JPH07332066A - ディーゼル機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パーティキュレート捕集部に対するサーマル
ストレス等を減じて高効率かつ安全にパーティキュレー
ト捕集部を燃焼再生でき、信頼性や経済性、生産性、運
転操作性に優れたディーゼル機関の排気ガス浄化装置を
提供することを目的とする。 【構成】 系内に炭酸ガスセンサ２２ａ，２２ｂを備
え、制御部１９′がパーティキュレート捕集部４ａ，４
ｂを燃焼再生する際に前記炭酸ガスセンサ２２ａ，２２
ｂで検出された炭酸ガス濃度等を示す濃度情報と予め記
憶された所定の濃度情報を比較して前記パーティキュレ
ート捕集部４ａ，４ｂのパーティキュレートの燃焼開始
を判断する燃焼開始判断部を備えた構成を有するもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関から排
出されるパーティキュレート（煤等の可燃性微粒子）を
捕集し、捕集したパーティキュレートを燃焼させること
により、ディーゼル機関から大気中へ排出されるパーテ
ィキュレートの量の低減を図るディーゼル機関の排気ガ
ス浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディーゼル機関の排気ガス中に含
まれるパーティキュレートが環境保護及び健康上の理由
から規制され始めている。これに対応して、排気ガスを
浄化（又は濾過）する技術として、セラミックハニカム
フィルター（以下フィルターと称す）を排気管の途中に
取り付け、パーティキュレートを濾過する方法が知られ
ている。この方法は、ある程度（例えば、フィルターに
パーティキュレートが堆積して排気管内のガス圧が上昇
することによりディーゼル機関本体やミッション等の性
能を低下させること等がない程度をいう。）フィルター
にパーティキュレートを堆積して、これに火をつけて燃
焼させ、炭酸ガスに変えて大気中へ放出し、フィルター
をクリーンに再生し、繰り返し使用するものである。一
般に、この作業を燃焼再生（又はリジェネレーション）
と称している。尚、ディーゼル機関から排出される排気
ガスの温度はパーティキュレートが燃焼を始める温度よ
り低いので電気ヒーター加熱、バーナー加熱、マイクロ
波加熱等により火をつけている。更に、ディーゼル機関
を長時間稼働するために、排気管を途中から並行分岐
し、その分岐管にそれぞれフィルターを取り付け、一方
のフィルターでパーティキュレートを燃焼させ他方のフ
ィルターで排気ガスを浄化し、これを交互に繰り返す、
という方法が採用されている。

【０００３】以下に従来のディーゼル機関の排気ガス浄
化装置について、図面を参照しながら説明する。図６は
従来のディーゼル機関の排気ガス浄化装置の概略構成を
示す模式図である。１はディーゼル機関に接続された排
気管、２は排気管１から排気された排気ガスを後述する
第２の送気管３ａ，３ｂに送気するために排気管１に略
直交して側壁の所定部で連通された第１の送気管、３
ａ，３ｂは第１の送気管２から送気された排気ガスを後
述するパーティキュレート捕集部４ａ，４ｂに送気する
ために第１の送気管２の両端部にそれぞれ連通された第
２の送気管、４ａ，４ｂは第２の送気管３ａ，３ｂから
送気された排気ガスを内部に収納するフィルターにより
浄化するために第２の送気管３ａ，３ｂの端部にそれぞ
れ連接されたパーティキュレート捕集部、５ａ，５ｂは
パーティキュレート捕集部４ａ，４ｂで浄化された浄化
ガスを後述する第２の排出管６に排出するためにパーテ
ィキュレート捕集部４ａ，４ｂの下流側の端部にそれぞ
れ連通された第１の排出管、６は第１の排出管５ａ，５
ｂから排出された浄化ガスを後述する浄化ガス排気管７
に排出するために第１の排出管５ａ，５ｂの端部同士に
連通された第２の排出管、７は第２の排出管６から排出
された浄化ガスを大気中に放出するために第２の排出管
６の側壁の所定部に連通された浄化ガス排気管、８ａ，
８ｂはパーティキュレート捕集部４ａ，４ｂを燃焼再生
する際に後述する空気供給部１４からパーティキュレー
ト捕集部４ａ，４ｂにパーティキュレート燃焼用の空気
を供給するために第２の送気管３ａ，３ｂの側壁の所定
部にそれぞれ連通された空気供給管、９ａ，９ｂはパー
ティキュレート捕集部４ａ，４ｂを燃焼再生する際にパ
ーティキュレート捕集部４ａ，４ｂから排出される燃焼
ガスを大気中へ放出するために第１の排出管５ａ，５ｂ
の側壁の所定部にそれぞれ連通された空気排出管、１０
ａ，１０ｂは第１の送気管２の両端部近傍に配設された
送気弁、１１ａ，１１ｂは第２の排出管６の両端部近傍
に配設された排出弁、１２ａ，１２ｂは空気供給管８
ａ，８ｂにそれぞれ配設された空気供給弁、１３ａ，１
３ｂは空気排出管９ａ，９ｂにそれぞれ配設された空気
排出弁、１４は空気供給管８ａ，８ｂを介してパーティ
キュレート捕集部４ａ，４ｂに所定の空気流量を持って
空気を供給するエアポンプ等からなる空気供給部、１５
ａ，１５ｂはパーティキュレート捕集部４ａ，４ｂに送
気される排気ガスとパーティキュレート捕集部４ａ，４
ｂから排出された浄化ガスの差圧等の差圧情報を検出す
る差圧センサ、１６ａ，１６ｂはパーティキュレート捕
集部４ａ，４ｂで浄化された浄化ガスの温度等の温度情
報を検出する温度センサ、１７ａ，１７ｂはパーティキ
ュレートを加熱し燃焼するためにパーティキュレート捕
集部４ａ，４ｂ内のフィルターの上流側に配設された電
気ヒーター，バーナー等からなる加熱部、１８は加熱部
１７ａ，１７ｂに電流／電圧を供給するバッテリー等か
らなる電源部、１９は差圧センサ１５ａ，１５ｂにより
検出された差圧情報や温度センサ１６ａ，１６ｂにより
検出された温度情報等に基づいて送気弁１０ａ，１０
ｂ，排出弁１１ａ，１１ｂ，空気供給弁１２ａ，１２
ｂ，空気排出弁１３ａ，１３ｂ，空気供給部１４，電源
部１８等を制御する制御部、２０ａ，２０ｂは電源部１
８から加熱部１７ａ，１７ｂに供給される電流／電圧を
オン・オフ制御する加熱部用スイッチ、２１は電源部１
８から制御部１９に供給される電流／電圧をオン・オフ
制御する制御部用スイッチである。尚、図示しないが送
気弁１０ａ，１０ｂ，排出弁１１ａ，１１ｂ，空気供給
弁１２ａ，１２ｂ，空気排出弁１３ａ，１３ｂ，空気供
給部１４，電源部１８等と制御部１９とは電気的に接続
されている。

【０００４】以上のように構成された従来のディーゼル
機関の排気ガス浄化装置について、以下その動作につい
て説明する。ここで、ディーゼル機関の先の運転停止前
においてディーゼル機関から排出された排気ガスはパー
ティキュレート捕集部４ａにて浄化されており、送気弁
１０ａと排出弁１１ａは“開”とされ、送気弁１０ｂと
排出弁１１ｂは“閉”とされているものとする。まず、
ディーゼル機関が運転開始されると該ディーゼル機関か
ら排出された排気ガスは排気管１、第１の送気管２、第
２の送気管３ａを順次介してパーティキュレート捕集部
４ａに導入され、ここで排気ガス中に含有されるパーテ
ィキュレートが濾過された後、第１の排出管５ａ、第２
の排出管６、浄化ガス排気管７を順次介して大気中へ放
出される。次に、制御部１９は、差圧センサ１５ａで検
出された差圧情報と予め記憶された所定の差圧情報（以
下燃焼再生開始情報と称す）を比較し、差圧センサ１５
ａで検出された差圧情報が燃焼再生開始情報以上になっ
たときパーティキュレート捕集部４ａが燃焼再生開始時
期になったと判断する。次に、制御部１９は、排気ガス
をパーティキュレート捕集部４ｂに導入し、またパーテ
ィキュレート捕集部４ａを燃焼再生するために送気弁１
０ａと排出弁１１ａに“閉”信号を出力するとともに送
気弁１０ｂと排出弁１１ｂに“開”信号を出力する。こ
れにより、送気弁１０ａと排出弁１１ａが“閉”とされ
送気弁１０ｂと排出弁１１ｂが“開”とされ、排気ガス
は排気管１、第１の送気管２、第２の送気管３ｂを順次
介してパーティキュレート捕集部４ｂに導入され、ここ
で排気ガス中に含有されるパーティキュレートが濾過さ
れた後、第１の排出管５ｂ、第２の排出管６、浄化ガス
排気管７を順次介して大気中へ放出される。次に、制御
部１９は、空気供給部１４と加熱部用スイッチ２０ａに
“オン”信号を出力するとともに空気供給弁１２ａと空
気排出弁１３ａに“開”信号を出力する。これにより、
空気供給部１４から空気供給管８ａを介してパーティキ
ュレート捕集部４ａに空気が供給され、パーティキュレ
ート捕集部４ａのフィルターに堆積されたパーティキュ
レートが加熱部１７ａにより所定の加熱時間を持って加
熱される。パーティキュレート捕集部４ａに供給された
空気は空気排出管９ａを介して大気中へ放出される。そ
して、パーティキュレートは着火温度（又は燃焼温度）
に到達して燃焼を開始する。ここで、パーティキュレー
ト捕集部４ａの燃焼再生に際する燃焼ガスは空気供給部
１４からパーティキュレート捕集部４ａに導入された空
気の流入速度を利用して第１の排出管５ａ、空気排出管
９ａを順次介して大気中へ放出される。次に、制御部１
９は、所定の加熱時間の経過を検知して加熱部用スイッ
チ２０ａに“オフ”信号を出力する。ここで、パーティ
キュレートは加熱部１７ａによる加熱（又は燃焼）が停
止されるものの空気供給部１４からの空気により燃焼を
継続する。次に、制御部１９は、温度センサ１６ａで検
出された温度等の温度情報と予め記憶された所定の温度
情報（以下燃焼再生終了情報と称す）を比較し、温度セ
ンサ１６ａで検出された温度情報が燃焼再生終了情報以
下になったときパーティキュレート捕集部４ａが燃焼再
生終了時期になったと判断する。次に、制御部１９は、
空気供給部１４に“オフ”信号を出力するとともに空気
供給弁１２ａと空気排出弁１３ａに“閉”信号を出力す
る。これによりパーティキュレート捕集部４ａは捕集待
機状態とされる。次に、制御部１９は、差圧センサ１５
ｂで検出された差圧情報と燃焼再生開始情報を比較し、
差圧センサ１５ｂで検出された差圧情報が燃焼再生開始
情報以上になったときパーティキュレート捕集部４ｂが
燃焼再生開始時期になったと判断する。次に、制御部１
９は、排気ガスをパーティキュレート捕集部４ａに導入
しパーティキュレート捕集部４ｂを燃焼再生するために
送気弁１０ｂと排出弁１１ｂに“閉”信号を出力すると
ともに送気弁１０ａと排出弁１１ａに“開”信号を出力
する。この後、制御部１９は、前述した制御を繰り返
し、ディーゼル機関が運転稼働される間、２つのパーテ
ィキュレート捕集部４ａ，４ｂで排気ガスの浄化と燃焼
再生を交互に繰り返す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、パーティキュレート捕集部を燃焼再生する
際に加熱部の加熱時間が定められているために、ディー
ゼル機関を運転稼働中では、パーティキュレートに未着
火のまま加熱部がオフされるとパーティキュレート捕集
部が完全に燃焼再生されず、またパーティキュレートに
着火されても加熱部がオンされていると電力をロスする
だけでなく加熱部の熱損等を生じるので、信頼性に欠け
るという問題点を有していた。また、パーティキュレー
ト捕集部を燃焼再生中にディーゼル機関を運転停止する
場合、燃焼再生を途中中断するとディーゼル機関の再始
動時に再度燃焼再生しようとしてもパーティキュレート
に着火することが困難となるので、パーティキュレート
捕集部を燃焼再生すると燃焼再生が終了するまでディー
ゼル機関を運転停止できないので、ディーゼル機関の操
作者等は常にパーティキュレート捕集部の燃焼再生に注
意する必要があり、運転操作性に欠けるという問題点を
有していた。また、パーティキュレート捕集部を燃焼再
生する際にパーティキュレートが異常燃焼してパーティ
キュレート捕集部内が高温となり、該パーティキュレー
ト捕集部が溶損／割れ等を起こすので、安全性や信頼性
に欠けるという問題点を有していた。また、パーティキ
ュレート捕集部を燃焼再生する際に加熱温度が低いとパ
ーティキュレートの不完全燃焼を生じ、かつ燃焼再生時
間を長期化して、やはり信頼性に欠けるという問題点を
有していた。また、ディーゼル機関を運転開始する際に
始動直後に燃焼再生を開始するとパーティキュレート捕
集部が冷却しているためパーティキュレートの着火温度
まで温度上昇させるために相当の電力量を必要とし、ま
たパーティキュレート捕集部が急激な温度変化によって
サーマルストレス（又は熱衝撃）を受けて亀裂、破裂等
を生じるので、信頼性に欠けるという問題点を有してい
た。また、排気ガスを二つのパーティキュレート捕集部
で浄化するため加熱部やセンサ等の一連の制御機器を二
系統必要とするために、装置の大型化やコストの高騰化
等を免れず、また作業が煩雑化するので、経済性や生産
性に欠けるという問題点を有していた。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、パーティキュレート捕集部に対するサーマルストレ
ス等を減じて高効率かつ安全にパーティキュレート捕集
部を燃焼再生でき、信頼性や経済性、生産性に優れたデ
ィーゼル機関の排気ガス浄化装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載のディーゼル機関の排気ガス
浄化装置は、ディーゼル機関の排気管の端部に側壁の所
定部で連通される第１の送気管と、前記第１の送気管の
両端部にそれぞれ連通される第２の送気管と、前記第２
の送気管の端部にそれぞれ連通されるパーティキュレー
ト捕集部と、前記パーティキュレート捕集部の端部にそ
れぞれ連通される第１の排出管と、前記第１の排出管の
端部に両端部で連通される第２の排出管と、前記第２の
排出管の側壁の所定部に連通される浄化ガス排気管と、
前記第２の送気管の側壁の所定部にそれぞれ連通される
空気供給管と、前記第１の排出管の側壁の所定部にそれ
ぞれ連通される空気排出管と、前記第１の送気管又は前
記第２の送気管の一端部又はその近傍部位，又は前記第
１の送気管と前記第２の送気管の端部同士に亘って配設
される送気弁と、前記第１の排出管又は前記第２の排出
管の一端部又はその近傍部位，又は前記第１の排出管と
前記第２の排出管の端部同士に亘って配設される排出弁
と、前記空気供給管にそれぞれ配設される空気供給弁
と、前記空気排出管にそれぞれ配設される空気排出弁
と、前記空気供給管を介して前記パーティキュレート捕
集部に空気を供給する空気供給部と、前記パーティキュ
レート捕集部内に配設される加熱部と、前記加熱部に電
流／電圧を印加する電源部と、前記パーティキュレート
捕集部に導入される排気ガスと前記パーティキュレート
捕集部で浄化された浄化ガスの差圧等を示す差圧情報を
検出する差圧センサと、前記パーティキュレート捕集部
を燃焼再生する際に前記パーティキュレート捕集部から
排出された燃焼ガスの温度等を示す温度情報を検出する
温度センサと、前記差圧センサで検出された差圧情報及
び前記温度センサで検出された温度情報により全体を制
御する制御部と、を備え、前記パーティキュレート捕集
部で排気ガスの浄化と燃焼再生とを交互に繰り返すディ
ーゼル機関の排気ガス浄化装置であって、系内に炭酸ガ
スセンサを備え、前記制御部が前記パーティキュレート
捕集部を燃焼再生する際に前記炭酸ガスセンサで検出さ
れた炭酸ガス濃度を示す濃度情報と予め記憶された所定
の濃度情報を比較して前記パーティキュレート捕集部の
パーティキュレートの燃焼開始を判断する燃焼開始判断
部を備えた構成を有している。

【０００８】また請求項２に記載のディーゼル機関の排
気ガス浄化装置は、請求項１において、前記制御部が、
前記パーティキュレート捕集部を燃焼再生する際に前記
炭酸ガスセンサで検出された濃度情報と予め記憶された
所定の濃度情報を比較する濃度情報比較部と、前記濃度
情報比較部で比較された結果に基づいて前記空気供給弁
の開度及び／又は前記空気供給部の空気流量を調節する
調節部と、を備えた構成を有している。

【０００９】また請求項３に記載のディーゼル機関の排
気ガス浄化装置は、請求項１又は２において、前記加熱
部に電流／電圧を印加する他の電源部を備え、前記制御
部が、ディーゼル機関の運転を停止する際に前記濃度情
報比較部で比較された結果に基づいて前記パーティキュ
レート捕集部の燃焼再生の継続／停止を判断する燃焼再
生継続／停止判断部と、前記燃焼再生継続／停止判断部
で前記パーティキュレート捕集部の燃焼再生を継続した
場合に前記加熱部に対して前記電源部から前記他の電源
部に切り換えて電流／電圧を印加する切換部と、を備え
た構成を有している。

【００１０】また請求項４に記載のディーゼル機関の排
気ガス浄化装置は、請求項１乃至３の内いずれか１にお
いて、前記第２の送気管の側壁の所定部に両端部で連通
される第１の連通管と、前記第１の排出管の側壁の所定
部に両端部で連通される第２の連通管と、前記第１の連
通管の側壁の所定部から前記第２の連通管の側壁の所定
部に両端部で連通される第３の連通管と、前記第１の連
通管の一端部又はその近傍部位，又は前記第１の連通管
と前記第２の送気管に亘って配設される第１の循環弁
と、前記第２の連通管の一端部又はその近傍部位，又は
前記第２の連通管と前記第１の排出管に亘って配設され
る第２の循環弁と、を備え、前記制御部が、前記パーテ
ィキュレート捕集部を燃焼再生する際に前記温度センサ
で検出された温度情報と予め記憶された所定の温度情報
を比較する循環開始判断部と、前記循環開始判断部で比
較された結果に基づいて前記第１の循環弁及び前記第２
の循環弁を操作する循環弁操作部と、を備えた構成を有
している。

【００１１】また請求項５に記載のディーゼル機関の排
気ガス浄化装置は、請求項１乃至４の内いずれか１にお
いて、前記空気供給管及び／又は前記空気排出管が前記
第１の連通管，前記第２の連通管又は前記第３の連通管
の内いずれか１の側壁の所定部に連通され、前記加熱部
が前記第１の連通管，前記第２の連通管又は前記第３の
連通管の内いずれか１内に配設され、また少なくとも前
記第１の連通管，前記第２の連通管又は前記第３の連通
管の内いずれか１内に送気部を備えた構成を有してい
る。

【００１２】ここで、炭酸ガスセンサは、パーティキュ
レート捕集部から排出された燃焼ガス中に含有される炭
酸ガス濃度等を示す濃度情報を検出するために少なくと
もパーティキュレート捕集部の下流側の端部，第１の排
出管又は空気排出管の内いずれか１に配設されるのが好
ましい。燃焼開始判断部に予め記憶される濃度情報は空
気供給部から供給される空気中に含まれる炭酸ガス濃度
より高めとされ、燃焼ガス中の炭酸ガス濃度０．５〜２
％とされるのが好ましい。すなわち燃焼開始判断部は炭
酸ガスセンサで検出された濃度情報が０．５〜２％以上
になったとき燃焼開始と判断する。濃度情報比較部に予
め記憶される濃度情報は、燃焼ガス中の炭酸ガス濃度が
下限値０．５％〜上限値１０％の範囲，好ましくは下限
値２％〜上限値８％の範囲，更に好ましくは下限値４％
〜上限値６％の範囲とされるのが好ましい。パーティキ
ュレート捕集部を燃焼再生する際にパーティキュレート
捕集部から排出される燃焼ガス中の炭酸ガス濃度が上限
値６％より高くなるにつれパーティキュレート捕集部に
対するサーマルストレスが大きくなってパーティキュレ
ート捕集部の溶損／割れ等を生じ易くなり、また燃焼ガ
ス中の炭酸ガス濃度が下限値４％より低くなるにつれパ
ーティキュレートの燃焼速度，燃焼効率が低くなりパー
ティキュレート捕集部のクリーニングが不十分となり、
いずれも好ましくない。循環開始判断部に予め記憶され
る所定の温度情報は、０℃以上，好ましくは１００℃，
更に好ましくは２００℃とされるのが好ましい。所定の
温度情報即ち燃焼再生を開始するパーティキュレート捕
集部の温度が２００℃より高くなるにつれ電力ロス等の
傾向が現れだし、燃焼再生を開始するパーティキュレー
ト捕集部の温度が２００℃より低くなるにつれパーティ
キュレート捕集部に対するサーマルストレスが大きくな
ってパーティキュレート捕集部の溶損／割れ等を生じ易
くなり、またパーティキュレート捕集部を加熱するため
に電力量が大きくなりだし、いずれも好ましくない。送
気部としては、シロッコファン，エンジンポンプ，ベー
ンポンプ等が挙げられる。

【００１３】

【作用】この構成によって、系内に炭酸ガスセンサを備
え、前記制御部が前記パーティキュレート捕集部を燃焼
再生する際に前記炭酸ガスセンサで検出された炭酸ガス
濃度を示す濃度情報と予め記憶された所定の濃度情報を
比較して前記パーティキュレート捕集部のパーティキュ
レートの燃焼開始を判断する燃焼開始判断部を備えた構
成により、温度センサでは判断できなかった燃焼再生中
のパーティキュレート捕集部内のパーティキュレートの
燃焼開始（又は着火又は未着火）を検知でき、またパー
ティキュレートの燃焼終了等も検知でき、パーティキュ
レートを確実に燃焼開始できるとともに電力のロスや加
熱部の溶損等を防止することができ、効率よく燃焼再生
を行うことができる。

【００１４】前記制御部が、前記パーティキュレート捕
集部を燃焼再生する際に前記炭酸ガスセンサで検出され
た濃度情報と予め記憶された所定の濃度情報を比較する
濃度情報比較部と、前記濃度情報比較部で比較された結
果に基づいて前記空気供給弁の開度及び／又は前記空気
供給部の空気流量を制御する調節部と、を備えた構成に
より、燃焼再生に際するパーティキュレート捕集部の異
常燃焼等を防止でき、またパーティキュレートの不完全
燃焼等を防止でき、燃焼効率が高くかつ安全に燃焼再生
を行うことができる。

【００１５】前記加熱部に電流／電圧を印加する他の電
源部を備え、前記制御部が、ディーゼル機関の運転を停
止する際に前記濃度情報比較部で比較された結果に基づ
いて前記パーティキュレート捕集部の燃焼再生の継続／
停止を判断する燃焼再生継続／停止判断部と、前記燃焼
再生継続／停止判断部で前記パーティキュレート捕集部
の燃焼再生を継続した場合に前記加熱部に対して前記電
源部から前記他の電源部に切り換えて電流／電圧を印加
する切換部と、を備えた構成により、ディーゼル機関を
運転停止しても燃焼再生を途中中断することなく継続し
て燃焼再生することができ、ディーゼル機関を用いた自
動車等を操作する操作者がパーティキュレート捕集部の
燃焼再生等を全く意識しないで自動車等を自由に始動／
停止することができ、運転操作性を向上することができ
る。

【００１６】前記第２の送気管の側壁の所定部に両端部
で連通される第１の連通管と、前記第１の排出管の側壁
の所定部に両端部で連通される第２の連通管と、前記第
１の連通管の側壁の所定部から前記第２の連通管の側壁
の所定部に両端部で連通される第３の連通管と、前記第
１の連通管の一端部又はその近傍部位，又は前記第１の
連通管と前記第２の送気管の端部同士に亘って配設され
る第１の循環弁と、前記第２の連通管の一端部又はその
近傍部位，又は前記第２の連通管と前記第１の排出管の
端部同士に亘って配設される第２の循環弁と、を備え、
前記制御部が、前記パーティキュレート捕集部を燃焼再
生する際に前記温度センサで検出された温度情報と予め
記憶された所定の温度情報を比較する循環開始判断部
と、前記循環開始判断部で比較された結果に基づいて前
記第１の循環弁及び前記第２の循環弁を操作する循環弁
操作部と、を備えた構成により、ディーゼル機関の再始
動に際してパーティキュレート捕集部を燃焼再生する場
合に、パーティキュレート捕集部をパーティキュレート
の燃焼開始温度近傍又はそれ以上に十分加熱した後燃焼
再生できるので、パーティキュレート捕集部に対するサ
ーマルストレス等を抑制でき、亀裂や破裂等の発生を防
止できるとともに省電力化、節電化できる。

【００１７】前記空気供給管及び／又は前記空気排出管
が前記第１の連通管，前記第２の連通管又は前記第３の
連通管の内いずれか１の側壁の所定部に連通され、前記
加熱部が前記第１の連通管，前記第２の連通管又は前記
第３の連通管の内いずれか１内に配設され、また少なく
とも前記第１の連通管，前記第２の連通管又は前記第３
の連通管の内いずれか１内に送気部を備えた構成によ
り、ディーゼル機関の再始動に際してパーティキュレー
ト捕集部を燃焼再生する場合に、パーティキュレート捕
集部の加熱を短時間で終了でき、効率よく燃焼再生でき
るとともにシステムの簡素化、軽量化、省力化を図るこ
とができる。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第１の実施例におけるディー
ゼル機関の排気ガス浄化装置について、図面を参照しな
がら説明する。図１は本発明の第１の実施例におけるデ
ィーゼル機関の排気ガス浄化装置の概略構成を示す模式
図、図２は図１における制御部の概略構成を示すブロッ
ク図である。１は排気管、２は第１の送気管、３ａ，３
ｂは第２の送気管、４ａ，４ｂはパーティキュレート捕
集部、５ａ，５ｂは第１の排出管、６は第２の排出管、
７は浄化ガス排気管、８ａ，８ｂは空気供給管、９ａ，
９ｂは空気排出管、１０ａ，１０ｂは送気弁、１１ａ，
１１ｂは排出弁、１３ａ，１３ｂは空気排出弁、１５
ａ，１５ｂは差圧センサ、１６ａ，１６ｂは温度セン
サ、１７ａ，１７ｂは加熱部、１８は電源部、２０ａ，
２０ｂは加熱部用スイッチであり、これらは従来例と同
様なものであり同一の符号を付して説明を省略する。１
２ａ′，１２ｂ′は空気供給管８ａ，８ｂに配設され後
述する制御部１９′に開度を調節される空気供給弁、１
４′は制御部１９′に空気流量を調節される空気供給
部、１９′は差圧センサ１５ａ，１５ｂで検出された差
圧情報，温度センサ１６ａ，１６ｂで検出された温度情
報及び後述する炭酸ガスセンサ２２ａ，２２ｂで検出さ
れた濃度情報に基づいて全体を制御する制御部、１９ａ
はパーティキュレート捕集部４ａ，４ｂを燃焼再生する
際に炭酸ガスセンサ２２ａ，２２ｂで検出された濃度情
報と予め記憶された所定の濃度情報（以下燃焼開始情報
と称す）を比較してパーティキュレート捕集部４ａ，４
ｂ内のフィルターに堆積されたパーティキュレートの燃
焼開始（又は着火，未着火）等を判断する燃焼開始判断
部、１９ｂはパーティキュレート捕集部４ａ，４ｂを燃
焼再生する際に炭酸ガスセンサ２２ａ，２２ｂで検出さ
れた濃度情報と予め記憶された所定の濃度情報（以下所
定の上限値及び下限値と称す）を比較する濃度情報比較
部、１９ｃは濃度情報比較部１９ｂで比較された結果に
基づいて空気供給弁１２ａ′，１２ｂ′の開度と空気供
給部１４′の空気流量を調節する調節部、１９ｄはディ
ーゼル機関が運転を停止する際に燃焼開始判断部１９ａ
で比較された結果に基づいてパーティキュレート捕集部
４ａ，４ｂの燃焼再生の継続／停止を判断する燃焼再生
継続／停止判断部、１９ｅは燃焼再生継続／停止判断部
１９ｄでパーティキュレート捕集部４ａ，４ｂの燃焼再
生を継続した場合に加熱部１７ａ，１７ｂに対して電源
部１８から後述する他の電源部２３に切り換えて電流／
電圧を印加する切換部、１９ｆはパーティキュレート捕
集部４ａ，４ｂを燃焼再生する際に温度センサ１６ａ，
１６ｂで検出された温度情報と予め記憶された所定の温
度情報（以下循環開始情報と称す）を比較する循環開始
判断部、１９ｇは循環開始判断部１９ｆで比較された結
果に基づいて後述する第１の循環弁２８ａ，２８ｂと第
２の循環弁２９ａ，２９ｂを操作する循環弁操作部、２
１′は制御部１９′切換部１９ｅからの出力信号に基づ
いて加熱部１７ａ，１７ｂに電流／電圧を供給する電源
部１８と他の電源部２３を切り換える切換スイッチ、２
２ａ，２２ｂは燃焼再生中のパーティキュレート捕集部
４ａ，４ｂから排出される燃焼ガス中に含まれる炭酸ガ
ス濃度を示す濃度情報を検出するために空気排出管９
ａ，９ｂにそれぞれ配設された炭酸ガスセンサ、２３は
加熱部１７ａ，１７ｂに電流／電圧を供給するバックア
ップ用バッテリー等からなる他の電源部、２４ａ，２４
ｂは他の電源部２３から加熱部１７ａ，１７ｂに供給さ
れる電流／電圧をオン・オフ制御する加熱部用スイッ
チ、２５は第１の排出管５ａ，５ｂの側壁の所定部に両
端部で連通された第１の連通管、２６は第２の送気管３
ａ，３ｂの側壁の所定部に両端部で連通された第２の連
通管、２７は第１の連通管２５の側壁の所定部から第２
の連通管２６の側壁の所定部に両端部で連通された第３
の連通管、２８ａ，２８ｂは第１の連通管２５の両端部
近傍に配設された第１の循環弁、２９ａ，２９ｂは第２
の連通管２６の両端部近傍に配設された第２の循環弁で
ある。ここで、制御部における燃焼開始判断部１９ａ、
濃度情報比較部１９ｂ、調節部１９ｃ、燃焼再生継続／
停止判断部１９ｄ、切換部１９ｅ、循環開始判断部１９
ｆ、循環弁操作部１９ｇについて、図面を参照しながら
説明する。図３（ａ）はパーティキュレート捕集部を燃
焼再生する際に空気供給部からの空気流量を一定とした
ときのパーティキュレート捕集部の燃焼再生時間とパー
ティキュレート捕集部から排出された燃焼ガス中に含有
される炭酸ガスの濃度との関係を示す特性図である。パ
ーティキュレート捕集部の燃焼再生に際してパーティキ
ュレート捕集部から排出される燃焼ガス中の炭酸ガス濃
度は、図３（ａ）に示すように、燃焼再生開始直後は空
気供給部から供給される空気（“閉”とされた送気弁と
排出弁により第２の送気管、パーティキュレート捕集部
及び第１の排出管内に閉じ込められた排気ガスを含む）
中の炭酸ガス濃度を示し、燃焼再生開始後約５分経過し
て図３（ａ）中Ａ矢視部に示すパーティキュレート着火
後急激に炭酸ガス濃度は上昇して燃焼再生開始後約１０
分経過して図３（ａ）中略中央部に示す燃焼最盛期を迎
えた後、序々に減少し、燃焼再生開始後約２０分経過し
て図３（ａ）中Ｂ矢視部から再び略一定となる。本実施
例では、パーティキュレート捕集部を燃焼する際に、燃
焼開始判断部１９ａが炭酸ガスセンサ２２ａ，２２ｂで
検出された濃度情報と燃焼開始情報を比較して炭酸ガス
センサ２２ａ，２２ｂで検出された濃度情報が燃焼開始
情報以上になったときパーティキュレートが燃焼開始し
たと判断して加熱部用スイッチ２０ａ，２０ｂに“オ
フ”信号を出力するものである。また、パーティキュレ
ート捕集部４ａ，４ｂを燃焼する際に、濃度情報比較部
１９ｂが炭酸ガスセンサ２２ａ，２２ｂで検出された濃
度情報と所定の上限値及び下限値とを比較し、炭酸ガス
センサ２２ａ，２２ｂで検出された濃度情報が所定の上
限値と下限値の範囲内に納まっていなければ、調節部１
９ｃがパーティキュレート捕集部４ａ，４ｂから排出さ
れる燃焼ガス中の炭酸ガス濃度を所定の範囲内に収める
べく空気供給弁１２ａ′，１２ｂ′の開度と空気供給部
１４′の空気流量を制御するものである。本実施例では
上限値を６％、下限値を４％として制御した。これを図
３（ｂ）に示す。図３（ｂ）はパーティキュレート捕集
部を燃焼再生する際に空気供給弁の開度及び／又は空気
供給部からの空気流量を調節（又は制御）したときのパ
ーティキュレート捕集部の燃焼再生時間とパーティキュ
レート捕集部から排出された燃焼ガス中に含有される炭
酸ガスの濃度との関係を示す特性図である。また、ディ
ーゼル機関が運転を停止する際には、燃焼再生継続／停
止判断部１９ｄが燃焼開始判断部１９ａで比較された結
果に基づいて切換部１９ｅが切換スイッチ２１′に切換
信号を出力し加熱部１７ａ，１７ｂに他の電源部２３か
ら電流／電圧を印加してパーティキュレート捕集部４
ａ，４ｂの燃焼再生を継続するものである。また、パー
ティキュレート捕集部４ａ，４ｂを燃焼再生を開始する
際には、循環開始判断部１９ｆが温度センサ１６ａ，１
６ｂで検出された温度情報と循環開始情報を比較し、温
度センサ１６ａ，１６ｂで検出された温度情報が循環開
始情報以下であれば、循環弁操作部１９ｇが第１の循環
弁２８ａ，２８ｂと第２の循環弁２９ａ，２９ｂを操作
して一方のパーティキュレート捕集部４ａ，４ｂで浄化
された浄化ガスを他方のパーティキュレート捕集部４
ｂ，４ａに供給するものである。尚、図示しないが、送
気弁１０ａ，１０ｂ、排出弁１１ａ，１１ｂ、空気供給
弁１２ａ′，１２ｂ′、空気排出弁１３ａ，１３ｂ、空
気供給部１４′、差圧センサ１５ａ，１５ｂ、温度セン
サ１６ａ，１６ｂ、電源部１８、炭酸ガスセンサ２２
ａ，２２ｂ、第１の循環弁２８ａ，２８ｂ、第２の循環
弁２９ａ，２９ｂと制御部１９′とは電気的に接続され
ているものとする。

【００１９】以上のように構成されたディーゼル機関の
排気ガス浄化装置について、以下その動作を説明する。
図４は本発明の第１の実施例におけるディーゼル機関の
排気ガス浄化装置のフローチャートである。ここで、デ
ィーゼル機関の先の運転停止前においてディーゼル機関
から排出された排気ガスは一方のパーティキュレート捕
集部４ａにて浄化されており、送気弁１０ａと排出弁１
１ａは“開”とされ、送気弁１０ｂ、排出弁１１ｂ、空
気供給弁１２ａ′，１２ｂ′、空気排出弁１３ａ，１３
ｂ、第１の循環弁２８ａ，２８ｂ及び第２の循環弁２９
ａ，２９ｂは“閉”とされているものとする。また、デ
ィーゼル機関の先の運転停止前に他方のパーティキュレ
ート捕集部４ｂにて燃焼再生は開始されていなかったも
のとする。

【００２０】まず、ディーゼル機関が運転開始される
（Ｓ１）と該ディーゼル機関から排出された排気ガスは
一方のパーティキュレート捕集部４ａで浄化されるべく
排気管１、第１の送気管２、第２の送気管３ａを順次介
してパーティキュレート捕集部４ａに導入され、ここで
排気ガス中に含有されるパーティキュレートが濾過され
た後、第１の排出管５ａ、第２の排出管６、浄化ガス排
気管７を順次介して大気中へ放出される（Ｓ２）。次
に、制御部１９′は、他方のパーティキュレート捕集部
４ｂが捕集待機状態とされているか、すなわち燃焼再生
の必要があるかどうか確認する（Ｓ３）。ここで、Ｎｏ
であるならば、すなわちディーゼル機関の先の運転停止
前に他方のパーティキュレート捕集部４ｂを燃焼再生し
ようとしてこれを途中中断していればＳ６へジャンプ
し、Ｙｅｓであるならば、すなわちパーティキュレート
捕集部４ｂが捕集待機状態とされ燃焼再生の必要がない
ならばＳ４へジャンプする。ここでは、パーティキュレ
ート捕集部４ｂが捕集待機状態とされているためにＳ４
へジャンプするものとする。次に、制御部１９′は、差
圧センサ１５ａで検出された差圧情報と燃焼再生開始情
報を比較し、パーティキュレート捕集部４ａの燃焼再生
を開始すべきかどうか判断する（Ｓ４）。ここで、Ｎｏ
であるならば、すなわち差圧センサ１５ａで検出された
差圧情報が燃焼再生開始情報以下であるならば再度Ｓ４
へジャンプし、Ｙｅｓであるならば、すなわちディーゼ
ル機関の運転開始から数時間経過してパーティキュレー
ト捕集部４ａ内にある程度パーティキュレートが堆積し
て差圧センサ１５ａで検出された差圧情報が燃焼再生開
始情報以上になったならばＳ５へジャンプする。次に、
制御部１９′は、パーティキュレート捕集部４ａが燃焼
再生開始時期になったと判断して排気ガスを他方のパー
ティキュレート捕集部４ｂに導入し、またパーティキュ
レート捕集部４ａを燃焼再生するために送気弁１０ａと
排出弁１１ａに“閉”信号を出力するとともに送気弁１
０ｂと排出弁１１ｂに“開”信号を出力する（Ｓ５）。
これにより、送気弁１０ａと排出弁１１ａが“閉”とさ
れ送気弁１０ｂと排出弁１１ｂが“開”とされ、排気ガ
スは排気管１、第１の送気管２、第２の送気管３ｂを順
次介してパーティキュレート捕集部４ｂに導入され、こ
こで排気ガス中に含有されるパーティキュレートが濾過
された後、第１の排出管５ｂ、第２の排出管６、浄化ガ
ス排気管７を順次介して大気中へ放出される（Ｓ２）。
次に、制御部１９′は、他方のパーティキュレート捕集
部４ａに燃焼再生の必要があるかどうか確認する（Ｓ
３）。ここで、制御部１９′は、パーティキュレート捕
集部４ａの燃焼再生を判断してＳ６へジャンプする。次
に、制御部１９′の循環開始判断部１９ｆは、パーティ
キュレート捕集部４ａが燃焼再生を行うに適正な温度で
あるかどうか確認する（Ｓ６）。ここで、Ｎｏであるな
らば、すなわちディーゼル機関の運転開始直後のように
パーティキュレート捕集部４ａが所定の温度以上暖気
（又は加熱）されていないならばＳ８へジャンプし、Ｙ
ｅｓであるならば、すなわちディーゼル機関の運転開始
から数時間経過してパーティキュレート捕集部４ａが所
定の温度以上に十分暖気されているならばＳ７へジャン
プする。ここでは、ディーゼル機関が運転開始から数時
間経過して所定の温度以上に十分加熱されているために
Ｓ７へジャンプするものとする。次に、制御部１９′
は、空気供給部１４′と加熱部用スイッチ２０ａに“オ
ン”信号を出力するとともに空気供給弁１２ａと空気排
出弁１３ａに“開”信号を出力する（Ｓ７）。これによ
り、空気供給部１４′から空気供給管８ａを介してパー
ティキュレート捕集部４ａに空気が供給され、パーティ
キュレート捕集部４ａのフィルターに堆積されたパーテ
ィキュレートが加熱部１７ａにより加熱される。パーテ
ィキュレート捕集部４ａに供給された空気は空気排出管
９ａを介して大気中へ放出される。次に、制御部１９′
の燃焼開始判断部１９ａはパーティキュレート捕集部４
ａ内のパーティキュレートが着火されたかどうかを確認
する（Ｓ９）。ここで、Ｎｏであるならば再度Ｓ９へジ
ャンプし、Ｙｅｓであるならば、すなわちパーティキュ
レート捕集部４ａ内のパーティキュレートが加熱部１７
ａにより加熱され着火温度に到達して燃焼開始されたな
らばＳ１０へジャンプする。ここで、パーティキュレー
ト捕集部４ａの燃焼再生に際する燃焼ガスは空気供給部
１４′からパーティキュレート捕集部４ａに導入された
空気の流入速度を利用して空気排出管９ａを介して大気
中へ放出される。次に、制御部１９′は、加熱部用スイ
ッチ２０ａに“オフ”信号を出力する（Ｓ１０）。ここ
で、パーティキュレートは加熱部１７ａによる加熱（又
は燃焼）が停止されるものの空気供給部１４′からの空
気により燃焼を継続する。次に、制御部１９′は、パー
ティキュレート捕集部４ａの燃焼再生が終了したかどう
かを判断する（Ｓ１１）。ここで、Ｎｏであるならば、
すなわち温度センサ１６ａで検出された温度情報が燃焼
再生終了情報以上であればＳ１２へジャンプし、Ｙｅｓ
であるならば、すなわち温度センサ１６ａで検出された
温度情報が燃焼再生終了情報以下であればＳ１４へジャ
ンプする。ここでは、温度センサ１６ａで検出された温
度情報が燃焼再生終了情報以上であるために、すなわち
パーティキュレート捕集部４ａの燃焼再生が終了してい
ないためにＳ１２へジャンプするものとする。次に、制
御部１９′の濃度情報比較部１９ｂは、パーティキュレ
ート捕集部４ａから排出される燃焼ガス中の炭酸ガス濃
度が所定の範囲内かどうかを確認する（Ｓ１２）。ここ
で、Ｙｅｓであるならば再度Ｓ１１へジャンプし、Ｎｏ
であるならば、Ｓ１３へジャンプする。ここでは、炭酸
ガスセンサ２２ａで検出された濃度情報が所定範囲外で
あったためにＳ１３へジャンプするものとする。次に、
制御部１９′の調節部１９ｃは、パーティキュレート捕
集部４ａから排出される燃焼ガス中の炭酸ガス濃度を所
定の範囲内に収めるために空気供給弁１２ａ′の開度や
空気供給部１４′から供給される空気供給量を調節し
（Ｓ１３）、再度Ｓ１２へジャンプする。次に、Ｓ１２
〜Ｓ１３が繰り返されてパーティキュレート捕集部４ａ
の燃焼再生が終了すると、制御部１９′は、空気供給部
１４′に“オフ”信号を出力するとともに空気供給弁１
２′ａと空気排出弁１３ａに“閉”信号を出力する（Ｓ
１４）。これによりパーティキュレート捕集部４ａは捕
集待機状態とされる。また、前述のＳ６において、Ｎｏ
であるならば、すなわちディーゼル機関が運転開始され
た直後等に燃焼再生を行うパーティキュレート捕集部４
ａの温度が低下しているならばＳ８へジャンプする。次
に、制御部１９′の循環弁操作部１９ｇは、第１の循環
弁２８ａと第２の循環弁２９ａに“開”信号を出力する
（Ｓ８）。これにより、パーティキュレート捕集部４ｂ
で浄化された浄化ガスは第１の連通管２５、第３の連通
管２７、第２の連通管２６を順次介してパーティキュレ
ート捕集部４ａに導入され、パーティキュレート捕集部
４ａはこの導入された排気ガスにより約１０分間で１５
０℃程度加熱される。またＳ１０乃至Ｓ１３において制
御部１９′がディーゼル機関の運転停止を検知すると濃
度情報比較部１９ｂで比較された結果に基づいて燃焼再
生継続／停止判断部１９ｄがパーティキュレート捕集部
４ａ，４ｂの燃焼再生の継続／停止を判断し、パーティ
キュレート捕集部４ａ，４ｂのパーティキュレートが燃
焼開始されているとき燃焼再生継続／停止判断部１９ｄ
がパーティキュレート捕集部４ａ，４ｂの燃焼再生を継
続し切換部１９ｅが切換スイッチ２１′に切換信号を出
力し加熱部１７ａ，１７ｂに対して電源部１８から他の
電源部２３に切り換えて電流／電圧を印加する。

【００２１】以上のように本実施例によれば、系内に炭
酸ガスセンサと、加熱部に電流／電圧を印加する他の電
源部と、第２の送気管の側壁の所定部に両端部で連通さ
れる第１の連通管と、第１の排出管の側壁の所定部に両
端部で連通される第２の連通管と、第１の連通管の側壁
の所定部から第２の連通管の側壁の所定部に両端部で連
通される第３の連通管と、第１の連通管の両端部近傍に
配設される第１の循環弁と、第２の連通管の両端部近傍
に配設される第２の循環弁と、を備え、制御部が、パー
ティキュレート捕集部を燃焼再生する際に炭酸ガスセン
サで検出された炭酸ガス濃度を示す濃度情報と予め記憶
された所定の濃度情報を比較して前記パーティキュレー
ト捕集部のパーティキュレートの燃焼開始を判断する燃
焼開始判断部と、炭酸ガスセンサで検出された濃度情報
と予め記憶された所定の濃度情報を比較する濃度情報比
較部と、濃度情報比較部で比較された結果に基づいて空
気供給弁の開度及び／又は空気供給部の空気流量を制御
する調節部と、ディーゼル機関の運転を停止する際に濃
度情報比較部で比較された結果に基づいてパーティキュ
レート捕集部の燃焼再生の継続／停止を判断する燃焼再
生継続／停止判断部と、燃焼再生継続／停止判断部でパ
ーティキュレート捕集部の燃焼再生を継続した場合に加
熱部に対して電源部から他の電源部に切り換えて電流／
電圧を印加する切換部と、備えたので、燃焼再生される
パーティキュレート捕集部のパーティキュレートの燃焼
開始を検知したとき加熱部をオフするのでパーティキュ
レートを確実に燃焼開始できかつ電力のロスや加熱部の
溶損等を防止することができ、また燃焼再生に際するパ
ーティキュレート捕集部の異常燃焼等を防止でき、効率
よくかつ安全に燃焼再生を行うことができ、ディーゼル
機関を用いた自動車等を操作する操作者がパーティキュ
レート捕集部の燃焼再生等を全く意識しないで自動車等
を自由に始動／停止することができ、また、ディーゼル
機関の再始動に際してパーティキュレート捕集部をパー
ティキュレートの着火温度付近まで加熱した後パーティ
キュレート捕集部を燃焼再生するので、パーティキュレ
ート捕集部の加熱に際する熱衝撃を抑制でき、サーマル
ストレス等による亀裂や破裂等の発生を防止できる。

【００２２】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
おけるディーゼル機関の排気ガス浄化装置について、図
面を参照しながら説明する。図５は本発明の第２の実施
例におけるディーゼル機関の排気ガス浄化装置の概略構
成を示す模式図である。１は排気管、２は第１の送気
管、３ａ，３ｂは第２の送気管、４ａ，４ｂはパーティ
キュレート捕集部、５ａ，５ｂは第１の排出管、６は第
２の排出管、７は浄化ガス排気管、１０ａ，１０ｂは送
気弁、１１ａ，１１ｂは排出弁、１４′は空気供給部、
１５ａ，１５ｂは差圧センサ、１６ａ，１６ｂは温度セ
ンサ、１８は電源部、１９′は制御部、２１′は切換ス
イッチ、２３は他の電源部、２５は第１の連通管、２６
は第２の連通管、２７は第３の連通管、２８ａ，２８ｂ
は第１の循環弁、２９ａ，２９ｂは第２の循環弁であ
り、これらは実施例１と同様なものであり同一の符号を
付して説明を省略する。実施例１と異なるのは、第３の
連通管２７の側壁の所定部ににそれぞれ空気供給管８′
と空気排出管９′を連通しまた第３の連通管２７内に加
熱部１７′を配設したことにより、空気供給弁１２″、
空気排出弁１３′、炭酸ガスセンサ２２′、加熱部用ス
イッチ２０′、２４′をそれぞれ各一づつ配設し、更に
第３の連通管２７の中途部にシロッコファン等よりなる
送気部３０を配設した点である。

【００２３】本実施例におけるディーゼル機関の排気ガ
ス浄化装置の動作は、図４におけるＳ８において制御部
１９′が送気部３０を駆動する以外は実施例１と同様で
あり説明を省略する。

【００２４】以上のように本実施例によれば、空気供給
管及び空気排出管が第３の連通管の側壁の所定部に連通
され、また第３の連通管の内に加熱部及び送気部を配設
したので、ディーゼル機関の再始動に際するパーティキ
ュレート捕集部の暖気／予熱を短時間で終了でき、効率
よく燃焼再生でき、システムの簡素化、低廉化、省力化
を図ることができるとともにシステムの重量を軽減化で
きる。従来のディーゼル機関の排気ガス浄化装置では電
力量０．４ｋＷｈを必要としたのに対し本実施例では電
力量０．３ｋＷｈと省力化することができた。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明のディーゼル機関の
排気ガス浄化装置は、ディーゼル機関の排気管の端部に
側壁の所定部で連通される第１の送気管と、前記第１の
送気管の両端部にそれぞれ連通される第２の送気管と、
前記第２の送気管の端部にそれぞれ連通されるパーティ
キュレート捕集部と、前記パーティキュレート捕集部の
端部にそれぞれ連通される第１の排出管と、前記第１の
排出管の端部に両端部で連通される第２の排出管と、前
記第２の排出管の側壁の所定部に連通される浄化ガス排
気管と、前記第２の送気管の側壁の所定部にそれぞれ連
通される空気供給管と、前記第１の排出管の側壁の所定
部にそれぞれ連通される空気排出管と、前記第１の送気
管又は前記第２の送気管の一端部又はその近傍部位，又
は前記第１の送気管と前記第２の送気管の端部同士に亘
って配設される送気弁と、前記第１の排出管又は前記第
２の排出管の一端部又はその近傍部位，又は前記第１の
排出管と前記第２の排出管の端部同士に亘って配設され
る排出弁と、前記空気供給管にそれぞれ配設される空気
供給弁と、前記空気排出管にそれぞれ配設される空気排
出弁と、前記空気供給管を介して前記パーティキュレー
ト捕集部に空気を供給する空気供給部と、前記パーティ
キュレート捕集部内に配設される加熱部と、前記加熱部
に電流／電圧を印加する電源部と、前記パーティキュレ
ート捕集部に導入される排気ガスと前記パーティキュレ
ート捕集部で浄化された浄化ガスの差圧等を示す差圧情
報を検出する差圧センサと、前記パーティキュレート捕
集部を燃焼再生する際に前記パーティキュレート捕集部
から排出された燃焼ガスの温度等を示す温度情報を検出
する温度センサと、前記差圧センサで検出された差圧情
報及び前記温度センサで検出された温度情報により全体
を制御する制御部と、を備え、前記パーティキュレート
捕集部で排気ガスの浄化と燃焼再生とを交互に繰り返す
ディーゼル機関の排気ガス浄化装置であって、系内に炭
酸ガスセンサを備え、前記制御部が前記パーティキュレ
ート捕集部を燃焼再生する際に前記炭酸ガスセンサで検
出された炭酸ガス濃度を示す濃度情報と予め記憶された
所定の濃度情報を比較して前記パーティキュレート捕集
部のパーティキュレートの燃焼開始を判断する燃焼開始
判断部を備えたので、温度センサでは判断できなかった
燃焼再生中のパーティキュレート捕集部内のパーティキ
ュレートの燃焼開始（又は着火又は未着火）等を検知で
き、またパーティキュレートの燃焼終了等も検知でき、
パーティキュレートを確実にかつ電力のロスや加熱部の
溶損等なく燃焼開始でき、効率よく燃焼再生を行うこと
ができ、信頼性や安全性に優れたディーゼル機関の排気
ガス浄化装置を提供できる。

【００２６】また前記制御部が、前記パーティキュレー
ト捕集部を燃焼再生する際に前記炭酸ガスセンサで検出
された濃度情報と予め記憶された所定の濃度情報を比較
する濃度情報比較部と、前記濃度情報比較部で比較され
た結果に基づいて前記空気供給弁の開度及び／又は前記
空気供給部の空気流量を調節する調節部と、を備えたの
で、燃焼再生に際するパーティキュレート捕集部の異常
燃焼やパーティキュレートの不完全燃焼等を防止でき、
安全かつ燃焼効率の高い燃焼再生を行うことができ、信
頼性や安全性に優れたディーゼル機関の排気ガス浄化装
置を提供できる。

【００２７】また前記加熱部に電流／電圧を印加する他
の電源部を備え、前記制御部が、ディーゼル機関の運転
を停止する際に前記濃度情報比較部で比較された結果に
基づいて前記パーティキュレート捕集部の燃焼再生の継
続／停止を判断する燃焼再生継続／停止判断部と、前記
燃焼再生継続／停止判断部で前記パーティキュレート捕
集部の燃焼再生を継続した場合に前記加熱部に対して前
記電源部から前記他の電源部に切り換えて電流／電圧を
印加する切換部と、を備えたので、ディーゼル機関を運
転停止しても燃焼再生を途中中断することなく継続して
燃焼再生することができ、ディーゼル機関を用いた自動
車等を操作する操作者がパーティキュレート捕集部の燃
焼再生等を全く意識しないで自動車等を自由に始動／停
止することができ、操作性を向上することができ、信頼
性や運転操作性に優れたディーゼル機関の排気ガス浄化
装置を提供できる。

【００２８】また前記第２の送気管の側壁の所定部に両
端部で連通される第１の連通管と、前記第１の排出管の
側壁の所定部に両端部で連通される第２の連通管と、前
記第１の連通管の側壁の所定部から前記第２の連通管の
側壁の所定部に両端部で連通される第３の連通管と、前
記第１の連通管の一端部又はその近傍部位，又は前記第
１の連通管と前記第２の送気管の端部同士に亘って配設
される第１の循環弁と、前記第２の連通管の一端部又は
その近傍部位，又は前記第２の連通管と前記第１の排出
管の端部同士に亘って配設される第２の循環弁と、を備
え、前記制御部が、前記パーティキュレート捕集部を燃
焼再生する際に前記温度センサで検出された温度情報と
予め記憶された所定の温度情報を比較する循環開始判断
部と、前記循環開始判断部で比較された結果に基づいて
前記第１の循環弁及び前記第２の循環弁を操作する循環
弁操作部と、を備えたので、ディーゼル機関の再始動に
際してパーティキュレート捕集部を燃焼再生する場合に
パーティキュレート捕集部をパーティキュレートの燃焼
開始温度近傍又はそれ以上に十分加熱した後燃焼再生す
るので、パーティキュレート捕集部に対するサーマルス
トレス等を抑制でき、亀裂や破裂等の発生を防止できる
とともに省電力化、節電化でき、経済性や運転操作性に
優れたディーゼル機関の排気ガス浄化装置を提供でき
る。

【００２９】また前記空気供給管及び／又は前記空気排
出管が前記第１の連通管，前記第２の連通管又は前記第
３の連通管の内いずれか１の側壁の所定部に連通され、
前記加熱部が前記第１の連通管，前記第２の連通管又は
前記第３の連通管の内いずれか１内に配設され、また少
なくとも前記第１の連通管，前記第２の連通管又は前記
第３の連通管の内いずれか１内に送気部を備えたので、
ディーゼル機関の再始動に際してパーティキュレート捕
集部を燃焼再生する場合に、パーティキュレート捕集部
の加熱を短時間で終了でき、効率よく燃焼再生できると
ともにシステムの簡素化、軽量化、省力化を図ることが
でき、生産性，経済性，信頼性に優れたディーゼル機関
の排気ガス浄化装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるディーゼル機関
の排気ガス浄化装置の概略構成を示す模式図

【図２】図１における制御部の概略構成を示すブロック
図

【図３】（ａ）パーティキュレート捕集部を燃焼再生す
る際に空気供給部からの空気流量を一定としたときのパ
ーティキュレート捕集部の燃焼再生時間とパーティキュ
レート捕集部から排出された燃焼ガス中に含有される炭
酸ガスの濃度との関係を示す特性図 （ｂ）パーティキュレート捕集部を燃焼再生する際に空
気供給弁の開度及び／又は空気供給部からの空気流量を
調節（又は制御）したときのパーティキュレート捕集部
の燃焼再生時間とパーティキュレート捕集部から排出さ
れた燃焼ガス中に含有される炭酸ガスの濃度との関係を
示す特性図

【図４】本発明の第１の実施例におけるディーゼル機関
の排気ガス浄化装置のフローチャート

【図５】本発明の第２の実施例におけるディーゼル機関
の排気ガス浄化装置の概略構成を示す模式図

【図６】従来のディーゼル機関の排気ガス浄化装置の概
略構成を示す模式図

【符号の説明】

１ 排気管 ２ 第１の送気管 ３ａ，３ｂ 第２の送気管 ４ａ，４ｂ パーティキュレート捕集部 ５ａ，５ｂ 第１の排出管 ６ 第２の排出管 ７ 浄化ガス排気管 ８ａ，８ｂ，８′ 空気供給管 ９ａ，９ｂ，９′ 空気排出管 １０ａ，１０ｂ 送気弁 １１ａ，１１ｂ 排出弁 １２ａ，１２ｂ，１２ａ′，１２ｂ′，１２″ 空気供
給弁 １３ａ，１３ｂ，１３ａ′ 空気排出弁 １４，１４′ 空気供給部 １５ａ，１５ｂ 差圧センサ １６ａ，１６ｂ 温度センサ １７ａ，１７ｂ，１７′ 加熱部 １８ 電源部 １９，１９′ 制御部 １９ａ 燃焼開始判断部 １９ｂ 濃度情報比較部 １９ｃ 調節部 １９ｄ 燃焼再生継続／停止判断部 １９ｅ 切換部 １９ｆ 循環開始判断部 １９ｇ 循環弁操作部 ２０ａ，２０ｂ，２０′，２４ａ，２４ｂ，２４′ 加
熱部用スイッチ ２１ 制御部用スイッチ ２１′ 切換スイッチ ２２ａ，２２ｂ，２２′ 炭酸ガスセンサ ２３ 他の電源部 ２５ 第１の連通管 ２６ 第２の連通管 ２７ 第３の連通管 ２８ａ，２８ｂ 第１の循環弁 ２９ａ，２９ｂ 第２の循環弁 ３０ 送気部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディーゼル機関の排気管の端部に側壁の所
   定部で連通される第１の送気管と、前記第１の送気管の
   両端部にそれぞれ連通される第２の送気管と、前記第２
   の送気管の端部にそれぞれ連通されるパーティキュレー
   ト捕集部と、前記パーティキュレート捕集部の端部にそ
   れぞれ連通される第１の排出管と、前記第１の排出管の
   端部に両端部で連通される第２の排出管と、前記第２の
   排出管の側壁の所定部に連通される浄化ガス排気管と、
   前記第２の送気管の側壁の所定部にそれぞれ連通される
   空気供給管と、前記第１の排出管の側壁の所定部にそれ
   ぞれ連通される空気排出管と、前記第１の送気管又は前
   記第２の送気管の一端部又はその近傍部位，又は前記第
   １の送気管と前記第２の送気管の端部同士に亘って配設
   される送気弁と、前記第１の排出管又は前記第２の排出
   管の一端部又はその近傍部位，又は前記第１の排出管と
   前記第２の排出管の端部同士に亘って配設される排出弁
   と、前記空気供給管にそれぞれ配設される空気供給弁
   と、前記空気排出管にそれぞれ配設される空気排出弁
   と、前記空気供給管を介して前記パーティキュレート捕
   集部に空気を供給する空気供給部と、前記パーティキュ
   レート捕集部内に配設される加熱部と、前記加熱部に電
   流／電圧を印加する電源部と、前記パーティキュレート
   捕集部に導入される排気ガスと前記パーティキュレート
   捕集部で浄化された浄化ガスの差圧等を示す差圧情報を
   検出する差圧センサと、前記パーティキュレート捕集部
   を燃焼再生する際に前記パーティキュレート捕集部から
   排出された燃焼ガスの温度等を示す温度情報を検出する
   温度センサと、前記差圧センサで検出された差圧情報及
   び前記温度センサで検出された温度情報により全体を制
   御する制御部と、を備え、前記パーティキュレート捕集
   部で排気ガスの浄化と燃焼再生とを交互に繰り返すディ
   ーゼル機関の排気ガス浄化装置であって、系内に炭酸ガ
   スセンサを備え、前記制御部が前記パーティキュレート
   捕集部を燃焼再生する際に前記炭酸ガスセンサで検出さ
   れた炭酸ガス濃度等を示す濃度情報と予め記憶された所
   定の濃度情報を比較して前記パーティキュレート捕集部
   のパーティキュレートの燃焼開始を判断する燃焼開始判
   断部を備えたことを特徴とするディーゼル機関の排気ガ
   ス浄化装置。
2. 【請求項２】前記制御部が、前記パーティキュレート捕
   集部を燃焼再生する際に前記炭酸ガスセンサで検出され
   た濃度情報と予め記憶された所定の濃度情報を比較する
   濃度情報比較部と、前記濃度情報比較部で比較された結
   果に基づいて前記空気供給弁の開度及び／又は前記空気
   供給部の空気流量を調節する調節部と、を備えた請求項
   １に記載のディーゼル機関の排気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】前記加熱部に電流／電圧を印加する他の電
   源部を備え、前記制御部が、ディーゼル機関の運転を停
   止する際に前記濃度情報比較部で比較された結果に基づ
   いて前記パーティキュレート捕集部の燃焼再生の継続／
   停止を判断する燃焼再生継続／停止判断部と、前記燃焼
   再生継続／停止判断部で前記パーティキュレート捕集部
   の燃焼再生を継続した場合に前記加熱部に対して前記電
   源部から前記他の電源部に切り換えて電流／電圧を印加
   する切換部と、を備えた請求項１又は２に記載のディー
   ゼル機関の排気ガス浄化装置。
4. 【請求項４】前記第２の送気管の側壁の所定部に両端部
   で連通される第１の連通管と、前記第１の排出管の側壁
   の所定部に両端部で連通される第２の連通管と、前記第
   １の連通管の側壁の所定部から前記第２の連通管の側壁
   の所定部に両端部で連通される第３の連通管と、前記第
   １の連通管の一端部又はその近傍部位，又は前記第１の
   連通管と前記第２の送気管に亘って配設される第１の循
   環弁と、前記第２の連通管の一端部又はその近傍部位，
   又は前記第２の連通管と前記第１の排出管に亘って配設
   される第２の循環弁と、を備え、前記制御部が、前記パ
   ーティキュレート捕集部を燃焼再生する際に前記温度セ
   ンサで検出された温度情報と予め記憶された所定の温度
   情報を比較する循環開始判断部と、前記循環開始判断部
   で比較された結果に基づいて前記第１の循環弁及び前記
   第２の循環弁を操作する循環弁操作部と、を備えた請求
   項１乃至３の内いずれか１に記載のディーゼル機関の排
   気ガス浄化装置。
5. 【請求項５】前記空気供給管及び／又は前記空気排出管
   が前記第１の連通管，前記第２の連通管又は前記第３の
   連通管の内いずれか１の側壁の所定部に連通され、前記
   加熱部が前記第１の連通管，前記第２の連通管又は前記
   第３の連通管の内いずれか１内に配設され、また少なく
   とも前記第１の連通管，前記第２の連通管又は前記第３
   の連通管の内いずれか１内に送気部を備えた請求項１乃
   至４の内いずれか１に記載のディーゼル機関の排気ガス
   浄化装置。