JP2001073743A

JP2001073743A - ディーゼル機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP2001073743A
Application number: JP25041499A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Nakamura; 秀一中村
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2001-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルタ再生処理を行なうバーナで消費され
る燃料を低減する。【解決手段】フィルタ再生を行なう場合、排気通路１
０を少し開き、バイパス通路１４を略全開にするように
開度制御弁１８を制御することで、機関運転中の排気の
一部をフィルタ１２に導き、排気熱を利用することでバ
ーナ装置２０で消費される燃料を低減する。また、排気
通路１０内に突出するように助燃エアを供給するエア供
給通路３４を設け、その先端部を通路横断面積が小にな
ったエゼクタ形状に形成すると共に、バーナ装置２０か
ら燃料噴霧が助燃エアの流れに沿った方向に噴射される
ように燃料噴射ノズル２５を配設することで、燃料噴
霧，助燃エア及び排気の混合を促進し、バーナ装置２０
で消費される燃料をさらに低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関の
排気浄化装置に関し、特に、フィルタ再生手段としての
バーナで消費される燃料を低減する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ディーゼル機関の排気に含ま
れる粒子状物質をフィルタで捕集し、排気性状を向上さ
せるディーゼルパティキュレートフィルタ（以下「ＤＰ
Ｆ」という）システムが公知である。そして、ＤＰＦシ
ステムでは、粒子状物質の捕集に伴いフィルタに目詰ま
りが生じるため、例えば、実開平５−６４４１２号公
報，特開平８−１７０５２０号公報に開示されるよう
に、フィルタ再生手段としての電気ヒータ，バーナ等で
フィルタに捕集された粒子状物質を焼却するフィルタ再
生処理が必要となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バーナ
でフィルタ再生処理を行なうものにあっては、燃料噴射
ノズルからの燃料噴霧と助燃エアとしての空気との混合
が良好でなく（機関停止中）、或いは、燃料噴霧と空気
と排気との混合が良好でない（機関稼動中）という問題
があった。また、機関運転中と機関停止中とでは条件が
異なるため、フィルタに捕集された粒子状物質の燃焼に
加えて、バーナの燃焼に必要かつ適切な空気量を供給す
ることが難しいという問題もあった。このため、フィル
タに捕集された粒子状物質を効率良く焼却することがで
きず、バーナで消費される燃料が多く経済的でなかっ
た。

【０００４】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、燃料噴霧，空気及び排気の混合を促進し、粒
子状物質及びバーナに供給される空気量を制御すること
で、フィルタ再生手段としてのバーナで消費される燃料
を低減する技術に関する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、ディーゼル機関の排気通路に介装され、排気
中の粒子状物質を捕集するフィルタと、該フィルタに捕
集された粒子状物質を焼却することでフィルタの再生処
理を行なうバーナと、当該フィルタをバイパスするする
ように排気通路に接続されるバイパス通路と、前記排気
通路及びバイパス通路の分岐部に介装された開度制御弁
を介して、該排気通路及びバイパス通路の開度を制御す
る開度制御手段と、前記バーナ及びフィルタに捕集され
た粒子状物質を燃焼するための助燃エアを供給する助燃
エア供給手段と、を含んで構成されるディーゼル機関の
排気浄化装置であって、前記開度制御手段は、フィルタ
再生処理を行なうときに、前記バイパス通路を略全開に
し、前記排気通路を少し開くように前記開度制御弁を制
御する一方、フィルタ再生処理を行なわないときに、前
記排気通路を全開とし、前記バイパス通路を全閉とする
ように前記開度制御弁を制御する構成であり、前記助燃
エア供給手段は、前記排気通路内に突出するエア供給通
路を有し、かつ、該エア供給通路の先端部は、通路横断
面積が小になったエゼクタ形状に形成された構成であ
り、前記バーナは、前記エア供給通路内であって助燃エ
アの流れに沿った方向に燃料噴霧を噴射するように配設
され、かつ、燃料噴射孔近傍に燃料噴霧に点火する点火
用電極が一体的に配設された構成であることを特徴とす
る。

【０００６】かかる構成によれば、フィルタ再生処理を
行なわないときには、排気通路が全開、バイパス通路が
全閉に制御される。このため、ディーゼル機関からの排
気の全量がフィルタに導入され、排気性状が向上する。
一方、フィルタ再生処理を行なうときには、バイパス通
路が略全開、排気通路が少し開くように制御される。こ
のため、機関稼動中であれば、排気の一部がフィルタに
導入されるため、排気熱によりフィルタ温度が上昇しバ
ーナで消費される燃料が低減する。また、機関停止中で
あれば、フィルタ再生のための熱がバイパス通路を介し
て大気中に放出されることが抑制されるため、機関稼動
中と同様に、バーナで消費される燃料が低減する。

【０００７】また、エア供給通路の先端部がエゼクタ形
状に形成されているため、助燃エアはエア供給通路の先
端部において、その流速が速くなる。そして、バーナか
ら噴射された燃料噴霧と流速が速まった助燃エアとが混
合し、混合気が点火用電極により点火される。このと
き、燃料噴霧と助燃エアとの混合気の流速は依然として
速く、機関稼動中にフィルタ再生を行なう場合、混合気
と排気との混合が促進される。即ち、燃料噴霧，助燃エ
ア及び排気の混合が促進され、バーナで消費される燃料
がさらに低減する。

【０００８】請求項２記載の発明は、前記ディーゼル機
関が停止中であるか否かを判定する機関停止判定手段
と、該機関停止判定手段によりディーゼル機関が停止中
であると判定されたときに、前記燃料噴射量を増量する
ようにバーナを制御すると共に、前記助燃エアを増量す
るように助燃エア供給手段を制御する第１の制御手段
と、を備えた構成であることを特徴とする。

【０００９】かかる構成によれば、ディーゼル機関が停
止中であれば、燃料噴射量及び助燃エアが増量されるの
で、排気熱を利用できない状態であっても、フィルタ再
生に要する時間が短縮される。

【００１０】請求項３記載の発明は、前記フィルタに
は、その表面に酸化触媒がコーティングされる一方、前
記フィルタ温度を検出するフィルタ温度検出手段と、該
フィルタ温度検出手段により検出されたフィルタ温度が
酸化触媒の活性化温度以上になるように、前記バーナか
らの燃料噴射量及び助燃エア供給手段による助燃エア供
給量を制御する第２の制御手段と、を備えた構成である
ことを特徴とする。

【００１１】かかる構成によれば、フィルタ温度が酸化
触媒の活性化温度以上になるように、燃料噴射量及び助
燃エアが制御されるので、フィルタ再生に要する時間が
短縮される。

【００１２】請求項４記載の発明は、前記フィルタに捕
集された粒子状物質が燃焼しているか否かを判定する燃
焼判定手段と、該燃焼判定手段により粒子状物質が燃焼
していると判定されたときに、前記助燃エアを増量する
ように助燃エア供給手段を制御すると共に、前記燃料噴
射量を減量するようにバーナを制御する第３の制御手段
と、を備えた構成であることを特徴とする。

【００１３】かかる構成によれば、フィルタに捕集され
た粒子状物質が燃焼している場合、助燃エアが増量され
ると共に、燃料噴射量が減量されるので、粒子状物質の
自立燃焼が促進される。

【００１４】請求項５記載の発明は、前記フィルタの直
上流であって略中央部に、前記バーナからの火炎をフィ
ルタ周辺部に拡散するバッフルが配設された構成である
ことを特徴とする。

【００１５】かかる構成によれば、バーナからの火炎が
バッフルにぶつかると、火炎がフィルタ周辺部に拡散さ
れるので、フィルタ温度がその横断面について略均等に
上昇する。

【００１６】請求項６記載の発明は、前記バーナの燃料
噴射孔近傍には、前記点火用電極及び燃料噴射孔に排気
通路内を流通する排気が直接あたらないようにする風防
が配設された構成であることを特徴とする。

【００１７】かかる構成によれば、点火用電極及び燃料
噴射孔に排気通路内を流通する排気が直接あたらないよ
うに風防を配設することで、排気を介してバーナに排気
熱が伝達されることが防止され、バーナの温度上昇が抑
制される。

【００１８】請求項７記載の発明は、前記バーナの周囲
には、排気熱によりバーナが過熱されないようにする遮
熱手段が設けられた構成であることを特徴とする。かか
る構成によれば、遮熱手段によりバーナの過熱が防止さ
れるので、バーナの耐熱性及び信頼性が向上する。

【００１９】請求項８記載の発明は、前記遮熱手段は、
前記バーナの周囲を冷却するように、前記排気通路の周
壁に形成された冷却水通路であることを特徴とする。か
かる構成によれば、排気通路の周壁に形成された冷却水
通路に冷却水が流通することで、冷却水がバーナの周囲
から熱を奪い、バーナの過熱が防止される。

【００２０】請求項９記載の発明は、前記遮熱手段は、
前記バーナと排気通路との間に介在される遮熱部材であ
ることを特徴とする。かかる構成によれば、排気熱より
受熱することで排気通路が熱くなっても、遮熱部材によ
りその熱がバーナに伝達されることが防止され、バーナ
の過熱が防止される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図１は、本発明に係るディーゼル機
関の排気浄化装置（以下「排気浄化装置」という）の第
１実施形態を示す。

【００２２】ディーゼル機関の排気通路１０には、セラ
ミック等の多孔性部材からなる略円筒形状のディーゼル
パティキュレートフィルタ（以下「フィルタ」という）
１２が介装される。フィルタ１２には、ハニカム状の隔
壁により排気流と略平行なセルが多数形成され、各セル
の入口と出口とが封鎖材により交互に目封じされてい
る。そして、排気が隔壁を介して隣接するセルに流入す
るときに、排気に含まれる粒子状物質が隔壁により捕集
される。なお、フィルタ１２には、フィルタ１２に捕集
された粒子状物質の燃焼（酸化）を促進するために、そ
の表面に酸化触媒をコーティングすることが望ましい。

【００２３】また、排気通路１０には、フィルタ１２を
バイパスするようにバイパス通路１４が接続される。バ
イパス通路１４の入口部には、排気通路１０及びバイパ
ス通路１４の通路開口面積（開度）を全開〜全閉に制御
すべく、アクチュエータ１６により駆動される開度制御
弁１８が介装される。

【００２４】フィルタ１２の上流にあたる排気通路１０
には、軽油，灯油等を燃料とするバーナ装置２０と、バ
ーナ及び粒子状物質の燃焼に必要な助燃エア（空気）を
供給するエア供給装置３０（助燃エア供給手段）と、が
配設される。

【００２５】エア供給装置３０は、大気中から埃等を除
去するエアフィルタ３１と、エアフィルタ３１により埃
等が除去された空気を送風供給するブロア３２と、ブロ
ア３２を駆動する電動モータ３３と、排気通路１０内に
突出するエア供給通路３４と、を含んで構成される。こ
こで、エア供給通路３４は、排気通路１０内に突出する
部分において、その通路横断面積が徐々に小さくなるよ
うに、いわゆるエゼクタ形状に形成される。従って、エ
ア供給通路３４を介して排気通路１０内に供給される助
燃エアは、その出口に向かうほど流速が速くなる。

【００２６】バーナ装置２０は、燃料を貯留する燃料タ
ンク２１と、燃料に含まれる不純物を濾過するストレー
ナ２２と、燃料を加圧供給する燃料ポンプ２３と、燃料
ポンプ２３を駆動する電動モータ２４と、燃料噴射ノズ
ル２５と、点火のための高圧電圧を発生させる点火装置
２６と、を含んで構成される。燃料噴射ノズル２５は、
エア供給通路３４内を流通する助燃エアの流れに沿って
燃料噴霧を噴射するように、エア供給通路３４の出口部
近傍に配設される。なお、燃料噴射ノズル２５が高温の
排気に直接さらされないようにするため、燃料噴射ノズ
ル２５がエア供給通路３４内に収まるように配設するの
が望ましい。また、燃料噴射ノズル２５の燃料噴射孔２
５ａ近傍には、燃料噴霧を点火する点火用電極２５ｂが
取り付けられ、ここに、点火装置２６から高圧電圧が印
加される。

【００２７】排気通路１０及びエア供給通路３４の周壁
には、燃料噴射ノズル２５の周辺を冷却するためのウォ
ータジャケット４０（冷却水通路）が形成され、ここ
に、図示しないラジエータより冷却水が供給される。冷
却水は、電動モータ４２により駆動されるウォータポン
プ４４を介して制御される。従って、ウォータポンプ４
４を作動させると、燃料噴射ノズル２５に排気或いは排
気通路１０の周壁を介して排気熱が伝達されても、燃料
噴射ノズル２５が高温となることが防止され、熱による
耐久性の及び信頼性の低下を防止することができる。

【００２８】なお、ウォータジャケット４０に代えて、
図２に示す第２実施形態のように、排気通路１０及びエ
ア供給通路３４と燃料噴射ノズル２５との間に、熱伝導
率の小さなセラミック等からなる遮熱部材４６ａ，４６
ｂを設けるようにしてもよい。また、燃料噴射ノズル２
５が高温の排気に直接さらされないように、燃料噴射孔
２５ａ及び点火用電極２５ｂを覆うシールド（風防）４
８を設けてもよい。

【００２９】ここで、ウォータジャケット４０及び遮熱
部材４６ａ，４６ｂが、遮熱手段に相当する。さらに、
燃料噴射ノズル２５からの火炎が直接ぶつかるように、
フィルタ１２の直上流かつ略中央部に、図３に示すよう
なバッフル５０が配設される。即ち、バッフル５０は、
球面の一部を切り取った形状をなし、その略中央部及び
周辺部に複数の穴５０ａ，５０ｂが開設される。従っ
て、燃料噴射ノズル２５からの火炎は、バッフル５０の
穴５０ａ，５０ｂを介してフィルタ１２に到達すると共
に、バッフル５０により周辺部に拡散され、フィルタ１
２外周部へも到達する。なお、バッフル５０は、図の形
状に限らず、例えば、円錐の一部を切り取った形状をな
していてもよい。

【００３０】一方、排気浄化装置の制御系は、フィルタ
温度に相当するフィルタ１２上流側の排気温度t₁を検出
する温度センサ６０（フィルタ温度検出手段）と、フィ
ルタ１２下流側の排気温度t₂を検出する温度センサ６２
と、フィルタ１２上流側の排気圧力（以下「排圧」とい
う）ｐを検出する圧力センサ６４と、マイクロコンピュ
ータを内蔵したコントロールユニット６６と、を含んで
構成される。なお、コントロールユニット６６には、機
関回転速度Ne又は機関「ON/OFF」信号も入力される。そ
して、コントロールユニット６６は、各種入力信号に応
じて、開度制御弁１８のアクチュエータ１６，燃料ポン
プ２３を駆動する電動モータ２４，ブロア３２を駆動す
る電動モータ３３及び点火装置２６を制御する。

【００３１】ここで、コントロールユニット６６は、開
度制御手段，機関停止判定手段，第１の制御手段，第２
の制御手段，燃焼判定手段及び第３の判定手段を、ソフ
トウエアにより実現する。

【００３２】次に、かかる構成からなる排気浄化装置の
作用について、図４〜図６のフローチャートを参照しつ
つ説明する。図４は、排気浄化装置の制御内容を示すメ
インルーチンのフローチャートである。なお、メインル
ーチンは、所定時間間隔毎に繰り返し実行される。

【００３３】ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。
以下同様）では、フィルタ再生処理を行なう必要がある
かが判定される。即ち、捕集された粒子状物質によりフ
ィルタ１２に目詰まりが発生すると排圧が高まる性質を
利用し、圧力センサ６４により検出された排圧ｐが所定
値より大きいか否かが判定される。そして、排圧ｐが所
定値より大きければステップ２へと進み（Ｙｅｓ）、排
圧ｐが所定値以下であればステップ４へと進む（Ｎ
ｏ）。

【００３４】ステップ２では、排圧ｐが所定値より大き
くなったので、フィルタ再生処理を行なうべく、フィル
タ再生処理を行なうサブルーチン（図５参照）がコール
される。

【００３５】ステップ３では、捕集された粒子状物質を
焼却するためにはある程度の時間が必要なことに鑑み、
フィルタ再生処理を開始してから所定時間経過したか否
かが判定される。そして、所定時間経過していればステ
ップ４へと進み（Ｙｅｓ）、所定時間経過していなけれ
ばステップ２へと戻り（Ｎｏ）、フィルタ再生処理を継
続する。

【００３６】ステップ４では、フィルタ再生処理が終
了、又は、フィルタ再生処理が不要であるので、通常運
転を行なうサブルーチン（図６参照）がコールされる。
本メインルーチンによれば、排圧ｐに基づいてフィルタ
再生処理を行なう必要があるか否かが判定され、その判
定結果に応じて、フィルタ再生処理又は通常運転が行な
われる。なお、フィルタ再生処理を行なう必要があるか
否かの判定は、本実施形態の判定方法に限らず、例え
ば、フィルタ１２の上流側及び下流側の排気圧力の差が
所定値以上になった場合に、必要があると判定するよう
にしてもよい。

【００３７】図５は、フィルタ再生処理を行なうサブル
ーチンのフローチャートを示す。ステップ１１では、バ
イパス通路１４が略全開、排気通路１０が少し開くよう
に、アクチュエータ１６を介して開度制御弁１８が制御
される。なお、ステップ１１における開度制御弁１８の
制御が、開度制御手段の一部に相当する。

【００３８】ステップ１２〜ステップ１６では、バーナ
装置２０に点火するための一連の処理が行なわれる。即
ち、バーナ装置２０に点火されると、フィルタ１２上流
側の排気温度t₁が上昇することに鑑み、ステップ１２に
おいて、温度センサ６０により検出された排気温度t₁が
所定値以上であるか否かが判定される。そして、排気温
度t₁が所定値以上であれば（Ｙｅｓ）、点火用電極２５
ｂに高圧電圧を印加すべく点火装置２６が作動され（ス
テップ１３）、燃料噴射ノズル２５から燃料噴霧を噴射
すべく燃料ポンプ２３が作動された後（ステップ１
４）、燃料噴霧及び粒子状物質に助燃エアを供給すべく
ブロア３２が作動される（ステップ１５）。一方、排気
温度t₁が所定値未満であればステップ１６へと進み（Ｎ
ｏ）、点火装置１６の作動が停止される。

【００３９】ステップ１７〜ステップ２１では、フィル
タ温度をフィルタ再生に最低限必要な温度（酸化触媒が
活性化する温度）に迅速に上昇させるための一連の処理
が行なわれる。即ち、ステップ１７において、温度セン
サ６０により検出された排気温度t₁が所定の触媒活性化
温度（以下「活性化温度」という）であるか否かが判定
される。そして、排気温度t₁が活性化温度以上であれば
（Ｙｅｓ）、ブロア３２の制御により助燃エアが減量さ
れ（ステップ１８）、燃料ポンプ２３の制御により燃料
噴射量が減量される（ステップ１９）。一方、排気温度
t₁が所定温度未満であれば（Ｎｏ）、同様にして、燃料
噴射量が増量され（ステップ２０）、助燃エアが増量さ
れる（ステップ２１）。

【００４０】なお、ステップ１７〜ステップ２１の処理
が、第２の制御手段に相当する。ステップ２２〜ステッ
プ２４では、フィルタ１２に捕集された粒子状物質が燃
焼していれば、その燃料を促進することでバーナ装置２
０で消費される燃料を低減する一連の処理が行なわれ
る。即ち、粒子状物質が燃焼しているときには、フィル
タ１２下流側の排気温度が上流側より高くなることに鑑
み、ステップ２２において、温度センサ６２により検出
された排気温度t₂から温度センサ６０により検出された
排気温度t₁を減算した値（t₂−t₁）が所定値以上である
か否かが判定される。そして、減算値（t₂−t₁）が所定
値以上であれば（Ｙｅｓ）、助燃エアが増量され（ステ
ップ２３）、燃料噴射量が増量される（ステップ２
４）。一方、減算値（t₂−t₁）が所定値未満であれば
（Ｎｏ）、粒子状物質が燃焼していないと判断でき、ス
テップ２５へと進む。

【００４１】なお、ステップ２２における判定が、燃焼
判定手段に相当し、ステップ２３及びステップ２４の処
理が、第３の制御手段に相当する。ステップ２５〜ステ
ップ２７では、機関停止中である場合、排気を助燃エア
として利用できず、かつ、排気熱を利用できないことに
鑑み、燃料噴射量及び助燃エアを増量する一連の処理が
行なわれる。即ち、ステップ２５において、機関回転速
度Ne又は機関ON/OFF信号に基づき機関停止中であるか否
かが判定される。そして、機関停止中であると判定され
れば（Ｙｅｓ）、燃料噴射量が増量され（ステップ２
６）、助燃エアが増量される（ステップ２７）。一方、
機関停止中でないと判定されれば（Ｎｏ）、本サブルー
チンの処理を終了し、メインルーチンに戻る。

【００４２】なお、ステップ２５における判定が、機関
停止判定手段に相当し、ステップ２６及びステップ２７
の処理が、第１の制御手段に相当する。フィルタ再生処
理を行なう本サブルーチンによれば、先ず、バイパス通
路１４が略全開、排気通路１０が少し開くように、開度
制御弁１８が制御される。このため、機関運転中であれ
ば、排気の一部が開度制御弁１８の隙間から排気通路１
０を介してフィルタ１２に導入される。従って、排気の
全量を導入した場合と比べて、空気量過多による冷え過
ぎを防止しつつ、フィルタ１２に導入された排気の排気
熱によりフィルタ温度が上昇し、バーナ装置２０で消費
される燃料を低減することができる。

【００４３】そして、フィルタ１２上流側の排気温度t₁
が、フィルタ再生に最低限必要な温度、即ち、酸化触媒
が活性化する温度以上になるように、燃料噴射量及び助
燃エアが増減制御される。このため、フィルタ再生処理
に要する時間が短縮され、この観点からも、バーナ装置
２０で消費される燃料の低減を促進することができる。

【００４４】また、フィルタ１２に捕集されている粒子
状物質の燃焼が始まったことを検出し、助燃エアを増量
すると共に、燃料噴射量を減量することで、粒子状物質
の自立燃焼が促進され、バーナ装置２０で消費される燃
料をさらに低減することができる。

【００４５】さらに、機関停止中には、排気熱を利用す
ることができずフィルタ再生にある程度の時間を要する
が、燃料噴射量及び助燃エアを増量することで、短時間
でフィルタ再生処理が完了できるようになる。

【００４６】図６は、通常運転を行なうサブルーチンの
フローチャートを示す。ステップ３１では、点火装置２
６の作動を停止させる。ステップ３２では、燃料噴射が
中止される。

【００４７】ステップ３３では、助燃エア送風が中止さ
れる。ステップ３４では、排気通路１０が全開、バイパ
ス通路１４が全閉となるようにアクチュエータ１６を介
して開度制御弁１８が制御される。なお、ステップ３４
における開度制御弁１８の制御が、開度制御手段の一部
に相当する。

【００４８】通常運転を行なう本サブルーチンによれ
ば、フィルタ再生処理の終了処理が行なわれた後、排気
の全量がフィルタ１２を通過するように、開度制御弁１
８が制御される。このため、フィルタ再生処理を行なっ
ていないときには、フィルタ１２による粒子状物質の捕
集が行なわれ、排気性状を向上することができる。

【００４９】以上説明した図４〜図６の処理によれば、
機関稼動中にフィルタ再生を行なう場合、排気の一部を
フィルタ１２に導入してその排気熱を利用することで、
バーナ装置２０で消費される燃料を低減することができ
る。また、フィルタ温度を迅速に再生温度に上昇させ、
或いは、捕集された粒子状物質の燃焼が始まったらその
自立燃焼を促進することで、バーナ装置２０で消費され
る燃料をさらに低減することができる。さらに、機関停
止中にフィルタ再生を行なう場合、燃料噴射量及び助燃
エアを増量することで、フィルタ再生に要する時間を短
縮し、その結果、バーナ装置２０で消費される燃料を低
減することができる。

【００５０】図７は、本発明に係る排気浄化装置の第３
実施形態を示す。なお、本実施形態における構成は、先
の第２実施形態と主要部が同一であるので、同一構成に
は同一符号を付すことにより、その説明は省略するもの
とする。

【００５１】本実施形態の特徴は、排気通路１０にアク
チュエータ７０により駆動される第１開度制御弁７２を
介装すると共に、バイパス通路１４にアクチュエータ７
４により駆動される第２開度制御弁７６を介装した点に
ある。これにより、排気通路１０及びバイパス通路１４
の開度は、夫々独立して制御可能となる。従って、例え
ば、粒子状物質の燃焼状態に合わせて排気通路１０の開
度を詳細に制御することで、フィルタ再生効率を向上す
ることができる。

【００５２】また、バーナ装置２０の点火が完了したか
否かを確実に判定するため、シールド４８の温度t₃を検
出する温度センサ７８が設けられる。この場合、フィル
タ再生処理を示すサブルーチン（図５参照）のステップ
１７において、減算値（t₂−t₁）に代えて、温度t₃を用
いればよい。

【００５３】なお、第３実施形態における他の制御内
容，作用及び効果は、先の第１実施形態及び第２実施形
態と同様であるので、その説明は省略する。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、フィルタ再生処理を行なわないときには、
排気の全量がフィルタに導入され、排気性状を向上する
ことができる。一方、フィルタ再生処理を行なうときに
は、機関稼動中であれば、排気の一部がフィルタに導入
され排気熱が利用されることで、バーナで消費される燃
料を低減することができる。また、機関停止中であれ
ば、フィルタ再生のための熱が大気中に放出されること
が抑制され、バーナで消費される燃料を低減することが
できる。さらに、エア供給通路の先端部がエゼクタ形状
に形成されているため、燃料噴霧，助燃エア及び排気の
混合が促進され、バーナで消費される燃料をさらに低減
することができる。

【００５５】請求項２又は請求３に記載の発明によれ
ば、フィルタ再生に要する時間が短縮されるので、フィ
ルタ再生に要するトータルとしての燃料が低減し、バー
ナで消費される燃料をより低減することができる。

【００５６】請求項４記載の発明によれば、フィルタに
捕集された粒子状物質の自立燃焼が促進されるため、バ
ーナで消費される燃料をより低減することができる。請
求項５記載の発明によれば、フィルタ温度がその横断面
積について略均等に上昇するので、粒子状物質が短時間
で焼却され、バーナで消費される燃料をより低減するこ
とができる。

【００５７】請求項６記載の発明によれば、バーナが排
気に直接さらされることが防止され、バーナの温度上昇
が抑制されるので、バーナの耐熱性及び信頼性を向上す
ることができる。

【００５８】請求項７記載の発明によれば、バーナの過
熱が防止されるので、バーナの耐熱性及び信頼性を向上
することができる。請求項８記載の発明によれば、冷却
水がバーナの周囲から熱を奪い、バーナの過熱を防止す
ることができる。

【００５９】請求項９記載の発明によれば、遮熱部材に
より排気通路からバーナに熱が伝達されることが防止さ
れ、バーナの過熱を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す全体構成図

【図２】本発明の第２実施形態を示す部分構成図

【図３】バッフルの斜視図

【図４】制御内容を示すメインルーチンのフローチャ
ート

【図５】フィルタ再生処理を示すサブルーチンのフロ
ーチャート

【図６】通常運転処理を示すサブルーチンのフローチ
ャート

【図７】本発明の第３実施形態を示す全体構成図

【符号の説明】

１０排気通路１２フィルタ１４バイパス通路１８開度制御弁２０バーナ装置２５燃料噴射ノズル２５ａ燃料噴射孔２５ｂ点火用電極３０エア供給装置３４エア供給通路４０ウォータジャケット４６ａ，４６ｂ遮熱部材４８シールド５０バッフル６０温度センサ６６コントロールユニット７２第１開度制御弁７６第２開度制御弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディーゼル機関の排気通路に介装され、排
気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、該フィルタに捕集された粒子状物質を焼却することでフ
ィルタの再生処理を行なうバーナと、当該フィルタをバイパスするするように排気通路に接続
されるバイパス通路と、前記排気通路及びバイパス通路の分岐部に介装された開
度制御弁を介して、該排気通路及びバイパス通路の開度
を制御する開度制御手段と、前記バーナ及びフィルタに捕集された粒子状物質を燃焼
するための助燃エアを供給する助燃エア供給手段と、を含んで構成されるディーゼル機関の排気浄化装置であ
って、前記開度制御手段は、フィルタ再生処理を行なうとき
に、前記バイパス通路を略全開にし、前記排気通路を少
し開くように前記開度制御弁を制御する一方、フィルタ
再生処理を行なわないときに、前記排気通路を全開と
し、前記バイパス通路を全閉とするように前記開度制御
弁を制御する構成であり、前記助燃エア供給手段は、前記排気通路内に突出するエ
ア供給通路を有し、かつ、該エア供給通路の先端部は、
通路横断面積が小になったエゼクタ形状に形成された構
成であり、前記バーナは、前記エア供給通路内であって助燃エアの
流れに沿った方向に燃料噴霧を噴射するように配設さ
れ、かつ、燃料噴射孔近傍に燃料噴霧に点火する点火用
電極が一体的に配設された構成であることを特徴とした
ディーゼル機関の排気浄化装置。
【請求項２】前記ディーゼル機関が停止中であるか否か
を判定する機関停止判定手段と、該機関停止判定手段によりディーゼル機関が停止中であ
ると判定されたときに、前記燃料噴射量を増量するよう
にバーナを制御すると共に、前記助燃エアを増量するよ
うに助燃エア供給手段を制御する第１の制御手段と、を備えた構成である請求項１記載のディーゼル機関の排
気浄化装置。
【請求項３】前記フィルタには、その表面に酸化触媒が
コーティングされる一方、前記フィルタ温度を検出するフィルタ温度検出手段と、該フィルタ温度検出手段により検出されたフィルタ温度
が酸化触媒の活性化温度以上になるように、前記バーナ
からの燃料噴射量及び助燃エア供給手段による助燃エア
供給量を制御する第２の制御手段と、を備えた構成である請求項１又は請求項２に記載のディ
ーゼル機関の排気浄化装置。
【請求項４】前記フィルタに捕集された粒子状物質が燃
焼しているか否かを判定する燃焼判定手段と、該燃焼判定手段により粒子状物質が燃焼していると判定
されたときに、前記助燃エアを増量するように助燃エア
供給手段を制御すると共に、前記燃料噴射量を減量する
ようにバーナを制御する第３の制御手段と、を備えた構成である請求項１〜請求項３のいずれか１つ
に記載のディーゼル機関の排気浄化装置。
【請求項５】前記フィルタの直上流であって略中央部
に、前記バーナからの火炎をフィルタ周辺部に拡散する
バッフルが配設された構成である請求項１〜請求項４の
いずれか１つに記載のディーゼル機関の排気浄化装置。
【請求項６】前記バーナの燃料噴射孔近傍には、前記点
火用電極及び燃料噴射孔に排気通路内を流通する排気が
直接あたらないようにする風防が配設された構成である
請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のディーゼル
機関の排気浄化装置。
【請求項７】前記バーナの周囲には、排気熱によりバー
ナが過熱されないようにする遮熱手段が設けられた構成
である請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のディ
ーゼル機関の排気浄化装置。
【請求項８】前記遮熱手段は、前記バーナの周囲を冷却
するように、前記排気通路の周壁に形成された冷却水通
路である請求項７記載のディーゼル機関の排気浄化装
置。
【請求項９】前記遮熱手段は、前記バーナと排気通路と
の間に介在される遮熱部材である請求項７記載のディー
ゼル機関の排気浄化装置。