JPH0726942A - ディーゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車載用電源に異常が発生してもフィルタの再
生を行うことができるディーゼルエンジンの排気浄化装
置を提供することにある。 【構成】 車両にはディーゼルエンジン１が搭載され、
ディーゼルエンジン１の排気系にはパティキュレートを
捕集するフィルタ５が設けられている。フィルタ５の上
流側端部には電気ヒータ６が配置されている。電動式エ
アポンプ９はフィルタ５に二次空気を供給する。外部電
源１１は車両の外部に配置され、電気ヒータ６及び電動
式エアポンプ９に電力を供給する。ＥＣＵ１７は車載用
のバッテリ１９と接続されるとともに外部電源１１と接
続され、バッテリ１９と外部電源１１との二重電源供給
系となっている。ＥＣＵ１７は、電気ヒータ６を通電制
御してフィルタ５に捕集されたパティキュレートを着火
するとともにエアポンプ９を駆動制御してパティキュレ
ートを焼却してフィルタ再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はディーゼルエンジンの
排気浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの黒煙対策としてＤ
ＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）シス
テムが採用されている。これは、ディーゼルエンジンの
排気系にパティキュレートを捕集するＤＰＦを設け、フ
ィルタ再生時には電気ヒータを通電することによりＤＰ
Ｆに捕集されたパティキュレートを着火するとともに電
動式エアポンプの駆動によりフィルタに二次空気を供給
してＤＰＦに捕集されたパティキュレートを焼却するよ
うになっていた。

【０００３】この種のシステムにおいて、電気ヒータ及
び電動式エアポンプに電力を供給するための電源とし
て、ディーゼルエンジンを搭載した車両の外部の電源を
用いることが行われている（例えば、実開平２−１１４
７２２号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、電気ヒータ
を通電制御したり電動式エアポンプを駆動制御するため
の制御回路（ＥＣＵ）は駆動電源として車載用電源（バ
ッテリ）を使用していた。そのために、車載用電源（バ
ッテリ）に何らかの異常が発生した場合、例えば、バッ
テリがあがったり、運転者等が再生中と気付かずに整備
のためにバッテリを外してしまった場合、ＥＣＵは再生
中にもかかわらず停止してしまう。

【０００５】そこで、この発明の目的は、車載用電源に
異常が発生してもフィルタの再生を行うことができるデ
ィーゼルエンジンの排気浄化装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、車両に搭載
されたディーゼルエンジンの排気系に設けられ、パティ
キュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタの近傍
に配置された電気ヒータと、前記フィルタに二次空気を
供給するための電動式エアポンプと、車両の外部に配置
され、前記電気ヒータ及び電動式エアポンプに電力を供
給するための外部電源と、車載用電源と接続され、前記
電気ヒータを通電制御してフィルタに捕集されたパティ
キュレートを着火するとともに前記エアポンプを駆動制
御してフィルタに捕集されたパティキュレートを焼却し
てフィルタ再生する制御回路とを備えたディーゼルエン
ジンの排気浄化装置において、前記制御回路に対し前記
外部電源を接続し、車載用電源と外部電源との二重電源
供給系としたディーゼルエンジンの排気浄化装置をその
要旨とするものである。

【０００７】

【作用】制御回路が車載用電源と外部電源との二重電源
供給系となる。よって、何らかの理由により車載用電源
に異常が発生しても外部電源から電力の供給を受け、再
生処理が行われる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図１には、ディーゼルエンジンの排
気浄化装置の全体構成図を示す。

【０００９】車両にはディーゼルエンジン１が搭載さ
れ、後記する車両の外部電源１１から電力供給を受けて
ディーゼルエンジン１の運転停止時にフィルタの再生を
行うようになっている。

【００１０】ディーゼルエンジン１の排気管２には排気
浄化装置３のハウジング４が設けられている。このハウ
ジング４は排気管２と連通しており、このハウジング４
内を排気ガスが通過していく。ハウジング４内にはフィ
ルタ５が配置され、同フィルタ５はセラミック多孔質よ
りなる。そして、同フィルタ５により排気ガス中のパテ
ィキュレートが捕集される。又、ハウジング４内におけ
るフィルタ５の上流端部には電気ヒータ（熱線）６が配
置されている。この電気ヒータ６の通電により同電気ヒ
ータ６が発熱してフィルタ５に捕集されたパティキュレ
ートを着火することができるようになっている。

【００１１】排気管２におけるハウジング４の上流側に
は二次空気供給用配管７が分岐され、二次空気供給用配
管７の途中には電磁バルブ８が配設されている。この電
磁バルブ８は通常運転時排気ガスが二次空気供給経路に
逆流しないようにするためのものである。二次空気供給
用配管７における電磁バルブ８の上流側には電動式エア
ポンプ９が設けられて、同エアポンプ９には電動モータ
が備えられ、電動モータへの電力供給によりエアポンプ
９が駆動される。そして、電磁バルブ８の開弁状態にお
いて電動式エアポンプ９の駆動によりエアクリーナー１
０を通して空気が二次空気供給用配管７に吸入されて排
気管２内に供給できるようになっている。

【００１２】又、車両の外部には、２４ボルト仕様の外
部電源１１が配置されている。この外部電源１１にはコ
ネクタ１２を介して電気ヒータ６が接続され、電源回路
が形成されている。その電源ラインの途中には半導体ス
イッチング素子（トランジスタ）１３が配置されてい
る。そして、半導体スイッチング素子（トランジスタ）
１３をデューティ制御することにより所定の電力を電気
ヒータ６に供給することができるようになっている。

【００１３】又、外部電源１１にはコネクタ１２を介し
て電動式エアポンプ９の電動モータが接続され、電源回
路が形成されている。その電源ラインの途中には半導体
スイッチング素子（トランジスタ）１４が配置されてい
る。そして、半導体スイッチング素子（トランジスタ）
１４をデューティ制御することにより所定の電力を電動
式エアポンプ９の電動モータに供給することができるよ
うになっている。

【００１４】又、排気浄化装置３のハウジング４の上流
側と下流側にはそれぞれ圧力センサ１５，１６が配設さ
れ、同圧力センサ１５，１６により排気浄化装置３のフ
ィルタ５の上流側圧力と下流側圧力が検出される。

【００１５】制御回路としての電子制御ユニット（以
下、ＥＣＵという）１７は、ＣＰＵやメモリ（ＲＯＭ，
ＲＡＭ）等により構成されるとともに、電子回路１８を
内蔵している。ＥＣＵ１７は半導体スイッチング素子
（トランジスタ）１３の制御信号入力端子と接続されて
いる。同様に、ＥＣＵ１７は半導体スイッチング素子
（トランジスタ）１４の制御信号入力端子と接続されて
いる。そして、ＥＣＵ１７は両半導体スイッチング素子
１３，１４に駆動信号を出力してデューティ制御する。

【００１６】さらに、ＥＣＵ１７は電磁バルブ８と接続
され、電磁バルブ８を開閉制御する。又、ＥＣＵ１７は
圧力センサ１５，１６からの信号を入力して同圧力セン
サ１５，１６からの信号により圧力を検知する。

【００１７】又、車両には、車載用電源としての定格１
２ボルトのバッテリ１９が搭載されている。このバッテ
リ１９のマイナス端子がＥＣＵ１７に接続されるととも
に、バッテリ１９のプラス端子が電子回路１８に接続さ
れている。又、外部電源１１のマイナス端子がバッテリ
１９のマイナス端子に接続されるとともに、外部電源１
１のプラス端子が電子回路１８に接続されている。そし
て、電子回路１８の出力がＥＣＵ１７の電源（１２ボル
ト）となる。

【００１８】図２には、電子回路１８の詳細を示す。電
子回路１８はレギュレータ２０とダイオード２１，２２
とから構成されている。バッテリ１９からの出力（１２
ボルト）と外部電源１１（２４ボルト）からの出力がそ
れぞれダイオード２２，２１を介して接続点ａに結線さ
れ、接続点ａからレギュレータ２０に入力されている。
そして、レギュレータ２０においては、出力電圧が１２
ボルトに調整されて、ＥＣＵ１７の電源として出力され
る。

【００１９】このように、ＥＣＵ１７はバッテリ１９と
外部電源１１との二重電源供給系となっている。次に、
このように構成したディーゼルエンジンの排気浄化装置
の作用を説明する。

【００２０】図３にはＥＣＵ１７が実行する処理（フロ
ーチャート）を示す。まず、ＥＣＵ１７はステップ１０
０でコネクタ１２を外した状態でのディーゼルエンジン
１の運転時において圧力センサ１５，１６からの信号に
より排気浄化装置３のフィルタ５の上流と下流での圧力
を取り込む。

【００２１】そして、ＥＣＵ１７はステップ１０１で排
気浄化装置３のフィルタ５での圧力損失を検出してパテ
ィキュレートの捕集量を推定し、再生時期の判定を行
う。そして、捕集量が一定以上あり再生を行うのに必要
な条件が揃ったときには再生を開始するようにする。

【００２２】ディーゼルエンジン１の運転停止時におい
てコネクタ１２を外部電源１１につないだ状態でＥＣＵ
１７は再生が開始されるとステップ１０２で排気ガス逆
流防止用電磁バルブ８を開け二次空気を供給可能にす
る。

【００２３】次に、ＥＣＵ１７はステップ１０３で排気
浄化装置３の再生制御を行うときの再生条件を決定す
る。ここでは、電動式エアポンプ９の目標制御流量や電
気ヒータ６の目標制御電力を決定する。

【００２４】次に、ＥＣＵ１７はステップ１０４で半導
体スイッチング素子１４のデューティ制御にて電動式エ
アポンプ９を駆動制御する。同様に、半導体スイッチン
グ素子１３のデューティ制御にて電気ヒータ６の通電制
御を行う。そして、それぞれの目標制御量になるように
する。つまり、電気ヒータ６の通電にてフィルタ５に捕
集されたパティキュレートが着火され、電動式エアポン
プ９の駆動により二次空気が供給されて同パティキュレ
ートが焼却されフィルタ５の再生が行われる。

【００２５】ＥＣＵ１７はステップ１０５でステップ１
０４において再生作業を一定時間行ったかどうかを判定
して一定時間経過したならば再生作業が完了したとみな
して再生制御を終了する。

【００２６】このようなフィルタ再生中において、バッ
テリ１９があがったり運転者等が再生中と気付かずに整
備のためにバッテリ１９を外してしまった場合にも、図
２の接続点ａの電位は外部電源１１により１２ボルト以
上に保たれ、ＥＣＵ１７に電力が供給される。その結
果、バッテリ１９があがったり運転者等が再生中と気付
かずに整備のためにバッテリ１９を外してしまった場合
にも、再生を行うことができる。

【００２７】このように本実施例では、ＥＣＵ１７（制
御回路）に対し外部電源１１を接続し、バッテリ１９
（車載用電源）と外部電源１１との二重電源供給系とし
た。よって、何らかの理由によりバッテリ１９に異常が
発生しても（バッテリ１９があがったり運転者等が再生
中と気付かずに整備のためにバッテリ１９を外してしま
った場合にも）、ＥＣＵ１７は外部電源１１から電力の
供給を受け、再生処理を行うことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
車載用電源に異常が発生してもフィルタの再生を行うこ
とができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のディーゼルエンジンの排気浄化装置の
全体構成図である。

【図２】電子回路の電気的構成図である。

【図３】排気浄化装置の作用を説明するためのフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ ディーゼルエンジン ５ フィルタ ６ 電気ヒータ ９ 電動式エアポンプ １１ 外部電源 １７ 制御回路としてのＥＣＵ １９ 車載用電源としてのバッテリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 恵一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 森田 尚治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載されたディーゼルエンジンの
   排気系に設けられ、パティキュレートを捕集するフィル
   タと、 前記フィルタの近傍に配置された電気ヒータと、 前記フィルタに二次空気を供給するための電動式エアポ
   ンプと、 車両の外部に配置され、前記電気ヒータ及び電動式エア
   ポンプに電力を供給するための外部電源と、 車載用電源と接続され、前記電気ヒータを通電制御して
   フィルタに捕集されたパティキュレートを着火するとと
   もに前記エアポンプを駆動制御してフィルタに捕集され
   たパティキュレートを焼却してフィルタ再生する制御回
   路とを備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置におい
   て、 前記制御回路に対し前記外部電源を接続し、車載用電源
   と外部電源との二重電源供給系としたことを特徴とする
   ディーゼルエンジンの排気浄化装置。