エンジンの排気浄化装置
【課題】ＤＰＦの再生中に、ＤＰＦからＰＭを離脱させＥＧＲさせ得るエンジンの排気浄化装置を提供する。
【解決手段】エンジン１０の排気通路４０の途中を分岐した分岐通路５０、５２のうち、分岐通路５０に配設されたＤＰＦ６０と、ＤＰＦ６０より上流側の分岐通路５０、及び分岐通路５２をそれぞれ開閉する第１バルブ５０ａ、第２バルブ５２ａと、ＤＰＦ６０より上流側で第１バルブ５０ａより下流側の分岐通路５０とエンジン１０の吸気通路２０とを連通するＥＧＲ管５４と、ＤＰＦ６０の再生時に、分岐通路５０を閉じる一方、分岐通路５２を開くように第１バルブ５０ａ、第２バルブ５２ａを制御するＥＣＵ８０と、を含んで排気浄化装置を構成する。
【解決手段】エンジン１０の排気通路４０の途中を分岐した分岐通路５０、５２のうち、分岐通路５０に配設されたＤＰＦ６０と、ＤＰＦ６０より上流側の分岐通路５０、及び分岐通路５２をそれぞれ開閉する第１バルブ５０ａ、第２バルブ５２ａと、ＤＰＦ６０より上流側で第１バルブ５０ａより下流側の分岐通路５０とエンジン１０の吸気通路２０とを連通するＥＧＲ管５４と、ＤＰＦ６０の再生時に、分岐通路５０を閉じる一方、分岐通路５２を開くように第１バルブ５０ａ、第２バルブ５２ａを制御するＥＣＵ８０と、を含んで排気浄化装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気から粒子状物質（ＰＭ）を除去するエンジンの排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出された排気を浄化する排気浄化装置として、排気に含まれたＰＭを捕集除去するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を排気管に配設したものがある。かかるＤＰＦは、捕集したＰＭの増加により目詰まりを発生するので、捕集したＰＭを焼却、酸化除去するなどの定期的な再生処理が不可欠である。しかし、ＰＭを着火焼却する強制再生式は、例えば、ＰＭが一気に燃焼するとＤＰＦが過熱し、溶損や破損などの熱害を発生させるおそれがある。また、ＰＭを酸化除去する連続再生式は、触媒温度によっては十分な酸化反応が得られず不十分な再生処理となる場合があり得る。このため、特開２００４−１０８１９４号公報（特許文献１）に記載されるように、排気下流に向かう流れとは逆方向の高圧気体によりＤＰＦを逆洗することで、熱害の発生を防止しつつ、触媒温度に左右されないＤＰＦの再生技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０８１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の提案技術では、熱害の発生を防止しつつ、酸化反応の生じにくい低温であってもＰＭを除去できるものの、逆洗したＰＭをＤＰＦの上流側に設けた容器に収集する構成であるため、エンジンの停止後でなければ、ＤＰＦの再生処理を実行できなかった。また、収集したＰＭの除去処理は、容器の取り外しを伴い、作業が煩雑であった。
【０００５】
そこで、本発明は、以上のような従来の問題点に鑑み、ＤＰＦを排気で逆洗することで、ＤＰＦからＰＭを離脱させて再生すると共に、この離脱ＰＭを含む排気をＥＧＲさせ得るエンジンの排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、請求項１記載のエンジンの排気浄化装置は、エンジンの排気通路の途中を複数に分岐した分岐通路のうち、少なくとも１つの分岐通路を除いた分岐通路に配設され、排気中のＰＭを捕集するフィルタと、前記フィルタが配設されている分岐通路では、フィルタより上流側の分岐通路を開閉し、前記フィルタが配設されてない分岐通路では、該分岐通路を開閉する分岐通路開閉手段と、前記フィルタより上流側で前記分岐通路開閉手段より下流側の分岐通路と前記エンジンの吸気通路とを連通するＥＧＲ管と、フィルタの再生時に、前記フィルタが配設されている分岐通路を閉じる一方、前記フィルタが配設されてない分岐通路を開くように前記分岐通路開閉手段を制御する制御手段と、フィルタの再生時に、各分岐通路が合流する合流部より下流側の排気通路の開度を調整する開度調整手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２記載のエンジンの排気浄化装置は、前記ＥＧＲ管が、前記エンジンに設けられた過給器のコンプレッサより上流側の吸気通路に連通していることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記制御手段は、前記エンジンの運転時間を積算し、該積算時間が所定時間以上になると、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明では、前記制御手段は、エンジン運転状態に応じたＰＭの排出流量を推定し、該排出流量の積算値が第１所定値以上になると、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明では、フィルタの上流側と下流側との差圧を検出する差圧検出手段をさらに含んで構成され、前記制御手段は、検出した差圧が所定圧力以上であれば、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明では、前記制御手段は、フィルタの再生開始時から、エンジン運転状態又は高圧気体の供給流量に対応してフィルタから離脱するＰＭの離脱流量を推定し、該離脱流量の積算値が第２所定値以上になると、フィルタの再生完了時と判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、フィルタの再生時に、フィルタが配設されている分岐通路のフィルタより上流側を閉じる一方、フィルタが配設されてない分岐通路を開くようにする。これにより、排気は、フィルタが配設されてない分岐通路へ流れ、分岐通路が合流する合流部において、その一部が分流して、フィルタが配設されている分岐通路へと逆流する。そして、この逆流排気が、フィルタを逆洗して捕集ＰＭを離脱させ、ＥＧＲ管を介して、エンジンの吸気通路へ還流される。このため、熱害を生じさせず且つ排気温度に左右されずに、エンジン運転状態のままでフィルタを再生することができると共に、捕集ＰＭをＥＧＲさせて除去することができる。また、フィルタの再生時に、分岐通路の合流部から下流側の排気通路の開度を調整することにより、再生対象のフィルタが配設されている分岐通路へと逆流する排気流量を調整できるので、ＥＧＲ率を調整することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、ＥＧＲ管が過給器のコンプレッサよりも上流側の吸気通路に連通される。ここでの吸気圧はコンプレッサよりも下流側の吸気通路に比べて低圧であるので、広範なエンジン運転状態において、離脱ＰＭを含む排気を容易に還流させることができる。
【００１３】
請求項３〜５記載の発明によれば、積算したエンジン運転時間が所定時間以上になったとき、エンジン運転状態に応じて推定したＰＭ排出流量の積算値が第１所定値以上になったとき、検出した差圧が所定圧力以上であるとき、をフィルタの再生開始時と判定し、フィルタの再生を開始することができる。
【００１４】
請求項６記載の発明によれば、エンジン運転状態に応じて推定したＰＭ離脱流量の積算値が第２所定値以上になったときを、フィルタの再生完了時と判定する。このため、フィルタを逆洗する流体の流量に応じて再生完了時を変動させるフィルタ再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の全体図
【図２】フィルタ再生処理を説明するフローチャート
【図３】第２の実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の全体図
【図４】第３の実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の全体図
【図５】（ａ）はＰＭ排出マップ、（ｂ）はＰＭ離脱マップの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１に、エンジンの排気浄化装置の第１の実施形態を示す。ディーゼルエンジン１０は、吸気通路２０に介装されたコンプレッサ３０ａ及び排気通路４０に介装されたタービン３０ｂを含んで構成されるターボ過給器３０を備えている。
【００１７】
排気通路４０は、その途中が複数、例えば、第１分岐通路５０と第２分岐通路５２との２つに分岐した分岐構造となっている。２つの分岐通路のうち少なくとも１つの分岐通路を除いた分岐通路、例えば、第１分岐通路５０には、排気流通方向に沿って、その通路を開閉する遠隔操作可能な第１バルブ５０ａと、排気中のＰＭを捕集するＤＰＦ６０と、がこの順番で配設される。また、第１バルブ５０ａとＤＰＦ６０との間に位置する第１分岐通路５０には、ディーゼルエンジン１０の吸気通路２０に排気を還流させる方向にのみ開弁するチェックバルブ５４ａが配設されたＥＧＲ管５４が接続される。一方、第２分岐通路５２には、その通路を開閉する遠隔操作可能な第２バルブ５２ａが配設される。なお、分岐通路開閉手段として、２つの分岐通路５０、５２に２つのバルブ５０ａ、５２ａをそれぞれ配設したが、２つの分岐通路５０、５２へと分岐する分岐部４０ａに３方向切替弁のような多方向切替弁を配設するようにしてもよい。
【００１８】
また、２つの分岐通路が合流する合流部４０ｂの排気下流に位置する排気通路４０には、その排気流路面積を全開〜全閉に亘って多段階又は連続的に制御するバタフライバルブ４２が配設される。
【００１９】
ＤＰＦ６０の上流側と下流側との差圧を検出する差圧検出手段として、分岐部４０ａの排気上流に位置する排気通路４０内の排気圧を検出する圧力センサ７０ａと、合流部４０ｂの排気下流に位置する排気通路４０内の排気圧を検出する圧力センサ７０ｂと、が取り付けられる。なお、差圧検出手段としては、１つのセンサでＤＰＦ６０の上流側と下流側との差圧を検出するものであってもよい。また、ディーゼルエンジン１０には、エンジンの回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ７２と、燃料噴射量、吸気流量、吸気負圧、要求トルク、過給圧などのエンジン負荷Ｑを検出するエンジン負荷センサ７４と、が取り付けられる。
【００２０】
そして、各センサ７０ａ、７０ｂ、７２、７４から出力される圧力信号Ｐａ、Ｐｂ、回転速度Ｎｅ、エンジン負荷Ｑが、コンピュータ内蔵の電子制御ユニット（ＥＣＵ）８０へ入力される。ＥＣＵ８０は、そのＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶された制御プログラムを実行することで、例えば、圧力信号Ｐａ、Ｐｂから得られる差圧Ｐや、回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｑなどのエンジン運転状態に応じて、第１バルブ５０ａ、第２バルブ５２ａ及びバタフライバルブ４２などを適宜駆動制御する。
【００２１】
ディーゼルエンジン１０始動時におけるバルブの初期状態は、例えば、第１バルブ５０ａが開状態であり、第２バルブ５２ａは閉状態である。この状態で、ディーゼルエンジン１０から排気が排出されると、かかる排気は、エキゾーストマニホールドからタービン３０ｂを回転させて排気通路４０へ流れ、分岐部４０ａから第１分岐通路５０へと導かれてＥＧＲ管５４及びＤＰＦ６０へと流れる。ＥＧＲ管５４に導かれた排気は、チェックバルブ５４ａを経て、過給器３０より下流側の吸気通路２０へ還流される。ＤＰＦ６０へ導かれた排気は、ＰＭが捕集された後、合流部４０ｂから排気通路４０へ流れる。このとき、バタフライバルブ４２の開度が調整されて、ＥＧＲ率が制御される。
【００２２】
図２は、図１のＥＣＵ８０において、エンジン始動を契機として繰り返し実行される制御プログラムの内容を示す。
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、ＤＰＦ６０の再生開始時であるか否かを判定する。ここでは、検出した圧力信号Ｐａ、Ｐｂの差圧Ｐがエンジン出力に影響を与えない第１の所定圧力以上であれば、ＤＰＦ６０の再生開始時と判定してステップ２へ進む（Ｙｅｓ）。一方、それ以外であれば、ＤＰＦ６０の再生開始時ではないと判定してステップ６へ進む（Ｎｏ）。ステップ６では、エンジン運転状態に応じて、ＥＧＲ率を演算し、これに基づきバタフライバルブ４２の開度を調整して、ＥＧＲ率を調整する。
【００２３】
ステップ２では、第１バルブ５０ａを閉じ、第２バルブ５２ａを開き、フィルタ再生開始時のバルブ切換制御を実行する。このバルブ切換制御により、フィルタ再生中に排気通路４０を流れる排気は、分岐部４０ａから第２分岐通路５２へと流れ、合流部４０ｂにおいて、その一部が分流して、第１分岐通路５０へと逆流する。そして、この逆流排気が、ＤＰＦ６０を逆洗することにより、捕集ＰＭを離脱させて再生し、さらに、離脱ＰＭを含む排気が、ＥＧＲ管５４へと流れて還流される。これにより、熱害を生じさせず且つ排気温度に左右されずに、ディーゼルエンジン１０の運転状態のままで、ＤＰＦ６０を十分に再生することができると共に、離脱ＰＭを除去することができる。
【００２４】
ステップ３では、エンジン運転状態に応じてＥＧＲ率を演算し、これに基づいてバタフライバルブ４２の開度を調整して、ＥＧＲ率を調整する。例えば、ディーゼルエンジン１０が完全燃焼の運転状態にある場合には、ＰＭの発生が少ないことから、ＮＯｘ排出量低減のため、ＥＧＲ率を大きくする。この場合には、排気通路４０の開度を小さくするようにバタフライバルブ４２の開度を絞り制御して、ＥＧＲ率を増加させる。なお、ＥＧＲ率は、例えば、ＥＧＲ管５４が連通するインテークマニホールドにＮＯｘセンサを設けてＮＯｘ濃度を測定したり、エンジン運転状態に応じた排出ＮＯｘマップから排気中のＮＯｘ濃度を演算し、この結果に基づき演算するようにしてもよい。この場合、ＥＧＲ率の演算に用いられる吸気流量のパラメータは、例えば、エアフローセンサを設けて吸気流量を測定したり、エンジン運転状態に応じた吸気流量マップから吸気流量を演算するなどして求めることができる。
【００２５】
ステップ４では、ＤＰＦ６０の再生完了時であるか否かを判定する。ここでは、差圧Ｐが第１の所定圧力よりも小さい第２の所定圧力未満になれば、ＤＰＦ６０の再生完了時と判定してステップ５へ進む（Ｙｅｓ）。一方、それ以外であれば、ＤＰＦ６０の再生完了時でないと判定してステップ３へ戻り（Ｎｏ）、バタフライバルブ４２の開度調整を繰り返す。
【００２６】
ステップ５では、第１バルブ５０ａを開き、第２バルブ５２ａを閉じて、バルブを初期状態に復帰するフィルタ再生完了時のバルブ切換制御を実行する。
以上の排気浄化装置は、排気通路４０の途中を２本に分岐した分岐構造としたが、２本以上に分岐した分岐構造であってもよい。また、ＤＰＦ６０は、ＣＳＦ（Catalyzed Soot Filter）でもよく、ＤＰＦ６０より上流側にディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）を配置したり、ＤＰＦ６０より上流側にＣＳＦ及び下流側に触媒化ＤＰＦを配置するようにしてもよい。さらに、複数の分岐通路にフィルタを配設する場合には、例えば、分岐通路の１段目にＣＳＦを配設し、２段目にＣＳＦ、ＤＰＦ及び触媒化ＤＰＦの順番で配設するなどの組み合わせを適宜適用することができる。これは、後述する各実施形態でも同様である。
【００２７】
図３に、エンジンの排気浄化装置の第２の実施形態を示す。ここでは、第１の実施形態の構成を基本にして、２つの分岐通路にそれぞれＤＰＦを配設し、このうち一方でＰＭを捕集しながら、他方を適宜再生する。以下、第１の実施形態と共通の構成は、その説明を適宜省略する。
【００２８】
第１分岐通路５０には、排気流通方向に沿って、その通路を開閉する遠隔操作可能な第１バルブ５０ａと、排気中のＰＭを捕集する第１ＤＰＦ６２と、がこの順番で配設される。同様に、第２分岐通路５２には、排気流通方向に沿って、その通路を開閉する遠隔操作可能な第２バルブ５２ａと、排気中のＰＭを捕集する第２ＤＰＦ６４と、がこの順番で配設される。
【００２９】
第１バルブ５０ａと第１ＤＰＦ６２との間に位置する第１分岐通路５０には、少なくとも分岐通路側が独立した第１独立形状部５６及び第２独立形状部５８を有するＥＧＲ管５４の第１独立形状部５６が接続され、第２バルブ５２ａと第２ＤＰＦ６４との間に位置する第２分岐通路５２には、第２独立形状部５８が接続される。第１独立形状部５６には、その流路を開閉する遠隔操作可能な第１ＥＧＲバルブ５６ａが配設され、第２独立形状部５８にも、その流路を開閉する遠隔操作可能な第２ＥＧＲバルブ５８ａが配設される。なお、ＥＧＲ管開閉手段として、２つの独立形状部５６、５８に２つのＥＧＲバルブ５６ａ、５８ａを配設したが、２つの独立形状部５６、５８が合流する合流部に３方向切替弁のような多方向切替弁を配設するようにしてもよい。
【００３０】
ディーゼルエンジン１０始動時におけるバルブの初期状態は、例えば、第１バルブ５０ａ及び第１ＥＧＲバルブ５６ａが開状態であり、第２バルブ５２ａ及び第２ＥＧＲバルブ５８ａは閉状態である。排気は、第１の実施形態と同様の流路を辿る。
【００３１】
第１ＤＰＦ６２、第２ＤＰＦ６４の再生処理は、第１の実施形態におけるＤＰＦ６０の再生処理と基本的に同一であるが、２つのＤＰＦを交互に再生するので、図２におけるステップ２の再生開始時のバルブ切換制御、及び、ステップ５の再生完了時のバルブ切換制御が異なる。
【００３２】
第１ＤＰＦ６２の再生開始時のバルブ切換制御では、第１バルブ５０ａを閉じ、第２バルブ５２ａを開く。このバルブ切替制御により、排気は、第１の実施形態と同様の経路を辿ることに加えて、第２ＤＰＦ６４でＰＭが捕集され、第１ＤＰＦ６２から離脱ＰＭを含む排気となり、第１独立形状部５６へと流れて還流される。これにより、熱害を生じさせず且つ排気温度に左右されずに、ディーゼルエンジン１０の運転状態のままで、第１ＤＰＦ６２を再生及び離脱ＰＭを除去しながら、第２ＤＰＦ６４でＰＭを捕集することができる。
【００３３】
再生完了時のバルブ切換制御では、第１ＥＧＲバルブ５６ａを閉じ、第２ＥＧＲバルブ５８ａを開く。これにより、第２ＤＰＦ６４をメインとしたＰＭ捕集に切り替わる。
第２ＤＰＦ６４の再生開始時及び再生完了時のバルブ切換制御では、フィルタ再生中に分流した逆流排気が第２ＤＰＦ６４を逆洗すると共にこれを還流させ、フィルタ再生完了後に第１ＤＰＦ６２がＰＭ捕集するように、第１ＤＰＦ６２のフィルタ再生処理と同じようなバルブ切換制御を実行する。
【００３４】
図４に、エンジンの排気浄化装置の第３の実施形態を示す。ここでは、第２の実施形態の構成を基本にして、高圧気体を用いて交互にフィルタを再生する。以下、第２の実施形態と同様の構成は、その説明を適宜省略する。
【００３５】
第１分岐通路５０には、第１ＤＰＦ６２より下流側に、その通路を閉塞する遠隔操作可能な第３バルブ５０ｂが配設され、第２分岐通路５２にも、第２ＤＰＦ６４より下流側に、その通路を閉塞する遠隔操作可能な第４バルブ５２ｂが配設される。
【００３６】
第１ＤＰＦ６２と第３バルブ５０ｂとの間に位置する第１分岐通路５０には、高圧気体を供給する高圧気体供給手段としてのエアリザーバ９０へ接続する第１供給通路９２が連結される。同様に、第２ＤＰＦ６４と第４バルブ５２ｂとの間に位置する第２分岐通路５２には、エアリザーバ９０へ接続する第２供給通路９４が連結される。供給通路９２、９４は、エアリザーバ９０側で合流するマニホールド形状になっている。また、第１供給通路９２には、エアリザーバ９０からの高圧気体を第１分岐通路５０へ導入する遠隔操作可能な第１切替バルブ９２ａが配設され、第２供給通路９４にも、エアリザーバ９０からの高圧気体を第２分岐通路５２へ導入する遠隔操作可能な第２切替バルブ９４ａが配設される。なお、分岐通路閉塞手段として２つの分岐通路５０、５２に２つのバルブ５０ｂ、５２ｂを配設し、及び、供給通路切替手段として２つの供給通路９２，９４に２つの切替バルブ９２ａ、９４ａを配設したが、合流部４０ｂ、及び、２つの供給通路９２、９４の合流部に、３方向切替弁のような多方向切替弁をそれぞれ配設するようにしてもよい。
【００３７】
ディーゼルエンジン１０始動時におけるバルブの初期状態は、例えば、第３バルブ５０ｂ及び第４バルブ５２ｂが開状態であり、第１切替バルブ９２ａ及び第２切替バルブ９４ａが閉状態である。
【００３８】
第１ＤＰＦ６２、第２ＤＰＦ６４の再生処理は、第２の実施形態におけるフィルタ再生処理と基本的に同一であるが、高圧気体を用いて２つのＤＰＦを交互に再生するので、再生開始時のバルブ切換制御、及び、再生完了時のバルブ切換制御が異なる。
【００３９】
第１ＤＰＦ６２の再生処理では、第２の実施形態の再生開始時のバルブ切換制御に加えて、第３バルブ５０ｂを閉じ、第１切替バルブ９２ａを開き、エアリザーバ９０による高圧気体の供給を開始する。これにより、第２の実施形態の逆流排気の代わりに、高圧気体が第１ＤＰＦ６０を逆洗して再生し、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。その後、第２の実施形態の再生完了時のバルブ切換制御に加えて、第３バルブ５０ｂを開き、第１切替バルブ９２ａを閉じ、高圧気体の供給を停止する。
【００４０】
第２ＤＰＦ６４の再生処理における再生開始時及び再生完了時のバルブ切換制御でも、第１ＤＰＦ６２の再生処理と同じようなバルブ切換制御を実行する。
なお、各実施形態の構成において、ＥＧＲ管５４を過給器３０のコンプレッサ３０ａよりも上流側の吸気通路２０に接続するようにしてもよい。これによれば、離脱ＰＭを含む排気は、コンプレッサ３０ａで圧縮される前の吸気に還流されるので、容易にＥＧＲされる。同様に、離脱ＰＭを含む高圧気体も、容易に流入させることができる。
【００４１】
以上の各実施形態では、ＤＰＦの再生開始時の判定に、差圧Ｐが第１の所定圧力以上になった条件を用いたが、他の条件を適用することもできる。例えば、（１）走行距離が所定距離に達したとき、（２）エンジン運転時間を積算し、この積算時間が平均的なエンジン運転状態においてフィルタに目詰まりが生じると考えられる所定時間以上になったとき、（３）ＰＭ排出流量を、図５（ａ）に示すような回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｑに応じた単位時間当たりのＰＭ排出流量が設定されたＰＭ排出マップを参照して推定し、その積算値がフィルタに目詰まりが生じると考えられるＰＭ排出流量（第１所定値）以上になったとき、などを適用することができる。
【００４２】
また、ＤＰＦの再生完了時の判定に、差圧Ｐが第２の所定圧力未満になった条件を用いたが、他の条件を適用することもできる。例えば、（１）ＰＭ離脱流量を、図５（ｂ）に示すような回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｑや高圧気体の供給流量に応じてＤＰＦから離脱する単位時間当たりのＰＭ離脱流量が設定されたＰＭ離脱マップから推定し、その積算値がフィルタの再生が完了したと考えられるＰＭ離脱流量（第２所定値）以上になったとき、（２）ＤＰＦの再生開始時からエンジンの運転時間を積算し、この積算時間がフィルタの再生が完了したと考えられる所定時間以上になったとき、などを適用することができる。
【００４３】
さらに、ＤＰＦの再生開始時の判定では、以上の各条件を任意に２つ以上組み合わせ、何れかの条件が成立したときを再生開始時と判定するとよく、また、ＤＰＦの再生完了時では、以上の各条件を組み合わせ、全ての条件が成立したときを再生完了時と判定するとよい。これにより、ＤＰＦ再生処理の信頼性を向上することができる。
さらにまた、以上の各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０ ディーゼルエンジン
２０ 吸気通路
３０ 過給器
３０ａ コンプレッサ
３０ｂ タービン
４０ 排気通路
４２ バタフライバルブ
５０、５２ 分岐通路
５０ａ、５２ａ バルブ
５４ ＥＧＲ管
６０ ＤＰＦ
７０ａ、７０ｂ 圧力センサ
７２ 回転速度センサ
７４ エンジン負荷センサ
８０ ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気から粒子状物質（ＰＭ）を除去するエンジンの排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出された排気を浄化する排気浄化装置として、排気に含まれたＰＭを捕集除去するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を排気管に配設したものがある。かかるＤＰＦは、捕集したＰＭの増加により目詰まりを発生するので、捕集したＰＭを焼却、酸化除去するなどの定期的な再生処理が不可欠である。しかし、ＰＭを着火焼却する強制再生式は、例えば、ＰＭが一気に燃焼するとＤＰＦが過熱し、溶損や破損などの熱害を発生させるおそれがある。また、ＰＭを酸化除去する連続再生式は、触媒温度によっては十分な酸化反応が得られず不十分な再生処理となる場合があり得る。このため、特開２００４−１０８１９４号公報（特許文献１）に記載されるように、排気下流に向かう流れとは逆方向の高圧気体によりＤＰＦを逆洗することで、熱害の発生を防止しつつ、触媒温度に左右されないＤＰＦの再生技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０８１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の提案技術では、熱害の発生を防止しつつ、酸化反応の生じにくい低温であってもＰＭを除去できるものの、逆洗したＰＭをＤＰＦの上流側に設けた容器に収集する構成であるため、エンジンの停止後でなければ、ＤＰＦの再生処理を実行できなかった。また、収集したＰＭの除去処理は、容器の取り外しを伴い、作業が煩雑であった。
【０００５】
そこで、本発明は、以上のような従来の問題点に鑑み、ＤＰＦを排気で逆洗することで、ＤＰＦからＰＭを離脱させて再生すると共に、この離脱ＰＭを含む排気をＥＧＲさせ得るエンジンの排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、請求項１記載のエンジンの排気浄化装置は、エンジンの排気通路の途中を複数に分岐した分岐通路のうち、少なくとも１つの分岐通路を除いた分岐通路に配設され、排気中のＰＭを捕集するフィルタと、前記フィルタが配設されている分岐通路では、フィルタより上流側の分岐通路を開閉し、前記フィルタが配設されてない分岐通路では、該分岐通路を開閉する分岐通路開閉手段と、前記フィルタより上流側で前記分岐通路開閉手段より下流側の分岐通路と前記エンジンの吸気通路とを連通するＥＧＲ管と、フィルタの再生時に、前記フィルタが配設されている分岐通路を閉じる一方、前記フィルタが配設されてない分岐通路を開くように前記分岐通路開閉手段を制御する制御手段と、フィルタの再生時に、各分岐通路が合流する合流部より下流側の排気通路の開度を調整する開度調整手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２記載のエンジンの排気浄化装置は、前記ＥＧＲ管が、前記エンジンに設けられた過給器のコンプレッサより上流側の吸気通路に連通していることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記制御手段は、前記エンジンの運転時間を積算し、該積算時間が所定時間以上になると、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明では、前記制御手段は、エンジン運転状態に応じたＰＭの排出流量を推定し、該排出流量の積算値が第１所定値以上になると、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明では、フィルタの上流側と下流側との差圧を検出する差圧検出手段をさらに含んで構成され、前記制御手段は、検出した差圧が所定圧力以上であれば、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明では、前記制御手段は、フィルタの再生開始時から、エンジン運転状態又は高圧気体の供給流量に対応してフィルタから離脱するＰＭの離脱流量を推定し、該離脱流量の積算値が第２所定値以上になると、フィルタの再生完了時と判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、フィルタの再生時に、フィルタが配設されている分岐通路のフィルタより上流側を閉じる一方、フィルタが配設されてない分岐通路を開くようにする。これにより、排気は、フィルタが配設されてない分岐通路へ流れ、分岐通路が合流する合流部において、その一部が分流して、フィルタが配設されている分岐通路へと逆流する。そして、この逆流排気が、フィルタを逆洗して捕集ＰＭを離脱させ、ＥＧＲ管を介して、エンジンの吸気通路へ還流される。このため、熱害を生じさせず且つ排気温度に左右されずに、エンジン運転状態のままでフィルタを再生することができると共に、捕集ＰＭをＥＧＲさせて除去することができる。また、フィルタの再生時に、分岐通路の合流部から下流側の排気通路の開度を調整することにより、再生対象のフィルタが配設されている分岐通路へと逆流する排気流量を調整できるので、ＥＧＲ率を調整することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、ＥＧＲ管が過給器のコンプレッサよりも上流側の吸気通路に連通される。ここでの吸気圧はコンプレッサよりも下流側の吸気通路に比べて低圧であるので、広範なエンジン運転状態において、離脱ＰＭを含む排気を容易に還流させることができる。
【００１３】
請求項３〜５記載の発明によれば、積算したエンジン運転時間が所定時間以上になったとき、エンジン運転状態に応じて推定したＰＭ排出流量の積算値が第１所定値以上になったとき、検出した差圧が所定圧力以上であるとき、をフィルタの再生開始時と判定し、フィルタの再生を開始することができる。
【００１４】
請求項６記載の発明によれば、エンジン運転状態に応じて推定したＰＭ離脱流量の積算値が第２所定値以上になったときを、フィルタの再生完了時と判定する。このため、フィルタを逆洗する流体の流量に応じて再生完了時を変動させるフィルタ再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の全体図
【図２】フィルタ再生処理を説明するフローチャート
【図３】第２の実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の全体図
【図４】第３の実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の全体図
【図５】（ａ）はＰＭ排出マップ、（ｂ）はＰＭ離脱マップの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１に、エンジンの排気浄化装置の第１の実施形態を示す。ディーゼルエンジン１０は、吸気通路２０に介装されたコンプレッサ３０ａ及び排気通路４０に介装されたタービン３０ｂを含んで構成されるターボ過給器３０を備えている。
【００１７】
排気通路４０は、その途中が複数、例えば、第１分岐通路５０と第２分岐通路５２との２つに分岐した分岐構造となっている。２つの分岐通路のうち少なくとも１つの分岐通路を除いた分岐通路、例えば、第１分岐通路５０には、排気流通方向に沿って、その通路を開閉する遠隔操作可能な第１バルブ５０ａと、排気中のＰＭを捕集するＤＰＦ６０と、がこの順番で配設される。また、第１バルブ５０ａとＤＰＦ６０との間に位置する第１分岐通路５０には、ディーゼルエンジン１０の吸気通路２０に排気を還流させる方向にのみ開弁するチェックバルブ５４ａが配設されたＥＧＲ管５４が接続される。一方、第２分岐通路５２には、その通路を開閉する遠隔操作可能な第２バルブ５２ａが配設される。なお、分岐通路開閉手段として、２つの分岐通路５０、５２に２つのバルブ５０ａ、５２ａをそれぞれ配設したが、２つの分岐通路５０、５２へと分岐する分岐部４０ａに３方向切替弁のような多方向切替弁を配設するようにしてもよい。
【００１８】
また、２つの分岐通路が合流する合流部４０ｂの排気下流に位置する排気通路４０には、その排気流路面積を全開〜全閉に亘って多段階又は連続的に制御するバタフライバルブ４２が配設される。
【００１９】
ＤＰＦ６０の上流側と下流側との差圧を検出する差圧検出手段として、分岐部４０ａの排気上流に位置する排気通路４０内の排気圧を検出する圧力センサ７０ａと、合流部４０ｂの排気下流に位置する排気通路４０内の排気圧を検出する圧力センサ７０ｂと、が取り付けられる。なお、差圧検出手段としては、１つのセンサでＤＰＦ６０の上流側と下流側との差圧を検出するものであってもよい。また、ディーゼルエンジン１０には、エンジンの回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ７２と、燃料噴射量、吸気流量、吸気負圧、要求トルク、過給圧などのエンジン負荷Ｑを検出するエンジン負荷センサ７４と、が取り付けられる。
【００２０】
そして、各センサ７０ａ、７０ｂ、７２、７４から出力される圧力信号Ｐａ、Ｐｂ、回転速度Ｎｅ、エンジン負荷Ｑが、コンピュータ内蔵の電子制御ユニット（ＥＣＵ）８０へ入力される。ＥＣＵ８０は、そのＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶された制御プログラムを実行することで、例えば、圧力信号Ｐａ、Ｐｂから得られる差圧Ｐや、回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｑなどのエンジン運転状態に応じて、第１バルブ５０ａ、第２バルブ５２ａ及びバタフライバルブ４２などを適宜駆動制御する。
【００２１】
ディーゼルエンジン１０始動時におけるバルブの初期状態は、例えば、第１バルブ５０ａが開状態であり、第２バルブ５２ａは閉状態である。この状態で、ディーゼルエンジン１０から排気が排出されると、かかる排気は、エキゾーストマニホールドからタービン３０ｂを回転させて排気通路４０へ流れ、分岐部４０ａから第１分岐通路５０へと導かれてＥＧＲ管５４及びＤＰＦ６０へと流れる。ＥＧＲ管５４に導かれた排気は、チェックバルブ５４ａを経て、過給器３０より下流側の吸気通路２０へ還流される。ＤＰＦ６０へ導かれた排気は、ＰＭが捕集された後、合流部４０ｂから排気通路４０へ流れる。このとき、バタフライバルブ４２の開度が調整されて、ＥＧＲ率が制御される。
【００２２】
図２は、図１のＥＣＵ８０において、エンジン始動を契機として繰り返し実行される制御プログラムの内容を示す。
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、ＤＰＦ６０の再生開始時であるか否かを判定する。ここでは、検出した圧力信号Ｐａ、Ｐｂの差圧Ｐがエンジン出力に影響を与えない第１の所定圧力以上であれば、ＤＰＦ６０の再生開始時と判定してステップ２へ進む（Ｙｅｓ）。一方、それ以外であれば、ＤＰＦ６０の再生開始時ではないと判定してステップ６へ進む（Ｎｏ）。ステップ６では、エンジン運転状態に応じて、ＥＧＲ率を演算し、これに基づきバタフライバルブ４２の開度を調整して、ＥＧＲ率を調整する。
【００２３】
ステップ２では、第１バルブ５０ａを閉じ、第２バルブ５２ａを開き、フィルタ再生開始時のバルブ切換制御を実行する。このバルブ切換制御により、フィルタ再生中に排気通路４０を流れる排気は、分岐部４０ａから第２分岐通路５２へと流れ、合流部４０ｂにおいて、その一部が分流して、第１分岐通路５０へと逆流する。そして、この逆流排気が、ＤＰＦ６０を逆洗することにより、捕集ＰＭを離脱させて再生し、さらに、離脱ＰＭを含む排気が、ＥＧＲ管５４へと流れて還流される。これにより、熱害を生じさせず且つ排気温度に左右されずに、ディーゼルエンジン１０の運転状態のままで、ＤＰＦ６０を十分に再生することができると共に、離脱ＰＭを除去することができる。
【００２４】
ステップ３では、エンジン運転状態に応じてＥＧＲ率を演算し、これに基づいてバタフライバルブ４２の開度を調整して、ＥＧＲ率を調整する。例えば、ディーゼルエンジン１０が完全燃焼の運転状態にある場合には、ＰＭの発生が少ないことから、ＮＯｘ排出量低減のため、ＥＧＲ率を大きくする。この場合には、排気通路４０の開度を小さくするようにバタフライバルブ４２の開度を絞り制御して、ＥＧＲ率を増加させる。なお、ＥＧＲ率は、例えば、ＥＧＲ管５４が連通するインテークマニホールドにＮＯｘセンサを設けてＮＯｘ濃度を測定したり、エンジン運転状態に応じた排出ＮＯｘマップから排気中のＮＯｘ濃度を演算し、この結果に基づき演算するようにしてもよい。この場合、ＥＧＲ率の演算に用いられる吸気流量のパラメータは、例えば、エアフローセンサを設けて吸気流量を測定したり、エンジン運転状態に応じた吸気流量マップから吸気流量を演算するなどして求めることができる。
【００２５】
ステップ４では、ＤＰＦ６０の再生完了時であるか否かを判定する。ここでは、差圧Ｐが第１の所定圧力よりも小さい第２の所定圧力未満になれば、ＤＰＦ６０の再生完了時と判定してステップ５へ進む（Ｙｅｓ）。一方、それ以外であれば、ＤＰＦ６０の再生完了時でないと判定してステップ３へ戻り（Ｎｏ）、バタフライバルブ４２の開度調整を繰り返す。
【００２６】
ステップ５では、第１バルブ５０ａを開き、第２バルブ５２ａを閉じて、バルブを初期状態に復帰するフィルタ再生完了時のバルブ切換制御を実行する。
以上の排気浄化装置は、排気通路４０の途中を２本に分岐した分岐構造としたが、２本以上に分岐した分岐構造であってもよい。また、ＤＰＦ６０は、ＣＳＦ（Catalyzed Soot Filter）でもよく、ＤＰＦ６０より上流側にディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）を配置したり、ＤＰＦ６０より上流側にＣＳＦ及び下流側に触媒化ＤＰＦを配置するようにしてもよい。さらに、複数の分岐通路にフィルタを配設する場合には、例えば、分岐通路の１段目にＣＳＦを配設し、２段目にＣＳＦ、ＤＰＦ及び触媒化ＤＰＦの順番で配設するなどの組み合わせを適宜適用することができる。これは、後述する各実施形態でも同様である。
【００２７】
図３に、エンジンの排気浄化装置の第２の実施形態を示す。ここでは、第１の実施形態の構成を基本にして、２つの分岐通路にそれぞれＤＰＦを配設し、このうち一方でＰＭを捕集しながら、他方を適宜再生する。以下、第１の実施形態と共通の構成は、その説明を適宜省略する。
【００２８】
第１分岐通路５０には、排気流通方向に沿って、その通路を開閉する遠隔操作可能な第１バルブ５０ａと、排気中のＰＭを捕集する第１ＤＰＦ６２と、がこの順番で配設される。同様に、第２分岐通路５２には、排気流通方向に沿って、その通路を開閉する遠隔操作可能な第２バルブ５２ａと、排気中のＰＭを捕集する第２ＤＰＦ６４と、がこの順番で配設される。
【００２９】
第１バルブ５０ａと第１ＤＰＦ６２との間に位置する第１分岐通路５０には、少なくとも分岐通路側が独立した第１独立形状部５６及び第２独立形状部５８を有するＥＧＲ管５４の第１独立形状部５６が接続され、第２バルブ５２ａと第２ＤＰＦ６４との間に位置する第２分岐通路５２には、第２独立形状部５８が接続される。第１独立形状部５６には、その流路を開閉する遠隔操作可能な第１ＥＧＲバルブ５６ａが配設され、第２独立形状部５８にも、その流路を開閉する遠隔操作可能な第２ＥＧＲバルブ５８ａが配設される。なお、ＥＧＲ管開閉手段として、２つの独立形状部５６、５８に２つのＥＧＲバルブ５６ａ、５８ａを配設したが、２つの独立形状部５６、５８が合流する合流部に３方向切替弁のような多方向切替弁を配設するようにしてもよい。
【００３０】
ディーゼルエンジン１０始動時におけるバルブの初期状態は、例えば、第１バルブ５０ａ及び第１ＥＧＲバルブ５６ａが開状態であり、第２バルブ５２ａ及び第２ＥＧＲバルブ５８ａは閉状態である。排気は、第１の実施形態と同様の流路を辿る。
【００３１】
第１ＤＰＦ６２、第２ＤＰＦ６４の再生処理は、第１の実施形態におけるＤＰＦ６０の再生処理と基本的に同一であるが、２つのＤＰＦを交互に再生するので、図２におけるステップ２の再生開始時のバルブ切換制御、及び、ステップ５の再生完了時のバルブ切換制御が異なる。
【００３２】
第１ＤＰＦ６２の再生開始時のバルブ切換制御では、第１バルブ５０ａを閉じ、第２バルブ５２ａを開く。このバルブ切替制御により、排気は、第１の実施形態と同様の経路を辿ることに加えて、第２ＤＰＦ６４でＰＭが捕集され、第１ＤＰＦ６２から離脱ＰＭを含む排気となり、第１独立形状部５６へと流れて還流される。これにより、熱害を生じさせず且つ排気温度に左右されずに、ディーゼルエンジン１０の運転状態のままで、第１ＤＰＦ６２を再生及び離脱ＰＭを除去しながら、第２ＤＰＦ６４でＰＭを捕集することができる。
【００３３】
再生完了時のバルブ切換制御では、第１ＥＧＲバルブ５６ａを閉じ、第２ＥＧＲバルブ５８ａを開く。これにより、第２ＤＰＦ６４をメインとしたＰＭ捕集に切り替わる。
第２ＤＰＦ６４の再生開始時及び再生完了時のバルブ切換制御では、フィルタ再生中に分流した逆流排気が第２ＤＰＦ６４を逆洗すると共にこれを還流させ、フィルタ再生完了後に第１ＤＰＦ６２がＰＭ捕集するように、第１ＤＰＦ６２のフィルタ再生処理と同じようなバルブ切換制御を実行する。
【００３４】
図４に、エンジンの排気浄化装置の第３の実施形態を示す。ここでは、第２の実施形態の構成を基本にして、高圧気体を用いて交互にフィルタを再生する。以下、第２の実施形態と同様の構成は、その説明を適宜省略する。
【００３５】
第１分岐通路５０には、第１ＤＰＦ６２より下流側に、その通路を閉塞する遠隔操作可能な第３バルブ５０ｂが配設され、第２分岐通路５２にも、第２ＤＰＦ６４より下流側に、その通路を閉塞する遠隔操作可能な第４バルブ５２ｂが配設される。
【００３６】
第１ＤＰＦ６２と第３バルブ５０ｂとの間に位置する第１分岐通路５０には、高圧気体を供給する高圧気体供給手段としてのエアリザーバ９０へ接続する第１供給通路９２が連結される。同様に、第２ＤＰＦ６４と第４バルブ５２ｂとの間に位置する第２分岐通路５２には、エアリザーバ９０へ接続する第２供給通路９４が連結される。供給通路９２、９４は、エアリザーバ９０側で合流するマニホールド形状になっている。また、第１供給通路９２には、エアリザーバ９０からの高圧気体を第１分岐通路５０へ導入する遠隔操作可能な第１切替バルブ９２ａが配設され、第２供給通路９４にも、エアリザーバ９０からの高圧気体を第２分岐通路５２へ導入する遠隔操作可能な第２切替バルブ９４ａが配設される。なお、分岐通路閉塞手段として２つの分岐通路５０、５２に２つのバルブ５０ｂ、５２ｂを配設し、及び、供給通路切替手段として２つの供給通路９２，９４に２つの切替バルブ９２ａ、９４ａを配設したが、合流部４０ｂ、及び、２つの供給通路９２、９４の合流部に、３方向切替弁のような多方向切替弁をそれぞれ配設するようにしてもよい。
【００３７】
ディーゼルエンジン１０始動時におけるバルブの初期状態は、例えば、第３バルブ５０ｂ及び第４バルブ５２ｂが開状態であり、第１切替バルブ９２ａ及び第２切替バルブ９４ａが閉状態である。
【００３８】
第１ＤＰＦ６２、第２ＤＰＦ６４の再生処理は、第２の実施形態におけるフィルタ再生処理と基本的に同一であるが、高圧気体を用いて２つのＤＰＦを交互に再生するので、再生開始時のバルブ切換制御、及び、再生完了時のバルブ切換制御が異なる。
【００３９】
第１ＤＰＦ６２の再生処理では、第２の実施形態の再生開始時のバルブ切換制御に加えて、第３バルブ５０ｂを閉じ、第１切替バルブ９２ａを開き、エアリザーバ９０による高圧気体の供給を開始する。これにより、第２の実施形態の逆流排気の代わりに、高圧気体が第１ＤＰＦ６０を逆洗して再生し、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。その後、第２の実施形態の再生完了時のバルブ切換制御に加えて、第３バルブ５０ｂを開き、第１切替バルブ９２ａを閉じ、高圧気体の供給を停止する。
【００４０】
第２ＤＰＦ６４の再生処理における再生開始時及び再生完了時のバルブ切換制御でも、第１ＤＰＦ６２の再生処理と同じようなバルブ切換制御を実行する。
なお、各実施形態の構成において、ＥＧＲ管５４を過給器３０のコンプレッサ３０ａよりも上流側の吸気通路２０に接続するようにしてもよい。これによれば、離脱ＰＭを含む排気は、コンプレッサ３０ａで圧縮される前の吸気に還流されるので、容易にＥＧＲされる。同様に、離脱ＰＭを含む高圧気体も、容易に流入させることができる。
【００４１】
以上の各実施形態では、ＤＰＦの再生開始時の判定に、差圧Ｐが第１の所定圧力以上になった条件を用いたが、他の条件を適用することもできる。例えば、（１）走行距離が所定距離に達したとき、（２）エンジン運転時間を積算し、この積算時間が平均的なエンジン運転状態においてフィルタに目詰まりが生じると考えられる所定時間以上になったとき、（３）ＰＭ排出流量を、図５（ａ）に示すような回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｑに応じた単位時間当たりのＰＭ排出流量が設定されたＰＭ排出マップを参照して推定し、その積算値がフィルタに目詰まりが生じると考えられるＰＭ排出流量（第１所定値）以上になったとき、などを適用することができる。
【００４２】
また、ＤＰＦの再生完了時の判定に、差圧Ｐが第２の所定圧力未満になった条件を用いたが、他の条件を適用することもできる。例えば、（１）ＰＭ離脱流量を、図５（ｂ）に示すような回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｑや高圧気体の供給流量に応じてＤＰＦから離脱する単位時間当たりのＰＭ離脱流量が設定されたＰＭ離脱マップから推定し、その積算値がフィルタの再生が完了したと考えられるＰＭ離脱流量（第２所定値）以上になったとき、（２）ＤＰＦの再生開始時からエンジンの運転時間を積算し、この積算時間がフィルタの再生が完了したと考えられる所定時間以上になったとき、などを適用することができる。
【００４３】
さらに、ＤＰＦの再生開始時の判定では、以上の各条件を任意に２つ以上組み合わせ、何れかの条件が成立したときを再生開始時と判定するとよく、また、ＤＰＦの再生完了時では、以上の各条件を組み合わせ、全ての条件が成立したときを再生完了時と判定するとよい。これにより、ＤＰＦ再生処理の信頼性を向上することができる。
さらにまた、以上の各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０ ディーゼルエンジン
２０ 吸気通路
３０ 過給器
３０ａ コンプレッサ
３０ｂ タービン
４０ 排気通路
４２ バタフライバルブ
５０、５２ 分岐通路
５０ａ、５２ａ バルブ
５４ ＥＧＲ管
６０ ＤＰＦ
７０ａ、７０ｂ 圧力センサ
７２ 回転速度センサ
７４ エンジン負荷センサ
８０ ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路の途中を複数に分岐した分岐通路のうち、少なくとも１つの分岐通路を除いた分岐通路に配設され、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタが配設されている分岐通路では、フィルタより上流側の分岐通路を開閉し、前記フィルタが配設されてない分岐通路では、該分岐通路を開閉する分岐通路開閉手段と、
前記フィルタより上流側で前記分岐通路開閉手段より下流側の分岐通路と前記エンジンの吸気通路とを連通するＥＧＲ管と、
フィルタの再生時に、前記フィルタが配設されている分岐通路を閉じる一方、前記フィルタが配設されてない分岐通路を開くように前記分岐通路開閉手段を制御する制御手段と、
フィルタの再生時に、各分岐通路が合流する合流部より下流側の排気通路の開度を調整する開度調整手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ管は、前記エンジンに設けられた過給器のコンプレッサより上流側の吸気通路に連通していることを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記エンジンの運転時間を積算し、該積算時間が所定時間以上になると、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御手段は、エンジン運転状態に応じた粒子状物質の排出流量を推定し、該排出流量の積算値が第１所定値以上になると、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
フィルタの上流側と下流側との差圧を検出する差圧検出手段をさらに含んで構成され、
前記制御手段は、検出した差圧が所定圧力以上であれば、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
前記制御手段は、フィルタの再生開始時から、エンジン運転状態に対応してフィルタから離脱する粒子状物質の離脱流量を推定し、該離脱流量の積算値が第２所定値以上になると、フィルタの再生完了時と判定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１】
エンジンの排気通路の途中を複数に分岐した分岐通路のうち、少なくとも１つの分岐通路を除いた分岐通路に配設され、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタが配設されている分岐通路では、フィルタより上流側の分岐通路を開閉し、前記フィルタが配設されてない分岐通路では、該分岐通路を開閉する分岐通路開閉手段と、
前記フィルタより上流側で前記分岐通路開閉手段より下流側の分岐通路と前記エンジンの吸気通路とを連通するＥＧＲ管と、
フィルタの再生時に、前記フィルタが配設されている分岐通路を閉じる一方、前記フィルタが配設されてない分岐通路を開くように前記分岐通路開閉手段を制御する制御手段と、
フィルタの再生時に、各分岐通路が合流する合流部より下流側の排気通路の開度を調整する開度調整手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ管は、前記エンジンに設けられた過給器のコンプレッサより上流側の吸気通路に連通していることを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記エンジンの運転時間を積算し、該積算時間が所定時間以上になると、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御手段は、エンジン運転状態に応じた粒子状物質の排出流量を推定し、該排出流量の積算値が第１所定値以上になると、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
フィルタの上流側と下流側との差圧を検出する差圧検出手段をさらに含んで構成され、
前記制御手段は、検出した差圧が所定圧力以上であれば、フィルタの再生開始時であると判定することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
前記制御手段は、フィルタの再生開始時から、エンジン運転状態に対応してフィルタから離脱する粒子状物質の離脱流量を推定し、該離脱流量の積算値が第２所定値以上になると、フィルタの再生完了時と判定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のエンジンの排気浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−５２５５３（Ｐ２０１２−５２５５３Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１２８８（Ｐ２０１１−２５１２８８）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【分割の表示】特願２００７−２５８１４６（Ｐ２００７−２５８１４６）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１日（２００７．１０．１）
【出願人】（０００００３９０８）ＵＤトラックス株式会社 (1,028)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【分割の表示】特願２００７−２５８１４６（Ｐ２００７−２５８１４６）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１日（２００７．１０．１）
【出願人】（０００００３９０８）ＵＤトラックス株式会社 (1,028)
【Ｆターム（参考）】
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