JP2001317338A

JP2001317338A - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP2001317338A
Application number: JP2000131653A
Authority: JP
Inventors: Shinya Hirota; 信也広田; Toshiaki Tanaka; 俊明田中; Kazuhiro Ito; 和浩伊藤; Takamitsu Asanuma; 孝充浅沼; Koichiro Nakatani; 好一郎中谷; Koichi Kimura; 光壱木村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2001-11-16
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: JP3546950B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＮＯx の還元と微粒子の酸化とをより運転状況
に応じて効果的に行うことができ、ＮＯx 還元終了後に
おいて燃料等還元剤が未処理のまま多量に放出されるこ
とのない内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】ＮＯxを吸収しあるいは吸収したＮＯxを放
出するＮＯx 吸収剤と、排気ガス中の微粒子の酸化を促
進する活性酸素放出剤とが担持され、排気ガス中の微粒
子を一時期捕獲可能なフィルタ22と、フィルタ22の一方
側から排気ガスを流す第１の流れ76とフィルタ22の他方
側から排気ガスを流す第２の流れ77とを交互に切換え可
能であり、切換え途中では排気ガスがフィルタ22を迂回
するバイパス通路73に流す排気切換手段71と、フィルタ
上流の排気通路76に還元剤を供給する還元剤供給手段80
と、フィルタ22の微粒子酸化除去量が小さくなると予想
されるときには、排気ガスの一部のみをフィルタ22へ導
き、他の排気ガスの流量をバイパス通路73に流すように
制御し、フィルタ22の還元雰囲気にすべく前記還元剤の
供給制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に係り、特に浄化装置のフィルタに排気上流側と
下流側とから交互に排気を切換通過できるようにした排
気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりディーゼル機関においては、排
気ガス中に含まれる煤等の微粒子を除去するために機関
排気通路内にパティキュレートフィルタを配置してこの
パティキュレートフィルタにより排気ガス中の微粒子を
一旦捕集し、パティキュレートフィルタ上に捕集された
微粒子を着火燃焼せしめることによりパティキュレート
フィルタを再生するようにしている。ところがパティキ
ュレートフィルタ上に捕集された微粒子は 600゜Ｃ程度
以上の高温にならないと着火せず、これに対してディー
ゼル機関の排気ガス温は通常、 600゜Ｃよりもかなり低
い。従って排気ガス熱でもってパティキュレートフィル
タ上に捕集された微粒子を着火させるのは困難であり、
排気ガス熱でもってパティキュレートフィルタ上に捕集
された微粒子を着火させるためには微粒子が低い温度で
着火できるようにしなければならない。

【０００３】ところで、従来よりパティキュレートフィ
ルタ上に触媒を担持すれば微粒子の着火温度を低下でき
ることが知られており、従って従来より微粒子の着火温
度を低下させるために触媒を担持した種々のパティキュ
レートフィルタが公知である。

【０００４】例えば、特公平 7−106290号公報にはパテ
ィキュレートフィルタ上に白金族金属およびアルカリ土
類金属酸化物の混合物を担持させたパティキュレートフ
ィルタが開示されている。このパティキュレートフィル
タではほぼ350゜Ｃから400゜Ｃの比較的低温でもって微
粒子が着火され、次いで連続的に燃焼せしめられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ディーゼル機関では負
荷が高くなれば排気ガス温が350゜Ｃから400゜Ｃに達
し、従って上述のパティキュレートフィルタでは一見し
たところ機関負荷が高くなったときに排気ガス熱によっ
て微粒子を着火燃焼せしめることができるように見え
る。しかしながら実際には排気ガス温が350゜Ｃから400
゜Ｃに達しても微粒子が着火しない場合があり、またた
とえ微粒子が着火したとしても一部の微粒子しか燃焼せ
ず、多量の微粒子が燃え残るという問題を生ずる。

【０００６】即ち、排気ガス中に含まれる微粒子量が少
ないときにはパティキュレートフィルタ上に付着する微
粒子量が少なく、このときには排気ガス温が350゜Ｃか
ら400゜Ｃになるとパティキュレートフィルタ上の微粒
子は着火し、次いで連続的に燃焼せしめられる。

【０００７】しかしながら、排気ガス中に含まれる微粒
子量が多くなるとパティキュレートフィルタ上に付着し
た微粒子が完全に燃焼する前にこの微粒子の上に別の微
粒子が堆積し、その結果パティキュレートフィルタ上に
微粒子が積層状に堆積する。このようにパティキュレー
トフィルタ上に微粒子が積層状に堆積すると酸素と接触
しやすい一部の微粒子は燃焼せしめられるが、酸素と接
触しずらい残りの微粒子は燃焼せず、斯くして多量の微
粒子が燃え残ることになる。従って排気ガス中に含まれ
る微粒子量が多くなると、パティキュレートフィルタ上
に多量の微粒子が堆積し続けることになる。

【０００８】一方、パティキュレートフィルタ上に多量
の微粒子が堆積すると、これら堆積した微粒子は次第に
着火燃焼しずらくなる。このように燃焼しずらくなるの
はおそらく堆積している間に微粒子中の炭素が燃焼しず
らいグラファイト等に変化するからであると考えられ
る。事実、パティキュレートフィルタ上に多量の微粒子
が堆積し続けると350゜Ｃから400゜Ｃの低温では堆積し
た微粒子が着火せず、堆積した微粒子を着火せしめるた
めには600゜Ｃ以上の高温が必要となる。しかしながら
ディーゼル機関では通常、排気ガス温が600゜Ｃ以上の
高温になることがなく、従ってパティキュレートフィル
タ上に多量の微粒子が堆積し続けると排気ガス熱によっ
て堆積した微粒子を着火せしめるのが困難となる。

【０００９】また、堆積した微粒子が燃焼せしめられる
と燃えカスである灰分、即ちアッシュが凝縮して大きな
塊となり、これらアッシュの塊によってパティキュレー
トフィルタの細孔が目詰まりを生ずる。目詰まりした細
孔の数は時間の経過と共に次第に増大し、斯くしてパテ
ィキュレートフィルタにおける排気ガス流の圧損が次第
に大きくなる。排気ガス流の圧損が大きくなると機関の
出力が低下し、斯くしてこの点からもパティキュレート
フィルタを新品と早期に交換しなければならないという
間題が生ずる。

【００１０】このように多量の微粒子が一旦積層状に堆
積してしまうと上述のような問題が生じるので、排気ガ
ス中に含まれる微粒子量とパティキュレートフィルタ上
において燃焼しうる微粒子量とのバランスを考慮し、多
量の微粒子が積層上に堆積する事態を招かないように処
置を講じる必要がある。

【００１１】しかしながら、触媒付の排気浄化フィルタ
を排気管に設けるだけで、排気浄化を内燃機関の運転状
況にまかせた成り行きの連続燃焼処理とすると、上記の
ような問題は回避できない。

【００１２】そこで、できる限り微粒子の連続燃焼が可
能となるように、浄化装置のフィルタに排気上流側と下
流側とから交互に排気を切換通過できるようにすると、
フィルタの両側面に微粒子が堆積するため、微粒子の単
位面積あたりの堆積量を減らすことができる。また、排
気ガス流の切換により堆積する微粒子を撹乱して飛ばす
ことで微粒子の酸化を促進させることができる。この場
合、フィルタ基材にＮＯx 吸収剤を設けるならば、排気
ガス中に酸素が多い状況となったときに、排気ガス中の
ＮＯx を吸収し、還元剤を供給することでこれを放出・
還元して浄化することもできる。

【００１３】このように、微粒子の除去とＮＯx の浄化
を同時に行うためにフィルタ基材にＮＯx 吸収剤を設け
た排気浄化フィルタでは、フィルタでの微粒子の酸化性
能を低下させる可能性があるとき（例えば車両の減速運
転時あるいは燃料噴射量が小の時）には、フィルタに設
定量以上の微粒子が堆積するのを防止するために、フィ
ルタを迂回させて排気ガスを流すシステムを採用するこ
とが考えられ、この時、フィルタ近傍にＮＯx 還元剤を
供給する還元剤供給装置を設置することが考えられる。

【００１４】また、減速運転時あるいは燃料噴射量が小
の時のみＮＯx 還元制御を行うものとすると、継続的な
高速走行時においてＮＯx 還元の必要が生じた時、ＮＯ
x 還元制御ができないといった問題が生じる。そこで、
運転状況に応じてＮＯx 還元制御ができるシステムが求
められる。

【００１５】更に、ＮＯx 還元の際にＮＯx 還元剤とし
て燃料（炭化水素ＨＣ）を供給する装置とした場合、還
元剤の供給時には多量の燃料がフィルタに吸着する。そ
して、ＮＯx の放出、還元終了後に直ちにフィルタに排
気ガスを流すと、酸化されていないＨＣが多量に外部に
放出されることになり好ましくない。

【００１６】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたもので、ＮＯx の還元と微粒子の酸化を運転状況に
応じてより効果的に行うことができ、ＮＯx 還元終了後
において燃料等の還元剤が酸化されずに放出されること
を抑制することができる内燃機関の排気浄化装置を提供
することを課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明の内燃機関の排気浄化装置は、次の手段を採用
した。

【００１８】すなわち、本出願に係る発明は、流入する
排気ガスの空燃比がリーンのときはＮＯxを吸収し、流
入する排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯ
xを放出するＮＯｘ吸収剤と、排気ガス中の微粒子の酸
化を促進する活性酸素放出剤とが担持され、排気ガス中
の微粒子を一時期捕獲可能なフィルタと、前記フィルタ
の一方側から排気ガスを流す第１の流れと前記フィルタ
の他方側から排気ガスを流す第２の流れとを交互に切換
え可能であり、切換え途中では排気ガスが前記フィルタ
を迂回するバイパス通路に流す排気切換手段と、この排
気切換手段により排気の流れを交互に切り換えられる排
気通路の分岐点と前記フィルタ上流の排気通路との間に
設けられた還元剤供給手段と、前記フィルタの微粒子酸
化除去量が小さくなると予想されるときは、前記排気ガ
スの一部のみを、前記還元剤を供給する側の排気通路を
介して前記フィルタへ導き、その他の排気ガスを前記バ
イパス通路に流すように前記排気切換手段を制御すると
共に、前記フィルタを還元雰囲気にすべく前記還元剤を
供給するように前記還元剤供給手段を制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とする。

【００１９】排気切換手段は、前記フィルタにおける排
気ガスの流れ方向を正逆方向に切り替え可能な排気切換
弁で構成することができる。なお、フィルタの還元雰囲
気とは、排気切換弁に中間位置より若干傾きを与えて排
気ガスをバイパス通路に流す状態とし、排気切換弁の傾
きにより排気浄化装置内にわすかな排気ガスの流れを生
じさせる。すると、スペース・ベロシティ（単位時間に
フィルタの体積の何倍のガスが流れるかを示す指標、以
下ＳＶという）が低下した状態となり、この低ＳＶ状態
で還元剤をフィルタに供給すれば、わずかな還元剤量で
ＮＯｘを放出できる。

【００２０】このように、低ＳＶ状態を狙って還元剤供
給処理をするので、効果的にフィルタに吸収されたＮＯ
ｘを放出させることができる。

【００２１】また、本出願に係る発明は、前記フィルタ
の微粒子酸化除去量が小さくなると予想される場合は、
車両の減速時、あるいは燃料噴射量が小（燃料カットを
含む）の場合であるように構成してもよい。

【００２２】更に、本出願に係る発明の制御手段は、前
記車両の減速時、あるいは燃料噴射量が設定値以下の状
態が所定時間以上にわたり生じないときには、強制的に
前記排気ガスの一部のみを前記フィルタに導き、その他
の排気ガスを前記バイパス通路に流すように前記排気切
換手段を制御すると共に、前記フィルタの還元雰囲気に
すべく前記還元剤を供給するように前記還元剤供給手段
を制御するように構成してもよい。

【００２３】この構成によれば、高速走行時のように長
時間排気ガスの流量をバイパス通路に流すことがない場
合であっても、強制的にＮＯｘ放出処理を実行すること
ができる。なお、このようなＮＯｘ放出処理を実行する
タイミングは、例えば吸収されているＮＯｘが許容値を
超えた場合に強制的に実行されるようにする。

【００２４】ＮＯｘ許容値の判定方法としては、例え
ば、内燃機関の運転履歴（希薄燃焼運転の実行時間とス
トイキ運転時間との偏差）に基づいてＮＯｘ吸収剤に吸
蔵されているＮＯｘ量を推定し、その推定値とＮＯｘ吸
収剤が吸蔵することができる最大のＮＯｘ量とを比較す
ることにより判定する方法、あるいはフィルタに流入す
る排気の空燃比が所定の空燃比であるときのＮＯｘセン
サの出力信号値に基づいて判定する方法等を例示するこ
とができる。

【００２５】更に、本出願に係る発明の制御手段は、前
記還元剤の供給終了後所定時間にわたり、前記排気ガス
の一部のみを前記フィルタに導き、その他の排気ガスを
前記バイパス通路に流すように前記排気切換手段を維持
させる制御を実行するように構成する。

【００２６】供給される還元剤には反応性の低い燃料成
分を含むことが多いので、還元剤供給終了後はフィルタ
に多くのＨＣが残存している。この状態で、還元剤供給
終了後、直ちに排気切換手段を作動させて排気ガスの流
れを切り換えると、ＨＣが外部に放出される危険があ
る。そこで、ＨＣの放出を抑制するため、還元剤供給終
了後も所定期間にわたり排気切換手段を還元剤の供給時
の位置に保持し、酸素を含んだリーンの排気ガスをフィ
ルタに取り込んでＨＣの酸化を促進させるようにする。
但し、急加速等が入って、微粒子を多量に含む排気ガス
が発生する場合は、微粒子放出を阻止するために排気切
換手段の保持状態を解除し、排気ガスをフィルタに流入
させて微粒子を捕獲するようにしてもよい。

【００２７】また、本出願に係る発明は、流入する排気
ガスの空燃比がリーンのときはＮＯｘを吸収し、流入す
る排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを
放出するＮＯx吸収剤と、排気ガス中の微粒子の酸化を
促進する活性酸素放出剤とが担持され、排気ガス中の微
粒子を一時期捕獲可能な複数のフィルタと、前記フィル
タの一方側から排気ガスを流す第１の流れと前記フィル
タの他方側から排気ガスを流す第２の流れとを交互に切
換え可能であり、切換え途中では排気ガスが前記フィル
タを迂回するバイパス通路に流す排気切換手段と、前記
複数のフィルタ間に還元剤を供給する還元剤供給手段
と、前記フィルタの微粒子酸化除去量が小さくなると予
想されるときは、前記排気ガスを前記バイパス通路に流
すように前記排気切換手段を制御すると共に、前記フィ
ルタを還元雰囲気にすべく前記還元剤を供給するように
前記還元剤供給手段を制御する制御手段と、を備えたこ
とを特徴とする。

【００２８】排気浄化装置に、例えばフィルタを直列で
２個装着し、還元剤の供給を２個のフィルタの間に設け
た還元剤供給装置により行うと、フィルタ間に還元雰囲
気が形成され、これがフィルタに及んでいく。従って、
フィルタを還元雰囲気にするため、一部の排気ガスをフ
ィルタに流入させるように排気切換弁を傾ける必要はな
く、排気切換弁を完全に中立位置に制御すればよので排
気切換弁の制御が容易となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の実施の形態を図１から図１０の図面を参照
して説明する。＜装置構成の概要＞図１は本発明を車両用の圧縮着火式
内燃機関に適用した場合を示している。なお、本発明は
火花点火式内燃機関にも適用することもできる。

【００３０】図１を参照すると、１は機関本体、２はシ
リンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、
５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、
８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々
示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサ
ージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダ
クト１３を介して排気ターボチャージャ１４のコンプレ
ッサ１５に連結される。吸気ダクト１３内にはステップ
モータ１６により駆動されるスロットル弁１７が配置さ
れ、更に吸気ダクト１３周りには吸気ダクト１３内を流
れる吸入空気を冷却するための冷却装置１８が配置され
る。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１
８内に導びかれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却さ
れる。一方、排気ポート１０は排気マニホルド１９およ
び排気管２０を介して排気ターボチャージャ１４の排気
タービン２１に連結され、排気タービン２１の出口はパ
ティキュレートフィルタ２２を内蔵したケーシング２３
を有する排気浄化装置に連結される。

【００３１】排気マニホルド１９とサージタンク１２と
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２４を介
してお互いに連結され、ＥＧＲ通路２４には電気制御式
ＥＧＲ制御弁２５が配置される。また、ＥＧＲ通路２４
周りにはＥＧＲ通路２４内を流れるＥＧＲガスを冷却す
るための冷却装置２６が配置される。図１に示される実
施例では機関冷却水が冷却装置２６内に導びかれ、機関
冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料
噴射弁６は燃料供給管６ａを介して燃料リザーバ、いわ
ゆるコモンレール２７に連結される。このコモンレール
２７内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２８か
ら燃料が供給され、コモンレール２７内に供給された燃
料は各燃料供給管６ａを介して燃料噴射弁６に供給され
る。コモンレール２７にはコモンレール２７内の燃料圧
を検出するための燃料圧センサ２９が取付けられ、燃料
圧センサ２９の出力信号に基づいてコモンレール２７内
の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ２８の吐
出量が制御される。

【００３２】電子制御ユニット３０はデジタルコンピュ
ーターからなり、双方向性バス３１によって互いに接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。燃料圧センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変
換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、
パティキュレートフィルタ２２にはパティキュレートフ
ィルタ２２の温度を検出するための温度センサ３９が取
付けられ、この温度センサ３９の出力信号は対応するＡ
Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。ア
クセルペダル４０にはアクセルペダル４０の踏込み量Ｌ
に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続さ
れ、負荷センサ４１の出力電圧は対応する変換器３７を
介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３
５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出
力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続され
る。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介
して燃料噴射弁６、スロットル弁駆動用ステップモータ
１６、ＥＧＲ制御弁２５、燃料ポンプ２８、および後述
するアクチュエータ７２に接続される。

【００３３】図２（Ａ）は要求トルクＴＱと、アクセル
ペダル４０の踏み込み量Ｌと、機関回転数Ｎとの関係を
示している。なお、図２（Ａ）において各曲線は等トル
ク曲線を表しており、ＴＱ＝０で示される曲線はトルク
が零であることを示しており、残りの曲線はＴＱ＝ａ，
ＴＱ＝ｂ，ＴＱ＝ｃ，ＴＱ＝ｄの順に次第に要求トルク
が高くなる。図２（Ａ）に示される要求トルクＴＱは図
２（Ｂ）に示されるようにアクセルペダル４０の踏込み
量Ｌと機関回転数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯ
Ｍ３２内に記憶されている。本発明による実施例では図
２（Ｂ）に示すマップからアクセルペダル４０の踏込み
量Ｌおよび機関回転数Ｎに応じた要求トルクＴＱがまず
初めに算出され、この要求トルクＴＱに基づいて燃料噴
射量等が算出される。

【００３４】＜排気浄化装置の構造＞排気浄化装置は、
図１、図３、図４に示したように、排気タービン２１の
出口に排気管７０が接続されている。この排気管７０か
ら分岐して、パティキュレートフィルタ２２を内蔵した
ケーシング２３における該フィルタ２２の一方の面と他
方の面とにそれぞれ接続する第１の排気通路７６と第２
の排気通路７７とが設けられている。さらに、第１の排
気通路７６と第２の排気通路７７の分岐点からパティキ
ュレートフィルタ２２を通過せずにそのまま排気ガスを
排出するバイパス通路７３とが設けられている。

【００３５】そして、第１の排気通路７６と第２の排気
通路７７の分岐点には、排気切換弁７１が設けられてい
る。排気切換弁７１は、アクチュエータ７２によって駆
動され、第１の排気通路７６を選択してフィルタ２２の
一方側から排気ガスを流す第１の流れ（順流）と、第２
の排気通路７７を選択してフィルタ２２の他方側から排
気ガスを流す第２の流れ（逆流）とを、交互に切換え
る。さらに、前記第１の排気通路７６には、フィルタ２
２に流入する排気ガス中に、燃料を噴射する還元剤供給
手段としての燃料添加ノズル８０が設けられている。こ
の燃料添加ノズル８０は、電子制御ユニット３０のＣＰ
Ｕ３４上に実現される制御手段７５により制御されるよ
うになっている。

【００３６】ここで、フィルタ２２を収容するケーシン
グ２３は、バイパス通路７３を形成する排気管７０の真
上に位置するよう配置され、そのケーシング２３の両側
に排気管７０から分岐した第１の排気通路７６と第２の
排気通路７７が接続される形となっている。そして、ケ
ーシング２３内のフィルタ２２は、排気ガスの通過方向
を長さ方向とした場合、長さ方向に直交する幅方向の長
さが、長さ方向の長さより長くなっている。このような
構成とすることで、フィルタ２２を内包するケーシング
２３からなる排気浄化装置の車両への搭載スペースを省
スペース化することができる。

【００３７】アクチュエータ７２は、電子制御ユニット
３０のＣＰＵ３４上に実現される制御手段７５によって
駆動制御されるもので、出力ポート３６からの制御信号
により駆動される。また、アクチュエータ７２は、内燃
機関の駆動に伴って形成される負圧により駆動されるも
ので、負圧が加えられないときに第１の排気通路７６を
選択する位置（順流位置）に弁体を制御し、第１の負圧
が加えられたとき弁体を中立位置に制御し、第１の負圧
よりも強い第２の負圧が加えられたとき第２の排気通路
７７を選択する位置（逆流位置）に弁体を制御する。さ
らに負圧の制御により、弁体を図３の二点鎖線で示すよ
うな傾斜した状態（中間傾斜位置）に保持することもで
き、これにより排気ガスの一部をバイパス通路７３にバ
イパスするとともに、他の一部をフィルタ２２に流すこ
とができる。すなわち、制御手段７５により制御される
アクチュエータ７２によって駆動される排気切換弁７１
は、本発明でいう排気切換手段である。

【００３８】前記弁体が図３の破線で示す順流位置にあ
るとき、排気切換弁７１は、排気管７０を第１の排気通
路７６に接続するとともに、第２の排気通路７７をバイ
パス通路７３に接続するので、排気ガスは、排気管７０
→第１の排気通路７６→フィルタ２２→第２の排気通路
７７→バイパス通路７３の順に流れて、大気に放出され
る。

【００３９】弁体が、図３の実線で示す逆流位置にある
とき、排気切換弁７１は、排気管７０を第２の排気通路
７７に接続するとともに、第１の排気通路７６をバイパ
ス通路７３に接続するので、排気ガスは、排気管７０→
第２の排気通路７７→フィルタ２２→第１の排気通路７
６→バイパス通路７３の順に流れて、大気に放出され
る。

【００４０】弁体が、図３の一点鎖線で示すように、排
気管７０の軸線に平行となった中立位置にあるとき、排
気切換弁７１は、排気管７０を直接バイパス通路７３に
接続するので、排気ガスは、排気管７０からフィルタ２
２を通過しないでバイパス通路７３に流れて、大気に放
出される。

【００４１】弁体が、図３の二点鎖線で示すように、排
気管７０の軸線に平行となった中間傾斜位置にあると
き、排気切換弁７１は、排気管７０をバイパス通路７３
に接続するので、その限りにおいて、排気ガスの一部
は、排気管７０からフィルタ２２を通過しないでバイパ
ス通路７３に流れて、大気に放出される。一方、弁体の
傾斜により排気ガスの他の一部は第１の排気通路７６を
通ってフィルタ２２を順流方向から通過し、バイパス通
路７３へと導入される。

【００４２】この状態では、第１の排気通路７６を流れ
る排気ガスの量が減り、ＳＶ値が低下した状態となる。
この状態で燃料をフィルタに供給すると、活発な酸化反
応が生じ、フィルタ温度が上昇して、微粒子の酸化を促
進できる。

【００４３】弁体の切換えにより、順流・逆流を繰り返
すことで、煤などの微粒子がフィルタ２２の基材内を動
き回るので、微粒子の酸化を促進し、よって、微粒子の
浄化を効率よく行うことができる。

【００４４】図５（Ａ）は、フィルタ２２に一方向から
のみ排気ガスを流す場合のイメージ図であり、微粒子は
フィルタの一方の面にのみ蓄積して動かず、排気ガスの
圧損上昇の原因となるだけでなく、微粒子の浄化を妨げ
る。

【００４５】図５（Ｂ）は、フィルタ２２に双方向から
排気ガスを流す場合のイメージ図であり、微粒子はフィ
ルタの両面で順流方向と逆流方向に撹乱されるので、フ
ィルタ２２の両面で、あるいは、基材内部で動き回り、
フィルタ基材全体の活性点を利用して微粒子の酸化を促
進することができ、フィルタ２２に微粒子が蓄積するの
をより少なくすることができる。よって、排気ガスの圧
損上昇を避けることができる。

【００４６】＜フィルタの構造＞図６にパティキュレー
トフィルタ２２の構造を示す。なお、図６において
（Ａ）はパティキュレートフィルタ２２の正面図を示し
ており、（Ｂ）はパティキュレートフィルタ２２の側面
断面図を示している。図６（Ａ）および（Ｂ）に示され
るようにパティキュレートフィルタ２２はハニカム構造
をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気
流通路５０，５１を具備するいわゆるウォールフロー型
である。これら排気流通路は下流端が栓５２により閉塞
された排気ガス流入通路５０と、上流端が栓５３により
閉塞された排気ガス流出通路５１とにより構成される。
なお、図６（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓
５３を示している。従って、排気ガス流入通路５０およ
び排気ガス流出通路５１は薄肉の隔壁５４を介して交互
に配置される。云い換えると排気ガス流入通路５０およ
び排気ガス流出通路５１は各排気ガス流入通路５０が４
つの排気ガス流出通路５１によって包囲され、各排気ガ
ス流出通路５１が４つの排気ガス流入通路５０によって
包囲されるように配置される。

【００４７】パティキュレートフィルタ２２は例えばコ
ージライトのような多孔質材料から形成されており、従
って排気ガス流入通路５０内に流入した排気ガスは図６
（Ｂ）において矢印で示されるように周囲の隔壁５４内
を通って隣接する排気ガス流出通路５１内に流出する。

【００４８】本発明による実施例では各排気ガス流入通
路５０および各排気ガス流出通路５１の周壁面、即ち各
隔壁５４の両側表面上および隔壁５４内の細孔内壁面上
には例えばアルミナからなる担体の層が形成されてお
り、この担体上に貴金属触媒と、周囲に過剰酸素が存在
すると酸素を取込んで酸素を保持しかつ周囲の酸素濃度
が低下すると保持した酸素を活性酸素の形で放出する活
性酸素放出剤と、流入する排気ガスの空燃比がリーンの
ときにＮＯｘを吸収し流入する排気ガス中の酸素濃度が
低下すると吸収したＮＯxを放出するＮＯx吸収剤と、が
坦持されている。

【００４９】ここで、ＮＯｘ吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比とは、機関吸気通路、燃焼室５およびＮＯｘ吸
収剤上流での排気通路内に供給された空気と燃料（炭化
水素）の比をいう。なお、ＮＯｘ吸収剤上流の排気通路
内に燃料（炭化水素）あるいは空気が供給されない場
合、流入排気ガスの空燃比は燃焼室内に供給される混合
気の空燃比に一致する。

【００５０】前記貴金属触媒としては白金Ｐｔを用いる
ことができる。前記活性酸素放出剤は、カリウムＫ、ナ
トリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシムＣｓ、ルビジウム
Ｒｂのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウム
Ｃａ、ストロンチウムＳｒのようなアルカリ土類金属、
ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類、および
遷移金属から選ばれた少くとも一つから構成することが
できる。

【００５１】なお、この場合、活性酸素放出剤としては
カルシウムＣａよりもイオン化傾向の高いアルカリ金属
又はアルカリ土類金属、即ちカリウムＫ、リチウムＬ
ｉ、セシウムＣｓ、ルビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ス
トロンチウムＳｒを用いることが好ましい。

【００５２】前記ＮＯｘ吸収剤は、例えばカリウムＫ、
ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓ、ルビジ
ウムＲｂのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシ
ウムＣａ、ストロンチウムＳｒのようなアルカリ土類、
ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ば
れた少なくとも一つから構成することができる。

【００５３】なお、この場合、ＮＯｘ吸収剤としてはカ
ルシウムＣａよりもイオン化傾向の高いアルカリ金属又
はアルカリ土類金属、即ちカリウムＫ、リチウムＬｉ、
セシウムＣｓ、ルビジウムＲｂ、バリウムＢａ、ストロ
ンチウムＳｒを用いることが好ましい。

【００５４】活性酸素放出剤を構成する金属とＮＯｘ吸
収剤を構成する金属とを比較すればわかるように、これ
らを構成する金属は大部分が一致している。したがっ
て、活性酸素放出剤およびＮＯｘ吸収剤として夫々異な
る金属を用いることもできるし、同一の金属を用いるこ
ともできる。活性酸素放出剤およびＮＯｘ吸収剤として
同一の金属を用いた場合には、該金属は活性酸素放出剤
としての機能とＮＯｘ吸収剤としての機能との双方の機
能を同時に果たすことになる。このように、活性酸素放
出剤の機能とＮＯｘ吸収剤の機能の双方の機能を同時に
果たすものを、以下、「活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤」
と称す。

【００５５】そして、この実施の形態では、アルミナな
どの担体上に、貴金属触媒として白金Ｐｔと、活性酸素
放出・ＮＯｘ吸収剤としてカリウムＫが坦持された場合
を例にとって説明する。

【００５６】前述したように、活性酸素放出・ＮＯｘ吸
収剤としてのカリウムＫは、活性酸素放出剤としての機
能とＮＯｘ吸収剤としての機能の双方の機能を同時に果
たすものであり、この排気浄化装置では、活性酸素放出
剤としての機能を利用して排気ガス中の微粒子の酸化除
去促進を図り、ＮＯｘ吸収剤としての機能を利用して排
気ガス中のＮＯｘを浄化している。以下、それぞれの機
能に着目してこの排気浄化装置における浄化メカニズム
を説明する。

【００５７】＜フィルタによる微粒子の連続酸化処理・
・・活性酸素放出剤としての機能＞初めに、活性酸素放
出・ＮＯｘ吸収剤の活性酸素放出剤としての機能を利用
したパティキュレートフィルタ２２による排気ガス中の
微粒子除去作用について説明する。なお、この活性酸素
放出剤としての機能は、活性酸素放出剤として他のアル
カリ金属、アルカリ土類金属、希土類、および遷移金属
を用いても同様なメカニズムで微粒子除去作用が行われ
る。

【００５８】図１に示されるような圧縮着火式内燃機関
では空気過剰のもとで燃焼が行われ、従って排気ガスは
多量の過剰空気を含んでいる。即ち、図１に示されるよ
うな圧縮着火式内燃機関では排気ガスの空燃比はリーン
となっている。また、燃焼室５内ではＮＯが発生するの
で排気ガス中にはＮＯが含まれている。また、燃料中に
はイオウＳが含まれており、このイオウＳは燃焼室５内
で酸素と反応してＳＯ ₂ となる。従って排気ガス中には
ＳＯ₂ が含まれている。従って過剰酸素、ＮＯおよびＳ
Ｏ₂ を含んだ排気ガスがパティキュレートフィルタ２２
の排気ガス流入通路５０内に流入することになる。

【００５９】図７（Ａ）および（Ｂ）は排気ガス流入通
路５０の内周面および隔壁５４内の細孔内壁面上に形成
された担体層の表面の拡大図を模式的に表わしている。
なお、図７（Ａ）および（Ｂ）において６０は白金Ｐｔ
の粒子を示しており、６１はカリウムＫを含んでいる活
性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤を示している。

【００６０】上述したように排気ガス中には多量の過剰
酸素が含まれているので排気ガスがパティキュレートフ
ィルタ２２の排気ガス流入通路５０内に流入すると図７
（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ₂がＯ₂ ^-又はＯ^2-
の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、排気ガス中の
ＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ₂ ^-又はＯ^2-と反応し、ＮＯ
₂となる（２ＮＯ＋Ｏ₂→２ＮＯ₂）。次いで生成され
たＮＯ₂の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ活性酸素放
出・ＮＯｘ吸収剤６１内に吸収され、カリウムＫと結合
しながら図７（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ₃ ^-
の形で活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１内に拡散し、一
部の硝酸イオンＮＯ₃ ^-は硝酸カリウムＫＮＯ₃を生成す
る。

【００６１】一方、上述したように排気ガス中にはＳＯ
₂も含まれており、このＳＯ₂もＮＯと同様なメカニズ
ムによって活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１内に吸収さ
れる。即ち、上述したように酸素Ｏ₂がＯ₂ ^-又はＯ^2-の
形で白金Ｐｔの表面に付着しており、排気ガス中のＳＯ
₂は白金Ｐｔの表面でＯ₂ ^-又はＯ^2-と反応してＳＯ₃と
なる。

【００６２】次いで生成されたＳＯ₃の一部は白金Ｐｔ
上で更に酸化されつつ活性酸素放出・ＮＯx吸収剤６１
内に吸収され、カリウムＫと結合しながら硫酸イオンＳ
Ｏ₄ ^2-の形で活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１内に拡散
し、硫酸カリウムＫ₂ＳＯ₄を生成する。このようにして
活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１内には硝酸カリウムＫ
ＮＯ₃および硫酸カリウムＫ₂ＳＯ₄が生成される。

【００６３】一方、燃焼室５内においては主にカーボン
Ｃからなる微粒子が生成され、従って排気ガス中にはこ
れら微粒子が含まれている。排気ガス中に含まれている
これら微粒子は排気ガスがパティキユレートフィルタ２
２の排気ガス流入通路５０内を流れているときに、或い
は排気ガス流入通路５０から排気ガス流出通路５１に向
かうときに図７（Ｂ）において６２で示されるように担
体層の表面、例えば活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１の
表面上に接触し、付着する。

【００６４】このように微粒子６２が活性酸素放出・Ｎ
Ｏｘ吸収剤６１の表面上に付着すると微粒子６２と活性
酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１との接触面では酸素濃度が
低下する。酸素濃度が低下すると酸素濃度の高い活性酸
素放出・ＮＯｘ吸収剤６１内との間で濃度差が生じ、斯
くして活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１内の酸素が微粒
子６２と活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１との接触面に
向けて移動しようとする。その結果、活性酸素放出・Ｎ
Ｏｘ吸収剤６１内に形成されている硝酸カリウムＫＮＯ
₃がカリウムＫと酸素ＯとＮＯとに分解され、酸素Ｏが
微粒子６２と活性酸素放出・ＮＯx吸収剤６１との接触
面に向かい、ＮＯが活性酸素放出・ＮＯx吸収剤６１か
ら外部に放出される。外部に放出されたＮＯは下流側の
白金Ｐｔ上において酸化され、再び活性酸素放出・ＮＯ
ｘ吸収剤６１内に吸収される。

【００６５】一方、このとき活性酸素放出・ＮＯｘ吸収
剤６１内に形成されている硫酸カリウムＫ₂ＳＯ₄もカリ
ウムＫと酸素ＯとＳＯ₂とに分解され、酸素Ｏが微粒子
６２と活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１との接触面に向
かい、ＳＯ₂が活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１から外
部に放出される。外部に放出されたＳＯ₂は下流側の白
金Ｐｔ上において酸化され、再び活性酸素放出・ＮＯｘ
吸収剤６１内に吸収される。ただし、硫酸カリウムＫ₂
ＳＯ₄は安定化しているため、硝酸カリウムＫＮＯ₃に
比べ放出しずらい。

【００６６】一方、微粒子６２と活性酸素放出・ＮＯｘ
吸収剤６１との接触面に向かう酸素Ｏは硝酸カリウムＫ
ＮＯ₃ や硫酸カリウムＫ₂ＳＯ₄のような化合物から分解
された酸素である。化合物から分解された酸素Ｏは高い
エネルギを有しており、極めて高い活性を有する。従っ
て微粒子６２と活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１との接
触面に向かう酸素は活性酸素Ｏとなっている。これら活
性酸素Ｏが微粒子６２に接触すると微粒子６２は短時間
のうちに輝炎を発することなく酸化せしめられ、微粒子
６２は完全に消滅する。従って微粒子６２はパティキュ
レートフィルタ２２上に堆積することがない。

【００６７】従来のようにパテイキュレートフイルタ２
２上に積層状に堆積した微粒子が燃焼せしめられるとき
にはパティキュレートフィルタ２２が赤熱し、火炎を伴
って燃焼する。このような火炎を伴う燃焼は高温でない
と持続せず、従ってこのような火炎を伴う燃焼を持続さ
せるためにはパティキュレートフィルタ２２の温度をを
高温に維持しなければならない。

【００６８】これに対して本発明では微粒子６２は上述
したように輝炎を発することなく酸化せしめられ、この
ときパティキュレートフィルタ２２の表面が赤熱するこ
ともない。即ち、云い換えると本発明では従来に比べて
かなり低い温度でもって微粒子６２が酸化除去せしめら
れている。従って本発明による輝炎を発しない微粒子６
２の酸化による微粒子除去作用は火炎を伴う従来の燃焼
による微粒子除去作用と全く異なっている。

【００６９】また、微粒子の酸化による微粒子除去作用
はかなり低温で行われる。従ってパティキュレートフィ
ルタ２２の温度はさほど上昇せず、斯くしてパティキュ
レートフィルタ２２が劣化する危険性はほとんどない。
また、パティキュレートフィルタ２２上に微粒子がほと
んど堆積しないので微粒子の燃えカスであるアッシュが
凝集する危険性が少なく、従ってパティキュレートフィ
ルタ２２が目詰まりする危険性が少なくなる。

【００７０】ところでこの目詰まりは主に硫酸カルシウ
ムＣａＳＯ₄によって生ずる。即ち、燃料や潤滑油はカ
ルシウムＣａを含んでおり、従って排気ガス中にカルシ
ウムＣａが含まれている。このカルシウムＣａはＳＯ₃
が存在すると硫酸カルシウムＣａＳＯ₄を生成する。こ
の硫酸カルシウムＣａＳＯ₄は固体であって高温になっ
ても熱分解しない。従って硫酸カルシウムＣａＳＯ₄ が
生成され、この硫酸カルシウムＣａＳＯ₄によってパテ
ィキュレートフィルタ２２の細孔が閉塞されると目詰ま
りを生ずることになる。

【００７１】しかしながらこの場合、活性酸素放出・Ｎ
Ｏｘ吸収剤６１としてカルシウムＣａよりもイオン化傾
向の高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属、例えばカ
リウムＫを用いると活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１内
に拡散するＳＯ₃はカリウムＫと結合して硫酸カリウム
Ｋ₂ＳＯ₄を形成し、カルシウムＣａはＳＯ₃と結合する
ことなくパティキュレートフィルタ２２の隔壁５４を通
過して排気ガス流出通路５１内に流出する。従ってパテ
ィキュレートフィルタ２２の細孔が目詰まりすることが
なくなる。従って前述したように活性酸素放出・ＮＯｘ
吸収剤６１としてはカルシウムＣａよりもイオン化傾向
の高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属、即ちカリウ
ムＫ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓ、バリウムＢａを用
いることが好ましいことになる。

【００７２】ところで白金Ｐｔおよび活性酸素放出・Ｎ
Ｏｘ吸収剤６１はパティキュレートフィルタ２２の温度
が高くなるほど活性化するので単位時間当りに活性酸素
放出・ＮＯｘ吸収剤６１が放出しうる活性酸素Ｏの量は
パティキュレートフィルタ２２の温度が高くなるほど増
大する。従ってパティキュレートフィルタ２２上におい
て単位時間当りに輝炎を発することなく酸化除去可能な
酸化除去可能微粒子量は、パティキュレートフィルタ２
２の温度が高くなるほど増大する。

【００７３】図９の実線は単位時間当りに輝炎を発する
ことなく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量Ｇを示し
ている。なお、図９において横軸はパティキュレートフ
ィルタ２２の温度ＴＦを示している。単位時間当りに燃
焼室５から排出される微粒子の量を排出微粒子量Ｍと称
するとこの排出微粒子量Ｍが酸化除去可能微粒子Ｇより
も少ないとき、即ち図９の領域Ｉでは燃焼室５から排出
された全ての微粒子がパティキュレートフィルタ２２に
接触するや否や短時間のうちにパティキュレートーフィ
ルタ２２上において輝炎を発することなく酸化除去せし
められる。

【００７４】これに対し、排出微粒子量Ｍが酸化除去可
能微粒子量Ｇよりも多いとき、即ち図９の領域IIでは全
ての微粒子を酸化するには活性酸素量が不足している。
図８(Ａ)〜（Ｃ）はこのような場合の微粒子の酸化の様
子を示している。

【００７５】即ち、全ての微粒子を酸化するには活性酸
素量が不足している場合には図８（Ａ）に示すように微
粒子６２が活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１上に付着す
ると微粒子６２の一部のみが酸化され、十分に酸化され
なかった微粒子部分が担体層上に残留する。次いで活性
酸素量が不足している状態が継続すると次から次へと酸
化されなかった微粒子部分が担体層上に残留し、その結
果図８（Ｂ）に示されるように担体層の表面が残留微粒
子部分６３によって覆われるようになる。

【００７６】担体層の表面を覆うこの残留微粒子部分６
３は次第に酸化されにくいカーボン質に変質し、斯くし
てこの残留微粒子部分６３はそのまま残留しやすくな
る。また、担体層の表面が残留微粒子部分６３によって
覆われると白金ＰｔによるＮＯ、ＳＯ₂の酸化作用およ
び活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１による活性酸素の放
出作用が抑制される。その結果、図８（Ｃ）に示される
ように残留微粒子部分６３の上に別の微粒子６４が次か
ら次へと堆積する。即ち、微粒子が積層状に堆積するこ
とになる。このように微粒子が積層状に堆積するとこれ
ら微粒子は白金Ｐｔや活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１
から距離を隔てているためにたとえ酸化されやすい微粒
子であってももはや活性酸素Ｏによって酸化されること
がなく、従ってこの微粒子６４上に更に別の微粒子が次
から次へと堆積する。即ち、排出微粒子量Ｍが酸化除去
可能微粒子量Ｇよりも多い状態が継続するとパティキュ
レートフィルタ２２上には微粒子が積層状に堆積してし
まう。

【００７７】このように図９の領域Ｉでは微粒子はパテ
ィキュレートフィルタ２２上において輝炎を発すること
なく短時間のうちに酸化せしめられ、図９の領域IIでは
微粒子がパティキュレートフィルタ２２上に積層状に堆
積する。従って微粒子がパティキュレートフィルタ２２
上に積層状に堆積しないようにするためには排出微粒子
量Ｍを常時酸化除去可能微粒子量Ｇとの関係を領域Ｉの
範囲にすることが望ましい。

【００７８】しかしながら実際には全ての運転状態にお
いて排出微粒子量Ｍを酸化除去可能微粒子量Ｇよりも少
くすることはほとんど不可能である。例えば機関始動時
には通常パティキュレートフィルタ２２の温度は低く、
従ってこのときには通常排出微粒子量Ｍが酸化除去可能
微粒子量Ｇよりも多くなる。機関始動直後におけるよう
に排出微粒子量Ｍの方が酸化除去可能微粒子量Ｇよりも
多くなるとパティキュレートフィルタ２２上に酸化され
なかった微粒子部分が残留しはじめる。

【００７９】このように運転状況によっては排出微粒子
量Ｍを酸化除去可能微粒子量Ｇよりも増大して、パティ
キュレートフィルタ２２上に微粒子が積層状に堆積する
場合がある。

【００８０】この堆積した微粒子を酸化除去するため
に、排気管７０に配置された切換弁７１を切換える。切
換弁７１が切り換えられると、パティキュレートフィル
タ２２の排気上流側と排気下流側とが逆転し、切り換え
前にパティキュレートフィルタ２２の排気下流側であっ
た部分において、微粒子が活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤
６１の表面に付着して活性酸素Ｏが放出され、この微粒
子が酸化除去される。この放出される活性酸素Ｏの一部
は、排気ガスと共にパティキュレートフィルタ２２の排
気下流側へ移動し、ここに堆積する微粒子を酸化除去す
る。ここでは前述したように、微粒子はパティキュレー
トフィルタ２２の両面で順流方向と逆流方向に撹乱さ
れ、パティキュレートフィルタ２２の両面で、あるいは
基材内部で動き回り、フィルタ基材全体の活性点に出合
い酸化される。

【００８１】このようにして酸化されなかった微粒子が
パティキュレートフィルタ２２に堆積し始めているとき
に、このパティキュレートフィルタ２２の排気上流側と
下流側とを逆転することにより、パティキュレートフィ
ルタ２２から微粒子を完全に酸化除去することができ
る。

【００８２】またパティキュレートフィルタ２２上に微
粒子が堆積した場合は、排気ガスの一部又は全体の空燃
比を一時的にリッチにすることにより、堆積した微粒子
が輝炎を発することなく酸化せしめられる。排気ガスの
空燃比がリッチにされると、即ち排気ガス中の酸素濃度
が低下せしめられると活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１
から外部に活性酸素Ｏが一気に放出され、これら一気に
放出された活性酸素Ｏによって堆積した微粒子が輝炎を
発することなく一気に短時間で燃焼除去せしめられる。
以上が活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤の活性酸素放出剤と
しての機能を利用した微粒子浄化メカニズムである。

【００８３】＜活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤によるＮＯ
ｘ浄化処理・・・ＮＯｘ吸放剤としての機能＞次に、活
性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収剤としての機能
を利用したＮＯｘ浄化作用について説明する。なお、こ
のＮＯｘ吸収剤としての機能は、ＮＯｘ吸収剤として他
のアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類を用いても
同様なメカニズムでＮＯｘ浄化作用が行われる。

【００８４】活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ浄化
作用は図１０に示すようなメカニズムで行われているも
のと考えられている。なお、図１０（Ａ）および（Ｂ）
において６０は白金Ｐｔの粒子を示しており、６１はカ
リウムＫを含んでいる活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤を示
している。

【００８５】まず、流入排気ガスの空燃比がかなりリー
ンになると流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、
図１０（Ａ）に示されるように酸素Ｏ₂ がＯ₂ ^-又はＯ^2-
の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガス
に含まれるＮＯは、白金Ｐｔの表面上でＯ₂ ^-又はＯ^2-と
反応し、ＮＯ₂ となる（２ＮＯ＋Ｏ₂ →２ＮＯ₂ ）。

【００８６】次いで、生成されたＮＯ₂ は、白金Ｐｔ上
で酸化されつつ活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１内に吸
収されてカリウムＫと結合しながら、図１０（Ａ）に示
されるように硝酸イオンＮＯ₃ ^-の形で活性酸素放出・Ｎ
Ｏｘ吸収剤６１内に拡散する。このようにしてＮＯｘが
活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１内に吸収される。

【００８７】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐｔの表面でＮＯ₂ が生成され、活性酸素放出・ＮＯｘ
吸収剤６１のＮＯx 吸収能力が飽和しない限り、ＮＯ₂
が活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ₃ ^-が生成される。

【００８８】これに対して、排気空燃比が理論空燃比ま
たはリッチになると流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
るため、ＮＯ₂ の生成量が低下し、反応が逆方向（ＮＯ
₃ ^-→ＮＯ₂）に進み、活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１
内の硝酸イオンＮＯ₃ ^-がＮＯ₂またはＮＯの形で活性酸
素放出・ＮＯｘ吸収剤６１から放出される。即ち、流入
排気ガス中の酸素濃度が低下すると、活性酸素放出・Ｎ
Ｏｘ吸収剤６１からＮＯｘが放出されることになる。

【００８９】一方、このとき、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ
は、白金Ｐｔ上の酸素Ｏ₂ ^-又はＯ^2-と反応して酸化せし
められる。また、流入排気ガス中の酸素濃度の低下によ
り活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１から放出されたＮＯ
₂またはＮＯは、図１０（Ｂ）に示されるように未燃Ｈ
Ｃ、ＣＯと反応して還元せしめられてＮ₂となる。

【００９０】即ち、流入排気ガス中のＨＣ，ＣＯは、ま
ず白金Ｐｔ上の酸素Ｏ₂ ^-又はＯ^2-とただちに反応して酸
化せしめられ、次いで白金Ｐｔ上の酸素Ｏ₂ ^-又はＯ^2-が
消費されてもまだＨＣ，ＣＯが残っていれば、このＨ
Ｃ，ＣＯによって活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１から
放出されたＮＯｘおよび内燃機関から排出されたＮＯｘ
がＮ₂に還元される。

【００９１】このようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ₂
またはＮＯが存在しなくなると、活性酸素放出・ＮＯｘ
吸収剤６１から次から次へとＮＯ₂ またはＮＯが放出さ
れ、さらにＮ₂ に還元せしめられる。したがって、排気
ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチにすると短時間
のうちに活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１からＮＯｘが
放出され、Ｎ₂ に還元される。

【００９２】このように、排気ガスの空燃比がリーンに
なるとＮＯｘが活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１に吸収
され、排気ガスの空燃比を理論空燃比あるいはリッチに
するとＮＯｘが活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１から短
時間のうちに放出され、Ｎ₂に還元される。したがっ
て、大気中へのＮＯｘの排出を阻止することができる。

【００９３】ところで、前述したようにこの圧縮着火式
内燃機関では、通常はストイキ（理論空燃比、Ａ／Ｆ＝
１４．６）よりもはるかにリーン域で燃焼が行われるの
で、通常の機関運転状態ではフィルタ２２に流入する排
気ガス（即ち、活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１に流入
する排気ガス）の空燃比は非常にリーンであり、排気中
のＮＯｘは活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１に吸収さ
れ、活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１から放出されるＮ
Ｏｘ量は極めて少ない。

【００９４】したがって、圧縮着火式内燃機関では、活
性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１のＮＯｘ吸収能力が飽和
する前に所定のタイミングで、排気ガス中に還元剤を供
給して排気ガス中の酸素濃度を低下せしめ、活性酸素放
出・ＮＯｘ吸収剤６１に吸収されたＮＯｘを放出させＮ
₂に還元する必要がある。

【００９５】そのため、この実施の形態では、ＥＣＵ３
０が内燃機関の運転状態の履歴から活性酸素放出・ＮＯ
ｘ吸収剤６１に吸収されたＮＯｘ量を推定し、その推定
ＮＯｘ量が予め設定した所定値に達したときに、排気ガ
スの空燃比を一時的にリッチにして酸素濃度を低下せし
めると同時に還元剤を供給するようにしている。このよ
うに排気ガスの空燃比を一時的にリッチにすることを一
般にリッチスパイクと称している。

【００９６】この実施の形態では、内燃機関の膨張行程
あるいは排気行程において気筒内に燃料を副噴射するこ
とによりリッチスパイクを実現する。なお、リッチスパ
イクは、フィルタ２２より上流の排気通路７０内に燃料
を供給することによっても実現可能である。

【００９７】このように、活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤
６１のＮＯｘ吸収能力が飽和する前に所定のタイミング
でリッチスパイクを実行することにより、排気ガス中の
ＮＯｘを連続して浄化することができ、ＮＯｘを大気に
放出させるのを阻止することができる。以上が活性酸素
放出・ＮＯｘ吸収剤６１のＮＯｘ吸放剤としての機能を
利用したＮＯｘ浄化メカニズムである。

【００９８】したがって、活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤
６１を用いた場合、フィルタ２２に流入する排気ガスの
空燃比がリーンのときには、排気ガス中に含まれるＮＯ
ｘは活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１に吸収され、排気
ガス中に含まれる微粒子が活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤
６１に付着するとこの微粒子は活性酸素放出・ＮＯｘ吸
収剤６１から放出される活性酸素によって短時間のうち
に酸化除去せしめられる。つまり、このときには排気ガ
ス中の微粒子およびＮＯｘの双方が大気中に排出される
のを阻止することができることになる。

【００９９】一方、フィルタ２２に流入する排気ガスの
空燃比がリッチになると、活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤
６１からＮＯｘが放出される。このＮＯｘは未燃ＨＣ，
ＣＯにより還元され、斯くしてこのときにもＮＯｘが大
気中に排出されることがない。また、このときフィルタ
２２上に微粒子が堆積していた場合には、この微粒子は
活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤６１から放出される活性酸
素によって酸化除去せしめられる。

【０１００】次に、ＮＯｘの還元と微粒子の酸化とを運
転状況に応じてより効果的に行うための排気ガス流の切
換え制御について、図１１及び図１２のフローチャート
に従って説明する。

【０１０１】図１１に示すフローチャートは、排気ガス
流切換制御ルーチンを示すものであり、この排気ガス流
切換制御ルーチンは、予めＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記
憶されており、一定時間毎にＣＰＵ３４によって実行さ
れる。

【０１０２】処理がスタートすると、ＣＰＵ３４は、ス
テップ１０１において、燃料カットを含む減速時か否か
を判定する。車両が燃料カットを含む減速時であるか否
かの判定は、車両に備えたＧセンサ、アクセルペダルの
踏み込み量を検出するセンサ、エンジン回転数センサ
（クランク角センサ）、スロットル開度センサ等により
判定する。

【０１０３】ＣＰＵ３４は、ステップ１０１において、
燃料カットを含む減速時であると判定した場合（ステッ
プ１０１：ＹＥＳ）、ステップ１０２に進み、一方、燃
料カットを含む減速時でないと判定した場合（ステップ
１０１：ＮＯ）はリターンとなりスタート位置に戻る。
燃料カットを含む減速時の場合は、排気ガス温度が低く
フィルタを冷却することになり、微粒子の酸化除去能力
を低下させるおそれがあるため、バイパスさせる必要が
ある。

【０１０４】このため、ＣＰＵ３４は、次のステップ１
０２において、排気切換弁７１に若干傾きを与えてバイ
パス状態とし、ケーシング２３内にわすかなガスの流れ
を作る。すると、ＳＶが低下した状態となる。この状態
で還元剤をフィルタに供給すると、活発な酸化反応が生
じ、フィルタ温度が上昇して、微粒子の酸化を促進でき
る。また、フィルタに流れる排気ガス流量が小さいバイ
パスする時期を狙ってＮＯｘ放出のための還元剤供給処
理を行っているため、わずかな還元剤量でＮＯｘを放出
させることができる。

【０１０５】ＮＯｘ放出が完了すると、還元剤の供給は
停止される。しかし、ＣＰＵ３４は、ステップ１０３に
おいて、還元剤供給終了後、所定期間ｔの間だけ、排気
ガスの一部のみをフィルタ２２に導き、他の排気ガス流
量をバイパス通路７３に流すように排気切換弁７１を維
持させる制御を行う。なお、所定期間ｔはフィルタ２２
に残存する還元剤を酸化するのに必要な時間であり、予
めＲＡＭ３３に登録してあるものとする。図１３は上記
の如く制御されたときの触媒出口のＮＯｘ濃度を示して
いる。減速毎にフィルタに流される排気ガスをバイパス
し、かつこのとき還元剤を供給することで、ＮＯｘ許容
値を越えないで、運転することができる。

【０１０６】還元剤として燃料を使用する場合、この燃
料は反応性の低いＨＣを含むので、還元剤供給終了後は
フィルタに多くのＨＣが残存している。この状態で、還
元剤供給終了後、直ちに排気切換弁７１で排気ガスの流
れを切り換えてしまうと、多量のＨＣが外部に放出され
る危険がある。そこで、この制御により、ＨＣ放出を阻
止するため、還元剤供給終了後も所定期間ｔだけ排気切
換弁７１をそのままの状態に保持し、酸素を含んだリー
ンの排気ガスを取り込んでＨＣの酸化を促進させる。な
お、上記実施の形態では、減速毎に還元剤を供給するよ
うにしているが、推定されたＮＯｘ吸蔵量が小さいとき
には、必ずしも還元剤を供給する必要はない。

【０１０７】ＣＰＵ３４は、所定期間ｔ終了後、ＮＯｘ
放出による還元処理を終了（ステップ１０４）し、リタ
ーンしてスタート位置に戻る。

【０１０８】図１１のフローチャートでは減速運転時に
ＮＯx 還元剤を供給するＮＯx 還元制御を行う場合を説
明したが、減速運転時にＮＯx 還元剤を供給する制御で
は、高速走行時など燃料カットが継続して発生しない運
転の場合、ＮＯx 還元制御が不可能となる。そこで、次
に、減速状態、あるいは燃料噴射量が設定値以下の状態
が所定時間以上にわたり発生しないときには、強制的に
ＮＯx 還元剤を供給するＮＯx 還元制御を、図１２のフ
ローチャートに基づき説明する。

【０１０９】図１２に示すフローチャートも、排気ガス
流切換制御ルーチンを示すものであり、予めＥＣＵ３０
のＲＯＭ３２に記憶されており、一定時間毎にＣＰＵ３
４によって実行される。

【０１１０】処理がスタートすると、ＣＰＵ３４は、ス
テップ２０１において、ＮＯｘ許容値の判定を行う。Ｎ
Ｏｘ許容値の判定方法は上述の通りである。

【０１１１】図１４は高速走行時にＮＯｘセンサの出Ｎ
Ｏｘ濃度を時間の経過と共に示したものである。この実
施の形態では、図１４に示すように、ＮＯｘ許容値Ｌを
予め決めてＲＡＭ３３に登録しておき、このＮＯｘ許容
値Ｌを基準にＣＰＵ３４がＮＯｘ許容値の判定をするも
のとする。

【０１１２】ＣＰＵ３４は、ステップ２０１において、
出ＮＯｘ濃度が許容値Ｌより高いと判定した場合（ステ
ップ２０１：ＹＥＳ）、処理がステップ２０２に進み、
一方、出ＮＯｘ濃度が許容値Ｌより低いと判定した場合
（ステップ２０１：ＮＯ）はリターンとなる。

【０１１３】次に、ＣＰＵ３４は、ステップ２０２にお
いて、ステップ１０２と同様に、排気切換弁７１に若干
傾きを与えてバイパス状態とし、ケーシング２３内にわ
すかなガスの流れを作る。この状態で還元剤をフィルタ
に供給すると、活発な酸化反応が生じ、フィルタ温度が
上昇して、微粒子の酸化を促進できる。また、フィルタ
に流れる排気ガス流量が小さいバイパスする時期を狙っ
てＮＯｘ放出のための還元剤供給処理を行っているた
め、わずかな還元剤量でＮＯｘを放出させることができ
る。

【０１１４】ＮＯｘ放出が完了すると、還元剤の供給は
停止される。しかし、ＣＰＵ３４は、ステップ２０３に
おいて、還元剤供給終了後所定時間ｔ、排気ガスの一部
のみをフィルタ２２に導き、他の排気ガス流量をバイパ
ス通路７３に流すように排気切換弁７１を維持させる制
御を行う。この制御により、しばらくは排気ガスの大部
分はバイパスさせておくことで、フィルタに吸着された
還元剤を酸化することができる。

【０１１５】ＣＰＵ３４は、所定時間ｔ終了後、ＮＯｘ
放出による還元処理を終了（ステップ２０４）し、リタ
ーンしてスタート位置に戻る。

【０１１６】なお、本出願に係る発明において、フィル
タの微粒子酸化除去量が小さくなると予想されるとき
を、上述の減速時の他、燃料噴射量が小の時として構成
してもよい。

【０１１７】また、上記実施の形態においては、排気浄
化装置にフィルタを１個設けた場合を説明したが、本発
明は排気浄化装置にフィルタを複数設けた場合を含む。

【０１１８】例えば、別の実施の形態として、図１５は
排気浄化装置にフィルタ２２ａ，２２ｂを隣接して２個
装着した場合を示し、図１５（ａ）は排気浄化装置の平
面図であり、図１５（ｂ）は排気浄化装置の側面図であ
る。

【０１１９】図１５に示すように、フィルタ２２ａ，２
２ｂ間に燃料添加ノズル８０ａが設けられている。この
ように、燃料添加ノズル８０ａをフィルタ２２ａ，２２
ｂ間に設けて還元剤の供給を行う場合は、フィルタ２２
ａ，２２ｂ間で還元雰囲気が形成される。従って、前述
の実施の形態のように、フィルタを還元雰囲気にすべく
排気切換弁７１を傾ける必要はなく、排気切換弁７１を
完全に中間位置に制御すればよので排気切換弁７１の制
御が容易となる。なお、図１５において、図３の符号と
同じ符号のものは同一の機能を有するものなので、その
説明は省略する。

【０１２０】また、図１６は排気浄化装置にフィルタ２
２ｃ，２２ｄを直列で２個装着した場合を示し、図１６
（ａ）は排気浄化装置の平面図であり、図１６（ｂ）は
排気浄化装置の側面図である。

【０１２１】この別の実施の形態の場合、図１６に示す
ように、第１の排気通路側にフィルタ２２ｃが設けら
れ、第２の排気通路側にフィルタ２２ｄが設けられてい
る。燃料添加ノズル８０ｂはフィルタ２２ｃ，２２ｄの
中間位置の排気通路上に設けられている。このように、
燃料添加ノズル８０ｂをフィルタ２２ｃ，２２ｄ間に設
けて還元剤の供給を行う場合も、フィルタ２２ｃ，２２
ｄ間で還元雰囲気が形成される。従って、排気切換弁７
１を中間位置に制御すればよので排気切換弁７１の制御
が容易となる。なお、図１６において、図３の符号と同
じ符号のものは同一の機能を有するものなので、その説
明は省略する。

【０１２２】また、本発明は、フィルタ２２に形成され
た担体の層上に白金Ｐｔのような貴金属触媒とＮＯｘ吸
収剤を坦持した場合にも成立する。ただし、この場合に
は、酸化除去可能微粒子量Ｇを示す実線は図９に示す実
線に比べて若干右側に移動する。この場合には白金Ｐｔ
の表面上に保持されるＮＯ₂またはＳＯ₃から活性酸素が
放出される。

【０１２３】また、活性酸素放出剤としては、ＮＯ₂ま
たはＳＯ₃を吸着保持しこれら吸着されたＮＯ₂またはＳ
Ｏ₃から活性酸素を放出し得る触媒を用いることもでき
る。

【０１２４】本発明の装置によれば、フィルタの還元雰
囲気を、排気切換弁に中間位置より若干傾きを与えて排
気浄化装置内にわすかな排気ガスの流れを作ることによ
り形成し、この低ＳＶ状態で還元剤をフィルタに供給す
るように構成したので、わずかな還元剤量でＮＯｘを放
出させることができ、ＮＯｘ還元が促進できる。

【０１２５】また、減速状態、あるいは燃料噴射量が設
定値以下の状態が所定時間以上にわたり発生しないとき
でも、強制的に前記排気ガスの一部のみを前記フィルタ
に導いて還元剤を供給するように構成したので、高速走
行時のように長時間排気ガスの流量をバイパス通路に流
すことがない場合であっても、強制的にＮＯｘ放出処理
を行わせることができる。

【０１２６】更に、制御手段は、前記還元剤供給終了後
所定期間、前記排気ガスの一部のみを前記フィルタに導
き、他の排気ガス流量を前記バイパス通路に流すように
前記排気切換手段を維持させる制御を行うように構成し
たので、フィルタに吸着した還元剤（ＨＣ）を酸素を含
んだリーンの排気ガスで酸化させてから放出できるの
で、ＨＣの放出を阻止することができる。

【０１２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＮＯx の
還元と微粒子の酸化を運転状況に応じてより効果的に行
うことができ、またＮＯx 還元終了後において燃料等の
還元剤が未処理のまま外部に放出されることがない内燃
機関の排気浄化装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の全体図である。

【図２】機関の要求トルクを示す図である。

【図３】排気浄化装置を示す上面図である。

【図４】排気浄化装置を示す正面図である。

【図５】（Ａ）はフィルタ基材に微粒子が堆積する状態
を示すイメージ図であり、（Ｂ）は排気ガスの順流、逆
流による微粒子の撹乱状態を示すイメージ図である。

【図６】パティキュレートフィルタを示す図である。

【図７】微粒子の酸化作用を示す概念図である。

【図８】微粒子の堆積作用を示す概念図である。

【図９】酸化除去可能微粒子量とパティキュレートフィ
ルタの温度との関係を示す図である。

【図１０】ＮＯｘの浄化作用を示す概念図である。

【図１１】実施の形態における排気ガス流切換制御を示
したフローチャート図である。

【図１２】別の実施の形態における排気ガス流切換制御
を示したフローチャート図である。

【図１３】減速運転時にＮＯｘセンサで検出した出ＮＯ
ｘ濃度を時間の経過と共に示したものである。

【図１４】高速走行時にＮＯｘセンサで検出した出ＮＯ
ｘ濃度を時間の経過と共に示したものである。

【図１５】排気浄化装置にフィルタを隣接して２個装着
した場合を示し、図１５（ａ）は排気浄化装置の平面図
であり、図１５（ｂ）は排気浄化装置の側面図である。

【図１６】排気浄化装置にフィルタを直列に２個装着し
た場合を示し、図１６（ａ）は排気浄化装置の平面図で
あり、図１６（ｂ）は排気浄化装置の側面図である。

【符号の説明】

６…燃料噴射弁２２…パティキュレートフィルタ３０…ＥＣＵ６１…活性酸素放出・ＮＯｘ吸収剤（ＮＯｘ吸収剤、活
性酸素放出剤）７０…排気管７１…排気切換弁（排気切換手段）７２…アクチュエータ７３…バイパス通路７５…制御手段７６…第１の排気通路７７…第２の排気通路８０…燃料添加ノズル（還元剤供給手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 53/86 ＺＡＢＦ０１Ｎ 3/08 Ａ 53/94 ＢＦ０１Ｎ 3/08 3/20 Ｂ 3/24 Ｅ 3/20 9/00 Ｚ 3/24 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ 9/00 １０１Ｂ１０３Ｃ１０３Ｂ (72)発明者伊藤和浩愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者浅沼孝充愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者中谷好一郎愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者木村光壱愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G090 AA03 BA01 CA00 CB00 CB24 DA13 DA18 DA20 DB07 EA05 EA06 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AB06 AB13 BA13 BA14 CA12 CA13 CA15 DB10 EA00 EA01 EA07 EA15 EA22 GB01Y GB02Y GB03Y GB04Y GB05W GB06W GB17X HB03 HB05 HB06 4D048 AA06 AA13 AA14 AA18 AB01 AB02 AB07 AC02 BB02 BB14 CC25 CC26 CD05 DA01 DA02 DA05 DA08 DA10 DA20 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流入する排気ガスの空燃比がリーンのとき
はＮＯｘを吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃度が低
下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤と、排
気ガス中の微粒子の酸化を促進する活性酸素放出剤とが
担持され、排気ガス中の微粒子を一時期捕獲可能なフィ
ルタと、前記フィルタの一方側から排気ガスを流す第１の流れと
前記フィルタの他方側から排気ガスを流す第２の流れと
を交互に切換え可能であり、切換え途中では排気ガスが
前記フィルタを迂回するバイパス通路に流す排気切換手
段と、この排気切換手段により排気の流れを交互に切り換えら
れる排気通路の分岐点と前記フィルタ上流の排気通路と
の間に設けられた還元剤供給手段と、前記フィルタの微粒子酸化除去量が小さくなると予想さ
れるときは、前記排気ガスの一部のみを、前記還元剤を
供給する側の排気通路を介して前記フィルタへ導き、そ
の他の排気ガスを前記バイパス通路に流すように前記排
気切換手段を制御すると共に、前記フィルタを還元雰囲
気にすべく前記還元剤を供給するように前記還元剤供給
手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】前記フィルタの微粒子酸化除去量が小さく
なると予想されるときは、前記内燃機関が搭載された車
両の減速時、または燃料噴射量が小の場合である請求項
１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】前記減速時、または燃料噴射量が小の状態
が一定時間以上にわたり生じないときは、強制的に前記
排気ガスの一部のみを前記フィルタを導き、その他の排
気ガスを前記バイパス通路に流すように前記排気切換手
段を制御すると共に、前記フィルタの還元雰囲気にすべ
く前記還元剤を供給するように前記還元剤供給手段を制
御する請求項２記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】前記減速時、または燃料噴射量が小の状態
が一定時間以上にわたり生じないとき、所定のＮＯx 許
容値を基準に強制的に前記排気切換手段および前記還元
剤供給手段を制御する請求項３記載の内燃機関の排気浄
化装置。
【請求項５】前記還元剤の供給後の所定時間にわたり前
記排気ガスの一部のみを前記フィルタを導き、その他の
排気ガスを前記バイパス通路に流すように前記排気切換
手段を維持させる制御を実施する請求項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】流入する排気ガスの空燃比がリーンのとき
はＮＯｘを吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃度が低
下すると吸収したＮＯxを放出するＮＯx吸収剤と、排気
ガス中の微粒子の酸化を促進する活性酸素放出剤とが担
持され、排気ガス中の微粒子を一時期捕獲可能な複数の
フィルタと、前記フィルタの一方側から排気ガスを流す第１の流れと
前記フィルタの他方側から排気ガスを流す第２の流れと
を交互に切換え可能であり、切換え途中では排気ガスが
前記フィルタを迂回するバイパス通路に流す排気切換手
段と、前記複数のフィルタ間に還元剤を供給する還元剤供給手
段と、前記フィルタの微粒子酸化除去量が小さくなると予想さ
れるときは、前記排気ガスを前記バイパス通路に流すよ
うに前記排気切換手段を制御すると共に、前記フィルタ
を還元雰囲気にすべく前記還元剤を供給するように前記
還元剤供給手段を制御する制御手段と、を備えたことを
特徴とする内燃機関の排気浄化装置。