号が付してある。而して、本図示例の特徴とするところは、各系列ごとに酸化触媒を設けず、パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂの排気流れ方向下流側に、両パティキュレートフィルタ１８ａ，１８ｂからの排気Ｇｅｘ中のＣＯ，ＨＣを酸化させるために、一個の酸化触媒１９を設けている。酸化触媒１９は、前記酸化触媒１９ａ，１９ｂと同様フロースルー型で、同一の材料から形成されている。
【００４８】
本図示例においては、再生時にパティキュレートフィルタ１８ａ或は１８ｂでパティキュレートを燃焼させて昇温した排気Ｇｅｘは酸化触媒１９へ導入され、排気Ｇｅｘ中の有害なＣＯ，ＨＣは酸化処理されて無害なＣＯ２やＨ２Ｏとなる。而して、本図示例においても、前記図示例と同様の作用効果を奏することができる。
【００４９】
又、本図示例の場合には、高価な貴金属を担持する酸化触媒１９は一個設けているだけであるため、部品点数の削減を図れると共に、コストダウンを図ることもできる。
【００５０】
なお、本発明の排気浄化装置においては、ヒータ一体型のパティキュレートフィルタの排気流れ方向上流側に遮熱材を設ける場合について説明したが、遮熱材を設けなくても実施可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の排気浄化装置をディーゼルエンジンの排気管の中途部に設置した状態の一例を示す全体側面図である。
【図２】図１の排気浄化装置の拡大断面図である。
【図３】本発明の排気浄化装置に使用する遮熱材の断面図である。
【図４】本発明の排気浄化装置に使用するヒータ一体型のパティキュレートフィルタを排気の流れ方向から見た部分拡大図である。
【図５】本発明の排気浄化装置に使用する酸化触媒の一例の断面図である。
【図６】排気浄化装置において、ヒータ一体型のパティキュレートフィルタの排気流れ方向下流側に酸化触媒を設けない場合と、設けた場合のＣＯ濃度又はＨＣ濃度を示すグラフである。
【図７】本発明の排気浄化装置をディーゼルエンジンの排気管の中途部に設置した状態の他の例を示す全体側面図である。
【図８】図７の排気浄化装置の拡大断面図である。
【図９】本発明の排気浄化装置に使用する酸化触媒の他の例の断面図である。
【図１０】ヒータ一体型のパティキュレートフィルタにおいて、金属板又は金属箔を波型に成形した状態を示す部分拡大図である。
【図１１】ヒータ一体型のパティキュレートフィルタにおいて、金属板又は金属箔を渦巻き状に成形した状態を示す斜視図である。
【図１２】図１１の平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１４  排気浄化装置
１７ａ        遮熱材
１７ｂ        遮熱材
１８ａ        パティキュレートフィルタ
１８ｂ        パティキュレートフィルタ
１９  酸化触媒
１９ａ        酸化触媒
１９ｂ        酸化触媒
【図１】
2007032395.tif 000003
【図２】
2007032395.tif 000004
【図３】
2007032395.tif 000005
【図４】
2007032395.tif 000006
【図５】
2007032395.tif 000007
【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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【図１２】
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