JPH0968033A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フィルタを損傷させることなく再生処理するこ
とができ、しかも燃え残りも防止できる内燃機関の排気
浄化装置を提供することを目的とする。 【解決手段】ＤＰＦ１１は、エンジン１３に接続された
排気管１２に設けられた収容筒１４内に配設され、エン
ジン１３の排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕
集する。コントローラ３１は、ＤＰＦ１１に捕集された
パティキュレートの捕集量ＰＭに対応した加熱条件をＲ
ＯＭ３１ａから読み出す。そして、コントローラ３１
は、読み出した加熱条件のヒータ温度Ｔoff,Ｔonに基づ
いてヒータ１５を駆動制御してＤＰＦ１１を加熱制御す
るとともに、空気供給量Ｖに基づいてエア供給ポンプ２
１を駆動制御してよりＤＰＦ１１に空気を供給してＤＰ
Ｆ１１を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に係り、詳しくは排気浄化装置に用いられ、エン
ジンの排気中に含まれる微粒子成分（パティキュレー
ト）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタの
再生に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの排気ガス中
に含まれるパティキュレートを捕集するために、ディー
ゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）
が使用されている。ＤＰＦは、例えばコーディエライト
等のセラミックよりなるハニカム形状の筒体で形成され
ている。ＤＰＦは、排気管の下流側に設けられ、エンジ
ンから排出される排気ガスを透過させその透過時に排気
ガス中に含まれるパティキュレートを捕集する。ＤＰＦ
によるパティキュレートの捕集量が、所定の量に達する
と、機能回復のための該ＤＰＦの再生処理が行われる。
再生処理は、該ＤＰＦをヒータ等によって加熱し、捕集
されているパティキュレートを燃やすことによって再び
フィルタとしての機能を回復させるものである。

【０００３】例えば、実開平６−８７６２３号公報に
は、フィルタとヒータの温度に基づいてフィルタを再生
するフィルタの再生燃焼制御装置が示されている。この
装置は、ヒータの温度が第二の設定温度に達したときヒ
ータを間欠運転し、フィルタの温度が第三の設定温度に
達したときエアポンプを間欠運転する。そして、ヒータ
をオンにした時からカウントするタイマが所定数をカウ
ント終了したときヒータの運転を停止して、フィルタに
クラックが生じたり、フィルタが溶損するのを防止して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フィルタを
再生する場合に、ヒータ温度が一定であっても、そのフ
ィルタに捕集されたパティキュレートの捕集量によって
該フィルタ内の温度が大きく変化する。例えば、図３は
捕集量が 8.6g/l のときのフィルタ内の温度を示し、図
４は捕集量が14g/l のときのフィルタ内の温度を示して
いる。尚、図３，４ともにヒータ温度は一定（６００
℃）である。図３，４から明らかなように、捕集量が多
いほど、フィルタ内の温度は、該フィルタの上流，中
流，下流いずれの場所においても、捕集量が多い方が温
度が高くなる。特に、フィルタの中流においては、フィ
ルタの使用限界温度である１０００℃を越えてしまう。
そのため、再生時にフィルタが溶損するという問題があ
った。また、捕集量が少ない場合は、燃え残りが生じる
場合がある。

【０００５】本発明の目的はフィルを損傷させることな
く再生処理を行うことができ、しかも燃え残りも防止で
きる内燃機関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】上記問題点を解決するた
め、請求項１の発明は、内燃機関の排気系に設置され、
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
ルタと、前記フィルタを加熱する加熱手段と、前記フィ
ルタに空気を供給する空気供給手段と、前記フィルタに
より捕集されたパティキュレートの捕集量を算出する捕
集量算出手段と、複数の捕集量に対応たヒータの加熱温
度とフィルタに供給する空気量とからなる加熱条件を記
憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された加熱条件
から、前記算出手段により算出された捕集量に対応した
加熱条件を選択する選択手段と、前記選択手段により選
択された加熱条件に基づいて、前記フィルタの温度を制
御するとともに、該フィルタに供給する空気量を制御す
る制御手段とを備えたことを要旨とする。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の内燃機関の排気浄化装置において、前記ヒータの加熱
温度は、前記ヒータをオンに制御するときの温度と、前
記ヒータをオフに制御する温度とを記憶したことを要旨
とする。

【０００８】従って、請求項１の発明によれば、フィル
タによって排気ガス中に含まれるパティキュレートが捕
集され、そのパティキュレートの捕集量は、捕集量算出
手段によって算出される。記憶手段には、複数の捕集量
に対応たヒータの加熱温度とフィルタに供給する空気量
とからなる加熱条件がそれぞれ記憶され、その記憶手段
に記憶された加熱条件から、算出手段により算出された
捕集量に対応した加熱条件が選択手段によって選択され
る。そして、選択手段により選択された加熱条件に基づ
いて、制御手段によってヒータの温度が制御されるとと
もに、フィルタに供給される空気量が制御され、パティ
キュレートが焼却されてフィルタが再生される。

【０００９】また、請求項２に記載の発明によれば、記
憶されたヒータをオンに制御するときの温度と、ヒータ
をオフに制御する温度との間でヒータの加熱温度が規制
され、フィルタの過熱が防止される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
一形態を図１〜図４に従って説明する。図１は、フォー
クリフト等に搭載したディーゼルエンジンに備えた排気
浄化装置の基本構成を示す。

【００１１】ディーゼルパティキュレートフィルタ（以
下、ＤＰＦという）１１は、排気管１２を介してディー
ゼルエンジン１３に接続されている。ＤＰＦ１１はハニ
カム形状の筒体であって、本形態ではコーディエライト
にて形成されている。ＤＰＦ１１は、エンジン１３から
の排気ガスを透過させ、その透過時に排気ガス中に含ま
れるパティキュレートを捕集する。ＤＰＦ１１を透過し
た排気ガスは、大気中に放出される。

【００１２】ＤＰＦ１１は、排気管１２に連結された収
容筒１４内に配設されている。収容筒１４において、Ｄ
ＰＦ１１の前側（上流側）にはヒータ１５及び熱反射板
１６が設けられている。又、収容筒１４において、ＤＰ
Ｆ１１の後側（下流側）には後処理装置１７が設けられ
ている。ヒータ１５は、再生処理時にＤＰＦ１１を加熱
してＤＰＦ１１が捕集したパティキュレートを燃やすた
めのものである。熱反射板１６は、再生処理時にヒータ
１５の熱を反射してＤＰＦ１１を効率良く加熱するため
のものである。後処理装置１７は、パティキュレートを
燃やしているときに発生する白煙を吸着し触媒浄化して
外部に出ないようにするためのものである。さらに、収
容筒１４において、ＤＰＦ１１の上流側には、温度セン
サ１８が設けられている。温度センサ１８にて検出され
る温度は、再生処理時にヒータ１５をオン・オフ制御し
て、ＤＰＦ１１の加熱温度を所望の温度に制御するため
に利用される。

【００１３】また、収容筒１４には送気管１９が連結さ
れている。送気管１９には、エアクリーナ２０が設けら
れている。エアクリーナ２０は、再生処理時にＤＰＦ１
１へ供給する空気を清浄化するために設けられている。
また、送気管１９には、エア供給ポンプ２１が設けら
れ、エアクリーナ２０から空気を取り入れ、その空気を
ＤＰＦ１１に供給するようになっている。送気管１９に
は、電磁ソレノイドバルブ２２が設けられている。バル
ブ２２は、送気管１９を開閉するためのものであって、
エア供給ポンプ２１からＤＰＦ１１に供給する空気を遮
断したり、供給量を制御する。又、バルブ２２と収容筒
１４の間の送気管１９には、圧力センサ２３が設けられ
ている。圧力センサ２３は、ＤＰＦ１１の上流側圧力を
検出するために利用される。又、圧力センサ２３は、エ
ンジン始動直前に、大気圧を検出するために利用され
る。

【００１４】エアクリーナ２０とエア供給ポンプ２１と
の間の送気管１９には、エア供給ポンプ２１による空気
吸入量、即ち、再生処理時におけるＤＰＦ１１に供給す
る空気供給量を検出するためのエアフロセンサ２４が設
けられている。

【００１５】エンジン１３には、吸気量センサ２５が設
けられている。吸気量センサ２５は、図示しないエアク
リーナに設けられている。吸気量センサ２５は、エンジ
ン１３が駆動している時に、ＤＰＦ１１を通過するエン
ジン１３の排気流量、即ちエンジン１３の吸入空気量を
検出するために利用される。そして、吸気量センサ２５
は、エンジン１３の吸入空気量を検出し、その吸入空気
量に応じた検出信号を出力する。

【００１６】次に、ＤＰＦ１１の捕集量を演算し、該Ｄ
ＰＦ１１の再生処理を制御するための電気的構成につい
て説明する。制御手段としてのコントローラ３１には、
再生処理動作のための制御プログラム等を記憶するＲＯ
Ｍ３１ａ、各種データを記憶するＲＡＭ、及び、入出力
インタフェイスが内蔵されている。

【００１７】コントローラ３１には、入出力インタフェ
ースを介して前記した各センサ１８，２３〜２５が接続
されている。コントローラ３１は、前記した各センサ１
８，２３〜２５からの検出信号を入力する。

【００１８】ＲＯＭ３１ａには、ＤＰＦ１１を再生処理
するための処理プログラム、ＤＰＦ１１に捕集されたパ
ティキュレートの捕集量を推定するための推定プログラ
ムが記憶されている。推定プログラムにおいて、コント
ローラ３１は、圧力センサ２３からの検出信号に基づい
てＤＰＦ１１の上流側圧力ＰD を演算する。コントロー
ラ３１は、吸気量センサ２５からの検出信号に基づいて
エンジン１３の吸入空気量Ｖafを演算する。この吸入空
気量Ｖafは、ＤＰＦ１１にとっては、エンジン１３から
排気されそのＤＰＦ１１に流れる排気流量となる。コン
トローラ３１は、その上流側圧力ＰD と、予め学習した
大気圧ＰG とに基づいてＤＰＦ１１の差圧ΔＰを演算す
る。そして、コントローラ３１は、吸入空気量Ｖafと差
圧ΔＰとに基づいて、ＤＰＦ１１に捕集されているパテ
ィキュレートの捕集量ＰＭを推定する。

【００１９】処理プログラムにおいて、コントローラ３
１は、温度センサ１８からの検出信号に基づいて、ヒー
タ１５により加熱されるＤＰＦ１１の入口温度を演算す
る。また、コントローラ３１は、エアフロセンサ２４か
らの検出信号に基づいて、エア供給ポンプ２１による空
気供給量を演算する。そして、コントローラ３１は、上
記の推定プログラムにより推定された捕集量ＰＭに対応
した空気供給量となるように電磁ソレノイドバルブ２２
の開度を駆動制御するとともに、ＤＰＦ１１が捕集量Ｐ
Ｍに対応した温度となるようにヒータ１５を駆動制御す
る。

【００２０】また、ＲＯＭ３１ａには、図２に示すよう
に、推定された捕集量ＰＭに応じた加熱条件を示す捕集
量─加熱条件マップが記憶されている。ＲＯＭ３１ａに
は、加熱条件として、ヒータ１５をオフに制御する時の
ＤＰＦ１１の温度（ヒータＯＦＦ温度）Ｔoff 、ヒータ
１５をオンに制御する時のＤＰＦ１１の温度（ヒータＯ
Ｎ温度）Ｔon、及び、エア供給ポンプ２１によってＤＰ
Ｆ１１に供給される空気供給量Ｖが格納されている。捕
集量ＰＭは複数に分割され、各分割された捕集量ＰＭに
対応した１組の加熱条件であるヒータＯＦＦ温度Ｔoff
、ヒータＯＮ温度Ｔon、及び、空気供給量Ｖがそれぞ
れ記憶されている。

【００２１】再生処理を行う時に、コントローラ３１
は、ヒータ１５を発熱させてＤＰＦ１１を加熱する。そ
して、コントローラ３１は、温度センサ１８からの検出
信号に基づいて、ＤＰＦ１１の入口温度がヒータＯＦＦ
温度Ｔoff に達すると、ヒータ１５をオフに制御してＤ
ＰＦ１１の加熱を一時的に停止する。コントローラ３１
は、ＤＰＦ１１の入口温度がヒータＯＮ温度Ｔonに達す
ると、ヒータ１５をオンに制御してＤＰＦ１１を再び加
熱する。従って、ＤＰＦ１１の温度は、再生処理時に、
ヒータＯＦＦ温度Ｔoff とヒータＯＮ温度Ｔonとの間に
制御される。

【００２２】尚、本形態では、捕集量ＰＭ１〜ＰＭ５の
間の４つに分割され、各分割された捕集量ＰＭに対応す
る加熱条件が記憶されている。尚、捕集量ＰＭ１〜ＰＭ
５のうち、捕集量ＰＭ１が最も小さい値に設定され、捕
集量ＰＭ２〜ＰＭ５にいくに従って大きい値となるよう
に設定されている。

【００２３】そして、ヒータＯＦＦ温度Ｔoff 、ヒータ
ＯＮ温度Ｔon、及び、空気供給量Ｖは、予め実験により
設定され、ＲＯＭ３１ａに記憶されている。ヒータＯＦ
Ｆ温度Ｔoff 及びヒータＯＮ温度Ｔonは、捕集量ＰＭに
対してその値が大きいほどヒータＯＦＦ温度Ｔoff 及び
ヒータＯＮ温度Ｔonの値は小さくなるように設定されて
いる。空気供給量Ｖは、捕集量ＰＭに対してその値が大
きいほど空気供給量Ｖの値は小さくなるように設定され
ている。

【００２４】従って、本形態においては、ヒータＯＦＦ
温度Ｔoff は、温度Ｔ1 が最も大きく設定され、温度Ｔ
７が最も小さく設定されている。また、ヒータＯＮ温度
Ｔonは、温度Ｔ２が最も大きく設定され、温度Ｔ８が最
も小さく設定されている。更に、空気供給量Ｖは、供給
量Ｖ１が最も大きく設定され、供給量Ｖ４が最も小さく
設定されている。

【００２５】即ち、コントローラ３１は、捕集量ＰＭが
少ない場合には、ＤＰＦ１１を高温に制御するととも
に、ＤＰＦ１１に多くの空気を供給してそのＤＰＦ１１
の再生処理を行う。そして、コントローラ３１は、捕集
量ＰＭが多くなるほど、ＤＰＦ１１の加熱温度を低くな
るように制御するとともに、ＤＰＦ１１に供給する空気
量を少なくなるように制御して再生処理を行う。

【００２６】コントローラ３１は、プラグ３２に接続さ
れている。プラグ３２は、図示しない電源装置のソケッ
トに差し込まれて、その電源装置からプラグ３２を介し
てコントローラ３１へ所定電圧の交流電源が供給され
る。コントローラ３１には、図示しない電圧検出回路が
設けられている。その電圧検出回路は、供給された交流
電源を検出すると、コントローラ３１に接続されたメイ
ンリレー３３に制御信号を出力してそのメインリレー３
３をオンに制御する。すると、コントローラ３１にはバ
ッテリＥから直流電源が駆動電源として入力される。

【００２７】また、コントローラ３１は、ディスプレイ
３４に接続されている。ディスプレイ３４には、再生ス
イッチ３５が設けられている。コントローラ３１は、電
源装置から交流電源が供給されている時に再生スイッチ
３５が操作されると、ＲＯＭ３１ａに格納された再生処
理動作のプログラムに基づいて再生処理モードとなる。
再生処理モードとは、ＤＰＦ１１が捕集したパティキュ
レートを燃やすために行われる処理動作であって、その
時の捕集量に対してＤＰＦ１１に対する加熱温度及び空
気供給量を制御するための処理動作を行うモードであ
る。

【００２８】電源装置からプラグ３２を介して供給され
る交流電源は、第１のリレー３６を介してヒータ１５に
駆動電源として供給される。また、交流電源は、第２の
リレー３７を介して後処理装置１７に駆動電源として供
給される。

【００２９】コントローラ３１は、第１のリレー３６に
制御信号を断続的に出力してそのリレー３６のオン・オ
フを制御し、ヒータ１５に流れる電流を制御してＤＰＦ
１１の加熱温度を制御する。また、コントローラ３１
は、第２のリレー３７に制御信号を出力してそのリレー
３７のオン・オフを制御し、後処理装置１７を駆動制御
する。

【００３０】また、コントローラ３１は、前記したエア
供給ポンプ２１に制御信号を出力してエア供給ポンプ２
１を駆動制御する。更に、コントローラ３１は、前記し
たバルブ２２に制御信号を出力し、バルブ２２の開度を
制御して送気管１９を開閉するとともに、ＤＰＦ１１に
供給するエアの流量を制御する。

【００３１】コントローラ３１には図示しないキースイ
ッチが接続されている。また、コントローラ３１にはス
タータリレー３８が接続され、そのスタータリレー３８
には図示しないスタータモータが接続されている。キー
スイッチは、エンジン１３の駆動・停止を制御するため
に設けられている。即ち、コントローラ３１は、キース
イッチがスタート位置にあるときには、スタータリレー
３８をオンにして図示しないスタータモータを駆動制御
し、エンジン１３を始動させる。一方、キースイッチが
アクセサリ位置又はキーイン位置にあるとき、コントロ
ーラ３１はエンジン１３を停止させる。

【００３２】また、コントローラ３１は、メインリレー
３３を介してフォークリフトに搭載されたバッテリＥに
接続されている。コントローラ３１は、キースイッチの
操作に基づいて、該キースイッチがスタート位置にある
ときに、メインリレー３３をオンにしてバッテリＥから
の直流電源を入力する。そして、コントローラ３１は、
エンジン１３を駆動させると共に、ＲＯＭ３１ａに格納
された制御プログラムに基づいて捕集量算出モードとな
る。捕集量算出モードとは、エンジン１３の駆動時にお
いてその時のエンジン１３の吸入空気量Ｖafと差圧ΔＰ
とでＤＰＦ１１が捕集しているパティキュレートの捕集
量を算出する処理動作を行うモードである。尚、差圧Δ
Ｐは、大気圧をＰG 、ＤＰＦ１１の上流側圧力をＰD と
すると、ΔＰ＝ＰD −ＰG で表される。

【００３３】コントローラ３１は、ディスプレイ３４に
その時々のＤＰＦ１１が捕集したパティキュレートの捕
集量を表示する。また、コントローラ３１は、ブザー３
９に接続されている。コントローラ３１は、捕集量ＰＭ
と予め設定された最大捕集量とを比較する。そして、捕
集量ＰＭが最大捕集量より多くなると、コントローラ３
１は、接続されたブザー３９を駆動して捕集量ＰＭが最
大捕集量よりも多くなったことを知らせる。尚、本形態
では、最大捕集量は、ＲＯＭ３１ａに記憶された捕集量
ＰＭ５に設定されている。

【００３４】次に上記のように構成した、排気浄化装置
の作用について説明する。先ず、捕集量推定について説
明する。キースイッチの操作に基づいてエンジン１３が
駆動されると、ＤＰＦ１１は、エンジン１３から排気さ
れる排気ガス中のパティキュレートを捕集する。コント
ローラ１３は、エンジン１３が駆動されると、捕集量算
出モードとなり、ＤＰＦ１１に捕集されているパティキ
ュレートの捕集量ＰＭを算出し、ＲＡＭに記憶する。ま
た、コントローラ１３は、算出した捕集量ＰＭをディス
プレイ３４に表示する。このディスプレイ３４に表示さ
れる捕集量ＰＭによって、作業者は、再生処理の必要性
の有無を逐次確認することができる。

【００３５】次に、再生処理について説明する。今、フ
ォークリフトを所定の位置まで走行させる。そして、エ
ンジン１３を停止させる。続いて、プラグ３２を交流電
源を供給するための図示しない電源供給装置に設けられ
たソケットに接続した後、再生スイッチ３５をオンに操
作する。

【００３６】コントローラ３１は、プラグ３２を介して
交流電源を入力すると、メインリレー３３に制御信号を
出力してそのメインリレー３３をオンに制御し、バッテ
リＥから駆動電源としての直流電源を入力する。そし
て、コントローラ３１は、再生スイッチ３５がオンに操
作されると、再生処理モードになる。その再生処理モー
ドにおいて、コントローラ１３は、先ずＲＡＭに記憶さ
れた捕集量ＰＭを読み出す。続いて、コントローラ３１
は、ＲＯＭ３１ａに記憶された捕集量−加熱条件マップ
から、捕集量ＰＭに対応したヒータＯＦＦ温度Ｔoff 、
ヒータＯＮ温度Ｔon、及び空気供給量Ｖを読み出す。

【００３７】次に、コントローラ３１は、第１及び第２
のリレー３６，３７に制御信号を出力し、ヒータ１５及
び後処理装置１７に電源を印加する。そして、コントロ
ーラ３１は、温度センサ１８からの検出信号に基づい
て、ＤＰＦ１１の温度がヒータＯＦＦ温度Ｔoff に達す
ると、ヒータ１５をオフに制御してＤＰＦ１１の加熱を
一時的に停止し、ＤＰＦ１１の温度がヒータＯＮ温度Ｔ
onに達すると、ヒータ１５をオンに制御してＤＰＦ１１
を再び加熱して、ＤＰＦ１１の温度がヒータＯＦＦ温度
Ｔoff とヒータＯＮ温度Ｔonとの間となるように制御す
る。

【００３８】又、コントローラ３１は、エア供給ポンプ
２１に制御信号を出力して、ＤＰＦ１１に供給される空
気量が、ＲＯＭ３１ａから読み出した空気供給量Ｖとな
るように電磁ソレノイドバルブ２２の開度を制御する。
更に、コントローラ３１はバルブ２２に制御信号を出力
して、送気管１９を開く。

【００３９】従って、ＤＰＦ１１はヒータ１５によって
捕集量ＰＭに応じた温度に加熱されるとともに、そのＤ
ＰＦ１１にはエア供給ポンプ２１及びバルブ２２によっ
て捕集量ＰＭに応じた量の空気が供給され、そのＤＰＦ
１１に捕集されているパティキュレートが燃焼される。
そして、ＲＯＭ３１ａから読み出されたヒータＯＦＦ温
度Ｔoff 、ヒータＯＮ温度Ｔon、及び、空気供給量Ｖ
は、ＤＰＦ１１にクラックや溶損等の損傷を与えること
なく効率よくパティキュレートを燃やすことができる値
に設定されている。また、ＲＯＭ３１ａから読み出され
たヒータＯＦＦ温度Ｔoff 、ヒータＯＮ温度Ｔon、及
び、空気供給量Ｖは、ＤＰＦ１１の捕集量ＰＭが多い程
小さい値に設定されている。即ち、コントローラ３１
は、ＤＰＦ１１の捕集量ＰＭが多い程、ＤＰＦ１１を低
い温度に加熱制御するとともに、少ない空気を供給す
る。従って、ＤＰＦ１１に捕集されているパティキュレ
ートはゆっくりと燃焼するので、ＤＰＦ１１の温度が使
用限界温度を越えることはない。その結果、再生時にＤ
ＰＦ１１が溶損するのを防ぐことができる。

【００４０】また、ＤＰＦ１１の捕集量ＰＭが少ない程
ＤＰＦ１１を高い温度に加熱制御するとともに、多量の
空気を供給して、パティキュレートを燃焼する。その結
果、ＤＰＦ１１に捕集されたパティキュレートの燃え残
りが防止される。

【００４１】そして、再生処理のための制御プログラム
に基づく再生処理が終了すると、コントローラ３１は、
第１及び第２のリレー３６，３７をオフにしてヒータ１
５、後処理装置１７への電源供給を停止する。また、コ
ントローラ３１は、エア供給ポンプ２１を停止させると
共に、バルブ２２を駆動制御して送気管１９を閉じる。

【００４２】そして、プラグ３２を電源供給装置のソケ
ットから抜くと、コントローラ３１は、再生処理モード
から抜け、メインリレー３３をオフにして直流電源の供
給を停止する。そして、キースイッチの操作に基づいて
エンジン１３が駆動されると、ＤＰＦ１１はエンジン１
３から排気される排気ガス中のパティキュレートを捕集
する。コントローラ３１は、エンジン１３が駆動される
と捕集量算出モードとなり上記した再生処理のために用
いられる捕集量ＰＭを算出する。

【００４３】以上詳述したように、本形態では、以下の
作用及び効果を奏する。 １）コントローラ３１は、推定したＤＰＦ１１の捕集量
ＰＭに基づいて、その捕集量ＰＭに対応したヒータＯＦ
Ｆ温度Ｔoff 、ヒータＯＮ温度Ｔon、及び、空気供給量
ＶをＲＯＭ３１ａから読み出す。そして、コントローラ
３１は、読み出した両温度Ｔoff ，Ｔonに基づいてヒー
タ１５を駆動制御してＤＰＦ１１の加熱温度を制御する
とともに、空気供給量Ｖに基づいてエア供給ポンプ２１
を駆動制御してＤＰＦ１１に供給する空気量を制御する
ようにした。その結果、捕集量ＰＭに対するＤＰＦ１１
の再生処理を行う場合、捕集量に対する最適な加熱制御
を選択することができる。

【００４４】２）ＲＯＭ３１ａに記憶した加熱条件であ
るヒータＯＦＦ温度Ｔoff 、ヒータＯＮ温度Ｔon、及
び、空気供給量Ｖの値を、捕集量ＰＭが多くなるほど小
さくなるように設定した。そのため、捕集量ＰＭが多い
場合には、ＤＰＦ１１の加熱温度は低い温度に制御され
るとともに、空気の供給量はすくなくなるので、ＤＰＦ
１１に捕集されているパティキュレートはゆっくりと燃
焼する。その結果、ＤＰＦ１１の温度が使用限界温度以
上に上昇するのを抑えることができ、ＤＰＦ１１が損傷
するのを防ぐことができる。

【００４５】３）ＤＰＦ１１の捕集量ＰＭが少ない程Ｄ
ＰＦ１１を高い温度に加熱制御するとともに、多量の空
気を供給して、パティキュレートを燃焼する。その結
果、ＤＰＦ１１に捕集されたパティキュレートの燃え残
りを防止することができる。

【００４６】尚、本発明は、上記実施の形態の他、以下
のように実施してもよい。 １）上記形態では、捕集量─加熱条件マップを、捕集量
ＰＭ１〜ＰＭ５の間の４つの区間に対応したヒータ１５
をオン・オフ制御する温度と空気供給量とを設定した
が、捕集量をより細かい区間に分割し、それらの区間に
対応したヒータ１５の温度と空気供給量とのマップを作
成してＲＯＭ３１ａに記憶させ、そのマップに基づいて
ＤＰＦ１１の再生処理を行うようにしてもよい。

【００４７】２）上記形態では、差圧ΔＰと吸入空気量
Ｖafとから捕集量ＰＭを求めたが、差圧ΔＰ、エンジン
回転数Ｎ、及び、排気温度の３つの入力から捕集量ＰＭ
を求めるようにしてもよい。勿論、吸入空気量等その他
の入力を加えたり、回転数Ｎを省略して差圧ΔＰのみで
実施してもよい。この場合でも同様に正確な捕集量が求
めることが可能となる。

【００４８】３）上記形態では、大気圧ＰG と、圧力セ
ンサ２３により検出したＤＰＦ１１の上流側圧力ＰD と
からＤＰＦ１１の圧力損失としての差圧ΔＰを演算した
が、ＤＰＦ１１の下流側の圧力を検出する圧力センサを
設け、下流側圧力と圧力センサ２３による上流側圧力と
の差を用いて実施してもよい。

【００４９】４）上記形態では、差圧ΔＰ（＝ＰD −Ｐ
G ) を求める際に使用される大気圧ＰG を圧力センサ２
３から求めた。即ち、エンジン始動前の圧力センサ２３
からの検出信号に基づいて大気圧ＰG を求めた。しか
し、大気圧ＰG を専用で検出する圧力センサを設けて実
施してもよい。

【００５０】５）上記形態では、ディスプレイ３４にそ
の時々の捕集量ＰＭを表示して作業者が捕集量ＰＭを逐
次確認することができるようにしたが、捕集量ＰＭがＲ
ＯＭ３１ａに記憶された捕集量ＰＭ１〜ＰＭ５のどの区
間にあるかを表示するようにしてもよい。

【００５１】６）上記形態では、加熱手段としてヒータ
１５を用いたが、バーナー等を用いてＤＰＦ１１を加熱
するようにしてもよい。 ７）上記形態では、ＤＰＦ１１は、コーディエライトで
形成したが、ＳｉＣ等その他のセラミックで形成したフ
ィルタに応用してもよい。

【００５２】上記実施の形態から把握できる請求項以外
の技術的思想について、以下にそれらの効果と共に記載
する。 イ）請求項１，２に記載の内燃機関の排気浄化装置にお
いて、算出手段が算出した捕集量を表示するディスプレ
イを備えた内燃機関の排気浄化装置。この構成によれ
ば、捕集量を逐次確認することが可能となる。

【００５３】ロ）請求項２，イ）に記載の内燃機関の排
気浄化装置において、前記加熱温度及び空気量は、捕集
量が多くなるほど小さい値に設定した内燃機関の排気浄
化装置。この構成によれば、捕集量が多いときにフィル
タの温度上昇を抑えることが可能となる。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び２に
記載の発明によれば、フィルタを損傷させることなく再
生処理するとともに、燃え残りを防止することが可能な
内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を具体化した排気浄化装置の構成を示
す基本構成図。

【図２】 捕集量に対する加熱条件を示す説明図。

【図３】 再生時におけるＤＰＦの各位置の温度を示す
説明図。

【図４】 再生時におけるＤＰＦの各位置の温度を示す
説明図。

【符号の説明】

１１…フィルタ（ＤＰＦ）、１３…内燃機関（エンジ
ン）、１５…加熱手段としてのヒータ、１８…制御手段
としての温度センサ、２１…空気供給手段としてのエア
供給ポンプ、２２…制御手段としての電磁ソレノイドバ
ルブ、２３…捕集量算出手段としての圧力センサ、２５
…捕集量算出手段としての吸気量センサ、３１…捕集量
算出手段，選択手段，制御手段としてのコントローラ、
３１ａ…記憶手段としてのＲＯＭ、３４…ディスプレ
イ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 46/46 Ｂ０１Ｄ 46/46 Ｆ０１Ｎ 3/22 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/22 ＺＡＢ ３０１ ３０１Ｐ Ｆ０２Ｄ 45/00 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 45/00 ＺＡＢ ３６０ ３６０Ｃ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に設置され、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と、 前記フィルタを加熱する加熱手段と、 前記フィルタに空気を供給する空気供給手段と、 前記フィルタにより捕集されたパティキュレートの捕集
   量を算出する捕集量算出手段と、 複数の捕集量に対応たヒータの加熱温度とフィルタに供
   給する空気量とからなる加熱条件を記憶する記憶手段
   と、 前記記憶手段に記憶された加熱条件から、前記算出手段
   により算出された捕集量に対応した加熱条件を選択する
   選択手段と、 前記選択手段により選択された加熱条件に基づいて、前
   記フィルタの温度を制御するとともに、該フィルタに供
   給する空気量を制御する制御手段とを備えた内燃機関の
   排気浄化装置。
2. 【請求項２】 前記ヒータの加熱温度は、前記ヒータを
   オンに制御するときの温度と、前記ヒータをオフに制御
   する温度とを記憶した請求項１に記載の内燃機関の排気
   浄化装置。