JPH06146859A - ディーゼルエンジンの排気微粒子除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 機関の排気ガス温度が高く、かつ、機関が減
速運転を行ったような場合でも、パティキュレートフィ
ルタが溶損することがないディーゼルエンジンの排気微
粒子除去装置の提供を目的とする。 【構成】 機関１の排気通路２に設けたフィルタ5A, 5B
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２次空気を供給してフィルタ5A, 5B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の上流側
および下流側に２次空気通路7, 8を備え、上流側の２次
空気通路にエアポンプ９を備えるものにおいて、温度セ
ンサSTにより排気ガス温度ThE を検出し、排気ガス温度
ThE が所定温度T1を越えた場合は、エアポンプ９を運転
して、フィルタ5A, 5Bの上流側の２次空気通路から大量
の２次空気を吐出して、排気温度を下げるように構成す
る。この結果、排気ガス高温時の機関減速運転でもフィ
ルタの破損が防止される。

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エンジンの排
気微粒子除去装置に関し、特に、ディーゼル機関から排
出される排気ガス温度が高くなった時に、排気ガス温度
を下げてフィルタの温度上昇を防止し、フィルタの溶損
を防止するようにしたディーゼルエンジンの排気微粒子
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】ディーゼル機関の排気通路に配置されたセ
ラミック製のフィルタによってディーゼルパティキュレ
ートを除去するように構成された排気浄化装置では、パ
ティキュレートフィルタの使用に伴ってその内部に捕集
されるパティキュレートの量が増えると、通気性が次第
に失われて機関性能が低下することになるため、パティ
キュレートがある程度捕集されたフィルタを定期的に再
生させる必要がある。このフィルタの再生は、電気ヒー
タに通電したり、バーナーに点火したりして、フィルタ
に捕集されたパティキュレートに着火し、再生用ガス、
例えば２次空気を供給してこれを燃焼させることによっ
て行われる。

【０００４】この再生時期の判断は、機関の走行距離、
機関の運転時間等を基にして行われることもあるが、一
般に、従来の内燃機関の排気浄化装置では、フィルタ内
へのパティキュレートの捕集量を検出して再生時期を判
断するようにしている。このフィルタ内のパティキュレ
ートの捕集量の検出は、通常、パティキュレートフィル
タの上流側の排気ガスの圧力と下流側の差圧（圧力損
失）によって検出され、圧力損失値が所定値以上に大き
くなった時を以て再生時期と判断している。

【０００５】そして、フィルタの再生時に２次空気が供
給され、フィルタ内に捕集されたパティキュレートが燃
焼処理される場合、燃焼ガスは一般に大気中に放出され
る。実開昭６３−１４８１９号公報には、排気通路に２
つのフィルタを備え、フィルタの出口側の排気温度が再
生温度に達した時に、一方のフィルタを排気ガスから遮
断し、このフィルタに空気供給手段から空気を供給して
フィルタの再生を行うものが開始されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開昭
６３−１４８１９号公報に記載の技術では、機関の高負
荷時等、排気温度が上昇した後に機関が減速状態になる
と、排気中の酸素濃度が上昇し、かつ、排気温度も高い
ため、急激にフィルタに捕集されたパティキュレートが
燃え、パティキュレートフィルタが溶損する恐れがあっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、前記従来のディーゼル
エンジンの排気微粒子除去装置の有する課題を解消し、
機関の排気ガス温度が高く、かつ、機関が減速運転を行
ったような場合でも、パティキュレートフィルタが溶損
することがないディーゼルエンジンの排気微粒子除去装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明のディーゼルエンジン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エ
ンジン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、前記上流側
の２次空気通路にエアポンプを備えるものにおいて、排
気温度検出手段により排気ガスの温度を検出し、排気ガ
ス温度が所定温度を越えた場合には、前記エアポンプを
運転して、前記フィルタの上流側の２次空気通路から大
量の２次空気を吐出して、排気温度を下げることを特徴
としている。

【０００９】

【作用】本発明のディーゼルエンジンの排気微粒子除去
装置によれば、排気ガスの温度が所定温度よりも高くな
った場合には、フィルタの再生時に２次空気を供給する
ためにフィルタの上流側に設けられたエアポンプから大
量の２次空気がフィルタの上流側に吐出され、排気ガス
の温度が低下する。この結果、機関が減速運転を行って
排気ガス中の酸素濃度が高いような場合でも、排気ガス
温度の低下によってフィルタ内のパティキュレートが燃
焼せず、フィルタの破損が防止される。

【００１０】

【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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。また、排気管２の途中には酸素濃度センサ
ＳＯが設けらて排気ガス中の酸素濃度ＲＯ２が検出され
ることもある。

【００１４】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。

【００１５】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の一端は大気に開放されている。そして、再生用ガ
ス供給管７内の大気開放端近傍にはチェック弁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，５
Ｂ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の一端に燃焼ガス吸引用の電動エアポン
プ９が設けられている。そして、電動エアポンプ９の燃
焼ガス吸引側の燃焼ガス排出管８内にはチェック弁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。

【００１６】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。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ＲＡ
Ｍ、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−
ＲＡＭ、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。

【００１７】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、
排気ガス温度ＴＨＥ、排気ガス中の酸素濃度ＲＯ２、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。

【００１８】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、再び
合流して排気管２Ｄを流れてマフラー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。この状態
を図４に示す。エアポンプ９が吸引動作を開始すると、
再生用ガス供給管７の大気開口端から流入する２次空気
が破線で示すように再生用ガス供給管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、燃焼ガスは開閉
弁Ｖ７から燃焼ガス排出管８内に入り、チェック弁Ｖ４
を経てエアポンプ９に到り、エアポンプ９に吸引されて
大気中に排出される。

【００１９】フィルタ５Ｂの再生時（図示せず）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。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
エアポンプ９から大気中に排出される。 〔排気ガス高温時〕図２は制御回路１００による排気ガ
ス高温時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において常に排気ガス温度センサＳＴ
の検出した排気ガス温度ＴｈＥを読み取る。そして、ス
テップ２０２においてフィルタ５Ａ，５Ｂのいずれかが
再生中か否かを常に監視し、フィルタが再生中の時は制
御を行わずにこのルーチンを終了する。一方、フィルタ
５Ａ，５Ｂのいずれも再生中でない時はステップ２０３
に進んでステップ２０１で読み込んだ排気ガス温度Ｔｈ
Ｅが基準温度Ｔ１を越えるか否かを判定する。

【００２０】ステップ２０３において排気ガス温度Ｔｈ
Ｅが基準温度Ｔ１を越えるＴｈＥ＞Ｔ１の場合はステッ
プ２０４に進み、テェック弁Ｖ４を開弁すると共に、開
閉弁Ｖ７，Ｖ８を開弁する。そして、ステップ２０５に
おいてエアポンプ９を２次空気を燃焼ガス排出管８内に
吐出する側に高速で駆動し、大量の２次空気を冷却空気
として燃焼ガス排出管８を通じて開閉弁Ｖ７，Ｖ８から
フィルタ５Ａ，５Ｂの上流側に供給する。この状態を図
３に示す。

【００２１】この冷却空気により、フィルタ５Ａ，５Ｂ
に流入する排気ガスの温度が下げられ、フィルタ５Ａ，
５Ｂ内の温度がフィルタ５Ａ，５Ｂに捕集されたパティ
キュレートの燃焼温度よりも低くなる。この結果、排気
ガスによってフィルタ５Ａ，５Ｂに捕集されたパティキ
ュレートが着火することが無く、この状態で機関が減速
運転を行って排気ガス中に多量の残留酸素成分がある場
合でも、フィルタが溶損することがない。一方、ステッ
プ２０３でＴｈＥ≦Ｔ１の場合はステップ２０６に進
み、エアポンプ９の駆動を停止し、チェック弁Ｖ４およ
び開閉弁Ｖ７，Ｖ８を閉弁して図１の状態に戻す。

【００２２】図５は本発明における同時捕集、順流交互
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３０の一実施例の概略的構成を示すもので
あるが、その構成は図１に示した逆流交互再生デュアル
フィルタタイプの排気浄化装置の構成とほぼ同じであ
る。従って、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５の実施例の排気浄化装置が図１２の
実施例の排気浄化装置と異なる点は、フィルタ５Ａ，５
Ｂに設けられる電気ヒータＨＡ，ＨＢの取付位置のみで
ある。図１の実施例ではヒータＨＡ，ＨＢはフィルタ５
Ａ，５Ｂの下流側端面近傍に設けられていたが、この実
施例ではヒータＨＡ，ＨＢはフィルタ５Ａ，５Ｂの上流
側端面近傍に設けられている。このために、再生用ガス
供給管７がフィルタ５Ａ，５Ｂの上流側の分岐管２Ａ，
２Ｂに接続され、燃焼ガス排出管８がフィルタ５Ａ，５
Ｂの下流側の分岐管２Ａ，２Ｂに接続されている。再生
用ガス供給管７内に設けられるチェック弁がＶ３、開閉
弁がＶ３，Ｖ４であり、燃焼ガス排出管８内に設けられ
るチェック弁がＶ４、開閉弁がＶ７、Ｖ８であることに
は変わりがない。また、電動エアポンプ９はこの実施例
では再生用ガス供給管７の一端に設けられ、再生時に２
次空気を吐出して再生用ガス供給管７に供給するように
なっている。

【００２３】次に、以上のように構成された順流交互再
生デュアルフィルタタイプの排気浄化装置の動作につい
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、再び
合流して排気管２Ｄを流れてマフラー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。この状態
を図８に示す。エアポンプ９が運転されると、再生用ガ
ス供給管７に流入する２次空気が破線で示すように再生
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、燃焼ガスは開閉弁Ｖ７から燃焼ガス排出
管８内に入り、チェック弁Ｖ４を経て大気中に排出され
る。

【００２４】フィルタ５Ｂの再生時（図示せず）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
から吐出される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。 〔排気ガス高温時〕排気ガス高温時の制御回路１００の
動作は、図２に示した排気ガス高温時の処理と同じで良
い。従って、ここでは排気ガス高温時の流路の状態を図
７に示し、その制御手順の説明を省略する。

【００２５】ところで、以上説明した２つの実施例では
フィルタ５Ａ，５Ｂのいずれかが再生中の場合は、２次
空気を流入させて排気ガスの温度を低下させる処理を行
っていないが、図５に示した順流交互再生デュアルフィ
ルタタイプの排気浄化装置では、フィルタの再生中でも
排気ガスの温度を下げることができる。この場合の制御
回路１００の処理手順を図６に示す。なお、図２で説明
した処理と同じ処理がこの図６にも含まれているので、
同じ処理には同じステップ番号を付して説明する。

【００２６】まず、ステップ６００では前回読み込んだ
排気ガス温度ＴｈＥを前回の温度ＴＨＯとして記憶する
処理が行われる。続くステップ２０１から２０７の処理
は、ステップ２０２でフィルタ再生中である場合を除
き、図２で説明した手順と同じである。簡単に説明する
と、ステップ２０１で排気ガス温度ＴｈＥを読み取り、
ステップ２０２でフィルタ５Ａ，５Ｂのいずれも再生中
でない時はステップ２０３に進んで排気ガス温度ＴｈＥ
が基準温度Ｔ１を越えるか否かを判定する。そして、Ｔ
ｈＥ＞Ｔ１の場合はステップ２０４に進んでテェック弁
Ｖ４を開弁すると共に、開閉弁Ｖ７，Ｖ８を開弁し、ス
テップ２０５においてエアポンプ９を２次空気を燃焼ガ
ス排出管８内に吐出する側に高速で駆動し、大量の２次
空気を冷却空気として燃焼ガス排出管８を通じて開閉弁
Ｖ７，Ｖ８からフィルタ５Ａ，５Ｂの上流側に供給す
る。一方、ステップ２０３でＴｈＥ≦Ｔ１の場合はステ
ップ２０６に進み、エアポンプ９の駆動を停止し、チェ
ック弁Ｖ４および開閉弁Ｖ７，Ｖ８を閉弁する。この冷
却空気により排気ガスの温度が下がる。

【００２７】次に、フィルタが再生中の動作について説
明する。ステップ２０２でフィルタが再生中と判定され
た時はステップ６０１に進み、第２フィルタ５Ｂが再生
中か否かを判定する。そして、この実施例では第２フィ
ルタ５Ｂが再生中の時は２次空気の導入による排気ガス
温度の低下処理を行わずにこのルーチンを終了する。こ
れは、第２フィルタ５Ｂが再生中の時は第１フィルタ５
Ａが再生を終了しており、第１フィルタ５Ａ内のパティ
キュレートの捕集量も少ないことから、たとえ高温の排
気ガスが流れても第１フィルタ５Ａに溶損の恐れがない
からである。このステップ６０１において、第１フィル
タ５Ａが再生中であると判定された時にはステップ６０
２に進み、排気ガス温度ＴｈＥが基準値Ｔ１を越えてい
るか否かを判定する。

【００２８】まず、排気ガス温度ＴｈＥが基準値Ｔ１を
越えているＴｈＥ＞Ｔ１の場合について説明すると、こ
の時はステップ６０５に進み、再生用ガス供給管７の開
閉弁Ｖ７の開度を小さくし、開閉弁Ｖ８を開弁する。そ
して、ステップ６０６においてエアポンプ９を２次空気
を燃焼ガス排出管８内に吐出する側に高速で駆動し、大
量の２次空気を冷却空気として燃焼ガス排出管８を通じ
て開閉弁Ｖ７，Ｖ８からフィルタ５Ａ，５Ｂの上流側に
供給する。続くステップ６０７では第１フィルタ５Ａの
再生が終了したか否かを判定し、終了していない場合は
このままこのルーチンを終了する。一方、第１フィルタ
５Ａの再生が終了した場合はステップ６０８に進み、開
閉弁Ｖ５，Ｖ７を閉弁し、開閉弁Ｖ６，Ｖ８を開弁す
る。そして、ステップ６０９においてエアポンプ９の回
転数を２次空気の吐出量まで低下させてこのルーチンを
終了する。

【００２９】また、ステップ６０２において排気ガス温
度ＴｈＥが基準値Ｔ１以下のＴｈＥ≦Ｔ１の時はステッ
プ６０３に進み、前回の排気ガス温度ＴｈＯが基準値Ｔ
１を越えていたか否かを判定する。そして、前回の排気
ガス温度ＴｈＯも基準値Ｔ１以下の場合はこのルーチン
を終了し、前回の排気ガス温度ＴｈＯが基準値Ｔ１を越
えている場合はステップ６０４に進み、正規の第１フィ
ルタ５Ａの再生処理を行うために開閉弁Ｖ７を開弁し、
開閉弁Ｖ８を閉弁してステップ６０９に進み、エアポン
プ９の回転数を２次空気の吐出量まで低下させてこのル
ーチンを終了する。

【００３０】以上説明したように、図６に示した制御手
順では、第１フィルタ５Ａが再生処理中においても排気
ガスの温度が２次空気の流入によって下げられるので、
再生処理前の第２フィルタ５Ｂ内に捕集されたパティキ
ュレートが排気ガスによって着火することがなく、機関
の減速運転時にもフィルタの溶損が発生しない。図９
は、図１の制御回路１００による排気ガス高温時の処理
の別の例を示すものであり、図２で説明した処理におい
て、パティキュレートの捕集量が少なく、フィルタの溶
損の恐れのないような時には冷却空気の吐出をしないよ
うにしたものである。従って、図２で説明した処理と同
じ処理には同じステップ番号を付してその説明を省略す
る。

【００３１】図９に示した制御回路１００による排気ガ
ス高温時の処理においては、図２のステップ２０２とス
テップ２０３の間にステップ９０１が挿入されている点
のみが図２の処理と異なる。ステップ９０１の処理は、
フィルタが再生中でない時にそのフィルタに捕集された
パティキュレートの量が所定値αより多いか否かを判定
するものであり、その判定は差圧センサ１０の検出値に
よって行うことができる。このパティキュレートの捕集
量αは、この状態でパティキュレートが着火してもフィ
ルタに溶損の心配のない程度の量である。そして、パテ
ィキュレートの捕集量が所定値αより多い時にはステッ
プ２０３に進んで排気ガス温度ＴｈＥに応じて冷却空気
を流すか流さないかの処理を図２で説明したと同様に行
う。一方、ステップ９０１でパティキュレートの捕集量
が所定値α以下であると判定した時にはこのルーチンを
終了し、冷却空気の供給は行わない。

【００３２】図１０は、図１の制御回路１００による排
気ガス高温時の処理の更に別の例を示すものであり、図
２で説明した処理において、排気ガスの温度が高くなっ
ても、排気ガス中に十分な酸素が残留していない時には
冷却空気の吐出をしないようにしたものである。従っ
て、図２で説明した処理と同じ処理には同じステップ番
号を付してその説明を省略する。

【００３３】図１に示した制御回路１００による排気ガ
ス高温時の処理においては、図２のステップ２０１とス
テップ２０２の間にステップ１００１が挿入されている
点と、ステップ２０３とステップ２０４の間にステップ
１００２が挿入されている点のみが図２の処理と異な
る。ステップ１００１の処理は、図１の内燃機関１の排
気管２に設けられた酸素濃度センサＳＯによる排気ガス
中の酸素濃度ＲＯ２を読み込むものであり、ステップ１
００２の処理は、読み込んだ排気ガス中の酸素濃度ＲＯ
２が所定値β以上か否かを判定するものである。この所
定値βの値は、機関１の減速運転時のように、吸入空気
量に対しての燃料噴射量が少なく、排気ガス中に多くの
酸素が残存してパティキュレートが着火した際にこの酸
素でパティキュレートが急激に燃焼し、フィルタに溶損
の恐れがあることを考慮して、この恐れがないような値
に決めれば良い。

【００３４】従って、図１０の処理においては、ステッ
プ２０３において排気ガスの温度が高い時（ＴｈＥ＞Ｔ
１）であっても、ステップ１００２において排気ガス中
の酸素濃度ＲＯ２が所定値β以上であると判定した時は
ステップ２０４に進んで冷却空気を流す処理を図２で説
明したと同様に行う。一方、ステップ１００２で排気ガ
ス中の酸素濃度ＲＯ２が所定値β以上であると判定した
時にはこのルーチンを終了し、冷却空気の供給は行わな
い。

【００３５】以上説明した図９におけるパティキュレー
トの捕集量が少ない時には排気ガス温度が高温でも冷却
空気で排気ガス温度を低下させない処理と、図１１にお
ける排気ガス温度が高温でもその排気ガス中の酸素濃度
が低い時は冷却空気で排気ガス温度を低下させない処理
は、図６で説明した処理において行うことも可能である
が、ここではその説明を省略する。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、排
気ガスの温度が所定温度よりも高くなった場合には、フ
ィルタの再生時に２次空気を供給するためにフィルタの
上流側に設けられたエアポンプから大量の２次空気がフ
ィルタの上流側に吐出され、排気ガスの温度が低下する
ので、機関の排気ガス温度が高く、かつ、機関が減速運
転を行ったような場合でも、パティキュレートフィルタ
が溶損することがないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の逆流交互再生デュアルフィルタタイプ
のディーゼルエンジンの排気微粒子除去装置の一実施例
の構成を示す図である。

【図２】図１のディーゼルエンジンの排気微粒子除去装
置における排気ガス温度高温時の制御手順の一例を示す
フローチャートである。

【図３】図１のディーゼルエンジンの排気微粒子除去装
置における排気ガス温度高温時の排気ガスと２次空気の
流れを示す流路説明図である。

【図４】図１のディーゼルエンジンの排気微粒子除去装
置における第１フィルタ再生時の排気ガスと２次空気の
流れを示す流路説明図である。

【図５】本発明の順流交互再生デュアルフィルタタイプ
のディーゼルエンジンの排気微粒子除去装置の一実施例
の構成を示す図である。

【図６】図５のディーゼルエンジンの排気微粒子除去装
置における排気ガス温度高温時の制御手順の一例を示す
フローチャートである。

【図７】図５のディーゼルエンジンの排気微粒子除去装
置における排気ガス温度高温時の排気ガスと２次空気の
流れを示す流路説明図である。

【図８】図５のディーゼルエンジンの排気微粒子除去装
置における第１フィルタ再生時の排気ガスと２次空気の
流れを示す流路説明図である。

【図９】図２の制御手順の変形例を示すフローチャート
である。

【図１０】図２の制御手順の更に別の変形例を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】 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 １００…制御回路 ａ…分岐部 ｂ…合流部 ＨＡ，ＨＢ…電気ヒータ ＳＯ…酸素濃度センサ ＳＴ…温度センサ 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１ Ｍ

Claims (1)

【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
   を行うディーゼルエンジン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、前記上流側の２次空気通路にエアポンプを備え
   るものにおいて、 排気温度検出手段により排気ガスの温度を検出し、排気
   ガス温度が所定温度を越えた場合には、前記エアポンプ
   を運転して、前記フィルタの上流側の２次空気通路から
   大量の２次空気を吐出して、排気温度を下げることを特
   徴とするディーゼルエンジンの排気微粒子除去装置。