JPH06146858A - ディーゼル機関の排気微粒子除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 再生直前までフィルタがパティキュレートを
捕集した状態で機関が停止された場合の再始動を円滑に
して、バッテリの消耗を防止し、始動性を向上させたデ
ィーゼル機関の排気微粒子除去装置の提供を目的とす
る。 【構成】 機関１の排気管２に設けたフィルタ5A, 5Bで
排気ガス中のパティキュレートを捕集し、所定時期に２
次空気を供給してフィルタの再生を行う排気微粒子除去
装置であって、フィルタ5A, 5Bの上、下流側に２次空気
通路7, 8を備えるものにおいて、機関稼働中にフィルタ
内に捕集されたパティキュレート量を検出し、最新値を
機関停止時にメモリBRAMに記憶しておき、再始動時に記
憶値が基準値よりも高い時には、２次空気通路７又は８
を大気に開放し、始動クランキング時にフィルタ5Aまた
は5Bの目詰まりによって始動性が悪化しないように構成
した。

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微
粒子除去装置に関し、特に、ディーゼル機関の排気ガス
中に含まれるパティキュレートの捕集時に、フィルタ内
にパティキュレートを多量に捕集した状態で機関が停止
され、再始動される場合の始動性を向上させたディーゼ
ル機関の排気微粒子除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の内燃機関、特に、ディーゼル
機関の排気ガス中には、カーボンを主成分とする排気微
粒子（パティキュレート）が含まれており、排気黒煙の
原因となっている。環境汚染の観点からはこのパティキ
ュレートは除去することが望ましく、近年、ディーゼル
機関の排気通路にセラミック製のフィルタを配置し、デ
ィーゼルパティキュレートをこのフィルタによって除去
することが提案されている。

【０００３】図１４は排気通路８２の途中に分流後合流
する２つの分岐通路８３，８４を備え、各分岐通路８
３，８４の中にそれぞれパティキュレート捕集フィルタ
(以後、単にパティキュレートフィルタ、或いはフィル
タという) Ａ，Ｂを備えた従来のディーゼル機関の排気
微粒子除去装置８０の概略構成を示すものである。この
ような２つのフィルタを備えたディーゼル機関の排気微
粒子除去装置８０には、２つのフィルタで同時に排気ガ
ス中のパティキュレートの捕集を行い、パティキュレー
トが所定量捕集された時点でフィルタを交互に再生する
同時捕集、交互再生タイプと、１つのフィルタで排気ガ
ス中のパティキュレートの捕集を行い、パティキュレー
トが所定量捕集された時点でフィルタを切り換え、捕集
したフィルタの再生を行う交互捕集、交互再生タイプが
ある。この再生処理は、一般に、圧力センサＳＵ，ＳＤ
を用いて捕集中のフィルタ前後の圧力損失（差圧）を検
出し、検出値が所定値以上になった時に、片方のフィル
タ毎に個別に実行される。

【０００４】この再生処理について更に詳しく説明する
と、排気バイパス通路の無いディーゼル機関の排気微粒
子除去装置では、再生時に分岐部に設けられた図示しな
い弁が切り換えられ、パティキュレートが捕集されたフ
ィルタ、例えば、フィルタＡが排気経路から切り離され
る。そして、切り離されたフィルタＡでは、電気ヒータ
ＨＡに通電が行われて捕集されたパティキュレートが着
火され、同時に図示しない電気エアポンプから２次空気
のような再生用ガスが供給されてパティキュレートを燃
焼させる再生処理が行われる。そして、フィルタＡの再
生処理が終了すると、同時捕集、交互再生タイプでは前
述の弁が切り換えられて排気ガスが再生処理の終了した
フィルタＡ側に流れ、フィルタＢが排気経路から切り離
されて電気ヒータＨＢが通電され、捕集されたパティキ
ュレートが着火されると共に再生用ガスが供給されてパ
ティキュレートを燃焼させる再生処理が行われる。ま
た、交互捕集、交互再生タイプではフィルタＢが所定量
パティキュレートを捕集するまで、フィルタＡは待機状
態となる。

【０００５】ところが、図１４に示したディーゼル機関
の排気微粒子除去装置８０においては、パティキュレー
トの捕集量が再生直前まで多量に捕集された状態で機関
が停止され、その後に再始動された場合、パティキュレ
ートフィルタ内にはかなりの量のパティキュレートが捕
集されているために、背圧が高くなって始動性が悪くな
り、バッテリの性能が劣化する恐れがある。この恐れは
寒冷地であればバッテリの電圧降下もあり更に強まるこ
とになる。

【０００６】この対策として、実開平３−１９４１９号
公報には、パティキュレートフィルタの上流に設けられ
た２次空気供給用通路を、背圧の異常時に開放して、背
圧を低下させることが開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開平
３−１９４１９号公報に記載の技術では、背圧異常上昇
を検出し、検出した後に２次空気供給用通路を開放する
ので、機関の始動クランキング時には、背圧の異常上昇
の検出が遅れ、２次空気供給用通路が閉じられたまま始
動クランキングが実行されるので、始動性を確保するこ
とが難しいという恐れがあった。

【０００８】そこで、本発明は、前記従来のディーゼル
機関の排気微粒子除去装置の有する課題を解消し、機関
の停止時におけるパティキュレートフィルタ内のパティ
キュレートの捕集量が多い時には、その後の始動クラン
キング開始時に背圧が上昇しないように排気ガスの流路
を同時に切り換え、始動クランキングを背圧の低い状態
でスムーズに行わせて始動性の確保を可能にしたディー
ゼル機関の排気微粒子除去装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の形態のディーゼル機関の排気微粒子除去装置
は、内燃機関の排気通路に設けたフィルタによって排気
ガス中のパティキュレートを捕集し、所定時期に前記フ
ィルタに２次空気を供給してフィルタの再生を行うディ
ーゼル機関の排気微粒子除去装置であって、前記フィル
タの上流側および下流側に２次空気通路を備えるものに
おいて、前記フィルタ内に捕集されたパティキュレート
の量を検出する捕集量検出手段と、前記フィルタ内のパ
ティキュレートの捕集量を機関の運転停止後も記憶する
捕集量記憶手段と、機関の始動開始を検出する始動検出
手段と、機関の始動開始時に前記記憶手段に記憶された
捕集量を所定値と比較し、捕集量がこの所定値を越える
場合は前記２次空気通路を大気に開放する２次空気通路
制御手段とを設けたことを特徴としている。

【００１０】なお、前記２次空気通路のいずれか一方に
エアポンプを備え、前記フィルタの再生時にこのエアポ
ンプを作動させるものにおいては、エアポンプ作動手段
により前記２次空気通路開放手段の動作時に、前記エア
ポンプに吸引動作をさせても良い。また、前記目的を達
成する本発明の第２の形態のディーゼル機関の排気微粒
子除去装置は、内燃機関の排気通路に並列に設けたフィ
ルタの一方によって排気ガス中のパティキュレートを捕
集し、所定時期に捕集フィルタを切り換えると共に、捕
集を終えたフィルタに再生ガスを供給して再生を行うデ
ィーゼル機関の排気微粒子除去装置において、前記捕集
中のフィルタ内に捕集されたパティキュレートの量を検
出する捕集量検出手段と、前記フィルタ内のパティキュ
レートの捕集量を機関の運転停止後も記憶する捕集量記
憶手段と、機関の始動開始を検出する始動検出手段と、
機関の始動開始時に前記記憶手段に記憶された捕集量を
所定値と比較し、捕集量がこの所定値を越える場合は、
前記並列のフィルタの両方に排気ガスが流入するように
排気ガス流路を切り換える排気流路切換手段とを設けた
ことを特徴としている。

【００１１】

【作用】本発明の第１の形態のディーゼル機関の排気微
粒子除去装置によれば、パティキュレートが多量に捕集
れた状態で停止された機関の再始動時には、パティキュ
レートフィルタ上流側の２次空気通路が大気に開放され
るので、始動クランキング時の背圧が低く抑えられ、始
動性が向上する。この２次空気通路の大気開放は、始動
完了後に始動前の状態に戻される。なお、２次空気通路
のいずれか一方にエアポンプを備えるものでは、始動ク
ランキング時にこのエアポンプに吸引動作をさせること
により、始動クランキング時の背圧が低くなって始動性
が更に向上する。また、本発明の第２の形態の交互捕
集、交互再生を行うデュアルタイプのフィルタを備えた
ディーゼル機関の排気微粒子除去装置によれば、パティ
キュレートが多量に捕集れた状態で停止された機関の再
始動時には、排気ガスが両方のフィルタに流れるので、
始動クランキング時の背圧の上昇が抑えられ、始動性が
向上する。

【００１２】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明における同時捕集、逆流交互
再生デュアルフィルタタイプのディーゼル機関の排気微
粒子除去装置２０の一実施例の概略的構成を示すもので
ある。この実施例のディーゼル機関の排気微粒子除去装
置２０では、機関１からの排気ガスを導く排気管２は、
分岐部ａにおいて分岐管２Ａ，２Ｂに分岐され、その後
に合流部ｂにおいて合流されてマフラー６に接続され
る。分岐管２Ａ，２Ｂの途中に設けられたケーシング３
Ａ，３Ｂの中には、排気ガス中のパティキュレートを捕
集するためにそれぞれ第１フィルタ５Ａ及び第２フィル
タ５Ｂが設けられている。

【００１３】このフィルタ５Ａ, ５Ｂは、セラミック等
の多孔性物質からなる隔壁を備えたハニカム状フィルタ
であり、一般に円筒状をしていて内部に隔壁で囲まれた
多数の直方体状の通路（フィルタセル）がある。そし
て、この通路の隣接するものは、排気ガスの流入側と排
気ガスの流出側で交互にセラミック製の閉塞材（プラ
グ）によって栓詰めされて閉通路となっている。従っ
て、このフィルタ５Ａ, ５Ｂに流れ込んだ排気ガス中の
パティキュレートは、排気ガスがフィルタセルの壁面を
通過する際にフィルタセルに捕集される。

【００１４】また、分岐管２Ａ及び２Ｂの分岐部ａの上
流側および合流部ｂの下流側には、それぞれ圧力導入管
ＳＰＵ，ＳＰＤが設けられており、差圧センサ１０に分
岐部ａの上流側の圧力および合流部ｂの下流側の圧力を
導くようになっている。そして、フィルタ５Ａ，５Ｂの
上下流の圧力差（圧力損失）は差圧センサ１０によって
求められ、検出値がＥＣＵ（制御回路）１００に入力さ
れる。制御回路１００はこの圧力差（差圧）によってフ
ィルタ５Ａ，５Ｂの再生時期を決定する。

【００１５】一方、フィルタ５Ａ，５Ｂの下流側端面近
傍、或は下流側端部の栓部材（図示せず）にはフィルタ
再生時、フィルタを加熱してパティキュレートに着火す
る電気ヒータＨＡ及びＨＢが設けられており、これら電
気ヒータＨＡ，ＨＢの一端は接地され、他端は制御回路
１００によって制御されるスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを介
してバッテリ１１に接続されている。更に、フィルタ５
Ａ，５Ｂの上流側には排気ガス温度を検出する温度セン
サＳＴが設けられており、この温度センサＳＴの出力も
制御回路１００に入力されている。なお、図示はしない
が、機関１には吸入空気温度を検出する吸入空気温度セ
ンサと機関１の温度を水温によって検出する水温センサ
が設けられており、これらセンサからの吸入空気温度Ｔ
ｈＡと水温ＴｈＷも制御回路１００に入力されるように
なっている。

【００１６】そして、分岐部ａには、分岐部ａの上流側
の排気管２からの排気ガスの流れを分岐管２Ａ，２Ｂに
振り分ける第１制御弁Ｖ１が設けられ、合流部ｂには分
岐管２Ａ，２Ｂの合流部ｂの下流側の排気管２Ｄへの接
続を切り換える第２制御弁Ｖ２が設けられている。これ
ら制御弁Ｖ１，Ｖ２は共に制御回路（ＥＣＵ）１００に
よって駆動されるようになっており、制御回路１００か
らの制御信号により制御弁Ｖ１，Ｖ２は分岐管２Ａ，２
Ｂのいずれも閉塞しない中立位置、または分岐管２Ａ，
２Ｂのいずれか一方を閉じる位置に位置決めされる。

【００１７】前述のフィルタ５Ａ，５Ｂの再生時には、
電気ヒータＨＡあるいはＨＢに通電すると共に、通電が
行われた側のフィルタ５Ａあるいはフィルタ５Ｂの下流
側から再生用ガスを流し、燃焼ガスをその上流側から排
出する必要がある。従って、この実施例では、分岐管２
Ａ，２Ｂの合流部ｂとフィルタ５Ａ，５Ｂとの間に再生
用ガス供給管７が設けられており、この再生用ガス供給
管７の一端に２次空気供給用の電動エアポンプ９が設け
られている。そして、電動エアポンプ９の２次空気吐出
側の再生用ガス供給管７内にはチェック弁Ｖ３が設けら
れ、再生用ガス供給管７の分岐管２Ａ，２Ｂへの接続部
にはそれぞれ開閉弁Ｖ５，Ｖ６が設けられている。ま
た、分岐管２Ａ，２Ｂの分岐部ａとフィルタ５Ａ，５Ｂ
との間に燃焼ガス排出管８が設けられており、この燃焼
ガス排出管８の一端は大気に開放されている。そして、
燃焼ガス排出管８の大気開放端近傍にはチェック弁Ｖ４
が設けられ、燃焼ガス排出管８の分岐管２Ａ，２Ｂへの
接続部にはそれぞれ開閉弁Ｖ７，Ｖ８が設けられてい
る。これらの弁Ｖ３〜Ｖ８および電動エアポンプ９は全
て制御回路１００によって駆動制御される。

【００１８】弁Ｖ１〜Ｖ８の駆動は、実際には、ダイア
フラム式アクチュエータや負圧切換弁、或いは電気式の
アクチュエータによって行われるが、その駆動機構は特
に限定されるものではないので、ここでは図示およびそ
の説明を省略する。但し、本発明では、機関始動時に直
ちに弁Ｖ１〜Ｖ８のうちのいくつかを切り換える必要が
あるので、ダイアフラム式アクチュエータや負圧切換弁
を使用する場合には、車両に負圧タンク等の制御駆動源
が備えられている必要がある。

【００１９】制御回路１００は、例えば、アナログ信号
入力用のインタフェースＩＮａ、ディジタル信号入力用
のインタフェースＩＮｄ、アナログ信号をディジタル信
号に変換するコンバータＡ／Ｄ、各種演算処理を行う中
央処理装置ＣＰＵ、ランダムアクセスメモリＲＡＭ、読
み出し専用メモリＲＯＭ、機関のキースイッチがオフさ
れてもデータを保持するバックアップメモリＢ−ＲＡ
Ｍ、出力回路ＯＵＴ、およびこれらを接続するバスライ
ン１１１等を含むマイクロコンピュータによって構成さ
れるが、その構成の詳細な動作説明については省略す
る。

【００２０】制御回路１００のアナログ信号入力用のイ
ンタフェースＩＮａには、パティキュレートフィルタ５
Ａ，５Ｂの上流側と下流側の排気ガスの差圧信号ＰＤ、
機関１の吸気温度信号ＴｈＡ、水温信号ＴｈＷや図示し
ない回転数センサからの機関回転数信号Ｎｅ等が入力さ
れ、ディジタル信号入力用のインタフェースＩＮｄに
は、キースイッチからの信号等が入力される。

【００２１】次に、以上のように構成された実施例のデ
ィーゼル機関の排気微粒子除去装置２０の動作について
説明する。 〔排気ガス中のパティキュレート捕集時〕制御弁Ｖ１，
Ｖ２は中立の位置に制御されており、チェック弁Ｖ３，
Ｖ４、および開閉弁Ｖ５〜Ｖ８は閉弁している。図１が
この状態を示しており、ディーゼル機関１から排出され
た排気ガスは分岐管２Ａ，２Ｂの両方に流れてフィルタ
５Ａ，５Ｂによってパティキュレートが除去され、マフ
ラー６を介して大気中に放出される。 〔フィルタの再生時〕フィルタ５Ａ，５Ｂ内のパティキ
ュレートの捕集量が所定値を越え、差圧センサ１０のフ
ィルタ５Ａ，５Ｂの上流側と下流側の差圧検出値が基準
値を越えるとフィルタの再生処理がフィルタ５Ａから実
行される。フィルタ５Ａの再生時には制御弁Ｖ１，Ｖ２
が分岐管２Ａの入口側と出口側を塞ぎ、チェック弁Ｖ
３，Ｖ４および開閉弁Ｖ５，Ｖ７が開弁する。エアポン
プ９からの２次空気が再生用ガス供給管７を通じてフィ
ルタ５Ａに供給され、ヒータＨＡに通電が行われてフィ
ルタ５Ａ内のパティキュレートが燃焼し、燃焼ガスは燃
焼ガス排出管８を通って大気中に排出される。フィルタ
５Ｂの再生時には制御弁Ｖ１，Ｖ２が分岐管２Ｂの入口
側と出口側を塞ぎ、チェック弁Ｖ３，Ｖ４は開弁のま
ま、開閉弁Ｖ５，Ｖ７が閉弁し、開閉弁Ｖ６，Ｖ８が開
弁する。エアポンプ９からの２次空気は再生用ガス供給
管７を通じてフィルタ５Ｂに供給され、ヒータＨＢに通
電が行われてフィルタ５Ｂ内のパティキュレートが燃焼
し、燃焼ガスは燃焼ガス排出管８を通って大気中に排出
される。 〔機関始動時〕図２は制御回路１００による機関稼働中
の処理を示すものであり、所定時間おきに実行されるも
のである。機関稼働中は、制御回路１００は毎回ステッ
プ２０１において常に差圧センサ１０の出力値１０を読
み取る。そして、ステップ２０２において機関が停止さ
れたか否かを常に監視し、機関が停止されない時はステ
ップ２０３に進んでその他の処理をおこなってこのルー
チンを終了するが、機関が停止された時はステップ２０
４に進み、ステップ２０１で読み取った差圧センサ１０
の出力値ＰＤの値をバックアップメモリＢ−ＲＡＭに記
憶し、ステップ２０５において読出フラグＦを“１”に
してこのルーチンを終了する。この読出フラグＦの値も
バックアップメモリＢ−ＲＡＭに記憶する。このように
して、本発明では機関停止直前のパティキュレートフィ
ルタ５Ａ，５Ｂ内のパティキュレートの捕集量が記憶さ
れる。

【００２２】図３は図１に示した実施例における機関始
動時の制御回路１００の処理を示すものであり、この処
理も所定時間おきに実行される。ステップ３０１では読
出フラグＦが“１”か否かを判定し、Ｆ＝“１”の場合
はステップ３０２に進んでバックアップメモリＢ−ＲＡ
Ｍから差圧センサ１０の出力値ＰＤを読み出し、続くス
テップ３０３で読出フラグＦを“０”にする。この読出
フラグＦを“０”にすることにより、次回はステップ３
０１でＮＯとなり、ステップ３０２，３０３は省略され
る。

【００２３】ステップ３０４では読み出した出力値ＰＤ
が判定値Ａ以上か否かが判定され、ＰＤ≧Ａの時はステ
ップ３０５に進み、ＰＤ＜Ａの時はステップ３０７に進
む。判定値Ａは、フィルタ５Ａ，５Ｂ内に捕集されたパ
ティキュレート量が多く、再生処理が近い時に差圧セン
サ１０が出力する値である。従って、フィルタ５Ａ，５
Ｂ内に捕集されたパティキュレート量が多い時に進むス
テップ３０５では、制御弁Ｖ１，Ｖ２は中立位置のま
ま、再生用ガス供給管７内の弁Ｖ３，Ｖ５，Ｖ６は閉弁
状態で、燃焼ガス排出管８内の弁Ｖ４，Ｖ７，Ｖ８が開
弁される。この状態を図４に示す。

【００２４】図４の状態は、分岐管２Ａ，２Ｂが燃焼ガ
ス排出管８を通じて大気に開放されている状態である。
この時、始動時に機関１がクランキングされると、機関
１から排出される排気ガスは矢印のように排気管２内を
流れ、分岐管２Ａ，２Ｂを通って燃焼ガス排出管８に入
り、抵抗なくスムーズに大気中に排出される。従って、
フィルタ５Ａ，５Ｂがパティキュレートによって目詰ま
りを起こしている状態でも機関１のクランキングがスム
ーズに行われ、機関１の始動が妨げられることはない。
なお、この時、ステップ３０６において再生用ガス供給
管７内の弁Ｖ３，Ｖ５，Ｖ６も開弁させ、エアポンプ９
を吸引作動させても良く、この状態を図５に示す。図５
の状態では、クランキング中の機関１から排出される排
気ガスの一部がフィルタ５Ａ，５Ｂを経て強制的にエア
ポンプ９からも排出されるので、排気管２中の排気ガス
の流れが更にスムーズになる。

【００２５】機関の始動中はこの後にステップ３０８に
進み、機関の始動が終了して機関が稼働したか否かが判
定される。機関の始動が完了していない時にはステップ
３１１に進み、イグニッションキーがオフされたか否か
が判定される。キーがオフされない場合はこのルーチン
を終了し、所定時間後に前述の動作が繰り返される。一
方、キーがオフされた場合は、ステップ３０２で読み込
んだ差圧検出値ＰＤが消去されてしまう場合があるの
で、ステップ３１２において読出フラグＦの値を“１”
にし、次回の始動時の制御でステップ３０２に進んでバ
ックアップメモリＢ−ＲＡＭから差圧検出値ＰＤの値を
再度読み込む。

【００２６】このようにして、フィルタ５Ａ，５Ｂにパ
ティキュレートが多量に捕集されている場合は、機関１
が稼働するまで少なくともフィルタ５Ａ，５Ｂの上流側
の分岐管２Ａ，２Ｂが大気に開放され、機関１のクラン
キングがスムーズに行われる。そして、ステップ３０８
で始動が完了して機関１が稼働したと判定された場合
は、エアポンプ９を吸引させている場合はステップ３０
９にてこれを停止してステップ３１０に進み、エアポン
プ９を吸引させていない場合はステップ３０８から直接
ステップ３１０に進んで再生用ガス供給管７内の弁Ｖ
３，Ｖ５，Ｖ６、および燃焼ガス排出管８内の弁Ｖ４，
Ｖ７，Ｖ８を閉弁してこのルーチンを終了する。

【００２７】以上説明したように、図１の実施例のディ
ーゼル機関の排気微粒子除去装置２０では、機関運転中
のフィルタ５Ａ，５Ｂ内のパティキュレートの捕集量を
監視し、機関の運転停止時にはその捕集量を記憶してお
き、機関の再始動時にフィルタ５Ａ，５Ｂ内のパティキ
ュレートの捕集量が始動クランキングに影響を及ぼす程
度まで多い時には、フィルタ５Ａ，５Ｂの上流側を大気
に開放することにより、タイムラグなく始動のクランキ
ングをスムーズに行わせることができるので、フィルタ
内のパティキュレートの捕集量が多い時でも機関の始動
性が損なわれない。なお、図５の状態において、燃焼ガ
ス排出管８内の弁Ｖ４，Ｖ７，Ｖ８を閉弁するようにし
ても良い。

【００２８】以上説明した実施例は、同時捕集、逆流交
互再生タイプの排気微粒子除去装置２０で、フィルタの
再生時にフィルタの下流側に設けたエアポンプ９に吐出
動作をさせて２次空気を供給するものに本発明を適用し
たものであるが、本発明は、(1) 同時捕集、逆流交互再
生タイプの排気微粒子除去装置で、フィルタの再生時に
フィルタの上流側に設けたエアポンプ９に吸引動作をさ
せて２次空気を供給するもの、(2) 同時捕集、順流交互
再生タイプの排気微粒子除去装置で、フィルタの再生時
にフィルタの下流側に設けたエアポンプ９に吸引動作を
させて２次空気を供給するもの、(3) 同時捕集、順流交
互再生タイプの排気微粒子除去装置で、フィルタの再生
時にフィルタの上流側に設けたエアポンプ９に吐出動作
をさせて２次空気を供給するもの、にも適用可能であ
る。(1) の実施例を図６、(2) の実施例を図７、(3) の
実施例を図８に示すが、図１の実施例と同じ構成部材に
は同じ符号を付してその説明を省略する。また、各実施
例における制御回路の動作も同じであるので、そのフロ
ーチャートも省略する。

【００２９】各実施例において、機関１の再始動時にフ
ィルタ５Ａ，５Ｂ内のパティキュレートの捕集量が始動
クランキングに影響を及ぼす程度まで多い時についての
み、機関１のクランキング動作時の状態を簡単に説明す
る。図６に示す(1) の実施例では、始動クランキング時
に、燃焼ガス排出管８内の弁Ｖ４，Ｖ７，Ｖ８を開弁
し、エアポンプ９が吸引動作をして機関１からの排気ガ
スを大気中に放出する。図７に示す(2) の実施例では、
再生用ガス供給管７と燃焼ガス排出管８の取付位置が図
１の実施例と逆であり、始動クランキング時に、再生用
ガス供給管７内の弁Ｖ３，Ｖ５，Ｖ６を開弁して機関１
からの排気ガスを大気中に放出する。このとき、エアポ
ンプ９が吸引動作をしても良い。図３に示す(3) の実施
例も再生用ガス供給管７と燃焼ガス排出管８の取付位置
が図１の実施例と逆であり、始動クランキング時に、再
生用ガス供給管７内の弁Ｖ３，Ｖ５，Ｖ６を開弁、エア
ポンプ９が吸引動作をして機関１からの排気ガスを大気
中に放出する。

【００３０】図９は交互捕集、逆流交互再生タイプの排
気微粒子除去装置２０′で、フィルタの再生時にフィル
タの下流側に設けたエアポンプ９に吐出動作をさせて２
次空気を供給するものに本発明を適用した実施例を示す
ものであり、図１の実施例と同じ構成部材には同じ符号
を付してその説明を省略する。図９の実施例が図１の実
施例と異なるのは、交互捕集を行うために、各フィルタ
５Ａ，５Ｂの上流側と下流側にそれぞれ圧力導入管ＳＰ
ＵＡ，ＳＰＤＡと圧力導入管ＳＰＵＢ，ＳＰＤＢが設け
られており、差圧センサ１０Ａ，１０Ｂに各フィルタ５
Ａ，５Ｂの前後の圧力を導くようになっている。そし
て、各フィルタ５Ａ，５Ｂの前後の差圧が各差圧センサ
１０Ａ，１０Ｂによって求められ、検出値がＥＣＵ（制
御回路）１００に入力される。制御回路１００はこの差
圧によってフィルタ５Ａ，５Ｂの再生時期を決定する。

【００３１】図９はフィルタ５Ａが再生中であり、フィ
ルタ５Ｂによって排気ガス中のパティキュレートが捕集
されている状態を示すものである。この状態では制御弁
Ｖ１，Ｖ２は分岐管２Ａを閉じる側になっており、再生
用ガス供給管７内の弁Ｖ３，Ｖ５が開弁状態、弁Ｖ６が
閉弁状態、燃焼ガス排出管８内の弁Ｖ４，Ｖ７が開弁状
態、弁Ｖ８が閉弁状態にあって、エアポンプ９からフィ
ルタ５Ａ側に２次空気が供給されている。

【００３２】このような交互捕集、逆流交互再生タイプ
の排気微粒子除去装置では、一方のフィルタが再生時期
間近の時に機関１が停止されると、その後の再始動時に
始動クランキングがフィルタの目詰まりによって影響さ
れる。このような場合、交互捕集、逆流交互再生タイプ
の排気微粒子除去装置では、捕集をしていない側のフィ
ルタが再生処理を終えているので目詰まりをしていな
い。従って、交互捕集、逆流交互再生タイプの排気微粒
子除去装置では、捕集中のフィルタのパティキュレート
による目詰まりが大きい時には、機関１のクランキング
時に制御弁Ｖ１，Ｖ２を共に中立位置にして、排気ガス
が捕集中でないフィルタ側も流れるようにすれば、機関
のクランキング動作が捕集中のフィルタのパティキュレ
ートによる目詰まりによって影響されなくなる。また、
この場合、図１０に示すように、燃焼ガス排出管８内の
弁Ｖ４，Ｖ７，Ｖ８を全て開弁させれば、図１の実施例
で説明した状態と同じになり、排気管２が分岐管２Ａ，
２Ｂおよび燃焼ガス排出管８を通じて大気に開放される
ので、始動クランキングが更にスムーズに行えるように
なる。

【００３３】図１１は別の実施例の逆流交互再生タイプ
の排気微粒子除去装置２０″の構成を示すものであり、
交互捕集にも同時捕集にも使用できるものである。この
実施例の排気微粒子除去装置は、分岐部ａ，ｂに図１
２，図１３に示すような構成の制御弁Ｖ１，Ｖ２が使用
された例を示すものである。この制御弁Ｖ１，Ｖ２は共
に制御回路１００からの制御信号により連動して実線位
置ハ、破線位置ロ、および一点鎖線位置イに位置決めさ
れる。この実施例でも図１の実施例と同じ構成部材には
同じ符号を付してその説明を省略する。なお、この実施
例では差圧センサ１０の代わりにフィルタ５Ａ，５Ｂの
上流側の圧力を検出する圧力センサＳＰＵと、下流側の
圧力を検出する圧力センサＳＰＤが設けられている。そ
して、フィルタ５Ａ，５Ｂの上下流の差圧は圧力センサ
ＳＰＵとＳＰＤの出力が制御回路１００に入力されて求
められる。制御回路１００はこの差圧によってフィルタ
５Ａ，５Ｂの再生時期を決定する。また、フィルタ５
Ａ，５Ｂの上流側には温度センサＳＴＡ，ＳＴＢがそれ
ぞれ設けられており、その出力も制御回路１００に入力
されている。更に、この実施例では、途中にチェック弁
Ｖ３の設けられた再生用ガス供給管７は分岐管２Ａ，２
Ｂの合流部ｂに設けられた再生用ガス供給口１７に接続
し、途中にチェック弁Ｖ４の設けられた燃焼ガス排出管
８は、分岐管２Ａ，２Ｂの分岐部ａに設けられた再生用
ガス排出口１８に接続している。

【００３４】図１２および図１３を用いて制御弁Ｖ１，
Ｖ２の実際の構成を詳細に説明する。制御弁Ｖ１，Ｖ２
には例えばバタフライ弁が使用され、再生用ガス排出口
１８および再生用ガス供給口１７の開口部の近傍に設け
られた回転軸１０ａ，１１ａを中心に弁体１０ｂ，１１
ｂが回動することにより、再生用ガス排出口１８および
再生用ガス供給口１７を分岐管２Ａ，２Ｂの何れか一方
側に開口させることができるようになっている。実線位
置ハでは再生用ガス排出口１８および再生用ガス供給口
１７がフィルタ５Ａ，５Ｂのどちら側にも開口し、破線
位置ロでは再生用ガス排出口１８および再生用ガス供給
口１７がフィルタ５Ｂ側のみに開口し、一点鎖線位置イ
では再生用ガス排出口１８および再生用ガス供給口１７
がフィルタ５Ａ側のみに開口する。

【００３５】従って、この排気微粒子除去装置が交互捕
集に使用される時には、捕集中のフィルタのパティキュ
レートによる目詰まりが大きい時には、機関１のクラン
キング時に制御弁Ｖ１，Ｖ２を共に中立位置（実線位置
イ）にして、排気ガスが捕集中でないフィルタ側も流れ
るようにすれば、機関のクランキング動作が捕集中のフ
ィルタのパティキュレートによる目詰まりによって影響
されなくなる。また、この場合、燃焼ガス排出管８内の
弁Ｖ４を開弁させれば、図１の実施例で説明した状態と
同じになり、排気管２が分岐管２Ａ，２Ｂおよび燃焼ガ
ス排出管８を通じて大気に開放されるので、始動クラン
キングが更にスムーズに行えるようになる。この時、エ
アポンプ９を用いて吸引動作させても良い。

【００３６】また、この排気微粒子除去装置が同時捕集
に使用される時で、フィルタのパティキュレートによる
目詰まりが大きい時には、機関１のクランキング時に制
御弁Ｖ１，Ｖ２を共に中立位置（実線位置イ）にすると
共に、燃焼ガス排出管８内の弁Ｖ４を開弁させれば、図
１の実施例で説明した状態と同じになり、排気管２が分
岐管２Ａ，２Ｂおよび燃焼ガス排出管８を通じて大気に
開放されるので、始動クランキングが更にスムーズに行
えるようになる。この時もエアポンプ９を用いて吸引動
作させても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の第１の形態
のディーゼル機関の排気微粒子除去装置によれば、パテ
ィキュレートが多量に捕集れた状態で停止された機関の
再始動時には、パティキュレートフィルタ上流側の２次
空気通路が大気に開放されるので、始動クランキング時
の背圧が低く抑えられ、始動性が向上する効果がある。
なお、２次空気通路のいずれか一方にエアポンプを備え
るものでは、始動クランキング時にこのエアポンプに吸
引動作をさせることにより、始動クランキング時の背圧
が低くなって始動性が更に向上する。また、本発明の第
２の形態の交互捕集、交互再生を行うデュアルタイプの
フィルタを備えたディーゼル機関の排気微粒子除去装置
によれば、パティキュレートが多量に捕集れた状態で停
止された機関の再始動時には、排気ガスが両方のフィル
タに流れるので、始動クランキング時の背圧の上昇が抑
えられ、始動性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の同時捕集、逆流交互再生デュアルフィ
ルタタイプの排気微粒子除去装置の一実施例の概略的構
成を示す図である。

【図２】図１の制御回路の機関稼働中の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図３】図１の制御回路の機関始動時の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図４】図１の排気微粒子除去装置の機関始動時の動作
を示す流路説明図である。

【図５】図１の排気微粒子除去装置の機関始動時の別の
動作を示す流路説明図である。

【図６】本発明の同時捕集、逆流交互再生デュアルフィ
ルタタイプの排気微粒子除去装置の別の実施例の機関始
動時の動作を示す流路説明図である。

【図７】本発明の同時捕集、順流交互再生デュアルフィ
ルタタイプの排気微粒子除去装置の一実施例の機関始動
時の動作を示す流路説明図である。

【図８】本発明の同時捕集、順流交互再生デュアルフィ
ルタタイプの排気微粒子除去装置の別の実施例の機関始
動時の動作を示す流路説明図である。

【図９】本発明の交互捕集、逆流交互再生デュアルフィ
ルタタイプの排気微粒子除去装置の一実施例の概略的構
成を示す図である。

【図１０】図９の排気微粒子除去装置の機関始動時の動
作を示す流路説明図である。

【図１１】本発明の逆流交互再生デュアルフィルタタイ
プの排気微粒子除去装置の更に別の実施例の概略的構成
を示す図である。

【図１２】図１１の第１制御弁の具体的構成例を示す拡
大図である。

【図１３】図１１の第２制御弁の具体的構成例を示す拡
大図である。

【図１４】従来のデュアルフィルタタイプのディーゼル
機関の排気微粒子除去装置の概略構成を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…ディーゼル機関 ２…排気管 ２Ａ，２Ｂ…分岐管 ５Ａ，５Ｂ…フィルタ ７…再生用ガス供給管 ８…燃焼ガス排出管 ９…エアポンプ １０…差圧センサ １７…再生用ガス供給口 １８…再生用ガス排出口 １００…制御回路 ａ…分岐部 ｂ…合流部 ＨＡ，ＨＢ…電気ヒータ Ｖ１…第１の制御弁 Ｖ２…第２の制御弁 Ｖ３，Ｖ４…チェック弁 Ｖ５〜Ｖ８…開閉弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けたフィルタに
   よって排気ガス中のパティキュレートを捕集し、所定時
   期に前記フィルタに２次空気を供給してフィルタの再生
   を行うディーゼル機関の排気微粒子除去装置であって、
   前記フィルタの上流側および下流側に２次空気通路を備
   えるものにおいて、 前記フィルタ内に捕集されたパティキュレートの量を検
   出する捕集量検出手段と、 前記フィルタ内のパティキュレートの捕集量を機関の運
   転停止後も記憶する捕集量記憶手段と、 機関の始動開始を検出する始動検出手段と、 機関の始動開始時に前記記憶手段に記憶された捕集量を
   所定値と比較し、捕集量がこの所定値を越える場合は前
   記２次空気通路を大気に開放する２次空気通路制御手段
   と、 を設けたことを特徴とするディーゼル機関の排気微粒子
   除去装置。
2. 【請求項２】 前記２次空気通路のいずれか一方にエア
   ポンプを備え、前記フィルタの再生時にこのエアポンプ
   を作動させるものにおいて、 前記２次空気通路開放手段の動作時に、前記エアポンプ
   に吸引動作をさせるエアポンプ作動手段を設けたことを
   特徴とする請求項１に記載のディーゼル機関の排気微粒
   子除去装置。
3. 【請求項３】 内燃機関の排気通路に並列に設けたフィ
   ルタの一方によって排気ガス中のパティキュレートを捕
   集し、所定時期に捕集フィルタを切り換えると共に、捕
   集を終えたフィルタに再生ガスを供給して再生を行うデ
   ィーゼル機関の排気微粒子除去装置において、 前記捕集中のフィルタ内に捕集されたパティキュレート
   の量を検出する捕集量検出手段と、 前記フィルタ内のパティキュレートの捕集量を機関の運
   転停止後も記憶する捕集量記憶手段と、 機関の始動開始を検出する始動検出手段と、 機関の始動開始時に前記記憶手段に記憶された捕集量を
   所定値と比較し、捕集量がこの所定値を越える場合は、
   前記並列のフィルタの両方に排気ガスが流入するように
   排気ガス流路を切り換える排気流路切換手段と、 を設けたことを特徴とするディーゼル機関の排気微粒子
   除去装置。