(57)【要約】【課題】ＤＰＦと圧力検出手段を連通する配管内にＰＭが堆積することを防止する排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】ＤＰＦ２と、ＤＰＦ２で捕集したＰＭの量を検出する圧力センサ５を備え、ＤＰＦ２と圧力センサ５を接続する上流側配管６の内側に酸化触媒を塗布し、酸化触媒によって上流側配管６内に入ったＰＭを酸化する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン排気通路に介装したＤＰＦのＰＭ堆積量を検出する圧力検出手段を備えた排気浄化装置において、
前記ＤＰＦの上流側圧力を前記圧力検出手段に伝える配管を加熱し、前記配管内のＰＭを燃焼する燃焼手段を備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記燃焼手段が、前記配管内に塗布した酸化触媒であることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記燃焼手段が、前記配管を加熱する電熱手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
前記ＰＭが堆積する前記配管を前記エンジン排気通路に配設し、
前記燃焼手段が、ＤＰＦ再生制御時に前記エンジンから供給される高温ガスであることを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項５】
前記圧力検出手段を前記ＤＰＦよりも高い位置に設け、
前記配管は前記圧力検出手段から先端部にかけて次第に低くなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気ガス浄化装置に関するものであり、特に排気ガス浄化装置の配管内のＰＭの燃焼に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの下流に位置し、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中のパティキュレート（以下、ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を捕集するパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）において、ＰＭの捕集量が所定の捕集量を超えた場合にＰＭを燃焼させＤＰＦの機能を再生するものが知られている。
【０００３】
その中で、ＰＭの捕集量を検出する方法として、ＤＰＦの上流側の圧力を圧力センサによって検出し、その圧力が所定圧力よりも高くなった場合にＤＰＦが所定の捕集量を捕集したと判断するものがある。しかし、上流側の圧力センサにおいては排気ガスが流れる排気管と圧力センサを接続する配管内にＰＭが堆積し易く、配管に堆積した場合には上流側の圧力を正確に検出することができず、ＰＭの正確な捕集量を検出することができないおそれがあった。
【０００４】
そこで、上流側の圧力センサにおいて、圧力センサと排気ガスが流れる排気管とを接続する配管において、圧力センサ側から排気ガスが流れる配管へ向けて送気することによって、圧力センサと排気ガスが流れる配管とを接続する配管内にＰＭが堆積するのを防止するものが特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平７−８３０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の発明では、ＤＰＦの再生を行わない通常時には配管内への送気を中止し、圧力センサによって圧力を検出するために送気手段と配管の間に弁などを設ける必要がある。そのため排気ガスが弁を介して、外部へリークする可能性があり、圧力センサによって正確な圧力検出を行うことができないといった問題点がある。
【０００６】
本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、圧力センサによって正確な圧力検出を行い、装置を小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、エンジン排気通路に介装したＤＰＦのＰＭ堆積量を検出する圧力検出手段を備えた排気浄化装置において、ＤＰＦの上流側圧力を圧力検出手段に伝える配管を加熱し、配管内のＰＭを燃焼する燃焼手段を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、圧力検出手段とＤＰＦを連通する配管内に入ったＰＭを燃焼し、配管内にＰＭが堆積するのを防ぐことができるので、圧力検出手段によって圧力を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第１実施形態の構成を図１の概略図を用いて説明する。図１はディーゼルエンジンの下流に設けた排気ガス浄化装置１であり、図示しないディーゼルエンジンから排出された排気ガス中のＰＭがＤＰＦ２によって捕集され、ＰＭを含まない排気ガスがＤＰＦ２から外部へ排出される。
【００１０】
排気ガス浄化装置１は、ＰＭを捕集するＤＰＦ２と、図示しないディーゼルエンジンと連通する上流排気管９とＤＰＦ２を接続するガス拡散部３と、ＤＰＦ２の下流に設けた下流排気管１０と接続し、ＤＰＦ２から排出されたガスが収束するガス収束部４を備える。また、ＤＰＦ２に上流と下流の差圧を検出する差圧センサ（圧力検出手段）５を備え、差圧センサ５とガス拡散部３を接続する上流側配管６と、差圧センサ５とガス収束部４を接続する下流側配管７を備える（上流排気管９とガス拡散部３、ガス収束部４と下流排気管１０がエンジン排気通路を構成する）。
【００１１】
ＤＰＦ２はディーゼルエンジンから排出された排気ガス中のＰＭを捕集し、ＰＭを含まない排気ガスをガス収束部４を介して外部へ排気ガスを排出する。ＤＰＦ２に捕集されたＰＭは、予め設定された所定捕集量となるとＤＰＦ再生制御によって燃焼される。ＰＭの燃焼方法としては、ディーゼルエンジンへのメイン噴射を行った後に燃料噴射タイミングを遅らせて噴射するポスト噴射などがあり、排気ガスの温度を上昇させ、高温の排気ガス（高温ガス）によってＰＭを燃焼させる。ＤＰＦ２は触媒を担持しており、排気ガス中のＣＯ、ＨＣなどを除去する。また、触媒を担持させることで反応熱により比較的低い排気温度でＰＭを燃焼（酸化）することができる。
【００１２】
差圧センサ５はＤＰＦ２の上流側圧力と下流側圧力の差圧を検出する。ＤＰＦ２にＰＭが捕集されると、ＤＰＦ２では捕集されたＰＭによる通気抵抗が増加し、差圧が大きくなる。この差圧が或る所定圧よりも大きくなると、ＤＰＦ２によるＰＭの捕集量が予め設定された捕集量であると判断して、ＤＰＦ再生制御を開始する。なお、差圧センサ５の代わりに、上流側の圧力を検出する圧力センサを用いてもよい。この場合には圧力センサによって検出された上流側の圧力が予め設定された所定圧力よりも大きくなると、ＰＭの捕集量が予め設定された捕集量であると判断する。
【００１３】
上流側配管６は、ガス拡散部３と接続する箇所から所定範囲内（図中の領域Ａ）の配管内側に酸化触媒が塗布してあり、酸化触媒によって上流側配管６の内部に入ったＰＭを酸化（燃焼）し除去する。
【００１４】
上流側配管６の内側に塗布した酸化触媒は、ディーゼルエンジンの排気ガスの温度に近い温度（例えば２５０℃〜３００℃）においてＰＭを酸化反応により酸化する触媒であり、ディーゼルエンジンから排出される通常時の排気ガスの温度によってＰＭを酸化する。なお、酸化触媒を塗布する範囲は、ディーゼルエンジンの通常動作時に上流側配管６内へ入るＰＭを完全に酸化できるように設定される、つまりディーゼルエンジンの通常動作時の上流側配管６の温度に応じて設定される。また、下流側配管７の内部にも上流側配管６と同様に酸化触媒を塗布してもよい。これにより、上流側配管６、または下流側配管７にＰＭが堆積するのを防ぐことができる（酸化触媒が燃焼手段を構成する）。
【００１５】
なお、差圧センサ５はＤＰＦ２よりも高い位置に配置され、上流側配管６と下流側配管７は圧力センサ５からガス拡散部３、またはガス収束部４へ向けて上流側配管６と下流側配管７の開口部６ａ、７ａが低くなるように配設される。つまり、上流側配管６と下流側配管７は、圧力センサ５と接続する箇所の高さが一番高く、ガス拡散部３、またはガス収束部４に近づくにつれて低くなる。これによって上流側配管６と下流側配管７に排気ガス中の油成分などが溜まるのを防ぐことができる。
【００１６】
また、差圧センサ５によって検出された差圧を読み出し、差圧を平均化し、その平均差圧によってＤＰＦ再生制御の実行を判断するコントローラ２０を備える。
【００１７】
以上の構成によって、差圧センサ５とガス拡散部３を接続する上流側配管６内のＰＭを酸化し除去することができる。
【００１８】
ディーゼルエンジンから排出された排気ガス中のＰＭはＤＰＦ２によって捕集される。このときＰＭの一部がガス拡散部３と差圧センサ５を接続する上流側配管６内に入り、上流側配管６内に堆積する可能性がある。差圧センサ５はＤＰＦ２の上流と下流の差圧を検出し、検出した差圧の平均差圧が或る所定差圧以上となるとＤＰＦ２が所定の捕集量を捕集したと判断し、ＤＰＦ再生制御を開始する。そのためＰＭが上流側配管６の内部へ堆積すると差圧センサ５による圧力検出の精度が悪くなるおそれがあり、ＤＰＦ再生制御を正確に行うことができなくなる可能性がある。しかし、本発明では上流側配管６内に塗布した酸化触媒によってＰＭを酸化し、上流側配管６にＰＭが堆積するのを防止することができるので、差圧センサ５による差圧検出を正確に行うことができる。
【００１９】
なお、酸化触媒によって酸化されたＰＭ、または排気ガスに含まれるオイル成分などはディーゼルエンジンの停止時などにＤＰＦ２の上流側の圧力が大気圧などに減圧される際に、上流側配管６の外部へ排出される。
【００２０】
本発明の第１実施形態の効果について説明する。
【００２１】
ＰＭが上流側配管６内に堆積すると差圧センサ５による差圧検出が実際の差圧よりも高く検出される可能性があり、ＤＰＦ再生制御を行う必要がない場合に、誤ってＤＰＦ再生制御を行う可能性がある。
【００２２】
しかし、本発明ではガス拡散部３においてＤＰＦ２の上流側と差圧センサ５を連通する上流側配管６の内側に酸化触媒を塗布し、上流側配管６に入ったＰＭを酸化触媒によって酸化するので、上流側配管６内にＰＭが堆積することを防ぐことができ、差圧センサ５による差圧検出を正確に行うことができる。これによってＤＰＦ再生制御を正確に行うことができ、ＤＰＦ再生制御による燃費悪化を防ぐことができる。
【００２３】
上流側配管６内にディーゼルエンジンの通常時の排気ガス温度に近い温度で反応する酸化触媒を設けることでディーゼルエンジンの通常作動時に上流側配管６内のＰＭを酸化することができるので、上流側配管６内にＰＭが堆積するのを防ぐことができる。
【００２４】
また、簡単な構成で上流側配管６内のＰＭが堆積するのを防防ぐことができるので、排気ガス浄化装置を小型にすることができる。
【００２５】
次に本発明の第２実形態について図２の概略図を用いて説明する。
【００２６】
第２実施形態については図１と異なる部分を説明する。この実施形態では、第１実施形態において上流側配管６内に酸化触媒する代わりに上流側配管６の外側に加熱ヒータ（電熱手段）８を備える。これによって上流側配管６内に堆積したＰＭを燃焼する。その他の構成については第１実施形態と同じ構成なので、ここでの説明は省略する。
【００２７】
加熱ヒータ８は、図示しない電力供給手段などから電力を供給され、上流側配管６を加熱し、上流側配管６内に堆積したＰＭを燃焼させる。加熱ヒータ８は予め設定された走行距離の走行、または運転時間の経過などによって上流側配管６を加熱し、定期的に上流側配管６内のＰＭを燃焼する。なお、加熱ヒータ８は上流側配管６に限られず、下流側配管７に設けてもよい。
【００２８】
また、この実施形態においても第１実施形態と同様に上流側配管６の内側に酸化触媒を塗布してもよい。
【００２９】
本発明の第２実施形態の効果について説明する。
【００３０】
上流側配管６を加熱ヒータ８によって加熱することで、上流側配管６内に堆積したＰＭを燃焼することができ、差圧センサ５による差圧検出を正確に行うことができる。これによって、ＤＰＦ再生制御を正確に行うことができ、またＤＰＦ再生制御による燃費悪化を防ぐことができる。
【００３１】
また、簡単な構成で上流側配管６内の堆積したＰＭを燃焼させることができるので、装置を小型にすることができる。
【００３２】
次に本発明の第３実形態について図３の概略図を用いて説明する。
【００３３】
第３実施形態については図１と異なる部分を説明する。この実施形態では第１実施形態の上流側配管６内に設けた酸化触媒の代わりに上流側配管６の一部６ｂ（以下、配管燃焼部６ｂ）をガス拡散部３内部に配置する。これによってＤＰＦ再生制御時にディーゼルエンジンから排出される排気ガス（高温ガス）によって上流側配管６内に堆積したＰＭを燃焼する。その他の構成については第１実施形態と同じ構成なので、ここでの説明は省略する。
【００３４】
ガス拡散部３内に配置した配管燃焼部６ｂは開口部６ａ側が低くなるように配置される。配管燃焼部６ｂの長さや形状は上流側配管６に堆積したＰＭを完全に燃焼するように設定され、例えばＰＭの堆積する範囲が短い場合には、垂直方向下向きに直線状に設け、ＰＭの堆積する範囲が長い場合には配管燃焼部６ｂの形状を螺旋状にしてガス拡散層３内に設ける。なお開口部６ａ側になるに従って低くすることで、配管燃焼部６ｂ内に排気ガス中に含まれる硫黄成分などが配管燃焼部６ｂ内に溜まることがなく、またディーゼルエンジンの停止時などに容易に配管燃焼部６ｂの外部へ排出することができる。
【００３５】
また、この実施形態においては配管燃焼部６ｂにＤＰＦ２内に担持させる触媒、または第１実施形態と同様に酸化触媒を塗布してもよい。
【００３６】
この実施形態ではＤＰＦ再生制御時にディーゼルエンジンから排出される高温ガスによって上流側配管６内のＰＭを燃焼するので、ＤＰＦ再生制御の時期とＰＭ燃焼の時期は一致する。
【００３７】
本発明の第３実施形態の効果について説明する。
【００３８】
上流側配管６の配管燃焼部６ｂをガス拡散部３内に配置することで、配管燃焼部６ｂ内に堆積したＰＭをＤＰＦ再生制御時の高温ガスによって燃焼し、差圧センサ５による差圧検出を正確に行うことができる。これによってＤＰＦ再生制御を正確に行うことができ、またＤＰＦ再生による燃費悪化を防ぐことができる。
【００３９】
また、簡単な構成で上流側配管６内にＰＭが堆積するのを防止することができるので、装置を小型にすることができる。
【００４０】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
ディーゼルエンジンから排出されるＰＭを捕集するＤＰＦを備えた排気ガス浄化装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態の概略図である。
【図２】本発明の第２実施形態の概略図である。
【図３】本発明の第３実施形態の概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      排気ガス浄化装置
２      ＤＰＦ
５      差圧センサ（圧力検出手段）
６      上流側配管
７      下流側配管
８      加熱ヒータ（燃焼手段、電熱手段）
９      上流排気管
１０    下流排気管
２０    コントローラ
【図１】
2006046181.tif 000003
【図２】
2006046181.tif 000004
【図３】
2006046181.tif 000005