JPH0633737A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力センサの故障，再生装置の不具合，制御
弁の故障等を検知し，エンジントラブルの発生を極力抑
制することができる排気浄化装置を提供すること。 【構成】 複数の排気用分岐通路４，５，フィルタ２，
３，再生装置２５を有する。分岐通路４，５を導通，遮
断させる制御弁１０，１１と制御弁１０より上流に設け
たメイン圧力センサ９と，フィルタ２，３の前後に設け
た分岐圧力センサＳＰ１〜ＳＰ４と，コントローラ１２
とを有する。分岐通路４，５のいずかに異常が生じたと
きは，他の正常な分岐通路４，５で排気を行なう。全て
の分岐通路４，５が異常のとき又はメイン圧力センサ９
の出力が異常のときは全ての分岐通路４，５を導通させ
る。各種の異常に対しては警報を発することがより好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，排気ガス中に含まれる
パティキュレートを複数のフィルタで捕集除去する内燃
機関の排気浄化装置であって，フィルター，センサー，
制御弁等の異常時においても極力エンジンを停止させな
いように作動する排気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来技術】自動車等の内燃機関，特に，ディーゼル機
関の排気ガス中には，カーボンを主成分とする排気微粒
子（パティキュレート）が含まれており，排気黒煙の原
因となっている。環境汚染の観点からはこのパティキュ
レートは除去することが望ましく，近年，ディーゼル機
関の排気通路にセラミック製のフィルタを配置し，ディ
ーゼルパティキュレートをこのフィルタによって除去す
ることが提案されている。

【０００３】図１０は排気通路８２の途中に分流後合流
する２つの分岐通路８３，８４を備え，各分岐通路８
３，８４の中にそれぞれパティキュレート捕集フィルタ
（以後，単にパティキュレートフィルタ，或いはフィル
タという）８３１，８４１を備えた，従来の内燃機関の
排気浄化装置８０の概略構成を示すものである。

【０００４】このような内燃機関の排気浄化装置８０で
は，排気ガス（図１０太い矢印）を２つに分流してパテ
ィキュレートフィルタ８５，８６によって排気ガス中の
パティキュレートを捕集する。そして，パティキュレー
トが所定量捕集されると，パティキュレートフィルタ８
５，８６を排気経路から切り離し，電気ヒータ８３２，
８４２に通電する。これにより，捕集されたパティキュ
レートに着火すると共に，図示しない電気エアポンプか
ら２次空気のような再生ガス（図１０破線矢印）を流し
てパティキュレートを燃焼させる再生処理が行われる。

【０００５】この再生処理は一般に，フィルタ前後の圧
力損失を圧力センサ８２１，８２２を用いて検出し，検
出した圧力損失が所定値以上になった時に，片方のフィ
ルタ毎に個別に実行される。また，排気通路８２の分岐
地点８５にバタフライ弁等の制御弁８６を設け２つの分
岐通路８３，８４の導通及び排気量を制御する方法も提
案されている。

【０００６】

【解決しようとする課題】しかしながら，従来例では圧
力センサ８２１，８２２が故障した場合，制御弁８６が
故障した場合，または再生処理において電気ヒーター８
３２，８４２等が故障した場合の制御上の対策がなされ
ていない。すなわち，従来例では圧力センサ８２１，８
２２の圧力差を用いて制御しているため，たとえば両方
の圧力センサ８２１，８２２が故障しその出力が共に過
大となった場合には圧力差は変化しないから異常とは判
断しない。

【０００７】このような場合には実際には再生処理が必
要な場合であっても再生処理が行われずフィルターの使
用が継続される。また，電気ヒーター８３１，８３２が
故障すれば，再生指令を発しても再生処理が適切に行わ
れないので，排気が滞るなどの不具合をもたらす。

【０００８】また，制御弁８６が故障すれば，分岐通路
８３，８４の切換や排気量の制御が適切に行われないの
で，排気が正常には行われない。上記のいずれの場合に
も，その結果エンジントラブルを引き起す恐れが強い。
本発明は，上記従来の問題点に鑑み，圧力センサーの故
障，再生装置の不具合，制御弁の故障等を検知し，上記
のような不具合の発生に対してエンジントラブルの発生
を極力抑制することができる排気浄化装置を提供しよう
とするものである。

【０００９】

【課題の解決手段】本発明は，内燃機関の排気通路に設
けられ，分岐後に合流する複数の分岐通路と，各分岐通
路内に設けたパティキュレート捕集用のフィルタと，フ
ィルタに捕集されたパティキュレートを処理する再生装
置とを有する内燃機関の排気浄化装置において，該排気
浄化装置は，上記各分岐通路を排気通路に導通または遮
断させる制御弁と，上記制御弁より上流に配設したメイ
ン圧力センサと，各分岐通路において上記フィルタの入
口及び出口にそれぞれ設けた分岐圧力センサと，上記メ
イン圧力センサ，各分岐圧力センサ，制御弁，再生装置
とに連結されたコントローラとを有し，上記分岐圧力セ
ンサおよび上記メイン圧力センサの圧力信号が異常値で
あるか，又は再生処理後における分岐圧力センサの圧力
差が異常値であるか，のいずれかであるときは，上記制
御弁を制御し，各分岐通路と排気通路との導通を所定の
状態になるように上記コントローラを作動させることを
特徴とする排気浄化装置にある。

【００１０】本発明の排気浄化装置は複数の分岐通路を
有し，各分岐通路にはフィルタが装着されている。ま
た，フィルタに捕集されたパティキュレートを処理して
フィルターを再生させる再生装置を有している。また，
各分岐通路をそれぞれ別個に排気通路に導通させてパテ
ィキュレートの捕集を行なわせ，また別個に排気通路か
ら遮断してパティキュレートの捕集を停止させる制御弁
を設けている。

【００１１】該制御弁の上流すなわちエンジン側にはエ
ンジンからの排気圧力を検出するメイン圧力センサが設
けられている。また各フィルタの入口すなわち上流側と
出口即ち下流側には分岐通路における排気圧力を検出す
る分岐圧力センサがそれぞれ設けられている。更に，上
記各部材に連結し検出信号や制御信号を受授するコント
ローラが設けられている。

【００１２】上記コントローラは，分岐通路に設けられ
た分岐圧力センサの圧力信号が異常高あるいは異常低又
は逆差圧など異常値を示す場合には，該分岐通路を遮断
しパティキュレートの捕集動作を停止させる。そして他
の正常な分岐通路を導通させるように作動する。また，
コントローラは再生処理後のフィルタの分岐圧力センサ
の圧力差が異常であるときには同様に上記フィルタを有
する分岐通路を遮断し，他の正常な分岐通路を導通させ
るように作動する。

【００１３】しかし，すべての分岐通路において圧力信
号が異常値を示すときは，全ての分岐通路を導通させる
ことが好ましい。すなわち，いずれの分岐通路において
も分岐圧力センサの圧力信号が異常値であるかあるいは
再生処理後の圧力差の値が異常値であるかいずれかであ
るときは，全ての分岐通路を導通させて，排気を渋滞さ
せないことが好ましい。

【００１４】また，メイン圧力センサが異常に高い値を
示しているときは，排気が滞っていてエンジンが停止す
るおそれが強い。従って全てのフィルタを導通させ，極
力排気の促進を図ることが望ましい。また，メイン圧力
センサの異常な圧力高は，制御弁の弁の固着等制御弁の
故障から生ずることが多いから，コントローラの作動も
停止することが好ましい。コントローラが適正な制御判
断をしてもアクチュエータである制御弁の動作が正しく
行なわれなければ不適切な制御結果を招く恐れが強いか
らである。

【００１５】更に，コントローラには警報装置を具備さ
せて，上記のように各部が異常値を示したときには警報
を出すことが好ましい。これによって早期の修復を可能
にすると共に，安全運転にも寄与することができるから
である。また，上記制御弁は，あるべき制御指令が全く
なくなってしまった場合，もしくは制御弁の操作駆動力
が失われた場合には，各フィルタを導通させる方向に作
動することが好ましい。上記のように制御弁を動作させ
る環境が失われた場合にも排気を遮断しないように作動
してエンジンを停止させないことが好ましいからであ
る。

【００１６】

【作用及び効果】本発明においては，コントローラは，
フィルタの前後の圧力差（圧力損失）の他に，各分岐圧
力センサ単独の圧力値を監視している。分岐圧力センサ
単独の圧力値が全数にわたって同様の異常値を示す場合
には，排気浄化装置自体の故障による排気渋滞であるこ
とが考えられる。しかし，部分的に異常な値を示す場合
には，分岐圧力センサ自体の故障である確率が高い。

【００１７】一般にセンサが故障した場合には，出力が
低下したり，過大になるなどの異常値を示すことが多い
からである。本発明のコントローラは分岐圧力センサ個
別の圧力値を監視しているから，上記のような分岐圧力
センサの故障の検知が可能である。

【００１８】また，フィルタの再生処理を行なった場合
には，再生前よりフィルタの入口と出口の圧力差は大幅
に低下する。しかし，ヒーターの故障などにより再生処
理が的確に行なわれないときは，差圧が低下しないなど
再生前後の圧力差の変化の態様が異常となる。コントロ
ーラは，再生処理後のフィルタ前後の圧力差を再生前と
比較監視しており，上記のような再生処理の不具合を検
知することができる。

【００１９】一方，上記制御弁は各分岐通路を独立して
別個に排気通路に導通，遮断することができる。従っ
て，一部分の分岐通路に不具合が生じた場合には，ただ
ちに該不具合分岐通路を遮断して他の正常な分岐通路を
導通させて排気浄化を行なわせ，正常な排気処理を継続
させる。また，全体に関わるような不具合に対しては，
全ての分岐通路を導通させて最大限排気を促進するよう
制御することが可能である。

【００２０】コントローラは一部の分岐通路が異常値を
示すときには，該異常な分岐通路を遮断して正常値を示
す分岐通路を導通させるよう作動する。一方，正常な圧
力値及び圧力損失を示す分岐通路が存在しないときは，
全ての分岐通路を導通させる。これにより，フェイルセ
イフを図ることができ，また運転継続の見地からも好ま
しい。

【００２１】また，前記のように制御弁が固着するなど
の制御弁が故障した場合には，メイン圧力センサの圧力
が異常に高くなることが多い。このような制御弁の故障
を検知した場合には，全ての分岐通路を導通させ極力排
気が滞らないように制御する。上記のように，本発明に
よれば，圧力センサの故障，ヒーター故障等の再生装置
の不具合，制御弁の故障等を検知し，各不具合の発生に
対してエンジントラブルの発生を極力制御することがで
きる排気浄化装置を提供することができる。

【００２２】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明による逆流交互再生ディアル
フィルタタイプの排気浄化装置の実施例の概略的構成を
示すものである。この実施例の内燃機関の排気浄化装置
では，図示しないエンジンからの排気ガスを導く排気通
路１は，分岐部ａにおいて分岐通路４，５に分岐され，
その後に合流部ｂにおいて合流されてマフラー６に接続
される。

【００２３】分岐通路４，５の途中には，排気ガス中の
パティキュレートを捕集するためにそれぞれ第１フィル
タ２及び第２フィルタ３が設けられている。この第１フ
ィルタ２及び第２フィルタ３としては，多数のフィルタ
セルを備えたハニカムフィルタが使用され，各フィルタ
セルの排気上流端と下流端は交互にプラグによって栓詰
めされている。従って，この第１フィルタ２及び第２フ
ィルタ３に流れ込んだ排気ガス中のパティキュレート
は，排気ガスがフィルタセルの壁面を通過する際にフィ
ルタセルに捕集される。

【００２４】また，分岐通路４及び５内の第１，第２フ
ィルタ２，３の上流側及び下流側には，それぞれ分岐圧
力センサＳＰ１〜ＳＰ４が設けられている。そして，第
１フィルタ２の入口及び出口の圧力が分岐圧力センサＳ
Ｐ１とＳＰ２によりコントローラ１２に入力されてい
る。同様に，第２フィルタ３の入口及び出口の圧力が分
岐圧力センサＳＰ３とＳＰ４によりコントローラ１２に
入力されている。コントローラ１２はこの圧力信号によ
って圧力差（圧力損失）を求め第１，第２フィルタ２，
３の再生時期を決定する。

【００２５】一方，第１，第２フィルタ２，３の出口端
面近傍，或いは出口端部の栓部材（図示せず）にはフィ
ルタ再生時，フィルタを加熱してパティキュレートに着
火する電気ヒータ１５及び１６が設けられており，これ
ら電気ヒータ１５，１６の一端は接地され，他端はコン
トローラ１２によって制御されるスイッチＳＷ１，ＳＷ
２を介してバッテリ８１に接続されている。

【００２６】この第１，第２フィルタ２，３の再生時に
は，電気ヒータ１５あるいは１６に通電すると共に，通
電が行なわれた側の第１フィルタ２あるいは第２フィル
タ３の出口側から再生ガスを流し，燃焼ガスをその入口
側から排出する必要がある。従って，この実施例では，
分岐通路４，５の合流部ｂに再生用ガス供給口２２が設
けられており，この再生用ガス供給口２２には，途中に
チェック弁２１の設けられた再生ガス供給通路７を通じ
て電動エアポンプ２０から再生ガスとして２次空気が供
給されるようになっている。

【００２７】この電動エアポンプ２０とチェック弁２１
は共に制御回路１２によって駆動制御される。また，分
岐通路４，５の分岐部ａに再生用ガス排出口１８が設け
られており，この再生用ガス排出口１８には，一端が大
気に開放され，途中にチェック弁１９の設けられた再生
ガス排出通路１７が接続されている。このチェック弁１
９もコントローラ１２によって駆動制御される。

【００２８】そして，再生用ガス排出口１８が開口する
分岐部ａには，分岐部ａの上流側の排気通路１，分岐通
路４，５，および再生用ガス排出口１８の接続を切り換
える第１制御弁１０が設けられている。一方，再生ガス
供給口２２が開口する合流部ｂには，合流部ｂの下流側
の排気通路１，分岐通路４，５，および再生用ガス供給
口２２の接続を切り換える第２制御弁１１が設けられて
いる。また，第１制御弁１０の上流側の排気管１内には
メイン圧力センサ９が設けられている。

【００２９】この第１，第２制御弁１０，１１は共にコ
ントローラ（ＥＣＵ）１２とダイアフラム式アクチュエ
ータ１３及び１４によって駆動されるようになってい
る。例えば，コントローラ１２からのアクチュエータ駆
動信号出力により，第１制御弁１０に連結されたロッド
１３ａを引くようにアクチュエータ１３が作動すれば，
第１制御弁１０は図２の破線位置イ側に移動する。また
ロッド１３ａを押すようにアクチュエータ１３が作動す
れば，第１制御弁１０は破線位置ロ側に移動する。

【００３０】この動作はダイアフラム式アクチュエータ
１４がロッド１４ａを移動させる場合も同様である。
尚，前述の第１制御弁１０及び第２制御弁１１を作動さ
せるダイアフラム式アクチュエータ１３，１４への負圧
導入は，コントローラ１２によって開閉制御される負圧
切換弁２３及び２４によってなされる。

【００３１】図２及び図３はこれら第１の制御弁１０と
第２の制御弁１１の実際の構成の一例を示すものであ
る。第１の制御弁１０および第２の制御弁１１には例え
ばバタフライ弁が使用される。再生用ガス排出口１８お
よび再生ガス供給口２２の開口部の近傍に設けられた回
転軸１０ａ，１１ａを中心に弁体１０ｂ１１ｂが回動す
る。これにより，再生用ガス排出口１８および再生ガス
供給口２２を分岐通路４，５の何れか一方側に開口させ
ることができるようになっている。なお，通常時の動作
においては制御弁１０，１１の弁体１０ｂ，１１ｂはイ
又はロのいずれかに位置している。

【００３２】これら第１の制御弁１０と第２の制御弁１
１のパティキュレートの捕集時の位置，第１，第２フィ
ルタ２，３の再生時の位置，およびこれらの制御弁１
０，１１の動作に伴うチェック弁１９，２１，電気ヒー
タ１５，１６，および電動エアポンプ２０の通常時の動
作は，次のようになされる。

【００３３】（１） 分岐通路４によるパティキュレー
ト捕集時 第１制御弁１０，第２制御弁１１共に破線位置ロを占め
るように作動し，排気管１を流れてきた排気ガスを分岐
通路４に流し，第１フィルタ２を通過した後の排気ガス
がマフラー６に流れるようにする。この時，チェック弁
１９と２１は閉弁状態にある。電気ヒータ１５，１６は
オフであり，電動エアポンプ２０もオフである。

【００３４】（２） 分岐通路５によるパティキュレー
ト捕集時 第１制御弁１０，第２制御弁１１共に点線位置イを占め
るように作動し，排気管１を流れてきた排気ガスを分岐
通路５に流す。その他は上記（１）と同様である。

【００３５】（３） 第１フィルタ２の再生時 第１制御弁１０，第２制御弁１１共に破線位置イを占め
るように作動し，排気管１を流れてきた排気ガスは分岐
通路５に流し，第２フィルタ３を通過した後の排気ガス
がマフラー６に流れている。この時，チェック弁１９と
２１は開弁状態にあり，再生用ガス排出口１８は分岐部
ａにおいて分岐通路４内に開口し，再生ガス供給口２２
は合流部ｂにおいて分岐通路４内に開口する。よって電
動ポンプ２０から供給される２次空気は再生ガス供給口
２２から分岐通路５内に入り，ヒータ１５が所定時間オ
ンすることによって着火した第１フィルタ２のパティキ
ュレートの燃焼を助けてその燃焼ガスが再生用ガス排出
口１８，再生ガス排出通路１７を経て大気に排出され
る。

【００３６】（４） 第２フィルタ３の再生時 第１制御弁１０，第２制御弁１１共に破線位置ロを占め
るように作動し，排気管１を流れてきた排気ガスは分岐
通路４に流し，第１フィルタ２を通過した後の排気ガス
がマフラー６に流れている。この時，チェック弁１９と
２１は開弁状態にあり，再生用ガス排出口１８は分岐部
ａにおいて分岐通路５内に開口し，再生ガス供給口２２
は合流部ｂにおいて分岐通路５内に開口する。

【００３７】よって電動ポンプ２０から供給される２次
空気は再生ガス供給口２２から分岐通路５内に入り，ヒ
ータ１５が所定時間オンすることによって第２フィルタ
３のパティキュレートの燃焼を助けてその燃焼ガスが再
生用ガス排出口１８，再生ガス排出通路１７を経て大気
に排出される。

【００３８】次に，異常時を含む本装置の動作を図４〜
図９を用いて説明する。ここでＦＬＡＧ１＝１は第１の
フィルタ２側の故障すなわち，圧力センサＳＰ１，ＳＰ
２，またはヒータ１５が故障し再生時期判断や再生実行
が不可能となった状態を表わす。ＦＬＡＧ２＝１は第２
のフィルタ３側の故障すなわち，圧力センサＳＰ３，Ｓ
Ｐ４，またはヒータ１６が故障した状態を表わす。ＦＬ
ＡＧ３＝１は制御弁１０または１１が故障した状態を表
わす。ＤＰＦ＝１は第１のフィルタ２が捕集行程にある
ことを表わし，ＤＰＦ＝２は第２のフィルタ３が捕集行
程にあることを表わす。

【００３９】以下フローチャートに従って説明する。ま
ずステップ１１０（図４）にて制御弁１０または１１が
すでに異常と判断されている場合にはステップ１９０に
進み制御弁１０，１１を前記ハの位置にし全ての制御動
作を中止する。制御弁１０，１１のどちらかがイまたは
ロの位置で固着状態であってもこれにより排気通路が完
全に閉塞することは無くエンジンの運転が可能である。
制御弁１０または１１が異常でない場合にはステップ１
２０に進む。

【００４０】ステップ１２０で第１フィルタ２側が異常
と判断されている場合にはステップ１３０に進み，さら
に第２フィルタ３側も異常と判断されている場合にはス
テップ１８０で制御弁１０，１１をハの位置にし，次の
ステップに進み制御を続行する。ハの位置にすることで
排気ガスは両方のフィルタを流れることになりエンジン
排気圧上昇を小さく抑えられる。ステップ１３０で第２
フィルタ３側が正常であると判断された場合はステップ
１４２でＤＰＦ＝２（第２フィルタ３捕集行程）と設定
し，ステップ１７０で制御弁１０，１１をイの位置に移
動する。

【００４１】ステップ１２０で第１フィルタ２側が正常
と判断されている場合で，かつステップ１４０で第２フ
ィルタ３側も正常と判断されている場合には，ステップ
１５０で捕集行程にあるフィルタを判断する。そして，
捕集工程にあるフィルタが第１フィルタである（ＤＰＦ
＝１）時にはステップ１６０で制御弁位置をロの位置に
する。また，捕集工程にあるフィルタが第２フィルタで
ある（ＤＰＦ≠１）時には，ステップ１７０で制御弁位
置をイの位置にする。

【００４２】もし，ステップ１４０で第２フィルタ３が
異常であると判断されている場合には，それまでの捕集
行程の情報にかかわらず，ステップ１４１で第１フィル
タを捕集行程（ＤＰＦ＝１）と設定し，ステップ１５０
を経てステップ１６０で制御位置をロの位置にする。

【００４３】制御弁位置が決定され捕集行程が開始され
た後ステップ２００にてフィルタの入口と出口の分岐圧
力センサによる圧力検出とそれに使用される分岐圧力セ
ンサの異常判定が実施される。その方法を図５，６を用
いて説明する。まず各圧力センサＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ
３，ＳＰ４の出力が読み込まれる（ステップ２０１）。

【００４４】第１フィルタ３の前後に配置された圧力セ
ンサＳＰ１，ＳＰ２のいずれかの検出値が図６にて示す
正常圧力範囲から外れている場合には異常と判断し，ス
テップ２０４にてＦＬＡＧ１＝１と設定される。もし前
回にノイズなどによる誤検出により異常と判断されてい
ても，今回は正常と判断されればステップ２０３でＦＬ
ＡＧ１＝０と設定する。同様の処理が第２フィルタ３側
の圧力センサＳＰ３，ＳＰ４でもステップ２０５，２０
６，２０７にて実行される。

【００４５】次に捕集行程が第１フィルタ側であり（図
４ステップ２１０），正常である場合（ＦＬＡＧ１≠１
−ステップ２３０）には再生時期になるまで上記ステッ
プ２００，２１０，２３０，２５０を繰り返す。もしそ
の途中で異常が判断された場合（ＦＬＡＧ１＝１）には
再生時期を待たずステップ４３０でリターンされ前記の
ように第１フィルタ２での捕集行程を中止する。

【００４６】同様の処理が第２フィルタ側での捕集行程
でもステップ２２０，２４０，２６０，４３０にて実行
される。もし，第１，第２両フィルタ側が共に異常と判
断されておりステップ１８０で制御弁位置がハの位置に
なっている場合にはステップ２２０からリターンされ
る。ただしステップ２００で，分岐圧力センサが正常に
復帰されている場合（図５，ＦＬＡＧ１＝０，ＦＬＡＧ
２＝０）は次回のルーチンで第１または第２フィルタ側
の捕集行程が再開される。

【００４７】ステップ２５０，２６０の再生時期判断は
フィルタ前後の差圧が所定値以上になった場合に実施さ
れ，第１フィルタ側での捕集であった場合にはステップ
２７０で制御弁位置をロからイに変更される。これによ
り排気ガスは第２フィルタ側を流れることになり第１フ
ィルタ２は排気通路１から遮断される。

【００４８】次にステップ２９０で制御弁の異常判定が
実施される。図７に示す様に異常判定はエンジン側制御
弁１０の上流に配置されたメイン圧力センサ９の圧力検
出値Ｐｏにより行なわれる。固着等により，制御弁１
０，１１のいずれかが作動しなかった場合には，排気通
路が遮断されることになるため圧力Ｐｏは非常に大きく
なる。そのため，ステップ２９２で所定値Ｐｓとの比較
で，Ｐｓを越えた場合は異常と判断し，ステップ２９３
でＦＬＡＧ３＝１とし，ステップ２９４，３１０を経て
ステップ４４０でリターンされる。

【００４９】その後前記のステップ１１０，１９０で制
御弁がハ位置に設定される。ここで制御弁をハ位置に設
定するのは制御弁固着がイ，ロどちらの位置で発生して
も排気通路を遮断しないようにする為である。同様の処
理が第２フィルタ側での捕集時に発生した場合にもステ
ップ２８０，３００〜３０４，３２０，４４０で実行さ
れる。

【００５０】制御弁に異常がなかった場合には次のステ
ップ３３０に進み前回の再生処理の妥当性の判定が実行
される。ステップ２７０で排気ガスの流れを第１フィル
タ側から第２フィルタ側へ切換えたことで分岐圧力セン
サＳＰ３，ＳＰ４からは第２フィルタ３の前回の再生処
理後における差圧が検出される。すなわち前回の再生処
理が正常に実施された場合にはパティキュレートの残存
量が少ない為，両分岐圧力センサの差圧は小さくなり，
ヒータ等の故障により再生が異常であった場合には再生
前に近い高い差圧値を示す。そこで図８の（ａ）に示す
様に，ステップ３３０，３３１，３３２で再生処理の妥
当性を判断し，異常な場合，ステップ３３３でＦＬＡＧ
２＝１に設定する。その後ステップ３５０で第１フィル
タ２の再生を実行し，その後ステップ３７０からリター
ンされる。

【００５１】この場合はＤＰＦ＝１のままである為，次
のサイクルで第１フィルタ側での捕集行程にすぐ切換え
られ（ステップ１５０，１６０），第１フィルタ側のみ
の捕集，再生が繰り返される。ステップ３３０で前回の
再生処理が正常と判断された場合にはステップ３３２か
らリターンされ第１フィルタ再生実行後ステップ３９０
でＤＰＦ＝２と設定され，次は第２フィルタ側での捕集
行程に移る。

【００５２】ステップ２８０で排気ガス流れを第２フィ
ルタ側から第１フィルタ側へ切換えられ，制御弁異常が
無かった場合にも同様の処理が実行される。この場合
は，ステップ３４０で第１フィルタ２の前回の再生処理
の妥当性が判定され，再生処理が異常の場合にはステッ
プ３４３でＦＬＡＧ１＝１とし，ステップ３８０からリ
ターンし，第２フィルタ側のみの捕集・再生を繰り返す
様に制御する。再生処理が正常なときは，ステップ４０
０でＤＰＦ＝１と設定し，次は第１フィルタ側での捕集
行程に移行することになる。

【００５３】図９の（ａ），（ｂ）は第１フィルタ２及
び第２フィルタ３の再生処理実行のステップを示したフ
ローチャートである。まずステップ３５１，３６１でチ
ェック弁１９，２１を開弁し，再生用空気を送るエアポ
ンプ２０との通路７および再生ガスの大気への放出通路
１７を開口する。

【００５４】次にステップ３５２，３６２にて，第１フ
ィルタ２の再生ではヒータ１５，第２フィルタ３の再生
ではヒータ１６を通電開始するとともにエアポンプ２０
を作動し，タイマのカウントを開始する。そしてステッ
プ３５３，３６３にてフィルタに捕集されたパティキュ
レートの着火に充分な時間ｔ₁ をカウント後，ステップ
３５４，３６４にてヒータ通電を終了する。

【００５５】更にステップ３５５，３６５でフィルタ全
体のパティキュレートが焼失するに充分な時間ｔ₂ をカ
ウント後ステップ３５６，３６６にてエアポンプ２０の
送風を停止する。そしてステップ３５７，３６７でチェ
ック弁１９，２１を閉弁し初期の状態に戻り，再生が終
了する。

【００５６】なお，制御弁１０，１１はコントローラ１
２からの制御指令の入力がないとき，又は，アクチュエ
ータ１３，１４からの駆動力が失われたときには弁体１
０ｂ，１１ｂは図１〜図３のハに位置するように作動す
る。また，上記の制御ルーチンにおける各不具合（ＦＬ
ＡＧ１＝１，ＦＬＡＧ２＝１，ＦＬＡＧ３＝１）に対し
ては，ランプ，ブザー等による警報を発するようにする
ことが好ましい。これにより早期修復への対応となり，
安全運転にも寄与することができる。

【００５７】次に，本例の作用効果について述べる。本
例では，前記のようにフィルタの入口と出口における，
各分岐圧力センサＳＰ₁ 〜ＳＰ₄ 単独の出力値が正常な
値であるかを監視している。分岐圧力センサが故障の場
合には，出力が異常値を示すことが多いので，高い確率
で分岐圧力センサ故障の検知が可能である。

【００５８】また，再生処理後のフィルタの圧力損失の
変化を見て再生処理の妥当性を監視し，再生装置の不具
合を検知している。また，排気浄化装置入口の圧力を検
出しているから，制御弁の固着等による排気渋滞を検知
することが可能である。

【００５９】また，上記の各種の不具合に対して，エン
ジンのトラブルの発生を極力抑制するようなフェイルセ
イフの手段を講じている。すなわち，正常に作動する分
岐通路がある場合には，直ちに正常な分岐通路に切替え
る。メイン圧力センサの出力異常を含む全体的な不具合
に対しては，全ての分岐通路を導通させ，極力排気の渋
滞を回避するよう制御している。

【００６０】このように本例によれば，圧力センサーの
故障，ヒーター故障等の再生装置の不具合，制御弁の故
障等を検知し，各不具合の発生に対してエンジントラブ
ルの発生を極力抑制するよう作動する排気浄化装置を提
供することができる。なお，上記の各種の異常発生に対
して警報を発するようにすれば，早期の修復が可能とな
りより効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の排気浄化装置の全体説明図。

【図２】実施例１の第１制御弁周辺の拡大図。

【図３】実施例１の第２制御弁周辺の拡大図。

【図４】実施例１の制御フローの全体図。

【図５】実施例１の分岐圧力センサの異常判定フローチ
ャート。

【図６】実施例１の分岐圧力センサの正常圧力範囲説明
図。

【図７】実施例１の制御弁異常判定のフローチャート。

【図８】実施例１の再生異常判定のフローチャート。

【図９】実施例１の再生実行のフローチャート。

【図１０】従来例の排気浄化装置の概略構成図。

【符号の説明】

１．．．排気通路， １０，１１．．．制御弁， １２．．．コントローラ， １５，１６．．．電気ヒータ， １７．．．再生ガス排出通路， １８．．．再生ガス排出口， ２，３．．．フィルタ， ２０．．．電動エアポンプ， ２２．．．再生ガス供給口， ４，５．．．分岐通路， ６．．．マフラー， ７．．．再生ガス供給通路， ９．．．メイン圧力センサ， ＳＰ１〜ＳＰ４．．．分岐圧力センサ，

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられ，分岐後
   に合流する複数の分岐通路と，各分岐通路内に設けたパ
   ティキュレート捕集用のフィルタと，フィルタに捕集さ
   れたパティキュレートを処理する再生装置とを有する内
   燃機関の排気浄化装置において，該排気浄化装置は，上
   記各分岐通路を排気通路に導通または遮断させる制御弁
   と，上記制御弁より上流に配設したメイン圧力センサ
   と，各分岐通路において上記フィルタの入口及び出口に
   それぞれ設けた分岐圧力センサと，上記メイン圧力セン
   サ，各分岐圧力センサ，制御弁，再生装置とに連結され
   たコントローラとを有し，上記分岐圧力センサおよび上
   記メイン圧力センサの圧力信号が異常値であるか，又は
   再生処理後における分岐圧力センサの圧力差が異常値で
   あるか，のいずれかであるときは，上記制御弁を制御
   し，各分岐通路と排気通路との導通を所定の状態になる
   ように上記コントローラを作動させることを特徴とする
   排気浄化装置。
2. 【請求項２】 請求項１において，各分岐通路における
   その入口もしくは出口の分岐圧力センサの圧力信号が異
   常値であるか，再生処理後の分岐圧力センサの圧力差が
   異常値であるかのいずれかの状態であるときには，上記
   制御弁により上記全ての分岐通路を排気通路に導通させ
   るよう，上記コントローラを作動させることを特徴とす
   る排気浄化装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において，上記メ
   イン圧力センサが異常に高い圧力値を示すときには，上
   記制御弁により全ての分岐通路を上記排気通路に導通さ
   せると共に，上記コントローラの作動を停止させること
   を特徴とする排気浄化装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項２又は請求項３に
   おいて，上記コントローラは上記異常値のときにおいて
   異常を知らせる警報装置を具備することを特徴とする排
   気浄化装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項３又は請求項４に
   おいて，上記制御弁は制御指令が失われた場合又はその
   操作駆動力が失われた場合には，各分岐通路を排気通路
   に導通させるように作動することを特徴とする排気浄化
   装置。