(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排気された排気ガスに含まれる粒子状物質を取り除くウォールフロー型のフィルタ装置であって、
前記粒子状物質を捕捉するフィルタ壁で区画された複数のセルが形成される円筒形状のフィルタユニットと、
前記フィルタユニットの軸方向の一端部に対向する上流側外筒を有し、前記フィルタユニットの周方向に並列して設けられ、前記セルにおける前記排気ガスの流れ方向上流側の上流開口部を閉塞する上流プラグ部と、前記上流開口部を連通する上流孔部とが前記上流側外筒内において周方向に交互に配置された上流開閉部と、
前記フィルタユニットの軸方向の他端部に対向する下流側外筒を有し、前記フィルタユニットの周方向に並列して設けられ、前記セルにおける前記排気ガスの流れ方向下流側の下流開口部を閉塞する下流プラグ部と、前記下流開口部を連通する下流孔部とが前記下流側外筒内において周方向に交互に配置された下流開閉部と、
前記上流側外筒の径方向の一端部に接続された第１上流支持部と、前記下流側外筒の径方向の一端部に接続された第１下流支持部とを有する第１支持部と、
前記上流側外筒の径方向の他端部に接続された第２上流支持部と、前記下流側外筒の径方向の他端部に接続された第２下流支持部とを有する第２支持部と、
前記セルに対して、前記上流開口部が開状態であり前記下流開口部が閉状態である第１の状態と、該上流開口部が閉状態であり該下流開口部が開状態である第２の状態とを切り替えるように、前記第１支持部を前記フィルタユニットの周方向の一方側に移動させ、かつ、前記第２支持部を前記フィルタユニットの周方向の他方側に移動させる、または、該第１支持部を該フィルタユニットの周方向の他方側に移動させ、かつ、該第２支持部を該フィルタユニットの周方向の一方側に移動させて、該フィルタユニットの軸中心を回転軸として前記上流開閉部および前記下流開閉部を回転させる切替手段と、
を備えたことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記切替手段は、前記フィルタユニットにおける前記上流側と前記下流側との差圧が所定値を下回った場合に、前記上流開閉部および前記下流開閉部を駆動することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記切替手段は、前記フィルタ壁に捕捉された粒子状物質を燃焼させる再生処理が完了した後に、前記上流開閉部および前記下流開閉部を駆動することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンから排気された排気ガスに含まれる粒子状物質を取り除くウォールフロー型のフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンから排気された排気ガスに含まれる、煤やオイル由来のアッシュ等の粒子状物質を取り除く車両用のフィルタ装置として、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）やＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）が知られている。
【０００３】
このようなフィルタ装置では、粒子状物質をフィルタで捕捉することで、排気ガスから粒子状物質を取り除いているため、時間が経過するに従ってフィルタが目詰まりしてしまう。そこで、フィルタを加熱する加熱処理を所定のタイミングで遂行することで、捕捉された煤を燃焼させてフィルタから除去する技術が開発されている。
【０００４】
しかし、粒子状物質のうち、煤は上記加熱処理によって除去できるが、アッシュは燃焼しないため、加熱処理を行っても除去することができない。このため、従来、排気路からフィルタ装置を取り外してアッシュを除去（アッシュクリーニング）していた（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８５１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、アッシュを除去するために、排気路からフィルタ装置を取り外さなければならず、作業が煩雑であった。
【０００７】
そこで、本発明は、フィルタ装置を取り外すことなく、フィルタからアッシュを取り除くことが可能なフィルタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のフィルタ装置は、エンジンから排気された排気ガスに含まれる粒子状物質を取り除くウォールフロー型のフィルタ装置であって、前記粒子状物質を捕捉するフィルタ壁で区画された複数のセルが形成される円筒形状のフィルタユニットと、前記フィルタユニットの軸方向の一端部に対向する上流側外筒を有し、前記フィルタユニットの周方向に並列して設けられ、前記セルにおける前記排気ガスの流れ方向上流側の上流開口部を閉塞する上流プラグ部と、前記上流開口部を連通する上流孔部とが前記上流側外筒内において周方向に交互に配置された上流開閉部と、前記フィルタユニットの軸方向の他端部に対向する下流側外筒を有し、前記フィルタユニットの周方向に並列して設けられ、前記セルにおける前記排気ガスの流れ方向下流側の下流開口部を閉塞する下流プラグ部と、前記下流開口部を連通する下流孔部とが前記下流側外筒内において周方向に交互に配置された下流開閉部と、前記上流側外筒の径方向の一端部に接続された第１上流支持部と、前記下流側外筒の径方向の一端部に接続された第１下流支持部とを有する第１支持部と、前記上流側外筒の径方向の他端部に接続された第２上流支持部と、前記下流側外筒の径方向の他端部に接続された第２下流支持部とを有する第２支持部と、前記セルに対して、前記上流開口部が開状態であり前記下流開口部が閉状態である第１の状態と、該上流開口部が閉状態であり該下流開口部が開状態である第２の状態とを切り替えるように、前記第１支持部を前記フィルタユニットの周方向の一方側に移動させ、かつ、前記第２支持部を前記フィルタユニットの周方向の他方側に移動させる、または、該第１支持部を該フィルタユニットの周方向の他方側に移動させ、かつ、該第２支持部を該フィルタユニットの周方向の一方側に移動させて、該フィルタユニットの軸中心を回転軸として前記上流開閉部および前記下流開閉部を回転させる切替手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記切替手段は、前記フィルタユニットにおける前記上流側と前記下流側との差圧が所定値を下回った場合に、前記上流開閉部および前記下流開閉部を駆動するとしてもよい。
【００１０】
また、前記切替手段は、前記フィルタ壁に捕捉された粒子状物質を燃焼させる再生処理が完了した後に、前記上流開閉部および前記下流開閉部を駆動するとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フィルタ装置を取り外すことなく、フィルタからアッシュを取り除くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】エンジンシステムの構成を示す概略図である。
【図２】排気ガス浄化ユニットの構成を示す概略図である。
【図３】本体部を説明する図である。
【図４】実施形態にかかる本体部と、従来のフィルタ装置との差異を説明する図である。
【図５】実施形態にかかる切替方法の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】変形例にかかる切替方法の処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態にかかるエンジンシステム１００の構成を示す概略図である。なお、図１中、信号の流れを破線の矢印で示す。図１に示すように、エンジンシステム１００には、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータでなるＥＣＵ（Engine Control Unit）１１０が設けられ、ＥＣＵ１１０によりエンジン１２０全体が統括制御される。ただし、以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。
【００１６】
エンジン１２０は、複数の気筒１２２ａを有する多気筒エンジンであり、シリンダブロック１２２に形成された各気筒１２２ａの吸気ポート１２４に、吸気マニホールド１２６が連通される。吸気マニホールド１２６の集合部には、エアチャンバ１２８を介して吸気管１３０が連通される。吸気管１３０には、上流側にエアクリーナ１３２が設けられ、エアクリーナ１３２よりも下流側にスロットル弁１３４が設けられる。
【００１７】
また、エンジン１２０のシリンダブロック１２２に形成された各気筒１２２ａの排気ポート１３６には、排気マニホールド１３８が連通される。排気マニホールド１３８の集合部には、排気管１４０を介してマフラー１４２が連通される。排気管１４０には、後述する排気ガス浄化ユニット２００が設けられている。
【００１８】
エンジン１２０には、点火プラグ１４８が、その先端が燃焼室１４６内に位置するように各気筒１２２ａそれぞれに対して設けられる。また、各気筒１２２ａの燃焼室１４６には、インジェクタ１５０が設けられる。
【００１９】
エンジンシステム１００には、吸気管１３０におけるエアクリーナ１３２とスロットル弁１３４との間に、エンジン１２０に流入する吸入空気量を検出する吸入空気量センサ１６０、および、エンジン１２０に流入する空気の温度を検出する吸気温センサ１６２が設けられる。また、エンジンシステム１００には、スロットル弁１３４の開度を検出するスロットル開度センサ１６４、クランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサ１６６が設けられる。
【００２０】
また、エンジンシステム１００には、燃焼室１４６と吸気ポート１２４とを開閉可能な吸気弁（図示せず）、燃焼室１４６と排気ポート１３６とを開閉可能な排気弁（図示せず）を開閉させるカム（図示せず）を駆動するＶＶＴアクチュエータ１５２、および、当該カムの回転角度を検出するカムセンサ１６８が設けられる。また、エンジンシステム１００には、アクセル（図示せず）の開度を検出するアクセル開度センサ１７０が設けられる。
【００２１】
これら各センサ１６０〜１７０は、ＥＣＵ１１０に接続されており、検出値を示す信号をＥＣＵ１１０に出力する。
【００２２】
ＥＣＵ１１０は、各センサ１６０〜１７０から出力された信号を取得してエンジン１２０を制御する。ＥＣＵ１１０は、エンジン１２０を制御する際、信号取得部１８０、目標値導出部１８２、空気量決定部１８４、噴射量決定部１８６、スロットル開度決定部１８８、点火時期決定部１９０、駆動制御部１９２、再生制御部１９４、切替制御部１９６として機能する。
【００２３】
信号取得部１８０は、各センサ１６０〜１７０が検出した値を示す信号を取得する。目標値導出部１８２は、クランク角センサ１６６から取得したクランク角を示す信号に基づいて現時点のエンジン回転数を導出する。また、目標値導出部１８２は、導出したエンジン回転数、および、アクセル開度センサ１７０から取得したアクセル開度を示す信号に基づき、予め記憶されたマップを参照して目標トルクおよび目標エンジン回転数を導出する。
【００２４】
空気量決定部１８４は、目標値導出部１８２により導出された目標エンジン回転数および目標トルクに基づいて、各気筒１２２ａに供給する目標空気量を決定する。スロットル開度決定部１８８は、空気量決定部１８４により決定された各気筒１２２ａの目標空気量の合計量を導出し、合計量の空気を外部から吸気するための目標スロットル開度を決定する。
【００２５】
噴射量決定部１８６は、空気量決定部１８４により決定された各気筒１２２ａの目標空気量に基づいて、各気筒１２２ａに供給する燃料の目標噴射量を決定する。また、噴射量決定部１８６は、決定した目標噴射量をエンジン１２０の吸気行程あるいは圧縮行程でインジェクタ１５０から噴射させるために、クランク角センサ１６６により検出されるクランク角を示す信号に基づいて、各インジェクタ１５０の目標噴射時期および目標噴射期間を決定する。
【００２６】
点火時期決定部１９０は、目標値導出部１８２により導出された目標エンジン回転数、および、クランク角センサ１６６により検出されるクランク角を示す信号に基づいて、各気筒１２２ａでの点火プラグ１４８の目標点火時期を決定する。
【００２７】
駆動制御部１９２は、スロットル開度決定部１８８により決定された目標スロットル開度でスロットル弁１３４が開口するように、スロットル弁用アクチュエータ（図示せず）を駆動する。また、駆動制御部１９２は、噴射量決定部１８６により決定された目標噴射時期および目標噴射期間でインジェクタ１５０を駆動することで、インジェクタ１５０から目標噴射量の燃料を噴射させる。また、駆動制御部１９２は、点火時期決定部１９０により決定された目標点火時期で点火プラグ１４８を点火させる。
【００２８】
このようにして、燃焼室１４６で燃料が燃焼されたことにより生じた排気ガスは、排気管１４０を通じて外部に排出されることになるが、排気ガスには、炭化水素（ＨＣ：HydroCarbon）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物(ＮＯｘ)や、煤、アッシュ等の粒子状物質が含まれるため、これらを除去する必要がある。そこで、排気管１４０に排気ガス浄化ユニット２００を設けておき、排気ガス浄化ユニット２００において、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物、粒子状物質を除去する。
【００２９】
なお、ＥＣＵ１１０は、排気ガス浄化ユニット２００を制御する際、再生制御部１９４、切替制御部１９６として機能する。再生制御部１９４、切替制御部１９６の処理については、後に詳述する。
【００３０】
（排気ガス浄化ユニット２００）
図２は、排気ガス浄化ユニット２００の構成を示す概略図である。なお、図２中、信号の流れを破線の矢印で示す。図２に示すように、排気ガス浄化ユニット２００は、三元触媒（Three-Way Catalyst）２１０と、フィルタ装置２２０とを含んで構成される。
【００３１】
三元触媒２１０は、排気管１４０内に設けられる。三元触媒２１０は、例えば、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）を含んで構成され、排気ポート１３６から排出された排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を除去する。
【００３２】
フィルタ装置２２０は、排気管１４０内における三元触媒２１０の下流側に設けられ、排気ポート１３６から排気された排気ガス中の粒子状物質（例えば、煤、アッシュ等）を捕捉するウォールフロー型のフィルタ装置である。フィルタ装置２２０は、本体部２５０と、アクチュエータで構成された切替手段３００と、差圧センサ３１０とを含んで構成される。
【００３３】
図３は、本体部２５０を説明する図であり、図３（ａ）は本体部２５０の斜視図を示し、図３（ｂ）は本体部２５０の分解斜視図を示し、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＹＺ断面図を示す。なお、理解を容易にするために、上流プラグ部２７４および下流プラグ部２８４を黒い塗りつぶしで示し、図３（ｂ）中、切替支持部２９０を省略する。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、本体部２５０は、フィルタユニット２６０と、上流開閉部２７０と、下流開閉部２８０と、切替支持部２９０と、を含んで構成される。
【００３５】
フィルタユニット２６０は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、外筒２６２と、排気ガスを通過させるとともに粒子状物質を捕捉するフィルタ壁２６４とを含んで構成される。外筒２６２は、円筒形状であり、フィルタ壁２６４は、外筒２６２の軸中心を基準として放射状に複数設けられるとともに、軸中心から所定間隔毎に円筒状（同心円の円筒状）に複数設けられる。
【００３６】
そして、フィルタユニット２６０では、外筒２６２およびフィルタ壁２６４により囲まれた空間がそれぞれセル２６６として形成される。したがって、複数のセル２６６は、外筒２６２（フィルタユニット２６０）内において、軸方向に延在するとともに、周方向および径方向に並列して形成される。なお、図３において、セル２６６は、外筒２６２の径方向に４個、周方向に１２個設けられているが（合計４８個）、実際には径方向および周方向に多数のセルが形成されている。
【００３７】
また、セル２６６におけるフィルタユニット２６０の軸方向の一端部（排気ガスの流れ方向の上流側端部）には、上流開口部２６８ａが形成されており、他端部（排気ガスの流れ方向の下流側端部）には、下流開口部２６８ｂが形成されている。
【００３８】
上流開閉部２７０は、フィルタユニット２６０の上流側に上流開口部２６８ａと当接するように設けられており、外筒２７２と、複数の上流プラグ部２７４と、複数の上流孔部２７６とを含んで構成され、隣接するセル２６６において開状態と閉状態とが交互になるように上流開口部２６８ａを開閉する。具体的に説明すると、外筒２７２は円筒形状であり、内周（内径）がフィルタユニット２６０の外筒２６２の内周（内径）と実質的に等しく形成されている。外筒２７２内には、複数の上流プラグ部２７４が配されるとともに、上流プラグ部２７４間に上流孔部２７６が配される。上流プラグ部２７４は、セル２６６の上流開口部２６８ａを閉塞させ、上流孔部２７６は、上流開口部２６８ａを開口させる。
【００３９】
上流プラグ部２７４および上流孔部２７６は、上流開口部２６８ａに対向するように設けられる。具体的に説明すると、上流プラグ部２７４および上流孔部２７６は、周方向に交互に配されるとともに、径方向に交互に配されており、また、対向する上流開口部２６８ａとも実質的に等しい形状となっている。したがって、上流プラグ部２７４および上流孔部２７６は、外筒２７２の径方向にそれぞれ２個、周方向にそれぞれ６個設けられることとなる。
【００４０】
下流開閉部２８０は、フィルタユニット２６０の下流側に下流開口部２６８ｂと当接するように設けられており、上流開閉部２７０と同様に、外筒２８２と、複数の下流プラグ部２８４と、複数の下流孔部２８６とを含んで構成され、隣接するセル２６６において開状態と閉状態とが交互になるように下流開口部２６８ｂを開閉する。具体的に説明すると、外筒２８２は円筒形状であり、内周がフィルタユニット２６０の外筒２６２の内周と実質的に等しく形成されている。外筒２８２内には、複数の下流プラグ部２８４が配されるとともに、下流プラグ部２８４間に下流孔部２８６が配される。下流プラグ部２８４は、セル２６６の下流開口部２６８ｂを閉塞させ、下流孔部２８６は、下流開口部２６８ｂを開口させる。
【００４１】
下流プラグ部２８４および下流孔部２８６は、下流開口部２６８ｂに対向するように設けられる。具体的に説明すると、下流プラグ部２８４および下流孔部２８６は、周方向に交互に配されるとともに、径方向に交互に配されており、また、対向する下流開口部２６８ｂとも実質的に等しい形状となっている。したがって、下流プラグ部２８４および下流孔部２８６は、外筒２８２の径方向にそれぞれ２個、周方向にそれぞれ６個設けられることとなる。
【００４２】
図３（ａ）に戻って説明すると、切替支持部２９０は、第１支持部２９２および第２支持部２９４を含んで構成され、第１支持部２９２および第２支持部２９４は、切替手段３００によって逆方向に移動される。
【００４３】
第１支持部２９２は、上流開閉部２７０の外筒２７２の上端部に接続された第１上流支持部２９２ａと、下流開閉部２８０の外筒２８２の上端部に接続された第１下流支持部２９２ｂとを含んで構成される。第２支持部２９４は、上流開閉部２７０の外筒２７２の下端部に接続された第２上流支持部２９４ａと、下流開閉部２８０の外筒２８２の下端部に接続された第２下流支持部２９４ｂとを含んで構成される。
【００４４】
具体的に説明すると、第１上流支持部２９２ａは、上流開閉部２７０の接線方向（Ｘ軸正方向）に延在した板部材であり、第１下流支持部２９２ｂは、下流開閉部２８０の接線方向（Ｘ軸正方向）に延在した板部材である。また、第２上流支持部２９４ａは、上流開閉部２７０の接線方向であって、第１上流支持部２９２ａと逆方向（Ｘ軸負方向）に延在した板部材であり、第２下流支持部２９４ｂは、下流開閉部２８０の接線方向であって、第１下流支持部２９２ｂと逆方向（Ｘ軸負方向）に延在した板部材である。
【００４５】
そして、切替手段３００は、第１支持部２９２をフィルタユニット２６０の周方向（例えば、図３（ａ）中、白抜き矢印で示す）に移動させるとともに、第２支持部２９４を第１支持部２９２と逆方向に移動させる（例えば、図３（ａ）中、白抜き矢印で示す）。そうすると、上流開閉部２７０および下流開閉部２８０は、図３（ａ）中、矢印で示すように、フィルタユニット２６０の軸方向を回転軸として回転することとなる。
【００４６】
なお、切替手段３００は、上流プラグ部２７４が、対応する上流開口部２６８ａを閉塞している位置から、当該上流開口部２６８ａに隣接した上流開口部２６８ａを閉塞する位置（上流孔部２７６が当該上流開口部２６８ａを開口する位置）まで回転するように、第１支持部２９２、第２支持部２９４を移動させる。同様に、下流プラグ部２８４が、対応する下流開口部２６８ｂを閉塞している位置から、当該下流開口部２６８ｂに隣接した下流開口部２６８ｂを閉塞する位置（下流孔部２８６が当該下流開口部２６８ｂを開口する位置）まで回転するように、第１支持部２９２、第２支持部２９４を移動させる。本実施形態において、切替手段３００は、上流開閉部２７０および下流開閉部２８０が３０°回転するように、第１支持部２９２、第２支持部２９４を移動させる。
【００４７】
また、切替手段３００は、図３（ａ）に示す方向と逆方向に第１支持部２９２および第２支持部２９４を移動させる（上流開閉部２７０および下流開閉部２８０が−３０°回転するように、第１支持部２９２、第２支持部２９４を移動させる）。
【００４８】
このように切替手段３００が第１支持部２９２、第２支持部２９４を移動させることによって、上流開閉部２７０および下流開閉部２８０が回転することにより、上流開口部２６８ａの開閉と、下流開口部２６８ｂの開閉が切り替わり、排気ガスの流れが切り替わる。
【００４９】
以下、本実施形態にかかる本体部２５０と、従来のフィルタ装置１０との差異について説明する。
【００５０】
図４は、本実施形態にかかる本体部２５０と、従来のフィルタ装置１０との差異を説明する図である。図４中、上流プラグ部２７４および下流プラグ部２８４を黒い塗りつぶしで示し、排気ガスの流れを矢印で示し、粒子状物質を白丸で示す。なお、理解を容易にするために、切替支持部２９０を省略する。
【００５１】
従来のフィルタ装置１０は、切替支持部２９０、切替手段３００を備えず、図４（ｃ）に示すように、上流プラグ部２７４および下流プラグ部２８４が固定的にフィルタユニット２６０に接続される。
【００５２】
ここで、上流開口部２６８ａが上流孔部２７６で連通されており、下流開口部２６８ｂが下流プラグ部２８４で閉塞されているセル２６６、すなわち、上流開口部２６８ａが開状態であり、下流開口部２６８ｂが閉状態であるセル２６６を第１の状態のセル２６６Ａとする。また、上流開口部２６８ａが上流プラグ部２７４で閉塞されており、下流開口部２６８ｂが下流孔部２８６で連通されているセル２６６、すなわち、上流開口部２６８ａが閉状態であり、下流開口部２６８ｂが開状態であるセル２６６を第２の状態のセル２６６Ｂとする。
【００５３】
従来のフィルタ装置１０では、セル２６６Ａとセル２６６Ｂとが交互に配置されているため、フィルタ装置１０に到達した排気ガスは、セル２６６Ａに導入され、セル２６６Ａを区画するフィルタ壁２６４を通過して、セル２６６Ｂに導入される。そして、フィルタ壁２６４の通過過程において、排気ガスに含まれる粒子状物質がフィルタ壁２６４に捕捉されることとなる。こうして、セル２６６Ｂに導入された排気ガスは、セル２６６Ｂの下流開口部２６８ｂ、下流孔部２８６を通じてマフラー１４２（図２参照）に導かれることとなる。
【００５４】
また、フィルタ壁２６４に捕捉され、セル２６６Ａ内に残存した粒子状物質は、下流プラグ部２８４によって外部（マフラー１４２）への排出が規制され、下流プラグ部２８４の上流側に滞留することとなる。
【００５５】
ここで、粒子状物質のうち、煤は、フィルタ装置１０を加熱して燃焼させることでフィルタ装置１０から除去できるが、アッシュは燃焼できないため、セル２６６Ａ内に残存してしまう。そうすると、時間が経過するに従ってセル２６６Ａにアッシュが蓄積して、セル２６６Ａを構成するフィルタ壁２６４が目詰まりをおこしてしまう。また、フィルタ壁２６４が触媒を担持している場合、アッシュによって触媒が物理的に被覆されて、触媒よる反応効率が低下してしまう。
【００５６】
そこで、本実施形態のフィルタ装置２２０では、切替手段３００が上流開口部２６８ａの開閉と、下流開口部２６８ｂの開閉とを切り替える。具体的に説明すると、図４（ａ）に示すように、フィルタ装置２２０では、セル２６６Ａとセル２６６Ｂとが周方向および径方向に交互に配されている（隣り合うように配されている）。具体的に説明すると、図４（ａ）に示すタイミングでは、セル２６６−２、２６６−４、２６６−６、２６６−８は、第１の状態のセル２６６Ａであり、セル２６６−１、２６６−３、２６６−５、２６６−７は、第２の状態のセル２６６Ｂである。
【００５７】
そして、切替手段３００が第１支持部２９２、第２支持部２９４を移動させることによって、上流開閉部２７０および下流開閉部２８０が回転すると、各セル２６６において第１の状態と第２の状態とが切り替えられる。
【００５８】
具体的に説明すると、切替手段３００が上流開閉部２７０および下流開閉部２８０を回転させると、図４（ｂ）に示すように、セル２６６−２、２６６−４、２６６−６、２６６−８が、第２の状態のセル２６６Ｂとなり、セル２６６−１、２６６−３、２６６−５、２６６−７は、第１の状態のセル２６６Ａとなる。
【００５９】
そうすると、図４（ａ）のタイミングで、第１の状態のセル２６６Ａとなっていたセル２６６−２、２６６−４、２６６−６、２６６−８は、図４（ｂ）のタイミングで第２の状態のセル２６６Ｂとなり、セル２６６−２、２６６−４、２６６−６、２６６−８に蓄積したアッシュを外部に排出することが可能となる。
【００６０】
このように、各セル２６６に対して第１の状態と、第２の状態とを交互に切り替えるように、上流開閉部２７０および下流開閉部２８０の開閉を切り替えるだけといった簡易な動作で、フィルタ装置２２０を取り外すことなく、セル２６６からアッシュを取り除くことが可能となる。これにより、フィルタ装置２２０が目詰まりを起こす事態を回避することができる。また、フィルタ壁２６４に触媒が担持されている場合に、アッシュによって触媒が被覆される期間を短縮することができるため、触媒による反応効率の低下を抑制することが可能となる。
【００６１】
図２に戻って説明すると、差圧センサ３１０は、フィルタユニット２６０における上流側と下流側との差圧を検出する。
【００６２】
そして、再生制御部１９４は、差圧センサ３１０が検出した差圧が所定の上限値を上回ると、煤を燃焼させて除去する再生処理を遂行する。そして、再生処理を遂行することで煤が取り除かれて、差圧センサ３１０が検出する差圧が所定の下限値未満に到達すると、切替制御部１９６は、切替手段３００を制御して、上流開閉部２７０および下流開閉部２８０を回転させる切替処理を遂行する。この再生処理および切替処理については、下記の切替方法において詳述する。
【００６３】
（切替方法）
図５は、本実施形態にかかる切替方法の処理の流れを説明するフローチャートである。フィルタ装置２２０では、差圧センサ３１０が、フィルタユニット２６０における上流側と下流側との差圧を常時監視しており、図５のフローチャートに示す処理は、所定時間間隔の割込処理として実行される。
【００６４】
（ステップＳ４１０）
再生制御部１９４は、差圧センサ３１０が検出した差圧が所定の上限値以上であるか否かを判定する。その結果、上限値以上であると判定した場合にはステップＳ４２０に処理を移し、上限値以上ではない（上限値未満である）と判定した場合にはステップＳ４４０に処理を移す。
【００６５】
（ステップＳ４２０）
再生制御部１９４は、再生処理の実行中であるか否かを判定する。その結果、再生処理の実行中であると判定した場合には当該切替方法にかかる処理を終了し、再生処理の実行中ではないと判定した場合にはステップＳ４３０に処理を移す。
【００６６】
（ステップＳ４３０）
再生制御部１９４は、噴射量決定部１８６に対してポスト噴射等を行わせることにより排気ガスの温度を上昇させる。これにより、煤の燃焼が開始され、再生処理が開始される。
【００６７】
（ステップＳ４４０）
再生制御部１９４は、差圧センサ３１０が検出した差圧が所定の下限値未満であるか否かを判定する。その結果、下限値未満であると判定した場合にはステップＳ４５０に処理を移し、下限値未満ではない（下限値以上である）と判定した場合には当該切替方法にかかる処理を終了する。
【００６８】
（ステップＳ４５０）
再生制御部１９４は、再生処理の実行中であるか否かを判定する。その結果、再生処理の実行中であると判定した場合にはステップＳ４６０に処理を移し、再生処理の実行中ではないと判定した場合には当該切替方法にかかる処理を終了する。
【００６９】
（ステップＳ４６０）
再生制御部１９４は、噴射量決定部１８６を制御して再生処理を終了させる。
【００７０】
（ステップＳ４７０）
切替制御部１９６は、切替手段３００を制御して、第１支持部２９２、第２支持部２９４を移動させ、上流開閉部２７０および下流開閉部２８０が回転することにより、各セル２６６に対して、第１の状態と第２の状態とを切り替える切替処理を遂行して、当該切替方法にかかる処理を終了する。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態にかかるフィルタ装置２２０によれば、フィルタ装置２２０を取り外すことなく、セル２６６やフィルタ壁２６４からアッシュを取り除くことが可能となる。
【００７２】
（変形例）
上記実施形態では、切替制御部１９６は、差圧センサ３１０が検出した差圧が下限値未満になったら切替処理を遂行する構成を例に挙げて説明した。しかし、他の契機で切替処理を遂行してもよい。
【００７３】
図６は、変形例にかかる切替方法の処理の流れを説明するフローチャートである。変形例においても、フィルタ装置２２０は、差圧センサ３１０が、フィルタユニット２６０の上流側と、下流側との差圧を常時監視しており、図６のフローチャートに示す処理は、所定時間間隔の割込処理として実行される。
【００７４】
（ステップＳ５１０）
再生制御部１９４は、差圧センサ３１０が検出した差圧が所定の上限値以上であるか否かを判定する。その結果、上限値以上であると判定した場合にはステップＳ５２０に処理を移し、上限値以上ではない（上限値未満である）と判定した場合には当該切替方法にかかる処理を終了する。
【００７５】
（ステップＳ５２０）
再生制御部１９４は、噴射量決定部１８６を制御して、所定時間にわたって再生処理を遂行する。
【００７６】
（ステップＳ５３０）
切替制御部１９６は、切替手段３００を制御して、第１支持部２９２、第２支持部２９４を移動させ、上流開閉部２７０および下流開閉部２８０が回転することにより、各セル２６６に対して、第１の状態と第２の状態とを切り替える切替処理を遂行して、当該切替方法にかかる処理を終了する。
【００７７】
以上説明したように、切替制御部１９６は、再生処理が終了したら、切替処理を遂行してもよい。この場合であっても、フィルタ装置２２０を取り外すことなく、セル２６６やフィルタ壁２６４からアッシュを取り除くことが可能となる。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７９】
なお、上記実施形態において、ＥＣＵ１１０が、再生制御部１９４、切替制御部１９６として機能する構成を例に挙げて説明した。しかし、再生制御部１９４、切替制御部１９６は、ＥＣＵ１１０と別体で構成されてもよい。
【００８０】
また、上記実施形態において、フィルタ装置２２０が、差圧センサ３１０を備える構成を例に挙げて説明した。しかし、フィルタ装置２２０は、差圧センサ３１０を備えずともよい。この場合、例えば、フィルタユニット２６０における上流側と下流側との差圧と、排気ガスの流量とを関連付けた差圧マップをＥＣＵ１１０に予め記憶しておく。そして、再生制御部１９４、切替制御部１９６は、排気ガスの流量に基づいて、上記差圧マップを参照して、差圧を推定してもよい。
【００８１】
また、上記実施形態において、フィルタユニット２６０の外筒２６２、上流開閉部２７０の外筒２７２、および、下流開閉部２８０の外筒２８２が円筒形状であり、上流開口部２６８ａおよび下流開口部２６８ｂが、フィルタユニット２６０の周方向に並列するとともに、径方向に並列して設けられている。このため、切替手段３００が上流開閉部２７０および下流開閉部２８０を回転させて、切替処理を遂行する構成を例に挙げて説明した。しかし、上流開口部２６８ａおよび下流開口部２６８ｂの配列や形状に限定はなく、切替手段３００は、切替処理を遂行することができれば、上流開閉部２７０、下流開閉部２８０の駆動方向や駆動方法に限定はない。
【００８２】
例えば、フィルタユニットの外筒が矩形形状であり、上流開口部および下流開口部が矩形形状である場合、切替手段は、上流開閉部および下流開閉部をフィルタユニットの外筒を構成する辺と平行な方向に移動させることで、切替処理を遂行してもよい。
【００８３】
また、上記実施形態において、三元触媒２１０とフィルタ装置２２０とが別体で構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、セル２６６を構成するフィルタ壁２６４に三元触媒を担持させてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態において、エンジン１２０としてガソリンエンジンを例に挙げて説明した。しかし、フィルタ装置２２０は、エンジンの種類に限らず（例えば、ディーゼルエンジン）、エンジンから排気された排気ガスに含まれる粒子状物質を取り除くことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、エンジンから排気された排気ガスに含まれる粒子状物質を取り除くウォールフロー型のフィルタ装置に利用できる。
【符号の説明】
【００８６】
２２０  フィルタ装置
２６０  フィルタユニット
２６４  フィルタ壁
２６６  セル
２６８ａ  上流開口部
２６８ｂ  下流開口部
２７０  上流開閉部
２７４  上流プラグ部
２７６  上流孔部
２８０  下流開閉部
２８４  下流プラグ部
２８６  下流孔部
３００  切替手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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