(57)【要約】【課題】エンジンの始動不良時に始動失敗が繰り返されても、パティキュレートフィルタに未燃燃焼が溜まらないようにして該パティキュレートフィルタでの異常燃焼を未然に回避し、該異常燃焼によるパティキュレートフィルタの触媒劣化を確実に防止する。【解決手段】排気管９の途中に触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０を装備した排気浄化装置に関し、パティキュレートフィルタ１０より上流側の排気管９に排気ブレーキ１３（流路開閉手段）を設け、該排気ブレーキ１３をディーゼルエンジン１（エンジン）の始動時に閉じ且つその始動後に開くように構成する。このようにすれば、ディーゼルエンジン１の始動不良時に始動失敗が何度も繰り返されても、各気筒から未燃のまま掃気される未燃燃料が排気ブレーキ１３により堰き止められてパティキュレートフィルタ１０まで到達しなくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管の途中に触媒再生型のパティキュレートフィルタを装備した排気浄化装置であって、パティキュレートフィルタより上流側の排気管に流路開閉手段を設け、該流路開閉手段をエンジンの始動時に閉じ且つその始動後に開くように構成したことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
流路開閉手段が排気ブレーキにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排出ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。
【０００３】
この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排出ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。
【０００４】
そして、排出ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない為、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタの実用化が進められている。
【０００５】
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【０００６】
尚、この種の触媒再生型のパティキュレートフィルタに関連する先行技術文献情報としては、例えば、下記の特許文献１等が本発明と同じ出願人により既に出願済みとなっている。
【特許文献１】特開２００３−９０２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した如き触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用した場合、エンジンの始動不良時に何度も始動失敗が繰り返されると、各気筒に投入された燃料が未燃のままパティキュレートフィルタに多量に導かれてしまい、ここに溜まった未燃燃料がエンジン始動後の排気温度上昇時に酸化触媒の助勢を受けて一気に燃え上がることで異常燃焼が起こり、この異常燃焼による過熱でパティキュレートフィルタに触媒劣化を招く虞れがあった。
【０００８】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、エンジンの始動不良時に始動失敗が繰り返されても、パティキュレートフィルタに未燃燃焼が溜まらないようにして該パティキュレートフィルタでの異常燃焼を未然に回避し、該異常燃焼によるパティキュレートフィルタの触媒劣化を確実に防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、排気管の途中に触媒再生型のパティキュレートフィルタを装備した排気浄化装置であって、パティキュレートフィルタより上流側の排気管に流路開閉手段を設け、該流路開閉手段をエンジンの始動時に閉じ且つその始動後に開くように構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
而して、このようにすれば、エンジンの始動時にパティキュレートフィルタの上流側で流路開閉手段が閉じた状態となり、エンジンの始動不良時に始動失敗が何度も繰り返されても、各気筒から未燃のまま掃気される未燃燃料が前記流路開閉手段により堰き止められてパティキュレートフィルタまで到達しないので、該パティキュレートフィルタに未燃燃料が溜まらなくなり、該パティキュレートフィルタでの異常燃焼が未然に回避されることになる。
【００１１】
他方、エンジンの始動後には流路開閉手段が開けられ、高温の排出ガスがパティキュレートフィルタへと導かれることになるが、この流路開閉手段自体や、これより上流側の排気管、ターボチャージャ、排気マニホールド等の内壁面に付着した未燃燃料は、高温の排出ガスから熱を受けて徐々に気化又は炭化していくだけで激しく燃えることはない。
【００１２】
即ち、これらの部位に付着した未燃燃料は、その燃焼に関して酸化触媒の助勢を受けられないので、パティキュレートフィルタで起こるような触媒作用による激しい燃焼が起こらず、また、気化した未燃燃料のガスがパティキュレートフィルタに少しずつ到達して酸化処理されるにあたっても、その燃焼は激しいものとはならない。
【００１３】
更に、本発明をより具体的に実施するに際しては、例えば、流路開閉手段を排気ブレーキにより構成すれば良く、このようにすれば、既存の排気ブレーキを利用して排気流路を開閉することが可能となり、流路開閉手段を別途新設しなくても済むことになる。
【発明の効果】
【００１４】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１５】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、エンジンの始動不良時に始動失敗が繰り返されても、パティキュレートフィルタに未燃燃焼が溜まらないようにして該パティキュレートフィルタでの異常燃焼を未然に回避することができるので、該異常燃焼によるパティキュレートフィルタの触媒劣化を確実に防止することができる。
【００１６】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、既存の排気ブレーキを有効に活用することで、エンジン始動時に排気流路を閉じる流路開閉手段を別途新設しなくても済むので、実施コストの大幅な削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における符号の１はターボチャージャ２を搭載したディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ３から導いた吸気４を吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへ導いて加圧し、その加圧された吸気４をインタークーラ６を介しディーゼルエンジン１の各気筒に分配して導入するようにしてある。
【００１９】
また、このディーゼルエンジン１の各気筒から排気マニホールド７を介し排出された排出ガス８を排気管９を通して前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動した排出ガス８を触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０を通してパティキュレートを捕集した上で車外へ排出するようにしてある。
【００２０】
ここで、パティキュレートフィルタ１０の具体的な構造は図２に示す通りであり、このパティキュレートフィルタ１０は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路１１の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路１１については、その出口が目封じされるようになっており、各流路１１を区画する多孔質薄壁１２を透過した排出ガス８のみが下流側へ排出されるようにしてある。
【００２１】
また、パティキュレートフィルタ１０より上流側の適宜位置には、排気管９の流路を開閉する排気ブレーキ１３が装備されており、該排気ブレーキ１３は、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置１４からの開閉指令信号１３ａを受けたアクチュエータ（図示せず）の作動により開閉操作されるようになっているが、本形態例においては、制御装置１４でエンジン停止状態からスタータ１５がオンとなったことが確認された時（制御装置１４はエンジン制御コンピュータを兼ねているのでスタータ１５のオン・オフは該スタータ１５からのオン信号１５ａにより常に把握されている）に排気ブレーキ１３に対し本来の作動から独立して閉作動を指令し、後述する如きエンジン始動時に排気流路を閉じる流路開閉手段として排気ブレーキ１３を活用できるようにしてある。
【００２２】
また、前記制御装置１４には、ディーゼルエンジン１の回転数を検出する回転センサ１６からの回転数信号１６ａも入力されるようになっており、この回転数信号１６ａによりディーゼルエンジン１の始動が確認された際に、排気ブレーキ１３に対し開作動を指令し、該排気ブレーキ１３を本来の制動補助装置としての作動に戻すようにしてある。
【００２３】
尚、一般的に、車体側に固定されることになる排気管９は、ディーゼルエンジン１からの振動により破断応力が作用することを防止するために、該ディーゼルエンジン１に近い位置にフレキシブルチューブ１７が介装されているが、この種のフレキシブルチューブ１７は、可撓性を優先した薄肉構造となっていて耐圧性がそれほど高くないので、排気ブレーキ１３の作動時における排気圧力の上昇がフレキシブルチューブ１７に悪影響を及ぼさないよう該フレキシブルチューブ１７の上流側に前記排気ブレーキ１３が配置されることになり、該排気ブレーキ１３は、排気管９の途中に装備されるパティキュレートフィルタ１０に対し必ず上流側に配置されることになる。
【００２４】
図３は前記制御装置１４における具体的な制御手順を示すフローチャートであり、ステップＳ１では、エンジン停止状態からのスタータ１５のオンが確認されるようになっており、ここでスタータ１５のオンが確認されたら、次のステップＳ２に進んで、排気ブレーキ１３に向け閉作動を指令する開閉指令信号１３ａが出力されるようになっている。
【００２５】
そして、ステップＳ３において、回転センサ１６からの回転数信号１６ａに基づきディーゼルエンジン１が始動されたか否かが判定され、該ディーゼルエンジン１の始動が確認されないうちは「ＮＯ」に進んでステップＳ３での判定が繰り返されるが、ある回転数以上となったことが確認されてディーゼルエンジン１が始動していると判定された時には「ＹＥＳ」へと進んでステップＳ４に到り、このステップＳ４にて排気ブレーキ１３に向け開作動を指令する開閉指令信号１３ａが出力されるようになっている。
【００２６】
而して、このような制御装置１４により排気浄化装置を運転すれば、ディーゼルエンジン１の始動時にスタータ１５のオンによりパティキュレートフィルタ１０の上流側で排気ブレーキ１３が閉じた状態となり、ディーゼルエンジン１の始動不良時に始動失敗が何度も繰り返されても、各気筒から未燃のまま掃気される未燃燃料が前記排気ブレーキ１３により堰き止められてパティキュレートフィルタ１０まで到達しないので、該パティキュレートフィルタ１０に未燃燃料が溜まらなくなり、該パティキュレートフィルタ１０での異常燃焼が未然に回避されることになる。
【００２７】
他方、ディーゼルエンジン１の始動後には排気ブレーキ１３が開けられ、高温の排出ガス８がパティキュレートフィルタ１０へと導かれることになるが、この排気ブレーキ１３自体や、これより上流側の排気管９、ターボチャージャ２、排気マニホールド７等の内壁面に付着した未燃燃料は、高温の排出ガス８から熱を受けて徐々に気化又は炭化していくだけで激しく燃えることはない。
【００２８】
即ち、これらの部位に付着した未燃燃料は、その燃焼に関して酸化触媒の助勢を受けられないので、パティキュレートフィルタ１０で起こるような触媒作用による激しい燃焼が起こらず、また、気化した未燃燃料のガスがパティキュレートフィルタ１０に少しずつ到達して酸化処理されるにあたっても、その燃焼は激しいものとはならない。
【００２９】
従って、上記形態例によれば、ディーゼルエンジン１の始動不良時に始動失敗が繰り返されても、パティキュレートフィルタ１０に未燃燃焼が溜まらないようにして該パティキュレートフィルタ１０での異常燃焼を未然に回避することができるので、該異常燃焼によるパティキュレートフィルタ１０の触媒劣化を確実に防止することができ、しかも、既存の排気ブレーキ１３を有効に活用することで、エンジン始動時に排気流路を閉じる流路開閉手段を別途新設しなくても済むので、実施コストの大幅な削減を図ることができる。
【００３０】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、流路開閉手段には必ずしも排気ブレーキを用いなくても良く、排気ブレーキとは別に排気開閉弁等を新たに設けるようにしても良いこと、また、先の形態例の説明ではディーゼルエンジンの始動時にスタータのオンを確認して排気ブレーキ（流路開閉手段）を閉じるようにしているが、エンジン停止時に自動的に排気ブレーキ（流路開閉手段）が閉じてそのままエンジン始動を迎えるように制御しても良いこと、更には、パティキュレートフィルタの前段に酸化触媒を付帯装備した形式の排気浄化装置にも同様に適用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【図３】図１の制御装置での制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１  ディーゼルエンジン（エンジン）
９  排気管
１０  パティキュレートフィルタ
１３  排気ブレーキ（流路開閉手段）
１３ａ  開閉指令信号
１４  制御装置
１５  スタータ
１５ａ  オン信号
１６  回転センサ
１６ａ  回転数信号
【図１】
2005180275.tif 000003
【図２】
2005180275.tif 000004
【図３】
2005180275.tif 000005