JPH10252447A - エンジンの排気ガス後処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生開始時におけるパティキュレートトラッ
プの温度がパティキュレート燃焼温度以上の時には加熱
することなくパティキュレートを燃焼させるようにした
エンジンの排気ガス後処理装置を提供する。 【解決手段】 エンジンＥの排気通路８に接続された分
岐管８Ａ、８Ｂに、切換弁１８、１９、とパティキュレ
ートを捕集するフィルタ１Ａ、１Ｂ及び電気ヒータ６
Ａ、６Ｂを有するパティキュレートトラップ１０Ａ、１
０Ｂを接続し、フィルタ１Ａ又は１Ｂの再生開始時にフ
ィルタ１Ａ又は１Ｂの温度がパティキュレート燃焼温度
を超えているときには加熱用の電気ヒータ６Ａ又は６Ｂ
を使用することなく、開閉弁９を通して連通路５により
再生する側のフィルタ１Ａ又は１Ｂに排気ガスの一部を
供給して燃焼させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気ガ
ス後処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガス中には、
カーボン微粒子等を核とするパティキュレート（Partic
ulate Matter）が混入しており、このパティキュレート
を除去して大気中への排出を低減するようにした排気ガ
ス後処理装置がある。このような排気ガス後処理装置
は、例えば、特開平９−１３９５１号に開示されてい
る。この排気ガス後処理装置は、図５に示すようにディ
ーゼルエンジンＥの排気通路８に分岐接続した分岐管８
Ａ、８Ｂに夫々切換弁１８、１９、パティキュレートト
ラップ１０Ａ、１０Ｂを設け、分岐管８Ａ、８Ｂの切換
弁１８、１９の下流側とパティキュレートトラップ１０
Ａ、１０Ｂとの間を連通路５で接続し、この連通路５を
開閉弁９で開閉するように構成されている。

【０００３】パティキュレートの捕集及び燃焼は、図５
及び図６に示すように一方、例えば、切換弁１８を開弁
し、開閉弁９を閉弁し、他方の切換弁１９を閉弁し、パ
ティキュレートトラップ１０Ａに排気ガスを導入して内
蔵するフィルタ１Ａによりパティキュレートを捕集す
る。捕集したパティキュレートの堆積量が設定値に達す
ると、切換弁１８を閉弁してパティキュレートトラップ
１０Ａへの排気ガスの導入を停止すると共に、切換弁１
９を開弁してパティキュレートトラップ１０Ｂに排気ガ
スを導入し当該パティキュレートトラップ１０Ｂにより
パティキュレートの捕集を開始する。

【０００４】そして、スイッチＳＡを閉成してバッテリ
２６からパティキュレートトラップ１０Ａの電気ヒータ
６Ａに通電してフィルタ１Ａをパティキュレートの燃焼
温度（600°C以上）に加熱した後、開閉弁９を開弁して
パティキュレートトラップ１０Ｂに導入する排気ガスの
一部を連通路５を通してパティキュレートトラップ１０
Ａに導入し、フィルタ１Ａに堆積しているパティキュレ
ートを徐々に燃焼させてフィルタ１Ａを再生する。フィ
ルタ１Ａの再生終了後開閉弁９を閉弁する。

【０００５】パティキュレートトラップ１０Ｂのフィル
タ１Ｂが捕集したパティキュレートの堆積量が設定値に
達すると、切換弁１８を開弁して再生したパティキュレ
ートトラップ１０Ａによりパティキュレートの捕集を開
始し、切換弁１９を開弁してパティキュレートトラップ
１０Ｂへの排気ガスの導入を停止する。そして、電気ヒ
ータ６Ｂでフィルタ１Ｂをパティキュレートの燃焼温度
以上に加熱した後、開閉弁９を開弁して、パティキュレ
ートトラップ１０Ａに導入する排気ガスの一部をパティ
キュレートトラップ１０Ｂに導入し、フィルタ１Ｂに堆
積しているパティキュレートを燃焼させて、フィルタ１
Ｂを再生する。

【０００６】このように２つのパティキュレートトラッ
プ１０Ａ、１０Ｂを使用して交互にパティキュレートの
捕集・パティキュレートの燃焼を繰り返すことで、走行
中でも常にパティキュレートを捕集し、排気ガス中に含
まれるパティキュレート及び黒煙を排除するようにして
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、山岳地帯の
ように登り坂の多い道路を走行する場合、登坂走行時に
パティキュレートの発生量が多くなり、これに伴いフィ
ルタ１Ａ、１Ｂに堆積するパティキュレート量も多くな
り、これらのフィルタ１Ａ、１Ｂの再生間隔が短くな
る。このため全走行時間に対して電気ヒータ６Ａ、６Ｂ
への通電時間の割合が大きくなり、バッテリ２６の寿命
が短くなるという問題がある。

【０００８】また、フィルタ１Ａを電気ヒータ６Ａによ
りパティキュレートの燃焼温度以上に加熱（プレヒー
ト）する場合、電気ヒータ６Ａは、フィルタ１Ａの前端
（排気ガス導入側端面）を加熱する構造とされているた
めにフィルタ１Ａの全体をパティキュレート燃焼温度以
上に均一に加熱することが困難であり、どうしても図７
に斜線で示すように電気ヒータ６Ａにより加熱される前
部よりも、後部側（排気ガスの排出側）の外周近傍の温
度が低くなる。このため温度の低い部位に堆積している
パティキュレートが燃え残る。そして、この燃え残って
いるパティキュレートは、ある温度条件で一度に燃焼す
る。この結果、フィルタ１Ａが部分的に高温になり易
く、熱応力によりフィルタ１Ａの耐久性が低下するとい
う問題もある。フィルタ１Ｂについてもフィルタ１Ａの
場合と同様である。

【０００９】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、再生開始時におけるパティキュレートトラップの温
度がパティキュレートの燃焼温度以上のときには加熱す
ることなくパティキュレートを燃焼させるようにしたエ
ンジンの排気ガス後処理装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の本発明によれば、エンジンの排気マニホー
ルドに接続される排気通路に分岐接続される第１、第２
分岐管に夫々配置され、排気ガス中のパティキュレート
を捕集するフィルタを有する第１、第２パティキュレー
トトラップと、前記第１、第２分岐管を前記各パティキ
ュレートトラップの上流側で開閉する切換弁と、前記第
１、第２のパティキュレートトラップに捕集されたパテ
ィキュレートを燃焼させるための燃焼用ガスを供給する
燃焼用ガス供給手段と、前記第１、第２パティキュレー
トトラップを夫々加熱して捕集されたパティキュレート
を燃焼させてこれらのパティキュレートトラップの再生
を行う加熱手段と、前記捕集されたパティキュレートの
堆積量が設定値を超えたときには前記切換弁により再生
すべきパティキュレートトラップ側の分岐管を閉鎖し、
当該パティキュレートトラップ内のフィルタの温度がパ
ティキュレートの燃焼温度を超えているときには前記加
熱手段を非作動にして、前記燃焼用ガス供給手段を作動
させる制御手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】請求項２の発明では、前記加熱手段は、電
気ヒータであることを特徴とするものである。請求項３
の発明では、前記燃焼用ガス供給手段は、前記切換弁と
前記第１、第２のパティキュレートの上流側との間にお
いて前記第１、第２の分岐管を連通する連通路と、前記
連通路を開閉する開閉弁とを備えたことを特徴とするも
のである。

【００１２】請求項４の発明では、前記パティキュレー
トトラップ内のフィルタの温度がパティキュレートの燃
焼温度以下のときは、前記加熱手段を作動させると共
に、前記開閉弁を開弁して再生するパティキュレートト
ラップ内に排気ガスを導入することを特徴とするもので
ある。請求項５の発明では、前記パティキュレートトラ
ップ内のフィルタの温度がパティキュレートの燃焼温度
以上かどうかを前記フィルタの上流側と下流側の排気温
度に基づいて判断することを特徴とするものである。

【００１３】制御手段は、第１パティキュレートトラッ
プの再生を行うときには、切換弁を駆動して第２分岐管
を排気通路に連通し、第１分岐管を閉鎖し、エンジンか
ら排出される排気ガスを第２パティキュレートトラップ
に導入してパティキュレートを捕集する。制御手段は、
第１パティキュレートトラップのフィルタの温度がパテ
ィキュレートの燃焼温度を超えているときには加熱手段
を非作動具体的には電気ヒータを非通電とし、燃焼用ガ
ス供給手段により燃焼用ガスを供給してフィルタに堆積
しているパティキュレートを燃焼させて再生する。

【００１４】制御手段は、第２パティキュレートトラッ
プが捕集したパティキュレート量が設定値を超えると、
切換弁を駆動して第１分岐管を排気通路に連通し、第２
分岐管を閉鎖し、エンジンから排出される排気ガスを第
１パティキュレートトラップに導入して再生されたフィ
ルタによりパティキュレートを捕集する。制御手段は、
第２パティキュレートトラップのフィルタの温度がパテ
ィキュレートの燃焼温度を超えているときには電気ヒー
タを非通電とし、燃焼用ガス供給手段により燃焼用ガス
を供給してフィルタに堆積しているパティキュレートを
燃焼させて再生する。このように２つのパティキュレー
トトラップを使用して交互にパティキュレートの捕集・
パティキュレートの燃焼を繰り返すことで、走行中でも
常にパティキュレートを捕集する。

【００１５】第１、第２パティキュレートトラップのフ
ィルタを再生する際にこれらのフィルタの温度がパティ
キュレートの燃焼温度を超えているときには電気ヒータ
を非通電とすることで、バッテリから供給する電力を節
約することができ、特に、フィルタの再生期間が短くな
るような運転状態においては、バッテリの寿命を大幅に
長くすることが可能である。

【００１６】また、パティキュレートトラップを再生す
る場合、燃焼用ガスとして再生すべきパティキュレート
トラップに排気ガスの一部を供給してパティキュレート
を燃焼させる。ディーゼルエンジンは、空気（酸素）過
剰な状態で運転される比率が多く排気ガス中には酸素が
含まれている。そこで、排気ガスの一部を燃焼用ガスと
して使用する。しかも、排気ガスは、高温であるために
フィルタの温度を低下させることが少なく、パティキュ
レートを燃焼させる上で好ましい。

【００１７】再生するパティキュレートトラップのフィ
ルタの温度が、パティキュレートの燃焼温度以下のとき
には電気ヒータによりフィルタを加熱し、排気ガスを導
入して酸素を供給しフィルタに堆積しているパティキュ
レートを燃焼させる。フィルタの温度がパティキュレー
トの燃焼温度以上かどうかを判断する場合、フィルタの
上流側（排気ガスの導入側）と下流側（排気ガスの排出
側）との温度が共にパティキュレートの燃焼温度以上で
あるときに、フィルタの全体の温度がパティキュレート
燃焼温度以上であると判断する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を実施例
により説明する。図１は、本発明に係るエンジンの排気
ガス後処理装置の構成を示す。図１において、ディーゼ
ルエンジン（以下単に「エンジン」という）Ｅの排気マ
ニホールド７には、排気通路８が接続されており、この
排気通路８は、第１分岐管８Ａと第２分岐管８Ｂとに分
岐されている。第１分岐管８Ａには第１パティキュレー
トトラップ（以下「第１トラップ」という）１０Ａが、
第２分岐管８Ｂには、第２パティキュレートトラップ
（以下「第２トラップ」という）１０Ｂが設けられてい
る。尚、第１トラップ１０Ａと第２トラップ１０Ｂとは
同一の構成とされており、説明を簡略にするために第１
トラップ１０Ａについて説明する。そして、第１トラッ
プ１０Ａの各部材と対応する第２トラップ１０Ｂの各部
材には各数字の末尾に符号Ａに代えて符号Ｂ付けて図示
する。

【００１９】第１トラップ１０Ａは、ケーシング２Ａ
と、このケーシング２Ａに収容され排気ガス中のパティ
キュレートを捕集するパティキュレートフィルタ（以下
単に「フィルタ」という）１Ａと、フィルタ１Ａの排気
ガス導入側端面近傍に配置され、当該フィルタ１Ａの端
面を加熱して捕集したパティキュレートを燃焼させるた
めの加熱手段である電気ヒータ６Ａと、電気ヒータ６Ａ
の上流側に配置され通気孔を多数形成された熱反射板１
１Ａとにより構成されている。熱反射板１１Ａは、電気
ヒータ６Ａの熱を有効に利用するためのものである。

【００２０】ケーシング２Ａの前端には第１分岐管８Ａ
が、後端には図示しないマフラへの排気管が夫々接続さ
れている。第１分岐管８Ａと第２分岐管８Ｂとは、第１
トラップ１０Ａと第２トラップ１０Ｂの排気ガス導入側
の上流において連通路５で連通されており、当該連通路
の略中央に開閉弁９が設けられている。この開閉弁９
は、アクチュエータ９ａにより駆動されて、連通路５を
連通又は閉鎖する。又、連通路５の途中には、再生中の
第１トラップ１０Ａ又は１０Ｂに供給する排気ガスの流
量を調節するオリフィス２０が設けられている。これら
の連通路５、開閉弁９及びオリフィス２０により燃焼用
ガス供給手段が構成される。

【００２１】第１分岐管８Ａ、第２分岐管８Ｂの連通路
５の上流側には切換弁１８、１９が設けられている。こ
れらの切換弁１８、１９は、アクチュエータ１８ａ、１
９ａにより駆動される。切換弁１８は、第１トラップ１
０Ａが再生時にあるときには第１分岐管８Ａを閉鎖し、
パティキュレート捕集時にあるときには連通する。同様
に切換弁１９は、第２トラップ１０Ｂが再生時にあると
きには第２分岐管８Ｂを閉鎖し、パティキュレート捕集
時にあるときには連通する。開閉弁９、切換弁１８、１
９の各アクチュエータ９ａ、１８ａ、１９ａは、エンジ
ンＥを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１４により制御
される。

【００２２】エンジンＥの吸気マニホールド３には吸気
通路３０を介してエアクリーナ３１が接続されており、
この吸気通路３０にはエンジンＥに吸入される空気の吸
気流量を検出する吸気流量センサとしてのエアフローセ
ンサ３２が配置されている。また、エアフローセンサ３
２は、吸入される空気の温度を検出する吸気温度セン
サ、空気の圧力を検出する吸気圧センサとの機能を兼ね
備えている。このエアフローセンサ３２の吸気流量、吸
気温度、吸気圧力の各情報は、電子制御装置１４に入力
される。

【００２３】第１トラップ１０Ａのケーシング２Ａ内に
はフィルタ１Ａの前端近傍に当該フィルタ１Ａに導入す
る排気ガスの温度を検出する前排気温度センサ３５Ａ
が、フィルタ１Ａの後端近傍に当該フィルタ１Ａから排
出される排気ガスの温度を検出する後排気ガス温度セン
サ３６Ａが設けられている。更に、フィルタ１Ａの前後
には、当該フィルタ１Ａの圧損を検出するための前圧力
センサ３７Ａ、後圧力センサ３８Ａが設けられている。
これらの各センサの情報は、電子制御装置１４に入力さ
れる。尚、第２トラップ１０Ｂの各センサと電子制御装
置１４との接続線は省略してある。

【００２４】フィルタ１Ａは、多数の細路２８Ａを同一
方向（前後方向）に向けて積層されたハニカム構造の耐
熱性を有するセラミックにより形成されており、隣り合
う細路２８Ａは、交互に前端と後端とが閉塞されてお
り、導入された排気ガスが各細路２８Ａの側壁を透過す
る際にこの排気ガス中に含まれるパティキュレートを濾
過して捕集するように構成されている。

【００２５】電気ヒータ６Ａ、６Ｂは、バッテリ２６に
スイッチＳＡ、ＳＢを介して接続され、フィルタ１Ａ、
１Ｂの再生時に通電されて発熱する。これらのスイッチ
ＳＡ、ＳＢは、電子制御装置１４により切換制御され
る。電気ヒータ６Ａ、６Ｂは、フィルタ１Ａ、１Ｂの前
端近傍に排気ガス流路の断面方向に略均一に分布して配
置されており、通電時にフィルタ１Ａ、１Ｂの前端部を
パティキュレートの燃焼温度以上に加熱する。バッテリ
２６には、エンジンＥにより駆動されるオルタネータ２
７が並列に接続されている。

【００２６】電子制御装置１４は、コンピュータを内蔵
しており、エアフローセンサ３２からの吸気流量、吸気
温度、吸気圧力、温度センサ３５Ａ、３６Ａ、３５Ｂ、
３６Ｂからの排気温度、圧力センサ３７Ａ、３８Ａ、３
７Ｂ、３８Ｂからの排気圧等の各情報に基づいて排気ガ
ス流量（ＱＥ）を算出する。また、電子制御装置１４
は、第１トラップ１０Ａの前圧力センサ３７Ａと後圧力
センサ３８Ａの情報からフィルタ１Ａの圧損を、第２ト
ラップ１０Ｂの前圧力センサ３７Ｂと後圧力センサ３８
Ｂの情報からフィルタ１Ｂの圧損を算出する。そして、
前記算出した排気ガスの流量とフィルタ１Ａ、１Ｂの各
圧損とに基づいて、フィルタ１Ａ、１Ｂのパティキュレ
ートの堆積量を算出し、電気ヒータ６Ａ、６Ｂの通電制
御、切換弁１８、１９、開閉弁９の開閉制御を行う。

【００２７】フィルタ１Ａ、１Ｂの圧損（ΔＰf）と排
気ガス流量（ＱＥ）との間には図２に示すような関係が
あり、曲線Ｉは、再生開始圧損を示している。この曲線
Ｉは、フィルタ１Ａ、１Ｂに捕集されたパティキュレー
トの堆積量を判断するための設定値を表す。そして、こ
の曲線Ｉよりも上の領域では、パティキュレートの堆積
量が設定値を超えたと判断してフィルタの再生が必要で
あるとする。電子制御装置１４は、図２に示す特性に応
じたデータが内蔵するメモリに記憶されており、フィル
タ１Ａ、１Ｂのパティキュレートの堆積量が設定値を超
えたか否か即ち、再生が必要であるか否かを判断する。

【００２８】以下に図３に示すフローチャートを参照し
て作用を説明する。本実施例では、第１トラップ１０Ａ
を使用して排気ガス中のパティキュレートを捕集する場
合について説明する。初期状態において切換弁１８が開
弁して第１分岐路８Ａが排気通路８に連通され、切換弁
１９が閉弁されて第２分岐路８Ｂが閉鎖されており、且
つ開閉弁９が閉弁されて連通路５が閉鎖されている。ま
た、スイッチＳＡ、ＳＢは、オフとされており、電気ヒ
ータ６Ａ、６Ｂは、非通電状態にある。

【００２９】エンジンキー（図示せず）がオンすると、
エンジンＥ、電子制御装置１４及び各種センサが作動
し、エンジンＥから排出された排気ガスは、排気通路８
から第１分岐管８Ａを通して第１トラップ１０Ａに導入
され、熱反射板１１、電気ヒータ６Ａ、フィルタ１Ａを
透過して排気管に排出される。フィルタ１Ａは、透過す
る排気ガスに含有されているパティキュレートを捕集す
る。電子制御装置１４は、フィルタ１Ａが捕集したパテ
ィキュレートの堆積量が設定値を超えたか否かを判別し
（ステップＳ１）、超えていないときには当該判別を繰
り返し、パティキュレートの堆積量が設定値を超える
と、切換弁１８を閉弁して第１分岐管８Ａを閉鎖すると
共に、切換弁１９を開弁して第２分岐管８Ｂを連通して
排気ガスの流路を第１トラップ１０Ａから第２トラップ
１０Ｂに切り換える（ステップＳ２）。これにより、エ
ンジンＥの排気ガスは、排気通路８、第２分岐管８Ｂを
通して第２トラップ１０Ｂに導入され、フィルタ１Ｂに
よりパティキュレートが捕集される。

【００３０】次に、電子制御装置１４は、フィルタ１Ａ
の前温度センサ３５Ａと、後温度センサ３６Ａからの温
度情報により、当該フィルタ１Ａの前側（排気ガス導入
側）の温度と後側（排気ガス排出側）の温度が、何れも
パティキュレート燃焼温度（600°C）を超えているか否
かを判別する（ステップＳ３）。そして、電子制御装置
１４は、フィルタ１Ａの前後両側の温度が前記パティキ
ュレート燃焼温度を超えているときには当該フィルタ１
Ａ全体の温度がパティキュレート燃焼温度以上になって
いるものと推定する。このようにフィルタ１Ａの全体の
温度がパティキュレート燃焼温度以上になっていれば、
電気ヒータ６Ａによりフィルタ１Ａを加熱することな
く、即ち、電気ヒータ６Ａを使用することなく堆積して
いるパティキュレートを燃焼させることが可能である。

【００３１】電子制御装置１４は、ステップＳ３におい
てフィルタ１Ａの前後両側の温度がパティキュレート燃
焼温度を超えていると判断したときには開閉弁９を開弁
して連通路５を連通する。これにより第２分岐管８Ｂを
流れて第２トラップ１０Ｂ内に導入されている排気ガス
の一部が連通路５を通して第１トラップ１０Ａ内に導入
される。ディーゼルエンジンＥは、酸素過剰下で運転さ
れており、排気ガス中に含まれている酸素によりパティ
キュレートを燃焼させることが可能である。そこで、第
２分岐管８Ｂを流れているの高温の排気ガスの一部を第
１トラップ１０Ａ内に導入してフィルタ１Ａに堆積して
いるパティキュレートを燃焼させる。この排気ガスの導
入量は、オリフィス２０により設定されている。

【００３２】フィルタ１Ａは、前述したように全体がパ
ティキュレート燃焼温度以上の高温となっており、高温
の排気ガスが導入されると堆積しているパティキュレー
トが燃焼し、全体の温度が更に高温（例えば、900°C
位）になる。これにより特にフィルタ１Ａの後側（排気
ガス排出側）の外周部近傍に堆積されているパティキュ
レートも良好に燃焼する。しかも、フィルタ１Ａは、全
体が略均一になることで局部的な熱応力の発生が低減
し、耐久性が向上する。電子制御装置１４は、フィルタ
１Ａへの排気ガスの導入時間が設定時間（フィルタ１Ａ
に堆積しているパティキュレートを完全に燃焼させるた
めに必要な時間（再生時間））を超えたか否かを判別
し、超えていないときにはステップＳ４に戻って燃焼を
実行し、超えたときには、排気ガス制御弁９を閉弁して
連通路５を閉鎖し、第１トラップ１０Ａへの排気ガスの
導入を停止して当該制御を終了する。このようにして電
気ヒータ６Ａを使用することなくフィルタ１Ａに堆積し
ているパティキュレートを燃焼させて再生を完了する。

【００３３】電子制御装置１４は、ステップＳ３におい
てフィルタ１Ａの前側又は後側の何れかの温度がパティ
キュレート燃焼温度に達していないときには、当該フィ
ルタ１Ａ全体の温度がパティキュレート燃焼温度に達し
ていないものと判断して通常の再生を実行する（ステッ
プＳ６）。即ち、電子制御装置１４は、スイッチＳＡを
オンにしてバッテリ２６から電気ヒータ６Ａに通電し、
フィルタ１Ａをパティキュレート燃焼温度以上に加熱
し、次いで、開閉弁９を開弁させて排気ガスを導入して
フィルタ１Ａに堆積しているパティキュレートを燃焼さ
せる。尚、電気ヒータ６Ａへの通電は、フィルタ１Ａを
パティキュレート燃焼温度以上に加熱しパティキュレー
トが燃焼を開始した後停止する。

【００３４】上述のようにして、第２トラップ１０Ｂを
使用してエンジンＥの排気ガス中のパティキュレートを
捕集しながら走行している間に第１トラップ１０Ａに捕
集したパティキュレートを燃焼させて再生する。そし
て、第１トラップ１０Ａは、次にパティキュレートを捕
集するまで待機する。電子制御装置１４は、第２トラッ
プ１０Ｂのフィルタ１Ｂのパティキュレート堆積量が設
定値を超えると、切換弁１８を開弁して排気管８に第１
分岐管８Ａを連通し、切換弁１９を閉弁して第２分岐管
８Ｂを閉鎖して、第１トラップ１０Ａに排気ガスを導入
する。そして、第１トラップ１０ＡによりエンジンＥか
ら排出される排気ガス中のパティキュレートを捕集す
る。そして、前述したフィルタ１Ａの再生と同様にして
フィルタ１Ｂの再生を行う。このような動作を交互に繰
り返して行い、排気ガス中のパティキュレートを取り除
く。

【００３５】山岳地帯ように登り坂の多い道路を走行す
る登坂走行においては、エンジン負荷が大きく、排気ガ
スが多量に排出されてフィルタ１Ａ、１Ｂに堆積するパ
ティキュレートが多くなり、これらのフィルタ１Ａ、１
Ｂの捕集期間が短くなる。また、排気ガスが多量に排出
されることでフィルタ１Ａ、１Ｂの全体の温度がパティ
キュレート燃焼温度以上になっている状態が多い。従っ
て、第１、第２トラップ１０Ａ、１０Ｂは、電気ヒータ
６Ａ、６Ｂを余り使用することなく第１、第２フィルタ
１Ａ、１Ｂの再生を行うことが可能である。これによ
り、フィルタ１Ａ、１Ｂの捕集期間が短い場合でも電気
ヒータ６Ａ、６Ｂへの通電量を大幅に低減することが可
能となり、バッテリ２６の寿命が大幅に長くなる。

【００３６】図４は、第１、第２トラップ１０Ａ、１０
Ｂのフィルタ１Ａ、１Ｂに堆積したパティキュレートを
燃焼させるための燃焼用ガス供給手段の他の実施例を示
す。図１に示す実施例では第１、第２トラップ１０Ａ、
１０Ｂのフィルタ１Ａ、１Ｂに堆積したパティキュレー
トを燃焼させるための燃焼用ガス供給手段として、排気
ガスの一部を導入し、当該排気ガスに含まれている酸素
を供給するようにしたしたが、これに代えて大気を導入
するようにしたものである。

【００３７】即ち、図４に示す燃焼ガス供給手段は、第
１、第２分岐管８Ａ、８Ｂの切換弁１８、１９と第１、
第２の各パティキュレートトラップ１０Ａ、１０Ｂの上
流側との間に接続された連通路５０と、大気を導入して
連通路５０に供給する大気供給手段例えば、空気ポンプ
５１と、連通路５０に設けられ当該連通路５０を第１分
岐管８Ａ又は第２分岐管８Ｂに選択的に接続する切換弁
５２とを備えた構成としたものである。空気ポンプ５１
及び切換弁５２のアクチュエータ５２ａは、電子制御装
置１４（図１）により制御される。

【００３８】電子制御装置１４は、第１トラップ１０Ａ
を再生するときには、図示のように切換弁５２を切り換
えて空気ポンプ５１を連通路５０に接続すると共に、空
気ポンプ５１を駆動して大気を導入し、連通路５０、第
１分岐管８Ａを通して第１トラップ１０Ａ内に大気を供
給する。これにより第１トラップ１Ａのフィルタ１Ａに
捕集されて堆積しているパティキュレートを燃焼させ
る。第２トラップ１０Ｂを再生するときには切換弁５２
を切り換えて空気ポンプ５１から第２分岐管８Ｂに大気
を供給する。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の本発明に
よれば、第１、第２パティキュレートトラップのフィル
タを再生する際にこれらのフィルタの温度がパティキュ
レートの燃焼温度を超えているときには加熱手段を非作
動とすることで、加熱手段に供給するエネルギを低減す
ることができる。具体的には加熱手段は、電気ヒータで
あり、バッテリから供給する電力を節約することがで
き、特に、フィルタの再生期間が短くなるような運転状
態においては、バッテリの寿命を大幅に長くすることが
可能である。

【００４０】請求項３の発明によれば、パティキュレー
トトラップのフィルタに堆積しているパティキュレート
を燃焼させるガスとして排気ガスを使用することで、排
気ガスの有効利用が図られる。また、燃焼ガス用供給手
段の構成が簡単である。請求項４の発明によれば、再生
するパティキュレートトラップのフィルタ温度が、パテ
ィキュレート燃焼温度以下のときにのみ加熱手段である
電気ヒータによりフィルタを加熱することで、バッテリ
の寿命を長くできる。

【００４１】請求項５の発明によれば、再生すべきフィ
ルタの上流側と下流側の温度が共にパティキュレート燃
焼温度以上であるときに、フィルタの全体の温度がパテ
ィキュレート燃焼温度以上であると判断してパティキュ
レートを燃焼させることで、パティキュレートを良好に
燃焼させることができると共に、フィルタ内部の温度分
布が均一になり熱応力が低減し、この結果、フィルタの
寿命が長くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジンの排気ガス後処理装置の
概要を示す構成図である。

【図２】図１のパティキュレート捕集用フィルタの排気
ガス流量と圧損との関係を示す特性図である。

【図３】図１のエンジンの排気ガス後処理装置の作動の
手順を示すフローチャートである。

【図４】図１に示すエンジンの排気ガス後処理装置の燃
焼用ガス供給手段の他の実施例を示す構成図である。

【図５】従来のエンジンの排気ガス後処理装置の概要を
示す構成図である。

【図６】図５に示すエンジンの排気ガス後処理装置の作
動を示す説明図である。

【図７】従来の排気ガス後処理装置におけるフィルタの
再生時におけるパティキュレートの燃焼の具合を説明す
る図である。

【符号の説明】

Ｅ ディーゼルエンジン １Ａ、１Ｂ パティキュレートフィルタ ３ 吸気マニホールド ５、５０ 連通路 ６Ａ、６Ｂ 電気ヒータ ７ 排気マニホールド ８ 排気通路 ８Ａ 第１分岐管 ８Ｂ 第２分岐管 ９ 開閉弁 １０Ａ 第１パティキュレートトラップ １０Ｂ 第２パティキュレートトラップ １４ 電子制御装置 １８、１９ 切換弁 ２６ バッテリ ３０ 吸気通路 ３２ エアフローセンサ ３５Ａ、３５Ｂ 前排気温度センサ ３６Ａ、３６Ｂ 後排気温度センサ ３７Ａ、３７Ｂ 前排気圧センサ ３８Ａ、３８Ｂ 後排気圧センサ ５１ 空気ポンプ ５２ 切換弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気マニホールドに接続され
   る排気通路に分岐接続される第１、第２分岐管に夫々配
   置され、排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィ
   ルタを有する第１、第２パティキュレートトラップと、 前記第１、第２分岐管を前記各パティキュレートトラッ
   プの上流側で開閉する切換弁と、 前記第１、第２のパティキュレートトラップに捕集され
   たパティキュレートを燃焼させるための燃焼用ガスを供
   給する燃焼用ガス供給手段と、 前記第１、第２パティキュレートトラップを夫々加熱し
   て捕集されたパティキュレートを燃焼させてこれらのパ
   ティキュレートトラップの再生を行う加熱手段と、 前記捕集されたパティキュレートの堆積量が設定値を超
   えたときには前記切換弁により再生すべきパティキュレ
   ートトラップ側の分岐管を閉鎖し、当該パティキュレー
   トトラップ内のフィルタの温度がパティキュレートの燃
   焼温度を超えているときには前記加熱手段を非作動にし
   て、前記燃焼用ガス供給手段を作動させる制御手段とを
   備えたことを特徴とするエンジンの排気ガス後処理装
   置。
2. 【請求項２】 前記加熱手段は、電気ヒータであること
   を特徴とする請求項１記載のエンジンの排気ガス後処理
   装置。
3. 【請求項３】 前記燃焼用ガス供給手段は、前記切換弁
   と前記第１、第２のパティキュレートトラップの上流側
   との間において前記第１、第２の分岐管を連通する連通
   路と、前記連通路を開閉する開閉弁とを備えたことを特
   徴とする請求項１又は２記載のエンジンの排気ガス後処
   理装置。
4. 【請求項４】 前記パティキュレートトラップ内のフィ
   ルタの温度がパティキュレートの燃焼温度以下のとき
   は、前記加熱手段を作動させると共に、前記開閉弁を開
   弁して再生するパティキュレートトラップ内に排気ガス
   を導入することを特徴とする請求項１乃至３記載のエン
   ジンの排気ガス後処理装置。
5. 【請求項５】 前記パティキュレートトラップ内のフィ
   ルタの温度がパティキュレートの燃焼温度以上かどうか
   を前記フィルタの上流側と下流側の排気温度に基づいて
   判断することを特徴とする請求項１乃至４記載のエンジ
   ンの排気ガス後処理装置。