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公開番号2025174307
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024080523
出願日2024-05-16
発明の名称排気浄化装置
出願人株式会社SUBARU
代理人個人
主分類F01N 3/033 20060101AFI20251120BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】使用開始初期におけるPM排出量をより低減することが可能な排気浄化装置を提供する。
【解決手段】排気浄化装置1は、互いに並列に接続され、GPF20Bの下流側において排気管18に接続される、第1排気通路51と、第2排気通路52とを備える。第1排気通路51は、GPF20Bの初期状態においては、PMを捕集除去する副フィルタ53を介してテールパイプ56と連通し、GPF20Bの使用開始後、捕集したPMで副フィルタ53が詰まることによりテールパイプ56との連通が遮断される。第2排気通路52は、GPF20Bの初期状態においては、液体(水)57により閉塞されており、GPF20Bの使用開始後、副フィルタ53がPMで詰まり、副フィルタ53の圧損が増大して、排圧が上昇し、液体(水)57が排出されることにより、及び/又は、液体(水)57が蒸発することによりテールパイプ56と連通する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
粒子状物質を捕集除去するパティキュレートフィルタを備え、エンジンから排出される排気を浄化する排気浄化装置であって、
互いに並列に接続され、前記パティキュレートフィルタの下流側において排気通路に接続される、第１排気通路と、第２排気通路と、を備え、
前記第１排気通路は、
前記パティキュレートフィルタの初期状態においては、粒子状物質を捕集除去する副フィルタを介してテールパイプと連通し、
前記パティキュレートフィルタの使用開始後、捕集した粒子状物質で前記副フィルタが詰まることにより前記テールパイプとの連通が遮断され、
前記第２排気通路は、
前記パティキュレートフィルタの初期状態においては、液体により閉塞されており、
前記パティキュレートフィルタの使用開始後、前記副フィルタが粒子状物質で詰まり、前記副フィルタの圧損が増大して、排圧が上昇し、前記液体が排出されることにより、及び／又は、前記液体が蒸発することにより前記テールパイプと連通する
ことを特徴とする排気浄化装置。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記パティキュレートフィルタの初期状態から所定のタイミングに達した場合に、前記第１排気通路から前記第２排気通路に排気の通路が切り替えられるように、前記副フィルタのサイズ、及び、前記液体の量が設定されることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記第１排気通路、及び、前記第２排気通路は、前記排気通路上に介装され、排気音を低減するマフラ内に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
切り欠きが形成され、前記マフラ内に傾斜して配設された傾斜板を有し、
前記副フィルタが粒子状物質で詰まり、前記副フィルタの圧損が増大して、排圧が上昇した場合に、前記液体の液面が鉛直下方に押されることにより、前記液体が、前記傾斜板上に押し上げられ、前記切り欠きから排出されることを特徴とする請求項３に記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記傾斜板には、前記マフラに突設された前記テールパイプから注入される前記液体を、前記切り欠きを避けて、前記マフラの底面かつ前記傾斜板の側方に配設された液体貯留部に導く溝が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の排気浄化装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ガソリンエンジンの直噴化（筒内噴射化）の拡大に伴い、ガソリンエンジンに対するＰＭ（ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ：粒子状物質）規制の強化（より具体的には、ＰＭの重量規制に加えて、ＰＭの粒子個数を規制するＰＮ（ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＮｕｍｂｅｒ）規制の導入など）が進められている。このような、ＰＭ規制、ＰＮ規制に対応するため、エンジンの排気に含まれるＰＭを捕集除去するＧＰＦ（ＧａｓｏｌｉｎｅＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＦｉｌｔｅｒ）等が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＧＰＦやＤＰＦ（ＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＦｉｌｔｅｒ）など（以下、総称して「パティキュレートフィルタ」という）は、使用を継続すると、捕集したＰＭによって目詰まりを起こしてしまう。そこで、パティキュレートフィルタでは、ＰＭの捕集がある程度進んだタイミングで、捕集した（堆積した）ＰＭを燃焼させて除去する再生処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－２２２０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集率は、ＰＭ捕集量（堆積量）に応じて変化する。より具体的には、パティキュレートフィルタは、捕集初期（ＰＭ堆積量が少ないとき）にはフィルタの目開きが大きく、ＰＭ捕集率が低くなる。そして、ＰＭの捕集（堆積）が進むにしたがってフィルタの目開きが次第に小さくなり、ＰＭ捕集率が高くなる。
【０００６】
また、通常、パティキュレートフィルタは、エンジン直下、または、エンジン近傍の床下（アンダーフロア）に搭載されるため、新車時に発生し得る、パティキュレートフィルタよりも下流側に位置する排気管の内部に残っている加工油等に起因するＰＭは捕集できない。そのため、パティキュレートフィルタを備える車両では、使用開始初期（新車時）のＰＭの排出量が比較的多くなる。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ＰＭを捕集除去するパティキュレートフィルタを備える排気浄化装置において、使用開始初期（新車時）におけるＰＭ排出量をより低減することが可能な排気浄化装置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】
【０００８】
本発明の一態様に係る排気浄化装置は、粒子状物質を捕集除去するパティキュレートフィルタを備え、エンジンから排出される排気を浄化する排気浄化装置であって、互いに並列に接続され、パティキュレートフィルタの下流側において排気通路に接続される、第１排気通路と、第２排気通路と、を備え、該第１排気通路は、パティキュレートフィルタの初期状態においては、粒子状物質を捕集除去する副フィルタを介してテールパイプと連通し、パティキュレートフィルタの使用開始後、捕集した粒子状物質で副フィルタが詰まることによりテールパイプとの連通が遮断され、第２排気通路は、パティキュレートフィルタの初期状態においては、液体により閉塞されており、パティキュレートフィルタの使用開始後、副フィルタが粒子状物質で詰まり、副フィルタの圧損が増大して、排圧が上昇し、液体が排出されることにより、及び／又は、液体が蒸発することによりテールパイプと連通することを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様に係る排気浄化装置によれば、パティキュレートフィルタの初期状態（ＰＭ捕集率が低い使用開始時）においては、第１排気通路が副フィルタを介してテールパイプと連通し、第２排気通路が液体により閉塞（テールパイプとの連通が遮断）されることにより、排気が第１排気通路を通して流れるため、パティキュレートフィルにより捕集除去されなかった（できなかった）ＰＭを副フィルタによって捕集除去することができる。また、副フィルタがパティキュレートフィルタの下流側に配置されているため、新車時にパティキュレートフィルタの下流側で発生し得るＰＭも捕集除去することができる。なお、その後（使用開始後）、エンジンの稼働が進むにしたがい、捕集したＰＭで副フィルタが詰まることにより第１排気通路は閉塞する。一方、第２排気通路は、副フィルタがＰＭで詰まり、副フィルタの圧損が増大して、排圧が上昇し、液体が排出されることにより、及び／又は、液体の蒸発によりテールパイプと連通する。一方、そのときには、パティキュレートフィルタのＰＭ捕集率が高くなっている。よって、パティキュレートフィルタによりＰＭを捕集除去した後、第２排気通路を通して、排気をテールパイプから排出することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＰＭを捕集除去するパティキュレートフィルタを備える排気浄化装置において、使用開始初期（新車時）におけるＰＭ排出量をより低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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