JP2000145432A - ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】再生効率の向上や再生時間の短縮を実現可能な
ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置を提供するこ
と。 【解決手段】再生期間は、パティキュレ−ト着火時点近
傍までの着火期間Ｔ１、着火したパティキュレ−トを延
焼させる燃焼伝播期間Ｔ２、及び、燃焼伝播期間Ｔ２後
にフィルタを冷却する放冷期間Ｔ３に分けて制御され
る。本構成では特に、燃焼伝播期間Ｔ２の少なくとも後
半期間Ｔｖに、給気流量がパティキュレ−トの残存量に
負の相関を有するように、給気流量Ｑｖを無段階または
多段階（３段階以上）に変化させる。これにより、再生
効率の向上や再生時間の短縮を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は、ディーゼル機関の排気
中に含まれる微粒子成分（パティキュレ−ト）を捕集
し、再生する排気ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば特開平９−８８５４９号公報に
記載されるディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置で
は、推定したフィルタのパティキュレ−ト捕集量に応じ
てフィルタに流入させる給気流量値を決定し、この定給
気流量値でフィルタ中のパティキュレ−トを燃焼させて
いる。

【０００３】また、他の従来技術では、パティキュレ−
トが着火するまでの着火期間、その後のパティキュレ−
トの燃焼伝播期間、その後のフィルタの冷却のための放
冷期間を設け、各期間ごとに最適な給気流量値を定め、
この給気流量値の変化パターンにしたがってシーケンシ
ャルに給気流量制御を行っている。このような定給気流
量値制御の主要な目的は、フィルタを構成するセラミッ
クス（たとえばコージェライトや炭化珪素）が、所定の
最高許容温度を超えるとクラックなどの焼損を生じ、フ
ィルタ温度が低下すると失火や延焼速度の極端な低下を
生じるのを防止するためである。

【０００４】更に説明すると、従来のこのような定給気
流量値制御により、ヒータからフィルタに流入させる加
熱空気の流量及び温度をそれぞれ一定化することによ
り、外部からフィルタに与える熱量を固定でき、更に、
給気流量の変化によるフィルタ内の燃焼熱の発生量の変
化を低減することができ、フィルタ温度を予想する好適
範囲に維持することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、燃焼伝播中
特にその後半期間に定給気流量値制御を行う上述した従
来の給気流量制御技術によれば、燃焼中はフィルタ内に
燃焼伝播が進んで、フィルタの許容温度範囲内で十分に
まだ燃焼を促進できるにもかかわらず、設定された定給
気流量値が小さいために燃焼速度が遅く、その結果、再
生必要時間及び再生に必要な電力量が増大するという問
題や、ヒータから遠いフィルタの末端部において燃焼が
十分に行われず、燃え残りが生じ易いという問題があっ
た。

【０００６】もちろん、燃焼伝播中特にその後半期間に
設定される定給気流量値を増大することにより上記燃焼
伝播中特にその後半期間における燃焼を強化することも
できるが、この場合には燃焼伝播期間の初期や前半期間
において、給気流量が大きくなって、フィルタ各部の燃
焼進行度合いのばらつきが大きくなってしまうという問
題が生じた。更に説明すると、パティキュレ−ト燃焼は
フィルタのヒータ側の端面から開始されるが、厳密に考
えると、まず最初にこの端面の一部領域で着火が生じ、
この着火領域から燃焼伝播面が径方向および軸方向に進
行することにより延焼がなされる。したがって、この着
火直後の期間や燃焼伝播期間の前半部分などにおいてあ
まり給気流量が多いと、フィルタ軸方向への給気の流
れ、熱の流れが急速となって、燃焼伝播面がフィルタの
端面全体に広がる前に上記着火領域から燃焼が軸方向へ
進行してしまい、これによりフィルタの径方向各部にお
いて軸方向燃焼度合いが大きくばらつき、最終的にフィ
ルタの再生効率（パティキュレ−ト残存比率の逆数）が
低下してしまうという不具合が生じる。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、再生効率の向上や再生時間の短縮を実現可能なデ
ィーゼルエンジンの排気ガス浄化装置を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のディーゼ
ルエンジンの排気ガス浄化装置によれば、再生期間は、
パティキュレ−ト着火時点近傍までの着火期間、着火し
たパティキュレ−トを延焼させる燃焼伝播期間、及び、
燃焼伝播期間後にフィルタを冷却する放冷期間に分けて
制御される。

【０００９】本構成では特に、燃焼伝播期間の少なくと
も後半期間に、給気流量がパティキュレ−トの残存量に
負の相関を有するように、給気流量を無段階または多段
階（３段階以上）に変化させるので、再生効率の向上や
再生時間の短縮を実現することができる。以下、更に詳
しく説明する。本構成によれば、燃焼伝播期間の少なく
とも後半期間の最初には、フィルタに比較的少ない給気
流量が供給される。これにより、発生熱伝播遅れからま
だフィルタの前部または中央部にとどまっている燃焼伝
播面が軸方向へ急速に進行することがなく、フィルタの
径方向各部の軸方向燃焼進行度合いが大きくばらつくの
を抑制することができる。

【００１０】そして、燃焼伝播期間の少なくとも後半期
間の後期には、フィルタに供給される給気流量が増大さ
れる。これにより、燃焼伝播面が軸方向に相当に進行し
てもはや今後の上記ばらつきを顧慮する必要がすくない
燃焼伝播期間の少なくとも後半期間の後期には、フィル
タに十分な給気流量を投入して燃焼伝播期間を短縮する
ことができる。また、ヒータ側のフィルタ端面から遠く
離れていて加熱されにくく、燃えにくく延焼速度が低下
しがちなこの期間における燃焼具合を良化して、この燃
焼伝播期間の最終期間における燃えの残りを低減するこ
とができる。

【００１１】第二点として、本構成では、上記した燃焼
伝播期間の少なくとも後半期間における上記給気流量の
増大を、パティキュレ−ト残存量に負相関を有するよう
に無段階または多段階に実施する。すなわち、実際のパ
ティキュレ−ト残存量に応じて給気流量を制御する。こ
れにより、元々のパティキュレ−ト量が少なくパティキ
ュレ−ト残存量が早期に減少する場合には早めに給気流
量を増大して燃焼強化を実施し、フィルタの後端側での
燃焼維持を行い、その立ち消え状態への移行を防ぐ。逆
に、元々のパティキュレ−ト量が多く、パティキュレ−
ト燃焼による発生熱量が燃焼伝播期間の早期から多い場
合には、給気流量の増大を遅延させてフィルタ温度の過
昇を防ぐことができる。

【００１２】請求項２記載の構成によれば請求項１記載
のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において更
に、給気手段は残存量に負の相関を有して給気流量が変
化する特性をもつ。そして、燃焼伝播期間の少なくとも
後半期間の少なくとも一部にて給気手段の回転数制御用
の電気パラメータを固定する。このようにすれば、請求
項１記載の給気流量制御をセンサを用いた複雑なフィー
ドバック制御系を採用することなく実現することができ
る。

【００１３】以下、更に詳しく説明する。たとえば遠心
ブロワなど上記特性をもつ給気手段では、パティキュレ
−ト残存量の絶対値に負の相関を有して給気流量が連動
する。したがって、最初のパティキュレ−ト量の多寡に
かかわらず、パティキュレ−ト残存量の絶対値に応じて
給気流量を定めるとともにパティキュレ−ト残存量の減
少にしたがい給気流量を増大させて再生期間短縮、再生
効率向上を図る上記請求項１記載の給気流量制御を、こ
の給気手段の駆動モータの回転数を固定するという極め
て簡素な装置構成で実現できる。

【００１４】請求項３記載の構成によれば請求項１記載
のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において更
に、パティキュレ−トの残存量に関連する物理量を検出
し、この物理量に基づいて積極的に給気流量を請求項１
記載の方法で制御する。このようにすれば、給気手段の
流体負荷抵抗と給気流量との関係を示す特性に限定され
ることなく、パティキュレ−ト残存量の変化に対して最
も好適なレートで給気流量を増大させることができる。

【００１５】請求項４記載の構成によれば請求項１ない
し３のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置において更に、給気流量に関連する物理量を検出
し、この物理量に基づいて給気流量が所定値に達したと
判定した時点で燃焼伝播期間を終了させる。このように
すれば、給気流量が増えてパティキュレ−ト残存量が実
質的に０に達したと判定した時点を簡単に決定するとと
もに、この決定時点でただちに放冷期間にいこうできる
ので、簡素な構成で再生時間の短縮を実現することがで
きる。

【００１６】給気流量に関連する物理量を検出する手段
としては、パティキュレ−ト残存量が減ることにより給
気流量が増える給気手段を採用する場合にはたとえば給
気流量センサを採用することができる。また、多くのタ
イプの給気手段においては通常、パティキュレ−ト残存
量が減って給気手段の負荷抵抗が減少すれば、その消費
電力または負荷電流の低減や、回転数の増大または給気
流量の増大が生じるので、これらによりパティキュレ−
ト残存量を推定することができる。

【００１７】更に、フィルタの圧力損失を圧力センサで
検出してその検出値によりパティキュレ−ト残存量を推
定することもできる。請求項５記載の構成によれば請求
項１ないし４のいずれか記載のディーゼルエンジンの排
気ガス浄化装置において更に、燃焼伝播期間の初期期間
に定給気流量値制御を行う。なお、この定給気流量値
は、燃焼伝播期間の後半における給気流量より小さく設
定される。

【００１８】このようにすれば、パティキュレ−ト残存
量により変動することなく着火直後の燃焼を後半期より
緩慢な一定レベルとすることができるので、フィルタの
端面の一部で生じた着火領域から燃焼伝播面が軸方向へ
大きく進行する前にフィルタ内部より相対的に高温であ
って燃焼伝播し易いフィルタの径方向へ燃焼伝播面が格
段に高速に進行することができ、フィルタの径方向各部
における燃焼伝播面の軸方向のばらつきを抑止し、それ
に起因するフィルタ後端部における燃え残りを低減する
ことができる。

【００１９】請求項６記載の構成によれば請求項１ない
し５のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置において更に、着火期間に定給気流量値制御を行
う。このようにすれば、この着火期間における給気流量
のばらつきに強く依存する再生開始から着火開始までの
時間（着火期間の長さ）のばらつきを減少することがで
きるので、その後の燃焼伝播期間の始点が実際の着火時
点からずれるのを良好に抑止できる。

【００２０】その他、この期間における給気はフィルタ
各部の予熱を行うので、この着火期間における給気流量
のばらつきにより燃焼伝播期間開始時点におけるフィル
タ各部の温度のばらつきも減らすことができる。なお、
この着火期間における給気流量や給気温度は、外気温度
に応じて制御することもできるが、この制御は、請求項
１記載の制御とはまったく異なる制御であり、外気温度
による燃焼伝播期間初期におけるフィルタ各部温度のば
らつきを低減する方向で行われるべきである。

【００２１】着火期間の終了すなわち燃焼伝播期間の開
始時点は、上述の着火期間における給気流量の定給気流
量値制御または外気温度の影響をキャンセルした定給気
流量値制御と、フィルタ流入空気温度変化の一定化制御
により、着火期間開始時点から一定時間後に実施するこ
とができる他、ヒータに面するフィルタの端面の温度を
モニタして行うことができる。

【００２２】請求項７記載の構成によれば請求項１ない
し６のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置において更に、放冷期間に給気流量を定給気流量
値制御する。このようにすれば、放冷期間において、フ
ィルタの温度低下率が高すぎない範囲でできるだけ高速
にフィルタ温度を低下させることができ、放冷期間の短
縮を実現することができる。

【００２３】請求項８記載の構成によれば請求項５ない
し７のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置において更に、燃焼伝播期間における給気手段の
給気流量増大運転時に加熱手段の発生する熱量を低減さ
せる。このようにすれば、燃焼伝播期間の後半において
給気流量増大による燃焼熱の増大に応じて段階的にまた
は連続的にフィルタに供給する空気温度を低下させるこ
とができるので、フィルタ温度の過昇を抑止し、かつ、
ヒータ消費電力を節約することができる。

【００２４】請求項９記載の構成によればフィルタの温
度に関連する物理量を検出し、この物理量に基づいて燃
焼伝播期間の少なくとも後半において温度が所定の許容
範囲から逸脱しない範囲で給気流量を増大させる制御を
行うので、請求項１記載の制御よりも一層、フィルタ許
容温度にフィルタ温度を接近させて燃焼を維持させるこ
とができ、請求項１記載の効果を一層強化することがで
きる。

【００２５】請求項１０記載の構成によれば請求項１０
記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において
更に、着火後における給気手段の給気流量増大運転時に
加熱手段の発生する熱量を物理量に基づいて内部温度が
所定の許容範囲から逸脱しない範囲で低減させることが
できるので、請求項８と同じ効果を奏することができ
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適態様を実施例
を参照して説明する。

【００２７】

【実施例１】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を図
１に示すブロック図を参照して説明する。この排気ガス
浄化装置は金属製のフィルタ収容ケース１を有し、フィ
ルタ収容ケース１内にはセラミックハニカムフィルタ２
が収容されている。フィルタ２の上流側端面に面してヒ
ータ３が小間隔を隔てて対面配置されており、フィルタ
２とヒータ３との間には温度センサ４が配設されてい
る。なお、温度センサ４は、フィルタ２の上流側端面又
はヒータ３の下流側端面に密接してもよい。

【００２８】ヒータ３は、裸のニクロム線を、ケース１
に固定された電気絶縁性のセラミック部材（絶縁支持
材）により支持しつつ、フィルタ２の軸方向と直角の方
向へ張り回してなる。ヒータ３は、後述するコントロー
ラ９を通じて商用２００Ｖ交流電源から給電される。フ
ィルタ収容ケース１の上流側の端壁にはディーゼルエン
ジン１００の排気主管１０１と送気用枝管１０２とが連
結されている。送気用枝管１０２の末端を排気主管１０
１に連結させてもよい。５は電磁弁、６はエアフローメ
ータ、７はブロワであり、ブロワ７のモータＭの駆動に
より外気が送気用枝管１０２を通じてフィルタ２に送入
される。

【００２９】送気用枝管１０２から圧力ホース１０３が
延設されており、圧力ホース１０３の先端には圧力セン
サ８が設けられている。１０４はフィルタであり、１０
５はフィルタ収容ケース１の下流側の端壁から外部に排
気ガスを放出する尾管である。ブロワ７としては、流量
が負荷流体抵抗に負の相関を有する形式のものが採用さ
れる。この種のものとしてはたとえば遠心翼形式のもの
が好適である。この種のブロワでは、回転数一定状態で
流量は負荷流体抵抗に略逆比例する流量特性を有する。

【００３０】モータＭとしては、交流モータ、直流モー
タのどちらでも採用することができる。前者では誘導モ
ータ以外では通常、印加周波数を固定することにより回
転数を固定することができ、後者では通常、印加電圧を
固定することにより回転数を固定することができる。温
度センサ４、エアフローメータ６、圧力センサ８の信号
はコントローラ９に入力され、コントローラ９は演算結
果に基づいてヒータ３、電磁弁５、ブロワ７のモータＭ
を駆動制御している。

【００３１】コントローラ９はマイコン（図示せず）を
内蔵する制御装置であって、このマイコンは、入力され
る各種データをデジタルデータに変換後、演算処理して
ヒータ３、電磁弁５及びブロワ７用のモータＭを駆動制
御して再生を実行する。１２は異常発生時に発報する警
報ブザー１２であり、１３は再生時期の到来を報知する
ランプであり、１４はコントローラ９にフィルタ再生動
作を指令する手動スイッチであり、１５は車載バッテリ
である。

【００３２】フィルタ２はハニカムセラミックフィルタ
であって、コ−ジェライト又は炭化珪素を素材として円
柱形状に焼成されている。フィルタ２はその両端面を貫
通する多数の通気孔を有し、隣接する通気孔の一方は上
流端で封栓され、その他方は下流端で封栓されている。
排気ガスは隣接する通気孔間の多孔性隔壁を透過し、パ
ティキュレ−トだけが下流端封栓通気孔及び多孔性隔壁
に捕集される。

【００３３】コントローラ９は、温度センサ４が検出す
る温度が燃焼伝播期間に所定範囲に維持されるようにヒ
ータ３への通電電流をフィードバック制御する。この種
の二値オンオフフィードバック制御については周知であ
るので詳細な説明は省略する。コントローラ９は、ブロ
ワ７のモータＭに印加する電圧を無段階に変更可能なイ
ンバータ回路を通じて、交流モータからなるモータＭに
給電する。入力されるＰＷＭ制御電圧により内蔵のパワ
ースイッチング素子を断続制御してその出力周波数を制
御するインバータ回路については周知の構成であるので
詳細な説明は省略する。また、モータＭとして直流モー
タを使用する場合には平均出力直流電圧をＰＷＭ制御型
のコンバータで制御して回転数を制御できる。そしてこ
れらの回転数制御によりブロワ７の流量が制御される。
この種のモータ制御回路は周知であるので、詳細な説明
は省略する。

【００３４】以下、このディーゼルエンジンの排気ガス
浄化装置の動作を説明する。 （パティキュレ−ト捕集動作）ディ−ゼルエンジン１０
０から排出された排気ガスは排気管１０１を通じてフィ
ルタ収容ケース１内に導入され、排気ガス中のパティキ
ュレ−トはフィルタ２で捕集され、浄化された排気ガス
が尾管１０５から外部に排出される。なお、このパティ
キュレ−ト捕集動作時に電磁弁５は遮断され、ヒータ３
及びブロワ７のモータＭへの通電も遮断される。

【００３５】なお、この実施例では、ブロワ７として
は、流量が負荷流体抵抗に負の相関を有する流量特性を
有する形式のものを採用する。この形式のブロワとして
は、たとえば遠心送風形状のものが好適である。 （フィルタ再生時期判定動作）次に、コントローラ９に
より実行されるこのフィルタ２の再生時期判定動作を説
明する。

【００３６】イグニッションスイチ（図示せず）がオン
されると、バッテリ１５からコントローラ９に電源電圧
が供給され、これらは初期リセットされて動作を開始す
る。同時に図示しないスタータがエンジンを起動する。
次に、圧力センサ８から圧力Ｐを読み込み、温度センサ
４から温度Ｔを読み込む。次に、エンジン運転中であれ
ば、圧力Ｐが所定のしきい値圧力を超えるかどうかを判
定し、超えればランプ１３を点灯してフィルタ再生を要
求する。

【００３７】（フィルタ再生動作）オペレータがランプ
１３の発光を見てフィルタ再生が必要なことを確認し、
エンジン停止期間中にフィルタ再生のためにスイッチ１
４をオンすれば、フィルタ再生ルーチンが実施してフィ
ルタ２を再生する。このフィルタ再生ルーチンを図２に
示すフローチャートおよび図３に示すタイミングチャー
トを参照して以下に説明する。なお、フィルタ再生は、
着火期間、燃焼伝播期間および放冷期間の順に実施され
る。

【００３８】着火期間において、コントローラ９は、ま
ず電磁弁５を開き、ヒータ３及びモータＭへの給電を実
行して加熱空気をフィルタ２に供給してそれを昇温させ
る（Ｓ１０）。ブロワ駆動用のモータＭは、エアフロー
メータ６から出力される検出給気流量値が着火期間目標
給気流量値Ｑ１に維持されるように、モータＭの回転数
を制御する。この回転数制御には上記インバータ回路の
出力周波数を制御すればよいが、モータＭが直流モータ
の場合にはモータＭへ出力する直流電圧の大きさを制御
してもよい。

【００３９】次に、再生開始時点からカウントするタイ
マーのカウント時間Ｔがあらかじめ定められた着火期間
Ｔ１に達したら（Ｓ１２）、次の燃焼伝播期間を開始
し、モータＭの回転数を低下させて給気流量Ｑを着火期
間の給気流量Ｑ１より小さいＱ２に減らす（Ｓ１４）。
この実施例では、タイマー制御により着火期間の長さＴ
１を決定しているが、温度センサ４をフィルタ２の前端
面に近接ないし接触して設置するなどしてしておけば、
温度センサ４の検出温度はほぼフィルタの前端面温度に
近似するので、検出温度がパティキュレ−ト着火温度を
超えた段階で着火期間を終了することも可能である。

【００４０】この実施例で、着火期間終了後、給気流量
Ｑ１をＱ２に減らすのは、着火領域からの延焼が大きな
給気流量により軸方向へ進行するのを抑止し、フィルタ
前端面をまんべんなく着火させるためである。なお、着
火期間の給気流量を最初からＱ２に設定することも考え
られるが着火期間の給気流量が少ないと、フィルタ全体
の昇温ができにくく、フィルタの前端面のみが加熱され
ているにもかかわらずフィルタ後端部の温度上昇が小さ
く、その後の軸方向燃焼伝播に悪影響が生じるためであ
る。

【００４１】次に、タイマーが燃焼伝播期間になってか
らＴ２時間経過したかどうかを調べ（Ｓ１６）、達した
ら、上記着火後の給気流量抑制により、フィルタの前端
面全体に燃焼伝播面が生じたと判断して、モータＭの駆
動周波数を所定値にセットし、ブロワ７の回転数を所定
値に固定する（Ｓ１８）。この所定値は、通常のパティ
キュレ−ト量において給気流量Ｑ２に近い値とすること
が好ましい。なお、ステップＳ１４、Ｓ１６は省略可能
である。なお、この実施例では、ｔ２は少なくとも燃焼
伝播期間の前半期間に開始されるように設定する。

【００４２】このようにすると、フィルタ中のパティキ
ュレ−ト残存量が多く、燃焼伝播面がまだ比較的高温の
フィルタの前部にある場合には、給気流量を押さえてそ
の燃焼熱量の増大を抑止し、かつ、軸方向延焼速度がフ
ィルタの径方向各部（特に比較的高温の径方向中心部と
比較的低温の外周部との間で）で軸方向延焼速度がばら
つくのを抑止する。

【００４３】そして、フィルタ中のパティキュレ−ト残
存量が減少し、燃焼伝播面がフィルタの後部に移行した
場合には、ブロワ７の負荷流体抵抗の減少により給気流
量を増加させてその燃焼熱量を増大させて燃焼速度を速
め、かつ、フィルタの前端部に比べて温度が低く燃焼速
度が低下しがちなフィルタ後部の燃焼をアシストする。
なお、フィルタ後部における軸方向延焼速度の増大では
残りの軸方向延焼距離は短縮されているので、フィルタ
の径方向各部（特に比較的高温の径方向中心部と比較的
低温の外周部との間で）での軸方向延焼速度が多少ばら
ついても問題とはならない。

【００４４】これにより、フィルタ後部における燃え残
りを低減して再生効率を向上することができる。次に、
ｔ２からの時間があらかじめ決められた所定の一定時間
Ｔｖが経過すれば（Ｓ２０）、ヒータ３をオフし、給気
流量Ｑを大きな所定値Ｑ３にセットする（Ｓ２２）。こ
れにより、フィルタ２は冷たい給気により冷却されて冷
却される。

【００４５】次に、ｔ３からの時間があらかじめ決めら
れた所定の放冷期間Ｔ３に達すれば（Ｓ２４）、電磁弁
５をオフし、ブロワ７をオフして再生動作を終了する。

【００４６】

【実施例２】他の実施例を次に説明する。この実施例
は、図４に示すように、図２のステップＳ２０におい
て、パティキュレ−ト残存量を調べてそれが０であると
判定した時点で燃焼伝播期間を終了し、放冷期間に移行
するようにしたものである。

【００４７】この実施例では、パティキュレ−ト残存量
が０かどうかを、エアフローメータが検出する給気流量
が所定値に達したかどうかで判定している。このように
すれば、燃焼伝播期間の長さを必要最小限とすることが
できるので、再生時間を短縮することができる。 （変形態様）その他、給気流量の増加率が飽和した時点
またはそれから所定時間後に燃焼伝播期間を終了しても
よい。

【００４８】その他、圧力センサ８の検出圧力が所定の
しきい値まで低下したら燃焼伝播期間の終了と判定して
もよく、この検出圧力の低下率変化が飽和した時点また
はそれから所定時間後に燃焼伝播期間を終了してもよ
い。

【００４９】

【実施例３】他の実施例を次に説明する。この実施例
は、図２のステップＳ１８、Ｓ２０の代わりに、図５に
示すように、再生開始時点におけるブロワ７を駆動した
状態での圧力センサ８が検出する圧力Ｐｉｎｉ（または
給気流量Ｑ）に基づいてマップから燃焼伝播期間のＴｖ
期間における給気流量Ｑの変化パターンを決定するもの
である。

【００５０】すなわち、再生開始時点におけるブロワ７
を駆動し、一定の給気流量を供給した時点において、圧
力センサ８が検出する圧力Ｐｉｎｉは正確にフィルタ２
の流体抵抗に応じた値となる。そして、フィルタ２の流
体抵抗はパティキュレ−ト量に応じて変化するので、こ
の圧力Ｐｉｎｉに基づいてマップから初期パティキュレ
−ト量を良好に正確に推定することができる。

【００５１】この初期パティキュレ−ト量と燃焼伝播期
間のＴｖ期間における給気流量Ｑの変化パターンとフィ
ルタ最高温度とは、一定の関係をもつ。したがって、フ
ィルタ最高温度がその許容温度を超えない範囲によりあ
らかじめ実験により記憶したマップに初期パティキュレ
−ト量を代入して燃焼伝播期間の後半期に可能な最大給
気流量を決定することができる。これにより、再生時間
の短縮と再生効率の向上を最大限に図ることができる。

【００５２】（変形態様）再生直後の圧力センサ８が検
出する圧力Ｐｉｎｉの代わりに、燃焼伝播期間に常時、
圧力センサ８により圧力を検出し、この値によりパティ
キュレ−ト残存量を判定することもできる。ただし、こ
の場合には、流量センサにより流量を検出し、この流量
と圧力とからフィルタの流体抵抗すなわちパティキュレ
−ト残存量を検出する必要がある。そして、上記初期パ
ティキュレ−ト量から、現時点で検出したパティキュレ
−ト残存量を差し引いて燃焼したパティキュレ−ト量を
求め、総燃焼熱量を求め、それと燃焼開始からいままで
の時間を求め、フィルタ温度を推定することができる。
そしてこのフィルタ温度に応じて選択された給気流量を
供給することによりフィルタ最高許容温度に達すること
なく給気流量を増大させることができる。

【００５３】

【実施例４】他の実施例を次に説明する。この実施例
は、図２のステップＳ１８、Ｓ２０の代わりに、燃焼伝
播期間のＴｖ期間に図６に示すように温度センサ４の検
出温度に基づいて給気流量を徐々に増加するものであ
る。温度センサ４はできるだけフィルタ２に密着させる
ことが好ましい。

【００５４】このようにすれば、検出温度がその時点の
基準温度より高い場合には給気流量の増加率を押さえて
フィルタ温度の過昇を抑止し、検出温度がその時点の基
準温度より低い場合には給気流量の増加率を増加して燃
焼を強化し、再生効率向上および再生時間の短縮を図る
ことができる。

【００５５】

【実施例５】他の実施例を次に説明する。この実施例
は、図２のステップＳ１８とＳ２０の間で、検出した給
気流量Ｑに負の相関を有するようにヒータ３への通電電
力を制御するものである。給気流量Ｑの増大は、燃焼を
盛んとしてフィルタ後部における燃え残り低減に効果的
であるが、燃焼熱の発生量を増大するのでフィルタ温度
が増加し過ぎる場合が生じる。

【００５６】この実施例においては、燃焼伝播期間の後
半期間において給気流量を増大してパティキュレ−ト焼
失速度を高めるものの、ヒータから空気を通じてフィル
タに与える熱量を減らすので、フィルタ温度過昇を抑止
しつつ、再生時間短縮、再生効率向上を図ることができ
るという優れた効果を奏することができる。 （変形態様）なお、この実施例では、給気流量Ｑに応じ
てヒータ電力を変更したが、給気流量の連動することな
く、給気流量が徐々に増大する燃焼伝播期間の後半期間
に自動的にヒータ温度を徐々に低減してもよい。

【００５７】（変形態様）なお、この実施例では、給気
流量Ｑに応じてヒータ電力を変更したが、燃焼により発
生する熱量に関連する他の検出量たとえば圧力や、給気
流量と圧力との両方に応じてヒータ電力を制御してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装
置の一実施例を示すブロック図である。

【図２】実施例１における再生制御動作を示すフローチ
ャートである。

【図３】実施例１における再生制御時の温度および給気
流量の変化を示すタイミングチャートである。

【図４】他の実施例における再生制御を示すフローチャ
ートである。

【図５】他の実施例における再生制御を示すフローチャ
ートである。

【図６】他の実施例における再生制御を示すフローチャ
ートである。

【図７】他の実施例における再生制御を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

２はフィルタ、３はヒータ（加熱手段）、６はエアフロ
ーメータ（給気流量関連物理量検出手段）、７はブロワ
（給気手段）、９はコントローラ（加熱制御手段、給気
制御手段）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディ−ゼルエンジンの排気経路に介設され
   てパティキュレ−トを捕集するフィルタ、 前記フィルタに堆積されたパティキュレ−トを加熱する
   加熱手段、 前記パティキュレ−ト燃焼のために前記フィルタに給気
   する給気手段、 パティキュレ−ト着火時点近傍までの着火期間、着火し
   た前記パティキュレ−トを延焼させる燃焼伝播期間、及
   び、前記燃焼伝播期間後に前記フィルタを冷却する放冷
   期間からなる再生期間に前記加熱手段の発生熱量を制御
   する加熱制御手段、及び、 前記再生期間に前記給気手段の給気流量を制御する給気
   制御手段、 を備えるディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置におい
   て、 前記給気制御手段は、前記燃焼伝播期間の少なくとも後
   半期間に、前記給気手段の給気流量が前記パティキュレ
   −トの残存量に負の相関を有するように前記給気流量を
   無段階または多段階に変化させることを特徴とするディ
   ーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のディーゼルエンジンの排気
   ガス浄化装置において、 前記給気手段は、前記残存量に負の相関を有して給気流
   量が変化する特性を有し、 前記給気制御手段は、前記燃焼伝播期間の少なくとも後
   半期間の少なくとも一部にて前記給気手段の回転数制御
   用の電気パラメータを固定する制御を行うことを特徴と
   するディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】請求項１記載のディーゼルエンジンの排気
   ガス浄化装置において、 前記パティキュレ−トの残存量に関連する物理量を検出
   する残存量関連物理量検出手段を有し、 前記給気制御手段は、前記物理量に基づいて前記給気流
   量が前記パティキュレ−トの残存量に負の相関を有する
   ように前記燃焼伝播期間に前記給気手段を駆動する制御
   を行うことを特徴とするディーゼルエンジンの排気ガス
   浄化装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか記載のディー
   ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記給気流量に関連する物理量を検出する給気流量関連
   量検出手段を有し、 前記給気制御手段は、前記給気流量に関連する物理量に
   基づいて前記給気流量が所定値に達したと判定した時点
   で前記燃焼伝播期間を終了させることを特徴とするディ
   ーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれか記載のディー
   ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記給気制御手段は、前記燃焼伝播期間の前記初期期間
   に所定の前記給気流量にて前記給気手段を駆動すること
   を特徴とするディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
6. 【請求項６】請求項１ないし５のいずれか記載のディー
   ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記給気制御手段は、前記着火期間に前記給気流量を所
   定値とすることを特徴とするディーゼルエンジンの排気
   ガス浄化装置。
7. 【請求項７】請求項１ないし６のいずれか記載のディー
   ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記給気制御手段は、前記放冷期間に前記給気流量を所
   定値とすることを特徴とするディーゼルエンジンの排気
   ガス浄化装置。
8. 【請求項８】請求項１ないし７のいずれか記載のディー
   ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記加熱制御手段は、前記燃焼伝播期間における前記給
   気手段の給気流量増大運転時に前記加熱手段の発生する
   熱量を低減させることを特徴とするディーゼルエンジン
   の排気ガス浄化装置。
9. 【請求項９】ディ−ゼルエンジンの排気経路に介設され
   てパティキュレ−トを捕集するフィルタ、 前記フィルタに堆積されたパティキュレ−トを加熱する
   加熱手段、 前記パティキュレ−ト燃焼のために前記フィルタに給気
   する給気手段、 パティキュレ−ト着火時点近傍までの着火期間、着火し
   た前記パティキュレ−トを延焼させる燃焼伝播期間、及
   び、前記燃焼伝播期間後に前記フィルタを冷却する放冷
   期間からなる再生期間に前記加熱手段の発生熱量を駆動
   制御する加熱制御手段、及び、 前記再生期間に前記給気手段の給気流量を駆動制御する
   給気制御手段、 を備えるディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置におい
   て、 前記フィルタの温度に関連する物理量を検出する温度関
   連物理量検出手段を備え、 前記給気制御手段は、前記燃焼伝播期間の少なくとも後
   半期間に前記物理量に基づいて前記温度が所定の許容範
   囲から逸脱しない範囲で前記給気流量を増大させる制御
   を行うことを特徴とするディーゼルエンジンの排気ガス
   浄化装置。
10. 【請求項１０】請求項９記載のディーゼルエンジンの排
    気ガス浄化装置において、 前記加熱制御手段は、前記着火後における前記給気手段
    の給気流量増大運転時に前記加熱手段の発生する熱量を
    前記物理量に基づいて前記内部温度が所定の許容範囲か
    ら逸脱しない範囲で低減させることを特徴とするディー
    ゼルエンジンの排気ガス浄化装置。