JP3301712B2 - 車両用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は、ディーゼル機関の排気
中に含まれる微粒子成分（パティキュレ−ト）を捕集
し、再生する排気ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
の再生では、再生用空気は、エアポンプから電磁弁など
の弁を通じてエンジンの排気経路中、再生時のフィルタ
上流側に送入される。弁としては、電気信号により開閉
だけされる電磁開閉弁が知られている他、パラレルにフ
ィルタを設けて一方のフィルタの再生時に他方のフィル
タでパティキュレ−ト捕集を行う方式では電磁乃至電動
の切り替え弁が知られている。

【０００３】一方、フィルタは多孔性セラミックを素材
として形成されているので、パティキュレ−ト燃焼によ
る高温や急激な温度上昇に弱く、フィルタの溶損やクラ
ックなどのおそれが生じた。といって、パティキュレ−
ト燃焼温度を好適なレベルより低下させると、フィルタ
各部へのパティキュレ−トの延焼が充分に行われず、燃
え残りが生じてしまう。このような燃え残りは、次回再
生におけるフィルタ特定部位におけるパティキュレ−ト
堆積量の増大を招くために、次回再生時におけるフィル
タの溶損やクラックなどが生じやすくなる。これらの問
題から、排気ガス浄化装置のセラミックフィルタの再生
では、非常に狭い範囲に最高燃焼温度を維持する必要が
あり、このような最高燃焼温度が再生用空気の流量に最
も強く依存することが判明している。従来、この再生用
空気の流量調節は、エアポンプ駆動用モータをデューテ
ィ比制御して回転数を制御することにより行っていた。
モータとしては、バッテリ電圧により駆動されるので、
ＤＣモータやブラシレスＤＣモータの採用が一般的であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の排気ガ
ス浄化装置の再生では、以下の問題があった。まず第一
に、上記した再生用空気断続のための電磁弁は、通常、
エンジン動作時に通電を遮断されて閉じ、フィルタ再生
時に通電されて開くが、エンジンの排気経路に接続され
ているので、エンジン停止直後などでは高温環境下とな
り、さらにはフィルタのパティキュレ−ト燃焼による高
温の影響により、電磁弁のコイルの経時的な絶縁劣化が
生じ易いという問題があることがわかった。特に、電磁
弁は電圧変動が大きい（例えば８〜１８Ｖ）車載バッテ
リから給電されるので、その低電圧時でも開弁動作を保
証せねばならない結果、その高電圧時におけるコイルの
発熱が大きくなり、上記周囲の高温環境と車載バッテリ
の高電圧の影響との相乗効果により絶縁劣化による信頼
性の低下が問題となり、場合によってはコイルの焼損が
生じた。なお、バッテリにより駆動される上記コイルは
ＤＣコイルであり、その発熱は電圧変化の二乗に比例す
る。更に、コイル焼損に至らずとも、電流の漏洩などが
大きくなると電磁弁が十分に開かず、そのために再生用
空気の流量が減少し、フィルタの再生不良が生じる可能
性があった。もちろん、電磁弁をフィルタや排気経路か
ら遠くに配置すれば熱的影響を低減できるがシステムに
必要なスペースの増大、費用の増加、再生用空気の配管
損失の増大などの問題が派生してしまう。

【０００５】このような電磁弁のコイルの信頼性の低下
や焼損を防止するために、バッテリ電圧を定電圧電源回
路で定電圧化してから再生用空気通路開閉弁のコイルに
印加したり、その冷却構造を強化することは可能である
が、その結果、費用の増大や設置スペースの増大が新た
な問題となる。本発明は、上記問題点に鑑みなされたも
のであり、再生用空気通路開閉弁として用いられる電磁
弁の焼損を経済的に防止可能な排気ガス浄化装置を提供
することをその解決すべき課題としている。

【０００６】次に、エアポンプ駆動用モータとして上記
したＤＣモータを採用する場合、整流機構が必要となる
ので、そのＰＷＭ制御は整流機構に印加される電機子電
圧の変動が増大するのでその摩耗や過熱が深刻となる。
これらは、装置の小型化のためにエアポンプ駆動用モー
タを排気経路やフィルタに近接させる場合に一層重大と
なる。ブラシレスＤＣモータの採用は、上記整流機構の
省略に有効であるが、内部に回転角度検出用の半導体素
子を有するのでやはりできるだけ高温環境での使用を回
避することが好ましい。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、再生用空気通路開閉弁として用いられる電磁弁
の焼損を経済的に防止できるとともに、エアポンプ駆動
用モータすなわち電動の給気手段による再生用空気の流
量制御を省略可能な排気ガス浄化装置を提供することを
他の解決すべき課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の車両用デ
ィーゼルエンジンの排気ガス浄化装置によれば、再生期
間にのみ車載バッテリから電磁弁へ通電して電磁弁を開
放し、かつ、再生期間にバッテリから電熱手段及び給気
手段へ通電し、これにより加熱された再生用空気をフィ
ルタに供給して、それに捕集されたパティキュレ−トを
燃焼させ、フィルタを再生する。すなわち、再生期間と
は、少なくとも給気手段を駆動してフィルタに再生用空
気を導入する期間を含む。

【０００９】本発明では更に、バッテリ電圧を検出し、
再生期間における電磁弁への通電電圧をＰＷＭ制御し、
そのデューティ比をバッテリ電圧の変化方向と逆方向へ
制御し、これにより、バッテリ電圧の変動による電磁弁
印加電圧の変動を抑止する。このようにすれば、車載バ
ッテリの大きな変動に関わらず、その低電圧時における
安定な開弁動作を確保しつつ、高電圧時における電磁弁
のコイルの過熱によるその絶縁劣化、焼損を防止するこ
とができる。また、本発明に必要な構成は電磁弁の開閉
を頻繁化するとともに、そのデューティ比を制御するだ
けであるので、既存の電磁弁開閉制御回路にＰＷＭ制御
回路ブロックを付加するだけで済み、このようなＰＷＭ
制御回路ブロックは、再生制御を行うハードウエア（集
積回路）またはソフトウエアのわずかの変更で済むの
で、その費用増加はほとんど無視することができる。

【００１０】本発明によれば、電磁弁は比例制御弁とさ
れる。更に、検出した前記バッテリ電圧の変化方向と逆
方向に前記電磁弁印加電圧のデューティ比を制御して、
バッテリ電圧の変動による電磁弁印加電圧の変動を抑止
し、かつ、前記バッテリ電圧が所定の基準値よりも高く
なるほど前記デューティ比の低下率を増大させ、前記バ
ッテリ電圧が前記所定の基準値よりも低くなるほど前記
デューティ比の増加率を増大させるので、バッテリ電圧
変動による給気流量の変動を簡単な手法で抑止できると
ともに、過熱しやすい電磁弁の過熱を抑止することがで
きる。

【００１１】

【００１２】また、請求項１記載のＰＷＭ制御回路ブロ
ックを用いて再生用空気の流量を必要な値に制御するの
で回路構成が複雑化することがない。請求項２記載の車
両用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置によれば、
再生期間中の各再生段階の再生用空気の目標流量に対応
して電磁弁印加電圧のデューティ比を制御する。このよ
うにすれば、請求項１で用いるＰＷＭ制御を利用して各
再生段階に応じた最適の再生用空気流量を実現するの
で、エアポンプ駆動用モータの回転数制御を省略するこ
とができる。

【００１３】

【００１４】

【００１５】請求項３記載の車両用ディーゼルエンジン
の排気ガス浄化装置によれば、電磁弁は比例制御弁とさ
れる。更に、検出した電磁弁印加電圧の平均値が所定の
基準値となるように前記電磁弁印加電圧のデューティ比
を制御して前記バッテリ電圧の変動による電磁弁印加電
圧の変動を抑止し、かつ、前記バッテリ電圧が所定の基
準値よりも高くなるほど前記基準値の低下率を増大さ
せ、前記バッテリ電圧が前記所定の基準値よりも低くな
るほど前記基準値の増加率を増大させる。

【００１６】具体的に説明すると、バッテリ電圧が変動
すると、それにより給気手段をなすエアポンプ駆動用モ
ータの回転数が変化し、流量が変化する。従って、あら
かじめ、流量が一定となる条件を満足するバッテリ電圧
と電磁弁印加電圧との関係を記憶しておけば、この表と
バッテリ電圧とから、必要な電磁弁印加電圧を決定する
ことができ、簡単にバッテリ電圧の変化による再生用空
気の流量変化及びそれによる再生不良やフィルタ故障を
防止することができる。

【００１７】請求項４記載の車両用ディーゼルエンジン
の排気ガス浄化装置によれば、電磁弁として比例制御弁
を採用するとともに、再生期間中の各再生段階のそれぞ
れの目標流量値に個別に対応する所定の各基準値に電磁
弁印加電圧の平均値を一致させる。このようにすれば、
請求項３の構成に用いたＰＷＭ制御を利用して各再生段
階に応じた最適の再生用空気流量を実現するので、エア
ポンプ駆動用モータの回転数制御を省略することができ
る。

【００１８】請求項５載の車両用ディーゼルエンジンの
排気ガス浄化装置によれば請求項３または４において更
に、検出した再生用空気の流量に応じて基準値を変化さ
せて再生用空気の流量の変動を抑止するので、装置構成
を複雑化することなく、再生用空気の流量を必要値に厳
密に制御することができる。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の好適態様を以下の実施例
を参照して説明する。

【００２２】（参考例） 本発明の排気ガス浄化装置の参考例を図１に示すブロッ
ク図を参照して説明する。この排気ガス浄化装置は両端
密閉のフィルタ収容ケース１を有し、フィルタ収容ケー
ス１内にはセラミックハニカムフィルタ２が収容されて
いる。フィルタ２の上流側端面にはヒータ（電熱手段）
３が小間隔を隔てて対面配置されており、ケース１内の
フィルタ２より上流側に位置するフィルタ収容ケース１
のフィルタ前室には温度センサ４が配設されている。

【００２３】フィルタ収容ケース１の上流側の端壁には
ディーゼルエンジン１００の排気主管１０１と送気用枝
管１０２とが連結されている。５は電磁弁、６はエアフ
ローメータ、７はエアポンプであり、エアポンプ７のモ
ータＭの駆動により外気が送気用枝管１０２を通じてフ
ィルタ２に送入される。送気用枝管１０２から圧力ホー
ス１０３が延設されており、圧力ホース１０３の先端に
は圧力センサ８が設けられている。１０４はフィルタで
あり、１０５はフィルタ収容ケース１の下流側の端壁か
ら外部に排気ガスを放出する尾管であり、１０６は触媒
である。

【００２４】温度センサ４、エアフローメータ６、圧力
センサ８の信号はコントローラ９に入力され、コントロ
ーラ９は演算結果に基づいてヒータ３、電磁弁５、モー
タＭを駆動制御している。また、車両に搭載された車速
度センサは他のエンジン情報やオルタネータからの情報
とともにエンジン制御装置（ＥＣＵ）に出力され、ＥＣ
Ｕはコントローラ９に必要情報（ここでは車速）を出力
している。

【００２５】コントローラ９はＡ／Ｄコンバータ内蔵の
マイコン（図示せず）を具備しており、各種データを処
理してヒータ３、電磁弁５及びエアポンプ７用のモータ
Ｍを駆動制御して再生を実行するとともに、異常発生時
に異常警報ブザー１２を作動させる。１３は再生時期の
到来を報知するランプであり、１４はコントローラ９に
フィルタ再生動作を指令する手動スイッチであり、１５
は車載バッテリである。

【００２６】フィルタ２はハニカムセラミックフィルタ
であって、コ−ジェライトを素材として円柱形状に焼成
されている。フィルタ２はその両端面を貫通する多数の
通気孔を有し、隣接する通気孔の一方は上流端で封栓さ
れ、その他方は下流端で封栓されている。排気ガスは隣
接する通気孔間の多孔性隔壁を透過し、パティキュレ−
トだけが通気孔内に捕集される。ヒータ３はニクロム線
を素材とする電熱抵抗体からなり、その一端は接地さ
れ、その他端はコントローラ９の出力ドライバをなすハ
イサイドのパワートランジスタ（図示せず）により断続
制御される。

【００２７】以下、この装置の動作を説明する。 （パティキュレ−ト捕集動作）ディ−ゼルエンジン１０
０から排出された排気ガスは排気管１０１を通じてフィ
ルタ収容ケース１内に導入され、排気ガス中のパティキ
ュレ−トはフィルタ２で捕集され、浄化された排気ガス
が尾管１０５から外部に排出される。なお、このパティ
キュレ−ト捕集動作時に電磁弁５への通電を遮断してそ
れを閉じること、ヒータ３及びエアポンプ７への通電を
遮断することは当然である。

【００２８】（フィルタ再生時期判定動作）次に、コン
トローラ９により実行されるこのフィルタ２の再生時期
判定動作を図２のフローチャートに従って説明する。イ
グニッションスイチ（図示せず）がオンされると、バッ
テリ１５からＥＣＵ及びコントローラ９に電源電圧が供
給され、これらは初期リセットされて動作を開始する。
同時に図示しないスタータがエンジンを起動する。

【００２９】次に、圧力センサ８から圧力Ｐを読み込
み、温度センサ４から温度Ｔを読み込む（Ｓ１００）。
次に、エンジン運転中かどうかを調べ（Ｓ１０２）、エ
ンジン運転中でなければステップ１００へリターンし、
運転中であればＳ１０４へ進む。次のＳ１０４では、圧
力Ｐが、所定のしきい値圧力ＰＬ以上であるかどうかを
判定し、以上であればランプ１３を点灯して再生時期の
到来を表示し（Ｓ１０６）、そうでなければステップ１
００に戻る。圧力Ｐはフィルタに補集されたパティキュ
レ−ト量に正の相関を持つので、これにより再生時期の
判別が可能となる。なお、排気ガス温度やエンジン回転
数などにより圧力Ｐを補正して更に詳細にパティキュレ
−ト捕集量を推定することもできる。

【００３０】次に、フィルタを再生するためのフィルタ
再生ルーチンを図３を参照して説明する。オペレータが
ランプ１３を見てフィルタ再生が必要なことを確認し、
エンジン停止期間中にフィルタ再生のためにスイッチ１
４をオンすれば、コントローラ９は、まずバルブプロテ
クトサブルーチンを実行する。

【００３１】このバルブプロテクトサブルーチンでは、
まずバッテリ電圧を読み込み（Ｓ２００）、読み込んだ
バッテリ電圧に基づいて、あらかじめ記憶したテーブル
から電磁弁５のデューティ比をサーチして求める（Ｓ２
０２）。このテーブルには、電磁弁印加電圧が一定とな
る条件を満たすバッテリ電圧とデューティ比との関係を
示す。

【００３２】次に、求めたデューティ比で電磁弁５をＰ
ＷＭ制御する（Ｓ２０４）。なお、ＰＷＭ制御のキャリ
ヤ周波数は十分高く設定しておく。これにより、電磁弁
５にはバッテリ電圧の変動に関わらず一定の電磁弁印加
電圧が印加されて、電磁弁５が完全に開く。次に、フィ
ルタを実際に再生するための再生サブルーチンを実行す
る。

【００３３】まず、コントローラ９は、所定の通電パタ
ーンでヒータ３及びモータＭへの給電を実行して、予熱
サブルーチン（Ｓ２０６）、燃焼サブルーチン（Ｓ２０
８）、冷却サブルーチン（Ｓ２１０）を実行してフィル
タ２を再生し、ルーチンを終了する。従って、予熱サブ
ルーチン（Ｓ２０６）、燃焼サブルーチン（Ｓ２０
８）、冷却サブルーチン（Ｓ２１０）はそれぞれに適切
な再生用空気の流量を与えられることになる。

【００３４】本参考例によれば、バッテリ電圧の変動に
関わらず、電磁弁５に常に一定の開弁電圧を印加するこ
とができるので、その過熱を防止して過酷な熱環境にあ
る電磁弁５の故障や絶縁劣化などを防止することができ
る。以下、本参考例の要部を更に詳しく説明する。コン
トローラ９の要部を図４のブロック回路に示す。

【００３５】９０は内蔵されるマイクロコンピュータで
あり、ドライバであるローサイドのトランジスタ９１、
９２を駆動している。トランジスタ９１は電磁弁５のコ
イルを通じてバッテリ電圧が印加される電源ライン９３
に接続され、トランジスタ９２はエアポンプ駆動用モー
タＭを通じて電源ライン９３に接続されているいる。９
４，９５はそれぞれフライホイルダイオードである。

【００３６】図３のステップ２０２で用いるテーブルに
おけるバッテリ電圧とデューティ比との関係を図５の実
線で示す。バッテリ電圧が高くなるとそれに反比例して
デューティ比が低下し、バッテリ電圧が低下するとそれ
に反比例してデューティ比が高くなる。これにより、バ
ッテリ電圧の変動に関わらず、常に一定の平均電磁弁印
加電圧が電磁弁５に印加される。なお、この実施例で用
いる電磁弁５は開閉だけを行うものでよい。なお、この
実施例では、デューティ比の低下は、電磁弁５が全開状
態を維持する範囲で実行される。

【００３７】（実施例１）一 実施例を図５の一点鎖線を参照して説明する。この実
施例は、図３の手順で電磁弁印加電圧を制御する点では
参考例と同じであるが、電磁弁５を電磁弁印加電圧に比
例して開度調節が可能な比例制御弁とするとともに、ス
テップ２０２で用いるテーブルを変更した点が異なって
いる。

【００３８】ステップ２０２で用いるテーブルにおける
バッテリ電圧とデューティ比との関係を図５の一点鎖線
で示す。この実施例では、バッテリ電圧が高くなるほど
デューティ比の低下率が大きくなり、バッテリ電圧が低
下するほどデューティ比の増加率が大きくなるように設
定されている。 更にこの実施例では、流量が最小でか
つバッテリ電圧が最小でない限り、デューティ比は１０
０％に達しないように制御されるものとする。

【００３９】従って、本実施例では、バッテリ電圧が低
下するほど電磁弁５の流体抵抗が加速度的に低下し、バ
ッテリ電圧が増大するほど電磁弁５の流体抵抗が加速度
的に増大することがわかる。このようにすれば、バッテ
リ電圧の変動による電磁弁５の劣化を防止するととも
に、バッテリ電圧の変動によるその流量変化を抑止する
ことができる。

【００４０】つまり、バッテリ電圧ＶＢが増大するほど
それに応じてエアポンプ駆動用モータＭへの入力電力が
増大し、流量が増大する。反対に、バッテリ電圧ＶＢが
低下するほどそれに応じてエアポンプ駆動用モータＭへ
の入力電力が減少し、流量が減少する。エアポンプ駆動
用モータＭの電機子抵抗を一定値ｒとすれば、上記入力
電力はＶＢの二乗に比例することになる。

【００４１】従って、本実施例によれば、バッテリ電圧
の変動によるその回転数の変化を、電磁弁５の流体抵抗
の同時変化で補償するので、バッテリ電圧の変動による
流量変化を参考例よりも良好に抑止する事ができ、更
に、バッテリ電圧の増大時には、デューティ比を低下す
るので、電磁弁５の過熱も抑止することができる。な
お、この実施例において、再生用空気の流量は、エアフ
ローメータ６の出力に基づいて、エアポンプ駆動用モー
タＭをフィードバック制御して必要な目標流量値に制御
することができる。その他、エアフローメータ６を省略
し、エアポンプ駆動用モータＭを一定電圧またはバッテ
リ電圧で駆動してもよい。なお、上記目標流量値は、予
熱、燃焼、冷却の各段階で種々変更されることができ
る。

【００４２】また、上記実施例１では、再生サブルーチ
ンに先だってバルブプロテクトサブルーチンを実行した
が、バルブプロテクトサブルーチンを再生サブルーチン
とは独立に一定時間ごとに実行してもよいことは当然で
ある。 （実施例２） 他の実施例を図６に示すフローチャートを参照して説明
する。

【００４３】この実施例は、図３に示す実施例１におい
て、バルブプロテクトサブルーチンを再生サブルーチン
の各ステップ（Ｓ２０６〜２１０）を実施する各初期時
点にてそれぞれ実施することをその特徴としている。た
だし、予熱サブルーチン（Ｓ２０６）直前に実施するバ
ルブプロテクトサブルーチン２０２１では、ステップ２
０２で用いるテーブルの標準のデューティ比Ｄ０はバッ
テリ電圧が所定の標準値である場合における流量が予熱
サブルーチン（Ｓ２０６）に必要な流量に設定されてい
る。同様に、燃焼サブルーチン（Ｓ２０８）直前に実施
するバルブプロテクトサブルーチン２０２２では、ステ
ップ２０２で用いるテーブルの標準のデューティ比Ｄ０
はバッテリ電圧が所定の標準値である場合における流量
が燃焼サブルーチン（Ｓ２０８）に必要な流量に設定さ
れている。更に、冷却サブルーチン（Ｓ２１０）直前に
実施するバルブプロテクトサブルーチン２０２３では、
ステップ２０２で用いるテーブルの標準のデューティ比
Ｄ０はバッテリ電圧が所定の標準値である場合における
流量が冷却サブルーチン（Ｓ２１０）に必要な流量に設
定されている。

【００４４】このようにすれば、バルブプロテクトサブ
ルーチンは更に、電磁弁５の開度制御により再生の各段
階に必要な流量値に再生用空気の流量を制御できるとい
う作用効果を奏することができ、エアポンプ駆動用モー
タＭの制御を必要としないという利点を奏する。

【００４５】（参考例） 他の参考例を図７に示すブロック回路図を参照して説明
する。この参考例は、図４に示す参考例の回路におい
て、電磁弁印加電圧をＰＷＭ制御するトランジスタ９１
をマイコン９０のステップ２００〜２０４でソフトウエ
ア的に制御する代わりに、電磁弁印加電圧の平均値を利
用してコンパレータ９６と平滑回路９７とで行うように
したものである。なお、コンパレータ９６の＋入力端に
は標準の電圧値Ｖｒｅｆが入力されている。平滑回路９
７は、抵抗とコンデンサとからなる周知のものである。
もちろん、コンパレータ９６の比較動作と平滑回路９７
の電磁弁印加電圧の平均値算出動作はソフトウエア的に
実施してもよい。

【００４６】本参考例によれば、バッテリ電圧が上昇す
ると、電磁弁印加電圧の平均値Ｖｍが増大し、これが標
準の電圧値Ｖｒｅｆを超えるとトランジスタ９１がオフ
し、バッテリ電圧が低下すると、電磁弁印加電圧の平均
値Ｖｍが低下し、これが標準の電圧値Ｖｒｅｆを下回る
とトランジスタ９１がオンし、これにより電磁弁印加電
圧の平均値Ｖｍはバッテリ電圧の変動にも関わらず常に
標準の電圧値Ｖｒｅｆに維持される。

【００４７】また、予熱サブルーチン（Ｓ２０６）直前
に上記標準の電圧値Ｖｒｅｆを予熱サブルーチン（Ｓ２
０６）に必要な流量に対応する値に設定し、燃焼サブル
ーチン（Ｓ２０８）直前に上記標準の電圧値Ｖｒｅｆを
燃焼サブルーチン（Ｓ２０８）に必要な流量に対応する
値に設定し、冷却サブルーチン（Ｓ２１０）直前に上記
標準の電圧値Ｖｒｅｆを冷却サブルーチン（Ｓ２１０）
に必要な流量に対応する値に設定する事ができ、このよ
うにすれば、バルブプロテクトサブルーチンは、更に、
電磁弁５の開度制御により再生の各段階に必要な流量値
に再生用空気の流量を制御できるという作用効果を奏す
ることができ、エアポンプ駆動用モータＭの制御を必要
としないという利点を奏する。

【００４８】（実施例３） 他の実施例を図８に示すフローチャートを参照して説明
する。この実施例は、図７に示す回路において、コンパ
レータ９６の＋入力端に印加する標準の電圧値（基準値
ともいう）Ｖｒｅｆを、バッテリ電圧の変動に合わせて
調節することにより、バッテリ電圧の変動によるエアポ
ンプ駆動用モータＭの流量変動を補償するようにしたも
のである。従って、この実施例では、電磁弁５は開度制
御可能な比例制御弁が採用される。なおこの実施例で
は、コントローラ９は図３の再生サブルーチンを実行す
るが、バルブプロテクトサブルーチンは実行する必要は
ない。

【００４９】図８のルーチンは所定時間ごとに実施され
る割り込みルーチンであって、まずバッテリ電圧ＶＢを
読み込み（Ｓ３００）、読み込んだバッテリ電圧ＶＢに
基づいて、対応する標準の電圧値Ｖｒｅｆを記憶テーブ
ルをサーチして求め、求めた標準の電圧値Ｖｒｅｆをコ
ンパレータ９６に出力する。この実施例で用いる上記テ
ーブルは、図５の破線で示されるバッテリ電圧（横軸）
と標準の電圧値Ｖｒｅｆ（縦軸）とを表すものであっ
て、これにより電磁弁５のコイル保護に加えてバッテリ
電圧の変動による流量変化の抑止も実現することができ
る。

【００５０】（実施例４） 他の実施例を図９に示すフローチャートを参照して説明
する。この実施例は、図８に示す実施例３において、再
生サブルーチンの各段階の直前にそれぞれ図９に示す基
準値Ｖｒｅｆ変更ステップ（Ｓ３０５）を実行すること
をその特徴としている。

【００５１】更に具体的に説明すると、予熱サブルーチ
ン（Ｓ２０６）直前に実施する基準値Ｖｒｅｆ変更ステ
ップ（Ｓ３０５）では、標準の電圧値（基準値）Ｖｒｅ
ｆは、バッテリ電圧が所定の標準値である場合における
モータＭの流量が予熱サブルーチン（Ｓ２０６）に必要
な流量に設定されている。同様に、燃焼サブルーチン
（Ｓ２０８）直前に実施する基準値Ｖｒｅｆ変更ステッ
プ（Ｓ３０５）では、標準の電圧値（基準値）Ｖｒｅｆ
は、バッテリ電圧が所定の標準値である場合におけるモ
ータＭの流量が燃焼サブルーチン（Ｓ２０８）に必要な
流量に設定されている。更に、冷却サブルーチン（Ｓ２
１０）直前に実施する基準値Ｖｒｅｆ変更ステップ（Ｓ
３０５）では、標準の電圧値（基準値）Ｖｒｅｆは、バ
ッテリ電圧が所定の標準値である場合におけるモータＭ
の流量が冷却サブルーチン（Ｓ２１０）に必要な流量に
設定されている。

【００５２】このようにすれば、電磁弁５の開度制御に
より再生の各段階に必要な流量値に再生用空気の流量を
制御できるという作用効果を奏することができ、エアポ
ンプ駆動用モータＭの制御を必要としないという利点を
奏する。 （実施例５） 他の実施例を図１０に示すフローチャートを参照して説
明する。

【００５３】この実施例は、図８に示す実施例３におい
て、図１０に示す流量制御サブルーチンを定期的に実行
することをその特徴としている。この流量制御サブルー
チンを以下に説明する。まず、エアフローメータ６から
再生用空気の流量を読み込み（Ｓ４００）、読み込んだ
流量が最小許容流量Ｑｔｈ１より小さいかどうかを調べ
（Ｓ４０２）、小さければ標準の電圧値（基準値）Ｖｒ
ｅｆを所定の単位量だけアップして（Ｓ４０４）、ステ
ップ４１０に進む。一方、流量が最小許容流量Ｑｔｈ１
以上なら、読み込んだ流量が最大許容流量Ｑｔｈ２より
大きいかどうかを調べ（Ｓ４０６）、大きければ標準の
電圧値（基準値）Ｖｒｅｆを所定の単位量だけダウンし
て（Ｓ４０８）、ステップ４１０に進む。ステップ４１
０では、再生サブルーチンの現在の再生段階を調べて、
ステップ４０２、４０６で用いている最小許容流量Ｑｔ
ｈ１及び最大許容流量Ｑｔｈ２が現在の再生段階に合っ
た最小許容流量Ｑｔｈ１及び最大許容流量Ｑｔｈ２と一
致するかどうかを調べ（Ｓ４１０）、一致すればメイン
ルーチン（すなわち再生サブルーチン）にリターンし、
一致しなければ現在の再生段階に適合した値に最小許容
流量Ｑｔｈ１及び最大許容流量Ｑｔｈ２を変更して（Ｓ
４１２）、メインルーチンにリターンする。

【００５４】なおこの実施例では、上記再生サブルーチ
ンの再生段階は、図３に示すように予熱サブルーチン
（Ｓ２０６）、燃焼サブルーチン（Ｓ２０８）及び冷却
サブルーチン（Ｓ２１０）からなることはもちろんであ
る。このようにすれば、バッテリ電圧の増大による電磁
弁５の損傷や劣化を防止するとともに、再生の各段階に
応じて再生用空気の流量をエアポンプ駆動用モータＭを
制御することなく精密に制御もすることができる。

【００５５】なお、図１０の割り込みルーチンは頻繁に
実行されるものとする。また、ステップ４１０、４１２
はステップ４００の前に実行してもよい。 （実施例６） 他の実施例を図４及び図１１を参照して説明する。この
実施例は、図１０に示す実施例５において、ステップ４
１０、ステップ４０８を変更したものである。ただし、
この実施例では、コントローラ９の回路は図４のものを
用い、電磁弁５としては比例制御弁を用いる。しかし、
バッテリ電圧ＶＢはコントローラ９に読み込まない。コ
ントローラ９はフィルタ２の再生に当たってそのメイン
ルーチンとして図３の再生サブルーチンを実行するもの
とする。

【００５６】以下、更に詳しく説明すると、エアフロー
メータ６から再生用空気の流量を読み込み（Ｓ４０
０）、読み込んだ流量が最小許容流量Ｑｔｈ１より小さ
いかどうかを調べ（Ｓ４０２）、小さければ電磁弁５に
印加するＰＷＭ制御電圧Ｖｏのデューティ比を単位量だ
けアップする（Ｓ４０４０）。これにより、電磁弁５が
現在の開度より更に少し開き、その分だけ再生用空気の
流量が増加する。一方、読み込んだ流量が最小許容流量
Ｑｔｈ１以上なら、流量が最大許容流量Ｑｔｈ２より大
きいかどうかを調べ（Ｓ４０６）、大きければ電磁弁５
に印加するＰＷＭ制御電圧Ｖｏのデューティ比を単位量
だけダウンする（Ｓ４０８０）。これにより、電磁弁５
が開度より更に少し閉じ、その分だけ再生用空気の流量
が減少する。

【００５７】従って、本実施例によれば、エアポンプ駆
動用モータＭをＰＷＭ制御することなく、再生用空気の
流量を制御できる。また、バッテリ電圧ＶＢが増大する
と、エアポンプ駆動用モータＭの回転数が増大して再生
用空気の流量が増大するため、自動的に電磁弁５への印
加電圧Ｖｏが大きく減少することになり、その結果とし
てバッテリ電圧ＶＢや電磁弁印加電圧の平均値をモニタ
することなく、電磁弁印加電圧の過大化を抑止すること
ができ、電磁弁５の損傷や劣化を同時に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】その再生時期到来を判定するフローチャートで
ある。

【図３】参考例のフィルタ再生ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図４】図１のコントローラ９の要部を示すブロック回
路図である。

【図５】図３のフローチャートで用いるテーブルの内容
を示す特性図である。

【図６】実施例１のフィルタ再生ルーチンを示すフロー
チャートである。

【図７】参考例を示すブロック回路図である。

【図８】実施例３のフィルタ再生ルーチンを示すフロー
チャートである。

【図９】実施例４のフィルタ再生ルーチンを示すフロー
チャートである。

【図１０】実施例５のフィルタ再生ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図１１】実施例６のフィルタ再生ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

２はフィルタ、３はヒータ（電熱手段）、４は温度セン
サ、５は電磁弁、６はエアフローメータ（流量検出手
段）、７はエアポンプ（給気手段）、８は圧力センサ
（圧力検出手段）、９はコントローラ（再生制御手
段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１０Ｓ ＺＡＢ ＺＡＢ (56)参考文献 特開 平２−256813（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−259620（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−284115（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両駆動用のディ−ゼルエンジンの排気経
   路に配設されたパティキュレ−ト捕集用のフィルタと、
   前記フィルタに再生用空気を導入するための再生用空気
   導入経路と、前記再生用空気導入経路に再生用空気を導
   入する電動の給気手段と、前記給気手段の再生時下流側
   に位置して前記再生用空気導入経路に配設される電磁弁
   と、前記フィルタの加熱により前記フィルタに捕集され
   たパティキュレ−トを燃焼させる電熱手段と、前記給気
   手段、電磁弁及び電熱手段へ給電するためのバッテリ
   と、再生期間にのみ前記バッテリから前記電磁弁へ通電
   して前記電磁弁を開放し、かつ、前記再生期間に前記バ
   ッテリから前記電熱手段及び給気手段へ通電して前記フ
   ィルタの再生を実行する再生制御手段とを備えるディー
   ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記電磁弁は、比例制御弁であり、 前記再生制御手段は、 検出した前記バッテリ電圧の変化方向と逆方向に前記電
   磁弁印加電圧のデューティ比を制御して、バッテリ電圧
   の変動による電磁弁印加電圧の変動を抑止し、かつ、前
   記バッテリ電圧が所定の基準値よりも高くなるほど前記
   デューティ比の低下率を増大させ、前記バッテリ電圧が
   前記所定の基準値よりも低くなるほど前記デューティ比
   の増加率を増大させることを特徴とする車両用ディーゼ
   ルエンジンの排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の車両用ディーゼルエンジン
   の排気ガス浄化装置において、 前記再生制御手段は、前記再生期間中の各再生段階の前
   記再生用空気の目標流量の変化に対応して前記基準値を
   変更して前記再生用空気の流量を前記目標流量の変化に
   追従させることを特徴とする車両用ディーゼルエンジン
   の排気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】車両駆動用のディ−ゼルエンジンの排気経
   路に配設されたパティキュレ−ト捕集用のフィルタと、
   前記フィルタに再生用空気を導入するための再生用空気
   導入経路と、前記再生用空気導入経路に再生用空気を導
   入する電動の給気手段と、前記給気手段の再生時下流側
   に位置して前記再生用空気導入経路に配設される電磁弁
   と、前記フィルタの加熱により前記フィルタに捕集され
   たパティキュレ−トを燃焼させる電熱手段と、前記給気
   手段、電磁弁及び電熱手段へ給電するためのバッテリ
   と、再生期間にのみ前記バッテリから前記電磁弁へ通電
   して前記電磁弁を開放し、かつ、前記再生期間に前記バ
   ッテリから前記電熱手段及び給気手段へ通電して前記フ
   ィルタの再生を実行する再生制御手段とを備えるディー
   ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記電磁弁は、比例制御弁であり、 前記再生制御手段は、検出した電磁弁印加電圧の平均値
   が所定の基準値となるように前記電磁弁印加電圧のデュ
   ーティ比を制御して前記バッテリ電圧の変動による電磁
   弁印加電圧の変動を抑止し、かつ、前記バッテリ電圧が
   所定の基準値よりも高くなるほど前記基準値の低下率を
   増大させ、前記バッテリ電圧が前記所定の基準値よりも
   低くなるほど前記基準値の増加率を増大させることを特
   徴とする車両用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装
   置。
4. 【請求項４】請求項３記載の車両用ディーゼルエンジン
   の排気ガス浄化装置において、 前記再生制御手段は、前記再生期間中の各再生段階の前
   記再生用空気の目標流量の変化に対応して前記基準値を
   変更して前記再生用空気の流量を前記目標流量の変化に
   追従させることを特徴とする車両用ディーゼルエンジン
   の排気ガス浄化装置。
5. 【請求項５】請求項３または４記載の車両用ディーゼル
   エンジンの排気ガス浄化装置において、 再生用空気の流量を検出する検出手段を備え、 前記再生制御手段は、検出した前記再生用空気の流量に
   応じて前記基準値を変化させて前記再生用空気の流量の
   変動を抑止することを特徴とする車両用ディーゼルエン
   ジンの排気ガス浄化装置。