JP2003269139A - パティキュレートフィルタの再生制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廉価で、燃費悪化を防止し、特殊な運転条
件、例えば始動直後や軽負荷運転にも対応出来、各種検
出手段の異常にも対応できるようなフェールセーフ機能
を有したパティキュレートフィルタの再生制御装置の提
供。 【解決手段】 排気系（４）の途中に設けた分岐部
（５）と、該分岐部（５）の下流に並列に配置された複
数の分岐管（６、７）と、該複数の分岐管（６、７）の
各々に介装された複数のパティキュレートフィルタ（Ｆ
１、Ｆ２）と、を有するパティキュレートフィルタの再
生制御装置において、前記分岐部（５）の下流側に前記
複数の分岐管（６、７）と並列のバイパス管（Ｂ）を設
け、前記パティキュレートフィルタ（Ｆ１、Ｆ２）は上
流側に電気ヒータ（Ｆｈ１、Ｆｈ２）を、下流側にフィ
ルタ本体（Ｆｆ１、Ｆｆ２）を内装し、前記複数の分岐
管（６、７）各々の前記分岐部（５）と前記複数のパテ
ィキュレートフィルタ（Ｆ１、Ｆ２）の間の領域、及び
前記バイパス管（Ｂ）、に切替え弁（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ
ｂ）を介装している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、内燃機関の電気ヒ
ータを用いた交互再生式パティキュレートフィルタの再
生制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンで排出される排気ガ
ス中に含まれる所謂「パティキュレートマター（Ｐ
Ｍ）」を除去する為のディーゼルパティキュレートフィ
ルタ（ＤＰＦ）（以降、ディーゼルパティキュレートフ
ィルタを「ＤＰＦ」と略記する）の１方式として、電気
ヒータ式が挙げられる。

【０００３】電気ヒータ方式は、車両に搭載されるジェ
ネレータ（発電機）の容量がせいぜい２〜３ｋＷである
為、電気ヒータの容量も限られる。しかし、フィルタに
捕集した煤の燃焼には６００度の温度が必要であり、排
気全流を加熱するためには２００ｋＷ程度が必要とな
る。

【０００４】そこで、排気系に複数のＤＰＦを並列に設
け、煤が溜まったら順に切換弁を閉弁して、閉弁したＤ
ＰＦを電気ヒータで再生を行う方法が提案されている。

【０００５】そのような複数の電気ヒータ式ＤＰＦによ
るフィルタ再生（捕捉した煤の焼却）は、煤が過剰に捕
捉された時に行うと、フィルタ温度が高温になり過ぎ、
フィルタの亀裂や溶損を生じる場合がある。

【０００６】一方、煤が少量の段階で再生すると、再生
不良が生じるほか通電頻度が高まり、電力消費が増加す
る。その為エンジンを運転中に常時的確な捕集量（煤の
詰まり具合）を検知することが重要となる。

【０００７】捕集量を示す指標としては、フィルタ圧損
やエンジン回転、過給圧等から刻々の圧損係数を算出す
る方法が有効である。

【０００８】しかし、長時間のアイドリング又は低速運
転や、逆に連続高速運転等の場合、或いは各種センサの
信号異常により、捕集量の推定計算値（圧損係数）が設
定値に達する以前にフィルタ前の圧力が異常に高くなっ
た場合には、エンジンの背圧が高くなり過ぎ、燃費が悪
化することに加え、ＤＰＦケーシングや排気管の破損を
来す恐れがある。

【０００９】又、或るフィルタが再生中に、捕集中のフ
ィルタが詰まると、フィルタ前の圧力が高くなり過ぎ
て、排気ガスが切替え弁の隙間をかい潜り、再生中のフ
ィルタ側に流入する排気流量が増大する。そして、エン
ジン軽負荷時でフィルタに流入する冷排気が多くなると
フィルタ内部が冷却され、再生不良となる恐れがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、廉価
で、燃費悪化を防止し、特殊な運転条件、例えば始動直
後や軽負荷運転にも対応出来、各種検出手段の異常にも
対応できるようなフェールセーフ機能を有したパティキ
ュレートフィルタの再生制御装置の提供を目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のパティキュレー
トフィルタ「ＰＦ」の再生制御装置は、排気系（４）の
途中に設けた分岐部（５）と、該分岐部（５）の下流に
並列に配置された複数の分岐管（６、７）と、該複数の
分岐管（６、７）の各々に介装された複数のパティキュ
レートフィルタ（Ｆ１、Ｆ２）と、を有するパティキュ
レートフィルタの再生制御装置において、前記分岐部
（５）の下流側に前記複数の分岐管（６、７）と並列の
バイパス管（Ｂ）を設け、前記パティキュレートフィル
タ（Ｆ１、Ｆ２）は上流側に電気ヒータ（Ｆｈ１、Ｆｈ
２）を、下流側にフィルタ本体（Ｆｆ１、Ｆｆ２）を内
装し、前記複数の分岐管（６、７）各々の前記分岐部
（５）と前記パティキュレートフィルタ（Ｆ１、Ｆ２）
との間の領域、及び前記バイパス管（Ｂ）、に切替え弁
（Ｖ１、Ｖ２、Ｖｂ）を介装したことを特徴とする（請
求項１：図１〜図５）。

【００１２】又、本発明のパティキュレートフィルタ
「ＰＦ」の再生制御装置は、制御手段（９）と、前記パ
ティキュレートフィルタ（Ｆ１、Ｆ２）上流の圧力を検
出する圧力検出手段（Ｓｐ）と、エンジン回転数検出手
段（Ｓｎ）と過給圧検出手段（Ｓａ）とを有し、前記制
御手段（９）は、前記圧力検出手段（Ｓｐ）の出力信号
と、前記エンジン回転数検出手段（Ｓｎ）と過給圧検出
手段（Ｓａ）との検出信号とに基づいて煤の捕集量を推
定し、推定捕集量が所定値を超えた時にフィルタ（Ｆｆ
１及びＦｆ２）の切替え弁（Ｖ１及びＶ２）を切り換え
て閉弁した側の電気ヒータ（Ｆｈ１またはＦｈ２）への
通電を所定の時間行う様に制御することを特徴としてい
る（請求項２：図１、図４「捕集運転」）。

【００１３】上述の構成を有するパティキュレートフィ
ルタ「ＰＦ」の再生制御装置の制御方法は、制御手段
（９）が、前記圧力検出手段（Ｓｐ）と、エンジン回転
数検出手段（Ｓｎ）と過給圧検出手段（Ｓａ）との出力
信号に基づいて、フィルタの煤の詰まり量を推定計算
し、煤の詰まり量が所定量以上であるか否かを判定する
煤詰まり量判定工程（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）と、煤
詰まり量が所定値以上の場合に、前記切替え弁（Ｖ１、
Ｖ２）のうち一方を閉鎖し、他方を開放する様に切替え
る切替え弁切替え工程（Ｓ１４）と、煤の詰まり量が所
定値以上でない場合は、前記電気ヒータ（Ｆｈ１、Ｆｈ
２）を非通電にする通電遮断工程（Ｓ１６）とを含むこ
とが望ましい（図４「捕集運転」）。

【００１４】ここで、フィルタの煤の詰まり量を推定計
算するに際して、刻々のエンジン回転数と過給圧とから
算出される排気流量に対する（フィルタ前の）圧力値の
関係より算出することが出来る。

【００１５】上述した様な構成及び制御方法を具備する
本発明のパティキュレートフィルタの再生制御装置によ
れば、電気ヒータ（Ｆｈ１、Ｆｈ２）を内装した複数の
パティキュレートフィルタ（Ｆ１、Ｆ２）を備えている
ので、個々のパティキュレートフィルタは小型化出来、
車両への搭載も容易となる。

【００１６】フィルタ（Ｆｆ１、Ｆｆ２）の再生に際し
ては、複数のディーゼルパティキュレートフィルタ（Ｆ
１、Ｆ２）の内の１台に順に再生させればよく、従って
再生に要する電力は従来並に抑制出来、既存のジェネレ
ータが使用できる。

【００１７】制御手段（９）は、例えば、圧力検出手段
（Ｓｐ）と、エンジン回転数検出手段（Ｓｎ）と過給圧
検出手段（Ｓａ）との出力信号に基づいて、フィルタの
煤の詰まり量を推定計算し、煤詰まり量が所定値以上の
場合に、前記切替え弁（Ｖ１、Ｖ２）を切替え、煤の詰
まり量が所定量以上でない場合は、前記電気ヒータ（Ｆ
ｈ１、Ｆｈ２）を非通電にするように制御するので、煤
の過捕集によるフィルタ（Ｆｆ１、Ｆｆ２）の損傷を防
止出来る。

【００１８】又、本発明のパティキュレートフィルタ
「ＰＦ」の再生制御装置は、装備した検出手段（Ｓｐ、
Ｓｎ、Ｓａ）の出力信号の異常を検出した場合に、エラ
ー表示及び／又は警報を行うと共に、各ヒータ（Ｆｈ
１、Ｆｈ２）への通電を遮断し、バイパス弁（Ｖｂ）を
開くように制御する（請求項３：図１〜図３「フェール
セーフ」）。

【００１９】上述のパティキュレートフィルタ「ＰＦ」
の再生制御方法において、制御手段（９）は装備した検
出手段（Ｓｐ、Ｓｎ、Ｓａ）の出力信号に基づいてエラ
ー発生の有無を判断するエラー発生判断工程（Ｓ３）
と、エラー発生の場合に、エラー表示及び／又は警報を
行うエラー警報工程（Ｓ４）と、各ヒータ（Ｆｈ１、Ｆ
ｈ２）への通電を遮断するヒータ通電遮断工程（Ｓ５）
と、バイパス弁（Ｖｂ）を開くバイパス弁開放工程（Ｓ
６）、とを備えていることが好ましい。

【００２０】上述の再生制御方法では、各種の検出手段
（センサ類Ｓｐ、Ｓｎ、Ｓａ）が異常となった際に、前
記電気ヒータ（Ｆｈ１、Ｆｈ２）を非通電にするフェー
ルセーフ機能を有しているので、異常が発生した場合で
もフィルタ（Ｆｆ１、Ｆｆ２）が破損することは無い。

【００２１】又、本発明のパティキュレートフィルタ
「ＰＦ」の再生制御装置は、フィルタ（Ｆｆ１、Ｆｆ
２）再生中にパティキュレート圧損が所定値以上となっ
た場合に、バイパス弁（Ｖｂ）を開くように制御するこ
とを特徴としている（請求項４：図１、図２、図５「再
生運転」）。

【００２２】上述のパティキュレートフィルタ「ＰＦ」
の再生制御方法において、制御手段（９）はパティキュ
レートフィルタの圧損が所定値よりも大きいか否かを判
断する異常圧損判断工程（Ｓ２３）と、圧損が所定値を
超えた場合にバイパス弁（Ｖｂ）を開放するバイパス弁
開放工程（Ｓ２４）、とを備えていることが好ましい。
更に、パティキュレートフィルタ（Ｆ１、Ｆ２）上流の
温度に応じてヒータ（Ｆｈ１、Ｆｈ２）の電流をデュー
ティー制御するデューティー制御工程（Ｓ２５）と、再
生時間が所定値以上となったか否かを判定する経過時間
判定工程（Ｓ２７）と、再生時間が所定値以上となった
場合に、ヒータ（Ｆｈ１、Ｆｈ２）を非通電にする通電
遮断工程（Ｓ２８）とを含むことが好ましい（図５）。

【００２３】その様に制御される本発明のパティキュレ
ートフィルタの再生制御装置によれば、例えば一方のフ
ィルタが再生中で、再生していない（捕集中である）方
のフィルタも目詰まりやその他の不具合によって排気ガ
スの圧損（フィルタ前後の圧力差）が所定値以上となっ
た場合に、バイパス弁（Ｖｂ）を開き、バイパス管に排
気ガスを逃がすことにより、排気系の抵抗を低く押さえ
ることが出来、エンジン出力の低下を防止出来る。

【００２４】また、パティキュレートフィルタ（Ｆ１、
Ｆ２）上流の温度に応じてヒータ（Ｆｈ１、Ｆｈ２）の
電流をデューティー制御するので、消費電力を最小限に
押さえ（発電によるエンジンの消費出力の低減）、且
つ、過加熱によるフィルタ本体（Ｆｆ１、Ｆｆ２）の溶
損を防ぐことが出来る。

【００２５】前記バイパス（Ｖｂ）弁は制御信号を受信
していない場合或いは制御流体が作動していない場合に
は、常時開弁しているノーマルオープン型であるのが好
ましい（請求項５：図２）。

【００２６】そのようなバイパス弁を用いることによ
り、電気的なトラブルや、例えば作動流体である圧縮エ
ア発生源の失陥等が発生しても、排気系の閉塞及びこれ
に伴う排気系の破損は回避出来る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施形態を説明する。

【００２８】先ず、図１及び図２を参照して、第１実施
形態を説明する。エンジン１の排気マニフォルド２には
ターボチャージャ３を介して排気管４が接続されてい
る。該排気管４には分岐部５が接続され、該分岐部５に
は第１の分岐管６と、第２の分岐管７と、第１と第２の
分岐管の間にバイパス管Ｂが夫々並列に接続されてい
る。そして、前記第１の分岐管６の後端６ａと、バイパ
ス管Ｂの後端Ｂａと、前記第２の分岐管７の後端７ａと
は１本のテールパイプ８に合流する様に接続されてい
る。

【００２９】前記第１の分岐管６には、上流側に第１の
切替え弁Ｖ１が、下流側に第１のディーゼルパティキュ
レートフィルタ「ＤＰＦ」Ｆ１が介装されている。そし
て、前記第２の分岐管７には、上流側に第２の切替え弁
Ｖ２が、下流側に第２の「ＤＰＦ」Ｆ２が介装されてい
る。

【００３０】バイパス管Ｂの前記分岐部５の近傍にはバ
イパス弁Ｖｂが介装されている。該バイパス弁Ｖｂは、
後述の作動用エアシリンダＣｂに圧縮エアが作用してい
ない場合には、例えば図示しないリターンスプリングの
反力によって機械的に開弁しているノーマルオープン型
である。

【００３１】前記第１の「ＤＰＦ」Ｆ１には、「ＤＰ
Ｆ」を構成する第１のケーシングＦａ１の上流側に第１
の電気ヒータＦｈ１を、下流側に第１のフィルタ本体Ｆ
ｆ１を内装している。又、前記第２の「ＤＰＦ」Ｆ２に
は、「ＤＰＦ」を構成する第２のケーシングＦａ２の上
流側に第２の電気ヒータＦｈ２を、下流側に第２のフィ
ルタ本体Ｆｆ２を内装している。

【００３２】前記分岐部５にはフィルタ上流圧を検出す
る検出手段である圧力センサＳｐが取り付けられてい
る。又、前記エンジン１にはエンジン回転数を検出する
エンジン回転センサＳｎと過給圧センサＳａとが取り付
けられている。そして該圧力センサＳｐと該エンジン回
転センサＳｎは共に入力信号ラインＬｉによって制御手
段であるＤＰＦコントローラ９に接続されている。

【００３３】前記第１の切替え弁Ｖ１には第１のソレノ
イド弁ＳＶ１を介装した第１の（切替え弁作動用）エア
供給ラインＬａ１が連通している。又、前記第２の切替
え弁Ｖ２には第２のソレノイド弁ＳＶ２を介装した第２
の（切替え弁作動用）エア供給ラインＬａ２が連通して
いる。そして、前記バイパス弁Ｖｂにはバイパス用ソレ
ノイド弁Ｓｂを介装したバイパス切替え作動用エア供給
ライン（以降、略してバイパス切替エアラインという）
Ｌａｂが連通している。

【００３４】ここで、各切替え弁Ｖ１、Ｖ２及びバイパ
ス弁ＶｂはエアシリンダＣ１、Ｃ２、Ｃｂを備えてお
り、該エアシリンダＣ１、Ｃ２、Ｃｂにエアを供給する
ことによるシリンダの作動で弁の開閉が行われる。

【００３５】前記第１のソレノイド弁ＳＶ１、第２のソ
レノイド弁ＳＶ２、及びバイパス用ソレノイド弁Ｓｂは
出力信号ラインＬｏによって前記ＤＰＦコントローラ９
に接続されている。

【００３６】又、前記第１の電気ヒータＦｈ１及び第２
の電気ヒータＦｈ２は、前記ＤＰＦコントローラ９を介
してバッテリー３０の電力、又はエンジン１によって駆
動されるジェネレータ２０で発電された電力を電力供給
ラインＬｅ、Ｌｄによって供給される。

【００３７】前記第１のフィルタ本体Ｆｆ１の直前、及
び第２のフィルタ本体Ｆｆ２の直前には夫々フィルタの
温度を検出するための第１の温度センサＴ１、及び第２
の温度センサＴ２とが設置され、共に信号ラインＬｔに
よってＤＰＦコントローラ９に接続されている。

【００３８】ここで、バイパス弁の制御回路は図２に示
すようにＤＰＦコントローラ９の主電源がＯＮ（イグニ
ションスイッチＮＯ）時で、且つバイパス弁閉鎖の制御
信号が発信された時にノーマルクローズド（常時は閉
鎖）のバイパス用ソレノイド弁Ｓｂに通電する（ソレノ
イド弁は開放し、従ってソレノイドから先にエアが供給
される）ことにより、ノーマルオープン（常時は開放）
のバイパス弁Ｖｂを閉鎖する様に構成されている。

【００３９】即ち、電気系統のトラブルによる電源遮断
でも、エア源の不作動でも、バイパス弁は開放されるの
で、排気系の閉塞は回避出来る。換言すれば、フェール
セーフが保証される。

【００４０】図３を参照して実施形態の制御方法である
メイン制御ルーチンについて説明する。

【００４１】ステップＳ１において、前述の如くＤＰＦ
コントローラ９の主電源がＯＮとなり、且つバイパス弁
Ｖｂ閉鎖の制御信号が発信される。即ち、ノーマルクロ
ーズドのバイパス用ソレノイド弁Ｓｂに通電するので、
ソレノイド弁Ｓｂを介してエアがノーマルオープンのバ
イパス弁Ｖｂに供給され、ノーマルオープンのバイパス
弁Ｖｂは閉鎖する。

【００４２】換言すれば、第１又は第２の何れかのパテ
ィキュレートフィルタで捕集、または、再生の何れかが
行われている。

【００４３】次のステップＳ２において、ＤＰＦコント
ローラ９は各検出手段Ｓｐ、Ｓｎ、Ｓａからのデータで
あるパラメータを読込み、ステップＳ３に進む。

【００４４】ステップＳ３では、ＤＰＦコントローラ９
はエラー又は異常が発生しているか否かを判断して、発
生している場合（ステップＳ３のＹＥＳ）は、ステップ
Ｓ４に進み、発生していなければ（ＮＯ）、ステップＳ
７に進む。

【００４５】ステップＳ４ではＤＰＦコントローラ９
は、エラー表示を行い、警告を例えば図示しないアラー
ムを作動させることで行い、次のステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、双方の「ＤＰＦ」のヒータＦｈ１、
Ｆｈ２への通電を遮断する。

【００４６】次のステップＳ６では制御手段９は、バイ
パス用ソレノイド弁Ｓｂへの通電を停止することによ
り、供給エアが遮断され、ノーマルオープンのバイパス
弁Ｖｂが開放され、制御は元に戻る。

【００４７】ステップＳ７では、ＤＰＦコントローラ９
は、エンジン回転センサＳｎからの情報に基づき、エン
ジンが回転中であるか否かを判断する。回転中であれば
（ステップＳ７のＹＥＳ）、ステップＳ８に進み、回転
中でない場合（ステップＳ７のＮＯ）は、前述のステッ
プＳ５以降の制御を行う。

【００４８】ステップＳ８では、ＤＰＦコントローラ９
は、第１、第２の何れかの「ＤＰＦ」が再生中であるか
否かを判断する。再生中であれば（ステップＳ８のＹＥ
Ｓ）、フィルタ再生運転にセットして制御を終了する。
再生中でない場合（ステップＳ８のＮＯ）は、捕集運転
にセットして制御を終了する。

【００４９】その様な構成及び制御方法を有する第１実
施形態のディーゼルパティキュレートフィルタの再生制
御装置によれば、電気ヒータＦｈ１、Ｆｈ２を内装した
複数の「ＤＰＦ」Ｆ１、Ｆ２を備えているので、個々の
「ＤＰＦ」は小型化出来、車両への搭載も容易となる。

【００５０】また、フィルタＦｆ１、Ｆｆ２の再生に際
しては、「ＤＰＦ」Ｆ１、Ｆ２の内の１台に順に再生さ
せればよく、従って再生に要する電力は従来並に抑制出
来、既存の（当該パティキュレートフィルタの再生装置
を備えていないエンジンの）ジェネレータが使用出来
る。

【００５１】また、各種のセンサ類Ｓｐ、Ｓｎが異常と
なった際に、前記電気ヒータＦｈ１、Ｆｈ２を非通電に
するフェールセーフ機能を有しているので、異常が発生
した場合でもフィルタＦ１、Ｆ２の破損を防止出来る。

【００５２】更に、バイパス弁の制御回路は制御手段９
の主電源がＯＮ時に、バイパス弁閉鎖の制御信号が発信
され、ノーマルクローズドのバイパス用ソレノイド弁Ｓ
ｂと、ノーマルオープンのバイパス弁Ｖｂを用いること
により、電気系統のトラブルによる電源遮断でも、エア
源の不作動でも、バイパス弁は開放され、排気系の閉塞
は回避出来る。換言すれば、フェールセーフが常時保証
されている。

【００５３】次は、図４を用い、図１中におけるサブル
ーチンである捕集運転中の制御を説明する。

【００５４】ステップＳ１１においてＤＰＦコントロー
ラ９は、煤の詰まり量が所定値を超えているか否かを判
断する。所定値を越えていれば（ステップＳ１１のＹＥ
Ｓ）、ステップＳ１４まで進み、超えていなければ（ス
テップＳ１１のＮＯ）、ステップＳ１２に進む。

【００５５】ステップＳ１２においてＤＰＦコントロー
ラ９は、前記圧力センサＳｐからの情報に基づき、フィ
ルタ本体Ｆｆ１又はＦｆ２の圧損が第１の所定値を超え
ているか否かを判断する。超えていれば（ステップＳ１
２のＹＥＳ）、ステップＳ１４に進み、超えていなけれ
ば（ステップＳ１２のＮＯ）、ステップＳ１３に進む。

【００５６】ここで、第１の所定値とは、登坂時や高速
・高負荷時等排圧が高くなると燃費が悪化するが、問題
とするべき悪化程度でのフィルタの圧損の値を示す。

【００５７】ステップＳ１３では、ＤＰＦコントローラ
９は、捕集運転継続時間が所定値を超えているか否かを
判断し、超えていれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、ス
テップＳ１４に進み、超えていなければ（ステップＳ１
３のＮＯ）、ステップＳ１６に進む。尚、ステップＳ１
３は例えば、エンジン排気流量及び圧力が低く、検出精
度が低い領域、即ち煤が溜まっていることが検出し難い
領域で運転する場合等に適用されるのがよい。

【００５８】ステップＳ１４においてＤＰＦコントロー
ラ９は、前記第１の切替えバルブＶ１或いは第２の切替
えバルブＶ２が開いている場合には閉鎖する様に切替え
る（閉じている方は開く）。そしてステップＳ１５に進
み、「ＤＰＦ」Ｆ１又はＦ２の内、閉弁した方を再生運
転にセットする。

【００５９】ステップＳ１６では、ＤＰＦコントローラ
９は、電気ヒータＦｈ１又はＦｈ２への通電を遮断し
て、制御は元に戻る。

【００６０】このような制御を行うディーゼルパティキ
ュレートフィルタの再生制御装置によれば、圧力検出手
段Ｓｐと、エンジン回転数検出手段Ｓｎと過給圧検出手
段Ｓａとの出力信号に基づいて、フィルタの煤の詰まり
量を推定計算し、煤詰まり量が所定値以上の場合に、前
記切替え弁Ｖ１、Ｖ２を切替え、煤の詰まり量が所定量
以上でない場合は、前記電気ヒータＦｈ１、Ｆｈ２を非
通電にするように制御するので、煤の過捕集によるフィ
ルタＦ１、Ｆ２の損傷を防止出来る。

【００６１】次に、図５を用い、図１中のサブルーチン
であるフィルタ再生運転の制御を説明する。

【００６２】ステップＳ２１において、前記温度センサ
Ｔ１（又はＴ２）によってフィルタ本体Ｆｆ１（又はＦ
ｆ２）前端部の温度を検出する。

【００６３】次のステップＳ２２において、フィルタＦ
ｆ１又はＦｆ２前後の圧力差である圧損を検出する。
尚、フィルタ前の圧力と大気圧を検出すればフィルタ圧
損の近似値が求められる。

【００６４】次のステップＳ２３において、「ＤＰＦ」
コントローラ９はフィルタ圧損が第２の所定値（捕集中
のフィルタにおいて、前回の再生が不良で圧損が上昇）
よりも大きいか否かを判断し、大きければ（ステップＳ
２３のＹＥＳ）、ステップＳ２４に進み、大きくなけれ
ば（ステップＳ２４のＮＯ）、ステップＳ２５まで進
む。

【００６５】ステップＳ２４では、制御手段９は、バイ
パス用ソレノイド弁Ｓｂへの通電を停止することによ
り、供給エアが遮断され、ノーマルオープンのバイパス
弁Ｖｂが開放され、次のステップＳ２５に進む。

【００６６】ステップＳ２５では、ＤＰＦコントローラ
９はステップＳ２１で検出された温度に応じて電気ヒー
タＦｈ１又はＦｈ２の電流値をデューティ制御する。

【００６７】次のステップＳ２６において、ＤＰＦコン
トローラ９は「再生中」の信号を出力して（例えば図示
しない「再生中」のインジケータを点灯させ）次のステ
ップＳ２７に進む。

【００６８】ステップＳ２７ではＤＰＦコントローラ９
は、再生の経過時間が所定値を超えたか否かを判断す
る。所定値を超えていれば（ステップＳ２７のＹＥ
Ｓ）、ステップＳ２８に進み、所定値を超えていなけれ
ば（ステップＳ２７のＮＯ）、ステップＳ２２に戻る。

【００６９】ステップＳ２８では、電気ヒータＦｈ１又
はＦｈ２への通電を遮断して、次のステップＳ２９に進
み、バイパス用ソレノイド弁Ｓｂに通電することによ
り、ソレノイド弁Ｓｂを介してエアがノーマルオープン
のバイパス弁Ｖｂに供給され、ノーマルオープンのバイ
パス弁Ｖｂは閉鎖する。そして制御は元に戻る。

【００７０】このような制御を行うディーゼルパティキ
ュレートフィルタの再生制御装置によれば、双方のフィ
ルタＦ１、Ｆ２共目詰まりによって圧損が増加しても、
排気をバイパス管Ｂ側に逃がすことが出来るので、排気
系の破損や、排気抵抗の上昇及び排気抵抗の上昇による
エンジン出力の低下を防止出来る。

【００７１】また、「ＤＰＦ」Ｆ１、Ｆ２上流の温度に
応じてヒータの電流をデューティー制御するので、消費
電力を最小限に押さえ、且つ、過加熱によるフィルタ本
体Ｆｆ１、Ｆｆ２の溶損を防ぐことが出来る。

【００７２】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を
付記する。例えば、本実施形態ではディーゼルエンジン
のディーゼルパティキュレートフィルタを例示している
が、他の内燃機関に対しても適用可能である。

【００７３】

【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に記す。 （ａ） 電気ヒータを内装した複数のディーゼルパティ
キュレートフィルタを備えているので、個々のディーゼ
ルパティキュレートフィルタは小型化出来、車両への搭
載も容易となる。 （ｂ） フィルタの再生に際しては、複数のディーゼル
パティキュレートフィルタの内の１台に順に再生させれ
ばよく、従って再生に要する電力は従来並に抑制出来、
既存のジェネレータが使用できる。 （ｃ） 圧力検出手段と、エンジン回転数検出手段との
出力信号に基づいて、フィルタの煤の詰まり量を推定計
算し、煤の詰まり量が所定量以上でない場合は、電気ヒ
ータを非通電にするように制御するので、煤の過捕集に
よるフィルタの損傷を防止出来る。 （ｄ） 各種の検出手段が異常となった際に、前記電気
ヒータを非通電にするフェールセーフ機能を有している
ので、異常が発生した場合でもフィルタの破損を防止出
来る。 （ｅ） ノーマルオープンのバイパス弁Ｖｂを使用する
ことにより、電気系統のトラブルによる電源遮断でも、
エア源の不作動でも、バイパス弁は開放され、排気系の
閉塞は回避出来る。即ち、フェールセーフは常時保証さ
れる。 （ｆ） フィルタの圧損が所定値以上となった場合に、
バイパス弁を開き、バイパス管に排気ガスを逃がすこと
により、排気系の抵抗を低く押さえることが出来、エン
ジン出力の低下を防止出来る。 （ｇ） パティキュレートフィルタ上流の温度に応じて
ヒータの電流をデューティー制御するので、消費電力を
最小限に押さえ、且つ過加熱によるフィルタ本体の溶損
を防ぐことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の実施形態におけるバイパス弁の制御回
路図の部分図。

【図３】本発明の制御方法を示す制御メインルーチンの
フローチャート。

【図４】本発明の実施形態の制御方法を示す制御サブル
ーチンのフローチャート。

【図５】本発明の実施形態の制御方法を示す制御サブル
ーチンのフローチャート。

【符号の説明】

１・・・エンジン ２・・・排気マニフォルド ４・・・排気管 ５・・・分岐部 ６・・・第１の分岐管 ７・・・第２の分岐管 ９・・・ＤＰＦコントローラ Ｂ・・・バイパス管 Ｆ１、Ｆ２・・・第１、第２のＤＰＦ Ｆｆ１、Ｆｆ２・・・第１、第２のフィルタ本体 Ｆｆ１、Ｆｆ２・・・第１、第２の電気ヒータ Ｖ１、Ｖ２・・・第１、第２の切替え弁 Ｖｂ・・・バイパス弁 Ｓｎ・・・エンジン回転センサ Ｓｐ・・・ＤＰＦ上流圧力センサＳｐ Ｓａ・・・エンジン過給圧センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/02 Ｆ０１Ｎ 3/02 ３４１Ｍ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４Ｚ (72)発明者 小 池 尚 道 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)発明者 赤 川 久 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA24 BA33 CA01 CA03 DA28 FA00 FA12 FA33 3G090 AA02 BA04 CA01 CB12 CB22 CB24 DA01 DA03 DA18

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気系の途中に設けた分岐部と、該分岐
   部の下流に並列に配置された複数の分岐管と、該複数の
   分岐管の各々に介装された複数のパティキュレートフィ
   ルタと、を有するパティキュレートフィルタの再生制御
   装置において、前記分岐部の下流側に前記複数の分岐管
   と並列のバイパス管を設け、前記パティキュレートフィ
   ルタは上流側に電気ヒータを、下流側にフィルタ本体を
   内装し、前記複数の分岐管各々の前記分岐部と前記パテ
   ィキュレートフィルタとの間の領域、及び前記バイパス
   管、に切替え弁を介装したことを特徴とするパティキュ
   レートフィルタの再生制御装置。
2. 【請求項２】 制御手段と、前記パティキュレートフィ
   ルタの上流の圧力を検出する圧力検出手段と、エンジン
   回転数検出手段とエンジン過給圧検出手段とを有し、前
   記制御手段は、前記圧力検出手段の出力信号と、前記エ
   ンジン回転数検出手段の検出信号と過給圧とに基づいて
   パティキュレート捕集量を推定し、推定捕集量が所定値
   を超えた時に切替え弁を切り換えて閉弁した側の電気ヒ
   ータへの通電を行う様に制御することを特徴とする請求
   項１のパティキュレートフィルタの再生制御装置。
3. 【請求項３】 装備した検出手段の出力信号の異常を検
   出した場合に、エラー表示及び／又は警報を行うと共
   に、各ヒータへの通電を遮断し、バイパス弁を開くよう
   に制御することを特徴とする請求項１及び請求項２のパ
   ティキュレートフィルタの再生制御装置。
4. 【請求項４】 フィルタ再生中にパティキュレート圧損
   が所定値以上となった場合に、バイパス弁を開くように
   制御することを特徴とする請求項１及び、請求項２及び
   /又は請求項３のパティキュレートフィルタの再生制御
   装置。
5. 【請求項５】 前記バイパス弁は制御信号を受信してい
   ない場合、或いは制御流体が作動していない場合には、
   常時開弁しているノーマルオープン型であることを特徴
   とする。