(57)【要約】【課題】パティキュレイト・フィルタの再生時に、SCR触媒を望ましくない高温まで加熱されることを防止する。【解決手段】エンジン(10)、排気システム、該排気システムに設けられたパティキュレイト・フィルタ（70）、及び、上記排気システムに設けられた、NOx除去のための還元剤として尿素を利用する触媒（76）を備えた装置におけるフィルタ（70）の再生方法が、触媒（76）及びフィルタ（70）を、第一温度に上昇させた排気に晒して、触媒（76）から尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の少なくとも一方を取り除く工程、触媒（76）から尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の少なくとも一方の大部分を取り除いた後に、上記排気の温度を第二温度に上昇させる工程、及び、触媒（76）及びフィルタ（70）を、第二温度の排気に晒して、フィルタ（70）から粒子状物質を除去すべくフィルタ（70）を加熱する工程、を有する。【選択図】図６
2009057964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、排気システム、該排気システムに設けられたパティキュレイト・フィルタ、及び、上記排気システムに設けられた、NOx除去のための還元剤として尿素を利用する触媒を備えた装置における上記パティキュレイト・フィルタの再生方法において、
上記触媒及び上記パティキュレイト・フィルタを、第一温度に上昇させた排気に晒して、上記触媒から尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の少なくとも一方を取り除く工程、
上記触媒から尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の少なくとも一方の大部分を取り除いた後に、上記排気の温度を上記第一温度よりも高い第二温度に上昇させる工程、及び、
上記触媒及び上記パティキュレイト・フィルタを、上記第二温度に上昇した排気に晒して、上記パティキュレイト・フィルタから粒子状物質を除去すべく上記パティキュレイト・フィルタを加熱する工程を有する方法。
【請求項２】
上記第一温度は、約300〜450℃の範囲内である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記第二温度は、約550〜700℃の範囲内である請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
上記エンジンがディーゼルエンジンである請求項１乃至３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
上記触媒が、選択的接触還元触媒である請求項１乃至４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
上記触媒の中の尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の少なくとも一方の量を推定する工程を更に有し、
上記推定された量に基づいた第一の期間、上記触媒及び上記パティキュレイト・フィルタを上記第一温度の排気ガスに晒す請求項１乃至５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
上記触媒及び上記パティキュレイト・フィルタが、上記パティキュレイト・フィルタの再生が行われる度に、固定された第一の期間、上記第一温度の排気ガスに晒す請求項１乃至５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
上記第一の期間において、上記第一温度を、上記第一の期間以前における排気ガスの温度上昇速度、或いは、上記第一の期間の終了後、上記触媒及び上記パティキュレイト・フィルタを上第二温度の排気ガスに晒すまでの間の排気ガスの温度上昇速度に比べて小さい速度で上昇させる請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
エンジン、排気システム、該排気システムに設けられたパティキュレイト・フィルタ、及び、上記排気システムに設けられたＮＯｘ浄化用選択的接触還元触媒を備えた装置における上記パティキュレイト・フィルタの再生方法において、
第一期間の間、上記触媒を約300〜450℃の間の温度に加熱することにより上記触媒から尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の少なくとも一方の少なくとも一部を除去する工程、及び、
上記尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の少なくとも一方の少なくとも一部の除去の後、第二の期間の間、上記パティキュレイト・フィルタを約550〜700℃の間の温度に加熱することにより、上記パティキュレイト・フィルタから粒子状物質を除去する工程を有する方法。
【請求項１０】
上記第一の期間が固定された値である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
上記触媒の中の尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の少なくとも一方の量を推定する工程、及び、
上記推定された量に基づいて上記第一の期間の長さを決定する工程を更に有する請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
上記エンジンがディーゼルエンジンである請求項９乃至１１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
エンジン、
排気システム、
上記排気システムに設けられたパティキュレイト・フィルタ、
上記排気システムに設けられた触媒、及び、
複数の処理工程を介して上記パティキュレイト・フィルタを再生するように構成された制御器を有し、
上記複数の処理工程が、上記触媒を、当該触媒上の尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の大部分を除去するのに十分な温度に加熱する低温加熱ステージと、該低温加熱ステージの後で、上記パティキュレイト・フィルタを上記パティキュレイト・フィルタを再生するのに十分な温度に加熱する高温加熱ステージとを有する装置。
【請求項１４】
上記触媒がＮＯｘ浄化用選択的接触還元触媒である請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
上記エンジンがディーゼルエンジンである請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
上記低温加熱ステージが、上記触媒を約300〜450℃の間の温度に加熱する工程を有する請求項１３乃至１５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１７】
上記高温加熱ステージが、上記パティキュレイト・フィルタを約550〜700℃の間の温度に加熱する工程を有する請求項１３乃至１６のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１８】
上記低温加熱ステージが、約0.5〜10分の間の期間、継続される請求項１３乃至１７のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１９】
上記低温加熱ステージの間、上記触媒の温度を、上記低温加熱ステージから上記高温加熱ステージへと上記触媒の温度を上昇させるときの速度に比べて小さい速度で上昇させる請求項１３乃至１８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２０】
上記低温加熱ステージの間、上記触媒の温度が略一定に保持される請求項１３乃至１８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２１】
上記低温加熱ステージの間、上記触媒の温度が毎秒1.0℃の速さで上昇される請求項１３乃至１８のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パティキュレイト・フィルタの再生方法、及び、パティキュレイト・フィルタを有する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リーン状態で且つ高圧縮比の下で動作する、ディーゼル・エンジンを含むがそれに限定されないエンジンが、通常のガソリン・エンジンと比べて高い燃料経済性のメリットを供する。そのようなエンジンのための後処理システムが、エンジン排気中の粒子状物質を捕捉するためのパティキュレイト・フィルタ、及び、窒素酸化物（nitrogen oxide: NOx）の排出を処理するための選択的接触還元（selective catalytic reduction: SCR）システムを含む場合がある。
【０００３】
SCRシステムの形式の一つが、触媒と、その触媒の上流の排気流の中に尿素水溶液を噴射するための噴射弁を使用する。尿素は、触媒においてNOx還元のための還元剤の働きをするアンモニアに分解される。アンモニアは、主として、以下の二つの反応段階によって尿素から生成される。
【０００４】
NH2-CO-NH2 (g or l) → NH3 (g) + HNCO (g)  （１）
HNCO (g) + H2O (g) → NH3 (g) + CO2 (g)    （２）
【０００５】
反応（１）は熱分解反応であり、反応（２）は加水分解反応である。尿素の熱分解反応は排気温度が低いときにおいて遅くなり、特に温度が300℃を下回るときに律速段階となる傾向がある。従って、もし排気温度が300℃を下回るならば、尿素水溶液のSCRシステム中への噴霧が、尿素が分解する前に、SCR触媒上に尿素のデポジットの堆積をもたらす場合がある。なお、式（１）及び（２）において、「g」は気体、「l」は液体を意味する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
適切なパティキュレイト・フィルタ能力を確保するために、パティキュレイト・フィルタは、堆積された粒子状物質を燃やすべく排気ガス温度を550-650℃まで上昇することにより、周期的に再生され得る。SCR触媒とパティキュレイト・フィルタの両方が排気系に配置されているので、パティキュレイト・フィルタの再生の間、SCR触媒もまた、パティキュレイト・フィルタ再生温度まで加熱される場合が有る。このことは、SCR触媒を加熱してSCR触媒内の尿素デポジットを急速に分解させ得る一方で、SCR触媒を望ましくない高温まで加熱する場合がある。
【０００７】
更に、ディーゼル燃料の中に含まれている大きなサイズの炭化水素（これに限定はされないが）を含む排気ガス中の未燃炭化水素、及び/又は、部分的に燃えた炭化水素が、SCR触媒の中に貯蔵される場合、パティキュレイト・フィルタの再生の間にそれらが急速に酸化されて、SCR触媒の温度を望ましくない高温まで上昇させる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、触媒及びパティキュレイト・フィルタを第一の比較的低い排気温度に晒して、触媒から尿素デポジットと貯蔵された炭化水素を取り除き、その後、触媒及びパティキュレイト・フィルタを第二の比較的高い排気温度に晒してパティキュレイト・フィルタを加熱することによりパティキュレイト・フィルタ内の粒子状物質を分解してパティキュレイト・フィルタを再生することにより、上述の課題に取り組む。このようにして、パティキュレイト・フィルタの再生の間の、尿素デポジットの分解及び派生反応、及び、蓄積された炭化水素の酸化に起因する、触媒に生じるダメージが抑制され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
パティキュレイト・フィルタの再生方法の実施形態を説明する前に、使用環境の一例を説明する。図１を参照すると、複数の燃焼室（その一つが符号30で示される）を有し、そして、電子制御器12によって制御される直接噴射式内燃機関（エンジン）10が示されている。エンジン10の燃焼室30は、クランク・シャフト40と接続されるピストン36がその中に配置される燃焼室壁32を含む。例の一つにおいて、ピストン36は凹部或いは椀部（不図示）を含んで、所定のレベルに成層化された、或いは、均質化された充填混合気を形成する。一方で、平らなピストンを使用してもよい。
【００１０】
燃焼室30が、吸気バルブ52及び排気バルブ54を介して吸気マニフォールド44及び排気マニフォールド48と連通しているのが示される。燃料噴射弁66が、燃焼室30に直接的に連結され、通常の電気ドライバ68を介して制御器12から受けるパルス幅信号fpwに比例する液体燃料をその中に供給する。燃料は、燃料タンク、燃料ポンプ、及び、燃料レールを含む燃料システム（不図示）へ送られる。或る実施形態において、エンジン10は、夫々が複数の吸気バルブ及び/又は排気バルブを持つ複数の燃焼室を含み得る。
【００１１】
吸気バルブ52は、電動バルブ・アクチュエータ（electric valve actuator: EVA）51を介して、制御器12によって制御され得る。同様に、排気バルブ54は、EVA 53を介して制御器12によって制御され得る。幾つかの状態の間、制御器12は、吸気バルブおよび排気バルブ各々の開閉を制御すべく、アクチュエータ51及び53に供給される信号を変える場合が或る。吸気バルブ52及び排気バルブ54の一は、夫々バルブ位置センサー55、57によって判定され得る。代替実施形態において、一つ或いはそれより多くの吸気バルブ及び排気バルブが、一つ或いはそれより多くのカムによって駆動され、そして、カム・プロファイル切り替え（cam profile switching: CPS）システム、可変カムタイミング（variable cam timing: VCT）システム、可変バルブタイミング（variable valve timing: VVT）、及び/又は、可変バルブリフト（variable valve lift: VVL）システムの一つ以上を利用してバルブ作動を変える場合がある。例えば燃焼室30は、電動バルブ駆動を介して制御される吸気バルブと、CPS及び/又はVCTを含むカム駆動を介して制御される排気バルブを含む場合もある。
【００１２】
吸気マニフォールド42は、スロットル板64を持つスロットル62を含み得る。この具体的な例において、スロットル板64の位置は、スロットル62に含まれる電気モータ或いはアクチュエータに供給される信号を介して、制御器12によって変えられ得るが、そのような構成は「電子スロットル制御（electronic throttle control: ETC）」と呼ばれる。このようにして、スロットル62は他のエンジン・シリンダーの中でもとりわけ、燃焼室30へ供給される吸気を変更すべく動作され得る。スロットル板64の位置は、スロットル信号TPによって制御器12に供給され得る。吸気マニフォールド42は、質量空気流量（mass air flow: MAF）とマニフォールド空気圧（manifold air pressure: MAP）を制御器12に供給するための、質量空気流量センサー120とマニフォールド空気圧センサー122を含み得る。
【００１３】
制御器12は、望ましい空燃比の混合気が形成されるように燃料噴射弁66を駆動する。制御器12は、燃焼室30内の混合気の空燃比が、実質的にストイキ（或いは、ストイキ近く）、又は、ストイキよりリッチな値、又は、ストイキよりリーンな値になるよう選択され得るように、燃料噴射弁66によって供給される燃料の量を制御する。更に、制御器12は、一サイクルの間に複数の燃料噴射が実行されるように燃料噴射弁66を駆動するように構成される。
【００１４】
排気マニフォールド126が、排気通路48に連結されているのが示されている。センサー126は、リニア酸素センサー、汎用排気ガス酸素センサー（niversal or wide-range exhaust gas oxygen：UEGO）、二状態酸素センサー(two-state oxygen sensor)又は排気ガス酸素センサー（EGO）、ヒーター付排気ガス酸素センサー（HEGO）、NOxセンサー、HCセンサー、或いは、COセンサーのような排気ガスの空燃比の指標を提供するのに適したものであれば如何なるセンサーでもよい。更に、排気ガス温度センサー127が、排気ガス温度に比例するEGT信号を提供し得る。
【００１５】
パティキュレイト・フィルタ70及び選択的接触還元(SCR)システム72が、排気マニフォールド48に沿って配置されているのが示されている。パティキュレイト・フィルタ70が排気マニフォールド48に沿ってSCRシステム72の上流に（即ち、燃焼室30の近接して）配設されているのが示されているが、パティキュレイト・フィルタ70は、排気マニフォールド48に沿ってSCRシステム72の下流に（即ち、燃焼室30から離間して）配設される場合もあることは理解できるであろう。更に、ディーゼル酸化触媒（不図示）を含むがそれに限定されない他の触媒装置が排気マニフォールド48に沿って、配設される場合もある。
【００１６】
SCRシステム72は、還元剤貯蔵装置74とSCR触媒76を含み得る。還元剤貯蔵装置74は、SCR触媒76の上流の排気流に反応剤を選択的に付加するために、尿素水溶液のような還元剤を貯蔵するように構成される。これは、還元剤がSCR触媒76の中でNOx排出物と反応することを可能にし、それによりNOx排出物を低減する。
【００１７】
制御器12は、図１において、マイクロプロセッサ・ユニット102、入/出力ポート104、この特定の例において読み取り専用メモリとして示される実行プログラム及び較正値を含む電子記憶媒体、ランダムアクセス・メモリ108、キープアライブ・メモリ110、及び、通常のデータバスを含む通常のマイクロコンピュータとして示される。
【００１８】
制御器12は、前述した信号に加えて、冷却スリーブ114に結合された温度センサー112からのエンジン冷却水温度（engine coolant temperature: ECT）信号、エンジン速度（RPM）の指標を与える、クランク軸40に結合されたホール効果センサー118からのプロファイル点火ピックアップ（profile ignition pickup: PIP）信号、スロットル位置センサー120からのスロットル位置（TP）信号、及び、センサー122からの絶対マニフォールド圧（MAP）信号を含む、エンジン10に結合されたセンサーからの種々の信号を受けるのが示されている。更に、制御器12は、還元剤貯蔵装置74からの還元剤の添加を制御するように構成され、そして、SCRシステム72からのフィードバックを受ける場合がある。
【００１９】
エンジン10の燃焼は、運転条件に応じて種々の形態をとり得る。ここにおいてエンジン10はディーゼル圧縮点火エンジンとの関連で記述されるが、以下に記述する実施形態が、ディーゼル圧縮点火エンジン、ガソリン圧縮点火エンジン、火花点火エンジン、直噴エンジン、或いは、ポート噴射エンジンなどを含むがこれらに限定されない、適切なものであれば如何なるエンジンにおいても使用され得ることは理解されるであろう。更に、ガソリン燃料、ディーゼル燃料、水素燃料、エタノール燃料、メタン燃料、及び/又は、それらの組み合わせのような種々の燃料及び/又は燃料混合物が使用可能である。更に、エンジン10は、排気タービンと吸気コンプレッサを持つターボ過給器システムなどのような、図１に示されていない追加の要素を含む場合がある。
【００２０】
上述したように、排気温度が比較的低い（例えば、300℃を下回る）とき、律速工程が上述の熱分解反応（1）であることにより、尿素の分解は比較的緩やかな速度で生じ得る。その結果、尿素デポジットが長時間に亘ってSCR触媒の中に蓄積され得る。排気流の中の未燃炭化水素、特に、サイズの大きな炭化水素もまた、SCR触媒74に蓄積し得る。しかしながら、ディーゼル排気ガス温度は低く、例えばディーゼル車が市街地運転サイクルで運転されているとき300℃のオーダーである。これは特にライトデューティー乗用ディーゼル車に当てはまる。図２が、北米の連邦試験手順（Federal Test Procedure: FTP）サイクルの間の6.4リットル・ディーゼルエンジンの、ディーゼルタービン（図１では省略）の出口における排気温度の時間変化と、SCR触媒の出口における排気温度の時間変化のグラフを示す。通常運転の間、SCR触媒74の温度は、これらの二つの温度の間になるであろう。従って、図２に示すように、SCR温度はそのような運転の間、略200℃になりうる。そのような温度において、尿素の熱分解及び炭化水素の酸化は遅く、そして、尿素デポジットと炭化水素はSCR触媒74の中に堆積し得る。
【００２１】
パティキュレイト・フィルタ70の再生のために使用される高い排気温度において、尿素は急速に分解して他の激しい反応をもたらし、そして、炭化水素も急速に酸化され得る。図３及び図４が、夫々、実験室内でシミュレートされたパティキュレイト・フィルタ再生処理の間の、1.2グラムの尿素デポジットを有する鉄−ゼオライトSCR触媒の温度プロファイルと、1.2グラムのディーゼル燃料が蓄積された鉄−ゼオライトSCR触媒の温度プロファイルを示す。このシミュレーションで使用された加熱速度は、毎秒約1.2℃であった。これは、毎秒1.5〜3.0℃に到達しうる、実際のパティキュレイト・フィルタの再生における加熱速度より幾分遅いかもしれない。図３及び図４において、SCR触媒の温度のスパイク（急上昇して急降下する部分）が、尿素デポジットに関しては約400℃で開始し、蓄積されたディーゼル燃料に関しては約350℃で開始することが分かる。したがって触媒温度は、パティキュレイト・フィルタの再生の間に使用される温度に比べてかなり高い温度に達する。図３及び図４から、パティキュレイト・フィルタの再生で使用される大きな加熱速度は、SCR触媒の中の尿素デポジット及び蓄積された炭化水素を低温（例えば、300〜400℃より低い温度）において完全に気化或いは酸化させるのを許さないことが判る。結果として、大量の熱が発生し、それはSCR触媒の温度を或る期間の間、排気温度よりもかなり高い温度に上昇させる。図３及び図４に示すように、SCR触媒の内部の温度は、尿素デポジットの分解及び他の派生反応、そして/または、炭化水素の酸化からの熱の放出に因って、750〜850℃或いはそれ以上に上昇し得る。更に、尿素デポジットはまた、これらの高温においてSCR触媒のウォッシュコートと早い反応速度で反応する場合がある。これらの要素は、SCR触媒のウォッシュコートを劣化させ、その結果、触媒能力に悪影響を与える場合がある。
【００２２】
図５が、コア（core）当たり0.78グラムの尿素デポジットを有する卑金属-ゼオライトSCR触媒、コア当たり1.2グラムのディーゼル燃料を有する卑金属-ゼオライトSCR触媒、及び、尿素デポジットも蓄積されたディーゼル燃料も有さない同様のSCR触媒を、実験室でシミュレートされるパティキュレイト・フィルタ再生に晒したときの、NOx転化効率の時間変化の比較をしめす。図５から、パティキュレイト・フィルタ再生の間、尿素デポジットを有するSCR触媒が、蓄積されたディーゼル燃料（大きな炭化水素）を有するSCR触媒よりも悪いNOx転化能力を示すことが判る。なお、図５から判るように、蓄積されたディーゼル燃料を有するSCR触媒のNOx転化能力は、如何なるデポジットも有していないSCR触媒のそれに劣っている。従って、パティキュレイト・フィルタの再生の間の、尿素デポジットの存在（及び/又は、尿素とSCR触媒のウォッシュコートとの速い反応速度）、及び/または、蓄積された炭化水素の速い燃焼によって生じる高温スパイクは、SCR触媒を損傷させ得る。自動車の耐用年限の間、何百回ものパティキュレイト・フィルタ再生が実行されるので、自動車がその使用期間を終える前にSCR触媒が機能不全に陥る可能性がある。
【００２３】
パティキュレイト・フィルタ再生の間のSCR触媒の損傷の可能性を回避する一助となるため、パティキュレイト・フィルタ再生にマルチ・ステージ・プロセスが使用され得る。そのマルチ・ステージ・プロセスにおいては、高温ステージにおいてパティキュレイト・フィルタが再生される前に、低温ステージにおいてSCR触媒から尿素デポジット及び蓄積された炭化水素を除去する。図６は、マルチ・ステージ・プロセスによるパティキュレイト・フィルタの再生方法600の実施形態例を表すフローチャートを示す。方法600は、最初にステップ602において、パティキュレイト・フィルタ再生処理が必要とされているかどうかを判定する。パティキュレイト・フィルタ再生処理は、パティキュレイト・フィルタに関する一つ或いはそれ以上の数の基準が満たされたと制御器12が判断したときに要求され得る。例えば、再生処理は、パティキュレイト・フィルタの前後差圧が所定量を超えたときに要求される場合がある。また、制御器12は、エンジン運転状態に基づいてパティキュレイト・フィルタの中の粒子状物質の推定量を追跡或いは算出し、そして、パティキュレイト・フィルタ内の粒子状物質の推定量が所定レベルを超えたときに再生を要求する場合がある。
【００２４】
もしパティキュレイト・フィルタの再生が要求されたならば、方法600はステップ604において排気温度を第一温度に上昇させる。この温度は、SCR触媒から尿素デポジット及び蓄積された炭化水素を除去するように設定されており、それにより、ステップ606において尿素デポジット及び炭化水素を除去する。排気ガス温度は、適切な値であれば如何なる温度に上昇しても良い。適切な値とは、SCR触媒を、そこにおける尿素分解速度、及び、炭化水素の気化・酸化速度が、SCR触媒に尿素及び/又は炭化水素が蓄積する速さよりも大きくなるように加熱し、それにより、SCR触媒から尿素デポジット及び蓄積される炭化水素の正味の除去をもたらすのに十分で、一方、尿素の分解や他の派生反応、及び、蓄積された炭化水素の酸化によりSCR触媒の温度が損傷を起こす可能性の或るレベルにはならない温度である。第一ステージにおける適切な温度が、触媒の中に含まれる物質及び触媒に特有の化学特性に基づいて変わり得ることは理解できるであろう。鉄-ゼオライト触媒、あるいは、銅-ゼオライト触媒の場合、適切な温度は、排気ガス及びSCR触媒の温度が約300-450℃の範囲にあることを含むが、それには限定されない。排気温度は適切な期間のあいだ、第一温度に保持され得る。適切な期間は、触媒が排気ガスからの熱伝達によって排気温度まで加熱される速さのみならず、触媒の中の尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の量に応じて変わり得る。実施形態の幾つかにおいて、排気ガスが第一温度に保持される期間は、SCR触媒の中の尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の推定量に応じて変わり得る。一般的に、この期間の長さは、SCR触媒の温度がパティキュレイト・フィルタ再生処理のための加熱の間にスパイクしないようにしつつ、SCR触媒の中の尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の大部分を取り除くのに十分なものである。
【００２５】
SCR触媒の中の尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の推定量は、エンジン運転変数に基づいて追跡又は算出され得るが、他の適切な方法で判定されても良い。この実施形態において、もしSCR触媒の中の尿素デポジット、及び/又は、蓄積された炭化水素の推定量が十分小さいならば、第一加熱ステージ（低温ステージ）は短くてもよく、それが適切であれば省略してもよい。反対に、パティキュレイト・フィルタが再生されるたびに、固定された期間の間、排気温度を第一温度に保持しても良い。繰り返しになるが、この固定された間隔は、SCR触媒の温度がパティキュレイト・フィルタ再生処理のための加熱の間にスパイクしないようにしつつ、SCR触媒の中の尿素デポジット及び蓄積された炭化水素の大部分を取り除くのに十分となるように選択され得る。1.5リットルの容積の銅-ゼオライト触媒、又は、鉄-ゼオライト触媒におけるこの低温ステージの期間の適切値は、例えば0.5分から10分であるが、これらに限定はされない。
【００２６】
図６の説明を続ける。第一温度においてSCR触媒中の尿素デポジットを分解して気化させた後、或いは、SCR触媒中に蓄積された炭化水素を酸化させた後、方法600は次にステップ608において、排気温度を、トラップされた粒子状物質が分解され得る温度にパティキュレイト・フィルタを加熱するのに適した第二温度に上昇させ、そして、その後ステップ610において、パティキュレイト・フィルタを再生すべく粒子状物質を分解又は焼き切る。第二温度は、パティキュレイト・フィルタを再生するために適したものであれば如何なる値でもよい。適切な温度は、排気ガス温度又はパティキュレイト・フィルタ温度が、例えば約550℃〜700℃の間の温度であるが、それには限定されない。
【００２７】
方法600の特定の実施形態が二つの加熱ステージ用いているが、幾つかの実施形態において二つより多い数の加熱ステージを用いる場合もある。例えば、第一加熱ステージ（低温ステージ）におけるSCR触媒の温度は、上述の第一加熱ステージの間の略同じレベルにする場合もあれば、そこにおける尿素及び/又は炭化水素の除去速度がゆっくり増大して、尿素デポジット及び/又は炭化水素の質量の減少を生ずるように、第一加熱ステージの間、排気温度の制御によって第一加熱ステージにおけるSCR触媒の温度を徐々に、或いは、ステップ的に上昇させる場合もある。そのような実施形態において、第一加熱ステージの間のSCR触媒温度の上昇速度は、第一加熱ステージが行われる第一の期間の前の初期に温度が上昇するときの速度より概して小さく、且つ、第一加熱ステージが行われる第一の期間と、第二加熱ステージ（高温ステージ）が行われる第二の期間の間における温度上昇速度に比べて小さい。例えば、尿素デポジット及び/又は炭化水素の除去ステージの前の加熱速度、及び、尿素デポジット及び/又は蓄積された炭化水素の除去ステージ（低温ステージ）とパティキュレイト・フィルタ再生ステージ（高温ステージ）との間の期間における加熱速度が、毎秒1.5℃〜3.0℃のとき、尿素デポジット除去ステージ（低温ステージ）の間の加熱速度として毎秒約0.1℃〜1.0℃が使用され得る。
【００２８】
数多くの変形例が可能であるため、ここに記述された構成及び手順が本質的に例示であって、これらの特定の実施形態が限定の意味で使用されないことは理解されるであろう。例えば、ここに記述された温度範囲は単なる例であり、他の温度範囲が、具体的な実施形態のSCR触媒及びパティキュレイト・フィルタの具体的な物理特性及び化学特性に応じて適切となり得る。更に、（ディーゼル酸化触媒のような）他の触媒がSCR触媒の下流に配設される場合、ここに記述された方法は、これらの触媒に蓄積された如何なる尿素デポジット及び/又は蓄積炭化水素を除去するためにも使用され得る。本明細書の主題は、これらの種々のシステム及び構成の全ての新規で非自明な組み合わせ及び予備的組み合わせ、及び、ここに記述された他の特徴、機能、及び/又は、性質を含む。更に、ここに種々の理論が説明してきたが、ここに説明された取り組み及びシステムは、そのような理論の正確さに必ずしも依存しない。
【００２９】
特許請求の範囲は、新規で非自明と見なされる特定の組み合わせ及び一部組み合わせを具体的に示す。それらの特許請求の範囲は、「一つの」構成要素、又は「一つの第一の」構成要素、又は、それらの同義語に言及し得る。そのような特許請求の範囲は、その構成要素が一つ以上あるものを含み、その構成要素が二つ以上あるものを要求もしなければ、除外もしないと理解されるべきである。ここに記述されている種々の特徴、機能、構成要素及び/又は特性の他の組み合わせ及び一部組み合わせが本件請求の範囲の補正又は本出願又は関連出願の新しい請求の範囲の提供によって、請求され得る。最初の特許請求の範囲の権利範囲より広い特許請求の範囲、狭い特許請求の範囲、同じ特許請求の範囲、又は異なる特許請求の範囲であろうと、そのような特許請求の範囲もまた、本明細書の主題に含まれると見なされる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を適用可能なエンジンの実施形態を示す図である。
【図２】排気タービンの出口とSCR触媒の出口における排気ガス温度の時間変化を示すグラフである。
【図３】パティキュレイト・フィルタを再生温度に加熱している間の、SCR触媒の温度の時間変化を示すグラフである。
【図４】パティキュレイト・フィルタを再生温度に加熱している間の、ディーゼル燃料が蓄積されているSCR触媒の温度と、蓄積されていないSCR触媒の温度の時間変化を示すグラフである。
【図５】パティキュレイト・フィルタの再生がシミュレイトされている間の、尿素デポジットを含むSCR触媒、蓄積された炭化水素を含むSCR触媒、いずれも含まないSCR触媒の、温度とNOx転化効率の関係を示すグラフである。
【図６】パティキュレイト・フィルタ再生方法の実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
10.  エンジン
12.  電子制御器
48.  排気マニフォールド
70.  パティキュレイト・フィルタ
72.  選択的接触還元(SCR)システム
76.  SCR触媒
【図１】
2009057964.tif 000003
【図２】
2009057964.tif 000004
【図３】
2009057964.tif 000005
【図４】
2009057964.tif 000006
【図５】
2009057964.tif 000007
【図６】
2009057964.tif 000008