JPH11264314A

JPH11264314A - 排ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH11264314A
Application number: JP10070148A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Fukuda; 健生福田; Yoshinobu Kuwamoto; 義信鍬本; Yasuhiro Fujiwara; 康弘藤原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルタの再生途中段階において再生を中断
することのできる排ガス浄化装置を得ることを目的とす
る。【解決手段】排ガスを通過させて排ガス中のパーティ
キュレートを捕集するフィルタ８と、フィルタ８が収納
されたフィルタ収納容器９と、フィルタ収納容器９内に
排ガスを供給する排ガス導入配管５と、フィルタ収納容
器９から浄化された排ガスを放出する排ガス排出配管１
１と、フィルタ収納容器９内に設置され、フィルタ８を
加熱する電気ヒータ１０と、再生用空気導入配管７を通
してフィルタ収納容器９内に再生空気を供給するエアブ
ロア４とを有し、フィルタ８に付着したパーティキュレ
ートを燃焼させてフィルタ８を再生する途中で再生を中
断する際には、電気ヒータ１０への通電およびエアブロ
ア４への通電が停止される排ガス浄化装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関等
から排出される煤等の可燃性の微粒子つまりパーティキ
ュレートを捕集してこれを燃焼させる排ガス浄化装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年においては、環境保護および健康上
の理由から、ディーゼルエンジンからの煤などのパーテ
ィキュレート（微粒子）の排出量が規制され始めてい
る。

【０００３】ここで、パーティキュレートを取り除いて
ディーゼルエンジンの排ガスを浄化する技術として、排
気管の途中に耐熱性のセラミックハニカムのフィルタを
取り付けてパーティキュレートを濾過するものがある。
この技術の特徴は、ある程度パーティキュレートが堆積
したとき、これに火をつけて燃焼させ、炭酸ガスに変え
て大気に放出してセラミックフィルタをクリーンに再生
し、繰り返し使用することにある。そして、この作業は
燃焼再生（リジェネレーション）と呼ばれている。

【０００４】一般に、ディーゼルエンジンの排ガスはパ
ーティキュレートの着火温度より低いので、パーティキ
ュレートは排ガス温度では燃焼せず、堆積するだけであ
る。そして、堆積したパーティキュレートにより排気圧
力が過度に上昇してエンジンおよびエミッション性能を
低下させる。したがって、燃焼再生には何らかの手段に
よって排ガス温度またはフィルタ温度を上げる必要があ
る。

【０００５】ここで、排気系にフィルタ２個を備え、排
ガス浄化を交互に行う技術が提案されいる。この技術に
おいては、燃焼再生は、排ガス濾過中ではなく、ある程
度パーティキュレートが堆積して排ガス浄化をもう一方
のフィルタで行っているときに実施される。そして、フ
ィルタ温度を上昇させる昇温手段としては、電気ヒー
タ、バーナ、マイクロ波などが用いられている。

【０００６】また、屋内作業用のディーゼルエンジンフ
ォークリフトなどでは、フィルタにパーティキュレート
が堆積したら、エンジンを停止して、外部電源やバッテ
リから電力を供給して再生する排ガス浄化装置も提案さ
れている。

【０００７】ここで、従来の排ガス浄化装置について説
明する。図８は従来におけるディーゼル機関の排ガス浄
化装置の概略構成を示す模式図である。

【０００８】図示するように、ディーゼルエンジン１０
２からは排ガスが流出するマニホールド１０３が延びて
おり、このマニホールド１０３には流路配管１０４が接
続されている。流路配管１０４はさらに２つの流路配管
１０５ａ，１０５ｂに分岐しており、分岐位置には排ガ
ス流路を切り替える弁１０６が設置されている。各流路
配管１０５ａ，１０５ｂにはフィルタ容器１０７ａ，１
０７ｂが接続されており、フィルタ容器１０７ａ，１０
７ｂ内にはセラミックハニカム製のフィルタ１０８ａ，
１０８ｂが収納されている。また、フィルタ容器１０７
ａ，１０７ｂ内には、フィルタ１０８ａ，１０８ｂを加
熱するための電気ヒータ１２０ａ，１２０ｂが収納され
ている。流路配管１０５ａ，１０５ｂには、燃焼再生の
ための再生用空気を流路配管１１９ａ，１１９ｂから排
気するための流路を開閉する排気弁１１８ａ，１１８ｂ
が設置されている。

【０００９】さらに、本排ガス浄化装置には、再生用空
気をフィルタ容器１０７ａ，１０７ｂ内に供給するため
のエアポンプ１１３が設けられている。エアポンプ１１
３には流路配管１１２が接続されており、この流路配管
１１２はさらに２つの流路配管１１０ａ，１１０ｂに分
岐し、流路配管１０９ａ，１０９ｂを介してフィルタ容
器１０７ａ，１０７ｂの流路配管１０５ａ，１０５ｂと
反対側に接続されている。流路配管１１０ａ，１１０ｂ
の分岐位置には、燃焼再生のための二次空気の流路を切
り替える導入弁１１１が設置されている。

【００１０】そして、エアポンプ１１３、弁１０６、導
入弁１１１、排気弁１１８ａ，１１８ｂおよび電気ヒー
タ１２０ａ，１２０ｂを制御するために、コントローラ
１１６が設けられている。

【００１１】以上のように構成された従来のディーゼル
排ガス浄化装置のフィルタ再生についてその動作を説明
する。

【００１２】フィルタ１０８ａが排ガス浄化中、フィル
タ前後の差圧あるいはフィルタ上流側の圧力を測定する
圧力センサ（図示せず）等の捕集量検知装置により所定
の圧力値が測定されると、再生開始時期と判断される。
すると、これまで配管１０４から配管１０５ａに流れて
いた排ガスは、弁１０６および導入弁１１１が作動して
配管１０４から配管１０５ｂへと流れ、フィルタ１０８
ｂを通過することにより浄化され、配管１０９ｂから流
出する。一方、再生開始時期と判断されたフィルタ１０
８ａは、電気ヒータ１２０ａに電力が供給されて加熱さ
れる。これと同時に導入弁１１１が開き、エアポンプ１
１３から配管１１０ａを通ってフィルタ１０８ａに再生
用空気が供給される。そして、所定時間経過すると、フ
ィルタ１０８ａの温度がパーティキュレート着火温度に
達し、パーティキュレートが燃焼を開始する。その燃焼
排ガスは配管１１９ａから流出する。

【００１３】その後、電気ヒータ１２０ａへの電力供給
が終了し、再生用空気のみによるパーティキュレート燃
焼が継続する。この燃焼はパーティキュレートの火炎伝
播によって実現される。ある時間経過すると、燃焼再生
が完了したと判断してエアポンプ１１３の動作が停止し
て排気弁１１８ａが閉じ、再生用空気の供給が終了して
フィルタ１０８ａは浄化待機の状態になる。

【００１４】その後、圧力センサ等の捕集量検知装置で
フィルタ１０８ｂが再生開始時期に達したと判断される
と、前述のようなフィルタ１０８ａに対する再生動作と
同様の再生動作がフィルタ１０８ｂに対して行われる。
そして、このようにしてフィルタ１０８ａとフィルタ１
０８ｂに対して、交互に排ガス浄化および燃焼再生が行
われる。

【００１５】ここで、圧力センサ等の捕集量検知装置で
捕集量を推定する技術について説明する。これは、たと
えば特開昭５８−４８８３１号公報に記載されているよ
うに、エンジン稼働時におけるフィルタでの排ガス濾過
中に、フィルタ上流に設置した排気管圧を検知するもの
が知られている。すなわち、エンジン運転中に背圧の検
知を行っておき、フィルタがその吸着能力が飽和に至る
と上昇する背圧を圧力センサにより検知し、これをフィ
ルタの再生開始信号として使用するものである。この技
術は、背圧はエンジン回転数やアクセル開度等の運転条
件と対応しているので、コンピュータのメモリ内に回転
数およびアクセル開度等の運転状態に応じた上限の背圧
値を入れておき、運転中に回転数およびアクセル開度を
計測しその回転数に応じた所定背圧を計算し、この計算
値と実測背圧とを比較することにより、フィルタ内に付
着したパーティキュレートの捕集量を推定するものであ
る。

【００１６】また、フィルタの加熱には、電気ヒータ以
外にも軽油等を燃料としたバーナによるものがある。こ
のバーナによる加熱では、課題として、バーナの火力の
安定性確保や、炎を出すために安全性の確保がある。ま
た、たとえば特開平７−１３９３３１号公報に記載され
たマイクロ波加熱では、パーティキュレートの捕集量を
検知できる利点があるが、フィルタ内の均一加熱やマイ
クロ波の漏れ対策、高電圧使用による安全性確保等の課
題を有している。

【００１７】さらに、フィルタを加熱せずに、高圧エア
でパーティキュレートを払い落としてフィルタ外部で加
熱燃焼する逆洗方式と呼ばれるフィルタ再生技術も知ら
れている。

【００１８】ここで、前述のように、一般に圧力センサ
は、フィルタ前後の差圧やフィルタ上流側の排気管圧を
測定してパーティキュレートを捕集するために用いられ
る。

【００１９】一方、本発明者らは、比較的多量の再生空
気を加熱して、その空気により、フィルタを加熱する熱
風技術を提案している。これによれば、加熱空気を徐々
に昇温させることで、フィルタ内の煤を着火させること
なく均一に燃焼させることができるので、フィルタへの
熱負荷が小さい燃焼を実現することができる（特開平８
−１７０５２２号公報、特願平７−４０８５７、特願平
７−１５８９９７参照）。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の技術においては、電気ヒータによる加熱で
火炎伝播による燃焼であるため、フィルタ内の温度勾配
およびフィルタ内の任意の箇所における温度差が非常に
大きくなり、フィルタのクラック発生の要因となる。ま
た、パーティキュレートの捕集状態や捕集量によって、
部分的にパーティキュレートの燃え残りが発生する。さ
らに、フィルタの燃焼途中つまり火炎伝播途中でこれを
中断すると、フィルタ内の温度勾配およびフィルタ内の
任意の箇所における温度差が非常に大きな状態になるた
め、部分的にパーティキュレートの燃え残りが発生す
る。そして、パーティキュレートの燃え残りが発生する
と、捕集再生の繰り返しの中で局部的に異常燃焼で高温
になり、溶損の原因となるため、再生途中での中断がで
きないという問題があった。

【００２１】ここで、再生中断ができないという問題
は、再生中にどうしてもディーゼルエンジンを稼働させ
る必要がでた場合に顕現化する。例えば、ディーゼルエ
ンジンフォークリフトにおいて再生中に荷物が到着した
場合、再生中断ができないため、すぐに荷役作業を行う
必要があるのに作業ができないという形で問題が顕現化
する。

【００２２】また、これまでの排ガス浄化装置において
は、各構成部品に異常が発生した場合の検知手段とその
対処手段が確立されていないという問題があった。例え
ば、圧力センサや温度センサに異常が発生したならば、
再生異常や捕集量検知異常が発生する。バルブに異常が
発生すれば、排ガスのブロアへの逆流や再生空気が送風
されないための再生異常が発生する。ヒータやブロアに
異常が発生すれば、再生異常が発生する。そして、この
ような再生異常が発生すれば、フィルタへの煤捕集量が
増大し、エンジンその他の破損を招くおそれがある。

【００２３】外部電源により再生を実施する排ガス浄化
装置の場合、エンジンを停止して再生を実施するが、再
生中に間違ってエンジンを稼働させた場合の対処方法が
ないという問題があった。再生中にエンジンを稼働する
と再生不良になることはもちろん、ブロアへ排ガスが逆
流すると、ブロアとバルブが破損するおそれがある。

【００２４】さらに、外部電源により再生を実施する排
ガス浄化装置の場合、外部電源が停電した場合の対処方
法が確立されていないという問題があった。例えば、再
生中に外部電源が停電した場合、バルブが開いたままに
なり、エンジンを稼働すると排ガスがブロアへ逆流する
という問題が発生する。

【００２５】再生中断ができる排ガス浄化装置の場合、
再生を中断させるのは再生が終了するまでに時間がかか
るときであり、もし１分後に再生が終了することが分か
っていれば再生中断をしないかもしれないし、５０分か
かるのであればすぐに中断するかもしれない。しかし、
これまでの排ガス浄化装置では、再生終了までの残り時
間が分からないという問題があった。

【００２６】従来の排ガス浄化装置で何らかの異常が発
生した場合には、車両が動作しているフィールドに様々
な測定装置を持ち込む必要があった。そして、その測定
装置がなければ、温度センサの検知温度や圧力センサの
検知圧力や検知したエンジン回転数が分からないため、
フィールドでの異常箇所の判断が困難であるという問題
があった。

【００２７】排ガス温度は５０〜５００℃程度で、フィ
ルタを再生するときの温度が４００〜６５０℃程度であ
る。したがって、その両方の温度範囲を満足するために
は、０〜６５０℃を測定する必要がある。また、排ガス
温度をデジタル化するためには、８ビットのＡＤコンバ
ータでは分解能が小さくなり、充分な温度制御が実施で
きないという問題があった。

【００２８】そこで、本発明は、フィルタの再生途中段
階において再生を中断することのできる排ガス浄化装置
を提供することを目的とする。

【００２９】また、本発明は、装置構成部品に異常が発
生した場合、これを速やかに検知してフィルタの再生を
中断することのできる排ガス浄化装置を提供することを
目的とする。

【００３０】さらに、本発明は、フィルタの再生中に間
違った操作を行ったことに起因する装置の損傷を防止す
ることのできる排ガス浄化装置を提供することを目的と
する。

【００３１】本発明は、外部電源を用いたフィルタの再
生中に停電したことに起因する装置の損傷を防止するこ
とのできる排ガス浄化装置を提供することを目的とす
る。

【００３２】本発明は、フィルタの再生残時間を知るこ
とのできる排ガス浄化装置を提供することを目的とす
る。

【００３３】本発明は、排ガス温度およびフィルタ再生
温度の測定温度分解能を向上させることのできる排ガス
浄化装置を提供することを目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の排ガス浄化装置は、排ガスを通過させて排
ガス中のパーティキュレートを捕集するフィルタと、フ
ィルタが収納されたフィルタ収納容器と、フィルタ収納
容器内に排ガスを供給する排ガス導入配管と、フィルタ
収納容器から浄化された排ガスを放出する排ガス排出配
管と、フィルタ収納容器内に設置され、フィルタを加熱
する電気ヒータと、再生用空気導入配管を通してフィル
タ収納容器内に再生空気を供給する送風手段とを有し、
フィルタに付着したパーティキュレートを燃焼させてフ
ィルタを再生する途中で再生を中断する際には、電気ヒ
ータへの通電および送風手段への通電が停止される構成
としたものである。

【００３５】これにより、フィルタの再生途中段階にお
いてこの再生を中断することが可能になる。

【００３６】また、本発明の排ガス浄化装置は、前記し
た排ガス浄化装置において、フィルタに付着したパーテ
ィキュレートを燃焼させてフィルタを再生している途中
において異常が発生した場合にはフィルタの再生を中断
するものである。

【００３７】これにより、装置構成部品に異常が発生し
た場合、これを速やかに検知してフィルタの再生を中断
することができる。

【００３８】本発明の排ガス浄化装置は、前記した排ガ
ス浄化装置において、フィルタの再生時にバッテリ電源
と外部電源とから電源が供給された場合には、電気ヒー
タへの通電および送風手段への通電を停止して電動バル
ブの閉動作をし、フィルタの再生を中断するものであ
る。

【００３９】これにより、２種類の電源を供給するとい
う誤った操作をフィルタの再生中に行ったことに起因す
る装置の損傷を未然に防止することができる。

【００４０】本発明の排ガス浄化装置は、前記した排ガ
ス浄化装置において、バルブは、外部電源の供給がない
場合には、バッテリ電源によって閉位置となるものであ
る。

【００４１】これにより、外部電源を用いたフィルタの
再生中に停電となった場合における装置の損傷を未然に
防止することができる。

【００４２】本発明の排ガス浄化装置は、前記した排ガ
ス浄化装置において、圧力センサの値で推定したパーテ
ィキュレートの捕集量をもとに、フィルタの再生終了ま
での残時間を表示する数字表示部が設けられているもの
である。

【００４３】これにより、フィルタの再生残時間を知る
ことができる。そして、本発明の排ガス浄化装置は、前
記した排ガス浄化装置において、フィルタに付着したパ
ーティキュレートを燃焼させてフィルタを再生する場合
と、排ガスを通過させてこの排ガス中のパーティキュレ
ートをフィルタに捕集させる場合とで、温度センサの測
定範囲をシフトさせる温度シフト部が設けられているも
のである。

【００４４】これにより、排ガス温度およびフィルタ再
生温度の測定温度分解能を向上させることができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、排ガスを通過させて排ガス中のパーティキュレート
を捕集するフィルタと、フィルタが収納されたフィルタ
収納容器と、フィルタ収納容器内に排ガスを供給する排
ガス導入配管と、フィルタ収納容器から浄化された排ガ
スを放出する排ガス排出配管と、フィルタ収納容器内に
設置され、フィルタを加熱する電気ヒータと、再生用空
気導入配管を通してフィルタ収納容器内に再生空気を供
給する送風手段とを有し、フィルタに付着したパーティ
キュレートを燃焼させてフィルタを再生する途中で再生
を中断する際には、電気ヒータへの通電および送風手段
への通電が停止される排ガス浄化装置であり、フィルタ
の再生途中段階においてこの再生を中断することが可能
になるという作用を有する。

【００４６】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、送風手段と電気ヒータとの間、
および電気ヒータとフィルタのと間の圧力を測定する圧
力センサが設置され、これらの圧力センサの測定値から
得られた差圧によりフィルタに付着したパーティキュレ
ートの捕集量を推定する排ガス浄化装置であり、圧力セ
ンサの値をもとにしてフィルタに付着したパーティキュ
レートの捕集量を検知することができるという作用を有
する。

【００４７】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２記載の発明において、電気ヒータとフィルタ
の間には、加熱された再生空気の温度を測定するととも
にパーティキュレート捕集中の排ガス温度を測定する温
度センサが設置されている排ガス浄化装置であり、フィ
ルタ再生時の再生空気の温度を検知し、パーティキュレ
ート捕集時の排気ガス温度を検知することができるとい
う作用を有する。

【００４８】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１、２または３記載の発明において、再生用空気導入配
管上には、この再生用空気導入配管の管路を電動で開閉
するバルブが設置され、このバルブは、フィルタに付着
したパーティキュレートを燃焼させてこのフィルタを再
生する際には開位置とされ、排ガス中のパーティキュレ
ートをフィルタに捕集させる際は閉位置とされる排ガス
浄化装置であり、排気ガスが送風手段へと流れ込むこと
を防止することができるという作用を有する。

【００４９】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
４記載の発明において、フィルタの再生動作を開始して
所定時間経過してもバルブの開信号が出力されなかった
場合には、バルブの閉動作を行ってフィルタの再生を中
断してその旨を報知する排ガス浄化装置であり、排気ガ
スが送風手段へと流れ込むことを防止することができる
という作用を有する。

【００５０】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
４または５記載の発明において、フィルタの再生動作終
了時および再生動作中断時から所定時間経過してもバル
ブの閉信号が出力されなかった場合には、バブル異常の
旨を報知する排ガス浄化装置であり、排気ガスが送風手
段へと流れ込むことを防止することができるという作用
を有する。

【００５１】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１〜６の何れか一項に記載の発明において、フィルタに
付着したパーティキュレートを燃焼させてフィルタを再
生している途中に電気ヒータの断線を検知した場合に
は、電気ヒータへの通電および送風手段への通電を停止
してフィルタの再生を中断する排ガス浄化装置であり、
装置構成部品に異常が発生した場合、これを速やかに検
知してフィルタの再生を中断することができるという作
用を有し、装置の損傷を未然に回避することができると
いう作用を有する。

【００５２】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
１〜７の何れか一項に記載の発明において、電気ヒータ
に所定時間通電しても所定温度に達しない場合には、電
気ヒータの断線と判断する排ガス浄化装置であり、装置
構成部品に異常が発生した場合、これを速やかに検知し
てフィルタの再生を中断することができるという作用を
有し、装置の損傷を未然に回避することができるという
作用を有する。

【００５３】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
１〜８の何れか一項に記載の発明において、電気ヒータ
のヒータパワーを調整してこのヒータパワーが１００％
に達した場合には、電気ヒータの断線と判断する排ガス
浄化装置であり、装置構成部品に異常が発生した場合、
これを速やかに検知してフィルタの再生を中断すること
ができるという作用を有し、装置の損傷を未然に回避す
ることができるという作用を有する。

【００５４】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項１〜９の何れか一項に記載の発明において、フィルタ
に付着したパーティキュレートを燃焼させてフィルタを
再生している途中に送風手段の異常を検知した場合に
は、電気ヒータへの通電および送風手段への通電を停止
してフィルタの再生を中断する排ガス浄化装置であり、
装置構成部品に異常が発生した場合、これを速やかに検
知してフィルタの再生を中断することができるという作
用を有し、装置の損傷を未然に回避することができると
いう作用を有する。

【００５５】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項１〜１０の何れか一項に記載の発明において、送風手
段による再生空気流量を調整して送風手段への通電が１
００％に達した場合には、送風手段の異常と判断する排
ガス浄化装置であり、装置構成部品に異常が発生した場
合、これを速やかに検知してフィルタの再生を中断する
ことができるという作用を有し、装置の損傷を未然に回
避することができるという作用を有する。

【００５６】本発明の請求項１２に記載の発明は、請求
項１〜１１の何れか一項に記載の発明において、フィル
タに付着したパーティキュレートを燃焼させてフィルタ
を再生している途中に圧力センサの異常を検知した場合
には、電気ヒータへの通電および送風手段への通電を停
止してフィルタの再生を中断する排ガス浄化装置であ
り、装置構成部品に異常が発生した場合、これを速やか
に検知してフィルタの再生を中断することができるとい
う作用を有し、装置の損傷を未然に回避することができ
るという作用を有する。

【００５７】本発明の請求項１３に記載の発明は、請求
項１〜１２の何れか一項に記載の発明において、フィル
タの再生動作を開始して所定時間経過しても圧力センサ
が所定圧力を検出しない場合には、圧力センサの異常と
判断する排ガス浄化装置であり、装置構成部品に異常が
発生した場合、これを速やかに検知してフィルタの再生
を中断することができるという作用を有し、装置の損傷
を未然に回避することができるという作用を有する。

【００５８】本発明の請求項１４に記載の発明は、請求
項１〜１３の何れか一項に記載の発明において、フィル
タに付着したパーティキュレートを燃焼させてフィルタ
を再生している途中に温度センサの異常を検知した場合
には、電気ヒータへの通電および送風手段への通電を停
止してフィルタの再生を中断する排ガス浄化装置であ
り、装置構成部品に異常が発生した場合、これを速やか
に検知してフィルタの再生を中断することができるとい
う作用を有し、装置の損傷を未然に回避することができ
るという作用を有する。

【００５９】本発明の請求項１５に記載の発明は、請求
項１〜１４の何れか一項に記載の発明において、フィル
タの再生動作を開始して所定時間経過しても温度センサ
が所定温度を検出しない場合には、温度センサの異常と
判断する排ガス浄化装置であり、装置構成部品に異常が
発生した場合、これを速やかに検知してフィルタの再生
を中断することができるという作用を有し、装置の損傷
を未然に回避することができるという作用を有する。

【００６０】本発明の請求項１６に記載の発明は、請求
項１〜１５の何れか一項に記載の発明において、フィル
タの再生時にバッテリ電源と外部電源とから電源が供給
された場合には、電気ヒータへの通電および送風手段へ
の通電を停止して電動バルブの閉動作をし、フィルタの
再生を中断する排ガス浄化装置であり、排ガスの送風手
段への逆流が防止されて、２種類の電源を供給するとい
う誤った操作をフィルタの再生中に行ったことに起因す
る装置の損傷を未然に防止することができるという作用
を有する。

【００６１】本発明の請求項１７に記載の発明は、請求
項４〜１６の何れか一項に記載の発明において、バルブ
は、外部電源の供給がない場合には、バッテリ電源によ
って閉位置となる排ガス浄化装置であり、外部電源を用
いたフィルタの再生中に停電となった場合における装置
の損傷を未然に防止することができるという作用を有
し、車両を直ちに使用することができるという作用を有
する。

【００６２】本発明の請求項１８に記載の発明は、請求
項２〜１７の何れか一項に記載の発明において、圧力セ
ンサの値で推定したパーティキュレートの捕集量をもと
に、フィルタの再生終了までの残時間を表示する数字表
示部が設けられている排ガス浄化装置であり、フィルタ
の再生残時間を知ることができ、オペレータが再生中断
するか再生終了まで待つかどうかを判断することができ
るという作用を有する。

【００６３】本発明の請求項１９に記載の発明は、請求
項１８記載の発明において、数字表示部は、さらに圧力
センサの値、温度センサの値およびエンジン回転数が表
示される排ガス浄化装置であり、車両が使用されている
場所で装置異常の原因追究ができるという作用を有す
る。

【００６４】本発明の請求項２０に記載の発明は、請求
項１〜１９の何れか一項に記載の発明において、フィル
タに付着したパーティキュレートを燃焼させてフィルタ
を再生する場合と、排ガスを通過させてこの排ガス中の
パーティキュレートをフィルタに捕集させる場合とで、
温度センサの測定範囲をシフトさせる温度シフト部が設
けられている排ガス浄化装置であり、排ガス温度および
フィルタ再生温度の測定温度分解能を向上させることが
できるという作用を有する。

【００６５】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。図１は本発明の一実施の形
態における排ガス浄化装置を示す概略図、図２および図
３は図１の排ガス浄化装置に対応して設けられたコント
ロール部を示す説明図、図４、図５および図６は図１の
排ガス浄化装置における排ガスフィルタ再生手順を示す
フローチャート、図７は図１の排ガス浄化装置の動作を
示すブロック図である。

【００６６】図１に示すように、本実施の形態の排ガス
浄化装置は、エアブロア（送風手段）４と電気ヒータ１
０との間、および電気ヒータ１０とフィルタ８との間の
２カ所に圧力センサ１，２を配置して各位置での圧力を
測定し、その圧力差が目標差圧値になるようにエアブロ
ア４の出力を制御して再生空気流量をコントロールする
ように構成したものである。

【００６７】図示するように、フィルタ収納容器９の一
方側には、排ガスが導入される排ガス導入配管５と、再
生用空気が導入される再生用空気導入配管７とが接続さ
れている。再生用空気導入配管７の先端には再生用空気
をフィルタ収納容器９内に送り込むためのエアブロア４
が取り付けられている。また、再生用空気導入配管７上
には、エアブロア４からフィルタ収納容器９に至る管路
を開閉して排ガスがエアブロア４へ流入することを防止
するためのバルブ６、およびエアブロア４とフィルタ収
納容器９内の電気ヒータ１０との間の圧力を測定する圧
力センサ２が設置されている。また、フィルタ収納容器
９の他方側には、排ガスが排出される排ガス排出配管１
１が接続されている。

【００６８】フィルタ収納容器９内には、エアブロア４
側に前述した電気ヒータ１０が、排ガス排出配管１１側
にフィルタ８がそれぞれ配置されている。また、電気ヒ
ータ１０とフィルタ８との間の圧力を測定する圧力セン
サ１が設置されている。

【００６９】ここで、圧力センサ１，２は再生用空気の
各部での圧力測定の作用を行うものであり、圧力センサ
１はパーティキュレート捕集中の捕集量検知と排ガス脈
動を測定して、エンジン回転数の検知にも使用される。
圧力センサ１，２は、ダイアフラムに金属線ひずみゲー
ジを接着した電気抵抗形の圧力変換器と、圧力をダイア
フラムまで導く導圧管とから構成されている。なお、図
示する場合において、圧力センサ１は電気ヒータ１０と
フィルタ８の間には設置されていないが、フィルタ収納
容器９の内壁と電気ヒータ１０とフィルタ８とで形成さ
れた空間であれば、何れの箇所もほぼ同じ圧力であるの
で、この位置でも電気ヒータ１０とフィルタ８との間の
圧力が測定される。ここで、圧力センサ１，２の導圧管
は電気ヒータ１０とフィルタ８の間まで延ばしてもかま
わない。但し、導圧管の途中や圧力センサ固定部分など
に空気の漏れる箇所があれば正確な圧力測定ができない
ので、この点には配慮する必要がある。

【００７０】温度センサ３は、加熱された再生空気の温
度を測定するとともにパーティキュレート捕集中の排ガ
ス温度を測定するもので、熱電対で構成されている。

【００７１】パーティキュレートを捕集するフィルタ８
は、ウォールスルータイプのハニカム構造からなり、コ
ージェライトやムライトおよびチタン酸アルミニューム
等、熱膨張係数が小さく耐熱衝撃性ならびに耐熱溶融性
に優れた材料が用いられている。本実施の形態におい
て、フィルタ８の形状は円筒形であるが、楕円筒形や方
形など種々の形状とすることができる。また、フィルタ
８のサイズは、直径４〜１３インチ、長さ５〜１４イン
チで、セル数は１インチ平方あたり５０〜４００個とな
っている。ここで、フィルタ８には酸化触媒を設けても
良い。フィルタ８に捕集されるパーティキュレートの量
は、フィルタの単位体積（１リットル）当たりの重量
（グラム）で表すと、たとえば１〜３０ｇ／Ｌ程度とさ
れている。

【００７２】フィルタ収納容器９内の空気を加熱する手
段として用いられた電気ヒータ１０は、発熱体と空気が
接触する構造を有しており、発熱体としてはニクロム
線、カンタル線、セラミックヒータ等を用いることがで
きる。なお、ヒータ容量は加熱する空気量に応じて決定
される。また、電気ヒータ１０の圧力損失が大きいほど
熱変換効率が良くなる。

【００７３】フィルタ収納容器９は耐熱性のある金属か
らなり、パーティキュレートの漏れを防止するために、
フィルタ収納容器９の内壁とフィルタ８との間には、蛭
石等が含有されて熱によって膨張する材質のシール材が
設けられている。また、このフィルタ収納容器９からの
放熱によりフィルタ８の内外周の温度差が発生するの
で、フィルタ収納容器９をセラミックウールなどの断熱
材で包み込んだり真空断熱容器にするなどして、断熱対
策を施すのが好ましい。

【００７４】エアブロア４は軸流送風機であり、ダイア
フラム式のエアポンプと比較して静圧が低くなってい
る。

【００７５】排気ガスが通過する排ガス導入配管５と排
ガス排出配管１１は、耐熱性および耐食性を有する金
属、好ましくはステンレスが使用されている。そして、
その内径はエンジンの排気量に応じて設定される。

【００７６】なお、空気の流量としては０．０５〜２立
米で多ければ多い程良いが、送風手段であるエアブロア
４の能力からすると１立米以下が適当である。また、１
立米程度の空気を加熱するには多大な電力が必要となる
ため、加熱空気の循環やエンジン排ガス利用等の電力削
減手段を設けることが好ましい。

【００７７】ここで、パーティキュレートの成分の一つ
に可溶性有機物（ＳＯＦ）があり、これはフィルタ８に
捕集されても再生中に燃焼することなく蒸発して大気中
に放出されるので、フィルタ８の前または後ろには、貴
金属等を担持したＳＯＦ酸化触媒を設けることが好まし
い。

【００７８】圧力センサ１，２は、受圧ダイアフラムの
変位を感知して圧力へ変換するもので、その変位に伴う
金属線ひずみゲージや結晶格子の変形により電気抵抗が
変化する半導体が用いられている。但し、ピエゾ圧電
形、電磁誘導形、静電容量形、振動形圧力変換器などの
圧力センサを用いてもよい。

【００７９】バルブ６はＤＣ（直流）電源で作動するも
のが使用され、その制御には、スプリング機能が付いた
リレーが用いられている。ＡＣ２００ＶやＤＣ１２Ｖの
リレー動作用電源供給がない場合は、スプリングにより
必ず閉動作をするように回路を組む。また、リレーの二
次側には、エンジンキーに関係なく、常時バッテリから
ＤＣ１２Ｖを供給するようにして、バルブ動作はバッテ
リ電源のみで行うような回路を組む。これによれば、仮
にフィルタ再生中にバルブが開いているときに、突然、
停電などによる外部電源供給が停止された場合には、制
御回路の電源供給がなくなり、リレーはスプリングによ
り閉動作側になる。そして、リレーが閉動作側になる
と、停電に関係なく、バッテリ電源でバルブ６が自動的
に閉じることになる。

【００８０】なお、本実施の形態では、熱電対による温
度センサ３が用いられているが、シースタイプの熱電対
や白金抵抗体等の比較的高温を検知できる熱電対であれ
ば良いが、さらに、排ガスにさらされるので耐食性が良
いものを選ぶのが好ましい。また、放射伝熱による指示
温度の低下を防ぐように温度センサ３の配置を考慮する
ことが好ましい。

【００８１】図２および図３に示すように、コントロー
ル部には、圧力、温度、エンジン回転数といった所定の
数値を表示する数値表示部１２、フィルタ再生動作を開
始させるためのスタートＳＷ１３、フィルタ再生動作を
停止させるためのストップＳＷ１４（以上、図２）、通
常の運転モードからサービスモードへの切り替えを行う
サービスモードＳＷ１５、バルブ６の開閉を行うバルブ
開閉ＳＷ１６、パーティキュレート捕集中とフィルタ再
生中とにおける温度の測定範囲をシフトさせるＴｅｍｐ
ＳｈｉｆｔＳＷ（温度シフト部）１７（以上、図
３）が設けられている。なお、所定の制御を実行するた
めのマイコン１８が搭載されている。

【００８２】次に、このような構成を有する排ガス浄化
装置を用いて、排ガスフィルタを再生する手順を図４、
図５、図６および図７を用いて説明する。

【００８３】図４に示すように、先ず最初に、通常の運
転モードかサービスモードかの判断が行われる（ステッ
プ１）。なお、この判断はサービスモードＳＷ１５がＯ
Ｎになっているかどうかという内容のものである。

【００８４】ステップ１でサービスモードの場合には後
述するステップ４４（図６）に移行し、サービスモード
でない場合には供給電源の種類を判断する（ステップ
２）。車載バッテリの場合にはＤＣ１２ＶかＤＣ２４Ｖ
であり、外部電源の場合にはＡＣ２００ＶかＡＣ１００
Ｖであるので、容易に供給電源の区別を行うことができ
る。なお、ここで言うバッテリ電源は、エンジンキーを
ＯＮにした場合のみに供給されるものである。

【００８５】ステップ２においてもし両方の電源が投入
されていたら、異常事態と判断し、再生中であれば再生
を中断して、警報を発する（ステップ３）。

【００８６】ステップ２において電源が車載バッテリか
らの供給であれば、捕集モードと判断する。捕集モード
では、ブロア４へのエンジン排ガス逆流を防止するため
に、バルブ６は閉じておく必要がある。そこで、バルブ
６からの閉信号が正常に入力されているかを判断し（ス
テップ４）、正常に入力されていなかったら、バルブ異
常表示を行う（ステップ５）。ステップ４で正常と判断
されたならば、パーティキュレートの捕集量を演算して
これを表示する（ステップ６）。そして、圧力センサ１
で圧力の測定とエンジン回転数の測定を行い、温度セン
サ３で排ガス温度を測定する（ステップ７）。次に、ス
テップ７で測定したエンジン回転数が捕集量推定をでき
る規定の範囲内かどうかを判断する（ステップ８）。範
囲外であればステップ７に戻り、範囲内であれば、ステ
ップ７で測定した値に基づいてパーティキュレートの捕
集量を推定して（ステップ９）、捕集量の上限と比較す
る（ステップ１０）。比較の結果、捕集量の上限に達し
ていない場合にはステップ４へ戻る。また、上限に達し
ている場合には、警報および表示を行い（ステップ１
１）、ステップ４からステップ１１の動作を繰り返す。
なお、何れのステップにおいても、エンジンキーがＯＦ
Ｆにされた場合には、リセットになる。

【００８７】ステップ２において供給電源が外部電源で
あった場合には、再生モードのルーチンに入り、再生ス
タート待機状態になってこれを表示する（ステップ１
２）。そして、スタートＳＷ１３がＯＮにされたかどう
かを判断し（ステップ１３）、ＯＮされていない場合は
ステップ１２へ戻る。また、ＯＮにされた場合には、フ
ィルタの再生をスタートして、電気ヒータ１０およびブ
ロア４を動作させ、バルブ６を開にする（ステップ１
４）。

【００８８】バルブ６を開にしたならば、図５に示すよ
うに、ストップＳＷ１４が押されたかどうかを判断する
（ステップ１５）。このストップＳＷ１４は、フィルタ
再生の途中でオペレータが再生を中断させたい場合に使
用するものである。

【００８９】ストップＳＷ１４が押された場合には、再
生中断動作を行う（ステップ１６）。ここで言う再生中
断動作とは、電気ヒータ１０への通電を停止してエアブ
ロア４だけの動作でフィルタ８の冷却を行い、規定時間
経過したら、エアブロア４の動作も停止してバルブ６の
閉動作を行うことである。なお、再生中断動作後、ステ
ップ１２に移行して再生スタート待機状態になる。

【００９０】ステップ１５でストップＳＷ１４が押され
ていない場合には、再生スタートから１０秒経過したか
どうかを判断する（ステップ１７）。

【００９１】ちょうど１０秒経過した場合には、バルブ
６の開信号が正常かどうかを判断する（ステップ１
８）。バルブ６の開信号が正常の場合にはルーチンに戻
るが、異常の場合には、バルブ６の異常表示を行い（ス
テップ１９）、再生中断動作を行う（ステップ２０）。
これは、１０秒の待ち時間は、バルブ６の開閉動作にお
いて約６秒程度かかるためである。

【００９２】ステップ１７において再生スタート１０秒
経過以外であると判断されたならば、再スタート２分後
かどうかが判断され（ステップ２１）、再生スタート２
分経過した場合のみ、温度が１５０℃以上であるかが判
断される（ステップ２２）。再生モードの場合、測定温
度範囲は１５０〜６６０℃であり、１５０℃以下の時は
出力がない。そこで、温度が１５０℃以上でない場合に
は、温度センサ３の異常表示を行い（ステップ２３）、
再生中断動作を行う（ステップ２０）。なお、１５０℃
を越えない理由としては、電気ヒータ１０の異常も考え
られるが、外部電源として三相２００Ｖを使用している
場合には、ヒータ結線がデルタおよびスターの何れかと
なり、電気ヒータ１０が一部断線した場合でも一相での
発熱は実施されて少なくとも１５０℃以上には加熱され
るため、ここでは温度センサ３の異常と判断する。

【００９３】ステップ２１で再生スタート２分経過以外
と判断されたならば、測定温度が４００℃に達している
かどうかが判断される（ステップ２４）。測定温度が４
００℃に達した場合には、圧力センサ１の値からパーテ
ィキュレート捕集量を推定して最適な再生温度パターン
を選定して（ステップ２５）、再生の残り時間を表示す
る（ステップ２６）。一方、測定温度が４００℃以下の
ときは、再生温度パターンが決定していないので再生残
時間表示はできない。

【００９４】ステップ２４で測定温度を判断して所定の
処理を実行した後、再スタート５分後かどうかが判断さ
れる（ステップ２７）。そして、再生スタート５分経過
した場合には、温度がすでに４００℃を越えているかが
判断され（ステップ２８）、越えていればルーチンへと
戻る。また、越えていない場合には、ヒータ異常表示を
行い（ステップ２９）、再生中断動作を行う（ステップ
３０）。

【００９５】ステップ２７で再生スタート５分経過して
いないと判断されたならば、再生空気流量が適切かどう
かが判断される（ステップ３１）。その結果、再生空気
量が適切でない場合とされたならば、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐ
ｏｒｔｉｏｎａｌＩｎｔｅｇｒａｌＤｅｒｉｖａｔ
ｉｖｅ）制御によりブロアパワーの調節を行い（ステッ
プ３２）、ブロアパワーが１００％になったかどうかを
判断する（ステップ３３）。

【００９６】そして、ブロアパワーが１００％になれ
ば、エアブロア４の異常と判断してその旨を表示し（ス
テップ３４）、再生中断動作を実施する（ステップ３
０）。ここで、ブロアパワーが１００％になる原因とし
ては、エアブロア４自体の破損も考えられるが、その他
に、エアブロア４の吸気口にフィルタを用いていれば、
そのフィルタが目詰まりしていることも考えられる。

【００９７】ステップ３３でブロアパワーが１００％以
下であれば、ルーチンに戻って圧力センサ１，２の値が
正常であるかどうかをチェックする（ステップ３５）。

【００９８】この値が正常でない場合は、圧力センサの
異常表示を行い（ステップ３６）、再生中断動作を実施
する（ステップ３０）。

【００９９】圧力センサの値が正常であれば、再生温度
が選定した温度パターンに対して適切かどうかを判断す
る（ステップ３７）。適正でない場合には、ＰＩＤ制御
によりヒータパワーの調整を行い（ステップ３８）、ヒ
ータパワーが１００％になったかどうかを判断する（ス
テップ３９）。ヒータパワーが１００％であれば、ヒー
タ異常（断線）と判断してヒータ異常表示を行い（ステ
ップ４０）、再生中断動作を実施する（ステップ３
０）。ヒータパワーが１００％以下であればルーチンに
戻り、フィルタの再生が終了したかどうかを判断する
（ステップ４１）。そして、再生終了であれば、再生終
了動作を実施し（ステップ４２）、再生待機状態に戻る
（ステップ１２）。また、再生終了でなければ、経過時
間のカウント、温度測定および圧力測定を行い（ステッ
プ４３）、ステップ１５からステップ４３の工程を繰り
返す。

【０１００】次に、図４に示すステップ１でサービスモ
ードＳＷがＯＮであった場合には、図６に示すように、
供給電源の種類（バッテリ／外部電源）が判断される
（ステップ４４）。

【０１０１】供給電源がバッテリである場合には、バル
ブ開閉ＳＷ１６を無効にする（ステップ４５）。これ
は、電源がバッテリで供給されている場合にはエンジン
も稼働している可能性が高いので、バルブの開動作を行
えばエンジンからの排ガスがエアブロア４へ逆流して破
損する可能性があるためである。

【０１０２】供給電源が外部電源の場合には直ちに、バ
ッテリの場合にはステップ４５を経た後に、バルブ開閉
ＳＷ１６の状態によるバルブ動作を実施させ（ステップ
４６）、圧力センサ１の値を数字表示部に表示する（ス
テップ４７）。

【０１０３】次に、スタートＳＷ１３が押されたかどう
かが判断され（ステップ４８）、押されていない場合に
は、さらにバルブ開閉ＳＷ１６の状態変更があったかど
うかが判断され（ステップ４９）、状態変更がない場合
には直ちに、状態変更があった場合にはバルブ６の開閉
動作を行った後（ステップ５０）、ステップ４７へ戻
る。

【０１０４】ステップ４８でスタートＳＷ１３が押され
た場合には、圧力センサ２の値を数字表示部１２に表示
し（ステップ５１）、スタートＳＷ１３が押されたかど
うかが判断される（ステップ５２）。ここで、スタート
ＳＷ１３が押された場合には、エンジン回転数の値を数
字表示部１２に表示し（ステップ５５）、スタートＳＷ
１３が押されたかどうかが判断される（ステップ５
６）。スタートＳＷ１３が押された場合には、Ｔｅｍｐ
ＳｈｉｆｔＳＷ１７がＯＮであるかどうかが判断さ
れる（ステップ５９）。ＴｅｍｐＳｈｉｆｔＳＷ１
７がＯＦＦの場合には、温度測定範囲を０〜５１０℃と
して（ステップ６１）、数字表示部１２に温度表示を行
う（ステップ６２）。また、ＴｅｍｐＳｈｉｆｔＳ
Ｗ１７がＯＮの場合には、温度測定範囲を１５０〜６６
０℃として（ステップ６０）、数字表示部１２に温度表
示を行う（ステップ６２）。

【０１０５】このように温度表示を行ったならば、スタ
ートＳＷ１３が押されたかどうかが判断される（ステッ
プ６３）。そして、スタートＳＷ１３が押された場合、
圧力センサ１の値を数字表示部１２に表示し（ステップ
４７）、ステップ４７からステップ６３を繰り返す。

【０１０６】なお、ステップ５２、ステップ５６、ステ
ップ６３においてにおいて、それぞれスタートＳＷ１３
が押されていない場合には、ステップ４８においてスタ
ートＳＷ１３が押されていなかった場合におけるステッ
プ４９およびステップ５０のプロセスと同様のプロセス
（ステップ５３・ステップ５４、ステップ５７・ステッ
プ５８、ステップ６４・ステップ６５）を経て、それぞ
れステップ５１、ステップ５５、ステップ６２に戻る。

【０１０７】以上のように、本実施の形態における排ガ
ス浄化装置によれば、フィルタ８の再生途中段階におい
て、電気ヒータ１０への通電とエアブロア４への通電を
停止して再生を中断することができる。

【０１０８】また、装置構成部品に何らかの異常があっ
た場合には、これを速やかに検知してフィルタ８の再生
を中断し、排ガス浄化装置の致命的な損傷を未然に防止
することができる。

【０１０９】さらに、外部電源とバッテリ電源とが同時
に供給るような間違った操作が行われた場合には、再生
を中断して排ガス逆流を防止し、装置の損傷を防止する
ことができる。

【０１１０】外部電源を用いたフィルタの再生中におけ
る停電に対して、自動的にバルブ６が閉動作をするた
め、装置の損傷を防止することができる。

【０１１１】フィルタ８の再生残時間が表示されるの
で、オペレータが再生中断を実施するかどうかを判断す
ることができる。

【０１１２】車両に搭載されたままのフィールドで各セ
ンサの値が表示されるので、装置異常の診断を容易に行
うことができる。

【０１１３】そして、パーティキュレート捕集中とフィ
ルタ再生中の温度測定範囲をシフトさせているので、温
度センサの分解能を向上させることができる。

【０１１４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、フィル
タの再生途中段階においてこの再生を中断することが可
能になるという有効な効果が得られる。

【０１１５】また、本発明によれば、圧力センサの値を
もとにしてフィルタに付着したパーティキュレートの捕
集量を検知することができるという有効な効果が得られ
る。

【０１１６】本発明によれば、フィルタ再生時の再生空
気の温度を検知し、パーティキュレート捕集時の排気ガ
ス温度を検知することができるという有効な効果が得ら
れる。

【０１１７】本発明によれば、排気ガスが送風手段へと
流れ込むことを防止することができるという有効な効果
が得られる。

【０１１８】本発明によれば、装置構成部品に異常が発
生した場合、これを速やかに検知してフィルタの再生を
中断することができるという有効な効果が得られる。

【０１１９】そして、これにより、装置の損傷を未然に
回避することができるという有効な効果が得られる。

【０１２０】本発明によれば、２種類の電源を供給する
という誤った操作をフィルタの再生中に行ったことに起
因する装置の損傷を未然に防止することができるという
有効な効果が得られる。

【０１２１】本発明によれば、外部電源を用いたフィル
タの再生中に停電となった場合における装置の損傷を未
然に防止することができるという有効な効果が得られ、
車両を直ちに使用することができるという有効な効果が
得られる。

【０１２２】本発明によれば、フィルタの再生残時間を
知ることができ、オペレータが再生中断するか再生終了
まで待つかどうかを判断することができるという有効な
効果が得られる。

【０１２３】本発明によれば、車両が使用されている場
所で装置異常の原因追究ができるという有効な効果が得
られる。

【０１２４】そして、本発明によれば、排ガス温度およ
びフィルタ再生温度の測定温度分解能を向上させること
ができるという有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における排ガス浄化装置
を示す概略図

【図２】図１の排ガス浄化装置に対応して設けられたコ
ントロール部を示す説明図

【図３】図１の排ガス浄化装置に対応して設けられたコ
ントロール部を示す説明図

【図４】図１の排ガス浄化装置における排ガスフィルタ
再生手順を示すフローチャート

【図５】図１の排ガス浄化装置における排ガスフィルタ
再生手順を示すフローチャート

【図６】図１の排ガス浄化装置における排ガスフィルタ
再生手順を示すフローチャート

【図７】図１の排ガス浄化装置の動作を示すブロック図

【図８】従来におけるディーゼル機関の排ガス浄化装置
の概略構成を示す模式図

【符号の説明】

１圧力センサ２圧力センサ３温度センサ４エアブロア（送風手段）５排ガス導入配管６バルブ７再生用空気導入配管８フィルタ９フィルタ収納容器１０電気ヒータ１１排ガス排出配管１２数字表示部１７ＴｅｍｐＳｈｉｆｔＳＷ（温度シフト部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排ガスを通過させて前記排ガス中のパーテ
ィキュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタが収納されたフィルタ収納容器と、前記フィルタ収納容器内に排ガスを供給する排ガス導入
配管と、前記フィルタ収納容器から浄化された排ガスを放出する
排ガス排出配管と、前記フィルタ収納容器内に設置され、前記フィルタを加
熱する電気ヒータと、再生用空気導入配管を通して前記フィルタ収納容器内に
再生空気を供給する送風手段とを有し、前記フィルタに付着した前記パーティキュレートを燃焼
させて前記フィルタを再生する途中で再生を中断する際
には、前記電気ヒータへの通電および前記送風手段への
通電が停止されることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】前記送風手段と前記電気ヒータとの間、お
よび前記電気ヒータと前記フィルタのと間の圧力を測定
する圧力センサが設置され、これらの圧力センサの測定
値から得られた差圧により前記フィルタに付着した前記
パーティキュレートの捕集量を推定することを特徴とす
る請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】前記電気ヒータと前記フィルタの間には、
加熱された再生空気の温度を測定するとともに前記パー
ティキュレート捕集中の排ガス温度を測定する温度セン
サが設置されていることを特徴とする請求項１または２
記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】前記再生用空気導入配管上には、この再生
用空気導入配管の管路を電動で開閉するバルブが設置さ
れ、前記バルブは、前記フィルタに付着した前記パーティキ
ュレートを燃焼させてこのフィルタを再生する際には開
位置とされ、排ガス中の前記パーティキュレートを前記
フィルタに捕集させる際は閉位置とされることを特徴と
する請求項１、２または３記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】前記フィルタの再生動作を開始して所定時
間経過しても前記バルブの開信号が出力されなかった場
合には、前記バルブの閉動作を行って前記フィルタの再
生を中断してその旨を報知することを特徴とする請求項
４記載の排ガス浄化装置。
【請求項６】前記フィルタの再生動作終了時および再生
動作中断時から所定時間経過しても前記バルブの閉信号
が出力されなかった場合には、バブル異常の旨を報知す
ることを特徴とする請求項４または５記載の排ガス浄化
装置。
【請求項７】前記フィルタに付着した前記パーティキュ
レートを燃焼させて前記フィルタを再生している途中に
前記電気ヒータの断線を検知した場合には、前記電気ヒ
ータへの通電および前記送風手段への通電を停止して前
記フィルタの再生を中断することを特徴とする請求項１
〜６の何れか一項に記載の排ガス浄化装置。
【請求項８】前記電気ヒータに所定時間通電しても所定
温度に達しない場合には、前記電気ヒータの断線と判断
することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載
の排ガス浄化装置。
【請求項９】前記電気ヒータのヒータパワーを調整して
このヒータパワーが１００％に達した場合には、前記電
気ヒータの断線と判断することを特徴とする請求項１〜
８の何れか一項に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１０】前記フィルタに付着した前記パーティキ
ュレートを燃焼させて前記フィルタを再生している途中
に前記送風手段の異常を検知した場合には、前記電気ヒ
ータへの通電および前記送風手段への通電を停止して前
記フィルタの再生を中断することを特徴とする請求項１
〜９の何れか一項に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１１】前記送風手段による再生空気流量を調整
して前記送風手段への通電が１００％に達した場合に
は、前記送風手段の異常と判断することを特徴とする請
求項１〜１０の何れか一項に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１２】前記フィルタに付着した前記パーティキ
ュレートを燃焼させて前記フィルタを再生している途中
に前記圧力センサの異常を検知した場合には、前記電気
ヒータへの通電および前記送風手段への通電を停止して
前記フィルタの再生を中断することを特徴とする請求項
１〜１１の何れか一項に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１３】前記フィルタの再生動作を開始して所定
時間経過しても前記圧力センサが所定圧力を検出しない
場合には、前記圧力センサの異常と判断することを特徴
とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の排ガス浄化
装置。
【請求項１４】前記フィルタに付着した前記パーティキ
ュレートを燃焼させて前記フィルタを再生している途中
に前記温度センサの異常を検知した場合には、前記電気
ヒータへの通電および前記送風手段への通電を停止して
前記フィルタの再生を中断することを特徴とする請求項
１〜１３の何れか一項に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１５】前記フィルタの再生動作を開始して所定
時間経過しても前記温度センサが所定温度を検出しない
場合には、前記温度センサの異常と判断することを特徴
とする請求項１〜１４の何れか一項に記載の排ガス浄化
装置。
【請求項１６】前記フィルタの再生時にバッテリ電源と
外部電源とから電源が供給された場合には、前記電気ヒ
ータへの通電および前記送風手段への通電を停止して電
動バルブの閉動作をし、前記フィルタの再生を中断する
ことを特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載の
排ガス浄化装置。
【請求項１７】前記バルブは、外部電源の供給がない場
合には、バッテリ電源によって閉位置となることを特徴
とする請求項４〜１６の何れか一項に記載の排ガス浄化
装置。
【請求項１８】前記圧力センサの値で推定したパーティ
キュレートの捕集量をもとに、前記フィルタの再生終了
までの残時間を表示する数字表示部が設けられているこ
とを特徴とする請求項２〜１７の何れか一項に記載の排
ガス浄化装置。
【請求項１９】前記数字表示部は、さらに圧力センサの
値、温度センサの値およびエンジン回転数が表示される
ことを特徴とする請求項１８記載の排ガス浄化装置。
【請求項２０】前記フィルタに付着した前記パーティキ
ュレートを燃焼させて前記フィルタを再生する場合と、
排ガスを通過させてこの排ガス中の前記パーティキュレ
ートを前記フィルタに捕集させる場合とで、前記温度セ
ンサの測定範囲をシフトさせる温度シフト部が設けられ
ていることを特徴とする請求項１〜１９の何れか一項に
記載の排ガス浄化装置。