JP3448940B2 - ディーゼル機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関の排気
浄化装置に関し、特に、フィルタに捕集された排気微粒
子を電気ヒータにより燃焼除去させてフィルタを再生さ
せる再生手段の制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼル機関から排出される排
気微粒子を低減するための排気浄化装置としては、例え
ば、特開昭５６−９２３１８号公報に示されるようなも
のがある。これは排気通路中に２つのフィルタ（トラッ
パ）を並列して設け、排気制御弁によって夫々のフィル
タへの排気流量を制御すると共に、各フィルタに捕集さ
れた排気微粒子を電気ヒータにより燃焼除去させてフィ
ルタを再生させる再生手段を設けたものである。

【０００３】かかる構成の動作を述べると、先ず、排気
制御弁により一方のフィルタへの排気流量を絞り、他方
のフィルタに排気の大半を流し、このフィルタで排気微
粒子を捕集する。機関が所定時間運転され、フィルタへ
の排気微粒子捕集量が増加して、フィルタの捕集機能が
低下すると、排気制御弁により他方のフィルタへの排気
流量を絞り、一方のフィルタに排気の大半を流すように
する。

【０００４】このとき、捕集を終えたフィルタへ排気微
粒子の燃焼に必要な酸素量が供給されるように、排気制
御弁によって排気の通過量を制御すると共に、対応する
電気ヒータに通電を行い、捕集された排気微粒子を燃焼
除去し、フィルタの再生を行う。このような従来のディ
ーゼル機関の排気浄化装置にあっては、電気ヒータへの
電力は、オルタネータの発電並びにバッテリからの放電
によって供給するのが一般的である。

【０００５】しかしながら、フィルタ再生時には多くの
電力を必要とするため、バッテリの充電量、又はオルタ
ネータの発電量が不十分なときに電気ヒータへの通電が
行われると、バッテリが上がってしまい、車両に用いら
れている他の電装部品の作動に支障を来すと共に、フィ
ルタの再生不足が生じる虞がある。このため、特開昭５
９−９６４１６号公報に開示された技術にあっては、機
関回転数が低い状態、つまり、オルタネータの発電量が
十分ではない状態が長時間継続した場合には、電気ヒー
タへの通電を停止し、バッテリの過放電を防止するよう
にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した特開昭５９−
９６４１６号公報に開示された従来技術にあっては、オ
ルタネータ、即ち、エンジンの回転数でのみオルタネー
タの発電状態を判定するようにしているため、電気ヒー
タへの通電を許可する機関回転数の設定によっては、オ
ルタネータの温度が高く、実際にはオルタネータの発電
量が不十分な状態でも電気ヒータへの通電を許可し、フ
ィルタの再生不足やバッテリの過放電を招く虞があっ
た。

【０００７】図１３は、オルタネータの発電特性を示す
図で、オルタネータは高温になると発電効率が低下する
ことが判る。例えば、図１３の特性を持つオルタネータ
を用いたディーゼル機関の排気浄化装置において、オル
タネータの発電量が８５Ａのときにフィルタ再生に要す
る電力を十分に賄えるとして、通電を許可するオルタネ
ータ回転数を２０００ｒｐｍ以上と設定したとする。

【０００８】この場合、オルタネータの温度が高いとき
は、約３０００ｒｐｍ以下の範囲では実際の発電量が不
十分であるのに、通電が許可されることになる。逆に、
通電を許可するオルタネータ回転数を３０００ｒｐｍ以
上と設定したとすると、通電される機会が減少し、フィ
ルタの再生がなかなか完了しないという事態が発生す
る。

【０００９】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、オルタネータの発電特性に着目して、オルタ
ネータの温度が所定値より低い場合と高い場合とで、電
気シータの通電を許可する機関回転数の設定値を変化さ
せて設定する構成により、オルタネータの発電状態が良
好な場合のみ電気ヒータの通電がなされるようにして、
フィルタの再生不足やバッテリの過放電を防止すること
を目的とする。

【００１０】又、本発明は、フィルタ再生終了を正確に
判断することを目的とする。更に、本発明は、再生動作
中のフィルタの再生を確実に完了させ、燃費、機関出力
及び運転性の悪化を招くのを防止することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、図１に示すように、ディーゼル機関の排気通
路の途中に介装されてディーゼル機関から排出される排
気微粒子を捕集するフィルタと、前記フィルタに捕集さ
れた排気微粒子を電気ヒータにより燃焼除去させてフィ
ルタを再生させる再生手段と、前記排気通路の途中に介
装されて、フィルタの再生時にフィルタに流入する排気
流量を制御する排気制御手段と、を含んで構成されたデ
ィーゼル機関の排気浄化装置において、オルタネータの
回転数を検出するオルタネータ回転数検出手段と、オル
タネータの温度を検出するオルタネータ温度検出手段
と、前記オルタネータ温度検出手段により検出されたオ
ルタネータ温度に応じて、前記電気ヒータの通電を許可
するオルタネータ回転数を設定する設定手段と、前記オ
ルタネータ回転数検出手段により検出されたオルタネー
タ回転数と前記設定手段により設定された設定回転数と
を比較する比較手段と、前記各フィルタの再生時に、前
記比較手段の比較結果に基づいて、オルタネータ回転数
が設定回転数以上で、前記再生手段の電気ヒータに通電
する電気ヒータ通電制御手段と、を含んで構成し、 さら
に、図２に示すように、 前記電気ヒータへの通電時間と
非通電時間とから再生中のフィルタの温度を推定するフ
ィルタ温度推定手段と、 前記フィルタ温度推定手段によ
り推定されたフィルタ温度と所定温度とを比較するフィ
ルタ温度比較手段と、 前記フィルタ温度が所定温度以上
となった時間を計測する計測手段と、 前記計測手段によ
る計測時間と所定時間とを比較する時間比較手段と、 前
記フィルタ温度比較手段と時間比較手段の比較結果に基
づいて、フィルタ温度が所定温度以上となった時間が所
定時間経過した場合、再生終了と判定する再生終了判定
手段と、を含んで構成した。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記設定手段を、
オルタネータ温度が低い時に電気ヒータの通電を許可す
るオルタネータ回転数を低く設定し、オルタネータ温度
が高い時に電気ヒータの通電を許可するオルタネータ回
転数を高く設定する構成とした。請求項３記載の発明
は、図２に示すように、前記電気ヒータへの通電時間と
非通電時間とから再生中のフィルタの温度を推定するフ
ィルタ温度推定手段と、前記フィルタ温度推定手段によ
り推定されたフィルタ温度と所定温度とを比較するフィ
ルタ温度比較手段と、前記フィルタ温度が所定温度以上
となった時間を計測する計測手段と、前記計測手段によ
る計測時間と所定時間とを比較する時間比較手段と、前
記フィルタ温度比較手段と時間比較手段の比較結果に基
づいて、フィルタ温度が所定温度以上となった時間が所
定時間経過した場合、再生終了と判定する再生終了判定
手段と、を含んで構成した。

【００１３】請求項３記載の発明は、図３に示すよう
に、ディーゼル機関の運転状態を検出する運転状態検出
手段と、前記運転状態検出手段により検出された運転状
態に基づいて捕集中のフィルタへの排気微粒子捕集量を
演算する捕集量演算手段と、前記捕集量演算手段により
演算された排気微粒子捕集量と第１設定値とを比較する
第１の排気微粒子捕集量比較手段と、前記第１の排気微
粒子捕集量比較手段の比較結果に基づいて、排気微粒子
捕集量が第１設定値に達した場合に再生時期と判定する
再生時期判定手段と、前記再生時期判定手段により再生
時期が判定された際にフィルタが再生されるように前記
排気制御手段と前記電気ヒータとを制御する制御手段
と、前記捕集量演算手段により演算された排気微粒子捕
集量と前記第１設定値より小さい第２設定値とを比較す
る第２の排気微粒子捕集量比較手段と、フィルタが再生
完了したか否かを判定する再生完了判定手段と、前記第
２の排気微粒子捕集量比較手段の比較結果及び前記再生
完了判定手段の判定結果に基づいて、排気微粒子捕集量
が第２設定値に達し、かつフィルタの再生が完了してい
ないと判定された際に、前記オルタネータ回転数とオル
タネータ温度に基づく電気ヒータ通電制御と関係なく、
再生中のフィルタの再生が完了するように電気ヒータへ
の通電を行う電気ヒータ通電手段と、を含んで構成し
た。

【００１４】請求項４記載の発明は、前記運転状態検出
手段を、ディーゼル機関の回転数を検出する回転数検出
手段と、ディーゼル機関の負荷を検出する負荷検出手段
と、を含んで構成した。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明において、電気ヒータの通
電を許可するオルタネータ回転数がオルタネータ温度に
応じて設定され、各フィルタの再生時に、オルタネータ
回転数が設定回転数以上で、電気ヒータに通電される。
具体的には、請求項２記載の発明の如く、オルタネータ
温度が低い時に電気ヒータの通電を許可するオルタネー
タ回転数が低く設定され、オルタネータ温度が高い時に
電気ヒータの通電を許可するオルタネータ回転数が高く
設定される。

【００１６】従って、温度によって発電効率が変化する
オルタネータの発電状態が良好な場合のみ電気ヒータの
通電が行われ、オルタネータの温度が高く、実際にはオ
ルタネータの発電量が不十分な状態では電気ヒータへの
通電が許可されず、バッテリの過放電を防止できると共
に、電気ヒータへ通電される機会が増え、フィルタの再
生を効果的に完了させることができる。

【００１７】また、電気ヒータへの通電時間及び非通電
時間から、フィルタ温度が推定され、フィルタ温度が所
定温度以上となった時間が所定時間を経過すると、フィ
ルタの再生終了が判定される。従って、オルタネータの
作動状態により電気ヒータへの通電及び非通電状態が時
々刻々と変化する場合でも、フィルタ再生終了を正確に
判断でき、ひいてはフィルタの確実な再生が可能とな
る。

【００１８】請求項３記載の発明は、ディーゼル機関の
運転状態、例えば、請求項４記載の発明の如く機関の回
転数と負荷から定まる運転条件に基づいてフィルタへの
排気微粒子捕集量が演算され、排気微粒子捕集量が第１
設定値に達すると、再生時期と判定し、この判定結果よ
りフィルタが再生されるように排気制御手段と電気ヒー
タとが制御され、排気微粒子捕集量が前記第１設定値よ
りも小さい第２設定値に達し、かつ、フィルタの再生が
完了していないと判定された場合には、オルタネータ回
転数及び温度に係わらず、当該フィルタの再生が完了す
るように電気ヒータへの通電が行われる。

【００１９】従って、オルタネータの作動条件が整わ
ず、電気ヒータへの通電が行われない時期が長く続くよ
うな場合でも、捕集中のフィルタへの排気微粒子捕集量
が第１設定値に達して再生が必要な状態になる前に、再
生動作中のフィルタの再生を確実に完了させることがで
き、複数のフィルタが再生を必要とする状態となって
も、燃費、機関出力及び運転性の悪化を招くのを防止で
きるという効果が得られる。

【００２０】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図４において、ディーゼル機関（以下、エンジ
ンと言う）１の排気通路２は複数（本実施例では２つ）
に分岐した後再び合流するように構成される。各分岐排
気通路３Ａ，３Ｂには、エンジン１から排出される排気
微粒子を捕集するフィルタ４Ａ，４Ｂが夫々装着され
る。これらのフィルタ４Ａ，４Ｂの素材としては、セラ
ミック繊維、セラミックフォーム、メタルフォーム、焼
結金属の何れを使用しても構わない。

【００２１】各フィルタ４Ａ，４Ｂの下流の分岐排気通
路３Ａ，３Ｂには、各フィルタ４Ａ，４Ｂの再生時に当
該各フィルタ４Ａ，４Ｂに流入する排気流量を制御する
排気制御手段としての排気制御装置の制御弁５Ａ，５Ｂ
が介装され、該制御弁５Ａ，５Ｂはこれと共に排気制御
装置を構成する駆動装置６Ａ，６Ｂによって駆動され
る。各フィルタ４Ａ，４Ｂに捕集された排気微粒子を電
気ヒータ７Ａ，７Ｂにより燃焼除去させてフィルタ４
Ａ，４Ｂを再生させる再生手段が設けられており、前記
電気ヒータ７Ａ，７Ｂは、各フィルタ４Ａ，４Ｂの上流
側端面近傍の分岐排気通路３Ａ，３Ｂ内に夫々配設され
る。各電気ヒータ７Ａ，７Ｂは、ヒータリレー８Ａ，８
Ｂを介してバッテリ９及びオルタネータ１０に接続され
る。

【００２２】そして、排気通路２を流れる排気ガスは、
各分岐排気通路３Ａ，３Ｂで分岐して、各フィルタ４
Ａ，４Ｂを通過して流れ、これにより、排気ガス中の排
気微粒子がフィルタ４Ａ，４Ｂに捕集される。フィルタ
４Ａ，４Ｂの再生時にはバッテリ９及びオルタネータ１
０からヒータリレー８Ａ，８Ｂを介して電気ヒータ７
Ａ，７Ｂに電力が供給される。

【００２３】一方、エンジン１の回転数ＮＥを検出する
エンジン回転センサ２０と、負荷（コントロールレバー
開度ＣＬ）を検出するコントロールレバー開度センサ２
１とが設けられており、これら各センサ２０，２１から
出力される検出信号はコントロールユニット３０に入力
される。又、オルタネータ１０には、オルタネータ回転
数を検出する手段としてのオルタネータ回転センサ２２
と、オルタネータ温度を検出する手段としてのオルタネ
ータ温度センサ２３とが設けられており、これら各セン
サ２２，２３から出力される検出信号はコントロールユ
ニット３０に入力される。

【００２４】そして、コントロールユニット３０から
は、前記ヒータリレー８Ａ，８Ｂ及び制御弁５Ａ，５Ｂ
の駆動装置６Ａ，６Ｂに制御信号が出力され、コントロ
ールユニット３０は、入力された検出信号に基づいて、
前記各フィルタ４Ａ，４Ｂの電気ヒータ７Ａ，７Ｂへの
通電を制御すると共に、制御弁５Ａ，５Ｂの駆動装置６
Ａ，６Ｂを制御する。

【００２５】ここで、前記オルタネータ温度センサ２３
により検出されたオルタネータ温度に応じて、前記電気
ヒータ７Ａ，７Ｂの通電を許可するオルタネータ回転数
を設定する設定手段であって、前記オルタネータ温度検
出手段により検出されたオルタネータ温度と所定値とを
比較するオルタネータ温度比較手段と、該比較手段の比
較結果に基づいて、オルタネータ温度が所定値より低い
場合は第１設定回転数を設定し、高い場合は第１設定回
転数より高い第２の設定回転数を設定する手段と、前記
オルタネータ回転センサ２２により検出されたオルタネ
ータ回転数と前記設定手段により設定された設定回転数
とを比較する比較手段と、前記各フィルタ４Ａ，４Ｂの
再生時に、前記比較手段の比較結果に基づいて、オルタ
ネータ回転数が第１設定回転数以上又は第２設定回転数
以上で、前記電気ヒータ７Ａ，７Ｂに通電する電気ヒー
タ通電制御手段と、がコントロールユニット３０にソフ
トウェア的に装備されている。

【００２６】又、電気ヒータ７Ａ，７Ｂへの通電時間と
非通電時間とから再生中のフィルタ４Ａ，４Ｂの温度を
推定するフィルタ温度推定手段と、前記フィルタ温度推
定手段により推定されたフィルタ温度と所定温度とを比
較するフィルタ温度比較手段と、前記フィルタ温度が所
定温度以上となった時間を計測する計測手段と、前記計
測手段による計測時間と所定時間とを比較する時間比較
手段と、前記フィルタ温度比較手段と時間比較手段の比
較結果に基づいて、フィルタ温度が所定温度以上となっ
た時間が所定時間経過した場合、再生終了と判定する再
生終了判定手段と、がコントロールユニット３０にソフ
トウェア的に装備されている。

【００２７】更に、エンジン１の運転状態を検出する運
転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて捕
集中のフィルタ４Ａ，４Ｂへの排気微粒子捕集量を演算
する捕集量演算手段と、前記捕集量演算手段により演算
された排気微粒子捕集量と第１設定値とを比較する第１
の排気微粒子捕集量比較手段と、前記第１の排気微粒子
捕集量比較手段の比較結果に基づいて、排気微粒子捕集
量が第１設定値に達した場合に再生時期と判定する再生
時期判定手段と、前記再生時期判定手段により再生時期
が判定された際に予め定めた再生順序に従って今回指定
されたフィルタ４Ａ，４Ｂが再生されるように前記排気
制御弁５Ａ，５Ｂと前記電気ヒータ７Ａ，７Ｂとを制御
する制御手段と、前記捕集量演算手段により演算された
排気微粒子捕集量と前記第１設定値より小さい第２設定
値とを比較する第２の排気微粒子捕集量比較手段と、前
記再生動作を指定されたフィルタ４Ａ，４Ｂが再生完了
したか否かを判定する再生完了判定手段と、前記第２の
排気微粒子捕集量比較手段の比較結果及び前記再生完了
判定手段の判定結果に基づいて、排気微粒子捕集量が第
２設定値に達し、かつ再生動作を指定されたフィルタ４
Ａ，４Ｂの再生が完了していないと判定された際に、前
記オルタネータ回転数とオルタネータ温度に基づく電気
ヒータ通電制御と関係なく、再生中のフィルタ４Ａ，４
Ｂの再生が完了するように電気ヒータ７Ａ，７Ｂへの通
電を行う電気ヒータ通電手段と、がコントロールユニッ
ト３０にソフトウェア的に装備されている。

【００２８】次に、かかる構成の作用を図５及び図６の
フローチャートに従って説明する。先ず、図５のフロー
チャートにおいて、ステップ１（図ではＳ１と略記す
る。以下同様）では、エンジン回転センサ２０と、コン
トロールレバー開度センサ２１とにより夫々検出された
エンジン回転数ＮＥ及びコントロールレバー開度ＣＬを
読み込む。

【００２９】次に、ステップ２で、ステップ１で読み込
んだ回転数ＮＥ及びコントロールレバー開度ＣＬに基づ
いて、コントロールユニット３０内にソフトウェア的に
装備された図７のマップから単位時間当たりの排気微粒
子（以下、ＰＭと言う）の排出量を読み取る。ステップ
３では、フィルタ４Ａが再生中であるか否かを、再生フ
ラグＡがＯＮであるか否かで判定し、フィルタ４Ａが再
生中ではない場合はステップ４に進む。このステップ４
では、フィルタ４Ｂが再生中であるか否かを、再生フラ
グＢがＯＮであるか否かで判定し、フィルタ４Ａが再生
中ではない場合はステップ５に進む。このステップ５で
は、ステップ２で求めたＰＭ排出量に基づいて、フィル
タ４Ａ，４ＢのＰＭ捕集量ＰＭＡ及びＰＭＢを夫々求め
る。

【００３０】次のステップ６では、フィルタ４ＡのＰＭ
捕集量ＰＭＡが所定値α₁ に達したか否か、即ち、フィ
ルタ４Ａの再生時期になったか否かを判定する。フィル
タ４Ａが再生時期になっていないと判定された場合は、
ステップ７に進む。このステップ７では、フィルタ４Ｂ
のＰＭ捕集量ＰＭＢが所定値α₁ に達したか否か、即
ち、フィルタ４Ｂの再生時期になったか否かを判定す
る。フィルタ４Ｂも再生時期になっていないと判定され
た場合は、ステップ１に戻る。

【００３１】ステップ６において、フィルタ４Ａが再生
時期になっていると判定された場合には、ステップ９に
進む。このステップ９では、再生フラグＡをＯＮにし、
かつフィルタＡの再生を開始するため、排気制御弁５Ａ
を閉じる。又、図８からエンジン回転数ＮＥ、負荷ＣＬ
を基に、再生開始時のフィルタ温度ＴＦＡを読み取る。
次に、ステップ１０に進んで、オルタネータ１０の作動
状態に基づく電気ヒータ７Ａの通電制御を行う。この通
電制御については後述する。

【００３２】ステップ１１においては、ステップ１０で
求めた後述の再生時間ｔＲＡが所定時間に達したき否
か、即ち、フィルタ４Ａの再生が終了したか否かを判定
する。フィルタ４Ａの再生が終了していないときにはス
テップ１に戻り、終了したときは次のステップ１２に進
む。ステップ１２では、再生フラグＡをＯＦＦにすると
共に、排気制御弁５Ａを開放し、電気ヒータ７Ａへの通
電を止める。又、一連の制御中に演算した諸量、後述の
再生時間ｔＲＡ，ｔＲＡ´、フィルタ４Ａの捕集量ＰＭ
Ａを０にリセットする。

【００３３】ステップ７において、フィルタ４Ｂが再生
時期になっていると判定された場合には、以後、フィル
タ４Ｂ側において、フィルタ４Ａ側のステップ９〜１２
と同様の処理を行う。即ち、ステップ１４では、再生フ
ラグＢをＯＮにし、かつフィルタ４Ｂの再生を開始する
ため、排気制御弁５Ｂを閉じる。又、図８からエンジン
回転数ＮＥ、負荷ＣＬを基に、再生開始時のフィルタ温
度ＴＦＢを読み取る。

【００３４】次に、ステップ１５に進んで、オルタネー
タ１０の作動状態に基づく電気ヒータ７Ｂの通電制御を
行う。この通電制御についても後述する。ステップ１６
においては、ステップ１５で求めた後述の再生時間ｔＲ
Ｂが所定時間に達したき否か、即ち、フィルタ４Ｂの再
生が終了したか否かを判定する。フィルタ４Ｂの再生が
終了していないときにはステップ１に戻り、終了したと
きは次のステップ１７に進む。

【００３５】ステップ１７では、再生フラグＢをＯＦＦ
にすると共に、排気制御弁５Ｂを開放し、電気ヒータ７
Ｂへの通電を止める。又、一連の制御中に演算した諸
量、後述の再生時間ｔＲＢ，ｔＲＢ´、フィルタ４Ｂの
捕集量ＰＭＢを０にリセットする。一方、ステップ３に
おいて、フィルタ４Ａが再生中であると判定された際に
は、ステップ８に進む。このステップ８では、ステップ
２で求めたＰＭ排出量を基に、フィルタ４ＢのＰＭ捕集
量を求め、その後、ステップ１０に進んで、フィルタ４
Ａの再生制御を実行する。

【００３６】又、ステップ４において、フィルタＢが再
生中であると判定された際には、ステップ１３に進む。
このステップ１３では、ステップ２で求めたＰＭ排出量
を基に、フィルタ４ＡのＰＭ捕集量を求め、その後、ス
テップ１５に進んで、フィルタ４Ｂの再生制御を実行す
る。次に、かかるフローチャートのステップ１０及びス
テップ１５の電気ヒータ通電制御を図６のフローチャー
トに従って説明する。

【００３７】尚、電気ヒータ７Ａ，７Ｂの通電制御方法
は同様であるから、ステップ１０における一方の電気ヒ
ータ７Ａの通電制御についてのみ説明する。この場合、
ステップ１５の他方の電気ヒータ７Ｂの通電制御は、図
６のフローチャートのフィルタ４Ａ側とフィルタ４Ｂ側
の制御を入れ替えたものである。即ち、図６のフローチ
ャートにおいて、ステップ１８では、フィルタ４ＢのＰ
Ｍ捕集量ＰＭＢが所定値α₂ に達していないか否かを判
定する。所定値α₂ はステップ３及び４で用いた所定値
α₁ より小さい値である。

【００３８】ステップ１８でＰＭ捕集量ＰＭＢが所定値
α₂ 以下と判定された場合は、ステップ１９に進み、オ
ルタネータ回転センサ２２及びオルタネータ温度センサ
２３で検出されたオルタネータ回転数ＮＡＬＴと温度Ｔ
ＡＬＴとを読み込む。次に、ステップ２０にて、オルタ
ネータ温度ＴＡＬＴが所定温度Ｔ₁ 以下であるか否かを
判定する。オルタネータ温度ＴＡＬＴが所定温度Ｔ₁ 以
下と判定されると、ステップ２１に進み、オルタネータ
回転数ＮＡＬＴが第１設定回転数Ｎ１以上であるか否か
を判定する。オルタネータ回転数ＮＡＬＴが第１設定回
転数Ｎ１以上である場合には、ステップ２３に進み、電
気ヒータ７Ａに通電を行う。

【００３９】ステップ２０にて、オルタネータ温度ＴＡ
ＬＴが所定温度Ｔ₁ を越えたと判定されると、ステップ
２２に進み、オルタネータ回転数ＮＡＬＴが第１設定回
転数Ｎ１よりも高い第１設定回転数Ｎ２以上であるか否
かを判定する。オルタネータ回転数ＮＡＬＴが第２設定
回転数Ｎ２以上である場合には、ステップ２３に進み、
電気ヒータ７Ａに通電を行う。

【００４０】ステップ２１及びステップ２２で、オルタ
ネータ回転数ＮＡＬＴが夫々設定回転数未満と判定され
た場合は、ステップ２４に進んで、電気ヒータ７Ａへの
通電を中止する。以上のステップ２０からステップ２４
までの制御をまとめると図９のような特性となる。

【００４１】次に、ステップ２３で電気ヒータ７Ａに通
電された後の制御、即ち、ステップ２５〜２７の作用を
説明する。ステップ２５において、フィルタ４Ａの温度
ＴＦＡが所定温度ＴＲ以上であるか否かを判定する。こ
こで、所定温度ＴＲは捕集された排気微粒子が燃焼する
温度であり、このステップ２５では排気微粒子が燃焼し
ているか否かの判定を行っている。

【００４２】ステップ２５でフィルタ４Ａの温度ＴＦＡ
が所定温度ＴＲ以上であると判定された場合は、ステッ
プ２６で再生時間のカウントを次式によって行う。 ｔＲＡ＝ｔＲＡ´＋Δｔ ここで、Δｔは図５及び図６の制御を行う周期、ｔＲＡ
は現時点での再生時間の累積、ｔＲＡ´は前回までの再
生時間の累積である。

【００４３】ステップ２６で再生時間をカウントした
後、又はステップ２５でフィルタＡの温度ＴＦＡが所定
温度ＴＲ未満と判定された場合は、ステップ２７に進
む。ステップ２７では、図１０のフィルタ昇温特性線図
から、時間Δｔだけ通電した後のフィルタ温度ＴＦ（こ
の場合は、ＴＦＡ）を求める。一方、ステップ２４で電
気ヒータＡに通電されない後の制御、即ち、ステップ２
８〜３０の作用を説明する。

【００４４】ステップ２８において、図１１のフィルタ
降温特性線図から、時間Δｔ経過後のフィルタ温度ＴＦ
（この場合は、ＴＦＡ）を求める。ステップ２９では、
フィルタ温度ＴＦＡが所定温度ＴＲ以上であるか否かを
判定し、フィルタ温度ＴＦＡが所定温度ＴＲ以上である
と判定されると、次のステップ３０で再生時間のカウン
トを行う。このステップ２９，３０はステップ２５，２
６と同様である。

【００４５】以上のようにして、ステップ２５〜２７の
電気ヒータ通電処理、或いはステップ２８〜３０の電気
ヒータ非通電処理を終えると、ステップ３１に進み、再
生時間ｔＲＡの値をｔＲＡ´として記憶させた後、図５
のステップ１１に戻る。尚、ステップ１８で、ＰＭ捕集
量ＰＭＢが所定値α₂ に達している場合は、ステップ１
９〜２２のオルタネータ作動状態による電気ヒータ通電
制御を行わず、ステップ２３に直接進んで、電気ヒータ
７Ａに通電を行う。

【００４６】これは、捕集中のフィルタ４ＢのＰＭ捕集
量がα₂ に達した時点で、再生中のフィルタ４Ａの再生
が完了していない場合に、引続きオルタネータ作動状態
による電気ヒータへの通電制御を行っていると（オルタ
ネータ作動状態が電気ヒータ非通電の領域にあり続けた
場合）、フィルタ４Ａの再生が完了する前に、捕集中の
フィルタ４ＢのＰＭ捕集量がα₁ に達して、フィルタ４
Ｂも再生を行わなければならない状態になる虞があるた
めである。

【００４７】従って、ステップ１８にて、再生中のフィ
ルタ４Ａの再生を完了させるために、強制的に電気ヒー
タ７Ａに通電を行う必要があるか否かを選定することに
しているのである。かかる判定内容は模式的に図１２の
特性図に表される。尚、上記の実施例においては、オル
タネータ１０の回転数を直接検出する回転センサ２２を
設けるようにしているが、オルタネータ１０とエンジン
１のクランク軸とのプーリ比とエンジン回転数とからオ
ルタネータ回転数を検出する構成としても良い。

【００４８】かかる実施例の構成によると、オルタネー
タ温度が所定値より低い場合は、オルタネータ回転数が
第１設定回転数以上で電気ヒータに通電し、オルタネー
タ温度が所定値より高い場合はオルタネータ回転数が第
１設定回転数より高い第２設定回転数以上で電気ヒータ
７Ａ，７Ｂに通電するようにし、温度によって発電効率
が変化するオルタネータ１０の発電状態が良好な場合の
み電気ヒータ７Ａ，７Ｂの通電を行う構成としたから、
オルタネータ１０の温度が高く、実際にはオルタネータ
１０の発電量が不十分な状態では電気ヒータ７Ａ，７Ｂ
への通電が許可されず、バッテリ９の過放電を防止でき
ると共に、電気ヒータ７Ａ，７Ｂへ通電される機会が増
え、フィルタの再生を効果的に完了させることができ
る。

【００４９】又、かかる効果により、オルタネータ１０
やバッテリ９の容量の拡大が最小限で済むという利点も
ある。更に、本実施例によると、電気ヒータ７Ａ，７Ｂ
への通電時間及び非通電時間から、フィルタ温度を演算
して求め、フィルタ温度が所定温度以上となった時間が
所定時間を経過すると、フィルタ４Ａ，４Ｂの再生終了
と判定する構成としたから、オルタネータ１０の作動状
態により電気ヒータ７Ａ，７Ｂへの通電及び非通電状態
が時々刻々と変化する場合でも、フィルタ再生終了を正
確に判断でき、ひいてはフィルタ４Ａ，４Ｂの確実な再
生が可能となる。

【００５０】又、本実施例によると、エンジンの回転数
と負荷から定まる運転条件に基づいてフィルタ４Ａ，４
Ｂへの排気微粒子捕集量を演算し、排気微粒子捕集量が
第１設定値に達すると、再生時期と判定し、この判定結
果より予め定めた再生順序に従い指定されたフィルタ４
Ａ，４Ｂが再生されるように排気制御弁５Ａ，５Ｂと電
気ヒータ７Ａ，７Ｂとを制御し、排気微粒子捕集量が前
記第１設定値よりも小さい第２設定値に達し、かつ、再
生動作が指定されたフィルタ４Ａ，４Ｂの再生が完了し
ていないと判定された場合には、オルタネータ回転数及
び温度に係わらず、当該フィルタ４Ａ，４Ｂの再生が完
了するように電気ヒータ７Ａ，７Ｂへの通電を行う構成
としたから、オルタネータ１０の作動条件が整わず、電
気ヒータ７Ａ，７Ｂへの通電が行われない時期が長く続
くような場合でも、捕集中のフィルタ４Ａ，４Ｂへの排
気微粒子捕集量が第１設定値に達して再生が必要な状態
になる前に、再生動作中のフィルタ４Ａ，４Ｂの再生を
確実に完了させることができ、複数のフィルタ４Ａ，４
Ｂが再生を必要とする状態となっても、燃費、エンジン
出力及び運転性の悪化を招くのを防止できるという効果
が得られる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によると、電気ヒータの通電を許可するオルタネータ
回転数をオルタネータ温度に応じて設定し、具体的に
は、請求項２記載の発明の如く、オルタネータ温度が低
い時に電気ヒータの通電を許可するオルタネータ回転数
が低く設定し、オルタネータ温度が高い時に電気ヒータ
の通電を許可するオルタネータ回転数が高く設定し、フ
ィルタの再生時に、オルタネータ回転数が設定回転数以
上で電気ヒータに通電を行う構成としたから、温度によ
って発電効率が変化するオルタネータの発電状態が良好
な場合のみ電気ヒータの通電が行われ、バッテリの過放
電やフィルタの再生不良の発生を防止することができ
る。

【００５２】また、オルタネータの作動状態により電気
ヒータへの通電及び非通電状態が時々刻々と変化する場
合でも、フィルタ再生終了を正確に判断でき、ひいては
フィルタの確実な再生が可能となる。請求項３記載の発
明によれば、オルタネータの作動条件が整わず、電気ヒ
ータへの通電が行われない時期が長く続くような場合で
も、捕集中のフィルタへの排気微粒子捕集量が第１設定
値に達して再生が必要な状態になる前に、再生動作中の
フィルタの再生を確実に完了させることができ、複数の
フィルタが再生を必要とする状態となっても、燃費、機
関出力及び運転性の悪化を招くのを防止できるという効
果が得られる。

【００５３】請求項４記載の発明によれば、請求項４記
載の発明のフィルタへの排気微粒子捕集量を機関回転数
と負荷とから容易に演算することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１記載の発明の構成図

【図２】 請求項３記載の発明の構成図

【図３】 請求項４記載の発明の構成図

【図４】 同上装置の一実施例のシステム図

【図５】 同上実施例の作用を説明するフローチャート

【図６】 同上実施例の作用を説明するフローチャート

【図７】 機関運転状態による排気微粒子量のマップ

【図８】 機関運転状態によるフィルタ温度のマップ

【図９】 オルタネータ回転数及び温度による電気ヒー
タへの通電領域マップ

【図10】 フィルタの昇温特性図

【図11】 フィルタの降温特性図

【図12】 排気微粒子捕集量と再生制御状態を示す特性
図

【図13】 オルタネータの発電特性図

【符号の説明】 １ エンジン ２ 排気通路 ３Ａ，３Ｂ 分岐排気通路 ４Ａ，４Ｂ フィルタ ５Ａ，５Ｂ 排気制御弁 ６Ａ，６Ｂ 駆動装置 ７Ａ，７Ｂ 電気ヒータ ９ バッテリ １０ オルタネータ ２０ エンジン回転センサ ２１ コントロールレバー開度センサ ２２ オルタネータ回転センサ ２３ オルタネータ温度センサ ３０ コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 1/00 ３０１ Ｈ０２Ｊ 1/00 ３０１Ｂ (56)参考文献 特開 昭59−96416（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−233124（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−214927（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−74572（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−27227（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/02 F02D 29/06 H02J 1/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼル機関の排気通路の途中に介装さ
   れてディーゼル機関から排出される排気微粒子を捕集す
   るフィルタと、 前記フィルタに捕集された排気微粒子を電気ヒータによ
   り燃焼除去させてフィルタを再生させる再生手段と、 前記排気通路の途中に介装されて、フィルタの再生時に
   フィルタに流入する排気流量を制御する排気制御手段
   と、 を含んで構成されたディーゼル機関の排気浄化装置にお
   いて、 オルタネータの回転数を検出するオルタネータ回転数検
   出手段と、 オルタネータの温度を検出するオルタネータ温度検出手
   段と、 前記オルタネータ温度検出手段により検出されたオルタ
   ネータ温度に応じて、前記電気ヒータの通電を許可する
   オルタネータ回転数を設定する設定手段と、 前記オルタネータ回転数検出手段により検出されたオル
   タネータ回転数と前記設定手段により設定された設定回
   転数とを比較する比較手段と、 前記各フィルタの再生時に、前記比較手段の比較結果に
   基づいて、オルタネータ回転数が設定回転数以上で、前
   記再生手段の電気ヒータに通電する電気ヒータ通電制御
   手段と、 前記電気ヒータへの通電時間と非通電時間とから再生中
   のフィルタの温度を推定するフィルタ温度推定手段と、 前記フィルタ温度推定手段により推定されたフィルタ温
   度と所定温度とを比較するフィルタ温度比較手段と、 前記フィルタ温度が所定温度以上となった時間を計測す
   る計測手段と、 前記計測手段による計測時間と所定時間とを比較する時
   間比較手段と、 前記フィルタ温度比較手段と時間比較手段の比較結果に
   基づいて、フィルタ温度が所定温度以上となった時間が
   所定時間経過した場合、再生終了と判定する再生終了判
   定手段と、 を含んで構成されるディーゼル機関の排気浄化装置。
2. 【請求項２】 前記設定手段は、オルタネータ温度が低い
   時に電気ヒータの通電を許可するオルタネータ回転数を
   低く設定し、オルタネータ温度が高い時に電気ヒータの
   通電を許可するオルタネータ回転数を高く設定する請求
   項１記載のディーゼル機関の排気浄化装置。
3. 【請求項３】 ディーゼル機関の運転状態を検出する運転
   状態検出手段と、 前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づ
   いて捕集中のフィルタへの排気微粒子捕集量を演算する
   捕集量演算手段と、 前記捕集量演算手段により演算された排気微粒子捕集量
   と第１設定値とを比較する第１の排気微粒子捕集量比較
   手段と、 前記第１の排気微粒子捕集量比較手段の比較結果に基づ
   いて、排気微粒子捕集量が第１設定値に達した場合に再
   生時期と判定する再生時期判定手段と、 前記再生時期判定手段により再生時期が判定された際に
   フィルタが再生されるように前記排気制御手段と前記電
   気ヒータとを制御する制御手段と、 前記捕集量演算手段により演算された排気微粒子捕集量
   と前記第１設定値より小さい第２設定値とを比較する第
   ２の排気微粒子捕集量比較手段と、 フィルタが再生完了したか否かを判定する再生完了判定
   手段と、 前記第２の排気微粒子捕集量比較手段の比較結果及び前
   記再生完了判定手段の判定結果に基づいて、排気微粒子
   捕集量が第２設定値に達し、かつフィルタの再生が完了
   していないと判定された際に、前記オルタネータ回転数
   とオルタネータ温度に基づく電気ヒータ通電制御と関係
   なく、再生中のフィルタの再生が完了するように電気ヒ
   ータへの通電を行う電気ヒータ通電手段と、 を含んで構成される請求項１又は２に記載のディーゼル
   機関の排気浄化装置。
4. 【請求項４】 前記運転状態検出手段は、ディーゼル機関
   の回転数を検出する回転数検出手段と、ディーゼル機関
   の負荷を検出する負荷検出手段と、を含んで構成される
   請求項３記載のディーゼル機関の排気浄化装置。