(57)【要約】  本発明のディーゼル排ガス浄化装置は、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスの温度変動に対してマイクロＤＰＦの温度が敏感に追従することを防止し、走行中におけるマイクロＤＰＦの浄化性能を維持するとともに、マイクロＤＰＦの熱による変形やそれによる耐久性の低下を防ぐことを目的とする。ディーゼルエンジン１０の排気ガスに含まれるパティキュレートマターを捕集して処理するマイクロＤＰＦ３２と、マイクロＤＰＦ３２と並設されたバイパス通路３３と、バイパス通路３３とマイクロＤＰＦ３２との間に設けられて、バイパス通路３３を流れる排気ガスとマイクロＤＰＦ３２との間の熱伝導を抑制する断熱層３７と、排気ガスがマイクロＤＰＦ３２又はバイパス通路３３の少なくとも一方を流れるように流路を切替える切替弁３４と、を有するディーゼルエンジンの排気浄化装置を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれるパティキュレートマターを捕集して処理するマイクロＤＰＦと、
該マイクロＤＰＦと並設されたバイパス通路と、
該バイパス通路と前記マイクロＤＰＦとの間に設けられて、該バイパス通路を流れる排気ガスと前記マイクロＤＰＦとの間の熱伝導を抑制する断熱層と、
排気ガスが前記マイクロＤＰＦ又は前記バイパス通路の少なくとも一方を流れるように流路を切替える切替弁と、
を有するディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦとバイパス通路と切替弁とがハウジングにより一体化されたマイクロＤＰＦユニットを構成することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦとディーゼルエンジンとを接続する排気管が断熱材によって被覆されたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦより下流側にメインＤＰＦが設けられたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
請求項３記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦより下流側にメインＤＰＦが設けられたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
請求項４記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦがディーゼルエンジンよりもメインＤＰＦに近い位置に設けられていることを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
請求項５記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦがディーゼルエンジンよりもメインＤＰＦに近い位置に設けられていることを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項８】
請求項４記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦユニットの排気ガス出口の中心軸がメインＤＰＦの流路中心軸と同一線上となるように前記マイクロＤＰＦユニットが配置されたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項９】
請求項５記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦユニットの排気ガス出口の中心軸がメインＤＰＦの流路中心軸と同一線上となるように前記マイクロＤＰＦユニットが配置されたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１０】
請求項６記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦユニットの排気ガス出口の中心軸がメインＤＰＦの流路中心軸と同一線上となるように前記マイクロＤＰＦユニットが配置されたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１１】
請求項７記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦユニットの排気ガス出口の中心軸がメインＤＰＦの流路中心軸と同一線上となるように前記マイクロＤＰＦユニットが配置されたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１２】
請求項１又は２記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じた開度に切替弁を制御するための開度データを記憶する記憶手段と、
アクセルペダルの踏み込み量を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値より小さいときには、排気ガスの全量又は多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御する切替弁制御手段と、
を有する制御装置を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値以上で第２の閾値以下であり、かつ前記開度データに基づき予め設定されたエンジン回転数が第１の閾値以上で第２の閾値以下である場合には、排気ガスの全量又は多くをマイクロＤＰＦに流すように切替弁を制御することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１４】
請求項１２記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記エンジン回転数が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値より大きい、または前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値よりも大きいときには、排気ガスの多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１５】
請求項１３記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記エンジン回転数が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値より大きい、または前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値よりも大きいときには、排気ガスの多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１６】
請求項１２記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて切替弁を制御する情報を出力することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１７】
請求項１３記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて切替弁を制御する情報を出力することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１８】
請求項１４記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて切替弁を制御する情報を出力することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１９】
請求項１５記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて切替弁を制御する情報を出力することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項２０】
ディーゼルエンジンの排気に含まれるパティキュレートマターを捕集して処理するメインＤＰＦと、該メインＤＰＦの上流側に設けられたマイクロＤＰＦと、該マイクロＤＰＦに並設されたバイパス通路と、排気ガスが前記マイクロＤＰＦ又は前記バイパス通路の少なくとも一方を流れるように流路を切替える切替弁と、を備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いられる制御装置であって、
アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じた開度に前記切替弁を制御するための開度データを記憶する記憶手段と、
アクセルペダルの踏み込み量を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値より小さいときには、排気ガスの全量又は多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御する切替弁制御手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の制御装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値以上で第２の閾値以下であり、かつ前記開度データに基づき予め設定されたエンジン回転数が第１の閾値以上で第２の閾値以下である場合には、排気ガスの全量又は多くをマイクロＤＰＦに流すように切替弁を制御することを特徴とする制御装置。
【請求項２２】
請求項２０又は２１記載の制御装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記エンジン回転数が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値より大きい、または前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値よりも大きいときには、排気ガスの多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御することを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気浄化装置に係る。具体的には、特にカーボンを主成分とする粒子状物質（ＰＭ）の排出を低減するディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質の低減が課題となっている。特に、粒子状物質の排出を低減することは大きな課題となっており、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）等の排気浄化装置が開発されている。【０００３】
ＤＰＦを用いたディーゼルエンジンの排気浄化装置として、例えば、（特許文献１）には、エンジンの排気通路に配置された第１の連続再生式ＤＰＦと、該第１の連続再生式ＤＰＦの容量より小さい容量に構成され上流側の排気通路に配設された第２の連続再生式ＤＰＦと、該第２の連続再生式ＤＰＦの外周部を囲むように配置されるバイパス通路と、該バイパス通路を開閉する制御弁と、エンジンの排気温度領域が所定の温度よりも低い低温領域である場合には該制御弁がバイパス通路を閉じるように制御する制御装置と、を具備するよう構成されたディーゼルエンジンの排気浄化装置が開示されている。【０００４】
上記排気浄化装置を用いた場合には、アイドリング時、長い下り坂の走行時や高速走行からの減速時のように燃料噴射量が少ない状態が続く条件では排気ガス温度が極端に低いため、排気ガスが第２のＤＰＦを通過するときに小さい容量の第２のＤＰＦは直ちに冷却されてしまう。このため、次に第２のＤＰＦに浄化性能が要求される走行条件になっても第２のＤＰＦの温度が上昇するまでは浄化性能を発揮できないという問題点があった。また、排気ガス温度の変化に対して、第２のＤＰＦの温度も敏感に追従するため、熱的歪が生じやすく耐久性が低下しやすいという問題点があった。【０００５】
また、（特許文献２）では、有害物質を処理する排気処理用の主触媒を備えたエンジンにおいて、エンジンの低負荷時に於ける小排気流量時には、小排気通路に排気流を流通し、この小排気通路に接続して設けた補助触媒と排気流とを接触して排気流の処理を行うと共に、エンジンの高負荷時に於ける排気流量の増大時には、切換弁を介して排気流の全量を主排気通路に流通させることにより主触媒と接触させて排気流の処理を行うエンジン排気処理装置が開示されている。そして、この具体的手段として小排気通路または主排気通路に切換弁を設け、エンジンの低負荷時に於ける小排気流量時には小排気通路側に排気流を流通させるように切換弁を切り替え、また、エンジンが高出力、高負荷時の排気流量の増大時には、小排気通路への排気流の流通を停止し、主触媒に接続した主排気通路に排気流の全量を流通させるように切換弁を切り替えるものとしている。【０００６】
さらに、（特許文献２）では、この小排気通路はエンジンに出来るだけ近い位置が高温の排気ガスを導入できるため好ましいので、エンジンの排気ポートに接続するのが最も好ましいが、設計上の制約もあるため可能な限りエンジンに近い位置に設置するとしている。【０００７】
上述のような（特許文献２）の排気処理装置では、エンジン低負荷時に排気全量をエンジン近傍に配備された補助触媒に導くため、補助触媒の受け入れ温度を高くする点では効果がある。しかしながら、その反面、補助触媒を出たあと主触媒に到達するまでに温度低下が生じるので機能上最も重要な役割を果たすべき主触媒そのものの温度条件が悪化して機能が十分果たせなくなる問題があった。また、補助触媒はエンジンに近過ぎてエンジン排気の大きな温度変化を直接受けるために自身の熱歪による耐久性低下の問題があった。さらに、小排気通路と主排気通路への切替は排気全量のオンオフ切替であったので、エンジン高負荷運転では補助触媒への流れが止まるので周囲温度によって一旦著しく温度低下してしまい次の補助触媒使用開始時に温度上昇が遅れて触媒機能がスムーズに働かない問題があった。これらの問題の他にも、中間開度的な排気分配を行なえない上記装置では主触媒と補助触媒の双方を満足させる総合的な最適設計を追及し難い欠点があった。【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３８３０号公報
【特許文献２】特開２００２−３２２９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の状況に鑑み、本発明のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスの温度変動に対してマイクロＤＰＦの温度が敏感に追従することを防止し、走行中におけるマイクロＤＰＦの浄化性能を維持するとともに、マイクロＤＰＦの熱による変形やそれによる耐久性の低下を防ぐことを目的とする。また、マイクロＤＰＦからメインＤＰＦへ排気ガスが流入する際の温度低下を抑制し、メインＤＰＦが最適に機能するようにすることを目的とする。そして、これによりメインＤＰＦ及びマイクロＤＰＦの両方が最適に排気浄化性能を発揮することが可能なディーゼルエンジンの排気浄化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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれるパティキュレートマターを捕集して処理するマイクロＤＰＦと、該マイクロＤＰＦと並設されたバイパス通路と、該バイパス通路と前記マイクロＤＰＦとの間に設けられて、該バイパス通路を流れる排気ガスと前記マイクロＤＰＦとの間の熱伝導を抑制する断熱層と、排気ガスが前記マイクロＤＰＦ又は前記バイパス通路の少なくとも一方を流れるように流路を切替える切替弁と、を有することを特徴とする。【００１１】
上記構成によれば、バイパス通路を流れる排気ガスとマイクロＤＰＦとの間の熱伝導が抑制されるので、バイパス通路を流れる排気ガスの温度変化に応じてマイクロＤＰＦの温度が追従することが抑制される。【００１２】
また、本発明は、上記のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦとバイパス通路と切替弁とがハウジングにより一体化されたマイクロＤＰＦユニットを構成することを特徴とする。【００１３】
上記構成によれば、マイクロＤＰＦとバイパス通路と切替弁とをハウジング内に配置し一体化するので、マイクロＤＰＦユニット全体の表面積が小さくなり、マイクロＤＰＦユニットと外気との熱伝導が抑制される。また、一体化されることで装置が小型化されるので製造コストが低減されるとともに取付作業、整備作業等が容易になる。【００１４】
また、本発明は、上記記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦとディーゼルエンジンとを接続する排気管が断熱材によって被覆されたことを特徴とする。【００１５】
上記構成によれば、ディーゼルエンジンからマイクロＤＰＦまでの排気管に断熱材が被覆されているので、排気ガスの冷却が低減され、マイクロＤＰＦ入口における排気ガスの温度を高く維持することができる。【００１６】
また、本発明は、上記のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦより下流側にメインＤＰＦが設けられたことを特徴とする。【００１７】
上記構成によれば、マイクロＤＰＦの下流側にメインＤＰＦが設けられるので、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるＰＭを確実に捕集し処理することができる。さらに、排気ガスの一部のＰＭが酸化処理される際に燃焼熱が生じ、マイクロＤＰＦの温度が上昇するため、マイクロＤＰＦ３２を通過した排気ガスは、メインＤＰＦにおいてもＰＭを酸化処理可能な温度に維持される。【００１８】
また、本発明は、上記記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦがディーゼルエンジンよりもメインＤＰＦに近い位置に設けられていることを特徴とする。【００１９】
上記構成によれば、マイクロＤＰＦがディーゼルエンジンから離れた位置に設けられるので、ディーゼルエンジン及びディーエルエンジンから排出される排気ガスの温度に対してマイクロＤＰＦの温度が敏感に追従するのが抑制される。また、マイクロＤＰＦからメインＤＰＦまでの排気管における排気ガスの冷却が低減され、メインＤＰＦ入口における排気ガスの温度を高く維持することができる。【００２０】
また、本発明は、上記記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦユニットの排気ガス出口の中心軸がメインＤＰＦの流路中心軸と同一線上となるように前記マイクロＤＰＦユニットが配置されたことを特徴とする。【００２１】
上記構成によれば、マイクロＤＰＦユニットからメインＤＰＦまでの排気ガスの流路が直線に近くなるため、排気ガスの通過抵抗が小さくなり、エンジンの性能の低下を抑制することができる。【００２２】
また、本発明は、上記のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じた開度に切替弁を制御するための開度データを記憶する記憶手段と、アクセルペダルの踏み込み量を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値より小さいときには、排気ガスの全量又は多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御する切替弁制御手段と、を有する制御装置を備えたことを特徴とする。【００２３】
上記構成によれば、アクセルペダルの踏み込み量が小さいときには、全排気ガスをバイパス通路に流す、又は排気ガスの多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御するようにしたので、排気ガスの温度が極端に低いときにマイクロＤＰＦが冷却されるのを防止することができる。【００２４】
また、上記記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値以上で第２の閾値以下であり、かつ前記開度データに基づき予め設定されたエンジン回転数が第１の閾値以上で第２の閾値以下である場合には、排気ガスの全量又は多くをマイクロＤＰＦに流すように切替弁を制御することを特徴とする。【００２５】
上記構成によれば、排気ガスの多く、あるいは全量がマイクロＤＰＦに流れ込み、排気ガス中のＰＭがマイクロＤＰＦにおいて連続酸化処理される。また、排気ガスの一部のＰＭが酸化処理される際に生じる燃焼熱により、マイクロＤＰＦを通過した排気ガスは温度が維持されており、メインＤＰＦにおいても酸化処理することが可能となる。【００２６】
また、本発明は、上記記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記エンジン回転数が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値より大きい、または前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値よりも大きいときには、排気ガスの多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御することを特徴とする。【００２７】
上記構成によれば、エンジン回転数が大きい、又はアクセルペダルの踏み込み量が大きいために排気ガスの温度が高いときに、排気ガスの多くをバイパス通路に流すとともに排気ガスの一部をマイクロＤＰＦに流すように切替弁を制御するので、排気ガスの多くがバイパス通路を通過してメインＤＰＦで処理されている際にもマイクロＤＰＦの温度が維持される。【００２８】
また、本発明は、上記記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて切替弁を制御する情報を出力することを特徴とする。【００２９】
上記構成によれば、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度センサに基づいて切替弁を制御する情報を出力するようにしたので、外気温度等の環境が変化した場合であっても排気ガスの温度がＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。【００３０】
また、本発明の制御装置は、ディーゼルエンジンの排気に含まれるパティキュレートマターを捕集して処理するメインＤＰＦと、該メインＤＰＦの上流側に設けられたマイクロＤＰＦと、該マイクロＤＰＦに並設されたバイパス通路と、排気ガスが前記マイクロＤＰＦ又は前記バイパス通路の少なくとも一方を流れるように流路を切替える切替弁と、を備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いられる制御装置であって、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じた開度に前記切替弁を制御する開度データを記憶する記憶手段と、アクセルペダルの踏み込み量を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値より小さいときには、排気ガスの全量又は多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御する切替弁制御手段と、を備えることを特徴とする。【００３１】
上記構成によれば、アクセルペダルの踏み込み量が小さいときには、全排気ガスをバイパス通路に流す、又は排気ガスの多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御するようにしたので、排気ガスの温度が極端に低いときにマイクロＤＰＦが冷却されるのを防止することができる。【００３２】
また、本発明は、上記記載の制御装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値以上で第２の閾値以下であり、かつ前記開度データに基づき予め設定されたエンジン回転数が第１の閾値以上で第２の閾値以下である場合には、排気ガスの全量又は多くをマイクロＤＰＦに流すように切替弁を制御することを特徴とする。【００３３】
上記構成によれば、排気ガスの多く、あるいは全量がマイクロＤＰＦに流れ込み、排気ガス中のＰＭがマイクロＤＰＦにおいて連続酸化処理される。また、排気ガスの一部のＰＭが酸化処理される際に生じる燃焼熱により、マイクロＤＰＦを通過した排気ガスは温度が維持されており、メインＤＰＦにおいても酸化処理することが可能となる。【００３４】
また、本発明は、上記記載の制御装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記エンジン回転数が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値より大きい、または前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値よりも大きいときには、排気ガスの多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御することを特徴とする。【００３５】
上記構成によれば、エンジン回転数が大きい、又はアクセルペダルの踏み込み量が大きいために排気ガスの温度が高いときに、排気ガスの多くをバイパス通路に流すとともに排気ガスの一部をマイクロＤＰＦに流すように切替弁を制御するので、排気ガスの多くがバイパス通路を通過してメインＤＰＦで処理されている際にもマイクロＤＰＦの温度が維持される。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、排気ガスの温度変化に対してマイクロＤＰＦの温度が過敏に追従することのないディーゼルエンジンの排気浄化装置が提供されるので、走行中におけるマイクロＤＰＦの浄化性能を維持することができるとともに、マイクロＤＰＦの熱による変形やそれによる耐久性の低下を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施の形態（１）に係るディーセルエンジンの排気浄化装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態（１）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成を示す図である。
【図３】実施の形態（１）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】実施の形態（１）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の側面図である。
【図７】実施の形態（１）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いる切替弁の開度データを示す図である。
【図８】実施の形態（２）に係るマイクロＤＰＦユニットの縦断面図である。
【図９】実施の形態（２）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の側面図である。
【図１０】実施の形態（２）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いる切替弁の開度データを示す図である。
【図１１】実施の形態（３）に係るマイクロＤＰＦユニットの縦断面図である。
【図１２】実施の形態（３）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の側面図である。
【図１３】実施の形態（３）ディーゼルエンジンの排気浄化装置の別の形態を示す側面図である。
【図１４】実施の形態（３）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いる切替弁の開度データを示す図である。
【図１５】実施の形態（４）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の横断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０            ディーゼルエンジン
１１            排気管
１１Ａ          上流側の排気管
１１Ｂ          下流側の排気管
１２            吸気マニホールド
１４            排気マニホールド
１６            アクセルポジションセンサ
１８            回転センサ
２０            制御装置
２２            吸気温度センサ
２４            吸気絞り
２６            排気絞り
２７            外部ＥＧＲ配管
２８            排気温度センサ
２９            排気温度センサ
３０            マイクロＤＰＦユニット
３１            ハウジング
３２            マイクロＤＰＦ
３３            バイパス通路
３４            切替弁
３５            排気ガス入口
３６            排気ガス出口
３７            断熱層
３８Ａ、３８Ｂ  筐体
３９            セパレータ
４０            筐体
４１            傾動軸
４２            取付板
４３            エアシリンダ
４４            連結具
４５            レバーリンク
４６            ストッパ
４７            固定板
４８            軸
４９            ストッパ
５０            バネ
５１            固定用ナット
５２            バネ
５３            固定具
６０            メインＤＰＦ
ａ１、ｂ１      第１の閾値
ａ２、ｂ２      第２の閾値
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。図１〜７は、本発明に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の実施の形態（１）を示す図である。【００４０】
図１、２に示すように、ディーゼルエンジンの排気浄化装置には、排気を浄化する対象となるディーゼルエンジン１０と、ディーゼルエンジン１０と排気管１１Ａを介して接続されたマイクロＤＰＦユニット３０と、マイクロＤＰＦユニット３０と排気管１１Ｂを介して接続されたメインＤＰＦ６０と、を備える。【００４１】
ディーゼルエンジン１０には、ディーゼルエンジン１０の各シリンダに新気を導入する吸気マニホールド１２と、各シリンダから排出される燃焼後の排気を通す排気マニホールド１４が備えられる。排気マニホールド１４には、上流側の排気管１１Ａが接続されており排気ガスは、上流側の排気管１１Ａを通してマイクロＤＰＦユニット３０に排気される。なお、上流側の排気管１１Ａは、ディーゼルエンジン１０から排気された排気ガスが冷却されないように断熱材で被覆されている。【００４２】
図３〜５に示すように、マイクロＤＰＦユニット３０は、円筒形状のマイクロＤＰＦ３２と、マイクロＤＰＦ３２と離間して並設され、断面が略半円筒状であるバイパス通路３３と、マイクロＤＰＦ３２及びバイパス通路３３の間に形成された断熱層３７と、排気ガスがマイクロＤＰＦ３２又はバイパス通路３３の少なくとも一方を流れるように流路を切替える切替弁３４と、を備える。そして、マイクロＤＰＦ３２及びバイパス通路３３は、排気ガス入口を構成するハウジング３１Ａと排気ガス出口を構成するハウジング３１Ｂに各々嵌め付け固定され、一体化されている。また、切替弁３４は、ハウジング３１Ａに傾動軸４１を介して取付けられている。【００４３】
マイクロＤＰＦ３２は、ディーゼルエンジンの低負荷時に排出される比較的少量の排気に含まれるＣＯ、ＨＣ及びＮＯを酸化させてＣＯ２、Ｈ２Ｏ及びＮＯ２に転化させるとともにＰＭの一部を連続酸化処理する小型のＣＲ−ＤＰＦである。マイクロＤＰＦ３２の外周には、マイクロＤＰＦ３２を保護する筐体３８Ａが設けられている。筐体３８Ａの材質としては、金属、樹脂等の種々のものを用いることができるが、通常は耐熱性の高い金属が用いられる。【００４４】
なお、マイクロＤＰＦ３２は、エンジンの排気中に含まれるＣＯ、ＨＣ及びＮＯを酸化させてＣＯ２、Ｈ２Ｏ及びＮＯ２に転化させる酸化触媒と、排気中に含まれるＰＭ（パティキュレート・マター）を捕集して処理するＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）とを１つの容器に納めたものであるが、ＤＰＦのみを単独で用いることも可能である。また、設計段階でマイクロＤＰＦ３２の容量（大きさ）を決定する場合には、排気を処理するディーゼルエンジンの排気温度特性と排気の流量に応じて決定するとよい。【００４５】
そして、バイパス通路３３は、マイクロＤＰＦ３２と断熱層３７を介して並設されたものであり、バイパス通路３３を通過した排気ガスは排気ガス出口を通して下流側の排気管１１Ｂへと排気される。なお、バイパス通路３３は、断面が略半円状である筐体３８Ｂにより構成されている。【００４６】
また、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３との間には、空気層からなる断熱層３７が設けられている。なお、本実施の形態のように空気層を設けることでマイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３との間の熱伝導を抑制することは十分できるが、断熱材などを用いて熱伝導をより抑制することも可能である。【００４７】
切替弁３４は、傾動軸４１を中心として傾動し、開度を変えることが可能となっている。そして、制御装置２０の指示に基づいて、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３とに排気の流路を切り替える機能を備えている。【００４８】
図４において、切替弁３４が３４ａの位置にある場合は、バイパス通路３３が切替弁３４により完全に閉じられている状態を表す。この状態では、排気ガスの全量がマイクロＤＰＦ３２に流入し、排気ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ及びＮＯが酸化されてＣＯ２、Ｈ２Ｏ及びＮＯ２に転化されるとともにＰＭが連続酸化処理される。そして、マイクロＤＰＦ３２を通過した排気ガスは排気ガス出口３６を通して下流側の排気管１１Ｂに流れる。【００４９】
また、図４において、切替弁３４が３４ｂの位置にある場合は、バイパス通路３３が開放されている。そして、排気ガスの一部がマイクロＤＰＦ３２にも流れるように、一部開放されている状態となっている。この状態では、マイクロＤＰＦ３２での排気ガスの通過抵抗がバイパス通路３３よりも大きいため、排気ガスの多くはバイパス通路３３を通過する。また、排気ガスの一部はマイクロＤＰＦ３２に流入し、排気ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ及びＮＯが酸化されてＣＯ２、Ｈ２Ｏ及びＮＯ２に転化されるとともにＰＭの一部が連続酸化処理される。そして、マイクロＤＰＦ３２及びバイパス通路３３を通過した排気ガスは排気ガス出口３６を通して下流側の排気管１１Ｂに流れる。なお、切替弁３４の３４ｂの位置としては、排気ガス全流量の７０〜９８ｖｏｌ％がバイパス通路に流れるような位置であることが好ましく、さらには排気ガス全流量の８５〜９０ｖｏｌ％がバイパス通路に流れるような位置であることが特に好ましい。【００５０】
切替弁３４の切り替えは、図６に示すように、ハウジング３１の側面に取付板４２を介して設けられたエアシリンダ４３により行なわれる。切替弁３４を傾動させる傾動軸４１には、レバーリンク４５が傾動軸４１と回転一体となるように取付固定されている。そして、レバーリンク４５は、エアシリンダ４３のピストンに対して回転可能となるように連結具４４を介して取付けられている。これにより、エアシリンダ４３の伸縮動作によりレバーリンク４５及び傾動軸４１を介して、切替弁３４の傾動が操作される。【００５１】
そして、レバーリンク４５の傾動は、切替弁３４が必要以上に傾動することがないように、取付板４２に設けられたストッパ４６Ａ及びストッパ４６Ｂにより制限される。例えば、エアシリンダ４３のピストンが伸張しレバーリンク４５がストッパ４６Ａの位置となる場合には切替弁３４は３４ａの位置にあり、バイパス通路３３を閉じている状態となる。また、エアシリンダ４３のピストンが縮退しレバーリンク４５がストッパ４６Ｂの位置にある場合には、切替弁３４は３４ｂの位置にあり、バイパス通路３３を開放するとともにマイクロＤＰＦ３２にも排気ガスが少量流れる状態となる。ストッパ４６Ｂの位置を調整することで切替弁３４の静止位置を調整することができる。【００５２】
マイクロＤＰＦユニット３０に流入した排気ガスは、排気ガス入口３５において切替弁３４によって流路を切替えられ、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３との少なくとも一方を流れる。そして、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３との少なくとも一方を通過した排気ガスは、排気ガス出口３６へと流れる。【００５３】
また、切替弁３４の開度を制御する制御装置２０は、運転手がディーゼルエンジンの出力を制御する情報を入力するためのアクセルペダルの踏み込み量（負荷）を検出して制御装置等に伝達するアクセルポジションセンサ１６と、ディーゼルエンジンのクランクシャフトの回転角などを読み取って制御装置２０に対して回転角信号（エンジンの回転数信号を含む）を出力する回転センサ１８とを備える。なお、アクセルペダルの踏み込み量は、図示しない燃料噴射装置に伝達され、エンジンに供給される燃料噴射量を制御することが可能となっている。【００５４】
また、下流側の排気管１１ＢにはメインＤＰＦ６０が設けられており、マイクロＤＰＦユニット３０を通過した排気ガスが流入する。メインＤＰＦ６０は、ディーゼルエンジンの高負荷時および高速走行時に排出される多量の排気中に含まれるＣＯ、ＨＣ及びＮＯを酸化させてＣＯ２、Ｈ２Ｏ及びＮＯ２に転化させるとともにＰＭを連続酸化処理する大型のＣＲ−ＤＰＦである。【００５５】
なお、マイクロＤＰＦユニット３０は、ディーゼルエンジン１０からの熱伝導が抑制されるように、ディーゼルエンジン１０の直下に設けるのではなく、ディーゼルエンジン１０よりもメインＤＰＦ６０に近い位置に設けている。具体的には、下流側の排気管１１Ｂが上流側の排気管１１Ａよりも短くなっている。また、マイクロＤＰＦユニット３０は、該マイクロＤＰＦユニット３０の排気ガス出口３６の中心軸が、メインＤＰＦ６０の流路中心軸、及びメインＤＰＦ６０とマイクロＤＰＦユニット３０とを接続する排気管１１Ｂの流路中心軸、と同一線上となるように配置されている。これにより、マイクロＤＰＦユニット３０からメインＤＰＦ６０までの排気ガスの流路が直線に近くなるため、排気ガスの通過抵抗が小さく、エンジンの性能の低下を抑制することが可能となる。【００５６】
また、ディーゼルエンジンの排気浄化装置には、上記ＤＰＦの装置以外にも、エンジンの吸気温度を測定する吸気温度センサ２２と、エンジンの吸気を絞ることによってシリンダに吸入される新気の量を調節する吸気絞り２４と、エンジンの排気を絞ることによって排圧を高くしてシリンダに戻す排気のガス量を増やす制御を行なう排気絞り２６とが設けられている。なお、排気絞り２６は、マイクロＤＰＦユニット３０の下流に設けてもよいし、メインＤＰＦ６０の上流、又は下流に設けてもよい。【００５７】
また、ディーゼルエンジンの排気浄化装置には、排気マニホールド１４等から取得した排気を冷却して吸気マニホールド１２等に還流するための外部ＥＧＲ配管２７が設けられており、再循環させる排気ガスの流量は外部ＥＧＲバルブにより調整できるように構成されている。【００５８】
また、ディーゼルエンジンの排気浄化装置には、マイクロＤＰＦユニット３０に流入する排気の温度を測定する排気温度センサ２８と、メインＤＰＦ６０に流入する排気の温度を測定する排気温度センサ２９とが設けられている。【００５９】
なお、メインＤＰＦ６０の容量（大きさ）や、各ＤＰＦまでの排気管１１の長さ、切替弁３４の取付位置なども、対象となる車種やエンジンの構成などによって適宜決定する。【００６０】
上記実施の形態（１）におけるディーゼルエンジンの排気浄化装置においては、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３とが離間して配置され、各々の間に断熱層３７が設けられるので、バイパス通路３３を流れる排気ガスとマイクロＤＰＦ３２との間の熱伝導を抑制され、バイパス通路３３を流れる排気ガスの温度変化に応じてマイクロＤＰＦ３２の温度が追従することが抑制される。また、マイクロＤＰＦ３２、バイパス通路３３と外部との間の熱伝導が抑制されるので、排気ガスの温度が低い低負荷運転時において、マイクロＤＰＦ３２及びバイパス通路３３を通過する排気ガスが外気により冷却されることを防止できる。また、排気ガスの温度が高い高負荷運転時においては、マイクロＤＰＦ３２及びバイパス通路３３を通過する排気ガスが周辺機器に与える熱的な弊害が防止される。【００６１】
また、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３と切替弁３４とをハウジング３１により一体化するので、マイクロＤＰＦユニット３０全体の表面積が小さくなり、排気ガスの温度が低い低負荷運転時に外気によりマイクロＤＰＦユニット３０及びマイクロＤＰＦユニット３０を通過する排気ガスが冷却されるのを防止できる。また、排気ガスの温度が高い高負荷運転時には、通過する排気ガスにより温度が上昇したマイクロＤＰＦユニット３０が周辺機器に与える熱的な弊害を防止できる。また、一体化されることで装置が小型化されるので製造コストが低減されるとともに取付作業、整備作業等が容易になる。【００６２】
また、マイクロＤＰＦユニット３０がディーゼルエンジン１０からマイクロＤＰＦユニットまでの上流側の排気管１１Ａの長さが長く熱容量が大きいため、ディーゼルエンジン１０及びディーエルエンジン１０から排気される排気ガスの温度に対してマイクロＤＰＦユニット３０の温度が敏感に追従するのが抑制される。そして、上流側の排気管１１Ａには断熱材が被覆されているので、排気ガスの冷却が防止される。【００６３】
また、マイクロＤＰＦユニット３０からメインＤＰＦ６０までの下流側の排気管１１Ｂの長さが短くなるので、下流側の排気管１１Ｂにおける排気ガスの冷却が低減され、メインＤＰＦ６０の入口における排気ガスの温度を高く維持することができる。【００６４】
以下、上記のディーゼルエンジンの排気浄化装置の制御について説明する。図７は、図４に示したディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いる切替弁３４をアクセルペダルの踏み込み量（エンジン負荷割合）及びエンジン回転数に応じた開度に制御するための開度データを示す図である。【００６５】
同図に示す開度データは制御装置２０内に設けられた記憶手段に記憶されており、制御装置２０は、アクセルポジションセンサ１６から入力したアクセルペダル踏み込み量（％）（エンジンの負荷割合（％））及び回転センサ１８から入力したエンジンの回転数（ｒｐｍ）に基づいて、前記記憶手段に記憶されている開度データを参照し、切替弁３４を制御する情報を出力する切替弁制御手段を備える。なお、開度データを記憶する記憶手段は、制御装置２０の内部に設けてもよいし、制御装置２０の外部に独立して設けて制御装置２０と通信可能に接続してもよい。【００６６】
なお、図７に示された開度データから分かるように、アクセルペダルの踏み込み量が予め設定された第１の閾値ａ１よりも小さい場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は、切替弁３４を３４ｂの位置に傾動するように切替弁３４に対して制御信号を出力する。これにより、バイパス通路３３は開放され、排気ガスの多くがバイパス通路３３を流れ、排気ガスの一部がマイクロＤＰＦに流入する。【００６７】
また、アクセルペダルの踏み込み量が第１の閾値ａ１以上で第２の閾値ａ２以下であり、かつエンジン回転数が第１の閾値ｂ１以上で第２の閾値ｂ２以下である場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は切替弁３４ａの位置に傾動するように切替弁３４に対して制御信号を出力する。これにより、バイパス通路３３は閉鎖され、排気ガスの全量がマイクロＤＰＦ３２に流入する。なお、アクセルペダルの踏み込み量について予め設定された第１の閾値ａ１と第２の閾値ａ２は、第２の閾値ａ２≧第１の閾値ａ１となっている。同様に、エンジン回転数について予め設定された第１の閾値ｂ１と第２の閾値ｂ２についても、第２の閾値ｂ２≧第１の閾値ｂ１となっている。また、アクセルペダルの踏み込み量について予め設定された第２の閾値ａ２は、図７に示すように、エンジン回転数に応じて変化する値であり、エンジン回転数が大きくなるにつれ第２の閾値ａ２も大きくなるように設定されている。【００６８】
また、アクセルペダルの踏み込み量が予め設定された第２の閾値ａ２より大きい、またはエンジン回転数が予め設定された第２の閾値ｂ２よりも大きい場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は、切替弁３４を３４ｂの位置に傾動するように切替弁３４に対して制御信号を出力する。これにより、バイパス通路３３は開放され、排気ガスの多くがバイパス通路３３を流れ、排気ガスの一部がマイクロＤＰＦに流入する。【００６９】
具体的には、図７に示すように、例えばエンジン回転数が１５００ｒｐｍの場合であって、運転手がアクセルペダルを６０％踏み込んでいる中回転、中負荷の運転状態では、アクセルペダルの踏み込み量が予め設定された第２の閾値ａ２より大きくなっている。中回転、中負荷の運転状態では、排気ガスの温度がメインＤＰＦ６０において十分に浄化できる温度に上昇している。したがって、制御装置２０内の切替弁制御手段は、切替弁３４を３４ｂの位置に傾動し、バイパス通路３３を開放してメインＤＰＦ６０に直接排気ガスを流すように、切替弁３４に対して制御信号を出力する。【００７０】
この際、マイクロＤＰＦ３２の排気ガスの通過抵抗がバイパス通路３３よりも大きいため、排気ガスの多くはバイパス通路３３を通過し、メインＤＰＦ６０において排気ガス中のＰＭは連続酸化処理される。また、排気ガスの一部は、マイクロＤＰＦ３２に流れ、同様に排気ガス中のＰＭは連続酸化処理される。このように、メインＤＰＦ６０使用時にもマイクロＤＰＦ３２に少量の排気を流し続けることによって、マイクロＤＰＦ３２の温度を所定の温度に維持することが可能となる。このため、運転状況によって負荷が減少し、マイクロＤＰＦ３２に排気の流れを切り替えた場合であっても、切替直後からマイクロＤＰＦ３２はＰＭを連続処理することが可能となり、運転状況が急に変化した場合であってもＰＭを連続再生することが可能となる。【００７１】
続いて、エンジン回転数が１５００ｒｐｍの運転状態で、運転手がアクセルペダルの踏み込み量を更に２０％付近まで戻した場合には、アクセルペダルの踏み込み量が第１の閾値ａ１以上で第２の閾値ａ２以下であり、かつエンジン回転数が第１の閾値ｂ１以上で第２の閾値ｂ２以下となっている。この場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は切替弁の開度データを参照して、切替弁３４を３４ａの位置に傾動し、バイパス通路３３を閉じて排気ガスの全量をマイクロＤＰＦ３２に流すように、切替弁３４に対して制御信号を出力する。【００７２】
上記のようなエンジン回転数、アクセルペダル踏み込み量となる走行条件は、定速走行時等にあたる。この状態では、排気ガスの全量がマイクロＤＰＦ３２に流れ、排気ガス中に含まれるＰＭの一部が連続酸化処理される。また、切替弁３４を切替えてバイパス通路３３を閉じて、排気ガスの流路をマイクロＤＰＦ３２に切り替えるので、排気ガスの通過抵抗が増大してエンジン排気圧力がバイパス通路３３に排気ガスを流す場合よりも高くなる。このため、排気ガスのディーゼルエンジン１０への逆流が増大して排気ガスの温度が上がり、マイクロＤＰＦ３２に流れ込む排気ガスの温度はＰＭを連続再生可能な温度となっている。さらに、排気ガスの一部のＰＭが酸化処理される際に燃焼熱が生じるため、マイクロＤＰＦの温度は上昇する。このため、マイクロＤＰＦ３２を通過した排気ガスは、温度が維持されており、メインＤＰＦにおいても酸化処理することが可能となる。【００７３】
なお、このとき排気絞り２６の絞り量も、アクセルペダルの踏み込み量又はエンジンの回転数に応じて絞り量を制御するようにしてもよい。その場合には、記憶手段に、エンジンの回転数が所定の回転数よりも低く、かつ、アクセルペダルの踏み込み量が所定の踏み込み量よりも少ない場合に、排気絞り２６を絞るように排気絞りの絞り量データを入力しておき、制御装置２０内の切替弁制御手段はアクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して前記排気絞りの絞り量データを参照し、排気絞り２６を制御する情報を出力するようにしてもよい。【００７４】
これにより、吸気絞り２４を絞っても排気温度が所定の温度に到達しないようなアイドリング時等の低負荷低回転の運転領域においても、吸気絞り２４を絞ると同時に排気絞り２６を絞ることによって排圧を高め、シリンダに戻す排気の量を多くして排気温度を確保することが可能となっている。また、このようにして、より広い運転領域で排気に含まれるＰＭを連続再生する処理を行なうことが可能となっている。【００７５】
続いて、エンジン回転数が１５００ｒｐｍの運転状態で、運転手がアクセルペダルの踏み込み量を更に２％以下まで戻した場合には、アクセルペダルの踏み込み量が予め設定された第１の閾値ａ１よりも小さくなっている。この場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は切替弁の開度データを参照して、切替弁３４を再び３４ｂの位置に傾動し、バイパス通路３３を開放するように、切替弁３４に対して制御信号を出力する。【００７６】
上記のようなアクセルペダルの踏み込み量となる走行条件は、アイドリング時、長い下り坂走行時、高速走行からの減速時等にあたる。このような超低負荷状態においては、排気ガスの温度が極端に低いが、排気ガスの多くをバイパス通路３３に流し、マイクロＤＰＦ３２への排気ガスの流入を減少させるので、マイクロＤＰＦ３２の温度低下が防止される。また、バイパス通路３３とマイクロＤＰＦ３２との間には断熱層３７が設けられているので、バイパス通路３３を通過する排気ガスによるマイクロＤＰＦ３２の冷却が防止される。したがって、再びアクセルペダルの踏み込み量を戻すなどしてマイクロＤＰＦ３２に浄化性能が要求される走行条件になった時まで浄化性能が維持されることとなる。なお、この運転条件ではＰＭ、ＮＯｘ等が極めて少ないのでＤＰＦで浄化処理する必要は無い。なお、切替弁３４の３４ｂの位置は、中・高負荷状態と超低負荷状態の時に両用するので、中・高負荷状態時においてマイクロＤＰＦ３２の温度が維持され、かつ超低負荷状態時において、マイクロＤＰＦ３２の温度低下が抑制されるような位置であることが好ましい。具体的には、排気ガス全流量の７０〜９８ｖｏｌ％がバイパス通路３３に流れる位置であることが好ましく、排気ガス全流量の８５〜９０ｖｏｌ％がバイパス通路３３に流れる位置であることが特に好ましい。【００７７】
なお、切替弁制御手段は、切替弁３４が切り替わった後、切り替わった状態を所定時間保持するように切替弁３４を制御することが好ましい。切替弁３４が切り替わった後に切り替わった状態を所定時間保持することで、切替弁３４がアクセルペダルの踏み込み量又はエンジンの回転数等に過敏に反応し、頻繁に切替動作が行われることを防止することができる。なお、切り替わった状態を保持する時間は、好ましくは１〜５秒であり、さらに好ましくは２〜３秒である。【００７８】
また制御装置２０内の切替弁制御手段は、マイクロＤＰＦ３２又はメインＤＰＦ６０に流入する排気の温度を測定する排気温度センサ２８、２９から入力した排気温度に基づいて、切替弁３４を制御する情報を出力し、排気温度を所定の温度範囲に制御するようにしてもよい。この場合に切替弁制御手段は、排気温度に応じて切替弁３４の開度データをずらす処理を行なってもよいし、切替弁３４に出力する制御情報に対して所定の係数を加算又は乗算する処理を行なってもよい。【００７９】
また、ディーゼルエンジンの吸気温度を測定する吸気温度センサ２２を吸気マニホールド１２等に備え、切替弁制御手段は、切替弁３４の開度データに加えて吸気温度センサ２２から入力した吸気温度に基づいて、切替弁３４を制御する情報を出力するようにしてもよい。この場合に切替弁制御手段は、吸気温度に応じて切替弁の開度データをずらす処理を行なってもよいし、切替弁３４に出力する制御情報に対して所定の係数を加算又は乗算する処理を行なってもよい。【００８０】
このように、切替弁制御手段が排気温度又は吸気温度を入力して排気温度を制御することによって、安定した使用条件から逸脱して排気の温度が変化した場合であっても、所定の排気温度を維持することが可能となる。【００８１】
なお、多気筒の排気管が集合している場合には、排気の脈動を利用することによって排気効率を高める寸法に排気管を設定するのが常であるが、メインＤＰＦ６０に流入する排気の温度を所定の温度以上に確保するためにマイクロＤＰＦ３２を排気ポートの近くに置くと排気干渉を生じたり、ポンピング損失が増大して排気効率が悪化するという不具合を生じるので、メインＤＰＦ６０に到達する排気の温度が高い運転領域では、なるべくメインＤＰＦ６０を使用するのが望ましい。【００８２】
上記実施の形態（１）におけるディーゼルエンジンの排気浄化装置の制御によれば、アイドリング時、長い下り坂の走行時や高速走行からの減速時のように排気ガスの温度が極端に低い時にマイクロＤＰＦ３２の冷却が抑制され、次にマイクロＤＰＦ３２に浄化性能が要求される走行条件になった時まで浄化性能が維持される。【００８３】
続いて、本発明の実施の形態（２）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置について、図８〜１０に基づいて説明する。【００８４】
実施の形態（２）では、図８に示すように、実施の形態（１）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置において、切替弁３４の位置が、排気ガスの多くをバイパス通路３３に流し、少量をマイクロＤＰＦ３２へ流す３４ｇの位置と、排気ガスの全量をバイパス通路３３に流すようにマイクロＤＰＦ３２を閉じる３４ｆの位置との二段階に切替えることができることを特徴とする。【００８５】
そして、切替弁３４が３４ｆの位置にある場合は、排気ガスの多くがマイクロＤＰＦに流れるように開放されており、またバイパス通路３３の側も排気ガスの一部が流れるように一部開放されている状態となっている。この状態では、排気ガスの多くがマイクロＤＰＦ３２に流入し、排気ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ及びＮＯが酸化されてＣＯ２、Ｈ２Ｏ及びＮＯ２に転化されるとともにＰＭが連続酸化処理される。そして、マイクロＤＰＦ３２を通過した排気ガスは排気ガス出口３６を通して下流側の排気管１１Ｂに流れる。また、一部の排気ガスは、バイパス通路を通過して下流側のメインＤＰＦにおいて処理される。【００８６】
また、図８において、切替弁３４が３４ｇの位置にある場合には、バイパス通路３３が開放されている。そして、排気ガスの一部がマイクロＤＰＦ３２にも流れるように、一部開放されている状態となっている。この状態では、マイクロＤＰＦ３２での排気ガスの通過抵抗がバイパス通路３３よりも大きいため、排気ガスの多くはバイパス通路３３を通過する。また、排気ガスの一部はマイクロＤＰＦ３２に流入し、排気ガス中に含まれるＰＭの一部が連続酸化処理される。そして、マイクロＤＰＦ３２及びバイパス通路３３を通過した排気ガスは排気ガス出口３６を通して下流側の排気管１１Ｂに流れる。【００８７】
続いて、この実施の形態（２）における切替弁３４の切り替えについて説明する。切替弁３４は、上記実施の形態（１）と同様に、図９に示すような、ハウジング３１の側面に取付板４２を介して設けられたエアシリンダ４３により行なうことができる。なお、切替弁３４が３４ｆの位置にて傾動が停止するように、ストッパ４６Ａの位置が調整されている。すなわち、エアシリンダ４３のピストンが伸張しレバーリンク４５がストッパ４６Ａの位置となる場合に、切替弁３４が３４ｆの位置にあり、マイクロＤＰＦ３２にも排気ガスの多くが流れ、バイパス通路３３にも排気ガスが少量流れる状態となる。【００８８】
図１０は、図８に示したディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いる切替弁３４をアクセルペダルの踏み込み量（エンジン負荷割合）及びエンジン回転数に応じた開度に制御するための開度データを示す図である。【００８９】
図１０に示す切替弁３４の開度データは、上記実施の形態（１）と同様に制御装置２０内に設けられた記憶手段に記憶されている。制御装置２０の構成については、上記実施の形態（１）に準ずる。【００９０】
なお、図１０に示された開度データから分かるように、アクセルペダルの踏み込み量（エンジン負荷割合）が予め設定された第１の閾値ａ１よりも小さい場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は、切替弁３４を３４ｇの位置に傾動するように切替弁３４に対して制御信号を出力する。これにより、バイパス通路３３は開放され、排気ガスの多くがバイパス通路３３を流れ、排気ガスの一部がマイクロＤＰＦに流入する。【００９１】
また、アクセルペダルの踏み込み量が第１の閾値ａ１以上で第２の閾値ａ２以下であり、かつエンジン回転数が第１の閾値ｂ１以上で第２の閾値ｂ２以下である場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は切替弁３４ｆの位置に傾動するように切替弁３４に対して制御信号を出力する。これにより、バイパス通路３３への排気ガスの流入が減少し、排気ガスの多くがマイクロＤＰＦ３２に流入し、排気ガスの一部がバイパス通路３３に流れる。なお、アクセルペダルの踏み込み量について予め設定された第１の閾値ａ１と第２の閾値ａ２は、第２の閾値ａ２≧第１の閾値ａ１となっている。同様に、エンジン回転数について予め設定された第１の閾値ｂ１と第２の閾値ｂ２についても、第２の閾値ｂ２≧第１の閾値ｂ１となっている。また、アクセルペダルの踏み込み量について予め設定された第２の閾値ａ２は、図７に示すように、エンジン回転数に応じて変化する値であり、エンジン回転数が大きくなるにつれ第２の閾値ａ２も大きくなるように設定されている。【００９２】
また、アクセルペダルの踏み込み量が予め設定された第２の閾値ａ２より大きい、またはエンジン回転数が予め設定された第２の閾値ｂ２よりも大きい場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は、切替弁３４を３４ｂの位置に傾動するように切替弁３４に対して制御信号を出力する。これにより、バイパス通路３３は開放され、排気ガスの多くがバイパス通路３３を流れ、排気ガスの一部がマイクロＤＰＦに流入する。【００９３】
図１０に示すように、例えばエンジン回転数が１５００ｒｐｍの場合であって、運転者がアクセルペダルを６０％踏み込んでいる中回転、中負荷の運転状態では、、アクセルペダルの踏み込み量が予め設定された第２の閾値ａ２より大きくなっている。中回転、中負荷の運転状態では、排気ガスの温度がメインＤＰＦ６０において十分に浄化できる温度に上昇している。したがって、制御装置２０内の切替弁制御手段は、切替弁３４を３４ｇの位置に傾動するように、切替弁３４に対して制御信号を出力する。そして、切替弁３４が３４ｇの位置にあるので排気ガスの多くはバイパス通路３３に流れ、少量の排気ガスがマイクロＤＰＦ３２に流れることとなる。【００９４】
メインＤＰＦ６０使用時にもマイクロＤＰＦ３２に少量の排気を流し続けることによって、マイクロＤＰＦ３２の温度を所定の温度に維持することが可能となり、運転状況によって負荷が減少し、マイクロＤＰＦ３２に排気の流れを切り替えた場合であっても、切替直後からマイクロＤＰＦ３２はＰＭを連続処理することが可能となる。したがって、運転状況が急に変化した場合であってもＰＭを連続再生することが可能となる。なお、切替弁３４の３４ｇの位置としては、排気ガス全流量の７０〜９８ｖｏｌ％がバイパス通路３３に流れるような位置であることが好ましく、排気ガス全流量の８５〜９０ｖｏｌ％がバイパス通路３３に流れるような位置であることが特に好ましい。【００９５】
続いて、エンジン回転数が１５００ｒｐｍの運転状態で、運転手がアクセルペダルの踏み込み量を更に２０％付近まで戻した場合には、アクセルペダルの踏み込み量が第１の閾値ａ１以上で第２の閾値ａ２以下であり、かつエンジン回転数が第１の閾値ｂ１以上で第２の閾値ｂ２以下となっている。この場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は切替弁の開度データを参照して、切替弁３４を３４ｆの位置に傾動するように切替弁３４に対して制御信号を出力する。そして、切替弁３４が３４ｆの位置にあるので排気ガスの多くはマイクロＤＰＦ３２に流れ、少量の排気ガスがバイパス通路３３に流れることとなる。【００９６】
上記のようなエンジン回転数、アクセルペダル踏み込み量となる走行条件は、定速走行時等にあたる。この状態では、排気ガスの多くがマイクロＤＰＦ３２に流れ、排気ガス中に含まれるＰＭの一部が連続酸化処理される。また、切替弁３４を切替えて排気ガスの多くをマイクロＤＰＦ３２に流すので、排気ガスの通過抵抗が増大してエンジン排気圧力がバイパス通路３３に多くの排気ガスを流す場合よりも高くなる。このため、排気ガスのディーゼルエンジン１０への逆流が増大して排気ガスの温度が上がり、マイクロＤＰＦ３２に流れ込む排気ガスの温度はＰＭを連続再生可能な温度となっている。なお、切替弁３４の３４ｆの位置としては、排気ガス全流量の２〜３０ｖｏｌ％がバイパス通路３３に流れるような位置であることが好ましく、排気ガス全流量の１０〜１５ｖｏｌ％がバイパス通路３３に流れるような位置であることが特に好ましい。【００９７】
続いて、エンジン回転数が１５００ｒｐｍの運転状態で、運転手がアクセルペダルの踏み込み量を更に２％以下まで戻した場合には、アクセルペダルの踏み込み量が予め設定された第１の閾値ａ１よりも小さくなっている。この場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は切替弁の開度データを参照して、切替弁３４を再び３４ｇの位置に傾動し、排気ガスの多くはバイパス通路３３に流れるように、切替弁３４に対して制御信号を出力する。【００９８】
上記のようなエンジン回転数、アクセル踏み込みペダルの踏み込み量となる走行条件は、アイドリング時、長い下り坂走行時や、高速走行からの減速時等の走行条件に見られる。この状態では、排気ガス温度が極端に低いが、排気ガスのマイクロＤＰＦ３２への流れを少量とすることでマイクロＤＰＦ３２の温度低下を防止できる。また、バイパス通路３３とマイクロＤＰＦ３２との間には断熱層３７が設けられているので、バイパス通路３３を通過する排気ガスによるマイクロＤＰＦ３２の冷却が防止される。その結果、超低負荷状態であるアイドリング時、長い下り坂走行時、高速走行からの減速時等のように排気ガス温度が極端に低い時にマイクロＤＰＦ３２の冷却が完全に抑制される。したがって、再びアクセルペダルの踏み込み量を戻すなどしてマイクロＤＰＦ３２に浄化性能が要求される走行条件になった時まで浄化性能が維持されることとなる。なお、この運転条件ではＰＭ、ＮＯｘ共に極めて少ないのでＣＲ−ＤＰＦで浄化する必要は無い。【００９９】
本発明の実施の形態（２）におけるディーゼルエンジンの排気浄化装置によれば、上記実施の形態（１）と同様の効果を奏するとともに、切替弁３４を切替えた際の、排気ガスの通過抵抗の増大を低減することができ、エンジン排気圧力の上昇及びそれによる排気ガス温度の極端な上昇を抑制することができる。【０１００】
続いて、本発明の実施の形態（３）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置について、図１１〜１４に基づいて説明する。【０１０１】
実施の形態（３）では、図１１に示すように、実施の形態（１）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置において、切替弁３４の位置が、排気ガスの全量をマイクロＤＰＦ３２に流すようにバイパス通路３３を閉じる３４ｃの位置と、排気ガスの多くをバイパス通路３３に流し、少量をマイクロＤＰＦ３２へ流す３４ｄの位置と、排気ガスの全量をバイパス通路３３に流すようにマイクロＤＰＦ３２を閉じる３４ｅの位置との三段階に切替えることができることを特徴とする。【０１０２】
図１１において、切替弁３４が３４ｃの位置にある場合は、バイパス通路３３が閉鎖されている。この状態では、排気ガスの全量はマイクロＤＰＦ３２に流入し、排気ガス中に含まれるＰＭの一部が連続酸化処理される。そして、マイクロＤＰＦ３２を通過した排気ガスは排気ガス出口３６を通して下流側の排気管１１Ｂに流れる。【０１０３】
また、図１１において、切替弁３４が３４ｄの位置にある場合には、バイパス通路３３が開放されている。そして、排気ガスの一部がマイクロＤＰＦ３２にも流れるように、一部開放されている状態となっている。この状態では、マイクロＤＰＦ３２での排気ガスの通過抵抗がバイパス通路３３よりも大きいため、排気ガスの多くはバイパス通路３３を通過する。また、排気ガスの一部はマイクロＤＰＦ３２に流入し、排気ガス中に含まれるＰＭの一部が連続酸化処理される。そして、マイクロＤＰＦ３２及びバイパス通路３３を通過した排気ガスは排気ガス出口３６を通して下流側の排気管１１Ｂに流れる。【０１０４】
また、図１１において切替弁３４が３４ｅの位置にある場合には、マイクロＤＰＦ３２が完全に閉じられている状態を表す。この状態では、排気ガスの全量がバイパス通路３３に流入する。【０１０５】
続いて、この実施の形態（３）における切替弁３４の切り替えについて説明する。切替弁３４は、図１２に示すように、上記実施の形態（１）と同様に、ハウジング３１の側面に取付板４２を介して設けられたエアシリンダ４３により行なわれる。【０１０６】
取付板４２には、穴が設けられた固定板４７Ａ、４７Ｂが取付けられており、各固定板４７Ａ、４７Ｂには、軸４８が前記穴を連通し移動可能となるように設けられている。軸４８の両端には、軸４８の移動を制限するストッパ４９Ａ、４９Ｂが設けられている。そして、軸４８には、各固定板４７Ａ、４７Ｂ間の位置に、レバーリンク４５の傾動を調整する位置調整部材として、バネ５０Ａ、５０Ｂと、各バネ５０Ａ、５０Ｂの伸張を規制する固定用ナット５１Ａ、５１Ｂとが設けられている。バネ５０Ａ、５０Ｂが有する弾性力により、レバーリンク４５の傾動が規制される。なお、位置調整部材として、バネを用いているがゴム等の各種弾性体を用いることが可能である。【０１０７】
例えば、エアシリンダ４３のピストンが伸張した場合、レバーリンク４５は傾動し、レバーリンク４５はストッパ４９Ｂが固定板４７Ｂに接触するまで傾動する。この場合、切替弁３４は３４ｃの位置にあり、バイパス通路３３を閉じている状態となる。エアシリンダ４３に圧力がかかっていない場合には、レバーリンク４５はバネ５０Ａとバネ５０Ｂの弾性力が釣り合う位置まで傾動する。この場合、切替弁３４は３４ｄの位置にあり、バイパス通路３３を開放するとともにマイクロＤＰＦ３２にも排気ガスが少量流れる状態となる。また、エアシリンダ４３のピストンが縮退した場合には、レバーリンク４５はストッパ４９Ａが固定板４７Ａに接触するまで傾動する。この場合、切替弁３４は３４ｅの位置にあり、マイクロＤＰＦ３２を閉じている状態となる。【０１０８】
また、図１３は、切替弁３４の切替え手段の別の形態を示す図である。この形態では、切替弁３４の切り替えは上記形態と同様にエアシリンダ４３により行なわれる。そして、この形態では、レバーリンク４５の傾動を調整する位置調整部材として、レバーリンク４５の一端にバネ５２の一端が取付けられている。バネ５２の他端は固定具５３により固定されている。【０１０９】
この形態では、エアシリンダ４３のピストンが伸張した場合、レバーリンク４５は傾動し、バネ５２を伸張してストッパ４６Ａの位置まで傾動する。エアシリンダ４３に圧力がかかっていない場合には、レバーリンク４５はバネ５２の弾性力により中間位置で固定される。この場合、切替弁３４は３４ｄの位置にあり、バイパス通路３３を開放するとともにマイクロＤＰＦ３２にも排気ガスが少量流れる状態となる。また、エアシリンダ４３のピストンが縮退した場合には、レバーリンク４５はバネ５２を伸張してストッパ４６Ｂの位置まで傾動する。この場合、切替弁３４は３４ｅの位置にあり、マイクロＤＰＦ３２を閉じている状態となる。【０１１０】
なお、この形態においては、エアシリンダとして例えばエア供給圧力を切替えることができる多段式のエアシリンダを用いることで、切替弁３４の開度を替えることも可能である。【０１１１】
図１４は、図１１に示したディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いる切替弁３４をアクセルペダルの踏み込み量（エンジン負荷割合）及びエンジン回転数に応じた開度に制御するための開度データを示す図である。【０１１２】
図１４に示す切替弁３４の開度データは、上記実施の形態（１）と同様に制御装置２０内に設けられた記憶手段に記憶されている。制御装置２０の構成については、上記実施の形態（１）に準ずる。【０１１３】
図１４に示すように、例えばエンジン回転数が１５００ｒｐｍの場合であって、運転者がアクセルペダルを６０％踏み込んでいる中回転、中負荷の運転状態では、アクセルペダルの踏み込み量が予め設定された第２の閾値ａ２より大きくなっている。排気ガスの温度がメインＤＰＦ６０において十分に浄化できる温度に上昇している。したがって、制御装置２０内の切替弁制御手段は、切替弁３４を３４ｄの位置に傾動し、バイパス通路３３を開放してメインＤＰＦ６０に直接排気ガスを流すように、切替弁３４に対して制御信号を出力する。【０１１４】
なお，バイパス通路を開放してメインＤＰＦ６０に直接排気ガスを流している場合に、全ての排気をメインＤＰＦ６０のみに流すのではなく、マイクロＤＰＦ３２にも少量の排気が流れるように切替弁３４等を構成している。メインＤＰＦ６０使用時にもマイクロＤＰＦ３２に少量の排気を流し続けることによって、マイクロＤＰＦ３２の温度を所定の温度に維持することが可能となり、運転状況によって負荷が減少し、マイクロＤＰＦ３２に排気の流れを切り替えた場合であっても、切替直後からマイクロＤＰＦ３２はＰＭを連続処理することが可能となる。したがって、運転状況が急に変化した場合であってもＰＭを連続再生することが可能となる。なお、切替弁３４の３４ｄの位置としては、排気ガス全流量の７０〜９８ｖｏｌ％がバイパス通路３３に流れるような位置であることが好ましく、排気ガス全流量の８５〜９０ｖｏｌ％がバイパス通路３３に流れるような位置であることが特に好ましい。【０１１５】
続いて、エンジン回転数が１５００ｒｐｍの運転状態で、運転手がアクセルペダルの踏み込み量を更に２０％付近まで戻した場合には、アクセルペダルの踏み込み量が第１の閾値ａ１以上で第２の閾値ａ２以下であり、かつエンジン回転数が第１の閾値ｂ１以上で第２の閾値ｂ２以下となっている。この場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は切替弁の開度データを参照して、切替弁３４を３４ｃの位置に傾動し、バイパス通路３３を閉じて排気ガスの全量をマイクロＤＰＦ３２に流すように、切替弁３４に対して制御信号を出力する。【０１１６】
上記のようなエンジン回転数、アクセルペダル踏み込み量となる走行条件は、定速走行時等にあたる。この状態では、排気ガスの全量がマイクロＤＰＦ３２に流れ、排気ガス中に含まれるＰＭの一部が連続酸化処理される。また、切替弁３４を切替えてバイパス通路３３を閉じて、排気ガスの流路をマイクロＤＰＦ３２に切り替えるので、排気ガスの通過抵抗が増大してエンジン排気圧力がバイパス通路３３に排気ガスを流す場合よりも高くなる。このため、排気ガスのディーゼルエンジン１０への逆流が増大して排気ガスの温度が上がり、マイクロＤＰＦ３２に流れ込む排気ガスの温度はＰＭを連続再生可能な温度となっている。【０１１７】
続いて、エンジン回転数が１５００ｒｐｍの運転状態で、運転手がアクセルペダルの踏み込み量を更に２％以下まで戻した場合には、アクセルペダルの踏み込み量が予め設定された第１の閾値ａ１よりも小さくなっている。この場合には、制御装置２０内の切替弁制御手段は切替弁の開度データを参照して、切替弁３４を３４ｅの位置に傾動し、マイクロＤＰＦ３２を閉じてバイパス通路３３を開放するように、切替弁３４に対して制御信号を出力する。【０１１８】
上記のようなエンジン回転数、アクセル踏み込みペダルの踏み込み量となる走行条件は、アイドリング時、長い下り坂走行時や、高速走行からの減速時等の走行条件に見られる。この状態では、排気ガス温度が極端に低いが、排気ガスのマイクロＤＰＦ３２への流れを完全に止めることでマイクロＤＰＦ３２の温度低下を防止できる。また、バイパス通路３３とマイクロＤＰＦ３２との間には断熱層３７が設けられているので、バイパス通路３３を通過する排気ガスによるマイクロＤＰＦ３２の冷却が防止される。その結果、超低負荷状態であるアイドリング時、長い下り坂走行時、高速走行からの減速時等のように排気ガス温度が極端に低い時にマイクロＤＰＦ３２の冷却が完全に抑制される。したがって、再びアクセルペダルの踏み込み量を戻すなどしてマイクロＤＰＦ３２に浄化性能が要求される走行条件になった時まで浄化性能が維持されることとなる。なお、この運転条件ではＰＭ、ＮＯｘ共に極めて少ないのでＣＲ−ＤＰＦで浄化する必要は無い。【０１１９】
本発明の実施の形態（３）におけるディーゼルエンジンの排気浄化装置によれば、上記実施の形態（１）と同様の効果を奏するとともに、超低負荷状態であるアイドリング時、長い下り坂走行時や高速走行からの減速時のように排気ガス温度が極端に低い時には、排気ガスのマイクロＤＰＦ３２への流入が完全に防止されるため、マイクロＤＰＦ３２の冷却がより確実に抑制される。そして、次にマイクロＤＰＦ３２に浄化性能が要求される走行条件になった時まで浄化性能が維持される。【０１２０】
また、本発明の実施の形態（４）について、図１５に基づいて説明する。【０１２１】
実施の形態（４）においては、断面が略楕円形で筒形の筐体４０の内部の一端に円筒形状のマイクロＤＰＦ３２が設けられており、マイクロＤＰＦ３２に近接してセパレータ３９が並設され筐体４０の内部の他端にバイパス通路３３を形成される。そして、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３との間に、バイパス通路３３からマイクロＤＰＦ３２への熱伝導を抑制するために断熱層３７が設けられている。【０１２２】
この実施の形態では、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３を形成するセパレータ３９とが一部接触しているが、マイクロＤＰＦ３２がバイパス通路３３と向き合う面の多くは断熱層３７が設けられているので、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３との間の熱伝導は抑制される。【０１２３】
実施の形態（４）に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置によれば、上記実施の形態（１）と同様の効果を奏するとともに、断熱層３７がマイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３との間に設けているので、マイクロＤＰＦ３２がバイパス通路３３から熱的に確実に遮断され、温度の低い排気ガスがバイパス通路３３を流れる際にマイクロＤＰＦ３２が冷却されるのを防止することができる。【０１２４】
なお、上記実施の形態（１）〜（４）においては、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３との間に空気層等の断熱層３７を設けることで、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路との間の熱伝導を抑制しているが、例えばマイクロＤＰＦ３２あるいはバイパス通路３３の筐体に断熱材を用いることで、マイクロＤＰＦ３２とバイパス通路３３との間に断熱層を設ける構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明のディーゼルエンジンの排気浄化装置は、トラックなどの自動車に使用されるディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（ＰＭ）の排出を低減することが可能であり、好適に用いられる。
【図１】
2006064835.tif 000002
【図２】
2006064835.tif 000003
【図３】
2006064835.tif 000004
【図４】
2006064835.tif 000005
【図５】
2006064835.tif 000006
【図６】
2006064835.tif 000007
【図７】
2006064835.tif 000008
【図８】
2006064835.tif 000009
【図９】
2006064835.tif 000010
【図１０】
2006064835.tif 000011
【図１１】
2006064835.tif 000012
【図１２】
2006064835.tif 000013
【図１３】
2006064835.tif 000014
【図１４】
2006064835.tif 000015
【図１５】
2006064835.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月10日(2006.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気ガスを処理するマイクロＤＰＦユニットと、該マイクロＤＰＦユニットより下流側に排気管を介して接続され、かつ流路中心軸が前記マイクロＤＰＦユニットと同一線上となるように設けられたメインＤＰＦとを備え、
前記マイクロＤＰＦユニットは、
ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれるパティキュレートマターを捕集して処理するマイクロＤＰＦと、
該マイクロＤＰＦと並設されたバイパス通路と、
該バイパス通路と前記マイクロＤＰＦとの間に設けられて、該バイパス通路を流れる排気ガスと前記マイクロＤＰＦとの間の熱伝導を抑制するための空気層からなる断熱層と、
排気ガスが前記マイクロＤＰＦ又は前記バイパス通路の少なくとも一方を流れるように流路を切替える切替弁とを有し、
前記マイクロＤＰＦとバイパス通路と切替弁とがハウジングにより一体化され、マイクロＤＰＦ流入口とバイパス通路流入口が共通の連絡空間を有し、マイクロＤＰＦ流出口とバイパス通路流出口が共通の連絡空間を有することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
請求項１記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦとディーゼルエンジンとを接続する排気管が断熱材によって被覆されたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
請求項１記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦがディーゼルエンジンよりもメインＤＰＦに近い位置に設けられていることを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
請求項１記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じた開度に切替弁を制御するための開度データを記憶する記憶手段と、
アクセルペダルの踏み込み量を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値より小さいときには、排気ガスの全量又は多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御する切替弁制御手段と、
を有する制御装置を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値以上で第２の閾値以下であり、かつ前記開度データに基づき予め設定されたエンジン回転数が第１の閾値以上で第２の閾値以下である場合には、排気ガスの全量又は多くをマイクロＤＰＦに流すように切替弁を制御することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１４】
請求項１２記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値以上で第２の閾値以下であり、かつ前記開度データに基づき予め設定されたエンジン回転数が第１の閾値以上で第２の閾値以下である場合には、排気ガスの全量又は多くをマイクロＤＰＦに流すように切替弁を制御することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１５】
請求項１３記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記エンジン回転数が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値より大きい、または前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値よりも大きいときには、排気ガスの多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１６】
請求項１２記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて切替弁を制御する情報を出力することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１７】
請求項１３記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて切替弁を制御する情報を出力することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１８】
請求項１４記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて切替弁を制御する情報を出力することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項１９】
請求項１５記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて切替弁を制御する情報を出力することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【請求項２０】
ディーゼルエンジンの排気に含まれるパティキュレートマターを捕集して処理するメインＤＰＦと、該メインＤＰＦの上流側に設けられたマイクロＤＰＦと、該マイクロＤＰＦに並設されたバイパス通路と、排気ガスが前記マイクロＤＰＦ又は前記バイパス通路の少なくとも一方を流れるように流路を切替える切替弁と、を備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いられる制御装置であって、
アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じた開度に前記切替弁を制御するための開度データを記憶する記憶手段と、
アクセルペダルの踏み込み量を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値より小さいときには、排気ガスの全量又は多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御する切替弁制御手段とを備え、
前記切替弁制御手段は、前記切替弁が切り替わった後、切り替わった状態を所定時間保持するように前記切替弁を制御することを特徴とする制御装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の制御装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値以上で第２の閾値以下であり、かつ前記開度データに基づき予め設定されたエンジン回転数が第１の閾値以上で第２の閾値以下である場合には、排気ガスの全量又は多くをマイクロＤＰＦに流すように切替弁を制御することを特徴とする制御装置。
【請求項２２】
請求項２０又は２１記載の制御装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記エンジン回転数が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値より大きい、または前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値よりも大きいときには、排気ガスの多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御することを特徴とする制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
発明の開示
発明が解決しようとする課題
［０００９］
上記従来の状況に鑑み、本発明のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスの温度変動に対してマイクロＤＰＦの温度が敏感に追従することを防止し、走行中におけるマイクロＤＰＦの浄化性能を維持するとともに、マイクロＤＰＦの熱による変形やそれによる耐久性の低下を防ぐことを目的とする。また、マイクロＤＰＦからメインＤＰＦへ排気ガスが流入する際の温度低下を抑制し、メインＤＰＦが最適に機能するようにすることを目的とする。そして、これによりメインＤＰＦ及びマイクロＤＰＦの両方が最適に排気浄化性能を発揮することが可能なディーゼルエンジンの排気浄化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
［００１０］
上記課題を解決するため、本発明のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、ディーゼルエンジンの排気ガスを処理するマイクロＤＰＦユニットと、該マイクロＤＰＦユニットより下流側に排気管を介して接続され、かつ流路中心軸が前記マイクロＤＰＦユニットと同一線上となるように設けられたメインＤＰＦとを備え、前記マイクロＤＰＦユニットは、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれるパティキュレートマターを捕集して処理するマイクロＤＰＦと、該マイクロＤＰＦと並設されたバイパス通路と、該バイパス通路と前記マイクロＤＰＦとの間に設けられて、該バイパス通路を流れる排気ガスと前記マイクロＤＰＦとの間の熱伝導を抑制するための空気層からなる断熱層と、排気ガスが前記マイクロＤＰＦ又は前記バイパス通路の少なくとも一方を流れるように流路を切替える切替弁とを有し、前記マイクロＤＰＦとバイパス通路と切替弁とがハウジングにより一体化され、マイクロＤＰＦ流入口とバイパス通路流入口が共通の連絡空間を有し、マイクロＤＰＦ流出口とバイパス通路流出口が共通の連絡空間を有することを特徴とする。
［００１１］
上記構成によれば、バイパス通路を流れる排気ガスとマイクロＤＰＦとの間の熱伝導が抑制されるので、バイパス通路を流れる排気ガスの温度変化に応じてマイクロＤＰＦの温度が追従することが抑制される。
［００１２］
また、本発明は、上記のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦとバイパス通路と切替弁とがハウジングにより一体化されたマイクロＤＰＦユニットを構成することを特徴とする。
［００１３］
上記構成によれば、マイクロＤＰＦとバイパス通路と切替弁とをハウジング内に配置し一体化するので、マイクロＤＰＦユニット全体の表面積が小さくなり、マイクロＤＰＦユニットと外気との熱伝導が抑制される。また、一体化されることで装置が小型化されるので製造コストが低減されるとともに取付作業、整備作業等が容易になる。
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月9日(2007.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
請求項１２記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記エンジン回転数が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値より大きい、または前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第２の閾値よりも大きいときには、排気ガスの多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御することを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
ディーゼルエンジンの排気を絞る排気絞りと、ディーゼルエンジンの排気に含まれるパティキュレートマターを捕集して処理するメインＤＰＦと、該メインＤＰＦの上流側に設けられたマイクロＤＰＦと、該マイクロＤＰＦに並設されたバイパス通路と、排気ガスが前記マイクロＤＰＦ又は前記バイパス通路の少なくとも一方を流れるように流路を切替える切替弁と、を備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いられる制御装置であって、
アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じた開度に前記切替弁を制御するための開度データを記憶する記憶手段と、
アクセルペダルの踏み込み量を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値より小さいときには、排気ガスの全量又は多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御する切替弁制御手段とを備え、
前記切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じて前記排気絞りの絞り量を制御すると共に前記切替弁を制御し、前記切替弁が切り替わった後、切り替わった状態を所定時間保持するように前記切替弁を制御することを特徴とする制御装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
スの多くがバイパス通路を通過してメインＤＰＦで処理されている際にもマイクロＤＰＦの温度が維持される。
［００２８］
また、本発明は、上記記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置において、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて切替弁を制御する情報を出力することを特徴とする。
［００２９］
上記構成によれば、マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気ガスの温度を測定する排気温度センサを備え、切替弁制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度センサに基づいて切替弁を制御する情報を出力するようにしたので、外気温度等の環境が変化した場合であっても排気ガスの温度がＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。
［００３０］
また、本発明の制御装置は、ディーゼルエンジンの排気を絞る排気絞りと、ディーゼルエンジンの排気に含まれるパティキュレートマターを捕集して処理するメインＤＰＦと、該メインＤＰＦの上流側に設けられたマイクロＤＰＦと、該マイクロＤＰＦに並設されたバイパス通路と、排気ガスが前記マイクロＤＰＦ又は前記バイパス通路の少なくとも一方を流れるように流路を切替える切替弁と、を備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いられる制御装置であって、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じた開度に前記切替弁を制御するための開度データを記憶する記憶手段と、アクセルペダルの踏み込み量を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値より小さいときには、排気ガスの全量又は多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御する切替弁制御手段とを備え、前記切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じて前記排気絞りの絞り量を制御すると共に前記切替弁を制御し、前記切替弁が切り替わった後、切り替わった状態を所定時間保持するように前記切替弁を制御することを特徴とする。
［００３１］
上記構成によれば、アクセルペダルの踏み込み量が小さいときには、全排気ガスをバイパス通路に流す、又は排気ガスの多くをバイパス通路に流すように切替弁を制御するようにしたので、排気ガスの温度が極端に低いときにマイクロＤＰＦが冷却されるのを防止することができる。
［００３２］
また、本発明は、上記記載の制御装置において、切替弁制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数を検出し、前記アクセルペダルの踏み込み量が前記開度データに基づき予め設定された第１の閾値以上で第２の閾値以下で
【国際調査報告】
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