(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ガス中の粒子状物質を捕集すると共に捕集した粒子状物質を触媒により酸化除去する触媒付フィルタと該触媒付フィルタの再生用の制御を行う再生制御手段とを備えた連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステムにおいて、前記触媒付フィルタが、貴金属触媒とＰＭ酸化触媒を備えると共に、低温で還元剤及び酸素を吸着・吸蔵し、該吸着・吸蔵した還元剤及び酸素を高温で放出する吸着・吸蔵物質を備え、前記再生制御手段が、再生運転時に、排気温度を低い状態にする低排気温度運転を行い、触媒温度が所定の触媒温度よりも低くなったことを確認したら、排気通路の排気ガス中の還元剤を増加させる還元剤増量運転を行って、前記吸着・吸蔵物質に還元剤及び酸素を吸着・吸蔵させ、前記還元剤増量運転の後に、排気温度を高い状態にする高排気温度運転を行って、前記吸着・吸蔵物質に吸着させた還元剤及び酸素を放出させて還元剤を酸化する制御を行うことを特徴とする連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステム。
【請求項２】
前記貴金属触媒が白金、パラジウム、銅のいずれか一つ又はその組合せで形成され、前記ＰＭ酸化触媒が酸化物酸化触媒で形成され、前記吸着・吸蔵物質がゼオライト又はシリカで形成されることを特徴とする請求項１記載の連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステム。
【請求項３】
エンジンの排気ガス中の粒子状物質を捕集すると共に捕集した粒子状物質を触媒により酸化除去する触媒付フィルタを備え、該触媒付フィルタが、貴金属触媒とＰＭ酸化触媒を備えると共に、低温で還元剤及び酸素を吸着・吸蔵し、該吸着・吸蔵した還元剤及び酸素を高温で放出する吸着・吸蔵物質を備えて形成された連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステムにおける再生制御方法であって、
再生運転時に、排気温度を低い状態にする低排気温度運転を行って、排気ガス温度を低くし、触媒温度が所定の触媒温度よりも低くなったことを確認したら、排気通路の排気ガス中の還元剤を増加させる還元剤増量運転を行って前記吸着・吸蔵物質に還元剤及び酸素を吸着・吸蔵させる吸着・吸蔵ステップと、前記還元剤増量運転後に排気温度を高い状態にする高排気温度運転により前記吸着・吸蔵物質に吸着させた還元剤及び酸素を放出させる放出ステップとを含むことを特徴とする再生制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの粒子状物質を捕集して排気ガスを浄化する連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステムとその再生制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート：以下ＰＭとする）の排出量は、ＮＯｘ，ＣＯそしてＨＣ等と共に年々規制が強化されてきており、このＰＭをディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter ：以下ＤＰＦとする）と呼ばれるフィルタで捕集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する技術が開発されている。
【０００３】
このＰＭを直接捕集するＤＰＦにはセラミック製のモノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタや、セラミックや金属を繊維状にした繊維型タイプのフィルタ等があり、これらのＤＰＦを用いた排気ガス浄化装置は、他の排気ガス浄化装置と同様に、エンジンの排気管の途中に設置され、エンジンで発生する排気ガスを浄化して排出している。
【０００４】
しかし、このＰＭ捕集用のフィルタは、ＰＭの捕集に伴って目詰まりが進行し、ＰＭの捕集量に比例して排気ガス圧力（排圧）が上昇するので、このＤＰＦからＰＭを除去する必要があり、幾つかの方法及びシステムが開発されている。
【０００５】
その一つに、電気ヒータやバーナーでフィルタを加熱して、ＰＭを燃焼除去したり、エアを逆方向に流して逆洗したりするシステムがあるが、これらの場合には、外部から加熱用のエネルギーを供給してＰＭを酸化してフィルタの再生を行うので、燃費の悪化を招き、また、再生制御が難しいという問題がある。
【０００６】
また、これらのシステムを採用した場合には、ＤＰＦを備えた２系統の排気通路を設け、交互に、ＰＭの捕集とフィルタの再生を繰り返す場合が多く、そのため、システムが大きくなり、コストも高くなり易い。
【０００７】
これらの問題に対処するために、図７〜図９に示すような連続再生型ＤＰＦシステムが提案されている。
【０００８】
図７は、二酸化窒素（ＮＯ2 ）による連続再生型ＤＰＦシステム（ＮＯ2 再生型ＤＰＦシステム）の例であり、この連続再生型ＤＰＦシステム１Ａは、ウオールフロータイプのフィルタ３Ａｂとその上流側に配置されたから酸化触媒３Ａａとから構成され、この上流側の白金等を担持した酸化触媒３Ａａにより、排気ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）を酸化（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）して二酸化窒素（ＮＯ2 ）にして、この二酸化窒素（ＮＯ2 ）で、下流側のフィルタ３Ａｂに捕集されたＰＭを酸化して二酸化炭素（ＣＯ2 ）とし、ＰＭを除去している。
【０００９】
この二酸化窒素（ＮＯ2 ）によるＰＭの酸化（２ＮＯ2 ＋Ｃ→２ＮＯ＋ＣＯ2 ）は、酸素（Ｏ2 ）によるＰＭの酸化より、エネルギー障壁が低く低温で行われるため、外部からのエネルギーの供給が低減されるので、排気ガス中の熱エネルギーを利用することで連続的にＰＭを捕集しながらＰＭを酸化除去してフィルタの再生を行うことができる。
【００１０】
また、図８に示す連続再生型ＤＰＦシステム（一体型ＮＯ2 再生ＤＰＦシステム）１Ｂは、図７のシステム１Ａを改良したものであり、酸化触媒３２Ａをウオールフロータイプの触媒付フィルタ３Ｂの壁表面に塗布し、この壁表面で、排気ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）の酸化と二酸化窒素（ＮＯ2 ）によるＰＭの酸化を行うようにしている。これにより、システムを簡素化している。
【００１１】
そして、図９に示す連続再生型ＤＰＦシステム（ＰＭ酸化触媒付ＤＰＦシステム）１Ｃは、白金（Ｐｔ）等の貴金属酸化触媒３２Ａと、ＰＭ酸化触媒３２ＢをウオールフロータイプのＰＭ酸化触媒付フィルタ３Ｃの壁表面に塗布し、この壁表面でより低い温度からＰＭの酸化を行うようにしている。
【００１２】
このＰＭ酸化触媒３２Ｂは排気ガス中の酸素（Ｏ2 ）で直接ＰＭを酸化する触媒であり、二酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）等の酸化物酸化触媒等で形成される。
【００１３】
そして、この連続再生型ＤＰＦシステム１Ｃは、低温酸化域（３５０℃〜４５０℃程度）では酸化触媒３２Ａの一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ2 ）に酸化する反応を利用してＰＭを二酸化窒素（ＮＯ2 ）で酸化し、中温酸化域（４００℃〜６００℃程度）では、ＰＭ酸化触媒３２Ｂの排気ガス中の酸素（Ｏ2 ）でＰＭを直接酸化する反応（４ＣｅＯ2 ＋Ｃ→２Ｃｅ2 Ｏ3 ＋ＣＯ2 ，２Ｃｅ2 Ｏ3 ＋Ｏ2 →４ＣｅＯ2 等）によりＰＭを酸化し、ＰＭが排気ガス中の酸素（Ｏ2 ）で燃焼する温度より高い高温酸化域（６００℃程度以上）では、排ガス中の酸素（Ｏ2 ）によりＰＭを酸化している。
【００１４】
これらの連続再生型ＤＰＦシステムにおいては、触媒や、二酸化窒素によるＰＭの酸化を利用することによって、ＰＭを酸化できる温度を下げて、ＰＭを捕集しながらＰＭを酸化除去している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの連続再生型ＤＰＦシステムにおいても、まだ、排気ガス温度を３５０℃程度に昇温させる必要があるため、排気温度が低いエンジンの運転状態や一酸化窒素（ＮＯ）の排出が少ないエンジンの運転状態においては、触媒の温度が低下して触媒活性が低下したり、一酸化窒素（ＮＯ）が不足するので、上記の反応が生ぜず、ＰＭを酸化してフィルタを再生できないため、ＰＭのフィルタへの堆積が継続されて、フィルタが目詰まりするという問題がある。
【００１６】
そして、このフィルタの目詰まりにより、排圧が上昇するので、燃費が悪化し、更に、目詰まりが進行し、排圧が高くなり過ぎると、エンジンの停止となり、また、再始動も不能となってしまう事態に発展する可能性がある。
【００１７】
例えば、アイドル運転時や低速運転時や下り坂におけるエンジンブレーキ作動運転時等においては、燃料が殆ど燃焼しない状態となり、低温の排気ガスが連続再生型のＤＰＦ装置に流れ込むため、触媒の温度が低下して触媒活性が低下してしまう。
【００１８】
特に、この連続再生型ＤＰＦシステムを搭載した自動車が、宅配便等に使用され市街地走行が多い場合には、排気ガスの温度が低いエンジンの運転状態が多いため、再生モード運転において、排気ガスを昇温させるための制御を行う必要が生じる場合が多い。
【００１９】
また、ヨーロッパの排ガス規制走行モード（ＥＣＥ＋ＥＵＤＣ）では、ＤＰＦ入口排気ガス温度は最高で３５０℃程度であり、殆どの場合は２００℃程度となっているので、排気ガス温度が低い状態であっても、ＰＭを酸化除去することが重要な問題となっている。
【００２０】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステムにおいて、排気ガスが低温であってもＰＭの酸化除去を可能とし、フィルタ再生の際の排気ガス昇温用のエネルギーが少なく、燃費を向上できる連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステムとその再生制御方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するための連続再生型パティキュレートフィルタシステム（連続再生型ＤＰＦシステム）は、次のように構成される。
【００２２】
１）エンジンの排気ガス中の粒子状物質を捕集すると共に捕集した粒子状物質を触媒により酸化除去する触媒付フィルタと該触媒付フィルタの再生用の制御を行う再生制御手段とを備えた連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステムにおいて、前記触媒付フィルタが、貴金属触媒とＰＭ酸化触媒を備えると共に、低温で還元剤及び酸素を吸着・吸蔵し、該吸着・吸蔵した還元剤及び酸素を高温で放出する吸着・吸蔵物質を備え、前記再生制御手段が、再生運転時に、排気温度を低い状態にする低排気温度運転を行い、触媒温度が所定の触媒温度よりも低くなったことを確認したら、排気通路の排気ガス中の還元剤を増加させる還元剤増量運転を行って、前記吸着・吸蔵物質に還元剤及び酸素を吸着・吸蔵させ、前記還元剤増量運転の後に、排気温度を高い状態にする高排気温度運転を行って、前記吸着・吸蔵物質に吸着させた還元剤及び酸素を放出させて還元剤を酸化する制御を行うように構成される。
【００２３】
この還元剤は，エンジンの燃料である炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等であり、ポスト噴射（後噴射）等のエンジンの燃料噴射制御や、排気通路に設けられた還元剤添加用噴射弁、燃料添加用噴射弁等の弁制御により、排気ガスに供給される。
【００２４】
２）また、上記の連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステムにおいて、前記貴金属触媒が白金、パラジウム、銅のいずれか一つ又はその組合せで形成され、前記ＰＭ酸化触媒が酸化物酸化触媒で形成され、前記吸着・吸蔵物質がゼオライト又はシリカで形成される。
【００２５】
この吸着・吸蔵物質のＨＣ，ＣＯ及びＯ2 の吸着・吸蔵及び放出の温度特性の例を図３に示す。
【００２６】
そして、これらの連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステムにおける再生制御方法はつぎのように構成される。
【００２７】
１）エンジンの排気ガス中の粒子状物質を捕集すると共に捕集した粒子状物質を触媒により酸化除去する触媒付フィルタを備え、該触媒付フィルタが、貴金属触媒とＰＭ酸化触媒を備えると共に、低温で還元剤及び酸素を吸着・吸蔵し、該吸着・吸蔵した還元剤及び酸素を高温で放出する吸着・吸蔵物質を備えて形成された連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステムにおける再生制御方法であって、
再生運転時に、排気温度を低い状態にする低排気温度運転を行って、排気ガス温度を低くし、触媒温度が所定の触媒温度よりも低くなったことを確認したら、排気通路の排気ガス中の還元剤を増加させる還元剤増量運転を行って前記吸着・吸蔵物質に還元剤及び酸素を吸着・吸蔵させる吸着・吸蔵ステップと、前記還元剤増量運転後に排気温度を高い状態にする高排気温度運転により前記吸着・吸蔵物質に吸着させた還元剤及び酸素を放出させる放出ステップとを含んで構成される。
【００２９】
この低排気温度運転は、エンジンの燃料噴射において燃料噴射時期や点火時期を進角させたり、回転数や負荷を低減したり、あるいは、排気管中に冷たい空気を導入したりして行われる。
【００３０】
また、還元剤増量運転は、エンジンの燃料噴射においてポスト噴射したり、排気通路に設けた還元剤添加用噴射弁から還元剤を噴射させること等で行われる。
【００３１】
そして、高排気温度運転は、エンジンの燃料噴射において燃料噴射時期や点火時期を遅角させたり、回転数や負荷を増加したりして行われる。
【００３２】
〔ＰＭ浄化のメカニズム〕
次に、このこのＨＣ，ＣＯ及びＯ2 を吸着・吸蔵及び放出する吸着・吸蔵物質を使用した場合の微粒子状物質（ＰＭ）浄化のメカニズムについて図５及び図６を参照しながら説明する。
【００３３】
フィルタの再生運転時においては、最初に排気ガス温度を低くし、且つ排気ガス中にＨＣ，ＣＯ等の還元剤を供給することにより、図５に示すように吸着・吸蔵物質３３にＨＣ，ＣＯ及びＯ2 を大量に吸着・吸蔵させる。
【００３４】
次に、エンジンの運転制御等で排気ガス温度を上昇させることにより、図６に示すように、吸着・吸蔵物質３３から吸着・吸蔵されたＨＣ，ＣＯ及びＯ2 を放出させる。この放出されたＨＣ，ＣＯは触媒３２の触媒作用により酸化されるので、触媒３２の表面の温度が急上昇することになる。
【００３５】
この温度上昇により、触媒３２の酸化触媒３２ＡやＰＭ触媒３２Ｂの表面付近はＰＭが酸化反応を起こす温度以上になるので、捕集されたＰＭは，ＮＯ2 やＯ2 により酸化される。この酸化反応の熱により更に周囲の温度が上昇し、触媒の上方にあるＰＭも酸化されるようになる。この酸化による温度上昇と温度上昇いよるＰＭ酸化の連鎖反応により、捕集されたＰＭ全体を酸化できるので、フィルタを再生できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態の連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタシステム（以下連続再生型ＤＰＦシステムとする）の再生制御方法について、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
図１に、この実施の形態の連続再生型ＤＰＦシステム１の構成を示す。この連続再生型ＤＰＦシステム１は、エンジンＥの排気通路２に設けられた触媒付フィルタ３と、再生制御手段４０とからなる。
【００３８】
この触媒付フィルタ３は、図２に示すように、多孔質のセラミックのハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタで形成され、このフィルタ３の多孔質壁面３０に、触媒３２を担持する多孔質触媒コート層３１を設ける。
【００３９】
この触媒３２は、ＨＣ，ＣＯ及びＰＭに対して酸化活性を持つ、白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）や銅（Ｃｕ）等の貴金属触媒３２Ａと二酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）等のＰＭ酸化触媒３２Ｂとで形成される。
【００４０】
そして、本発明においては、図２に示すように、この触媒付フィルタ３の大きな表面積を有する多孔質触媒コート層３１に、更に、ＨＣ，ＣＯ及びＯ2 を吸着・吸蔵する吸着・吸蔵物質（吸着・吸蔵材）３３を担持させる。この吸着・吸蔵物質３３は、ゼオライトやシリカ等で形成され、図３に示すように、１５０℃〜２５０℃程度より低温時にＨＣ，ＣＯとＯ2 を吸着及び吸蔵し、これより高温時にＨＣ，ＣＯとＯ2 を放出する温度特性を示す。
【００４１】
また、再生制御手段４０は、通常、エンジンの運転の全般的な制御を行う制御装置（ＥＣＵ：エンジンコントロールユニット）５０に含めて構成され、触媒付フィルタ３の排気入口側のＤＰＦ入口排気ガス温度センサ５１と、触媒付フィルタ３の前後の差圧を検出するＤＰＦ差圧センサ５２からの出力を入力して、触媒付フィルタ３の再生用の制御を行う。
【００４２】
なお、この再生制御において、排気ガス温度の変化の他に、ＨＣ（燃料）等の還元剤の供給を行うが、エンジンの燃料噴射ポンプシステム４がコモンレール等の電子制御噴射装置でない場合には、還元剤供給のために燃料添加用噴射弁（排気管ＨＣ添加用噴射弁）６を触媒付フィルタ３の上流側に配設し、この燃料添加用噴射弁６で還元剤を供給する。
【００４３】
〔再生制御方法〕
次に。上記の構成の連続再生型ＤＰＦシステム１における再生制御方法について説明する。
【００４４】
この再生制御方法は図４に例示するような再生制御フローに従って行われる。
【００４５】
例示したこれらのフローは説明し易いように、エンジンＥの制御フローと並行して、繰り返し呼ばれて実施されるフローとして示している。
【００４６】
つまり、エンジンＥの運転制御中は並行して、このフローが一定時間毎に繰り返し呼ばれて実行され、エンジンＥの制御が終了すると、このフローも呼ばれなくなり実質的にこのフィルタ再生制御も終了するものとして構成している。
【００４７】
本発明の再生制御フローでは、図４に示すように、ステップＳ１０で、再生モード運転の開始の判定をフィルタの目詰まり度をＰＭ累積推定値ＰＭｓでチェックして行い、このＰＭ累積推定値ＰＭｓが所定の判定値ＰＭｓmax を超えた場合には、ステップＳ２０で低排気温度モード運転、ＨＣ増量モード運転、高排気温度モード運転を行って、触媒付フィルタ３を再生する。
【００４８】
先ず、この再生制御フローがスタートすると、ステップＳ１０の再生モード運転開始の判定に入り、ステップＳ１１で、ＰＭ捕集値ＰＭｔを算出する。このＰＭ捕集値ＰＭｔは、エンジンＥの運転状態を示すトルクＱとエンジン回転数Ｎｅ、及び、ＤＰＦ入口排気ガス温度センサ５１で計測されるＤＰＦ入口排気ガス温度Ｔ１等を基にして、予め入力されたＰＭ排出マップのマップデータ等から算出されるＰＭ排出量とＰＭ浄化量との差から算出する。
【００４９】
あるいは、ＤＰＦ差圧センサ５２で検出されたＤＰＦ損失差圧と、予め入力されたＤＰＦ差圧マップとの比較から触媒付フィルタ３に捕集されたＰＭ堆積量ＰＭｔを算出する。
【００５０】
そして、次のステップＳ１２で、このＰＭ堆積量ＰＭｔを時間を考慮して累積計算することにより、ＰＭ累積推定値ＰＭｓを算出する。
【００５１】
次のステップＳ１３では、エンジンＥから排出される排気ガスの温度Ｔｅが触媒付フィルタ３に捕集されて蓄積されたＰＭの酸化に必要な温度、即ち、ＰＭ連続再生温度Ｔｅｓ（バランスポイント）以下であるか否かを判定する。
【００５２】
このステップＳ１３の判定で排気ガスの温度ＴｅがＰＭ連続再生温度Ｔｅｓより上である場合には、排気ガス中のＰＭは捕集と同時に酸化され、また、捕集されているＰＭも酸化除去されるので、触媒付フィルタ３は連続的に再生され、ＰＭ累積推定値ＰＭｓは減少又は維持されるので、そのままリターンする。
【００５３】
そして、ステップＳ１３の判定で排気ガスの温度ＴｅがＰＭ連続再生温度Ｔｅｓ以下である場合には、排気ガス中のＰＭは触媒付フィルタ３に蓄積されるので、ＰＭ累積推定値ＰＭｓが増加する。そのため、次のステップＳ１４に行き、再生モード運転が必要で有るか否かを判定する。
【００５４】
ステップＳ１４の判定では、ＰＭ累積推定値ＰＭｓが所定の判定値ＰＭｓmax 以上であるか否かで、再生モード運転開始の要否を判定する。この判定で、再生モード運転開始が必要であると判定された場合には、ステップＳ２０の再生モード運転に移り、再生モード運転が必要では無いと判定された場合には、そのままリターンする。
【００５５】
ステップＳ２０の再生モード運転は次のようにして行われる。
【００５６】
先ず、ステップＳ２１で低排気温度モード運転を行い、排気ガス温度を低くする。この低排気温度モード運転では、エンジン運転条件を変えて燃料の噴射時期を進角させて、排気ガス温度を低くする。あるいは、エンジン回転、負荷を低減したり、排気管内に冷たい空気を噴出したりする。また、エンジン回転、負荷が減少するタイミングに再生を合わせるような制御をしてもよい。
【００５７】
そして、ステップＳ２２で触媒温度Ｔｄをチェックし、所定の触媒温度Ｔｄ１より低くなるまで、ステップＳ２１の低排気温度モード運転に戻り、また、排気ガス温度が下がり、触媒付フィルタ３の表面の触媒３２の温度Ｔｄも低下し、触媒温度Ｔｄが所定の触媒温度Ｔｄ１より低くなったことを確認したら、ステップＳ２３のＨＣ増量モード運転に移行する。
【００５８】
この触媒温度の低下は触媒３２の温度や触媒コート層３１の温度等を直接計測して検知してもよいが、この計測は難しいので、排気ガス温度（ＤＰＦ入口排気ガス温度）の監視から推定してもよく、触媒付きフィルタ３の下流側の排気ガス温度（ＤＰＦ出口排気ガス温度）の監視から推定するようにしてもよい。例えば、一定の温度以下の排気ガス温度が所定の時間継続したら触媒温度も低下したと推定する。
【００５９】
次のステップＳ２３のＨＣ増量モード運転では、燃料をポスト噴射（後噴射）したり、あるいは、燃料添加用噴射弁６から排気通路２内にＨＣ（燃料）を噴射して、排気ガス中にＨＣを添加する。これにより、排気ガス中にＨＣ、ＣＯを供給し、ＨＣ，ＣＯ及びＯ2 を大量に吸着・吸蔵物質３３に吸着・吸蔵させる。
【００６０】
なお、多段噴射が可能なコモンレール電子制御燃料噴射装置を備えているディーゼルエンジンでは、コモンレール電子制御燃料噴射装置の後噴射でＨＣ添加を行うことができるので、燃料添加用噴射弁６を必要としない。
【００６１】
このＨＣ増量モード運転を所定の時間行った後、次のステップＳ２４の高排気温度モード運転を行う。
【００６２】
このステップＳ２４の高排気温度モード運転は、噴射時期、点火時期を遅角（リタード）させたり、吸気絞りや排気絞りを行ったり、エンジンの回転数、負荷の増加する等のエンジンの運転制御により、排気ガス温度を１５０℃〜２５０℃程度以上に上昇させる。
【００６３】
そして、この排気ガス温度の上昇により、吸着・吸蔵物質３３に吸着・吸蔵されたＨＣ，ＣＯ及びＯ2 を触媒３１の表面付近に放出させる。この放出されたＨＣ，ＣＯは貴金属触媒３２Ａの触媒作用により酸化されるので、貴金属触媒３２ＡやＰＭ酸化触媒３２Ｂの表面の温度が急上昇する。
【００６４】
そのため、触媒３２の表面付近が触媒作用によって酸化可能な温度以上になるのでこの表面付近のＰＭも酸化される。このＰＭの酸化によって発生する熱により、触媒３２上方のＰＭも酸化され発熱する。この連鎖反応の伝播により、触媒付フィルタ３に捕集されていたＰＭ全体が酸化除去される。
【００６５】
そして、この高排気温度モード運転を所定の時間行い、この高排気温度モード運転を終了し、ステップＳ２５で、燃料噴射を元の噴射モードに戻したり、ＰＭ累積推定値ＰＭｓをリセットする（ＰＭｓ＝０）等の再生モード終了操作を行い、リターンする。
【００６６】
この再生制御方法によれば、アイドルや低負荷等の排気温度が低いエンジン運転領域で、触媒付フィルタ３を再生する場合に、ステップＳ２１とステップＳ２３により、ＨＣ等の還元剤とＯ2 を吸着・吸蔵物質３３に吸着・吸蔵でき、ステップＳ２４でこの吸着・吸蔵物質３３に吸着・吸蔵されたＨＣ等の還元剤とＯ2 を放出させて、酸化させて、触媒３２の表面温度を局部的に上昇できる。
【００６７】
この触媒３２の表面の急昇温により周辺のＰＭの酸化し、このＰＭの酸化によって発生する熱で、順次近傍のＰＭの酸化を促進し、捕集したＰＭ全体を酸化除去できる。
【００６８】
そして、この連続再生型ＤＰＦシステム１とその再生制御方法によれば、フィルタ再生制御に必要な温度を従来技術で必要とされていた３５０℃〜４５０℃程度から、１５０℃〜２５０℃程度まで下げることができる。
【００６９】
従って、排気ガスの温度を余り高く上げる必要が無くなるので、排気ガス昇温のために極端な遅角噴射（例えば、３０°ＡＴＤＣ〜５０°ＡＴＤＣ）を行う必要が無くなるため、この極端な遅角噴射によるオイルダイリュウション（極端に後噴射された燃料が、シリンダ内壁に衝突してシリンダ壁を伝わってオイルパンに落ちて、潤滑油が燃料で希釈される現象）を防止できる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明の連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）システムとその再生制御方法によれば、次のような効果を奏することができる。
【００７１】
アイドルや低負荷等の排気温度が低いエンジン運転領域で、触媒付フィルタを再生する場合に、排気ガスの温度を全体的に昇温するのではなく、低排気温度モード運転でＨＣ等の還元剤と酸素を吸着・吸蔵物質に吸着・吸蔵させ、次の高排気温度モード運転で吸着・吸蔵物質から放出されるＨＣ等の還元剤と酸素を触媒表面近傍で酸化させ、この酸化による熱で触媒表面を局部的に急昇温させることができる。
【００７２】
そして、この局部的な昇温で、触媒表面近傍のＰＭを酸化し、この酸化で発生する熱を利用して、周辺のＰＭの酸化を順次進行させて、捕集したＰＭ全体を酸化除去することができる。
【００７３】
そのため、排気ガスを昇温させるためのエネルギー供給を少なくでき、燃費を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の連続再生型パティキュレートフィルタシステムの構成図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の触媒付フィルタの模式的な構成図である。連続再生型パティキュレートフィルタシステムの再生制御方法を示すフロー図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の触媒付フィルタに担持させる吸着・吸蔵物質の温度特性を示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の連続再生型パティキュレートフィルタシステムの再生制御方法の一例を示すフロー図である。
【図５】吸着・吸蔵物質を担持した場合のＰＭ浄化のメカニズムを説明するための模式図であり、排気ガス温度が低い状態をを示す図である。
【図６】吸着・吸蔵物質を担持した場合のＰＭ浄化のメカニズムを説明するための模式図であり、排気ガス温度が高い状態をを示す図である。
【図７】従来技術の酸化触媒を配設した連続再生型ＤＰＦシステムの一例を示す構成図である。
【図８】従来技術の酸化触媒付フィルタを備えた連続再生型ＤＰＦシステムの一例を示す構成図である。
【図９】従来技術のＰＭ酸化触媒付フィルタを備えた連続再生型ＤＰＦシステムの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
Ｅ    ディーゼルエンジン
１    連続再生型パティキュレートフィルタシステム
２    排気通路
３    触媒付フィルタ
３２Ａ    酸化触媒
３２Ｂ  ＰＭ酸化触媒
３３    吸着・吸蔵物質
４０    再生制御手段
【図１】
0003843746.tif 000002
【図２】
0003843746.tif 000003
【図３】
0003843746.tif 000004
【図４】
0003843746.tif 000005
【図５】
0003843746.tif 000006
【図６】
0003843746.tif 000007
【図７】
0003843746.tif 000008
【図８】
0003843746.tif 000009
【図９】
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