排ガス浄化装置

【課題】耐久性に優れ極微小サイズの粒子状物質をも捕集することができる排ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】複数の排ガス流路２３を有するとともに当該排ガス流路２３を構成する隔壁２２に前記粒子状物質を捕集するための複数の細孔２１が形成されたフィルタ部材２０と、フィルタ部材２０の上流に設けられて、放電することで前記粒子状物質を負に帯電させる放電部材３０と、フィルタ部材２０と放電部材３０との間に設けられて、これらの間に電場を発生させることで帯電した粒子状物質に静電気力を付与し、当該静電気力によって粒子状物質をその大きさに応じてフィルタ部材２０の外周側に吸引する電場発生部材４０とを設け、フィルタ部材２０の外周部側に形成される細孔２１の孔径が、前記フィルタ部材２０の略中心部に形成される細孔２１の孔径よりも小さくなるよう構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排ガスに含まれる粒子状物質の外部への放出を抑制するための排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記のような排ガス浄化装置として、前記粒子状物質を捕集し当該捕集した粒子状物質を所定の条件下で燃焼除去する装置が各種開発されている。具体的には、前記粒子状物質を帯電させ当該粒子状物質を所定の電極表面に捕集する装置や、前記粒子状物質をフィルタに捕集する装置が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、その内部に排ガスが流入するよう配置された筒状電極と、この筒状電極の内側に挿入された線状電極とを有する装置が開示されている。この装置では、前記筒状電極および線状電極にそれぞれ触媒が担持されており、これら電極間での放電によって前記粒子状物質を帯電させて前記筒状電極に捕集するとともに、前記触媒によってこの捕集された粒子状物質を燃焼除去させる。
【０００４】
また、特許文献２には、前記粒子状物質をフィルタに捕集する装置として、複数の細孔が形成された隔壁によって多数の排ガス流路が形成されたハニカム状のフィルタを有する装置が開示されている。この装置では、前記隔壁に触媒が担持されており、前記細孔に前記粒子状物質を捕集するとともに、前記触媒によってこの捕集された粒子状物質を燃焼除去させる。
【特許文献１】特開２００４−２３９１９７号公報
【特許文献２】特開２００４−１９５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に開示される従来の電極を用いた装置では、前記筒状電極内に線状電極が挿入された状態で前記粒子状物質の燃焼が行われるため、この燃焼によって電極が高温に晒される結果、電極が早期に劣化してしまい粒子状物質を十分に捕集することができなくなる可能性がある。
【０００６】
また、最近では、前記粒子状物質の環境に与える影響等から、外部に放出される粒子状物質の質量に加えて個数そのものを抑制することが望まれており、大きなサイズの粒子のみならずナノメートルオーダーの極微小サイズの粒子の放出の抑制が望まれている。これに対して、前記従来のフィルタでは、前記細孔の孔径を小さくして前記極微小サイズの粒子のすり抜けを防止し、当該極微小サイズの粒子をフィルタ内に捕集することが考えられるが、単純に細孔の孔径を小さくしただけでは短時間でフィルタが目詰まりしてしまい、当該粒子状物質を十分に捕集することができなくなるとともにエンジンの出力低下や燃費悪化を招いてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、耐久性に優れ極微小サイズの粒子状物質をも捕集することができる排ガス浄化装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明は、エンジンから排出される排ガスに含まれる粒子状物質の外部への放出を抑制するための排ガス浄化装置であって、前記エンジンの排ガス通路に設けられて、複数の排ガス流路を有するとともに当該排ガス流路を構成する隔壁に前記粒子状物質を捕集するための複数の細孔が形成されたフィルタ部材と、当該フィルタ部材の上流に設けられて、放電することで前記粒子状物質を負に帯電させる放電部材と、前記フィルタ部材と前記放電部材との間に設けられて、当該フィルタ部材と放電部材との間に電場を発生させることで前記帯電した粒子状物質に静電気力を付与し、当該静電気力によって前記粒子状物質をその大きさに応じて前記フィルタ部材の外周側に吸引する電場発生部材とを備え、前記フィルタ部材の前記排ガス通路と垂直な断面における外周部側に形成される細孔の孔径が、前記フィルタ部材の前記排ガス通路と垂直な断面における略中心部側に形成される細孔の孔径よりも小さいことを特徴とする排ガス浄化装置を提供する（請求項１）。
【０００９】
本発明によれば、サイズの小さい粒子状物質をフィルタ部材のうち主に前記小径の細孔が形成された外周部側に分離捕集することができるので、このフィルタ部材の外周部側の目詰まりを抑制しつつ前記サイズの小さい粒子状物質を前記小径の細孔により効率よく捕集することができる。しかも、フィルタ部材の中央部側の比較的大径の細孔によりサイズの大きい粒子状物質をも捕集することができるので、広範囲にわたるサイズの粒子状物質をより確実に捕集することが可能となる。
【００１０】
すなわち、粒子径が小さくその質量が小さいものほど前記静電気力の影響を強く受けるので、前記のように放電部材によって粒子状物質を帯電させ、この帯電した粒子状物質に前記電場により静電気力を付与することで、このサイズの小さい粒子状物質をフィルタ部材の外周側に分離することができる。そして、このサイズの小さい粒子状物質を前記小径の細孔が形成された前記フィルタ部材の外周部側に導くことで、この細孔内に粒子状物質を捕集させることが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明では、前記放電部材および電場発生部材を前記フィルタ部材の上流側に設けているので、フィルタ部材の内部で前記粒子状物質を燃焼除去させた場合に、前記放電部材および電場発生部材がこの高温の燃焼場に晒されるのを回避することができるので、これらの部材の耐久性を向上させることが可能となる。
【００１２】
また本発明において、前記放電部材を放電させるために当該放電部材に所定の放電用電圧を供給するとともに、前記フィルタ部材と前記放電部材との間に電場を生じさせるために前記電場発生部材に所定の電場用電圧を供給するための電圧供給手段を有し、当該電圧供給手段は、前記放電用電圧あるいは前記電場用電圧の少なくとも一方の電圧を、前記エンジンの回転数あるいはエンジンの負荷の少なくとも一方に基づいて決定するのが好ましい（請求項２）。
【００１３】
この構成によれば、前記エンジンの回転数あるいはエンジンの負荷によって変化する前記粒子状物質の排出量および流速等に応じて、当該粒子状物質に適度な静電気力を付与することができるので、より効率よくこの粒子状物質を分離、捕集することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、フィルタの目詰まりを抑制しつつエンジンから排出される粒子状物質を効率よくフィルタ内に捕集することができるとともに、耐久性に優れた排ガス浄化装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る排ガス浄化装置１０の概略構成図である。この図１に示すように、本排ガス浄化装置１０は、排気ガス中のＰＭ（ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ：粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＦｉｌｔｅｒ：フィルタ部材）２０と、放電部材３０と、電場発生部材４０と、電圧供給手段５０と、エンジン回転数を検出するための回転数センサ６０とを有している。この図１は、前記ＤＰＦ２０、放電部材３０、電場発生部材４０を、図示しないエンジンの排気マニホールド等に連結された当該エンジンの排気通路（排ガス通路）１００に組み付けた状態で示している。この図において、エンジン本体から排出される排ガスは、白抜き矢印で示すように排気通路１００中を左側から右側へ流れる。
【００１６】
前記放電部材３０は、コロナ放電することで、前記排気通路１００を流れる排ガスに含まれる前記ＰＭを負に帯電させるためのものである。この放電部材３０は、前記排気通路１００内であって、前記ＤＰＦ２０および電場発生部材４０よりも上流側に配置されている。また、この放電部材３０は、図６に示すように、筒状の誘電体３２と、棒状の電極３４と、コイル３６とを有している。そして、バッテリー５４等に接続された電圧発生装置３８に接続されている。具体的には、前記誘電体３２の内側に前記電極３４が挿入されるとともに誘電体３２の外周面にコイル３６が巻きつけられた状態で、前記電極３４とコイル３６とが電圧発生装置３８に接続されている。
【００１７】
この放電部材３０は、前記電極３４とコイル３６との間に前記電圧発生装置３８によって所定の放電用電圧が印加されることで放電を開始し、その周囲にストリーマコロナを発生する。そして、このストリーマコロナが発生している領域を前記エンジンから排出されたＰＭが通過することで、このＰＭを負に帯電させる。
【００１８】
ここで、前記のようにストリーマコロナを発生させるためには電極の大きさを十分に保つ必要があるため、図１に示すように複数の放電部材３０を排気通路１００に沿って配設するのが好ましい。また、前記電極３４とコイル３６に印加される放電用電圧は、後述するようにエンジンの運転条件等により異なるが、５〜４０ｋＶ程度の電圧が５〜２０ｋＨｚで加えられるのが好ましい。特に高周波で印加すれば、前記ストリーマコロナを効率よく安定して発生させることが可能である。また、前記誘電体３２としてはアルミナや石英を用いることができる。
【００１９】
前記電場発生部材４０は、前記ＤＰＦ２０の上流側に電場を発生させ、前記負に帯電したＰＭをＤＰＦ２０の外周部に向けて吸引するものである。この電場発生部材４０は、ＤＰＦ２０とほぼ同等の外径を有する筒状を有しており、前記放電部材３０と前記ＤＰＦ２０との間に設けられて、その内側にエンジンからの排ガスが流入するよう構成されている。そして、この電場発生部材４０は電圧発生装置４２に接続されており、この電圧発生装置４２により所定の電場用電圧を印加されることによってその内側に所定の電場を発生させる。このように電場発生部材４０の内側に電場が発生し、内周面が正に帯電すると、この内側を通る前記帯電したＰＭに静電気力が付与されるので、これらＰＭは電場発生部材４０側すなわち径方向外側に吸引されることになる。
【００２０】
ここで、前記ＰＭに加えられる静電気力Ｆは以下の式（１）のように表すことができる。
【００２１】
【数１】

【００２２】
ここで、ｑ_１はＰＭのクーロン量であり、ｑ_２は前記電場発生部材４０の内周面のクーロン量であり、ｒは前記電場発生部材４０の内周面の半径であり、εは空気の誘電率である。
【００２３】
また、この静電気力Ｆを受けたＰＭの径方向外側への移動速度ｖは以下の式（２）のように表すことができる。
【００２４】
【数２】

【００２５】
ここで、ｍは前記ＰＭの質量である。
【００２６】
この式（２）に表されるように、ＰＭが径方向外側に向かって移動する速度はＰＭの質量ｍが小さくなるほど大きくなる。従って、前記帯電されたＰＭは、そのサイズが小さくその質量ｍが小さいほど、径方向外側に大きく移動することになり、これらＰＭはこの電場発生部材４０によってそのサイズに応じて径方向に分離されることになる。具体的には、サイズの小さいＰＭが径方向外側に分離されサイズの大きいＰＭが中央部付近に残された状態となる。
【００２７】
前記電圧供給手段５０は、電圧制御手段５２とバッテリー５４とからなる。この電圧供給手段５０は、前記放電部材３０および電場発生部材４０にそれぞれ放電用電圧と電場発生用電圧とを供給するためのものである。具体的には、後述するように前記電圧制御手段５２にて前記放電部材３０および電場発生部材４０に供給する電圧値を決定し、当該電圧分だけバッテリー５４から電圧を供給する。
【００２８】
前記ＤＰＦ２０は、前記ＰＭを捕集するためのものである。このＤＰＦ２０は所謂ウォールフロータイプのフィルタであって、図４等に示すように複数の細孔２１を有する複数の隔壁２２を有している。そして、これら隔壁２２が排ガスの流れ方向と略平行に設置されることにより区画された複数のセル２３（排ガス流路）を有するハニカム状に形成されている。また、前記セル２３の排ガス導入側端部または排ガス導出側端部のいずれか一方は目封じ材２４（図３参照）によって閉塞されている。すなわち、このＤＰＦ２０は、セル２３の導入側端部から流入した排ガスが前記隔壁２２の細孔２１を通過することで外部に排出されるよう構成されており、セル２３に流入した排ガスは、前記細孔２１にＰＭ等が捕集された状態で外部に放出されることになる。
【００２９】
前記ＤＰＦ２０は、多数の細孔２１を有するコージェライトやＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４セラミックス等により構成されている。また、前記隔壁２２には、前記ＰＭの燃焼を促進するパティキュレート酸化触媒がコーティングされることにより、酸化触媒層２５が形成されている。
【００３０】
この酸化触媒層２５は、ＰＭの燃焼を促進する触媒貴金属とこの触媒貴金属を担持する担体としての複酸化物とを有している。この触媒貴金属としては、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ），ロジウム（Ｒｈ）等を用いることが可能である。また、前記複酸化物としては、例えば、ランタン（Ｌａ）等の希土類元素を含有するアルミナやセリウム（Ｃｅ）を主成分とするセリウム系複酸化物を用いることが可能である。
【００３１】
ここで、本ＤＰＦ２０は、図１および図２に示すように、中央付近に設けられた複数の第一セグメント２６ａとこれら第一セグメント２６ａの外周に設けられた複数の第二セグメント２６ｂとによって構成されている。
【００３２】
前記第一セグメント２６ａは主にサイズの大きいＰＭを捕集するためのセグメントであり、図４に示すように、その隔壁２２ａには比較的径の大きな細孔２１ａが形成されている。一方、前記第二セグメント２６ｂは主にサイズの小さなＰＭを捕集するためのセグメントであり、図５に示すように、その隔壁２２ｂには比較的径の小さな細孔２１ｂが形成されている。ここで、前記第一セグメント２６ａにサイズの小さなＰＭが流入してしまうと、そのＰＭは前記細孔２１ａで捕集されずに下流側へすり抜けてしまう可能性がある。そして、前記第二セグメント２６ｂにサイズの大きなＰＭが流入してしまうと、この第二セグメント２６ｂの細孔２１ｂが目詰まりしてしまう可能性がある。しかしながら、本排ガス浄化装置１０では、前述のように前記ＤＰＦ２０の上流にて前記電場発生部材４０によりサイズの小さなＰＭを径方向外側に、サイズの大きなＰＭを径方向外側に分離している。そのため、前記第一セグメント２６ａにサイズの小さなＰＭが流入するのが抑制されて、この第一セグメント２６ａにて主にサイズの大きなＰＭが効率よく捕集されることになる。また、前記第二セグメント２６ｂにサイズの大きなＰＭが流入するのが抑制されるので、この第二セグメント２６ｂにて主にサイズの小さなＰＭが効率よく捕集されることになる。
【００３３】
前記のようにしてＤＰＦ２０の各細孔２１に捕集されたＰＭは、所定の運転条件下において燃焼除去される。例えば、ＤＰＦ２０に所定量以上のＰＭが捕集された場合に、エンジンの燃焼室に燃料をポスト噴射することで排ガス中のＨＣ成分を増量させ、このＤＰＦ２０の排ガス上流部に配設される別の酸化触媒（所謂、ＤＯＣ。不図示）でこのＨＣ成分を燃焼させることで、このＤＰＦ２０に、ＰＭが着火可能な程度の温度の排ガスを供給する。そして、ＤＰＦ２０内を高温化することで前記酸化触媒２５を活性化させ、前記ＰＭと酸素との反応を促進してこれらＰＭを燃焼除去し、ＤＰＦ２０を再生する。なお、前記酸化触媒（ＤＯＣ）は前記放電部材３０よりも排ガス上流側に配設されるのが好ましい。
【００３４】
次に、前記電場発生部材４０にて、サイズの小さなＰＭを径方向外側に分離してこのＰＭを前記第二セグメント２６ｂに流入させるのに必要な電場発生用電圧Ｅの算出方法について説明する。この電場発生用電圧Ｅは、電場発生部材４０に流入したＰＭをこの電場発生部材４０の下流端にて前記第二セグメント２６ｂが配設された位置まで径方向外側に移動させることのできる値であればよい。換言すれば、電場発生部材４０に流入したＰＭが第二セグメント２６ｂの位置まで径方向外側に移動する時間が、このＰＭが電場発生部材４０の下流端に到達するまでの時間よりも小さくなるような値であればよい。ここで、図７に示すように、前記第二セグメント２６ｂの径方向の中心からの最短距離をｄとすると、前記電場発生部材４０に流入したＰＭが第二セグメント２６ｂの位置まで径方向外側に移動する時間ｔ_１は、前記式（２）等より以下の式（３）で表される。
【００３５】
【数３】

【００３６】
ここで、ｑ_１はＰＭのクーロン量であり、ｑ_２は前記電場発生部材４０の内周面のクーロン量である。一方、このＰＭが電場発生部材４０の下流端に到達するまでの時間ｔ_２は、電場発生部材４０の排ガス流れ方向の長さをＬとし、ＰＭの排ガス流れ方向の速度すなわち排ガスの流速をｖｃとすると式（４）で表される。
【００３７】
【数４】

【００３８】
従って、ｔ_１＜ｔ_２にするためには、電場発生部材４０の内周面のクーロン量ｑ_２は式（５）のようになればよい。
【００３９】
【数５】

【００４０】
この式（５）に基づいて、電場発生部材４０に加えるべき電場発生用電圧Ｅの最小値を算出した結果例を図８に示す。この図８は、横軸をＰＭの直径φ[ｎｍ]とし縦軸を電場発生用電圧[ＥＶ］として示しており、各サイズのＰＭを第二セグメント２６ｂ側に分離するために必要な最小限の電場発生用電圧Ｅを表したものである。ここで、式（５）から明らかなように、前記電場発生用電圧Ｅは排ガスの流速ｖｃによっても異なる。そこで、図８には、前記ＰＭの直径φと電場発生用電圧Ｅとの関係を、この排ガスの流速ｖｃとの関係が深い排気流量（具体的にはＤＰＦ２０の単位容積あたりの排気流量であるＳ．Ｖ．（ＳｐａｃｅＶｅｌｏｃｉｔｙ））毎に示している。また、図８に示す結果例は、前記電場発生用電圧Ｅを、前記第二セグメント２６ｂの中心からの距離ｄを５ｃｍとし、電場発生部材４０の排ガス流れ方向の長さＬを５ｃｍとし、ＤＰＦ２０の容量を２．５ｌとし、ＰＭの重さｍを式（６）のようにして算出し、ＰＭのクーロン量ｑ_１を電子１個あたりの電荷量１．９×１０^−１９Ｃに等しいとして算出している。
【００４１】
【数６】

【００４２】
ここで、ρはＰＭの密度であり、ここではグラファイトの密度を用いてρ＝２．２６×１０^−２１ｇ／ｎｍ^３としている。
【００４３】
この図８より、例えば、前記電場発生部材４０に電場発生用電圧Ｅを３０Ｖ加えるよう構成すれば、Ｓ．Ｖ．１６００００／ｈｒ以下の運転条件下で第二セグメント２６ｂに直径約２００ｎｍ以下の極微小サイズのＰＭを分離することが可能となる。
【００４４】
前述のように、電場発生部材４０に加えるべき最小限の電場発生用電圧Ｅは排気流量毎に異なる。また、この排気流量はエンジン回転数およびエンジン負荷によって変化することがわかっている。そこで、本実施形態では、この電場発生用電圧Ｅをエンジン回転数およびエンジン負荷毎に変化させることで効率よく電場を生じさせるように構成している。具体的には、前記電圧供給手段５０の電圧制御手段５２に、エンジン回転数およびエンジン負荷毎に予め作成した最適な電場発生用電圧値のマップを与えておく。そして、回転数センサ６０により検出されたエンジン回転数と実噴射量等から算出されたエンジン負荷に基づいて前記マップから最適な電場発生用電圧を抽出し、電場発生部材４０に接続される前記電圧発生装置４２にこの電圧分だけ印加するよう指令信号を出力する。これにより、運転条件毎に電場発生部材４０に最適な電圧発生用電圧が印加されることになり、過剰な電圧供給を回避することが可能となる。
【００４５】
一方、前記放電部材３０におけるＰＭの帯電量は、この放電部材３０の周囲を通過するＰＭ量により異なる。そして、このＰＭの排出量も、図９に示すように、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン負荷Ｑによって異なることがわかっている。そこで、本排ガス浄化装置１０では、このエンジン回転数およびエンジン負荷に応じて放電部材３０に印加する放電用電圧の値を変化させ、前記放電部材３０の周囲を通過する全てのＰＭを効率よく帯電させるよう構成している。所定の車両において運転条件を変化させた場合の極微小サイズのＰＭの排出量の検出例を図１０に示す。この図１０において、横軸はＰＭの直径φ［ｎｍ］であり縦軸はＰＭの個数Ｎ［個］を示しており、複数のエンジン回転数におけるこれらの関係を示している。この図から明らかなように、３００ｎｍ以下の極微小サイズのＰＭの排出数は運転条件毎に異なる。
【００４６】
具体的には、前記電圧供給手段５０の電圧制御手段５２に、エンジン回転数およびエンジン負荷毎に予め作成した最適な放電用電圧のマップを与えておく。そして、回転数センサ６０により検出されたエンジン回転数と実噴射量等から算出されたエンジン負荷に基づいて前記マップから最適な電圧を抽出し、前記放電部材３０に接続される前記電圧発生装置３２にこの電圧分だけ印加するよう指令信号を出力する。
【００４７】
このようにして、前記放電部材３０および電場発生部材４０に所定の電圧を印加する要領を図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
まず、ステップＳ１にて前記ＤＰＦ２０を再生中であるかどうかを判定する。すなわち、ＤＰＦ２０内に高温の排ガスが供給されＤＰＦ２０内に堆積したＰＭが燃焼除去されている最中であるかどうかを判定する。この判定がＹＥＳの場合は、前記放電部材３０および電場発生部材４０に電圧を印加することなく処理を終了する。一方、前記判定がＮＯであれば、前記回転数センサ６０および実噴射量等からエンジン回転数とエンジン負荷とを読み込む（ステップＳ２）。そして、前記電圧制御手段５２にて、この読み込まれたエンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、前記放電部材３０および電場発生部材４０に供給する放電用電圧および電場発生用電圧を各マップから抽出する（ステップＳ３）。次に、これら放電部材３０および電場発生部材４０に電圧を印加するバッテリー５４の充電量が所定値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ４）。この判定がＹＥＳの場合は、このバッテリー５４の充電量が各部材に電圧を印加するのに十分でないので、そのまま処理を終了する。一方、この判定がＮＯの場合は、前記マップから抽出された放電用電圧および電場発生用電圧分だけ前記放電部材３０および電場発生部材４０に電圧を印加して、排ガス中のＰＭをそれぞれそのサイズに応じて前記第一セグメント２６ａと第二セグメント２６ｂとに捕集する（ステップＳ５）。
【００４９】
以上のように、本排ガス浄化装置１０では、放電部材３０にてＰＭを帯電させ、電場発生部材４０にて前記帯電したＰＭをその大きさに応じて径方向に分離するとともに、ＤＰＦ２０の外周部側の細孔２１ｂの孔径を小さくする一方ＤＰＦ２０の中央部側の細孔２１ａの孔径を大きくすることで、前記分離されたサイズの小さなＰＭをＤＰＦ２０の外周部側で捕集する一方サイズの大きなＰＭをＤＰＦ２０の中央部側で捕集している。従って、前記サイズの大きなＰＭにより細孔２１が目詰まりするのを抑制することができるとともに、広範囲にわたるサイズのＰＭをより確実に捕集することが可能となる。しかも、前記放電部材３０および電場発生部材４０を前記ＤＰＦ２０の上流側に設けているので、ＤＰＦ２０の再生中にこのＤＰＦ２０内部の温度が高温になったとしても、前記放電部材３０および電場発生部材４０がこの高温場に晒されるのを回避することができるので、これらの部材の耐久性を向上させることが可能となる。
【００５０】
また、前記実施形態のように、前記電圧制御手段５２にて、前記放電部材３０および前記電場発生部材４０に印加する放電用電圧および電場発生用電圧をそれぞれエンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて決定するよう構成すれば、運転条件毎に最適な電圧を印加することができ、前記ＰＭをより効率よく捕集することが可能となる。
【００５１】
ここで、本実施形態では、前記のように放電部材３０および電場発生部材４０に印加する放電用電圧および電場発生用電圧をいずれもエンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて決定するよう構成しているが、それぞれ一定の電圧としてもよい。また、いずれか一方の電圧のみを前記エンジン回転数等に基づいて決定するようにしてもよいし、エンジン回転数とエンジン負荷のいずれか一方に基づいて決定するようにしてもよい。
【００５２】
また、前記放電部材３０の構造は前記に限らず、例えば図１２〜図１４に示すような部材１３０であってもよい。すなわち、少なくとも一方が誘電体でコートされた２つの電極１３４，１３６を有し、これらを所定量だけ離間した状態で電圧を印加し、これら電極１３４，１３６間に放電するようにしてもよい。
【００５３】
また、ＤＰＦ２０の構造は前記に限らず、例えば、第一セグメント２６ａと第二セグメント２６ｂにわけることなく、前記第二セグメント２６ｂが配設される外周部側に相当する部分の隔壁２２ｂに担持する触媒量を多くすることでこの外周部側の細孔２１ｂの孔径を小さくするよう構成してもよい。また、前記電場発生部材４０の構造も前記に限らない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すＤＰＦの正面図である。
【図３】図２に示すＤＰＦの断面図である。
【図４】図２に示すＤＰＦの中央部付近の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】図２に示すＤＰＦの外周部付近の一部を拡大して示す断面図である。
【図６】図１に示す放電部材の概略側面図である。
【図７】図１に示す排ガス浄化装置の一部の概略断面図である。
【図８】ＰＭの直径と電場発生部材に印加する電圧との関係を示す演算結果例である。
【図９】運転条件毎のＰＭ排出量を示すデータである。
【図１０】運転条件毎のＰＭの直径とＰＭの排出数との関係を示す実験データである。
【図１１】放電部材および電場発生部材に電圧を印加する際の演算要領を示すフローチャートである。
【図１２】図１に示す放電部材の変形例を示す説明図である。
【図１３】図１２に示す放電部材の一方の電極を示す正面図である。
【図１４】図１２に示す放電部材の他方の電極を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０排ガス浄化装置
２０ＤＰＦ（フィルタ部材）
２１細孔
２２隔壁
２３セル（排ガス流路）
２６ａ第一セグメント
２６ｂ第二セグメント
３０放電部材
４０電場発生部材
５０電圧供給手段
５２電圧制御手段
５４バッテリー
１００排気通路

【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出される排ガスに含まれる粒子状物質の外部への放出を抑制するための排ガス浄化装置であって、
前記エンジンの排ガス通路に設けられて、複数の排ガス流路を有するとともに当該排ガス流路を構成する隔壁に前記粒子状物質を捕集するための複数の細孔が形成されたフィルタ部材と、
当該フィルタ部材の上流に設けられて、放電することで前記粒子状物質を負に帯電させる放電部材と、
前記フィルタ部材と前記放電部材との間に設けられて、当該フィルタ部材と放電部材との間に電場を発生させることで前記帯電した粒子状物質に静電気力を付与し、当該静電気力によって前記粒子状物質をその大きさに応じて前記フィルタ部材の外周側に吸引する電場発生部材とを備え、
前記フィルタ部材の前記排ガス通路と垂直な断面における外周部側に形成される細孔の孔径が、前記フィルタ部材の前記排ガス通路と垂直な断面における略中心部側に形成される細孔の孔径よりも小さいことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排ガス浄化装置において、
前記放電部材を放電させるために当該放電部材に所定の放電用電圧を供給するとともに、前記フィルタ部材と前記放電部材との間に電場を生じさせるために前記電場発生部材に所定の電場用電圧を供給するための電圧供給手段を有し、
当該電圧供給手段は、前記放電用電圧あるいは前記電場用電圧の少なくとも一方を、前記エンジンの回転数あるいはエンジンの負荷の少なくとも一方に基づいて決定することを特徴とする排ガス浄化装置。

【図１】