排気浄化フィルタ、媒煙フィルタ再生システム、およびその再生方法
【課題】ガソリンエンジンの媒煙フィルタ内の粒子状物質をより低い温度で十分に酸化させることができる排気浄化フィルタ、媒煙フィルタ再生システム、およびその再生方法を提供する。
【解決手段】本発明の実施形態に係る排気浄化フィルタは、ガソリンエンジンの排気ガスに含まれているアンモニアを予め設定された温度未満で吸蔵させ、前記吸蔵されたアンモニアを前記予め設定された温度以上で脱着させて窒素酸化物を生成するアンモニア吸蔵触媒、および前記排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集し、前記アンモニア吸蔵触媒で生成された前記窒素酸化物を利用して前記捕集された粒子状物質を再生させる媒煙フィルタ、を含むことを特徴とする。
【解決手段】本発明の実施形態に係る排気浄化フィルタは、ガソリンエンジンの排気ガスに含まれているアンモニアを予め設定された温度未満で吸蔵させ、前記吸蔵されたアンモニアを前記予め設定された温度以上で脱着させて窒素酸化物を生成するアンモニア吸蔵触媒、および前記排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集し、前記アンモニア吸蔵触媒で生成された前記窒素酸化物を利用して前記捕集された粒子状物質を再生させる媒煙フィルタ、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化フィルタ、媒煙フィルタ再生システム、およびその再生方法に係り、より詳しくは、ガソリンエンジンの排気浄化フィルタ、媒煙フィルタ再生システム、およびその再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、内燃機関で燃費および性能を改善するためにガソリン直接噴射（Ｇａｓｏｌｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ：ＧＤＩ）技術が開発されているが、ＧＤＩエンジンは燃料を吸気管内部に噴射せず、燃焼室に直接に噴射するガソリンエンジンにおける噴射方式を意味する。
これは、点火プラグ周囲の空燃比を濃厚にするため希薄な空燃比でもエンジン作動が可能となるが、ガソリン直接噴射エンジン（ＧＤＩ）技術の開発により、燃焼室内の不完全燃焼区間の増加に伴う粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒｓ：ＰＭ）の発生が問題になっている。これにより、ガソリン直接噴射エンジン（ＧＤＩ）車両に媒煙フィルタを装着することにより、このような問題を解決しようとした。
【０００３】
しかし、ガソリン車両において低速長時間運転をするとき、媒煙フィルタ内の温度が低くて酸素濃度が不足し、媒煙フィルタに積もった粒子状物質（ＰＭ）を自然再生することが困難になる問題点があった。
従来は、これを解決するために、媒煙フィルタ前端に酸素を供給する多様な方法が提示されていた。すなわち、排気パイプの媒煙フィルタ前端に空気を追加供給することにより、媒煙フィルタに積もった粒子状物質（ＰＭ）が酸化されて除去されるようにすることによって媒煙フィルタの再生を行っていた。
【０００４】
しかし、媒煙フィルタ前端に酸素を供給しても、媒煙フィルタに積もった粒子状物質（ＰＭ）を酸素によって酸化させるためには高い温度が必要となるが、一般的にガソリンエンジンの媒煙フィルタは、粒子状物質（ＰＭ）と酸素が十分に反応できる程の温度を確保することが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６１４２３号公報
【特許文献２】特開２０１２−０４７０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ガソリンエンジンの媒煙フィルタ内の粒子状物質をより低い温度で十分に酸化させることができる排気浄化フィルタ、媒煙フィルタ再生システム、およびその再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような問題点を解決するためになされた本発明の実施形態に係る排気浄化フィルタは、ガソリンエンジンの排気ガスに含まれているアンモニアを予め設定された温度未満で吸蔵させ、前記吸蔵されたアンモニアを前記予め設定された温度以上で脱着させて窒素酸化物を生成するアンモニア吸蔵触媒、および前記排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集し、前記アンモニア吸蔵触媒で生成された前記窒素酸化物を利用して前記捕集された粒子状物質を再生させる媒煙フィルタ、を含むことを特徴とする。
【０００８】
前記アンモニア吸蔵触媒は三元触媒層をさらに含むことを特徴とする。
【０００９】
前記アンモニア吸蔵触媒は、ゼオライトまたはアンモニアを吸蔵する物質を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、ガソリンエンジンの排気パイプ上に設置される媒煙フィルタ再生システムであって、前記ガソリンエンジンと連結する前記排気パイプに設置され、前記ガソリンエンジンから排出する排気ガスを酸化−還元させる三元触媒、
前記三元触媒装置の後方の前記排気パイプに設置され、前記三元触媒で生成されたアンモニアを予め設定された温度未満で吸蔵し、前記吸蔵されたアンモニアを前記予め設定された温度以上で脱着させ、前記脱着したアンモニアを酸化させて窒素酸化物を生成するアンモニア吸蔵触媒、前記アンモニア吸蔵触媒に隣接するように設置され、前記排気ガスに含まれている粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒｓ）を捕集し、前記アンモニア吸蔵触媒で生成された前記窒素酸化物を利用して前記捕集された粒子状物質を再生させる媒煙フィルタ、および前記ガソリンエンジンに流入する空燃比を調節する制御部、を含み、前記制御部は、前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に希薄な雰囲気を造成することを特徴とする。
【００１１】
前記制御部は、前記アンモニアの濃度が予め設定された濃度以下である場合に濃厚な雰囲気を造成することを特徴とする請求項４に記載の媒煙フィルタ再生システム。
【００１２】
前記制御部は、前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に、前記アンモニア吸蔵触媒の温度を考慮して希薄な雰囲気を造成することを特徴とする。
【００１３】
前記アンモニア吸蔵触媒は三元触媒層をさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
前記アンモニア吸蔵触媒は、ゼオライトまたはアンモニアを吸蔵する物質を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、温度に応じて排気ガスに含まれているアンモニアを吸蔵および脱着するアンモニア吸蔵触媒と、前記排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集する媒煙フィルタとを含む前記媒煙フィルタ再生システムを再生する方法であって、前記排気ガス内に含まれているアンモニアを吸蔵する段階、前記媒煙フィルタの差圧と予め設定された差圧を比較する段階、前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に希薄な雰囲気を造成し、前記アンモニア吸蔵触媒から前記アンモニアを脱着させて窒素酸化物を生成する段階、および前記生成された窒素酸化物を利用して前記媒煙フィルタを再生する段階、を含むことを特徴とする。
【００１６】
前記窒素酸化物を生成する段階は、前記アンモニア吸蔵触媒の温度を考慮して希薄な雰囲気を造成することによって行われることを特徴とする。
【００１７】
前記アンモニアを吸蔵する段階では、濃厚な雰囲気を造成することによって前記排気ガス内のアンモニアの比率を高めることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生システムの構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生システムの構成図である。
【図３】温度変化によるアンモニアの吸収率を示す表である。
【図４】本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生方法の流れを説明するフローチャートである。
【図５】粒子状物質（ＰＭ）の温度変化による燃焼率を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生システム１の構成図である。図３は、温度変化によるアンモニアの吸収率を示す表である。
図１および図２に示す通り、本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生システム１は、ガソリンエンジン１０、三元触媒装置２０、アンモニア吸蔵触媒３２、媒煙フィルタ３５、制御部４０を含む。
ガソリンエンジン１０はガソリンを燃料とする内燃機関であって、燃料と空気を燃焼させて化学的エネルギーを機械的エネルギーに変換する。ガソリンエンジン１０は、燃料と空気が流入する多数の気筒１１と、気筒１１内に流入した燃料と空気を点火させる点火装置とを含む。ガソリンエンジン１０は、吸気マニホールド１５に連結して気筒１１内部に空気が流入され、燃焼過程で発生した排気ガスを排気マニホールド１７に流出させ、排気パイプ１９に沿って車両外部に排出する。ガソリンエンジン１０には、気筒１１内に燃料を噴射流入させるインジェクタ１３が装着される。
【００２０】
三元触媒装置２０は、ガソリンエンジン１０と連結する排気パイプ１９に設置され、ガソリンエンジン１０から排出される排気ガスを酸化還元させる。一般的に、三元触媒装置２０は、排気ガスに含まれている３つの有害物質（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯＸ）を酸化−還元反応によって無害なガス（ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｎ２）に変化させる。
三元触媒装置２０は、酸化−還元反応を促進させる触媒として、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびロジウム（Ｒｈ）を主に用いる。白金またはパラジウム触媒は主に一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）を低減させる酸化反応を促進させ、ロジウム触媒は窒素酸化物（ＮＯＸ）を低減させる還元反応を主に担当する。空燃比が希薄な場合、すなわち空気が過剰した場合には、三元触媒装置２０は、一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）を低減させる酸化反応が活発に起こって水（Ｈ２Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ２）の生成率が増加するが、空燃比が濃厚な場合、すなわち燃料が過剰した場合には、窒素酸化物（ＮＯＸ）を低減させる還元反応が活発に起こって窒素（Ｎ２）の生成率が増加する。
【００２１】
アンモニア吸蔵触媒３２は、三元触媒装置２０の後方の排気パイプ１９に提供される。アンモニア吸蔵触媒３２は、媒煙フィルタ３５に隣接するように提供されてもよく、媒煙フィルタ３５内にアンモニア吸蔵触媒３２が提供されてもよい。図１および図２に示すように、アンモニア吸蔵触媒３２と媒煙フィルタは、１つの空間内に提供されてもよい。
アンモニア吸蔵触媒３２は、アンモニア（ＮＨ３）が吸蔵および脱着する。上述したように、アンモニア（ＮＨ３）は、燃料が過剰して供給されるときに、三元触媒装置２０で窒素酸化物（ＮＯＸ）が還元されて生成される。これにより、アンモニア吸蔵触媒３２は、三元触媒装置２０で生成されたアンモニア（ＮＨ３）が主に吸蔵および脱着する。
【００２２】
アンモニア吸蔵触媒３２は、温度に応じてアンモニア（ＮＨ３）の吸収率と脱着率が異なる。すなわち、アンモニア吸蔵触媒３２は、温度が低いほどアンモニア（ＮＨ３）の吸収率が高まり、温度が高いほどアンモニア（ＮＨ３）の脱着率が高まる。これにより、図３に示すように、三元触媒装置２０で生成されたアンモニア（ＮＨ３）は、アンモニア吸蔵触媒３２に一定の温度未満で主に吸蔵され、一定の温度以上で主に脱着する。一例によれば、前記一定の温度は３５０℃であってもよいが、これに限定されることはない。
アンモニア吸蔵触媒３２は、多様な吸蔵物質を用いてもよい。一例によれば、吸蔵物質はゼオライト（ｚｅｏｌｉｔｅ）であってもよい。
【００２３】
図２に示すように、アンモニア吸蔵触媒３２は、アンモニア吸蔵層３３の他にも三元触媒層３４を含んでもよい。アンモニア吸蔵層３３と三元触媒層３４は、アンモニア吸蔵触媒３２内に上下に提供されてもよい。特に、アンモニア吸蔵層３３は三元触媒層３４の下部に提供されてもよいが、これに限定されることはない。
三元触媒層３４は三元触媒装置２０と別に提供されるが、三元触媒装置２０のように排気ガスを酸化−還元させる。燃料が過剰供給された場合、すなわち空燃比が濃厚な場合、三元触媒層３４は、三元触媒装置２０で還元されない窒素酸化物（ＮＯＸ）が三元触媒層３４を通過しながら還元されてアンモニア（ＮＨ３）を生成する。これにより、アンモニア吸蔵層３３を通過する排気ガス内に含まれているアンモニア（ＮＨ３）の含有量が増加する。また、酸素（Ｏ２）が過剰供給された場合、すなわち空燃比が希薄な場合、三元触媒層３４は、アンモニア吸蔵層３３から脱着したアンモニア（ＮＨ３）の酸化作用を促進させて窒素酸化物（ＮＯＸ）、特に二酸化窒素（ＮＯ２）の生成率を増加させる。
【００２４】
媒煙フィルタ３５は、アンモニア吸蔵触媒３２の後方に隣接するように提供され、排気ガスに含まれている粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒｓ：ＰＭ）を捕集する。粒子状物質（ＰＭ）は、主にスーツ（ｓｏｏｔ）と呼ばれるカーボンのかたまり、およびその他の有機可溶性分（ｓｏｌｕｂｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｒａｃｔｉｏｎ）などで構成されている。媒煙フィルタ３５は、フィルタ構造を利用して粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。
媒煙フィルタ３５に粒子状物質（ＰＭ）が捕集されれば、粒子状物質（ＰＭ）によって排気ガスの流れが妨害されることがある。これにより、媒煙フィルタ３５は、粒子状物質（ＰＭ）を酸化させて除去する再生過程を行う。特に、媒煙フィルタ３５に粒子状物質（ＰＭ）の一定量が捕集されて媒煙フィルタ３５に差圧が発生し、差圧センサ３８によって測定された差圧が予め設定された差圧以上である場合に、媒煙フィルタ３５の再生過程が行われる。
【００２５】
媒煙フィルタ３５は、アンモニア吸蔵触媒３２から脱着したアンモニア（ＮＨ３）が酸化して生成された窒素酸化物（ＮＯＸ）、特に二酸化窒素（ＮＯ２）を利用して粒子状物質（ＰＭ）を再生させる。すなわち、粒子状物質（ＰＭ）が窒素酸化物（ＮＯＸ）、特に二酸化窒素（ＮＯ２）との酸化反応によって酸化して除去される。
制御部４０は、ガソリンエンジン１０の空燃比を調節する。具体的に、制御部４０は、ガソリンエンジン１０に流入する空気量と燃料量を調節し、排気ガス内に含まれる酸素（Ｏ２）含有量を調節する。
【００２６】
制御部４０は、差圧センサ３８によって測定された媒煙フィルタ３５の差圧が伝達され、予め設定された差圧と測定された差圧を比較して媒煙フィルタ３５の再生の要否を決定する。媒煙フィルタ３５の差圧が予め設定された差圧以上である場合、制御部４０は媒煙フィルタ３５の再生のために空燃比を希薄に調節する。 具体的に説明すれば、制御部４０は、媒煙フィルタ３５内の粒子状物質（ＰＭ）、主に炭素（Ｃ）粒子が酸化して除去されるように、排気ガス内の酸素（Ｏ２）含有量を増加させる。一例によれば、排気ガス内の酸素（Ｏ２）含有量を増加させるために、制御部４０はインジェクタ１３を制御して気筒１１内に燃料供給を中断させてもよい。
【００２７】
媒煙フィルタ３５の再生のために空燃比を希薄に調節する場合、制御部４０は、温度計３６によって測定されたアンモニア吸蔵触媒３２の温度を考慮して空燃比を調節してもよい。
具体的に説明すれば、制御部４０は、媒煙フィルタ３５の再生の要否が決定された後、温度計３６によって測定された温度とアンモニア吸蔵触媒３２の脱着可能温度（例えば、３５０℃）を比較して空燃比を調節してもよい。例えば、温度計３６によって測定された温度がアンモニア吸蔵触媒３２の脱着可能温度未満である場合、制御部はアンモニア吸蔵触媒３２の脱着可能温度に達するように酸素含有量を増加させる。
【００２８】
制御部４０は、排気ガス内のアンモニア（ＮＨ３）の含有量を調節する。制御部４０は、アンモニア濃度測定計（図示せず）によって測定されたアンモニア（ＮＨ３）の濃度が伝達され、予め設定された濃度と比較する。測定されたアンモニア（ＮＨ３）の濃度が予め設定された濃度以下である場合には、制御部４０は空燃比を濃厚に調節する。
具体的に説明すれば、制御部４０は、排気ガス内のアンモニア（ＮＨ３）の含有量を増加させるためにインジェクタ１３を制御し、気筒１１内に燃料を過剰に供給させてもよい。
一方、排気ガス内のアンモニア含有量は、パラメータ（例えば、エンジン可動条件、排気ガス温度、空燃比、および触媒劣化程度など）を考慮して制御部４０で計算してもよいが、このような計算のために、制御部４０はパラメータに対するアンモニア含有量が予め格納されたマップテーブルを含んでもよい。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生方法の流れを説明するフローチャートである。
以下、図４を参照して上述した媒煙フィルタ再生システムを利用した再生方法について詳しく説明する。
図４に示す通り、媒煙フィルタ再生システム１は、ガソリンエンジン１０が運転中であるときに実行される（Ｓ１００）。ガソリンエンジン１０が作動してガソリンエンジン１０に燃料が過剰供給されれば（Ｓ１１０）、すなわち空燃比が濃厚であれば、三元触媒装置２０で窒素酸化物（ＮＯＸ）の還元反応が促進されてアンモニア（ＮＨ３）が生成される（Ｓ１２０）。ガソリンエンジン１０の運転初期および高負荷領域では、排気マニホールド１７および三元触媒装置２０の触媒を保護するために燃料を過剰に供給する。また、アンモニア濃度測定計（図示せず）によって測定されたり制御部４０によって計算されたアンモニア（ＮＨ３）の濃度が予め設定された濃度以下である場合には、制御部４０はインジェクタ１３を制御して燃料を過剰に供給する。
【００３０】
三元触媒装置２０から排出された排気ガス内に含まれているアンモニア（ＮＨ３）は、アンモニア吸蔵触媒３２に吸蔵される（Ｓ１３０）。上述したように、アンモニア（ＮＨ３）は一定の温度、例えば約３５０℃未満でアンモニア吸蔵触媒３２に吸蔵される。ガソリンエンジン１０の一般的な運転中には、排気ガスの温度が前記温度を越えないため、アンモニア（ＮＨ３）はアンモニア吸蔵触媒３２にほぼ吸蔵される。
ガソリンエンジン１０の一般的な運転中に、差圧センサ３８は媒煙フィルタ３５の差圧を測定し（Ｓ１４０）、測定された差圧を制御部４０に伝達する。
制御部４０は、媒煙フィルタ３５の差圧が予め設定された差圧以上であるかを判断する（Ｓ１５０）。媒煙フィルタ３５の差圧が予め設定された差圧以上である場合には、制御部４０はガソリンエンジン１０の空燃比を希薄に調節する（Ｓ１６０）。
【００３１】
ガソリンエンジン１０から排出される排気ガス内に含まれている酸素（Ｏ２）量の増加に伴って三元触媒装置２０内の酸化反応が促進され、これによって発生した酸化熱によって排気ガスの温度が上昇する。これにより、上昇した排気ガスの温度が一定温度、例えば約３５０℃以上である場合には、アンモニア吸蔵触媒３２のアンモニア吸蔵層３３からアンモニア（ＮＨ３）が脱着する（Ｓ１７０）。 また、脱着したアンモニア（ＮＨ３）は酸化して窒素酸化物（ＮＯＸ）、特に二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する（Ｓ１８０）。媒煙フィルタ３５内の粒子状物質（ＰＭ）は窒素酸化物（ＮＯＸ）、特に二酸化窒素（ＮＯ２）によって酸化されて除去される（Ｓ１９０）。すなわち、媒煙フィルタ３５が再生される。
一般的に、媒煙フィルタ３５は、酸素（Ｏ２）気体によって粒子状物質（ＰＭ）が酸化されて除去されるが、媒煙フィルタ再生システム１は、二酸化窒素（ＮＯ２）によって粒子状物質（ＰＭ）が酸化されて除去される。
【００３２】
図５は、粒子状物質（ＰＭ）の温度変化による燃焼率を示す表である。
図５に示す通り、媒煙フィルタ内に捕集された粒子状物質（ＰＭ）、すなわちスーツ（ＳＯＯＴ）が酸素（Ｏ２）気体によって酸化、すなわち燃焼するためには、周囲温度が最小４００℃以上でなければならない。しかし、二酸化窒素（ＮＯ２）は４００℃以下でも粒子状物質（ＰＭ）、すなわちスーツ（ＳＯＯＴ）を酸化、すなわち燃焼させることができる。
したがって、媒煙フィルタ再生システム１は、媒煙フィルタ３５の再生が必要な場合に、媒煙フィルタ３５に流入する二酸化窒素（ＮＯ２）の量を増加させ、より低い温度で粒子状物質（ＰＭ）が二酸化窒素（ＮＯ２）によって酸化されて除去される。
本発明の実施形態は、ガソリンエンジンの媒煙フィルタ内の粒子状物質を十分に酸化させることができる。
本発明は、ガソリンエンジンの媒煙フィルタ内の粒子状物質をより低い温度で酸化させることができる。
【００３３】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１：媒煙フィルタ再生システム
１０：ガソリンエンジン
１１：気筒
１３：インジェクタ
１５：吸気マニホールド
１７：排気マニホールド
１９：排気パイプ
２０：三元触媒装置
３２：アンモニア吸蔵触媒
３３：アンモニア吸蔵層
３４：三元触媒層
３５：媒煙フィルタ
３６：温度計
３８：差圧センサ
４０：制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化フィルタ、媒煙フィルタ再生システム、およびその再生方法に係り、より詳しくは、ガソリンエンジンの排気浄化フィルタ、媒煙フィルタ再生システム、およびその再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、内燃機関で燃費および性能を改善するためにガソリン直接噴射（Ｇａｓｏｌｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ：ＧＤＩ）技術が開発されているが、ＧＤＩエンジンは燃料を吸気管内部に噴射せず、燃焼室に直接に噴射するガソリンエンジンにおける噴射方式を意味する。
これは、点火プラグ周囲の空燃比を濃厚にするため希薄な空燃比でもエンジン作動が可能となるが、ガソリン直接噴射エンジン（ＧＤＩ）技術の開発により、燃焼室内の不完全燃焼区間の増加に伴う粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒｓ：ＰＭ）の発生が問題になっている。これにより、ガソリン直接噴射エンジン（ＧＤＩ）車両に媒煙フィルタを装着することにより、このような問題を解決しようとした。
【０００３】
しかし、ガソリン車両において低速長時間運転をするとき、媒煙フィルタ内の温度が低くて酸素濃度が不足し、媒煙フィルタに積もった粒子状物質（ＰＭ）を自然再生することが困難になる問題点があった。
従来は、これを解決するために、媒煙フィルタ前端に酸素を供給する多様な方法が提示されていた。すなわち、排気パイプの媒煙フィルタ前端に空気を追加供給することにより、媒煙フィルタに積もった粒子状物質（ＰＭ）が酸化されて除去されるようにすることによって媒煙フィルタの再生を行っていた。
【０００４】
しかし、媒煙フィルタ前端に酸素を供給しても、媒煙フィルタに積もった粒子状物質（ＰＭ）を酸素によって酸化させるためには高い温度が必要となるが、一般的にガソリンエンジンの媒煙フィルタは、粒子状物質（ＰＭ）と酸素が十分に反応できる程の温度を確保することが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６１４２３号公報
【特許文献２】特開２０１２−０４７０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ガソリンエンジンの媒煙フィルタ内の粒子状物質をより低い温度で十分に酸化させることができる排気浄化フィルタ、媒煙フィルタ再生システム、およびその再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような問題点を解決するためになされた本発明の実施形態に係る排気浄化フィルタは、ガソリンエンジンの排気ガスに含まれているアンモニアを予め設定された温度未満で吸蔵させ、前記吸蔵されたアンモニアを前記予め設定された温度以上で脱着させて窒素酸化物を生成するアンモニア吸蔵触媒、および前記排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集し、前記アンモニア吸蔵触媒で生成された前記窒素酸化物を利用して前記捕集された粒子状物質を再生させる媒煙フィルタ、を含むことを特徴とする。
【０００８】
前記アンモニア吸蔵触媒は三元触媒層をさらに含むことを特徴とする。
【０００９】
前記アンモニア吸蔵触媒は、ゼオライトまたはアンモニアを吸蔵する物質を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、ガソリンエンジンの排気パイプ上に設置される媒煙フィルタ再生システムであって、前記ガソリンエンジンと連結する前記排気パイプに設置され、前記ガソリンエンジンから排出する排気ガスを酸化−還元させる三元触媒、
前記三元触媒装置の後方の前記排気パイプに設置され、前記三元触媒で生成されたアンモニアを予め設定された温度未満で吸蔵し、前記吸蔵されたアンモニアを前記予め設定された温度以上で脱着させ、前記脱着したアンモニアを酸化させて窒素酸化物を生成するアンモニア吸蔵触媒、前記アンモニア吸蔵触媒に隣接するように設置され、前記排気ガスに含まれている粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒｓ）を捕集し、前記アンモニア吸蔵触媒で生成された前記窒素酸化物を利用して前記捕集された粒子状物質を再生させる媒煙フィルタ、および前記ガソリンエンジンに流入する空燃比を調節する制御部、を含み、前記制御部は、前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に希薄な雰囲気を造成することを特徴とする。
【００１１】
前記制御部は、前記アンモニアの濃度が予め設定された濃度以下である場合に濃厚な雰囲気を造成することを特徴とする請求項４に記載の媒煙フィルタ再生システム。
【００１２】
前記制御部は、前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に、前記アンモニア吸蔵触媒の温度を考慮して希薄な雰囲気を造成することを特徴とする。
【００１３】
前記アンモニア吸蔵触媒は三元触媒層をさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
前記アンモニア吸蔵触媒は、ゼオライトまたはアンモニアを吸蔵する物質を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、温度に応じて排気ガスに含まれているアンモニアを吸蔵および脱着するアンモニア吸蔵触媒と、前記排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集する媒煙フィルタとを含む前記媒煙フィルタ再生システムを再生する方法であって、前記排気ガス内に含まれているアンモニアを吸蔵する段階、前記媒煙フィルタの差圧と予め設定された差圧を比較する段階、前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に希薄な雰囲気を造成し、前記アンモニア吸蔵触媒から前記アンモニアを脱着させて窒素酸化物を生成する段階、および前記生成された窒素酸化物を利用して前記媒煙フィルタを再生する段階、を含むことを特徴とする。
【００１６】
前記窒素酸化物を生成する段階は、前記アンモニア吸蔵触媒の温度を考慮して希薄な雰囲気を造成することによって行われることを特徴とする。
【００１７】
前記アンモニアを吸蔵する段階では、濃厚な雰囲気を造成することによって前記排気ガス内のアンモニアの比率を高めることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生システムの構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生システムの構成図である。
【図３】温度変化によるアンモニアの吸収率を示す表である。
【図４】本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生方法の流れを説明するフローチャートである。
【図５】粒子状物質（ＰＭ）の温度変化による燃焼率を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生システム１の構成図である。図３は、温度変化によるアンモニアの吸収率を示す表である。
図１および図２に示す通り、本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生システム１は、ガソリンエンジン１０、三元触媒装置２０、アンモニア吸蔵触媒３２、媒煙フィルタ３５、制御部４０を含む。
ガソリンエンジン１０はガソリンを燃料とする内燃機関であって、燃料と空気を燃焼させて化学的エネルギーを機械的エネルギーに変換する。ガソリンエンジン１０は、燃料と空気が流入する多数の気筒１１と、気筒１１内に流入した燃料と空気を点火させる点火装置とを含む。ガソリンエンジン１０は、吸気マニホールド１５に連結して気筒１１内部に空気が流入され、燃焼過程で発生した排気ガスを排気マニホールド１７に流出させ、排気パイプ１９に沿って車両外部に排出する。ガソリンエンジン１０には、気筒１１内に燃料を噴射流入させるインジェクタ１３が装着される。
【００２０】
三元触媒装置２０は、ガソリンエンジン１０と連結する排気パイプ１９に設置され、ガソリンエンジン１０から排出される排気ガスを酸化還元させる。一般的に、三元触媒装置２０は、排気ガスに含まれている３つの有害物質（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯＸ）を酸化−還元反応によって無害なガス（ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｎ２）に変化させる。
三元触媒装置２０は、酸化−還元反応を促進させる触媒として、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびロジウム（Ｒｈ）を主に用いる。白金またはパラジウム触媒は主に一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）を低減させる酸化反応を促進させ、ロジウム触媒は窒素酸化物（ＮＯＸ）を低減させる還元反応を主に担当する。空燃比が希薄な場合、すなわち空気が過剰した場合には、三元触媒装置２０は、一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）を低減させる酸化反応が活発に起こって水（Ｈ２Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ２）の生成率が増加するが、空燃比が濃厚な場合、すなわち燃料が過剰した場合には、窒素酸化物（ＮＯＸ）を低減させる還元反応が活発に起こって窒素（Ｎ２）の生成率が増加する。
【００２１】
アンモニア吸蔵触媒３２は、三元触媒装置２０の後方の排気パイプ１９に提供される。アンモニア吸蔵触媒３２は、媒煙フィルタ３５に隣接するように提供されてもよく、媒煙フィルタ３５内にアンモニア吸蔵触媒３２が提供されてもよい。図１および図２に示すように、アンモニア吸蔵触媒３２と媒煙フィルタは、１つの空間内に提供されてもよい。
アンモニア吸蔵触媒３２は、アンモニア（ＮＨ３）が吸蔵および脱着する。上述したように、アンモニア（ＮＨ３）は、燃料が過剰して供給されるときに、三元触媒装置２０で窒素酸化物（ＮＯＸ）が還元されて生成される。これにより、アンモニア吸蔵触媒３２は、三元触媒装置２０で生成されたアンモニア（ＮＨ３）が主に吸蔵および脱着する。
【００２２】
アンモニア吸蔵触媒３２は、温度に応じてアンモニア（ＮＨ３）の吸収率と脱着率が異なる。すなわち、アンモニア吸蔵触媒３２は、温度が低いほどアンモニア（ＮＨ３）の吸収率が高まり、温度が高いほどアンモニア（ＮＨ３）の脱着率が高まる。これにより、図３に示すように、三元触媒装置２０で生成されたアンモニア（ＮＨ３）は、アンモニア吸蔵触媒３２に一定の温度未満で主に吸蔵され、一定の温度以上で主に脱着する。一例によれば、前記一定の温度は３５０℃であってもよいが、これに限定されることはない。
アンモニア吸蔵触媒３２は、多様な吸蔵物質を用いてもよい。一例によれば、吸蔵物質はゼオライト（ｚｅｏｌｉｔｅ）であってもよい。
【００２３】
図２に示すように、アンモニア吸蔵触媒３２は、アンモニア吸蔵層３３の他にも三元触媒層３４を含んでもよい。アンモニア吸蔵層３３と三元触媒層３４は、アンモニア吸蔵触媒３２内に上下に提供されてもよい。特に、アンモニア吸蔵層３３は三元触媒層３４の下部に提供されてもよいが、これに限定されることはない。
三元触媒層３４は三元触媒装置２０と別に提供されるが、三元触媒装置２０のように排気ガスを酸化−還元させる。燃料が過剰供給された場合、すなわち空燃比が濃厚な場合、三元触媒層３４は、三元触媒装置２０で還元されない窒素酸化物（ＮＯＸ）が三元触媒層３４を通過しながら還元されてアンモニア（ＮＨ３）を生成する。これにより、アンモニア吸蔵層３３を通過する排気ガス内に含まれているアンモニア（ＮＨ３）の含有量が増加する。また、酸素（Ｏ２）が過剰供給された場合、すなわち空燃比が希薄な場合、三元触媒層３４は、アンモニア吸蔵層３３から脱着したアンモニア（ＮＨ３）の酸化作用を促進させて窒素酸化物（ＮＯＸ）、特に二酸化窒素（ＮＯ２）の生成率を増加させる。
【００２４】
媒煙フィルタ３５は、アンモニア吸蔵触媒３２の後方に隣接するように提供され、排気ガスに含まれている粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒｓ：ＰＭ）を捕集する。粒子状物質（ＰＭ）は、主にスーツ（ｓｏｏｔ）と呼ばれるカーボンのかたまり、およびその他の有機可溶性分（ｓｏｌｕｂｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｒａｃｔｉｏｎ）などで構成されている。媒煙フィルタ３５は、フィルタ構造を利用して粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。
媒煙フィルタ３５に粒子状物質（ＰＭ）が捕集されれば、粒子状物質（ＰＭ）によって排気ガスの流れが妨害されることがある。これにより、媒煙フィルタ３５は、粒子状物質（ＰＭ）を酸化させて除去する再生過程を行う。特に、媒煙フィルタ３５に粒子状物質（ＰＭ）の一定量が捕集されて媒煙フィルタ３５に差圧が発生し、差圧センサ３８によって測定された差圧が予め設定された差圧以上である場合に、媒煙フィルタ３５の再生過程が行われる。
【００２５】
媒煙フィルタ３５は、アンモニア吸蔵触媒３２から脱着したアンモニア（ＮＨ３）が酸化して生成された窒素酸化物（ＮＯＸ）、特に二酸化窒素（ＮＯ２）を利用して粒子状物質（ＰＭ）を再生させる。すなわち、粒子状物質（ＰＭ）が窒素酸化物（ＮＯＸ）、特に二酸化窒素（ＮＯ２）との酸化反応によって酸化して除去される。
制御部４０は、ガソリンエンジン１０の空燃比を調節する。具体的に、制御部４０は、ガソリンエンジン１０に流入する空気量と燃料量を調節し、排気ガス内に含まれる酸素（Ｏ２）含有量を調節する。
【００２６】
制御部４０は、差圧センサ３８によって測定された媒煙フィルタ３５の差圧が伝達され、予め設定された差圧と測定された差圧を比較して媒煙フィルタ３５の再生の要否を決定する。媒煙フィルタ３５の差圧が予め設定された差圧以上である場合、制御部４０は媒煙フィルタ３５の再生のために空燃比を希薄に調節する。 具体的に説明すれば、制御部４０は、媒煙フィルタ３５内の粒子状物質（ＰＭ）、主に炭素（Ｃ）粒子が酸化して除去されるように、排気ガス内の酸素（Ｏ２）含有量を増加させる。一例によれば、排気ガス内の酸素（Ｏ２）含有量を増加させるために、制御部４０はインジェクタ１３を制御して気筒１１内に燃料供給を中断させてもよい。
【００２７】
媒煙フィルタ３５の再生のために空燃比を希薄に調節する場合、制御部４０は、温度計３６によって測定されたアンモニア吸蔵触媒３２の温度を考慮して空燃比を調節してもよい。
具体的に説明すれば、制御部４０は、媒煙フィルタ３５の再生の要否が決定された後、温度計３６によって測定された温度とアンモニア吸蔵触媒３２の脱着可能温度（例えば、３５０℃）を比較して空燃比を調節してもよい。例えば、温度計３６によって測定された温度がアンモニア吸蔵触媒３２の脱着可能温度未満である場合、制御部はアンモニア吸蔵触媒３２の脱着可能温度に達するように酸素含有量を増加させる。
【００２８】
制御部４０は、排気ガス内のアンモニア（ＮＨ３）の含有量を調節する。制御部４０は、アンモニア濃度測定計（図示せず）によって測定されたアンモニア（ＮＨ３）の濃度が伝達され、予め設定された濃度と比較する。測定されたアンモニア（ＮＨ３）の濃度が予め設定された濃度以下である場合には、制御部４０は空燃比を濃厚に調節する。
具体的に説明すれば、制御部４０は、排気ガス内のアンモニア（ＮＨ３）の含有量を増加させるためにインジェクタ１３を制御し、気筒１１内に燃料を過剰に供給させてもよい。
一方、排気ガス内のアンモニア含有量は、パラメータ（例えば、エンジン可動条件、排気ガス温度、空燃比、および触媒劣化程度など）を考慮して制御部４０で計算してもよいが、このような計算のために、制御部４０はパラメータに対するアンモニア含有量が予め格納されたマップテーブルを含んでもよい。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態に係る媒煙フィルタ再生方法の流れを説明するフローチャートである。
以下、図４を参照して上述した媒煙フィルタ再生システムを利用した再生方法について詳しく説明する。
図４に示す通り、媒煙フィルタ再生システム１は、ガソリンエンジン１０が運転中であるときに実行される（Ｓ１００）。ガソリンエンジン１０が作動してガソリンエンジン１０に燃料が過剰供給されれば（Ｓ１１０）、すなわち空燃比が濃厚であれば、三元触媒装置２０で窒素酸化物（ＮＯＸ）の還元反応が促進されてアンモニア（ＮＨ３）が生成される（Ｓ１２０）。ガソリンエンジン１０の運転初期および高負荷領域では、排気マニホールド１７および三元触媒装置２０の触媒を保護するために燃料を過剰に供給する。また、アンモニア濃度測定計（図示せず）によって測定されたり制御部４０によって計算されたアンモニア（ＮＨ３）の濃度が予め設定された濃度以下である場合には、制御部４０はインジェクタ１３を制御して燃料を過剰に供給する。
【００３０】
三元触媒装置２０から排出された排気ガス内に含まれているアンモニア（ＮＨ３）は、アンモニア吸蔵触媒３２に吸蔵される（Ｓ１３０）。上述したように、アンモニア（ＮＨ３）は一定の温度、例えば約３５０℃未満でアンモニア吸蔵触媒３２に吸蔵される。ガソリンエンジン１０の一般的な運転中には、排気ガスの温度が前記温度を越えないため、アンモニア（ＮＨ３）はアンモニア吸蔵触媒３２にほぼ吸蔵される。
ガソリンエンジン１０の一般的な運転中に、差圧センサ３８は媒煙フィルタ３５の差圧を測定し（Ｓ１４０）、測定された差圧を制御部４０に伝達する。
制御部４０は、媒煙フィルタ３５の差圧が予め設定された差圧以上であるかを判断する（Ｓ１５０）。媒煙フィルタ３５の差圧が予め設定された差圧以上である場合には、制御部４０はガソリンエンジン１０の空燃比を希薄に調節する（Ｓ１６０）。
【００３１】
ガソリンエンジン１０から排出される排気ガス内に含まれている酸素（Ｏ２）量の増加に伴って三元触媒装置２０内の酸化反応が促進され、これによって発生した酸化熱によって排気ガスの温度が上昇する。これにより、上昇した排気ガスの温度が一定温度、例えば約３５０℃以上である場合には、アンモニア吸蔵触媒３２のアンモニア吸蔵層３３からアンモニア（ＮＨ３）が脱着する（Ｓ１７０）。 また、脱着したアンモニア（ＮＨ３）は酸化して窒素酸化物（ＮＯＸ）、特に二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する（Ｓ１８０）。媒煙フィルタ３５内の粒子状物質（ＰＭ）は窒素酸化物（ＮＯＸ）、特に二酸化窒素（ＮＯ２）によって酸化されて除去される（Ｓ１９０）。すなわち、媒煙フィルタ３５が再生される。
一般的に、媒煙フィルタ３５は、酸素（Ｏ２）気体によって粒子状物質（ＰＭ）が酸化されて除去されるが、媒煙フィルタ再生システム１は、二酸化窒素（ＮＯ２）によって粒子状物質（ＰＭ）が酸化されて除去される。
【００３２】
図５は、粒子状物質（ＰＭ）の温度変化による燃焼率を示す表である。
図５に示す通り、媒煙フィルタ内に捕集された粒子状物質（ＰＭ）、すなわちスーツ（ＳＯＯＴ）が酸素（Ｏ２）気体によって酸化、すなわち燃焼するためには、周囲温度が最小４００℃以上でなければならない。しかし、二酸化窒素（ＮＯ２）は４００℃以下でも粒子状物質（ＰＭ）、すなわちスーツ（ＳＯＯＴ）を酸化、すなわち燃焼させることができる。
したがって、媒煙フィルタ再生システム１は、媒煙フィルタ３５の再生が必要な場合に、媒煙フィルタ３５に流入する二酸化窒素（ＮＯ２）の量を増加させ、より低い温度で粒子状物質（ＰＭ）が二酸化窒素（ＮＯ２）によって酸化されて除去される。
本発明の実施形態は、ガソリンエンジンの媒煙フィルタ内の粒子状物質を十分に酸化させることができる。
本発明は、ガソリンエンジンの媒煙フィルタ内の粒子状物質をより低い温度で酸化させることができる。
【００３３】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１：媒煙フィルタ再生システム
１０：ガソリンエンジン
１１：気筒
１３：インジェクタ
１５：吸気マニホールド
１７：排気マニホールド
１９：排気パイプ
２０：三元触媒装置
３２：アンモニア吸蔵触媒
３３：アンモニア吸蔵層
３４：三元触媒層
３５：媒煙フィルタ
３６：温度計
３８：差圧センサ
４０：制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリンエンジンの排気ガスに含まれているアンモニアを予め設定された温度未満で吸蔵させ、前記吸蔵されたアンモニアを前記予め設定された温度以上で脱着させて窒素酸化物を生成するアンモニア吸蔵触媒、および
前記排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集し、前記アンモニア吸蔵触媒で生成された前記窒素酸化物を利用して前記捕集された粒子状物質を再生させる媒煙フィルタ、
を含むことを特徴とする排気浄化フィルタ。
【請求項２】
前記アンモニア吸蔵触媒は三元触媒層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化フィルタ。
【請求項３】
前記アンモニア吸蔵触媒は、ゼオライトまたはアンモニアを吸蔵する物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化フィルタ。
【請求項４】
ガソリンエンジンの排気パイプ上に設置される媒煙フィルタ再生システムであって、
前記ガソリンエンジンと連結する前記排気パイプに設置され、前記ガソリンエンジンから排出する排気ガスを酸化−還元させる三元触媒、
前記三元触媒装置の後方の前記排気パイプに設置され、前記三元触媒で生成されたアンモニアを予め設定された温度未満で吸蔵し、前記吸蔵されたアンモニアを前記予め設定された温度以上で脱着させ、前記脱着したアンモニアを酸化させて窒素酸化物を生成するアンモニア吸蔵触媒、
前記アンモニア吸蔵触媒に隣接するように設置され、前記排気ガスに含まれている粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒｓ）を捕集し、前記アンモニア吸蔵触媒で生成された前記窒素酸化物を利用して前記捕集された粒子状物質を再生させる媒煙フィルタ、および
前記ガソリンエンジンに流入する空燃比を調節する制御部、
を含み、
前記制御部は、前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に希薄な雰囲気を造成することを特徴とする媒煙フィルタ再生システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記アンモニアの濃度が予め設定された濃度以下である場合に濃厚な雰囲気を造成することを特徴とする請求項４に記載の媒煙フィルタ再生システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に、前記アンモニア吸蔵触媒の温度を考慮して希薄な雰囲気を造成することを特徴とする請求項４に記載の媒煙フィルタ再生システム。
【請求項７】
前記アンモニア吸蔵触媒は三元触媒層をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の媒煙フィルタ再生システム。
【請求項８】
前記アンモニア吸蔵触媒は、ゼオライトまたはアンモニアを吸蔵する物質を含むことを特徴とする請求項４に記載の媒煙フィルタ再生システム。
【請求項９】
温度に応じて排気ガスに含まれているアンモニアを吸蔵および脱着するアンモニア吸蔵触媒と、前記排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集する媒煙フィルタとを含む前記媒煙フィルタ再生システムを再生する方法であって、
前記排気ガス内に含まれているアンモニアを吸蔵する段階、
前記媒煙フィルタの差圧と予め設定された差圧を比較する段階、
前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に希薄な雰囲気を造成し、前記アンモニア吸蔵触媒から前記アンモニアを脱着させて窒素酸化物を生成する段階、および
前記生成された窒素酸化物を利用して前記媒煙フィルタを再生する段階、
を含むことを特徴とする媒煙フィルタ再生システムを再生する方法。
【請求項１０】
前記窒素酸化物を生成する段階は、前記アンモニア吸蔵触媒の温度を考慮して希薄な雰囲気を造成することによって行われることを特徴とする請求項９に記載の媒煙フィルタ再生システムを再生する方法。
【請求項１１】
前記アンモニアを吸蔵する段階では、濃厚な雰囲気を造成することによって前記排気ガス内のアンモニアの比率を高めることを特徴とする請求項９に記載の媒煙フィルタ再生システムを再生する方法。
【請求項１】
ガソリンエンジンの排気ガスに含まれているアンモニアを予め設定された温度未満で吸蔵させ、前記吸蔵されたアンモニアを前記予め設定された温度以上で脱着させて窒素酸化物を生成するアンモニア吸蔵触媒、および
前記排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集し、前記アンモニア吸蔵触媒で生成された前記窒素酸化物を利用して前記捕集された粒子状物質を再生させる媒煙フィルタ、
を含むことを特徴とする排気浄化フィルタ。
【請求項２】
前記アンモニア吸蔵触媒は三元触媒層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化フィルタ。
【請求項３】
前記アンモニア吸蔵触媒は、ゼオライトまたはアンモニアを吸蔵する物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化フィルタ。
【請求項４】
ガソリンエンジンの排気パイプ上に設置される媒煙フィルタ再生システムであって、
前記ガソリンエンジンと連結する前記排気パイプに設置され、前記ガソリンエンジンから排出する排気ガスを酸化−還元させる三元触媒、
前記三元触媒装置の後方の前記排気パイプに設置され、前記三元触媒で生成されたアンモニアを予め設定された温度未満で吸蔵し、前記吸蔵されたアンモニアを前記予め設定された温度以上で脱着させ、前記脱着したアンモニアを酸化させて窒素酸化物を生成するアンモニア吸蔵触媒、
前記アンモニア吸蔵触媒に隣接するように設置され、前記排気ガスに含まれている粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒｓ）を捕集し、前記アンモニア吸蔵触媒で生成された前記窒素酸化物を利用して前記捕集された粒子状物質を再生させる媒煙フィルタ、および
前記ガソリンエンジンに流入する空燃比を調節する制御部、
を含み、
前記制御部は、前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に希薄な雰囲気を造成することを特徴とする媒煙フィルタ再生システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記アンモニアの濃度が予め設定された濃度以下である場合に濃厚な雰囲気を造成することを特徴とする請求項４に記載の媒煙フィルタ再生システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に、前記アンモニア吸蔵触媒の温度を考慮して希薄な雰囲気を造成することを特徴とする請求項４に記載の媒煙フィルタ再生システム。
【請求項７】
前記アンモニア吸蔵触媒は三元触媒層をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の媒煙フィルタ再生システム。
【請求項８】
前記アンモニア吸蔵触媒は、ゼオライトまたはアンモニアを吸蔵する物質を含むことを特徴とする請求項４に記載の媒煙フィルタ再生システム。
【請求項９】
温度に応じて排気ガスに含まれているアンモニアを吸蔵および脱着するアンモニア吸蔵触媒と、前記排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集する媒煙フィルタとを含む前記媒煙フィルタ再生システムを再生する方法であって、
前記排気ガス内に含まれているアンモニアを吸蔵する段階、
前記媒煙フィルタの差圧と予め設定された差圧を比較する段階、
前記媒煙フィルタの差圧が予め設定された差圧以上である場合に希薄な雰囲気を造成し、前記アンモニア吸蔵触媒から前記アンモニアを脱着させて窒素酸化物を生成する段階、および
前記生成された窒素酸化物を利用して前記媒煙フィルタを再生する段階、
を含むことを特徴とする媒煙フィルタ再生システムを再生する方法。
【請求項１０】
前記窒素酸化物を生成する段階は、前記アンモニア吸蔵触媒の温度を考慮して希薄な雰囲気を造成することによって行われることを特徴とする請求項９に記載の媒煙フィルタ再生システムを再生する方法。
【請求項１１】
前記アンモニアを吸蔵する段階では、濃厚な雰囲気を造成することによって前記排気ガス内のアンモニアの比率を高めることを特徴とする請求項９に記載の媒煙フィルタ再生システムを再生する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８７７６９（Ｐ２０１３−８７７６９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１１３９５（Ｐ２０１２−１１１３９５）
【出願日】平成２４年５月１５日（２０１２．５．１５）
【出願人】（５９１２５１６３６）現代自動車株式会社 (1,064)
【出願人】（５００５１８０５０）起亞自動車株式会社 (449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月１５日（２０１２．５．１５）
【出願人】（５９１２５１６３６）現代自動車株式会社 (1,064)
【出願人】（５００５１８０５０）起亞自動車株式会社 (449)
【Ｆターム（参考）】
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