(57)【要約】  【課題】    【解決手段】  内燃機関で生成される排気には、微粒子およびガス相の揮発性炭化水素凝縮性物質が含まれる。排気は排気ガス冷却器内で第一温度から第二温度へ冷却され、排気中のガス相の揮発性炭化水素凝縮性物質の第一部分は液相へ濃縮され、排気中のガス相の揮発性炭化水素凝縮性物質の第二部分は黒色炭素粒子上に濃縮されて、半揮発性の茶色炭素粒子を形成する。液相の揮発性炭化水素凝縮性物質および半揮発性の茶色炭素粒子の一部または全部が、排気ガス冷却器の下流に位置するガソリン微粒子フィルタまたは触媒化ガソリン微粒子フィルタに捕捉される。  【選択図】      図６
2020510775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンによって生成される排気中の排出物を減少させるシステムであって、前記排気は微粒子と揮発性炭化水素凝縮性物質とを有し、前記システムは、
第一温度で前記排気を受け取る入口と第二温度で前記排気をアウトプットする出口とを有する熱交換器であって、前記第二温度は前記第一温度よりも低く、前記熱交換器は、前記揮発性炭化水素凝縮性物質の少なくとも一部を凝縮させる熱交換器と、
前記熱交換器の出口に流体接続された入口を有し、前記第二温度で前記排気を受け取るガソリン微粒子フィルタ（ＧＰＦ）であって、前記ＧＰＦは前記排気をアウトプットするための出口を有し、前記ＧＰＦは、少なくともいくつかの液相揮発性炭化水素凝縮性物質と前記微粒子の少なくとも一部とを捕捉することにより、前記エンジンからの前記排出物を減少させるものであるガソリン微粒子フィルタ（ＧＰＦ）とを有するものである
システム。  
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第一温度は、少なくとも華氏約６５０度であるシステム。
【請求項３】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第二温度は、華氏約３５０度から華氏約４５０度であるシステム。
【請求項４】
請求項１記載のシステムにおいて、前記熱交換器は、冷却排気路とバイパス排気路とに流体接続された弁を有し、前記冷却排気路の排気は前記熱交換器で冷却され、前記バイパス排気路の排気は前記熱交換器をバイパスするものであるシステム。
【請求項５】
請求項４記載のシステムにおいて、前記冷却排気路を通過する排気と前記バイパス排気路を通過する排気との比を調節するために前記弁と電気接続されているコントローラを更に有するものであるシステム。
【請求項６】
請求項５記載のシステムにおいて、前記コントローラは第一および第二熱電対と電気接続されており、前記第一熱電対は前記熱交換器の入口近くに配置され、前記第二熱電対は、前記熱電対から前記ＧＰＦへ延伸する排気導管に配置されているものであるシステム。
【請求項７】
請求項５記載のシステムにおいて、前記コントローラは、全ての排気が前記バイパス排気路を通過するように前記弁の操作位置を調節することにより、前記ＧＰＦを回生させるように構成されているものであるシステム。
【請求項８】
請求項７記載のシステムにおいて、前記コントローラは、前記ＧＰＦを定期的に回生するように構成されているものであるシステム。
【請求項９】
請求項７記載のシステムにおいて、前記コントローラは、前記エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態の場合にだけ、前記ＧＰＦを回生するように構成されているものであるシステム。
【請求項１０】
請求項９記載のシステムにおいて、前記コントローラは、（ａ）前記エンジンの回転速度および（ｂ）前記エンジンの燃料吸入のうちのいずれか１つ、またはそれらの組み合わせに基づいて、前記エンジンが前記アイドリング状態または前記慣性走行状態にあるか否かを決定するものであるシステム。
【請求項１１】
請求項９記載のシステムにおいて、前記コントローラは、所定の期間、前記ＧＰＦを回生するように構成されているものであるシステム。
【請求項１２】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記コントローラは、前記エンジンが運転状態にある場合には、前記所定の期間、前記ＧＰＦを回生するのを停止するように構成されているものであるシステム。
【請求項１３】
請求項１記載のシステムにおいて、前記微粒子は黒色炭素粒子および茶色炭素粒子を含み、前記茶色炭素粒子は、前記液相揮発性炭化水素凝縮性物質を含むものであるシステム。     
【請求項１４】
請求項１記載のシステムにおいて、前記ＧＰＦは、前記液相揮発性炭化水素凝縮性物質の少なくとも一部と前記微粒子の少なくとも一部とを捕捉するコーティングを含むものであるシステム。
【請求項１５】
請求項１記載のシステムにおいて、前記ＧＰＦは、前記排気からの少なくともいくらかの一酸化炭素と少なくともいくらかの未燃焼炭化水素とを除去する化学反応を促進する１つ以上の触媒要素を有するものであるシステム。
【請求項１６】
請求項１５記載のシステムにおいて、前記熱交換器から前記ＧＰＦへ延伸する排気導管を更に有し、前記排気導管は、注入された空気流を受け取るための入口を有するものであるシステム。
【請求項１７】
請求項１記載のシステムにおいて、前記ＧＰＦと第二段階触媒コンバータとを含むアセンブリを更に有するものであるシステム。
【請求項１８】
請求項１７記載のシステムにおいて、前記第二段階触媒コンバータは、前記排気からの少なくともいくらかの一酸化炭素と少なくともいくらかの未燃焼炭化水素とを除去する化学反応を促進する１つ以上の触媒要素を有するものであるシステム。
【請求項１９】
請求項１８記載のシステムにおいて、前記熱交換器から前記ＧＰＦへ延伸する排気導管を更に有し、前記排気導管は、注入された空気流を受け取るための入口を有するものであるシステム。
【請求項２０】
請求項１８記載のシステムにおいて、前記エンジンと前記熱交換器との間に配置された第一段階触媒コンバータを更に有し、前記第一段階触媒コンバータは、前記排気からの少なくともいくらかのＮＯｘ化合物を除去する化学反応を促進する１つ以上の触媒要素を有するものであるシステム。
【請求項２１】
エンジンによって生成される排気中の排出物を減少させる方法であって、前記排気は微粒子と揮発性炭化水素凝縮性物質とを有し、前記方法は、
前記排気を第一温度から第二温度へ冷却する工程であって、前記排気中の前記揮発性炭化水素凝縮性物質の第一部分を液相揮発性炭化水素凝縮性物質へ凝縮する工程と、
前記液相揮発性炭化水素凝縮性物質および前記微粒子を含む前記排気を、ガス微粒子フィルタ（ＧＰＦ）に通す工程と、
前記ＧＰＦにおいて、前記液相揮発性炭化水素凝縮性物質の少なくとも一部と前記微粒子の少なくとも一部とを捕捉する工程とを有するものである
方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法において、前記第一温度は少なくとも華氏約６５０度である方法。
【請求項２３】
請求項２１記載の方法において、前記第二温度は、華氏約３５０度から華氏約４５０度である方法。
【請求項２４】
請求項２１記載の方法において、前記冷却工程は、
前記排気の第一流れを冷却排気路に通す工程と、
前記排気の第二流れをバイパス排気路に通す工程と、
前記排気の第一および第二流れを合わせ、複合排気流を形成する工程であって、前記複合排気流は前記第二温度を有する工程とを有するものである方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の方法において、前記排気の第一流れを熱交換器に通す工程を更に有するものである方法。
【請求項２６】
請求項２４記載の方法において、前記第一流れの排気と前記第二流れの排気との比率を制御し、前記第二温度を調節する工程を更に有するものである方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の方法において、前記比率を制御するための弁の操作位置を調節する工程を更に有し、前記弁は、前記第一流れと前記第二流れとに流体的に連結されているものである方法。
【請求項２８】
請求項２１記載の方法において、前記ＧＰＦを回生するため、前記冷却工程を一時的に停止する工程を更に有するものである方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の方法において、前記ＧＰＦを定期的に回生する工程を更に有するものである方法。
【請求項３０】
請求項２８記載の方法において、前記エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態にあるか否かを決定し、前記エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態にある場合にのみ、前記ＧＰＦを回生する工程を更に有するものである方法。
【請求項３１】
請求項３０記載の方法において、前記アイドリング状態および慣性走行状態は、（ａ）前記エンジンの回転速度および（ｂ）前記エンジンの燃料吸入のうちのいずれか１つ、またはそれらの組み合わせに基づいて決定されるものである方法。
【請求項３２】
請求項３０記載の方法において、所定の期間、前記ＧＰＦを回生する工程を更に有するものである方法。
【請求項３３】
請求項３２記載の方法において、前記エンジンが運転状態にある場合に、前記回生工程を停止する工程を更に有するものである方法。
【請求項３４】
請求項２１記載の方法において、液相揮発性炭化水素凝縮性物質の少なくとも一部が黒色炭素粒子の第一グループ上に凝縮し、茶色炭素粒子を形成するものである方法。  
【請求項３５】
請求項３４記載の方法において、前記ＧＰＦ中の黒色炭素粒子の第二グループの少なくとも一部および前記茶色炭素粒子の少なくとも一部を捕捉する工程を更に有するものであある方法。
【請求項３６】
請求項２１記載の方法において、前記排気からの少なくともいくらかの一酸化炭素と少なくともいくらかの未燃焼炭化水素とを除去する化学反応を促進する１つ以上の触媒要素上に、前記冷却排気を通過させる工程を更に有するものである方法。
【請求項３７】
請求項３６記載の方法において、前記１つ以上の触媒要素が前記ＧＰＦに配置されるものである方法。
【請求項３８】
請求項３６記載の方法において、前記１つ以上の触媒要素が第二段階触媒コンバータに配置され、前記第二段階触媒コンバータは、前記ＧＰＦの下流に配置されるものである方法。
【請求項３９】
請求項３６記載の方法において、前記排気を前記ＧＰＦに通す前に、前記冷却排気に空気を注入する工程を更に有し、前記空気は前記排気の酸素濃度を上昇させるものである方法。
【請求項４０】
請求項２１記載の方法において、前記冷却の前に、前記排気からの少なくともいくらかのＮＯｘ化合物を除去する化学反応を促進する１つ以上の触媒要素上に、前記排気を通過させるものである方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に援用される、「内燃機関排気から出る粒子状物質、炭化水素、ガス状酸化物を減少させるためのアセンブリおよび方法」と言う題の、２０１７年２月１１日出願の米国仮特許出願第６２／４５７，８４６号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般的に、内燃機関用の排出物制御システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
車両の排気は、環境に有害な排出物のアウトプットを最小限に抑えるように厳しく規制されている。規制対象の主な汚染物質には、一酸化炭素（ＣＯ）、酸化窒素化合物（ＮＯｘ）、および不燃焼炭化水素（ＣｘＨｙ）が含まれる。車両の排気が未処理のままであれば、汚染物質レベルは、例えば、米国環境保護局、州、または別の国が設定する排出物基準をはるかに超えることになるであろう。
【０００４】
斯かる基準を満たすため、車両には排気処理システムが含まれており、該システムは、三元触媒（ＴＷＣ）コンバータなどの触媒コンバータを有しており、酸化および還元反応を通して、ガス状のＣＯ、ＮＯｘ、およびＣｘＨｙを有害性の少ない化合物へ変換している。斯かる排気処理システムの例が、車両１０のシャシの構成図である図１に示してある。車両１０には、パイプまたは導管１４０を通して相互に流体接続されている、エンジン１００、第一触媒コンバータ１１０、第二触媒コンバータ１２０、およびマフラ１３０が含まれる。操作中、エンジン１００は排気を生成し、該排気は、導管１４０を通って第一触媒コンバータ１１０、第二触媒コンバータ１２０、マフラ１３０へ移動し、排気管１５０を通って環境へ排気される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近、排出物規制機関は、粒子状排出物、並びにエンジン排気中の粒子状排出物レベル（総質量（ＰＭ）および量（ＰＮ）の両面）の制限設定に増々関心を深めている。斯かる微粒子は、内燃機関中に、以下の３つの形態で生成される。（１）凝縮性物質（サイズが２．５ミクロン未満の場合にはＰＭ２．５とも呼ばれる）、（２）一般的に「黒色炭素」と呼ばれる純粋固体、および（３）一般的に半揮発性または「茶色炭素」と呼ばれる揮発性炭化水素凝縮性物質で飽和された炭素粒子。図１に示されるような標準排気処理システムの通常内部の高温状態において、排気ガスが排気管に達する前に一部の微粒子が形成され、揮発性炭化水素凝縮性物質の一部がガス相の状態で残る。揮発性炭化水素凝縮性物質は、排気管を出た後に冷却され、液相へ戻り、エアロゾルとして現れる。凝縮性物質の最終状態は、温度、希釈度、大気中の他の微粒子などに依存する。
【０００６】
排気管を出る前に高温排気ガスからの微粒子を除去するため、何らかの形態で触媒コンバータへ連結されているガソリン微粒子フィルタ（ＧＰＦ）および触媒化ガソリン微粒子フィルタ（ｃＧＰＦ）が提案されている。しかし、ＧＰＦおよびｃＧＰＦは、ガス相状態の揮発性炭化水素凝縮性物質は除去できない。ガス状の揮発性炭化水素凝縮性物質は、液体として（例えば、エアロゾルとして）排気システムを出る以外にも、ＧＰＦ／ｃＧＰＦの下流、例えば、マフラ中に、あるいは排気管を出る際に、追加の粒子を形成し得る。
【０００７】
前述の問題の１つ以上の解決が望まれている。  
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書記載の例示的実施形態は技術革新的特徴を有しているが、その特徴の望ましい属性にとって、斯かる実施形態の１つだけが不可欠であるとか、単独で責任を有しているとか言う訳ではない。以下の記述および図面は、本開示の特定の例示的実施（本開示の種々の原理を実行するためのいくつかの例示的方法）を詳細に説明している。しかし、斯かる例示的実施例は、本開示の潜在的な数多くの実施形態を全て網羅するものではない。請求項の範囲を制限することなく、重要な特徴のいくつかが以下に要約される。本開示の他の目的、特長、および新規な特徴が、図面（例示目的であり、本発明を制限するものではない）を参照し、以下の本開示の詳細な記載において説明されるであろう。
【０００９】
本発明の１つの態様は、エンジンによって生成される排気中の排出物を減少させるシステムに関しており、上記排気は微粒子と揮発性炭化水素凝縮性物質とを有し、当該システムは、第一温度で上記排気を受け取る入口と第二温度で上記排気をアウトプットする出口とを有する熱交換器であって、第二温度は第一温度よりも低く、上記熱交換器は、上記揮発性炭化水素凝縮性物質の少なくとも一部を凝縮させる熱交換器と、上記熱交換器の出口に流体接続された入口を有し、上記第二温度で上記排気を受け取るガソリン微粒子フィルタ（ＧＰＦ）であって、上記ＧＰＦは上記排気をアウトプットするための出口を有し、上記ＧＰＦは、少なくともいくつかの液相揮発性炭化水素凝縮性物質と上記微粒子の少なくとも一部とを捕捉することにより、上記エンジンからの上記排出物を減少させるものであるガソリン微粒子フィルタ（ＧＰＦ）とを有するものである。
【００１０】
１つ以上の実施形態において、第一温度は少なくとも華氏約６５０度である。１つ以上の実施形態において、第二温度は華氏約３５０度から華氏約４５０度である。１つ以上の実施形態において、上記熱交換器は冷却排気路とバイパス排気路とに流体接続された弁を有し、上記冷却排気路の排気は上記熱交換器で冷却され、上記バイパス排気路の排気は上記熱交換器をバイパスする。
【００１１】
１つ以上の実施形態において、当該システムは、上記冷却排気路を通過する排気と上記バイパス排気路を通過する排気との比を調節するために上記弁と電気接続されているコントローラを更に有している。１つ以上の実施形態において、上記コントローラは第一および第二熱電対と電気接続されており、上記第一熱電対は上記熱交換器の入口近くに配置され、上記第二熱電対は上記熱電対から蒸気ＧＰＦへ延伸する排気導管に配置されている。１つ以上の実施形態において、上記コントローラは、全ての排気が上記バイパス排気路を通過するように上記弁の操作位置を調節することにより、上記ＧＰＦを回生させるように構成されている。
【００１２】
１つ以上の実施形態において、上記コントローラは、上記ＧＰＦを定期的に回生するように構成されている。１つ以上の実施形態において、上記コントローラは、上記エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態の場合にだけ、上記ＧＰＦを回生するように構成されている。１つ以上の実施形態において、上記コントローラは、（ａ）上記エンジンの回転速度および（ｂ）上記エンジンの燃料吸入のうちのいずれか１つ、またはそれらの組み合わせに基づいて、上記エンジンが上記アイドリング状態または上記慣性走行状態にあるか否かを決定する。１つ以上の実施形態において、上記コントローラは、所定の期間、上記ＧＰＦを回生するように構成されている。１つ以上の実施形態において、上記コントローラは、上記エンジンが運転状態にある場合には、上記所定の期間、上記ＧＰＦを回生するのを停止するように構成されている。
【００１３】
１つ以上の実施形態において、上記微粒子は黒色炭素粒子および茶色炭素粒子を含み、上記茶色炭素粒子は、上記液相揮発性炭化水素凝縮性物質を含むものであるシステム。１つ以上の実施形態において、上記ＧＰＦは、上記液相揮発性炭化水素凝縮性物質の少なくとも一部と上記微粒子の少なくとも一部とを捕捉するコーティングを含むものであるシステム。１つ以上の実施形態において、上記ＧＰＦは、上記排気からの少なくともいくらかの一酸化炭素と少なくともいくらかの未燃焼炭化水素とを除去する化学反応を促進する１つ以上の触媒要素を有する。
【００１４】
１つ以上の実施形態において、当該システムは、上記熱交換器から上記ＧＰＦへ延伸する排気導管を更に有し、上記排気導管は、注入された空気流を受け取るための入口を有する。１つ以上の実施形態において、当該システムは、上記ＧＰＦと第二段階触媒コンバータとを含むアセンブリを更に有する。１つ以上の実施形態において、上記第二段階触媒コンバータは、上記排気からの少なくともいくらかの一酸化炭素と少なくともいくらかの未燃焼炭化水素とを除去する化学反応を促進する１つ以上の触媒要素を有する。
【００１５】
１つ以上の実施形態において、当該システムは、上記熱交換器から上記ＧＰＦへ延伸する排気導管を更に有し、上記排気導管は、注入された空気流を受け取るための入口を有する。１つ以上の実施形態において、当該システムは、上記エンジンと上記熱交換器との間に配置された第一段階触媒コンバータを更に有し、上記第一段階触媒コンバータは、上記排気からの少なくともいくらかのＮＯｘ化合物を除去する化学反応を促進する１つ以上の触媒要素を有する。
【００１６】
本発明の別の態様は、エンジンによって生成される排気中の排出物を減少させる方法に関するものであり、上記排気は微粒子と揮発性炭化水素凝縮性物質とを有し、上記方法は、上記排気を第一温度から第二温度へ冷却する工程であって、上記排気中の上記揮発性炭化水素凝縮性物質の第一部分を液相揮発性炭化水素凝縮性物質へ凝縮する工程と、上記液相揮発性炭化水素凝縮性物質および上記微粒子を含む上記排気を、ガス微粒子フィルタ（ＧＰＦ）に通す工程と、上記ＧＰＦにおいて、上記液相揮発性炭化水素凝縮性物質の少なくとも一部と上記微粒子の少なくとも一部とを捕捉する工程とを有する。
【００１７】
１つ以上の実施形態において、第一温度は少なくとも華氏約６５０度である。１つ以上の実施形態において、上記第二温度は、華氏約３５０度から華氏約４５０度である。１つ以上の実施形態において、前記冷却工程は、上記排気の第一流れを冷却排気路に通す工程と、上記排気の第二流れをバイパス排気路に通す工程と、上記排気の第一および第二流れを合わせ、複合排気流を形成する工程であって、上記複合排気流は前記第二温度を有する工程とを有する。１つ以上の実施形態において、当該方法は、上記排気の第一流れを熱交換器に通す工程を更に有する。１つ以上の実施形態において、当該方法は、上記第一流れの排気と上記第二流れの排気との比率を制御し、上記第二温度を調節する工程を更に有する。当該方法は、上記比率を制御するための弁の操作位置を調節する工程を更に有し、その場合、上記弁は、上記第一流れと上記第二流れとに流体的に連結される。
【００１８】
１つ以上の実施形態において、当該方法は、ＧＰＦを回生するため、上記冷却工程を一時的に停止する工程を更に有する。１つ以上の実施形態において、当該方法は、上記ＧＰＦを定期的に回生する工程を更に有する。１つ以上の実施形態において、当該方法は、上記エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態にあるか否かを決定し、上記エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態にある場合にのみ、上記ＧＰＦを回生する工程を更に有する。１つ以上の実施形態において、上記アイドリング状態および慣性走行状態は、（ａ）上記エンジンの回転速度および（ｂ）上記エンジンの燃料吸入のうちのいずれか１つ、またはそれらの組み合わせに基づいて決定される。１つ以上の実施形態において、当該方法は、所定の期間、上記ＧＰＦを回生する工程を更に有する。１つ以上の実施形態において、当該方法は、上記エンジンが運転状態にある場合に、上記回生工程を停止する工程を更に有する。
【００１９】
１つ以上の実施形態において、液相揮発性炭化水素凝縮性物質の少なくとも一部が黒色炭素粒子の第一グループ上に凝縮し、茶色炭素粒子を形成する。１つ以上の実施形態において、当該方法は、上記ＧＰＦ中の黒色炭素粒子の第二グループの少なくとも一部および上記茶色炭素粒子の少なくとも一部を捕捉する工程を更に有する。
【００２０】
１つ以上の実施形態において、当該方法は、上記排気からの少なくともいくらかの一酸化炭素と少なくともいくらかの未燃焼炭化水素とを除去する化学反応を促進する１つ以上の触媒要素上に、前記冷却排気を通過させる工程を更に有する。１つ以上の実施形態において、上記１つ以上の触媒要素が上記ＧＰＦに配置される。１つ以上の実施形態において、上記１つ以上の触媒要素が第二段階触媒コンバータに配置され、上記第二段階触媒コンバータは、上記ＧＰＦの下流に配置される。１つ以上の実施形態において、当該方法は、上記排気を上記ＧＰＦに通す前に、上記冷却排気に空気を注入する工程を更に有し、その場合、上記空気は上記排気の酸素濃度を上昇させる。１つ以上の実施形態において、当該方法は、上記冷却の前に、上記排気からの少なくともいくらかのＮＯｘ化合物を除去する化学反応を促進する１つ以上の触媒要素上に、上記排気を通過させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明の性質および特長の更なる理解のため、好ましい実施形態の詳細な記載を添付の詳細な説明との関連で以下に参照する。
【図１】図１は、従来技術による車両のシャシの構成図である。
【図２】図２は、本発明の１つ以上の実施形態による排気処理システムである。
【図３】図３は、本発明の１つ以上の実施形態による排気処理システムである。
【図４】図４は、内燃機関の排気からの粒子状物質、炭化水素、酸化窒素、および一酸化炭素を減少させる方法のフローチャートである。
【図５】図５は、排気処理システムにおけるＧＦＰ／ｃＧＦＰの操作および回生方法のフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の１つ以上の実施形態による揮発性炭化水素凝縮性物質の排出を減少させる排気処理システムの構成図である。
【図７】図７は、内燃機関の排気から揮発性炭化水素凝縮性物質を減少させる方法の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の態様は、内燃機関の排気から出る微粒子および揮発性炭化水素排出物を減少させることに関している。排気ガスは、第一温度から、排気ガス冷却器（例えば、熱交換器）内の第二温度へ冷却され、排気中の揮発性炭化水素凝縮性物質の第一部分は液相へ凝縮され、排気中の揮発性炭化水素凝縮性物質の第二部分は黒色炭素粒子上に凝縮され、半揮発性の茶色炭素微粒子を形成する。液相揮発性炭化水素凝縮性物質および半揮発性の茶色炭素微粒子の一部または全てが、排気ガス冷却器の下流に位置するＧＰＦまたはｃＧＰＦに捕捉される。
【００２３】
図２は、本発明の１つ以上の実施形態による排気処理システム２０の構成図である。システム２０には、第一段階触媒コンバータ２１０、排気熱交換器２２０、空気ポンプ２３０、第二段階触媒コンバータ／ｃＧＰＦ２４０、マフラおよび排気管２５０、およびコントローラ２６０が含まれる。内燃機関２００からの排気は導管（マニホールドを通してエンジン２００の各シリンダに接続可能）を通して、第一段階触媒コンバータ２１０へ入る。排気は、エンジンの作動温度またはその近くの温度で第一段階触媒コンバータ２００へ入る。定常状態（すなわち、エンジンがコールドスタートからウォーミングアップした後）、エンジンは一般的に華氏約６５０度から華氏約１２５０度の範囲で作動する。本明細書で使用される場合、「約」と言う用語は、相対値の＋／−１０％を意味する。エンジン２００は火花点火内燃機関であってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。加えて、エンジン２００は車両に搭載されてもよいし、静止（例えば、熱電併合（ＣＨＰ）システムの駆動）していてもよい。
【００２４】
エンジン２００は、リッチ燃焼領域の空燃比（ＡＦＲ）（すなわち、理論空燃比（ＡＦＲ）以下）で作動してもよい。いくつかの実施形態において、理論空燃比（ＡＦＲ）は、ガソリンに関して１４．６４：１（質量比）である。理論空燃比（ＡＦＲ）は、燃料のタイプにより様々である。例えば、燃料がエタノールを含んでいる場合、理論空燃比（ＡＦＲ）は低い。例えば、Ｅ８５燃料（８５％エタノール、１５％ガソリン）は、約９．８：１の理論空燃比（ＡＦＲ）を有し得る。エンジン２００がリッチ燃焼領域で作動する場合、排気は最小限または実質的にゼロの酸素濃度を含む。例えば、酸素濃度は、約０．１容積％以下、約０．０５容積％以下、および／または約０．０２５容積％以下であってよい。
【００２５】
第一段階および第二段階触媒コンバータ２１０、２４０は、１つ以上の白金族金属（ＰＧＭ）（例えば、白金、鉛、および／またはロジウム）から成る触媒を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、第一段階および第二段階触媒コンバータ２１０、２４０のうちの１つまたは両方がＴＷＣを含む。第一段階触媒コンバータ２１０は、（例えば、ＮＯｘを還元してＮ２およびＯ２を形成することにより）排気流からの少なくともいくらかのＮＯｘ化合物を除去する化学反応（例えば、還元反応）を促進する。
【００２６】
排気は、第一段階触媒コンバータ２１０を通過した後、排気熱交換器２２０（例えば、熱交換器２２０の入口）に流れ込み、排気の温度を第一温度から第二温度へ下げる（第二温度は第一温度よりも低い）。第一温度は、エンジン２００の定常状態温度またはその近くの温度であってよい（例えば、少なくとも華氏約６５０度、例えば、華氏約６５０から華氏約１２５０度）。第二温度は華氏約４００度、例えば、華氏約３５０度から華氏約４５０度（華氏約３７５度、華氏約４００度、華氏約４２５度、華氏約４５０度、または前述の任意の２つの値間の任意の値または範囲を含む）であってよい。熱交換器２２０は、熱交換器２２０が排気を冷却する冷却路と、熱交換器２２０によっては冷却されない任意のバイパス路とを含む。熱交換器２２０の冷却路および任意のバイパス路は、熱交換器２２０の下流側末端で合流し、両路は一つとなり、温度Ｔｍｉｘを有する。冷却路を流れる排気は華氏約２５０度から華氏約３５０度の温度（華氏約２７５度、華氏約３００度、華氏約３２５度、または前述の任意の２つの値間の任意の値または範囲を含む）であってよい。熱交換器２２０は、冷却路を流れる排気と熱的連通している冷却流体（ラジエータ流体または冷媒）で排気を冷却する。例えば、冷却流体は車両のラジエータから受け取り、コイル（冷却流体と冷却路を流れる排気との間の熱的連通のために、表面領域を提供する）を通過するようにしてもよい。
【００２７】
温度Ｔｍｉｘは、各通路における排気の流量（例えば、体積流量および／または質量流量）、または流量率（例えば、体積流量および／または質量流量率）を変化させることにより調節してもよい。例えば、熱交換器２２０は、冷却路およびバイパス路と流体接続（および／または流体的に連結）され、バイパス路内の排気の流量を変化させるように調節可能であるバイパス弁２７０を含んでいてもよい。バイパス弁２７０が完全に閉まっている場合、排気の全てが冷却路を通って流れる。バイパス弁２７０が完全に開いている場合、無制限に、冷却路とバイパス路の両方を通って流れる。バイパス弁は、バイパス路を通過する排気の流量を制限するため、部分的に開いていても、または閉まっていてもよい。代替実施形態においては、バイパス弁２７０を完全に閉めることにより排気の全てが冷却路を通って流れ、バイパス弁２７０を完全に開くことにより排気の全てがバイパス路を通って流れ、バイパス弁２７０を部分的に開くことにより排気のいくらかが冷却路およびバイパス路を通って流れるが、その場合、それぞれの量／比率はバイパス弁２７０の作動位置に依存する。
【００２８】
いくつかの実施形態において、熱交換器２２０は、冷却路を開閉するための冷却路弁を含んでいてもよい。例えば、コールドスタート中、冷却路弁は完全に閉まっており、バイパス弁２７０は完全に開いているので、排気が第二段階触媒コンバータ２４０を通過する際に排気の温度は最高となり、第二段階触媒コンバータ２４０における化学反応が促進される。あるいは、熱交換器２２０は、排気を冷却路またはバイパス路、あるいは冷却路およびバイパス路の両方に誘導するため、弁を上流側に有していてもよい。前述の弁のいずれもコントローラ２６０で調節可能であり、該コントローラは、（例えば、熱交換器２２０の入口近くに配置された）熱電対２２５によって測定される第一温度、並びに（例えば、熱交換器２２０の出口から第二段階触媒コンバータ／ｃＧＰＦ２４０の入口へ延伸する排気導管に配置された）熱電対２３５によって測定される第二温度をインプットとして受け取る。コントローラ２６０は、上述したように、第二温度が華氏約４００度の設定温度（例えば、華氏約３５０度から華氏約４５０度）となるように、弁（例えば、弁２７０）を調節する。
【００２９】
排気ガスが熱交換器２２０によって華氏約４００度へ冷却される場合、ガス状の凝縮性物質（例えば、揮発性未燃焼炭化水素）の少なくとも一部またはほとんどに相変化が生じ、それが液体として凝縮する。従って、排気流の温度の低下により、高比率の凝縮性物質が、それがまだ排気ガス流に含まれている間に液相へ変化する。温度低下は、ガス状凝縮性物質のいくらかが（相変化過程中に核形成部位として機能する）黒色炭素粒子上に凝縮する際に、多くの茶色炭素を形成するという追加の利点を有している。
【００３０】
排気ガスは、熱交換器２２０を出た後、空気ポンプ２３０によって注入される一定量の空気を受け取る導管を通過する。注入された空気は、第二段階触媒コンバータ２４０を通過する前に、排気の酸素濃度を上げる。上昇した酸素濃度は、排気からの一酸化炭素および未燃焼炭化水素を除去する第二段階触媒コンバータでの酸化反応を促進する。空気ポンプ２３０は、車両が置かれた気候次第で、華氏約３２度（または冬にはそれ以下）から華氏約９０度（または夏にはそれ以上）の範囲の温度を有する、車両の外側から得た未加熱の空気を注入してもよい。未加熱の空気は、排気温度を下げることができる。他の実施形態において、注入空気は予め加熱されるが、その場合、排気温度にはほとんど影響を及ぼさない。注入空気による温度変化を制御するため、熱電対２３５は、コントローラ２６０へ適切なフィードバック温度を提供するため、注入空気の入口の下流に配置されるのが好ましい。同様に、注入空気入口は、熱電対２３５の上流および熱交換器２２０の下流に配置されるのが好ましい。いくつかの実施形態において、空気ポンプ２３０は、例えば、注入空気入口の下流に配置された酸素センサからのフィードバックに基づいて酸素濃度を調節するため、コントローラ２６０と電気的に接続されている。
【００３１】
排気は、空気ポンプ２３０から注入空気を受け取った後、第二段階触媒コンバータ２４０へ入る。上述のように、第二段階触媒コンバータ２４０は、排気流から少なくともいくらかの一酸化炭素および少なくともいくらかの未燃焼炭化水素を除去する化学反応（例えば、酸化反応）を促進する。排気が第二段階触媒コンバータ２４０に入る際の低下温度において（すなわち、華氏約４００度、例えば華氏約３５０度から華氏約４５０度）、（排出物規制機関によって制御される）酸化窒素化合物の改質なしに、酸化反応が生じる。いくつかの実施形態においては、第二段階触媒コンバータ２４０も、排気中の残留ＮＯｘの濃度を下げることができる。
【００３２】
第二段階触媒コンバータ２４０もＧＰＦを含んでいる。ＧＰＦは、第二段階触媒コンバータ２４０から分離された装置（例えば、第二段階触媒コンバータを含むアセンブリのモジュール構成部分）であってもよいし、第二段階触媒コンバータ２４０に統合されていてもよい。いくつかの実施形態において、第二段階触媒コンバータはｃＧＰＦ（第二段階触媒コンバータ２４０に配置される一部または全部の触媒要素を含んでいてもよい）である。例えば、ｃＧＰＦは、上述の白金族金属の１つ以上を含んでいてもよいし、通常ＴＷＣに含まれる触媒を含んでいてもよい。いくつかの実施形態においては、第二段階触媒コンバータ２４０および／またはｃＧＰＦは、更にマフラ２５０を含む単一装置に統合されている。代替実施形態において、ＧＰＦは、第二段階触媒コンバータ２４０と空気ポンプ２３０の注入空気入口との間に配置されていてもよい。
【００３３】
ＧＰＦまたはｃＧＰＦ（一般的に、ＧＰＦ）は、排気中の粒子状排出物（黒色炭素、茶色炭素など）を捕捉するコーティング２４５を含んでいる。コーティング２４５は、当業界で周知のコーティングであってよい。１つ以上のＰＧＭおよび／または酸素蓄積能力を有する他の金属を含む三元触媒ウォッシュコートが、コーティング２４５に添加または含有されていてもよい。コーティング２４５は、低い排気温度の結果として形成される追加の茶色炭素および液相凝縮性物質も回収する。従って、ＧＰＦは、温度低下により、排気が高温（例えば、華氏約４００度超）の場合（液相変化は生じない）よりも多くの揮発性炭化水素凝縮性物質を（液体および茶色炭素として）捕捉できる。炭化水素凝縮物質の濃度の減少により、炭化水素の排出物が全体的に減少し、排気が排気管を出る際に凝縮性物質が微粒子を形成するチャンスも減少する。  
本明細書記載の本発明の態様は以下の利点の１つ以上を提供できる。
【００３４】
（１）第一段階触媒コンバータ（例えば、第一段階触媒コンバータ２１０）の後、排気ガス冷却器（例えば、熱交換器２２０）内の排気ガスの冷却により、ガス状炭化水素は、それが排気システム（例えば、排気処理システム２０）内にある間に、高率で液相へ凝縮される。斯かるガス状炭化水素はＧＰＦ／ｃＧＰＦによって捕捉できるので、高比率の凝縮性物質を液体として並びに液化凝縮性物質を含む固体微粒子（例えば、茶色炭素）として除去するのに、更に効果的である。
【００３５】
（２）第一段階触媒コンバータ（例えば、第一段階触媒コンバータ２１０）の後、排気ガス冷却器（例えば、熱交換器２２０）内の排気ガスの冷却により、高比率の半揮発性物質（例えば、茶色炭素）（サイズ大なので更に容易にＧＰＦに捕捉可能）を含む粒子が形成される。排気ガス冷却器の後に形成される高比率の粒子は大型サイズなので、ＧＰＦ濾過システムは、更に大きい微粒子質量および微粒子数を除去でき、その結果、はるかに小比率の凝縮性炭化水素を有する排気流（例えば、排気処理システム２０）が後に残される。
【００３６】
（３）触媒化ＧＰＦ（ｃＧＰＦ）の利用により、第二段階触媒コンバータのサイズを削減したり、それに取って代ったりと言う恩恵を提供できる。このように、排気システム（例えば、排気処理システム２０）は、既存の排気システムとほぼ同一の設置面積およびほぼ同一の空間を有する。
【００３７】
（４）ＧＰＦ／ｃＧＰＦでの処理前に全排気流またはその一部を冷却する、他の形態の排気ガス冷却システム（すなわち、熱交換器２２０とは異なるシステム）の利用も可能であり、その場合も、同じような恩恵がもたらされる。
【００３８】
（５）本明細書記載のシステムおよびプロセスは、エンジン内のＮＯ形成を減少させたり、および／またはエンジン効率を改善したりするのに排気ガス再循環を利用する内燃の設計に使用可能である。
【００３９】
（５）中間排気冷却のない標準排出物システムにおいては、フィルタ内に捕捉された微粒子を酸化するのに必要な高温度で余剰の酸素を提供するため、エンジンのＡＦＲを一時的に燃料リーン状態で作動させ、それにより、ＧＰＦ／ｃＧＰＦが回生される。その結果、例えば、第二触媒コンバータにおいて、酸化窒素の形成および／または再形成が大幅に増大する。上記システム２０は、酸化用の追加の空気（すなわち、空気ポンプ２３０によって注入される空気）を含むので、ＧＰＦの回生は、エンジンのＡＦＲを変えることなく、第二段階触媒コンバータ２４０で一時的に温度を上げることにより（例えば、冷却路弁を閉じることにより）達成できる。その結果、再形成の故に酸化窒素が僅かに増大するが、全体的な排気管レベルは、ＡＦＲをリーンにすることにより生成されるレベルよりもはるかに低い。酸化窒素の再形成は、最小限の燃料がエンジンによって消費される時点（例えば、丘を慣性下降したり、アイドリングしたりする時点）で温度を上げることにより、更に減少できる。斯かる回生は、定期的に、例えば、１日１回、１週間に１回、１０００マイル毎に１回、または他の間隔または期間を基に行われてもよい。
【００４０】
図３は、本発明の１つ以上の実施形態による排気処理システム３０の構成図である。システム３０は、以下に述べる点を除いてシステム２０と同じである、またはそれに類似している。システム３０は、システム２０の複合第二段階触媒コンバータ／ｃＧＰＦ２４０の代わりに、空気ポンプ２３０によって注入される空気の入口と第二段階触媒コンバータ３４０の入口との間に配置されたＧＰＦ３８０を含む。代替実施形態において、ＧＰＦ３８０は、熱交換器２２０と空気ポンプ２３０によって注入される空気の入口との間に配置されてもよい。それ以外の点では、第二段階触媒コンバータ３４０は、第二段階触媒コンバータ２４０と同じである、またはそれに類似している。例えば、第二段階触媒コンバータ３４０は１つ以上の白金族金属を含んでいてもよいし、および／またはいくつかの実施形態においてはＴＷＣを含んでいてもよい。
【００４１】
ＧＰＦ３４０は、第二触媒コンバータ／ｃＧＰＦ２４０に関連して上述したＧＰＦと同じである、またはそれに類似している。例えば、ＧＰＦ３８０は、コーティング３４５と同じまたはそれに類似したコーティング３４５を含んでいる。従って、コーティング３４５は、黒色炭素、茶色炭素、および液状の凝縮性物質を捕捉できる。もし追加のＧＰＦがシステム３０に望ましければ、第二段階触媒コンバータ３４０は第二ＧＰＦを含んでいてもよいし、または、上述のように、それはｃＧＰＦを含んでいてもよいし、あるいはｃＧＰＦであってもよい。
【００４２】
代替実施形態において、空気ポンプ２３０および／または第二段階触媒コンバータ３４０は、システム３０には含まれない。空気ポンプ２３０および／または第二段階触媒コンバータ３４０がシステム３０から除かれる場合でも、ＧＰＦ３４５は、上述のように、黒色炭素、茶色炭素、および液状の凝縮性物質を捕捉するように機能する。
【００４３】
図４は、内燃機関の排気から粒子状物質、炭化水素、酸化窒素、および一酸化炭素を減少させる方法のフローチャート４０である。フローチャート４０による方法は、上述のシステム２０および／または３０上で実行可能である。Ｓ４００において、排気は第一段階触媒コンバータを通過する。第一段階触媒コンバータは、排気中の酸化窒素化合物の濃度を減少させるために化学反応を触媒する１つ以上の活性触媒要素（例えば、白金族金属および／またはＴＷＣ）を含む。排気は、上述のように、理論空燃比またはリッチＡＦＲで作動可能な内燃機関で生成される。Ｓ４１０において、排気は華氏約４００度（例えば、華氏約３５０度から華氏約４５０度）へ冷却される。排気は、その一部または全部を熱交換器を通して、または別の冷却装置を用いて冷却できる。上述のように、排気の一部は冷却装置をバイパスさせてもよく、望ましい温度を提供するため、（例えば、コントローラに連通した弁によって）冷却排気およびバイパス排気の流量および／または比率を制御してもよい。
【００４４】
Ｓ４２０において、上述よりも低い温度により、揮発性炭化水素凝縮性物質の少なくとも一部またはほとんどが、相変化を起こして液体に変わる。液相の凝縮性物質は液体のままである場合もあるし、黒色炭素粒子上に凝縮する場合もあるが、黒色炭素粒子は、上述のように、相変化プロセス中に核部位として機能して半揮発性の茶色炭素を形成する。Ｓ４３０において、冷却された排気の酸素濃度は、少なくとも０．２５％（例えば、少なくとも約０．５％、少なくとも約０．７５％、少なくとも約１％、あるいは更に高い濃度）へ高められる。酸素濃度は、冷却された排気流へ空気を注入することにより高めてもよい。Ｓ４４０において、排気は、Ｓ４２０で形成された液相凝縮性物質および半揮発性粒子並びに排気中の他の微粒子（黒色炭素など）を捕捉するためのコーティングを有するＧＰＦを通過する。Ｓ４４０において、排気は第二段階触媒コンバータを通過する。第二段階触媒コンバータは、排気中の未燃焼炭化水素および一酸化炭素を減少させるために化学反応を触媒する１つ以上の活性触媒要素（例えば、白金族金属および／またはＴＷＣ）を含む。いくつかの実施形態においては、第二段階触媒コンバータは、酸化窒素化合物の濃度も削減できる。
【００４５】
図５は、排気処理システム内でＧＰＦ／ｃＧＰＦを作動および回生させるための方法のフローチャート５０である。フローチャート５０による方法は、上述のシステム２０および／または３０上で実行可能である。Ｓ５００において、ＧＰＦは排気流から微粒子（例えば、黒色炭素および茶色炭素）並びに液相の凝縮性物質を回収または捕捉する。第一所定期間または間隔（例えば、１日１回、または１００マイル毎）後、Ｓ５１０において、排気処理システムのコントローラが、ＧＰＦの回生期間が超過しているか否かを決定する。回生期間は、時間（例えば、１日１回、１週間に１回、１か月に１回、または他の期間）に基づいていてもよいし、マイル（例えば、５００マイル毎、１０００マイル毎、または他のマイル間隔）に基づいていてもよいし、時間とマイルの組み合わせ（例えば、１週間に１回または３００マイル毎に１回のうち、いずれか早く生じた方）に基づいていてもよいし、あるいは他の要因に基づいていてもよい。回生期間は、定期的に生じてもよいし、非定期的に生じてもよい。回生期間が超過していないことをコントローラが決定したら、フローチャートはＳ５００へ戻り、ＧＰＦは、排気からの微粒子（例えば、黒色および／または茶色炭素微粒子）および液相凝縮性物質の回収を継続する。回生期間が超過していることをコントローラが決定したら、コントローラは、Ｓ５２０において、例えば、エンジンの回転速度（例えば、ＲＰＭ）および／またはエンジンの燃料吸入に基づいて、エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態であるか否か（および／またはエンジンが運転状態にないこと）を決定する。エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態でない場合（および／またはエンジンが運転状態である場合）、フローチャート５０はＳ５００へ戻り、ＧＰＦは、第二所定期間、あるいは第一所定期間または間隔と同じまたはそれよりも短い期間、微粒子および液相凝縮性物質の回収を継続する。例えば、第二所定期間は、１時間未満（例えば、１５分）であってもよいし、あるいはいくつかの実施形態においては、１０マイル未満であってもよい。
【００４６】
Ｓ５２０において、エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態である（および／または運転状態にない）ことをコントローラが決定した後、Ｓ５３０において、コントローラは、（例えば、バイパス弁および／または冷却弁を調節することにより）冷却装置を出る排気の温度を引き上げる。冷却装置を出る排気の温度は、華氏約５００度から華氏約１０００度の温度（例えば、華氏約６００度、華氏約７００度、華氏約８００度、華氏約９００度、または前述の任意の２つの値間の任意の値または範囲を含む）であってよい。Ｓ５４０において、ＧＰＦは高温の排気を用いて回生する。
【００４７】
コントローラは、回生がＳ５５０で完了したか否かを定期的にチェックする（これは所定の期間に基づいていてもよい）。回生が完了していたら、フローチャート５０はＳ５７０へ移行し、そこで、コントローラは、上述したように、冷却装置を用いて、該冷却装置を出る排気の温度を華氏約４００度の作動温度へ下げる。Ｓ５６０で排気温度が下がった後、フローチャート５０はＳ５００へ戻り、そこで、ＧＰＦは、排気から微粒子および液相凝縮性物質を回収する。コントローラは、第一所定期間および回生期間もリセットする。
【００４８】
回生がＳ５５０で完了しない場合、フローチャートはＳ５６０へ移行し、そこで、エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態を継続しているか否か（および／またはエンジンが運転状態ではないこと）をコントローラが決定する。エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態であれば、フローチャート５０は、Ｓ５４０へ戻り、高温の排気を用いて、ＧＰＦの回生を継続する。エンジンがアイドリング状態または慣性走行状態でなければ（および／またはエンジンが運転状態であれば）、上述のように、フローチャート５０はＳ５７０へ進み、排気温度を下げる。排気温度がＳ５７０で下がった後、フローチャート５０はＳ５００へ戻り、そこでＧＰＦは、微粒子および液相凝縮性物質を排気から回収する。コントローラは、第一所定期間／または回生期間をより短い第二期間へリセットしてもよく、そうすることにより、コントローラは、通常よりも早く回生を完了することになる。あるいは、コントローラは、第一所定期間および／または回生期間をゼロに設定してもよく、その場合、フローチャート５０は、ＧＰＦ回生プロセスを完了するため、Ｓ５１０およびＳ５２０へ即座に移行する。
【００４９】
図６は、揮発性炭化水素凝縮性物質の排出物を減少させるための、本発明の１つ以上の実施形態による排気処理システム６０の構成図である。排気処理システム６０には、排気６２０、コントローラ６６０、およびＧＰＦ６８０が含まれる。熱交換器６２０、コントローラ６７０、およびＧＰＦ６８０は、それぞれ、熱交換器２２０、コントローラ２６０、およびＧＰＦ３８０と同一、または実質的に同一であってよい。従って、排気処理システム６０は、熱交換器２２０、コントローラ２６０、およびＧＰＦ３８０に関し、排気処理システム３０と同じ方法または実質的に同じ方法で作動する。
【００５０】
操作中、エンジンからの排気は、エンジンの作動温度（例えば、華氏約６５０度から華氏約１２５０度）またはその近くの温度で、排気導管を通過し、熱交換器６２０の入口へ入る。熱交換器６２０の上流において、排気は、上述のように、任意に第一段階触媒コンバータを通過してもよい。コントローラ６６０は、熱電対６２５、６３５からのフィードバックに基づいて、熱交換器６２０の１つ以上の弁（例えば、バイパス弁６７０）の作動位置を調節し、熱交換器６２０を出る排気の温度が華氏約４００度（例えば、華氏約３５０度から華氏約４５０度）になるように、冷却路およびバイパス路を通過する排気の流量および／または比率を調節する。温度低下により、排気中の揮発性炭化水素凝縮性物質の一部またはほとんどが、相変化を生じ液体となり、それが、上述のように、液体および茶色炭素としてＧＰＦ６８０によって捕捉または回収される。ＧＰＦ６８０は、排気中の黒色粒子を回収してもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態において、ＧＰＦ６８０は上述のようにｃＧＰＦであってもよい。加えて、あるいは代替的に、第二段階触媒コンバータが、上述のように、ＧＰＦ６８０の下流に配置されてもよい。
【００５２】
図７は、内燃機関の排気から生じる揮発性炭化水素凝縮性物質を減少させる方法のフローチャート７０である。フローチャート４０による方法は、上述のように、システム２０、３０、および／または４０で実施されてもよい。Ｓ７００、Ｓ７１０、およびＳ７２０は、それぞれ、Ｓ４１０、Ｓ４２０、およびＳ４４０と同一、または実質的に同一であってもよい。Ｓ７２０において、排気はＧＰＦを通過してもよいし、ｃＧＰＦを通過してもよい。Ｓ７３０において、液相凝縮性物質および微粒子（例えば、黒色炭素および／または半揮発性の茶色炭素粒子）は、ＧＰＦ／ｃＧＰＦに捕捉される。
【００５３】
前述の明細書において、本発明は特定の実施形態を参照して記載されている。しかし、本開示および本明細書記載の技術の範囲から逸脱することなく、種々の修正および変形が可能であることは、当業者には理解されるであろう。従って、本明細書および図面は、限定的なものではなく例示的なものとして見なされるべきであり、斯かる修正の全てが、特許請求項の範囲および本開示内に含まれるべきである。
【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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【国際調査報告】
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2020510775.tif 000011
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