JPH0849524A - パティキュレート捕集用フィルタの再生方法及びパティキュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置 - Google Patents

パティキュレート捕集用フィルタの再生方法及びパティキュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置

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JPH0849524A
JPH0849524A JP6185776A JP18577694A JPH0849524A JP H0849524 A JPH0849524 A JP H0849524A JP 6185776 A JP6185776 A JP 6185776A JP 18577694 A JP18577694 A JP 18577694A JP H0849524 A JPH0849524 A JP H0849524A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、パティキュレート捕集用フィルタ
の再生方法に関し、捕集されたパティキュレートを再生
ガスを使用し燃焼させてフィルタを再生する際に、異常
な温度上昇によるフィルタの溶損及び亀裂発生を防止す
ることを目的とする。 【構成】 捕集されたパティキュレートを再生ガスを使
用し燃焼させてフィルタを再生する際に、フィルタ２，
３の再生ガス下流部からパティキュレートの燃焼を開始
させ、この燃焼をフィルタの再生ガス上流側に伝播させ
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
排気ガス中に含まれる有害なカーボン微粒子等の粒状物
（以下、パティキュレート）を捕集するためのフィルタ
の再生方法及びこのようなパティキュレート捕集用フィ
ルタを具備する排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】前述のフィルタ部材として、セラミック
質のフォームフィルタ又はハニカムフィルタ、セラミッ
ク、金属ファイバ、及びメタルメッシュ等を使用するこ
とが公知であるが、いずれのフィルタ部材においても、
パティキュレートの捕集能力を維持すると共に目詰りを
防止するために、捕集したパティキュレートを定期的に
燃焼して除去するフィルタの再生が必要であり、このた
めに、パティキュレート捕集用フィルタを有する一般的
なディーゼルエンジンの排気浄化装置には、パティキュ
レートの燃焼に必要な酸素を含む再生ガスをフィルタへ
供給するための再生ガス供給手段が設けられ、フィルタ
における再生ガス上流部のパティキュレートを着火燃焼
させ、この燃焼を再生ガス下流側に次々に伝播させてフ
ィルタ全体を再生することが意図されている。
【０００３】実開昭６４−４１６１３号には、フィルタ
の再生ガス上流及び下流側にパティキュレートを着火す
るためのヒータを有し、フィルタ再生時において、最初
に下流側ヒータを使用してフィルタの再生ガス下流部の
パティキュレートを着火燃焼させ、再生ガスのフィルタ
内の通りを良くした後、上流側ヒータを使用してフィル
タの再生ガス上流部のパティキュレートを着火燃焼さ
せ、再生ガス流れを積極的に利用してこの燃焼熱を下流
側に伝達することにより、燃焼を確実に下流側に伝播さ
せて、フィルタ全体の良好な再生を実現することを意図
するディーゼルエンジンの排気浄化装置が記載されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した一般的な排気
浄化装置は、フィルタ再生時において、フィルタの再生
ガス上流部から燃焼を下流側に次々に伝播させるもので
あるために、再生ガス流れ及びフィルタ内の熱伝導によ
ってフィルタ各部において発生したパティキュレート燃
焼熱の大部分が次々に下流側に伝達され、特にフィルタ
の再生ガス最下流部は、この部分におけるパティキュレ
ート燃焼熱に加えて非常に大きな熱が上流側から伝達さ
れるために非常に高温度となる。それにより、フィルタ
部材として優れた耐熱性を有するハニカムフィルタを使
用する場合においても、再生ガス最下流部において、溶
損が起きたり、熱応力により亀裂が発生したりする可能
性がある。
【０００５】また、実開昭６４−４１６１３号に記載さ
れている排気浄化装置は、さらに積極的に再生ガス流れ
を利用してパティキュレート燃焼熱を下流側に伝達する
ものであり、フィルタの再生ガス最下流部では、再生ガ
スの通りを良くする目的で最初にパティキュレートの燃
焼が完了しているために、それほど高温度にはならない
が、最後に燃焼が完了するその直上流部がかなりの高温
度となり、この部分においてやはり溶損及び亀裂発生の
可能性がある。
【０００６】従って、本発明の目的は、捕集されたパテ
ィキュレートを再生ガスを使用し燃焼させてフィルタ部
材を再生する際に、溶損及び亀裂の発生を防止可能であ
るパティキュレート捕集用フィルタの再生方法及びパテ
ィキュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置を
提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載した本発
明によるパティキュレート捕集用フィルタの再生方法
は、捕集されたパティキュレートを再生ガスを使用し燃
焼させてフィルタを再生する際に、再生ガス流方向にお
ける前記フィルタの再生ガス下流部からパティキュレー
トの燃焼を開始させ、この燃焼を前記フィルタの再生ガ
ス上流側に伝播させることを特徴とする。
【０００８】請求項２に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期判断手段と、前記フィルタに再生ガス
を供給する再生ガス供給手段と、前記再生時期判断手段
により前記フィルタが再生時期であると判断された時に
前記再生ガスを使用して前記フィルタの再生ガス下流部
からパティキュレートの燃焼を開始させ、この燃焼を前
記フィルタの再生ガス上流側に伝播させるフィルタ再生
手段、とを具備することを特徴とする。
【０００９】請求項３に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期判断手段と、前記フィルタに担持され
た触媒と、前記フィルタに再生ガスを供給する再生ガス
供給手段と、前記再生時期判断手段により前記フィルタ
が再生時期であると判断された時に前記フィルタの再生
ガス下流部温度のみを触媒活性化温度以上に調整するフ
ィルタ温度調整手段と、前記フィルタ温度調整手段によ
って前記フィルタの再生ガス下流部温度のみが触媒活性
化温度以上とされた時に、前記フィルタに燃料を供給す
る燃料供給手段、とを具備し、前記フィルタの再生時
に、前記フィルタの再生ガス下流部において着火し、前
記再生ガスと前記燃料を使用してのパティキュレートの
燃焼により発生する燃焼熱のフィルタ内の熱伝導によっ
て再生ガス下流側から上流側に順次フィルタに担持され
た前記触媒が活性化温度となることを特徴とする。
【００１０】請求項４に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期判断手段と、前記フィルタに二次空気
を供給する二次空気供給手段と、前記再生時期判断手段
により前記フィルタが再生時期であると判断された時
に、前記二次空気供給手段によって前記フィルタに二次
空気を供給して前記フィルタの二次空気上流部を冷却し
前記フィルタの二次空気下流部のみがパティキュレート
の燃焼を可能にする温度以上にされた後に、前記フィル
タに燃料を供給する燃料供給手段、とを具備し、前記フ
ィルタの再生時において、前記フィルタの二次空気下流
部から前記二次空気と前記燃料を使用してのパティキュ
レートの燃焼を開始させ、この燃焼を前記フィルタの二
次空気上流側に伝播させることを特徴とする。
【００１１】請求項５に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期判断手段と、前記フィルタに再生ガス
を供給する再生ガス供給手段と、前記フィルタの再生ガ
ス下流側に設けられた加熱手段と、前記再生時期判断手
段により前記フィルタが再生時期であると判断された時
に前記加熱手段を作動させる作動手段、とを具備し、前
記フィルタの再生時において、前記フィルタの再生ガス
下流部から前記再生ガスを使用してのパティキュレート
の燃焼を開始させ、この燃焼を前記フィルタの再生ガス
上流側に伝播させることを特徴とする。
【００１２】請求項６に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期判断手段と、前記フィルタに再生ガス
を供給する再生ガス供給手段と、前記再生ガス中に燃料
を混入する燃料混入手段と、前記再生時期判断手段によ
り前記フィルタが再生時期であると判断された時に前記
燃料混入手段によって燃料が混入された再生ガスの前記
フィルタへの供給量を、前記フィルタの再生ガス上流部
だけにおいてパティキュレートが燃焼しないように多量
にした後に、前記フィルタの再生ガス上流部においてパ
ティキュレートが燃焼するように減少させる再生ガス供
給量調整手段、とを具備し、前記フィルタの再生時にお
いて、前記フィルタの再生ガス下流部からパティキュレ
ートの燃焼を開始させ、この燃焼を前記フィルタの再生
ガス上流側に伝播させることを特徴とする。
【００１３】請求項７に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期判断手段と、前記フィルタに再生ガス
を供給する再生ガス供給手段と、前記再生ガス中に燃料
を混入する燃料混入手段と、前記再生時期判断手段によ
り前記フィルタが再生時期であると判断された時に前記
燃料混入手段による前記再生ガス中への燃料の混入量
を、前記フィルタの再生ガス上流部においてはパティキ
ュレートが燃焼しないように少量とした後に、パティキ
ュレート燃焼における適量に増加させるように調整する
混入燃料量調整手段、とを具備し、前記フィルタの再生
時において、前記フィルタの再生ガス下流部からパティ
キュレートの燃焼を開始させ、この燃焼を前記フィルタ
の再生ガス上流側に伝播させることを特徴とする。
【００１４】請求項８に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期判断手段と、前記再生時期判断手段に
より前記フィルタが再生時期であると判断された時に前
記フィルタの二次空気下流部に燃料を付着させる燃料付
着手段と、前記燃料付着手段によって前記フィルタの二
次空気下流部に燃料を付着させた後に前記フィルタに二
次空気を供給する二次空気供給手段と、前記二次空気供
給手段により前記フィルタに二次空気が供給された後に
前記二次空気中に燃料を混入する燃料混入手段、とを具
備し、前記フィルタの再生時において、前記フィルタの
二次空気下流部からパティキュレートの燃焼を開始さ
せ、この燃焼を前記フィルタの二次空気上流側に伝播さ
せることを特徴とする。
【００１５】請求項９に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期判断手段と、前記フィルタに再生ガス
を供給する再生ガス供給手段と、前記再生ガス中に燃料
を混入する燃料混入手段と、前記再生時期判断手段によ
り前記フィルタが再生時期であると判断された時に前記
フィルタの再生ガス下流部に燃料を付着させる燃料付着
手段と、前記燃料付着手段によって前記フィルタの再生
ガス下流部に燃料を付着させた後に、前記燃料混入手段
による前記再生ガス中への燃料の混入量を、前記フィル
タの再生ガス上流部においてはパティキュレートが燃焼
しないように少量とした後、パティキュレート燃焼にお
ける適量に増加させるように調整する混入燃料量調整手
段、とを具備し、前記フィルタの再生時において、前記
フィルタの再生ガス下流部からパティキュレートの燃焼
を開始させ、この燃焼を前記フィルタの再生ガス上流側
に伝播させることを特徴とする。
【００１６】請求項１０に記載した本発明によるパティ
キュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、
フィルタの再生時期判断手段と、前記フィルタに再生ガ
スを供給する再生ガス供給手段と、前記フィルタの再生
ガス上流部に担持された高温活性触媒と、前記フィルタ
の再生ガス下流部に担持された低温活性触媒と、前記再
生時期判断手段により前記フィルタが再生時期であると
判断され、前記低温活性触媒のみが活性化状態である時
に、前記フィルタに燃料を供給する燃料供給手段、とを
具備し、前記フィルタの再生時において、前記フィルタ
の再生ガス下流部から前記再生ガスと前記燃料とを使用
してパティキュレートの燃焼を開始させ、この燃焼を前
記フィルタの再生ガス上流側に伝播させることを特徴と
する。
【００１７】請求項１１に記載した本発明によるパティ
キュレート捕集用フィルタの再生方法は、再生ガスの供
給をフィルタの一方側から実施して前記フィルタの一方
側から再生ガス下流方向にパティキュレートの燃焼を伝
播させ、前記フィルタの各部がその再生ガス上流側部分
のパティキュレート燃焼熱によって所定温度以上となる
以前に、再生ガスの供給を前記フィルタの他方側から実
施するように切り換え前記フィルタの他方側から再生ガ
ス下流方向にパティキュレートの燃焼を伝播させること
を特徴とする。
【００１８】請求項１２に記載した本発明によるパティ
キュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、
フィルタの再生時期判断手段と、前記フィルタに再生ガ
スを供給する際に前記フィルタの一方側からの供給と他
方側からの供給を切り換え可能な再生ガス供給手段、と
を具備し、前記再生時期判断手段により前記フィルタが
再生時期であると判断された時に、前記再生ガス供給手
段によって、前記フィルタの一方側から再生ガスを供給
して前記フィルタの一方側から再生ガス下流方向にパテ
ィキュレートの燃焼を伝播させ、その後前記フィルタの
各部がその再生ガス上流側部分のパティキュレート燃焼
熱によって所定温度以上となる以前に、前記フィルタの
他方側から再生ガスを供給して前記フィルタの他方側か
ら再生ガス下流方向にパティキュレートの燃焼を伝播さ
せることを特徴とする。
【００１９】
【作用】請求項１に記載した本発明によるパティキュレ
ート捕集用フィルタの再生方法は、フィルタを再生する
際に、フィルタの再生ガス下流部からパティキュレート
の燃焼を開始させ、この燃焼熱の一部がフィルタ内を熱
伝導することによって燃焼をフィルタの再生ガス上流側
に伝播させるために、フィルタ各部のパティキュレート
燃焼熱は、上流側に熱伝導するものを除き、再生ガス流
れ及び下流側への熱伝導によって既に燃焼が終了してい
る再生ガス下流側に伝達され、フィルタ各部がそれほど
高温度になることはない。
【００２０】請求項２に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタ再生手段が、再生時期判断手段によりフィルタが
再生時期であると判断された時に再生ガスを使用してフ
ィルタの再生ガス下流部からパティキュレートの燃焼を
開始させ、この燃焼熱の一部がフィルタ内を熱伝導する
ことによって燃焼をフィルタの再生ガス上流側に伝播さ
せるために、フィルタ各部のパティキュレート燃焼熱
は、上流側に熱伝導するものを除き、再生ガス流れ及び
下流側への熱伝導によって既に燃焼が終了している再生
ガス下流側に伝達され、フィルタ各部がそれほど高温度
になることはない。
【００２１】請求項３に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期において、フィルタ温度調整手段がフ
ィルタの再生ガス下流部温度のみを触媒活性化温度以上
とする時に、燃料供給手段がフィルタに燃料を供給する
ために、フィルタの再生ガス上流部においてはパティキ
ュレートの燃焼が開始されないが再生ガス下流部におい
てパティキュレートの燃焼が開始され、フィルタの各部
が直下流部分におけるパティキュレートの燃焼により発
生する燃焼熱の熱伝導によって触媒活性化温度となり、
燃焼がフィルタの再生ガス上流側に伝播するために、前
述のパティキュレート捕集用フィルタを具備する排気浄
化装置と同様に、フィルタ再生に際してフィルタ各部が
それほど高温度になることはない。
【００２２】請求項４に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期において、二次空気供給手段がフィル
タに二次空気を供給してフィルタの二次空気上流部を冷
却して二次空気下流部のみをパティキュレートの燃焼を
可能にする温度以上にした後に、燃料供給手段がフィル
タに燃料を供給するために、フィルタの二次空気上流部
においてはパティキュレートの燃焼が開始されないが二
次空気下流部においてパティキュレートの燃焼が開始さ
れ、この燃焼熱の一部がフィルタ内を熱伝導することに
よって燃焼をフィルタの再生ガス上流側に伝播させるた
めに、前述のパティキュレート捕集用フィルタを具備す
る排気浄化装置と同様に、フィルタ再生に際してフィル
タ各部がそれほど高温度になることはない。
【００２３】請求項５に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期において、作動手段がフィルタの再生
ガス下流側に設けられた加熱手段を作動させるために、
フィルタの再生ガス下流部のみがパティキュレートの燃
焼を可能とする温度となって燃焼が開始され、この燃焼
熱の一部がフィルタ内を熱伝導することによって燃焼を
フィルタの再生ガス上流側に伝播させるために、前述の
パティキュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装
置と同様に、フィルタ再生に際してフィルタ各部がそれ
ほど高温度になることはない。
【００２４】請求項６に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期において、再生ガス供給量調節手段
が、先ず燃料混入手段によって燃料が混入された再生ガ
スのフィルタへの供給量を多量にするために、フィルタ
の再生ガス上流部において触媒燃焼が起こっても再生ガ
スによって下流側に奪われる熱が多くその部分のパティ
キュレートが燃焼するまでには至らないが、フィルタの
再生ガス下流部におけるパティキュレートは再生ガスに
よって下流側に伝達される熱とこの部分における触媒燃
焼によって確実に着火燃焼し、その後、再生ガス供給量
調節手段が、再生ガスのフィルタへの供給量をパティキ
ュレート燃焼における適量に減少させるために、再生ガ
ス下流部におけるパティキュレート燃焼熱の一部がフィ
ルタ内を熱伝導することで燃焼が前述の燃焼するまでに
は至らない再生ガス上流部のパティキュレートに伝播
し、それにより、前述のパティキュレート捕集用フィル
タを具備する排気浄化装置と同様に、フィルタ再生に際
してフィルタ各部がそれほど高温度になることはない。
【００２５】請求項７に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期において、混入燃料量調整手段が、先
ず燃料混入手段による再生ガス中への燃料の混入量を少
量とするために、フィルタの再生ガス上流部におけるパ
ティキュレートは着火しても再生ガスによって下流側に
奪われる熱が多く燃焼するまでには至らないが、フィル
タの再生ガス下流部におけるパティキュレートは再生ガ
スによって下流側に伝達される熱を利用して確実に着火
燃焼し、その後、混入燃料調整手段が、再生ガス中への
燃料の混入量を適量に増加させるために、再生ガス下流
部における燃焼熱の一部がフィルタ内を熱伝導すること
で燃焼が前述の燃焼するまでには至らない再生ガス上流
部のパティキュレートに伝播され、れにより、前述のパ
ティキュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置
と同様に、フィルタ再生に際してフィルタ各部がそれほ
ど高温度になることはない。
【００２６】請求項８に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期において、燃料付着手段がフィルタの
二次空気下流部に燃料を付着させ、二次空気供給手段が
フィルタに二次空気を供給するために、フィルタの再生
ガス下流部におけるパティキュレートだけが燃焼を開始
し、その後、燃料供給手段がフィルタに供給される二次
空気に燃料を混入するために、二次空気下流部における
燃焼熱の一部がフィルタ内を熱伝導することで燃焼が二
次空気上流側に伝播され、前述のパティキュレート捕集
用フィルタを具備する排気浄化装置と同様に、フィルタ
再生に際してフィルタ各部がそれほど高温度になること
はない。
【００２７】請求項９に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、フ
ィルタの再生時期において、燃料付着手段がフィルタの
再生ガス下流部に燃料を付着させ、混入燃料量調節手段
が、燃料混入手段による再生ガス中への燃料の混入量を
少量とするために、フィルタの再生ガス上流部において
はパティキュレートが燃焼しないが燃料が付着する再生
ガス下流部ではパティキュレートが燃焼を開始し、その
後、混入燃料量調節手段が、再生ガス中への燃料の混入
量をパティキュレート燃焼における適量に増加させるた
めに、再生ガス下流部における燃焼熱の一部がフィルタ
内を熱伝導することで燃焼が再生ガス上流側に伝播さ
れ、前述のパティキュレート捕集用フィルタを具備する
排気浄化装置と同様に、フィルタ再生に際してフィルタ
各部がそれほど高温度になることはない。
【００２８】請求項１０に記載した本発明によるパティ
キュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、
フィルタの再生ガス上流部に高温活性触媒が担持され、
再生ガス下流部に低温活性触媒が担持されているため
に、フィルタの再生時期において、低温活性触媒のみが
活性化状態である時に燃料供給手段がフィルタに燃料を
供給することにより、フィルタの再生ガス下流部におけ
るパティキュレートが燃焼を開始し、この燃焼熱の一部
がフィルタ内を熱伝導することにより高温活性触媒が活
性化状態となり、燃焼がフィルタの再生ガス上流側に伝
播するために、前述のパティキュレート捕集用フィルタ
を具備する排気浄化装置と同様に、フィルタ再生に際し
てフィルタ各部がそれほど高温度になることはない。
【００２９】請求項１１に記載した本発明によるパティ
キュレート捕集用フィルタの再生方法は、フィルタを再
生する際に、再生ガスの供給をフィルタの一方側から実
施してフィルタの一方側から再生ガス下流方向にパティ
キュレートの燃焼を伝播させ、フィルタの各部がその再
生ガス上流側部分のパティキュレート燃焼熱によって所
定温度以上となる以前に、再生ガスの供給をフィルタの
他方側から実施するように切り換えフィルタの他方側か
ら再生ガス下流方向にパティキュレートの燃焼を伝播さ
せるために、フィルタ各部がそれほど高温度になること
はない。
【００３０】請求項１２に記載した本発明によるパティ
キュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置は、
フィルタの再生時期において、フィルタに再生ガスを供
給する際にフィルタの一方側からの供給と他方側からの
供給を切り換え可能な再生ガス供給手段が、フィルタの
一方側から再生ガスを供給してフィルタの一方側から再
生ガス下流方向にパティキュレートの燃焼を伝播させ、
その後フィルタの各部がその再生ガス上流側部分のパテ
ィキュレート燃焼熱によって所定温度以上となる以前
に、フィルタの他方側から再生ガスを供給して前記フィ
ルタの他方側から再生ガス下流方向にパティキュレート
の燃焼を伝播させるために、フィルタ各部がそれほど高
温度になることはない。
【００３１】
【実施例】図１は、本発明によるパティキュレート捕集
用フィルタを具備する排気浄化装置の第１実施例を示す
概略断面図である。同図において、１はディーゼルエン
ジンの排気集合部（図示せず）に接続される排気管であ
り、その排気ガス下流部は第１及び第２分岐管１ａ，１
ｂに分岐して、それぞれパティキュレートを捕集するた
めの第１及び第２フィルタ２，３を介して第１及び第２
マフラ４，５に通じ、大気へ開放されている。
【００３２】第１及び第２分岐管１ａ，１ｂにおける第
１及び第２フィルタ２，３の排気上流側には、接続管６
を介して二次空気供給装置７が接続され、その途中にお
いて接続管６には燃料供給装置８が接続されている。排
気管１の分岐部には、排気管１を第１及び第２分岐管１
ａ，１ｂのいずれか一方と連通させるための切換弁９が
配置されており、接続管６と第１及び第２分岐管１ａ，
１ｂにおける第１及び第２フィルタ２，３の排気上流側
との接続部には、それぞれ閉鎖弁１０ａ，１０ｂが配置
されている。接続管６を介してフィルタに供給される二
次空気流の方向は、排気ガス流の方向と同一となってい
る。
【００３３】第１及び第２フィルタ２，３には、白金、
パラジウム、ロジウム等の貴金属系の酸化触媒が担持さ
れていると共に、上流及び下流側のそれぞれにフィルタ
温度を測定するための温度センサ１１，１２，１３，１
４が配置されている。３０は、切換弁９、閉鎖弁１０
ａ，１０ｂ、二次空気供給装置７、及び燃料供給装置８
を制御するための制御装置であり、前述の各温度センサ
１１，１２，１３，１４が電気的に接続されると共に、
機関運転時間をカウントするカウンタ（図示せず）が接
続されている。
【００３４】このように構成された排気浄化装置は、切
換弁９によって一方の分岐管が選択され、この分岐管に
配置されたフィルタを使用して排気ガス中のパティキュ
レートを捕集し、浄化された排気ガスをマフラを介して
大気に放出するようになっている。フィルタのこのよう
なパティキュレートの捕集が進行すると、次第にフィル
タの捕集能力が低下すると共に、パティキュレートによ
って目詰りが発生して排気抵抗が増加するために、この
時には、切換弁９を切り換えて排気管１と他方の分岐管
が連通され、この分岐管に配置されたもう一つのフィル
タを使用して排気ガス中のパティキュレートを捕集する
と共に、捕集能力が低下したフィルタの再生が実施され
るようになっている。
【００３５】図２は、制御装置３０によって実行される
このフィルタ再生のための第１フローチャートである。
現在、排気管１と第１分岐管１ａとが連通され、第１フ
ィルタ２によって排気ガス中のパティキュレートが捕集
されているとして、以下に第１フローチャートを説明す
る。
【００３６】まず、ステップ１０１において、前述のカ
ウンタにより検出される排気管１と第１分岐管１ａとが
連通状態となっている機関運転時間ｔが所定時間ｔ１以
上であるかどうかが判断される。この所定時間ｔ１は、
フィルタにある程度のパティキュレートが捕集されてい
ることが予測される機関運転時間が設定されており、こ
の判断が否定される時には、第１フィルタ２の再生は現
段階において必要なく、この判断が繰り返される。一
方、機関運転時間の経過によって、この判断が肯定され
ると、フィルタの再生時期が近いとしてステップ１０２
に進む。
【００３７】ステップ１０２において、第１フィルタ２
の下流側の温度センサ１３によって測定される下流部の
フィルタ温度Ｔｄがフィルタに担持された触媒の活性化
温度を十分に上回る温度Ｔ１以上であるかどうかが判断
される。この判断は、機関冷間始動時等に否定される
が、この時には、機関運転の続行によって肯定されるま
でこの判断が繰り返され、その後、ステップ１０３に進
み、切換弁９が切り換えられて、排気管１と第２分岐１
ｂとが連通され、それ以降、第２フィルタ３によって排
気ガス中のパティキュレートが捕集されると共に、機関
運転時間をカウントするカウンタはリセットされ、第２
フィルタ３の再生時期の判断のために、排気管１と第２
分岐管１ｂとが連通状態となっている機関運転時間ｔが
カウントされる。
【００３８】次に、ステップ１０４に進み、二次空気供
給装置７が駆動されると共に、第１分岐管１ａと接続管
６との間の接続部に配置された閉鎖弁１０ａ（第２フィ
ルタ３の再生時には他方の閉鎖弁１０ｂ）だけが開弁さ
れ、第１分岐管１ａにおける第１フィルタ２の上流側に
は、二次空気が供給される。二次空気は、第１フィルタ
２を通過する際に、その上流部から熱を奪って暖められ
て下流部に達するために、第１フィルタ２の上流部が顕
著に冷却される。
【００３９】次に、ステップ１０５において、第１フィ
ルタ２の上流側の温度センサ１１によって測定される上
流部のフィルタ温度Ｔｕが、この冷却によって触媒活性
化性温度をある程度下回る温度Ｔ２以下となっているか
どうかが判断され、二次空気による冷却を続行すること
によって肯定されるまでこの判断が繰り返され、その
後、ステップ１０６に進み、第１フィルタ２の下流側の
温度センサ１３によって測定される下流部のフィルタ温
度Ｔｄが、触媒活性化温度をある程度上回り、燃料が供
給されると触媒燃焼が確実に起こる温度Ｔ３以上である
かどうかが判断される。
【００４０】この判断は、ステップ１０２における判断
によって、当初、第１フィルタ２の下流部の温度が触媒
活性化温度を十分に上回る温度Ｔ１以上とされているた
めに、通常時は肯定されステップ１０７に進むが、否定
される場合には、ステップ１０８において、二次空気供
給装置７は停止されると共に、切換弁９は反対側に切り
換えられ、現在開弁されている閉鎖弁１０ａは閉弁さ
れ、排気ガスを再び第１分岐管１ａを通して第１フィル
タ２を加熱し、ステップ１０２以降の処理が実行され
る。
【００４１】ステップ１０７において、燃料供給装置８
が駆動され、第１フィルタ２に供給される二次空気には
燃料が混入され、燃料が第１フィルタ２に達すると、第
１フィルタ２の上流部と下流部との温度の違いによって
第１フィルタ２の下流部においてだけ触媒燃焼が起こ
り、そこに捕集されているパティキュレートは温度上昇
して着火温度に達した時点でその燃焼が開始される。次
に、ステップ１０９において、第１フィルタ２の上流側
の温度センサ１１によって測定される上流部のフィルタ
温度Ｔｕが、パティキュレートの燃焼温度Ｔ４以上であ
るかどうかが判断される。
【００４２】第１フィルタ２の下流部におけるパティキ
ュレートの燃焼熱は、その一部が触媒燃焼が起きないよ
うに冷却されている第１フィルタ２の上流部へフィルタ
内を熱伝導し、この上流部を触媒活性化温度以上に加熱
してそこでの触媒燃焼によるパティキュレートの燃焼を
可能にし、それ以外が二次空気流れによって下流側に伝
達される。従って、ステップ１０９における判断が肯定
されるならば、第１フィルタ２の上流部においてパティ
キュレートが燃焼していると推定され、ステップ１１０
に進み、燃料供給装置８を多少余裕時間を持たせて停止
させ、ステップ１１１において、次回のフィルタ冷却の
ための二次空気だけの供給を可能とするために、接続管
６内に付着する燃料が存在しないように、一定時間後に
二次空気供給装置７を停止させる。
【００４３】このようなフィルタの再生行程を図３に示
す。図３において、各図はフィルタの長手方向断面にお
ける等温線を示している。図３（Ａ）は、前述の第１フ
ローチャートのステップ１０６における判断が肯定され
た状態、すなわち、フィルタの最下流部における温度が
触媒活性温度をある程度上回る温度Ｔ３（例えば２００
°Ｃ）以上となっており、またフィルタの最上流部にお
ける温度が触媒活性化温度をある程度下回る温度Ｔ２
（１００°Ｃ）以下となっており、その間ではフィルタ
の温度が徐々に変化するようになっている。
【００４４】図３（Ｂ）は、第１フローチャートのステ
ップ１０７において燃料供給装置８によって二次空気内
に燃料が混入され、フィルタの下流部において触媒燃焼
によりパティキュレートの燃焼が開始された状態を示し
ている。図３（Ｃ）は、フィルタの下流部のパティキュ
レート燃焼熱の一部がフィルタ内を上流側に熱伝導して
フィルタの上流部を前述の温度Ｔ３に加熱する状態を示
している。この時、それ以外のパティキュレート燃焼熱
は二次空気によって下流側に伝達され、上流側が過剰に
加熱されることは防止されると共に、温度Ｔ３に加熱さ
れた部分で触媒燃焼によるパティキュレートの燃焼が開
始される。図３（Ｄ）は、このようなパティキュレート
燃焼の伝播によりフィルタの上流部においてパティキュ
レートの燃焼が開始された状態を示している。
【００４５】このようなフィルタの再生によれば、パテ
ィキュレートの燃焼がフィルタの下流部から上流側に伝
播され、この燃焼の伝播方向が二次空気等の再生ガス流
れの方向と逆であるために、フィルタ各部におけるパテ
ィキュレート燃焼熱は、フィルタ内を上流側に熱伝導す
るその一部を除き、再生ガス流れによって下流側に伝達
され、フィルタ各部はそれほど温度上昇することはない
ために、溶損が起きたり、熱応力によって亀裂が発生し
たりすることは防止される。
【００４６】図４は、本発明によるパティキュレート捕
集用フィルタを具備する排気浄化装置の第２実施例を示
す概略断面図である。前述した第１実施例との違いは、
第１及び第２フィルタ２，３の下流部に、それぞれ第１
及び第２ヒータ１５，１６が配置されており、制御装置
３０が、切換弁９、閉鎖弁１０ａ，１０ｂ、二次空気供
給装置７、及び燃料供給装置８に加えて、これらのヒー
タを制御することである。
【００４７】図５は、第２実施例の排気浄化装置におい
て、制御装置３０によって実行されるフィルタ再生のた
めの第２フローチャートである。第１フローチャートと
同様に、現在、第１フィルタ２によって排気ガス中のパ
ティキュレートの捕集が実施されているとして説明す
る。まず、ステップ２０１において、カウンタによって
検出される機関運転状態ｔが所定時間ｔ２以上であるか
どうかが判断される。第１フローチャートでは、ステッ
プ１０１における判断が肯定された後しばらくは、依然
としてこのフィルタによって排気ガス中のパティキュレ
ートの捕集が実行されるために、フィルタが再生時期に
近づいた時点で再生のための処理が実施されるようにな
っているが、本フローチャートでは、ステップ２０１に
おける判断が肯定されると直ぐに、ステップ２０２にお
いて切換弁９が切り換えられ、カウンタがリセットされ
るために、本フローチャートにおけるステップ２０１に
使用される所定時間ｔ２は、フィルタの再生時期に一致
するように設定可能である。
【００４８】ステップ２０１の判断が肯定され、ステッ
プ２０２において切換弁９が切り換えられ、カウンタが
リセットされた後は、ステップ２０３において二次空気
供給装置７が駆動されると共に、第１フィルタ２に二次
空気が供給されるように対応する閉鎖弁６ａが開弁され
る。次に、ステップ２０４において、第１フィルタ２の
上流側の温度センサ１１によって測定される上流部のフ
ィルタ温度Ｔｕが、この二次空気供給による冷却によっ
て触媒活性化性温度をある程度下回る温度Ｔ２以下とな
っているかどうかが判断され、二次空気による冷却を続
行することによって肯定されるまでこの判断が繰り返さ
れ、その後、ステップ２０５に進み、第１フィルタ２の
下流側の温度センサ１２によって測定される下流部のフ
ィルタ温度Ｔｄが、触媒活性化温度をある程度上回り、
燃料が供給されると触媒燃焼が確実に起こる温度Ｔ３以
上であるかどうかが判断される。
【００４９】この判断が肯定される時には第１フローチ
ャートのステップ１０７以降に相当するステップ２０９
以降の処理が実施される。一方、ステップ２０５におけ
る判断が否定される時には、ステップ２０６に進み、第
１ヒータ１５への通電が実行されて第１フィルタ２の下
流部が加熱され、この加熱はステップ２０７においてス
テップ２０５と同じ判断が肯定されるまで持続され、そ
の後、ステップ２０８において第１ヒータへの通電が停
止され、次にステップ２０９以降の処理が実施され、第
１実施例と同様に、フィルタの下流部からパティキュレ
ートを燃焼させ、この燃焼を上流側に伝播させるフィル
タの再生が実現される。
【００５０】この第２実施例は、第１実施例と同様な良
好なフィルタ再生が実現されると共に、このフィルタ再
生をヒータを最小限に使用することでフィルタ温度にか
かわらず実行可能であるために、フィルタを再生時期直
前までパティキュレートの捕集に使用することができ、
フィルタの再生間隔が長くなるために、フィルタの寿命
をかなり延長させることができる。
【００５１】ところで、フィルタの温度分布は、排気ガ
スによる加熱又は二次空気による冷却において、フィル
タの上流部及び下流部の一方を測定することで他方を推
定することが可能である。従って、前述の第１実施例の
変更実施例として、第１及び第２フィルタの上流部及び
下流部に配置された温度センサ１１，１２及び１３，１
４の一方側を省略し、そのフィルタ再生のための第１フ
ローチャートにおいて、この省略された側のフィルタ部
分温度に基づく判断は、省略又は配置された温度センサ
により測定される他方の側のフィルタ部分温度により推
測するようにするようにしても、第１実施例と同様な良
好なフィルタ再生を実現することができる。
【００５２】さらに、前述の第２実施例の変更実施例と
して、各温度センサ１１，１２及び１３，１４の全てを
省略し、そのフィルタ再生のための第２フローチャート
において、一方のフィルタが再生時期と判断された時
に、他方のフィルタによって排気ガス中のパティキュレ
ートを捕集するように切換弁９を切り換えると共に、一
方のフィルタに、その温度にかかわらず、フィルタの上
流部を前述の温度Ｔ２以下とするのに十分な時間だけ二
次空気を供給し、次に、フィルタの下流部を前述の温度
Ｔ３以上とするのに十分な時間だけ対応するヒータを作
動させるようにし、その後、フィルタの下流部から開始
されたパティキュレートの燃焼がフィルタの上流部に伝
播するように、燃料供給装置８によって所定時間だけ二
次空気に燃料を混入させるようにしても、第２実施例と
同様な良好なフィルタ再生を実現することができる。
【００５３】図６は、本発明によるパティキュレート捕
集用フィルタを具備する排気浄化装置の第３実施例を示
す概略断面図である。前述した第１実施例との違いは、
第１及び第２フィルタ２，３の上流部及び下流部ではな
く、第１及び第２分岐管１ａ，１ｂ内の第１及び第２フ
ィルタ２，３の下流側に、それぞれ温度センサ１３’，
１４’が配置されていることである。
【００５４】本実施例の排気浄化装置は、第１実施例と
同様に、フィルタ再生時に、二次空気によってフィルタ
の上流部を顕著に冷却し、その温度が前述のＴ２以下で
あり、フィルタの下流部の温度が前述のＴ１以上である
時に、フィルタに燃料を供給して、フィルタの下流部か
らパティキュレートの燃焼を開始し、その燃焼をフィル
タの上流部に伝播させる良好なフィルタの再生を実現す
るものであり、切換弁９を切り換える以前に、前述の温
度センサにより所定時間かけて測定されるフィルタ下流
側での排気ガス温度の平均値によって、フィルタの下流
部の温度を推定して、切換弁９を切り換えて二次空気を
供給してよいかどうかを判断し、また二次空気供給時に
おいて、前述の温度センサにより同位置で測定される二
次空気温度によって、フィルタの各部の温度を推定し
て、燃料を供給してよいかどうかを判断するようになっ
ている。
【００５５】本実施例の排気浄化装置は、第１実施例に
比較して、温度センサの数を低減可能であるだけでな
く、温度センサがパティキュレート燃焼時に高温度とな
るフィルタに取り付けられないために、温度センサの取
り付けが容易となり、また、非常に高い耐熱性が不要と
なるために、温度センサ自身のコストを低減することが
可能である。
【００５６】第１実施例と同様な構成を有する排気浄化
装置において、図７に示す第３フローチャートによりフ
ィルタの再生を実施することも可能である。第１フロー
チャートとの違いについてのみ以下に説明する。本フロ
ーチャートでは、一方のフィルタが再生時期であると判
断され、前述のいずれかの方法で特にフィルタの下流部
の温度が前述のＴ１以上であると判断され、切換弁９が
切り換えられて、排気管１と他方の分岐管とが連通され
た後、ステップ３０４に進み、対応する閉鎖弁だけが開
弁されると共に二次空気供給装置７及び燃料供給装置８
が駆動され、適当な割合で燃料が二次空気に混入された
再生ガスをフィルタに供給する。
【００５７】次に、ステップ３０５において、当初、供
給される再生ガス量は、フィルタの触媒燃焼における適
量をかなり上回る量に設定される。このように供給され
る再生ガスは、まず、フィルタの上流部に達し、フィル
タの下流部温度がＴ１以上であるために、この上流部も
触媒の活性温度以上であり、触媒燃焼が開始される。し
かし、再生ガスが多量に供給されるために、触媒から多
量の熱を下流側に奪い去り、その温度はこの部分のパテ
ィキュレートを燃焼させるまでには上昇しない。このよ
うに、多量に供給される再生ガスは、フィルタの上流部
における触媒燃焼の吹き消えをもたらし、一方、フィル
タの下流部には、フィルタの上流部から熱を奪い加熱さ
れた再生ガスが到来するために、この再生ガスによって
多量に熱を奪われることはなく、この部分の触媒燃焼に
は吹き消えが生じず、十分に温度上昇してパティキュレ
ートを燃焼させる。
【００５８】次に、所定時間後、ステップ３０６におい
て、再生ガス量を触媒燃焼における適量をある程度上回
る量に減少させる。それにより、フィルタの上流部にお
いて、下流側に奪い去られる触媒燃焼熱が低減すると共
に、フィルタの下流部におけるパティキュレートの燃焼
熱の一部がフィルタ内を上流側に熱伝導するために、フ
ィルタの上流部においてもフィルタ温度がパティキュレ
ートを燃焼させる温度に達し、この部分におけるパティ
キュレートの燃焼が開始される。
【００５９】このフィルタの再生行程におけるフィルタ
各部の温度変化を図８に示す。同図において、実線Ａ，
Ｂ，Ｃは、それぞれフィルタの上流部における中心位
置、中間位置、外側位置の温度変化であり、点線Ｆ，
Ｇ，Ｈは、それぞれフィルタの下流部における中心位
置、中間位置、外側位置の温度変化であり、一点鎖線
Ｄ，Ｅ，は、フィルタの上流部と下流部との間の部分に
おける中間位置と外側位置の温度変化である。また、多
量の再生ガスは時刻Ｔ０から供給開始され、時刻Ｔ１で
再生ガス量が減少されている。
【００６０】同図に示すように、各部が触媒活性温度を
ある程度上回る温度（２００°Ｃ）であるフィルタに多
量の再生ガスを供給すると、各部において触媒燃焼が開
始されるが、フィルタの上流部では、ほぼ大気温度の多
量の再生ガスによって奪われる熱量が多く、フィルタ温
度はかなり低下してこの部分のパティキュレートは燃焼
しない。また、再生ガス上流部と下流部との間の部分で
は、そこに到来する再生ガスがフィルタの上流部の触媒
から奪った熱で加熱されているために、この部分から奪
う熱量はそれほど多くはなく、当初、触媒燃焼によりフ
ィルタ温度が上昇するが、上流部のフィルタ温度が低下
してそこから奪う熱量が少なくなると、この部分から奪
われる熱量が増加し、やはり、この部分のフィルタ温度
もかなり低下する。しかし、フィルタの下流部では、フ
ィルタの上流部と下流部との間の部分におけるフィルタ
温度がかなり低下する以前に、すでにパティキュレート
を燃焼させるのに十分な温度（７００°Ｃ）に達してお
り、パティキュレートの燃焼が開始されている。
【００６１】時刻Ｔ１において、再生ガス量が減少され
ると、フィルタの上流部と下流部との間の部分は、フィ
ルタの下流部におけるパティキュレート燃焼熱の一部が
フィルタ内を熱伝導して伝えられると共に、再生ガスに
より奪われる熱量が減少するために、フィルタが温度上
昇してパティキュレートを燃焼させる温度に達し、その
部分におけるパティキュレートの燃焼が開始される。そ
の後、同様に、上流部におけるフィルタ温度が上昇して
この部分のパティキュレートの燃焼が開始され、フィル
タの下流部からパティキュレートの燃焼が開始され、こ
の燃焼が上流側に伝播する良好なフィルタ再生が実現さ
れる。
【００６２】本実施例は、第１実施例に比較して、フィ
ルタの上流部を冷却する行程が不要であり、フィルタの
再生時間を短縮することが可能であるだけでなく、この
冷却によりフィルタの下流部温度が触媒活性温度を下回
り、再度、排気ガスによりフィルタの加熱を実施する必
要が生じる可能性が排除される。
【００６３】また、本実施例において、当初、多量にフ
ィルタへ供給される再生ガス量を、所定時間後に減少さ
せる際に、徐々に減少させるようにすることで、フィル
タ再生時におけるフィルタの下流部から上流側へのパテ
ィキュレートの燃焼伝播をさらに多段階的に行わせるこ
とができ、パティキュレート燃焼時のフィルタ各部にお
ける温度上昇をさらに抑制することができる。
【００６４】また、本実施例において、当初フィルタに
供給する多量の再生ガス量は、フィルタ温度が高い時ほ
ど多くするように変化させることも可能であり、それに
より、フィルタ温度が高い時においても確実にフィルタ
の上流部の吹き消えを発生させ、またフィルタ温度が低
い時においても確実にフィルタの下流部のパティキュレ
ート燃焼を発生させることができ、フィルタ再生時にお
けるフィルタの下流部から上流側へのパティキュレート
の燃焼伝播をさらに確実に実現することが可能となる。
【００６５】また、本実施例において、フィルタ再生の
ために燃料を含む再生ガスを多量に供給する際に、フィ
ルタの上流部におけるフィルタ温度が高いほど再生ガス
における二次空気の割合を増加させ、またフィルタの下
流部におけるフィルタ温度が低いほど再生ガスにおける
燃料の割合を増加させるように変化させることも可能で
あり、それにより、再生を開始するフィルタ温度に対応
して、フィルタの下流部から上流側へのパティキュレー
トの燃焼伝播を確実に実現することが可能となる。
【００６６】図９は、本発明によるパティキュレート捕
集用フィルタを具備する排気浄化装置の第４実施例を示
す概略断面図である。前述した第１実施例との違いは、
第１及び第２フィルタの上流部に配置された温度センサ
１１，１２が省略され、第１及び第２フィルタの下流部
のそれぞれへ燃料を噴射して付着させるための第１及び
第２燃料噴射装置１７，１８が設けられていることであ
る。
【００６７】図１０は、第４実施例の排気浄化装置にお
いて、制御装置３０によって実行されるフィルタ再生の
ための第４フローチャートである。まず、ステップ４０
１において、一方のフィルタの再生時期が近いと判断さ
れた後、ステップ４０２において、対応する温度センサ
を使用してこのフィルタの下流部の温度を測定し、この
温度が触媒活性温度をある程度上回る温度Ｔ３以上であ
るかどうかが判断される。
【００６８】この判断が否定される時には、機関運転の
続行によって肯定されるまでこの判断が繰り返され、そ
の後、ステップ４０３に進み、切換弁９が切り換えられ
て、排気管１と他方の分岐管とが連通され、それ以降、
他方のフィルタによって排気ガス中のパティキュレート
が捕集されると共に、機関運転時間をカウントするカウ
ンタはリセットされ、排気管１と他方の分岐管とが連通
状態となっている機関運転時間ｔがカウントされる。次
に、ステップ４０４において、対応する燃料噴射装置が
駆動され、このフィルタの下流部には燃料が付着され、
ステップ４０５に進む。
【００６９】ステップ４０５において、二次空気供給装
置７が駆動されると共に、対応する閉鎖弁だけが開弁さ
れ、このフィルタには二次空気が供給される。この時、
フィルタ全体が触媒活性化温度以上となっている可能性
があるが、燃料がフィルタの下流部だけにしか存在しな
いために、この部分において触媒燃焼が開始されて温度
上昇し、パティキュレートの燃焼が開始される。
【００７０】次に、ステップ４０６に進み、燃料供給装
置８が駆動され、供給される二次空気には燃料が混入さ
れる。この時、二次空気の供給によってフィルタの上流
部は触媒活性化温度を下回っている可能性があるが、下
流部のパティキュレートの燃焼熱の一部が上流側に伝播
してこの部分を温度上昇させるために、フィルタの上流
部においても触媒燃焼が発生し、パティキュレートの燃
焼が開始され、フィルタ再生時におけるフィルタの下流
部から上流側へのパティキュレートの燃焼伝播を実現す
ることができる。フィルタの下流部におけるパティキュ
レートの燃焼が終了する時間が経過した後、ステップ４
０７において燃料供給装置８が停止され、その後、ステ
ップ４０８において二次空気供給装置７が停止される。
【００７１】本実施例の排気浄化装置は、第１実施例に
比較して、再生時期おいてフィルタの上流部を冷却する
必要がなく、その分、フィルタの再生時間を短縮するこ
とが可能である。本実施例において、切換弁等を使用し
て、各フィルタの下流部へ燃料を付着させるための燃料
噴射装置を一つに共通化することも可能である。
【００７２】また、第４フローチャートのステップ４０
５において、二次空気供給装置７と共に燃料供給装置８
を作動させて、フィルタの上流部では燃料が十分には燃
焼しない程度の量の燃料を二次空気に混入させることも
可能であり、それにより、フィルタの上流部においては
触媒燃焼が不十分となりその部分のフィルタ温度を触媒
活性化温度近傍に維持し、フィルタの下流部においては
前述同様パティキュレートの燃焼が開始され、フィルタ
の下流部におけるパティキュレート燃焼熱の一部がフィ
ルタの上流部に熱伝導すると直ぐに触媒活性温度以上と
なり、その後、触媒燃焼に適した所定の割合で燃料を二
次空気に混入することによりフィルタの上流部において
触媒燃焼によりパティキュレートの燃焼が開始され、フ
ィルタ再生時におけるフィルタの下流部から上流側への
パティキュレートの燃焼伝播を速やかに実施することが
できる。
【００７３】この変更実施例によれば、さらにフィルタ
再生時間を短縮することができると共に、特に、フィル
タの上流部の温度変化幅が小さくなるために、フィルタ
の耐久性を向上させることができる。
【００７４】図１１は、本発明によるパティキュレート
捕集用フィルタを具備する排気浄化装置の第５実施例を
示す概略断面図である。本実施例の排気浄化装置は、前
述した第１実施例と同様な二次空気供給装置７及び燃料
供給装置８を有し、第１及び第２フィルタ２’，３’の
上流部の温度を測定するための温度センサ１１，１２だ
けが設けられている。また、第１及び第２フィルタ
２’，３’には、上流部にパラジウム系等の高温活性触
媒が、下流部に白金系等の低温活性触媒が、それぞれ担
持されている。
【００７５】図１２は、第５実施例の排気浄化装置にお
いて、制御装置３０によって実行されるフィルタ再生の
ための第５フローチャートである。まず、ステップ５０
１において、一方のフィルタの再生時期が近いと判断さ
れた後、ステップ５０２において、対応する温度センサ
を使用してこのフィルタの上流部の温度を測定し、この
温度がフィルタに担持された高温活性触媒の活性温度Ｔ
ｈ未満であり、またフィルタに担持された低温活性触媒
Ｔｌの活性温度以上であるかどうかが判断される。
【００７６】この判断が否定される時には、機関運転状
態変化によって肯定されるまでこの判断が繰り返され、
その後、ステップ５０３に進み、切換弁９が切り換えら
れて、排気管１と他方の分岐管とが連通され、それ以
降、他方のフィルタによって排気ガス中のパティキュレ
ートが捕集されると共に、機関運転時間をカウントする
カウンタはリセットされ、排気管１と他方の分岐管とが
連通状態となっている機関運転時間ｔがカウントされ
る。
【００７７】次に、ステップ５０４に進み、対応する閉
鎖弁だけが開弁されると共に、二次空気供給装置７及び
燃料供給装置８が駆動され、このフィルタには、適当な
割合で燃料が二次空気に混入された再生ガスが供給され
る。この時、フィルタ全体がほぼ等しい温度であるとす
れば、フィルタの下流部は、低温活性触媒の活性温度Ｔ
ｌ以上となっており、触媒燃焼が起こりパティキュレー
トの燃焼が開始され、この燃焼熱の一部が上流側に熱伝
導し、フィルタの上流部温度が高温活性触媒の活性温度
Ｔｈ以上に加熱されるために、フィルタの上流部におい
ても触媒燃焼が起こりパティキュレートの燃焼が開始さ
れる。フィルタの上流部におけるパティキュレートの燃
焼が終了する時間が経過した後、ステップ５０５におい
て燃料供給装置８が停止され、その後、ステップ５０６
において二次空気供給装置７が停止される。
【００７８】本実施例は、フィルタの上流部と下流部と
で担持されている触媒が異なる種類のものであり、フィ
ルタの下流部に担持されている触媒がフィルタの上流部
に担持されている触媒より低い活性温度を有するため
に、フィルタの全体温度が両方の活性温度の間となって
いれば、前述のフィルタ再生に際してフィルタの上流部
の冷却は不要であり、再生時間を短縮することができ
る。もちろん、本実施例のようなフィルタを前述の第
１、２、３、及び４実施例に使用することによって、フ
ィルタ再生時における各部の許容温度範囲が拡大するた
めに、高精度の温度センサは必要なく、温度センサのコ
ストを低下することが可能である。
【００７９】前述した第１又は第３実施例と同様な構成
を有する排気浄化装置において、図１３に示す第６フロ
ーチャートによりフィルタの再生を実施することも可能
である。第１フローチャートとの違いについてのみ以下
に説明する。本フローチャートでは、一方のフィルタが
再生時期であると判断され、前述のいずれかの方法で特
にフィルタの下流部の温度が触媒活性温度をある程度上
回る温度Ｔ３以上であると判断され、切換弁９が切り換
えられて、排気管１と他方の分岐管とが連通された後、
ステップ６０４に進み、対応する閉鎖弁だけが開弁され
ると共に二次空気供給装置７及び燃料供給装置８が駆動
される。
【００８０】この時、二次空気供給装置７により供給さ
れる二次空気は、図１４に示すようにフィルタの触媒燃
焼に適した量に維持されるが、ステップ６０５におい
て、燃料供給装置８により供給される燃料は、図１５に
示すように時間経過に伴いフィルタの触媒燃焼に適した
量まで徐々に増加されるようになっている。このように
してフィルタへ供給される再生ガスは、まず、フィルタ
の上流部に達し、フィルタの下流部温度がＴ１以上であ
るために、このフィルタの上流部も触媒の活性温度以上
であるが、燃料不足により十分に触媒燃焼が起きず、こ
の燃焼熱より再生ガスによって奪われる熱量が大きいた
めに、フィルタの上流部温度は低下する。
【００８１】一方、フィルタの下流部では、当初、フィ
ルタの上流部同様、燃料不足により十分に触媒燃焼が起
きないが、到来する再生ガスがフィルタの上流部から奪
った熱によって加熱されているためにフィルタの下流部
から奪う熱量は少なく、それにより、フィルタの下流部
温度は、前述のＴ３からあまり低下することはない。時
間経過に伴い燃料供給量が徐々に増加すると、フィルタ
の下流部温度は触媒燃焼が活発となって徐々に上昇し、
燃料供給量が触媒燃焼に適した量に達する時には、パテ
ィキュレートを燃焼させるのに十分な温度となり、この
部分でパティキュレートの燃焼が開始される。
【００８２】フィルタの上流部は、この燃焼熱の一部が
フィルタ内を熱伝導するために触媒活性温度となり、こ
の時の触媒燃焼に適した量の燃料及び二次空気からなる
再生ガスによって、十分な触媒燃焼が起こり、パティキ
ュレートを燃焼させる。本実施例は、このようにフィル
タの下流部から上流側へパティキュレートの燃焼を伝播
させる良好なフィルタ再生を実現する際に、フィルタの
上流部は、前述の第１実施例に比較して、二次空気によ
って単に冷却されるのではなく、多少の触媒燃焼が起こ
るために温度低下を小さく抑制することができ、それに
より、この部分の温度変化幅が小さくなり、フィルタの
耐久性を向上させることができる。
【００８３】また、本実施例において、燃料供給量の増
加速度は、再生時のフィルタ温度が高いほど遅くするよ
うに変化させることも可能であり、それにより、フィル
タ温度が高い時には、燃料供給量が適量に達するまでの
時間が長くなり、その間で再生ガスによるフィルタの上
流部における適度な冷却が実現され、また、フィルタ温
度が低い時には、フィルタの上流部においてあまり冷却
が必要なく、燃料供給量が適量に達するまでの時間を短
くして、再生時間をかなり短縮することができる。
【００８４】これまで述べた全ての実施例において、フ
ィルタの下流部におけるパティキュレートの燃焼が開始
された後にフィルタの上流部のパティキュレートを燃焼
させるために、燃料を含む適量の再生ガスがフィルタに
供給されるようになっているが、この供給を図１６のタ
イムチャートに示すように間欠的に実施することも可能
であり、それにより、再生ガス供給中には確実にフィル
タ各部のパティキュレート燃焼熱の多くを下流側に伝達
させるために、フィルタ各部の温度が異常に上昇するこ
とは防止され、また、再生ガス供給停止中においてフィ
ルタの下流部のパティキュレートの燃焼が上流側に伝播
しやすくなって上流方向へのパティキュレート燃焼の伝
播速度が増加し、フィルタ再生時間、すなわち燃料供給
時間が短縮され、燃料を節約することができる。
【００８５】また、単に再生ガスを供給停止するだけで
なく、図１７に示すように、この時に二次空気を逆流さ
せると共に燃料供給を停止することも可能であり、それ
により、上流方向へのパティキュレート燃焼の伝播速度
をさらに増加させることができ、さらに顕著に燃料を節
約することができる。
【００８６】図１８は、本発明によるパティキュレート
捕集用フィルタを具備する排気浄化装置の第６実施例を
示す概略断面図である。前述した第１実施例との違いに
ついてのみ以下に説明する。本実施例における第１及び
第２分岐管１ａ’，１ｂ’は、排気ガス下流部において
合流して共通のマフラ４’を介して大気へ開放されてい
る。
【００８７】第１及び第２分岐管１ａ’，１ｂ’におけ
る第１及び第２フィルタ２，３の排気上流側及び下流側
には、それぞれ第１接続管６１及び第２接続管６２が接
続されている。第１及び第２接続管６１，６２は、二次
空気供給装置７及び燃料供給装置８が連通された共通管
６３によって接続されている。第１及び第２接続管６
１，６２と第１及び第２分岐管１ａ’，１ｂ’との四つ
の各接続部には、それぞれ閉鎖弁１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄが配置されると共に、第１及び第２分岐管１
ａ’，１ｂ’の分岐部及び合流部には、それぞれ切換弁
９ａ，９ｂが配置されており、これらの切換弁９ａ，９
ｂは同時に切り換えられ、排気ガスが排気管１から一方
の分岐管を通り共通のマフラ４’から排出されるように
なっている。
【００８８】第１接続管６１には、第１接続管切換弁６
１ａを介して第１排出管６４が接続され、この第１接続
管切換弁６１ａは、第１接続管６１の第１排出管６４よ
り分岐管側を、第１接続管６１の第１排出管６４より共
通管側又は第１排出管６４に連通させるものである。第
１接続管６２にも、第１接続管切換弁６１ａと同様な第
２接続管切換弁６２ａを介して第２排出管６５が接続さ
れている。温度センサ１３，１４は、各フィルタの排気
ガス流における下流部に配置されている。
【００８９】図１９は、このように構成された排気浄化
装置のフィルタを再生するための第７フローチャートで
ある。現在、排気管１と第１分岐管１ａとが連通され、
第１フィルタ２によって排気ガス中のパティキュレート
が捕集されているとして本フローチャートを以下に説明
する。
【００９０】まず、ステップ７０１において、機関運転
時間ｔがフィルタにある程度のパティキュレートが捕集
されていることが予測される所定時間ｔ１以上であるか
どうかが判断される。この判断が否定される時には、第
１フィルタ２の再生は現段階において必要なく、この判
断が繰り返される。一方、機関運転時間の経過によっ
て、この判断が肯定されると、フィルタの再生時期が近
いとしてステップ７０２に進む。
【００９１】ステップ７０２において、第１フィルタ２
の排気ガス流れにおける下流部の温度センサ１３によっ
て測定されるフィルタ温度Ｔｄがフィルタに担持された
触媒の活性化温度をある程度上回る温度Ｔ３以上である
かどうかが判断される。この判断は、機関冷間始動時等
に否定されるが、この時には、機関運転の続行によって
肯定されるまでこの判断が繰り返され、その後、ステッ
プ７０３に進み、二つの切換弁９ａ，９ｂが同時に切り
換えられて、排気管１と第２分岐１ｂ’とが連通され、
それ以降、第２フィルタ３によって排気ガス中のパティ
キュレートが捕集されると共に、機関運転時間をカウン
トするカウンタはリセットされ、第２フィルタ３の再生
時期の判断のために、排気管１と第２分岐管１ｂ’とが
連通状態となっている機関運転時間ｔがカウントされ
る。
【００９２】次に、ステップ７０４に進み、適当な割合
で燃料が二次空気に混入された再生ガスをパティキュレ
ート燃焼における適量だけフィルタに供給するように、
二次空気供給装置７及び燃料供給装置８が駆動されると
共に、第１分岐管１ａ’と第１及び第２接続管６１，６
２との間の接続部に配置された閉鎖弁１０ａ，１０ｃだ
けが開弁される。この時、第１接続管切換弁６１ａは、
第１接続管６１の第１排出管６４より分岐管側を第１排
出管６４に連通しており、第２接続管切換弁６２ａは、
第２接続管６２の第２排出管６５より分岐管側を第２接
続管６２の第２排出管６５より共通管側に連通してい
る。
【００９３】それにより、再生ガスは、第２接続管６２
を通り第１フィルタの排気ガス流れにおける下流部から
上流部へ向かって流れ第１排出管６４を介して排出され
る。このように、当初、再生ガス流れ方向と排気ガス流
れ方向は逆になる。この時、第１フィルタ２の排気ガス
流れにおける下流部は、触媒活性温度以上となっている
ために、触媒燃焼が起きてこの部分のフィルタ温度が上
昇し、パティキュレートを燃焼させる。
【００９４】このパティキュレートの燃焼が、フィルタ
の排気ガス流れにおける下流部から再生ガス流れの方向
へ、すなわち、フィルタの排気ガス流れにおける上流側
へ伝播されて再生が完了すると、フィルタの排気ガス流
れにおける上流部において前述したように異常な温度上
昇がもたらされるために、パティキュレートの燃焼時間
等によってフィルタの長手方向の約半分までパティキュ
レートの燃焼が伝播された時が判断され、ステップ７０
５に進み、第１接続管切換弁６１ａは、第１接続管６１
の第１排出管６４より分岐管側を第１接続管６１の第１
排出管６４より共通管側に連通させるように切り換えら
れ、第２接続管切換弁６２ａは、第２接続管６２の第２
排出管６５より分岐管側を第２排出管６５に連通させる
ように切り換えられる。
【００９５】それにより、再生ガスは、第１接続管６１
を通り第１フィルタの排気ガス流れにおける上流部から
下流部へ向かって流れ第２排出管６５を介して排出され
る。このように、次に、再生ガス流れ方向と排気ガス流
れ方向は一致される。この時、第１フィルタ２の排気ガ
ス流れにおける上流部は、触媒活性温度以上となってい
るために、触媒が燃焼して温度上昇し、パティキュレー
トを燃焼させ、この燃焼が再生ガス流れによってフィル
タの排気ガス流れにおける下流側に伝播され、パティキ
ュレートの燃料時間等によってフィルタの長手方向の約
半分までパティキュレートの燃焼が伝播された時が判断
され、フィルタの再生が完了したとして、ステップ７０
６において燃料供給装置８が停止され、ステップ７０７
において二次空気供給装置７が停止される。
【００９６】本実施例の排気浄化装置は、このように、
フィルタ再生時において、再生ガス流れの上流側から下
流側へパティキュレートの燃焼を伝播させるものである
が、フィルタの一方側からのパティキュレートの燃焼に
よって各部が異常に温度上昇する以前に、再生ガスの供
給をフィルタの他方側からに切り換えて、他方側からパ
ティキュレートの燃焼を伝播させるために、前述した全
ての実施例と同様に良好なフィルタ再生を実現すること
ができる。また、フィルタ各部の温度上昇をさらに抑制
するために、第１及び第２接続管切換弁６１ａ，６２ａ
を一回だけでなく複数回切り換えるようにして、フィル
タ長手方向における一回のパティキュレートの燃焼伝播
幅を小さくするようにすることも可能である。
【００９７】これまで述べた全ての実施例において、フ
ィルタの再生時期の判断に機関運転時間を使用したが、
他に、排気通路のフィルタより上流部における排気ガス
圧力、フィルタを通過する前後での排気ガス圧力差、又
は走行距離等を使用することができる。全ての実施例に
おいて、フィルタには触媒が担持されているが、これ
は、本発明を限定するものではなく、パティキュレート
を直接燃焼させるようにこれまでと同様な考え方を基に
フィルタの各部温度を制御することも可能であり、ま
た、フィルタに助燃剤を供給することも可能である。さ
らに、二次空気として大気を使用することが一般的であ
るが、他に、温度条件が満足されれば、未燃酸素を含む
排気ガス等も利用可能である。
【００９８】
【発明の効果】このように、請求項１に記載した本発明
によるパティキュレート捕集用フィルタの再生方法によ
れば、フィルタを再生する際に、フィルタの再生ガス下
流部から上流側へパティキュレートの燃焼を伝播させる
ために、フィルタ各部で発生するパティキュレート燃焼
熱は、その多くが既に燃焼が終了している再生ガス下流
側に伝達され、フィルタ各部がそれほど高温度になるこ
とはなく、フィルタ各部における溶損及び熱応力による
亀裂発生は防止される。
【００９９】請求項２に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置によれ
ば、フィルタ再生手段が、再生時期判断手段によりフィ
ルタが再生時期であると判断された時に再生ガスを使用
してフィルタの再生ガス下流部から上流側へパティキュ
レートの燃焼を伝播させるために、フィルタ各部で発生
するパティキュレート燃焼熱は、その多くが既に燃焼が
終了している再生ガス下流側に伝達され、フィルタ各部
がそれほど高温度になることはなく、フィルタ各部にお
ける溶損及び熱応力による亀裂発生は防止される。
【０１００】請求項３に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置によれ
ば、フィルタの再生時期において、フィルタ温度調整手
段がフィルタの再生ガス下流部温度のみを触媒活性化温
度以上とする時に、燃料供給手段がフィルタに燃料を供
給するために、フィルタの再生ガス上流部においてはパ
ティキュレートの燃焼が開始されないが再生ガス下流部
においてパティキュレートの燃焼が開始され、フィルタ
の再生ガス下流部から上流側へパティキュレートの燃焼
が伝播するために、前述のパティキュレート捕集用フィ
ルタを具備する排気浄化装置と同様に、フィルタ再生に
際してフィルタ各部がそれほど高温度になることはな
く、フィルタ各部における溶損及び熱応力による亀裂発
生は防止される。
【０１０１】請求項４に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置によれ
ば、フィルタの再生時期において、二次空気供給手段が
フィルタに二次空気を供給してフィルタの二次空気上流
部を冷却してフィルタの二次空気下流部のみをパティキ
ュレートの燃焼を可能にする温度以上にした後に、燃料
供給手段がフィルタに燃料を供給するために、フィルタ
の二次空気上流部においてはパティキュレートの燃焼が
開始されないが二次空気下流部においてパティキュレー
トの燃焼が開始され、フィルタの再生ガス下流部から上
流側へパティキュレートの燃焼が伝播するために、前述
のパティキュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化
装置と同様に、フィルタ再生に際してフィルタ各部がそ
れほど高温度になることはなく、フィルタ各部における
溶損及び熱応力による亀裂発生は防止される。
【０１０２】請求項５に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置によれ
ば、フィルタの再生時期において、作動手段がフィルタ
の再生ガス下流側に設けられた加熱手段を作動させるた
めに、再生時のフィルタ温度にかかわらず、フィルタの
再生ガス下流部のみをパティキュレートの燃焼を可能と
する温度にして燃焼が開始され、フィルタの再生ガス下
流部から上流側へパティキュレートの燃焼が伝播するた
めに、前述のパティキュレート捕集用フィルタを具備す
る排気浄化装置と同様に、フィルタ再生に際してフィル
タ各部がそれほど高温度になることはなく、フィルタ各
部における溶損及び熱応力による亀裂発生は防止され
る。
【０１０３】請求項６に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置によれ
ば、フィルタの再生時期において、再生ガス供給量調節
手段が、先ず燃料混入手段によって燃料が混入された再
生ガスのフィルタへの供給量を多量にするために、フィ
ルタの再生ガス上流部における触媒燃焼が起きても再生
ガスによって下流側に奪われる熱が多くパティキュレー
トが燃焼するまでその部分のフィルタ温度が上昇しない
が、フィルタの再生ガス下流部では到来する再生ガスが
既に加熱されているために、この部分の触媒燃焼から奪
う熱が少なく、この部分のフィルタ温度が上昇してパテ
ィキュレートを確実に燃焼させ、その後、再生ガス供給
量調節手段が、再生ガスのフィルタへの供給量をパティ
キュレート燃焼における適量に減少させるために、フィ
ルタの再生ガス下流部から上流側へパティキュレートの
燃焼が伝播し、前述のパティキュレート捕集用フィルタ
を具備する排気浄化装置と同様に、フィルタ再生に際し
てフィルタ各部がそれほど高温度になることはなく、フ
ィルタ各部における溶損及び熱応力による亀裂発生は防
止される。
【０１０４】請求項７に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置によれ
ば、フィルタの再生時期において、混入燃料量調整手段
が、先ず燃料混入手段による再生ガス中への燃料の混入
量を少量とするために、フィルタの再生ガス上流部にお
けるパティキュレートは着火しても再生ガスによって下
流側に奪われる熱が多く燃焼するまでには至らないが、
フィルタの再生ガス下流部におけるパティキュレートは
再生ガスによって下流側に伝達される熱を利用して確実
に着火燃焼し、その後、混入燃料調整手段が、再生ガス
中への燃料の混入量を適量に増加させるために、フィル
タの再生ガス下流部から上流側へパティキュレートの燃
焼が伝播し、前述のパティキュレート捕集用フィルタを
具備する排気浄化装置と同様に、フィルタ再生に際して
フィルタ各部がそれほど高温度になることはなく、フィ
ルタ各部における溶損及び熱応力による亀裂発生は防止
される。
【０１０５】請求項８に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置によれ
ば、フィルタの再生時期において、燃料付着手段がフィ
ルタの二次空気下流部に燃料を付着させ、二次空気供給
手段がフィルタに二次空気を供給するために、フィルタ
の再生ガス下流部におけるパティキュレートだけが燃焼
を開始し、その後、燃料供給手段がフィルタに供給され
る二次空気に燃料を混入するために、フィルタの再生ガ
ス下流部から上流側へパティキュレートの燃焼が伝播
し、前述のパティキュレート捕集用フィルタを具備する
排気浄化装置と同様に、フィルタ再生に際してフィルタ
各部がそれほど高温度になることはなく、フィルタ各部
における溶損及び熱応力による亀裂発生は防止される。
【０１０６】請求項９に記載した本発明によるパティキ
ュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置によれ
ば、フィルタの再生時期において、燃料付着手段がフィ
ルタの再生ガス下流部に燃料を付着させ、混入燃料量調
節手段が、燃料混入手段による再生ガス中への燃料の混
入量を少量とするために、フィルタの再生ガス上流部に
おいてはパティキュレートが燃焼しないが燃料が付着す
る再生ガス下流部ではパティキュレートが燃焼を開始
し、その後、混入燃料量調節手段が、再生ガス中への燃
料の混入量をパティキュレート燃焼における適量に増加
させるために、フィルタの再生ガス下流部から上流側へ
パティキュレートの燃焼が伝播し、前述のパティキュレ
ート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置と同様に、
フィルタ再生に際してフィルタ各部がそれほど高温度に
なることはなく、フィルタ各部における溶損及び熱応力
による亀裂発生は防止される。
【０１０７】請求項１０に記載した本発明によるパティ
キュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置によ
れば、フィルタの再生ガス上流部に高温活性触媒が担持
され、再生ガス下流部に低温活性触媒が担持されている
ために、フィルタの再生時期において、低温活性触媒の
みが活性化状態である時に燃料供給手段がフィルタに燃
料を供給することにより、フィルタの再生ガス下流部に
おけるパティキュレートが燃焼を開始し、フィルタの再
生ガス下流部から上流側へパティキュレートの燃焼が伝
播し、前述のパティキュレート捕集用フィルタを具備す
る排気浄化装置と同様に、フィルタ再生に際してフィル
タ各部がそれほど高温度になることはなく、フィルタ各
部における溶損及び熱応力による亀裂発生は防止され
る。
【０１０８】請求項１１に記載した本発明によるパティ
キュレート捕集用フィルタの再生方法によれば、フィル
タを再生する際に、再生ガスの供給をフィルタの一方側
から実施してフィルタの一方側から再生ガス下流方向に
パティキュレートの燃焼を伝播させ、フィルタの各部が
その再生ガス上流側部分のパティキュレート燃焼熱によ
って所定温度以上となる以前に、再生ガスの供給をフィ
ルタの他方側から実施するように切り換えフィルタの他
方側から再生ガス下流方向にパティキュレートの燃焼を
伝播させるために、フィルタ再生に際してフィルタ各部
が所定温度異常となることはなく、フィルタ各部におけ
る溶損及び熱応力による亀裂発生は防止される。
【０１０９】請求項１２に記載した本発明によるパティ
キュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置によ
れば、フィルタの再生時期において、フィルタに再生ガ
スを供給する際にフィルタの一方側からの供給と他方側
からの供給を切り換え可能な再生ガス供給手段が、フィ
ルタの一方側から再生ガスを供給してフィルタの一方側
から再生ガス下流方向にパティキュレートの燃焼を伝播
させ、その後フィルタの各部がその再生ガス上流側部分
のパティキュレート燃焼熱によって所定温度以上となる
以前に、フィルタの他方側から再生ガスを供給して前記
フィルタの他方側から再生ガス下流方向にパティキュレ
ートの燃焼を伝播させるために、フィルタ再生に際して
フィルタ各部が所定温度異常となることはなく、フィル
タ各部における溶損及び熱応力による亀裂発生は防止さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパティキュレート捕集用フィルタ
を具備する排気浄化装置の第１実施例を示す概略断面図
である。
【図２】フィルタ再生のための第１フローチャートであ
る。
【図３】第１フローチャートによるフィルタの再生行程
を示す図である。
【図４】本発明によるパティキュレート捕集用フィルタ
を具備する排気浄化装置の第２実施例を示す概略断面図
である。
【図５】フィルタ再生のための第２フローチャートであ
る。
【図６】本発明によるパティキュレート捕集用フィルタ
を具備する排気浄化装置の第３実施例を示す概略断面図
である。
【図７】フィルタ再生のための第３フローチャートであ
る。
【図８】第３フローチャートによるフィルタ各部の温度
変化を示すタイムチャートである。
【図９】本発明によるパティキュレート捕集用フィルタ
を具備する排気浄化装置の第４実施例を示す概略断面図
である。
【図１０】フィルタ再生のための第４フローチャートで
ある。
【図１１】本発明によるパティキュレート捕集用フィル
タを具備する排気浄化装置の第５実施例を示す概略断面
図である。
【図１２】フィルタ再生のための第５フローチャートで
ある。
【図１３】フィルタ再生のための第６フローチャートで
ある。
【図１４】第４フローチャートにおける二次空気供給量
のタイムチャートである。
【図１５】第４フローチャートにおける燃料供給量のタ
イムチャートである。
【図１６】変更実施例における再生ガス供給量のタイム
チャートである。
【図１７】もう一つの変更実施例における燃料供給量及
び二次空気供給量のタイムチャートである。
【図１８】本発明によるパティキュレート捕集用フィル
タを具備する排気浄化装置の第６実施例を示す概略断面
図である。
【図１９】フィルタ再生のための第７フローチャートで
ある。
【符号の説明】
１…排気管 ２…第１フィルタ ３…第２フィルタ ６…接続管 ７…二次空気供給装置 ８…燃料供給装置 ９，９ａ，９ｂ…切換弁 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…閉鎖弁 １１，１２，１３，１４…温度センサ ３０…制御装置 ６１…第１接続管 ６２…第２接続管 ６１…第１接続管切換弁 ６２…第２接続管切換弁

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 捕集されたパティキュレートを再生ガス
    を使用し燃焼させてフィルタを再生する際に、前記フィ
    ルタの再生ガス下流部からパティキュレートの燃焼を開
    始させ、この燃焼を前記フィルタの再生ガス上流側に伝
    播させることを特徴とするパティキュレート捕集用フィ
    ルタの再生方法。
  2. 【請求項２】 フィルタの再生時期判断手段と、前記フ
    ィルタに再生ガスを供給する再生ガス供給手段と、前記
    再生時期判断手段により前記フィルタが再生時期である
    と判断された時に前記再生ガスを使用して前記フィルタ
    の再生ガス下流部からパティキュレートの燃焼を開始さ
    せ、この燃焼を前記フィルタの再生ガス上流側に伝播さ
    せるフィルタ再生手段、とを具備することを特徴とする
    パティキュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装
    置。
  3. 【請求項３】 フィルタの再生時期判断手段と、前記フ
    ィルタに担持された触媒と、前記フィルタに再生ガスを
    供給する再生ガス供給手段と、前記再生時期判断手段に
    より前記フィルタが再生時期であると判断された時に前
    記フィルタの再生ガス下流部温度のみを触媒活性化温度
    以上に調整するフィルタ温度調整手段と、前記フィルタ
    温度調整手段によって前記フィルタの再生ガス下流部温
    度のみが触媒活性化温度以上とされた時に、前記フィル
    タに燃料を供給する燃料供給手段、とを具備し、前記フ
    ィルタの再生時に、前記フィルタの再生ガス下流部にお
    いて着火し、前記再生ガスと前記燃料を使用してのパテ
    ィキュレートの燃焼により発生する燃焼熱のフィルタ内
    の熱伝導によって再生ガス下流側から上流側に順次フィ
    ルタに担持された前記触媒が活性化温度となることを特
    徴とするパティキュレート捕集用フィルタを具備する排
    気浄化装置。
  4. 【請求項４】 フィルタの再生時期判断手段と、前記フ
    ィルタに二次空気を供給する二次空気供給手段と、前記
    再生時期判断手段により前記フィルタが再生時期である
    と判断された時に、前記二次空気供給手段によって前記
    フィルタに二次空気を供給して前記フィルタの二次空気
    上流部を冷却し前記フィルタの二次空気下流部のみがパ
    ティキュレートの燃焼を可能にする温度以上にされた後
    に、前記フィルタに燃料を供給する燃料供給手段、とを
    具備し、前記フィルタの再生時において、前記フィルタ
    の二次空気下流部から前記二次空気と前記燃料を使用し
    てのパティキュレートの燃焼を開始させ、この燃焼を前
    記フィルタの二次空気上流側に伝播させることを特徴と
    するパティキュレート捕集用フィルタを具備する排気浄
    化装置。
  5. 【請求項５】 フィルタの再生時期判断手段と、前記フ
    ィルタに再生ガスを供給する再生ガス供給手段と、前記
    フィルタの再生ガス下流側に設けられた加熱手段と、前
    記再生時期判断手段により前記フィルタが再生時期であ
    ると判断された時に前記加熱手段を作動させる作動手
    段、とを具備し、前記フィルタの再生時において、前記
    フィルタの再生ガス下流部から前記再生ガスを使用して
    のパティキュレートの燃焼を開始させ、この燃焼を前記
    フィルタの再生ガス上流側に伝播させることを特徴とす
    るパティキュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化
    装置。
  6. 【請求項６】 フィルタの再生時期判断手段と、前記フ
    ィルタに再生ガスを供給する再生ガス供給手段と、前記
    再生ガス中に燃料を混入する燃料混入手段と、前記再生
    時期判断手段により前記フィルタが再生時期であると判
    断された時に前記燃料混入手段によって燃料が混入され
    た再生ガスの前記フィルタへの供給量を、前記フィルタ
    の再生ガス上流部だけにおいてパティキュレートが燃焼
    しないように多量にした後に、前記フィルタの再生ガス
    上流部においてパティキュレートが燃焼するように減少
    させる再生ガス供給量調整手段、とを具備し、前記フィ
    ルタの再生時において、前記フィルタの再生ガス下流部
    からパティキュレートの燃焼を開始させ、この燃焼を前
    記フィルタの再生ガス上流側に伝播させることを特徴と
    するパティキュレート捕集用フィルタを具備する排気浄
    化装置。
  7. 【請求項７】 フィルタの再生時期判断手段と、前記フ
    ィルタに再生ガスを供給する再生ガス供給手段と、前記
    再生ガス中に燃料を混入する燃料混入手段と、前記再生
    時期判断手段により前記フィルタが再生時期であると判
    断された時に前記燃料混入手段による前記再生ガス中へ
    の燃料の混入量を、前記フィルタの再生ガス上流部にお
    いてはパティキュレートが燃焼しないように少量とした
    後に、パティキュレート燃焼における適量に増加させる
    ように調整する混入燃料量調整手段、とを具備し、前記
    フィルタの再生時において、前記フィルタの再生ガス下
    流部からパティキュレートの燃焼を開始させ、この燃焼
    を前記フィルタの再生ガス上流側に伝播させることを特
    徴とするパティキュレート捕集用フィルタを具備する排
    気浄化装置。
  8. 【請求項８】 フィルタの再生時期判断手段と、前記再
    生時期判断手段により前記フィルタが再生時期であると
    判断された時に前記フィルタの二次空気下流部に燃料を
    付着させる燃料付着手段と、前記燃料付着手段によって
    前記フィルタの二次空気下流部に燃料を付着させた後に
    前記フィルタに二次空気を供給する二次空気供給手段
    と、前記二次空気供給手段により前記フィルタに二次空
    気が供給された後に前記二次空気中に燃料を混入する燃
    料混入手段、とを具備し、前記フィルタの再生時におい
    て、前記フィルタの二次空気下流部からパティキュレー
    トの燃焼を開始させ、この燃焼を前記フィルタの二次空
    気上流側に伝播させることを特徴とするパティキュレー
    ト捕集用フィルタを具備する排気浄化装置。
  9. 【請求項９】 フィルタの再生時期判断手段と、前記フ
    ィルタに再生ガスを供給する再生ガス供給手段と、前記
    再生ガス中に燃料を混入する燃料混入手段と、前記再生
    時期判断手段により前記フィルタが再生時期であると判
    断された時に前記フィルタの再生ガス下流部に燃料を付
    着させる燃料付着手段と、前記燃料付着手段によって前
    記フィルタの再生ガス下流部に燃料を付着させた後に、
    前記燃料混入手段による前記再生ガス中への燃料の混入
    量を、前記フィルタの再生ガス上流部においてはパティ
    キュレートが燃焼しないように少量とした後、パティキ
    ュレート燃焼における適量に増加させるように調整する
    混入燃料量調整手段、とを具備し、前記フィルタの再生
    時において、前記フィルタの再生ガス下流部からパティ
    キュレートの燃焼を開始させ、この燃焼を前記フィルタ
    の再生ガス上流側に伝播させることを特徴とするパティ
    キュレート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置。
  10. 【請求項１０】 フィルタの再生時期判断手段と、前記
    フィルタに再生ガスを供給する再生ガス供給手段と、前
    記フィルタの再生ガス上流部に担持された高温活性触媒
    と、前記フィルタの再生ガス下流部に担持された低温活
    性触媒と、前記再生時期判断手段により前記フィルタが
    再生時期であると判断され、前記低温活性触媒のみが活
    性化状態である時に、前記フィルタに燃料を供給する燃
    料供給手段、とを具備し、前記フィルタの再生時におい
    て、前記フィルタの再生ガス下流部から前記再生ガスと
    前記燃料とを使用してパティキュレートの燃焼を開始さ
    せ、この燃焼を前記フィルタの再生ガス上流側に伝播さ
    せることを特徴とするパティキュレート捕集用フィルタ
    を具備する排気浄化装置。
  11. 【請求項１１】 再生ガスの供給をフィルタの一方側か
    ら実施して前記フィルタの一方側から再生ガス下流方向
    にパティキュレートの燃焼を伝播させ、前記フィルタの
    各部がその再生ガス上流側部分のパティキュレート燃焼
    熱によって所定温度以上となる以前に、再生ガスの供給
    を前記フィルタの他方側から実施するように切り換え前
    記フィルタの他方側から再生ガス下流方向にパティキュ
    レートの燃焼を伝播させることを特徴とするパティキュ
    レート捕集用フィルタの再生方法。
  12. 【請求項１２】 フィルタの再生時期判断手段と、前記
    フィルタに再生ガスを供給する際に前記フィルタの一方
    側からの供給と他方側からの供給を切り換え可能な再生
    ガス供給手段、とを具備し、前記再生時期判断手段によ
    り前記フィルタが再生時期であると判断された時に、前
    記再生ガス供給手段によって、前記フィルタの一方側か
    ら再生ガスを供給して前記フィルタの一方側から再生ガ
    ス下流方向にパティキュレートの燃焼を伝播させ、その
    後前記フィルタの各部がその再生ガス上流側部分のパテ
    ィキュレート燃焼熱によって所定温度以上となる以前
    に、前記フィルタの他方側から再生ガスを供給して前記
    フィルタの他方側から再生ガス下流方向にパティキュレ
    ートの燃焼を伝播させることを特徴とするパティキュレ
    ート捕集用フィルタを具備する排気浄化装置。
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