JPH06323130A - 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】 フィルタの再生燃焼ガスを再生中のフィルタ
に還流することにより、再生燃焼ガスの燃焼浄化が可能
な排気微粒子除去装置の提供を目的とする。 【構成】 機関の排気管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、フィルタの再生時
にはパティキュレートを捕集したフィルタへの排気ガス
の流入を排気制御弁により遮断した状態で、フィルタに
捕集されたパティキュレートに着火し、再生用ガス供給
手段から再生用ガスを供給して再生燃焼ガスを排出する
ディーゼル機関の排気微粒子除去装置において、燃焼ガ
ス排出管の途中に電動エアポンプに燃焼ガスを還流する
還流管を設けると共に、燃焼ガス中の酸素濃度を検出す
るセンサを設け、このセンサの検出値に応じて燃焼ガス
の電動エアポンプへの還流量と２次空気取入量とを調整
し、フィルタの再生に支障がない限り燃焼ガスを再生用
ガスとして還流する。

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を捕集するフィルタの再
生時に、再生中のフィルタから排出される再生燃焼ガス
を再生中のフィルタに還流して燃焼浄化するディーゼル
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。ところが、このセラミック
製のフィルタは、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。

【０００３】この再生時期の判断は一般に、フィルタ内
へのパティキュレートの捕集量を検出して行われる。そ
して、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、差圧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。フィルタが再生時期になると、パテ
ィキュレートを捕集したフィルタを排気ガスの流路から
分離し、フィルタに再生用ガス、例えば２次空気を供給
すると共に、電気ヒータに通電して加熱することによっ
てフィルタ内のパティキュレートに着火してこれを燃焼
させ、燃焼ガスを一般に大気中に放出する再生処理が行
われる。

【０００４】ところが、フィルタの再生時に排出される
燃焼ガスは、捕集されたパティキュレートが不完全燃焼
すると白煙を発生したり、燃焼ガスに刺激臭が含まれた
りすることがあり、商品性上好ましくない。そこで、特
開平４−１８３８１７号公報には、排気通路にパティキ
ュレート捕集用のフィルタを備えた排気ガス浄化装置に
おいて、再生時に２次空気を供給して再生を行い、再生
燃焼ガスの排出通路に設けた触媒により再生燃焼ガスを
浄化した後に大気中に排出するものが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−１８３８１７号公報に開示された排気浄化装置にお
いては、触媒の未活性時には再生燃焼ガスを浄化しきれ
ない恐れがあった。そこで、本発明は、フィルタの再生
処理時に、再生燃焼ガスを再生中のフィルタに還流する
ことにより、再生燃焼ガスの燃焼浄化を行うことができ
る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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、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、フィルタの再生時に
はパティキュレートを捕集したフィルタへの排気ガスの
流入を排気制御弁により遮断した状態で、フィルタに捕
集されたパティキュレートに着火し、再生用ガス供給手
段から再生用ガスを供給して再生燃焼ガスを排出するデ
ィーゼル機関の排気微粒子除去装置において、前記再生
燃焼ガスを再生中のフィルタに還流する燃焼ガス循環手
段と、前記再生燃焼ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃
度検出手段と、この酸素濃度に応じて前記燃焼ガス循環
手段による再生燃焼ガスの還流量、または、前記再生用
ガス供給手段による再生用ガスの供給量とを制御する制
御手段とを設けたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明のディーゼル機関の排気微粒子除去装置
によれば、排気ガス中のパティキュレートを捕集したフ
ィルタの再生時に、このフィルタへの排気ガスの流入を
遮断した状態で再生用ガス供給手段から再生用ガスを供
給してフィルタ内のパティキュレートを燃焼させる際
に、再生燃焼ガス中の酸素濃度が検出され、この酸素濃
度に応じて再生燃焼ガスが再生中のフィルタに還流され
る。この結果、再生燃焼ガスの燃焼浄化を図ることがで
きる。

【０００８】

【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は本発明における交互捕集、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。

【０００９】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
で一般に円筒状をしており、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。

【００１０】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
上下流の差圧（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はこの差圧によってフィルタ５Ａ，
５Ｂの再生時期を決定する。

【００１１】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の排気温
の検出値ＴｈＧ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、吸気量を検出する吸気量セン
サ、および機関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ＴｈＡ、吸気量Ｇａ、および水温ＴｈＷも制御回路１
００に入力されるようになっている。

【００１２】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，２Ｂ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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】燃焼ガス排出管８のチェック弁Ｖ４の下流
側には燃焼ガス還流管１４が接続されており、この燃焼
ガス還流管１４は電動エアポンプ９の吸気取入口に接続
されている。この燃焼ガス還流管１４の途中には燃焼ガ
スの電動エアポンプ９側への還流量を調整する制御弁Ｖ
９が設けられており、この制御弁Ｖ９と電動エアポンプ
９の吸気取入口との間には、２次空気取入管１６が接続
されている。この２次空気取入管１６にはエアクリーナ
１５と制御弁Ｖ１０が設けられている。更に、燃焼ガス
排出管８の途中には、燃焼ガス排出管８内を流れる燃焼
ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出センサ、例え
ば、リーンセンサＳＬが取り付けられている。

【００１６】弁Ｖ１〜Ｖ１０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。なお、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こともある。

【００１７】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。

【００１８】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、
リーンセンサＳＬからの燃焼ガス中の酸素濃度ＡＬ、吸
気流量Ｇａ、機関１の吸気温度信号ＴｈＡ、水温信号Ｔ
ｈＷや図示しない回転数センサからの機関回転数信号Ｎ
ｅ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。また、制御回路１００の出力回路ＯＵＴには、電動
エアポンプ９が接続されている。

【００１９】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。

【００２０】〔排気ガス中のパティキュレート捕集時〕
制御弁Ｖ１，Ｖ２は分岐管２Ａまたは２Ｂの何れか一方
を閉鎖する位置に制御されており、チェック弁Ｖ３，Ｖ
４、および開閉弁Ｖ５〜Ｖ８は閉弁している。図１は制
御弁Ｖ１，Ｖ２が分岐管２Ｂを閉鎖している状態を示し
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のみに流れてフィルタ５Ａ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。逆に、制御弁Ｖ１，Ｖ２が分岐管２Ａを閉鎖する
時には、機関１から排出された排気ガスは分岐管２Ｂの
みに流れてフィルタ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。

【００２１】〔フィルタの再生時〕フィルタ５Ａまたは
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の分岐部ａの上流側と合流部ｂの下流側の
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を通って弁Ｖ９が閉じている状態では大
気中に排出され、弁Ｖ９が開いている状態では還流管１
４を通って電動エアポンプ９側に還流される。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を通って弁Ｖ９が閉じ
ている状態では大気中に排出され、弁Ｖ９が開いている
状態では還流管１４を通って電動エアポンプ９側に還流
される。

【００２２】図２は図１に示した実施例における制御回
路１００の、一方のフィルタの捕集、再生処理時の動作
の一実施例を示すものである。この処理は、実際には所
定時間おきに割り込みの形で実行されるが、ここでは、
処理の全体の流れを簡単に示すために、捕集、再生処理
を開始から終了まで連続した流れとして示してあり、所
定時間おきに実行されることを示すために、処理の途中
にインタバルを設けてある。以後のフローチャートは全
てこの形で説明する。

【００２３】まず、ステップ２０１では差圧ＰＤ、排気
温度ＴｈＧ、および吸気量Ｇａを検出し、続くステップ
２０２において排気温度ＴｈＧ、および吸気量Ｇａとか
ら補正差圧ＰＤｃを演算する。そして、続くステップ２
０３においてフィルタが再生時期か否かを判定する。こ
の再生時期の判定は、差圧センサ１０の出力値ＰＤの機
関の運転状態に応じた補正値ＰＤｃが判定値以上か否か
で行う。再生時期でない時には□で示す所定のインタバ
ルの後に、再度ステップ２０１からステップ２０３の処
理を繰り返す。一方、ステップ２０３で再生時期と判定
した時にはステップ２０４に進む。

【００２４】ステップ２０４では流路切り換え処理を行
う。即ち、制御弁Ｖ１，Ｖ２により捕集側のフィルタを
閉鎖し、それまで待機していたフィルタを捕集状態にす
る。そして、ステップ２０５においてパティキュレート
を捕集した側のフィルタの再生処理を行う。例えば、フ
ィルタ５Ａが捕集中に再生時期になった時は、ステップ
２０４の流路切り換えにおいて制御弁Ｖ１，Ｖ２が分岐
管２Ａの入口側と出口側を塞ぎ、チェック弁Ｖ３，Ｖ４
および開閉弁Ｖ５，Ｖ７が開弁する。このとき、排気ガ
スはフィルタ５Ｂに流れ、フィルタ５Ｂはパティキュレ
ートの捕集を実行している。そして、ステップ２０５の
再生処理ではエアポンプ９からの２次空気を再生用ガス
供給管７を通じてフィルタ５Ａに供給し、ヒータＨＡに
通電を行う。ヒータＨＡへの通電により、この後にフィ
ルタ５Ａ内のパティキュレートが着火して燃焼し、燃焼
ガスは燃焼ガス排出管８に流れる。

【００２５】続くステップ２０６ではこの燃焼ガス排出
管８に排出された燃焼ガス中の酸素濃度をリーンセンサ
ＳＬによって検出し、その検出値ＡＬが制御回路に入力
する。制御回路１００はステップ２０７において燃焼ガ
ス中の酸素濃度ＡＬが基準濃度以下か否かを判定する。
そして、ＡＬ＞基準濃度の場合は、燃焼ガス中の酸素濃
度が十分であると判定してステップ２０８に進んで弁Ｖ
９を開弁し、弁Ｖ１０を閉弁する。この結果、燃焼ガス
が還流管１４を通って電動エアポンプ９の吸気取入口に
循環される。一方、ステップ２０７において、ＡＬ≦基
準濃度の場合は、燃焼ガス中の酸素濃度が不十分である
と判定してステップ２０９に進み、弁Ｖ９を閉弁し、弁
Ｖ１０を開弁する。この結果、燃焼ガスは大気中に放出
され、エアフィルタ１５を通った２次空気が２次空気取
入管１６、還流管１４を経て電動エアポンプ９の吸気取
入口に供給される。

【００２６】以上が捕集済のフィルタの再生処理であ
り、この処理はステップ２１０でフィルタの再生処理が
終了したと判定するまで繰り返して行う。図３は図２で
説明した一方のフィルタの捕集、再生処理時の動作の変
形実施例を示すものである。図２で説明した実施例で
は、ステップ２０７において燃焼ガス中の酸素濃度を１
つの基準濃度と比較して、これよりも酸素濃度が濃い場
合には燃焼ガスを電動エアポンプ９側に還流し、薄い場
合には電動エアポンプ９には２次空気を供給するように
したが、図３の実施例では燃焼ガス中の酸素濃度を第１
の基準値と第２の基準値と比較した点が異なる。従っ
て、図３の実施例における燃焼ガス中の濃度の検出まで
は、図２の実施例におけるステップ２０１からステップ
２０６と同じであるので、同じステップには図２と同じ
符号を付し、その説明を省略する。

【００２７】この実施例では、第１の基準値を、燃焼ガ
ス中の酸素濃度が本当に不十分であり、この燃焼ガスを
還流させると再生不良となるので、全量２次空気の供給
が必要な場合の基準値とし、第２の基準値を、燃焼ガス
中の酸素濃度が多少不足してはいるが、燃焼ガスの還流
量を増やすか、あるいは燃焼ガス中に多少の空気を混ぜ
れば燃焼ガスを還流可能である場合の基準値とした。

【００２８】そこで、ステップ２０６で燃焼ガス中の酸
素濃度ＡＬを検出した後のステップ３０１では、酸素濃
度ＡＬが第１の基準値以下であるか否かを判定する。Ａ
Ｌ≦第１の基準値である場合は、燃焼ガスの還流が可能
であるので、ステップ３０２に進み、弁Ｖ９を開弁し、
弁Ｖ１０を閉弁する。そして、ステップ３０３において
燃焼ガス中の酸素濃度ＡＬが第２の基準値以下であるか
否かを判定する。ＡＬ＞第２の基準値である場合は、燃
焼ガス中の酸素濃度が十分である場合であるので、その
ままステップ３０６に進み、再生が終了したか否かを判
定する。一方、ステップ３０３でＡＬ≦第２の基準値の
場合は、燃焼ガス中の酸素濃度が多少不足している場合
であるのでステップ３０４に進み、電動エアポンプ９の
回転数を増大する。この結果、再生中のフィルタに燃焼
に必要な量の酸素を供給することができる。このとき、
電動エアポンプ９の回転速度によっては、燃焼ガス排出
管８の開口端から多少の空気が吸引され、燃焼ガスに混
入してその酸素濃度を高めることになる。

【００２９】しかしながら、ステップ３０１でＡＬ≦第
１の基準値と判定した場合は、燃焼ガス中の酸素濃度が
本当に不十分であり、この燃焼ガスを還流させると再生
不良となるのでステップ３０５に進み、弁Ｖ９を閉弁
し、弁Ｖ１０を開弁してエアフィルタ１５を通った２次
空気を２次空気取入管１６、還流管１４を通じて電動エ
アポンプ９の吸気取入口に供給する。

【００３０】図４は本発明における一方のフィルタの再
生処理時の動作の別の実施例を示すものである。図２、
図３で説明した実施例では、燃焼ガス中の酸素濃度を１
つまたは２つの基準濃度と比較して、電動エアポンプ９
に還流する燃焼ガスを制御しているが、図４の実施例で
は、フィルタの再生期間内において、再生中に白煙が発
生するのを防止するために、再生中のある時間は電動エ
アポンプ９に２次空気を供給し、ある時間は燃焼ガスを
還流させる点が異なる。これは、再生中に白煙が発生す
る期間は、再生作動を開始してからある時間からある時
間までの間と、ヒータや２次空気流量等の再生条件によ
ってほぼ決まっているからである。

【００３１】そこで、この実施例では、捕集を完了した
フィルタが再生処理に入ると、先ずステップ４０１にお
いてヒータへの通電を実行し、電動エアポンプ９を規定
回転数で駆動し、弁Ｖ９を閉弁して弁Ｖ１０を開弁する
処理を行う。そして、ステップ４０２では再生処理を開
始してからの時間がｔ１を経過したか否かを判定し、時
間ｔ１を経過した場合はステップ４０３に進んでヒータ
への通電を停止する。この後、ステップ４０４で時間ｔ
２が経過したか否かを判定し、時間ｔ３が経過するとス
テップ４０５に進んで弁Ｖ９を開弁し、弁Ｖ１０を閉弁
する。この結果、燃焼ガスが還流管１４を通って電動エ
アポンプ９に供給される。

【００３２】燃焼ガスが還流管１４を通って電動エアポ
ンプ９に供給され始めるとステップ４０６においてリー
ンセンサＳＬにより燃焼ガス中の酸素濃度ＡＬを検出
し、続くステップ４０７において酸素濃度ＡＬが基準濃
度以下か否かを判定する。そして、ＡＬ＞基準濃度の場
合はそのまま燃焼ガスの還流を続け、ＡＬ≦基準濃度の
場合は、燃焼ガス中の酸素濃度が不足していると判定し
てステップ４０８に進み、電動エアポンプ９の回転数を
増大する。この結果、再生フィルタに供給される酸素量
が増える。

【００３３】このような処理はステップ４０９において
再生開始から時間ｔ３が経過したと判定するまで継続す
る。そして、時間ｔが経過した後はステップ４１０に進
み、弁Ｖ９を閉弁し、弁Ｖ１０を開弁し、続くステップ
４１１において電動エアポンプ９の回転数を増大前の元
の回転数に戻す。この結果、電動エアポンプ９には再び
２次空気が供給される。この状態はステップ４１２にお
いて再生が終了したと判定するまで継続され、再生が終
了すると、ステップ４１３に進んで電動エアポンプ９の
駆動を停止し、弁Ｖ１０を閉弁する。

【００３４】図５は図４に示した手順におけるヒータの
通電のＯＮ／ＯＦＦ、電動エアポンプ９からの供給エア
流量、弁Ｖ１０の開閉状態、弁Ｖ９の開閉状態、リーン
センサの検出値ＡＬの変化を時間と共に示すタイムチャ
ートである。前述のようにフィルタの再生期間（時間ｔ
０から時間ｔ３までの間）における時間ｔ１から時間ｔ
２の期間は、燃焼ガスに白煙が発生し易い。そこで、こ
の時間ｔ１〜ｔ２の期間中だけ、この実施例では燃焼ガ
スを還流管１４を通じて電動エアポンプ９に戻すことに
よって浄化している。このとき、当然フィルタに供給さ
れる酸素量が減少するので、還流される燃焼ガス中の酸
素濃度をリーンセンサＳＬによって監視し、酸素濃度が
１０％を切ったら電動エアポンプ９の回転速度を増大さ
せてフィルタに供給される酸素量を確保し、再生中にフ
ィルタの燃焼が停止しないようにしている。

【００３５】なお、以上のように、フィルタの再生中に
燃焼ガスをフィルタに再循環させることにより、ＣＯ₂
などの不活性ガス流量が多くなり、フィルタ再生次のオ
ーバヒートを抑制しやすくなってフィルタの溶損を防止
できる。以上説明した実施例におけるディーゼル機関の
排気微粒子除去装置２０は、フィルタ５Ａ，５Ｂを用い
て排気ガス中のパティキュレートを交互捕集し、再生時
期に２次空気を排気ガスの流れと逆の方向から流してフ
ィルタ５Ａ，５Ｂを交互に再生する交互捕集、逆流交互
再生タイプのものであるが、本発明はこの交互捕集、逆
流交互再生タイプのディーゼル機関の排気微粒子除去装
置に限定されるものではない。例えば、フィルタ５Ａ，
５Ｂを用いて排気ガス中のパティキュレートを同時捕集
し、再生時期に２次空気を排気ガスの流れと逆の方向か
ら流してフィルタ５Ａ，５Ｂを交互に再生する同時捕
集、逆流交互再生タイプのものにも本発明は適用でき
る。更に、本発明は、図６に示すような、フィルタ５
Ａ，５Ｂを用いて排気ガス中のパティキュレートを交互
捕集または同時捕集し、再生時期に２次空気を排気ガス
の流れと同じ方向から流してフィルタ５Ａ，５Ｂを交互
に再生する順流交互再生タイプのディーゼル機関の排気
微粒子除去装置３０や、図７に示すような分岐管２Ａ，
２Ｂの一方にしかフィルタが設けられていないようなタ
イプのディーゼル機関の排気微粒子除去装置４０にも適
用できる。

【００３６】なお、図５，図６に示したディーゼル機関
の排気微粒子除去装置３０，４０においては、ディーゼ
ル機関の排気微粒子除去装置２０の構成部材と同じ構成
部材については同じ符号を付してあるので、その構成の
説明を省略する。図８(a) は本発明のディーゼル機関の
排気微粒子除去装置における弁Ｖ９の取付位置の別の例
を示すものであり、図１，図６，および図７の実施例と
同じ構成部材には同じ符号を付してある。図１，図６，
および図７の実施例では弁Ｖ９は還流管１４の途中に設
けていたが、この実施例では弁Ｖ９は燃焼ガス排出管８
と還流管１４の分岐部に、燃焼ガスの還流管１４への流
入量を調整可能に取り付けている。従って、この実施例
では、リーンセンサＳＬによる燃焼ガス中の酸素濃度の
検出値ＡＬに応じて弁９の開度を調整し、これと共に２
次空気取入管１６設けた弁Ｖ１０の開度を調整すること
により、酸素濃度が適量の燃焼ガス主体の再生用ガスを
再生中のフィルタ５に供給することができる。

【００３７】図８(b) は図８(a) の変形実施例を示すも
のであり、還流管１４の途中に酸素ボンベ１７を設け、
制御弁Ｖ１１の開度を調整することにより、必要量の酸
素をこの酸素ボンベ１７から還流管１４に供給できるよ
うにしたものである。この実施例では、フィルタ５の再
生中は弁Ｖ９によって燃焼ガスが全量電動エアポンプ９
に還流されるようにし、２次空気取入管１６にある弁Ｖ
１０は閉弁する。そして、リーンセンサＳＬによる燃焼
ガス中の酸素濃度の検出値ＡＬが低い時には、制御弁Ｖ
１１の開度を大きくし、還流される燃焼ガス中の酸素濃
度を高めることにより、常に安定した酸素濃度の再生用
ガスを再生中のフィルタ５に供給することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フィルタの再生処理時に、再生燃焼ガスを再生中のフィ
ルタに還流することにより、再生燃焼ガスの燃焼浄化を
行うことができるという効果がある。更に、このとき、
再生燃焼ガス中の酸素濃度に応じてフィルタに供給され
る再生燃焼ガス量を制御するため、酸素不足による燃え
残りを少なくすることが可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】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２】図１の制御回路の交互捕集、交互再生処理の手
順の一実施例を示すフローチャートである。

【図３】図１の制御回路の交互捕集、交互再生処理の手
順の別の実施例を示すフローチャートである。

【図４】図１の制御回路のフィルタ再生処理中の再生用
ガスの供給の別の実施例を示すフローチャートである。

【図５】図４のフローチャートに示した手順に基づくヒ
ータのオン、オフ、再生用ガス流量、制御弁の開閉、燃
焼ガス中の酸素濃度の変化を時間と共に示すタイムチャ
ートである。

【図６】本発明の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概略的構成を示す図
である。

【図７】本発明の逆流再生シング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８】(a) は燃焼ガスの流量を調整する制御弁の取付
位置の別の実施例を示す逆流交互再生タイプの排気微粒
子除去装置の構成を示す概略構成図であり、(b) は(a)
の変形実施例を示すものであり、還流管の途中に酸素ボ
ンベを設けた実施例の概略構成図である。

【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…電動エアポンプ １０…差圧センサ １４…燃焼ガス還流管 １６…２次空気取入管 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 Ｖ９，Ｖ１０…制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、フィルタの
   再生時にはパティキュレートを捕集したフィルタへの排
   気ガスの流入を排気制御弁により遮断した状態で、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
   ス供給手段から再生用ガスを供給して再生燃焼ガスを排
   出するディーゼル機関の排気微粒子除去装置において、 前記再生燃焼ガスを再生中のフィルタに還流する燃焼ガ
   ス循環手段と、 前記再生燃焼ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出
   手段と、 この酸素濃度に応じて前記燃焼ガス循環手段による再生
   燃焼ガスの還流量、または、前記再生用ガス供給手段に
   よる再生用ガスの供給量とを制御する制御手段と、 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。