JP2011089466A - ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中または作業中の自動再生が途中で中断することなく一回で終了させることが可能なディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】ディーゼルエンジン１０の筒内燃料噴射制御におけるポスト噴射によって排気温度を上昇させて強制的に捕集物を燃焼してＤＰＦ３０を再生させることができるとともに、検出された捕集量が規定値より大きいと運転者に対して強制再生制御動作を促すことができる。ＣＰＵ５１は、ディーゼルエンジンの運転中にＤＰＦ３０を再生させる自動再生条件を満たしている自動再生可能時間を計測し、１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いか否か判定し、完了する可能性が高いと走行中または作業中の自動再生を行い、再生が中断する可能性が高いと運転者に対して強制再生制御作動を促す。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置に関するものである。

ディーゼルエンジンを搭載した自動車・機械類（建機・農機・運搬機など）においては、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）をエンジンの排気ガス経路に設置しており、そのＤＰＦに堆積したＰＭ（パティキュレートマター）を燃焼等させてＤＰＦを再生する装置を設けている。その再生制御として、例えば特許文献１では、
（ｉ）車両走行中に自動的に行う走行自動再生と、
（ｉｉ）車両を停止して手動再生スイッチの操作によって再生を行う手動再生
の２種類の再生方法を、オイルの希釈状態により切り替えて制御している。

具体的には、手動再生回数と走行自動再生回数と走行距離を考慮した再生回数係数Ｒｃ＝（走行自動再生回数×定数＋手動再生回数×定数−定数）／走行距離が所定値Ｒｏを超えた場合は、希釈が進んでいると判断し、手動再生を実施する。また、Ｒｏ以下の場合は、走行自動再生を実施する。

上記制御により、ＤＰＦ再生のためにポスト噴射された燃料の未燃分によるオイル希釈を極力回避させることができる。また、手動再生頻度増加によるユーザのわずらわしさを低減することができる。

特開２００５−２９９４３８号公報

ＤＰＦの自動再生装置を備えた車両では通常、ＤＰＦにＰＭが堆積し再生が必要になると、再生が自動的に開始される。しかし、フォークリフトのような運搬機械では５〜１０分の短時間作業で使用する使用形態が考えられ、このような使用形態では短時間の作業時間内でＤＰＦ内のＰＭを再生完了しないままエンジンを停止する可能性が高い。再生が途中で中断した場合、下記２つの方法が考えられる。
（１）次回作業時に再生を継続して行う。完全に再生が終了するまで再生を繰り返す。
（２）再度、ＰＭ堆積状態が再生閾値を超えるまで、通常の運転を行い、閾値を超えたら再生を開始する。

ところが、（１），（２）とも、再生回数が増加する。
再生回数が増加すると、
（ア）図１１に示すように、ＰＭが燃焼される温度に到達するまでの昇温にかかる時間が増加し、余分なエネルギーが必要になる（燃費が悪化する）。詳しくは、図１１は、走行中や作業中において中断があった場合と中断がなかった場合のＰＭ堆積量と再生用燃料使用量の推移を示しており、再生が中断されることでＰＭを燃焼させる温度に昇温するのに時間がかかり再生時間が延びてしまう。これにより再生用燃料の使用量が増加し、燃費の悪化を招く。
（イ）昇温にかかる時間が増加するため、ポスト噴射を利用して再生させるシステムの場合、ポスト噴射を実施する時間が長くなりオイル希釈が短い時間で限界に達してしまう。

本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、走行中または作業中の自動再生が途中で中断することなく一回で終了させることが可能なディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置を提供することにある。

なお、本明細書の下記における「自動再生」とは、自動車の走行中や機械類の作業中に再生装置を作動させる再生をいう。「強制再生」とは、自動車の停止中や機械類の作業停止中に運転者や作業者がスイッチを押すなどして再生装置を強制的に作動させる再生を意味する。

請求項１に記載の発明では、車両に搭載されたディーゼルエンジンの排気ガス通路に再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置を備えるとともに、当該再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置における捕集物の量を検出する捕集量検出手段と、排気温度を上昇させる排気温度上昇手段と、前記排気温度上昇手段によって排気温度を上昇させて強制的に前記捕集物を燃焼して再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置を再生させる強制再生制御手段と、前記捕集量検出手段により検出された捕集量が規定値より大きいと運転者に対して前記強制再生制御手段の作動を促す手動再生指示手段とを有するディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、前記ディーゼルエンジンの運転中に前記再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置を再生させる自動再生条件を満たしている自動再生可能時間を計測し、この自動再生可能時間に基づいて１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いか否か判定して、再生が完了する可能性が高いと走行中または作業中の自動再生を行い、再生が中断する可能性が高いと前記運転者に対して前記強制再生制御手段の作動を促す処理を行なうことを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、ディーゼルエンジンの運転中に再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置を再生させる自動再生条件を満たしている自動再生可能時間が計測され、この自動再生可能時間に基づいて１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いか否かが判定される。そして、再生が完了する可能性が高いと走行中または作業中の自動再生が行なわれ、再生が中断する可能性が高いと運転者に対して強制再生制御手段の作動を促す処理が行なわれる。

これによって、走行中または作業中の自動再生が途中で中断することなく一回で終了させることが可能となる。
請求項２に記載のように、請求項１に記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、前記自動再生可能時間に基づいて１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いか否かの判定として、現在の捕集量を再生するのに要する予測再生完了時間を算出して、この予測再生完了時間と現在の自動再生可能時間とを比較して、現在の自動再生可能時間が予測再生完了時間よりも長くなる確率が規定値よりも高いときに、１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いと判定するとよい。

請求項３に記載のように、請求項１に記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、前記自動再生可能時間に基づいて１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いか否かの判定として、時系列的に計測した各自動再生可能時間についての平均値を求め、この平均時間が捕集量を再生するのに要する予測再生完了時間よりも長くなるときに、１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いと判定してもよい。

請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、前記排気温度上昇手段は、前記ディーゼルエンジンの筒内燃料噴射制御におけるポスト噴射を行なう燃料噴射ノズルと、前記再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置の酸化触媒であるとよい。

請求項５に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、前記排気温度上昇手段は、前記再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置よりも上流の排気系に設けられた燃料添加装置と、前記再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置の酸化触媒であるとよい。

請求項６に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、前記排気温度上昇手段は、前記再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置よりも上流の排気系に設けられたバーナーであるとよい。

本発明によれば、走行中または作業中の自動再生が途中で中断することなく、一回で終了させることが可能なディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置を提供することができる。

本実施形態におけるディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置の全体構成図。 作用を説明するためのフローチャート。 作用を説明するためのフローチャート。 作用を説明するためのタイムチャート。 ＰＭ堆積量から予測再生完了時間を求めるためのマップ。 作用を説明するための計測時間、予測再生完了時間等について説明図。 作用を説明するためのタイムチャート。 別例の作用を説明するためのフローチャート。 別例の作用を説明するためのフローチャート。 別例の作用を説明するためのフローチャート。 ＰＭ堆積量、再生用燃料使用量の推移を示す説明図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態ではフォークリフトに具体化しており、該フォークリフト（車両）には図１に示すディーゼルエンジン１０が搭載されている。このディーゼルエンジン１０を用いて走行や荷役作業を行なうことができるようになっている。つまり、ディーゼルエンジン１０は走行用および作業用ディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジン１０には排気ガス浄化装置が設けられ、排気ガス浄化装置は再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置（以下、ＤＰＦという）３０を備えるとともに差圧センサ４０、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）５０、手動再生指示灯６１等を有している。

図１に示すように、ディーゼルエンジン１０は、図示しないピストンを収容する複数の気筒１１，１２，１３，１４を備えており、ピストンは、気筒１１，１２，１３，１４内に燃焼室を区画する。シリンダヘッド１５には気筒１１，１２，１３，１４毎に燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９が取り付けられている。燃料（軽油）は、燃料ポンプ２０およびコモンレール２１を経由して燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９へ供給され、燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９は、各気筒１１，１２，１３，１４内の燃焼室に燃料を噴射する。

シリンダヘッド１５にはインテークマニホールド２２が接続されている。インテークマニホールド２２には吸気管２３が接続されており、吸気管２３にはエアクリーナ２４が接続されている。吸気管２３の途中には過給機２５のコンプレッサ部２５ａが設けられている。

シリンダヘッド１５にはエキゾーストマニホールド２８が接続されている。エキゾーストマニホールド２８には排気管２９が接続されている。排気ガス通路を構成する排気管２９にはＤＰＦ３０が設けられている。ＤＰＦ３０は、上流側の酸化触媒３０ａと、下流側の触媒付フィルタ３０ｂよりなる。気筒１１，１２，１３，１４から排出される排気ガスは、エキゾーストマニホールド２８、排気管２９、過給機２５のタービン部２５ｂ、ＤＰＦ３０を経て大気に放出される。

差圧センサ４０によりＤＰＦ３０の上流側と下流側の差圧ΔＰが検出される。この差圧ΔＰはＤＰＦ３０内に堆積したＰＭ（パティキュレートマター）の量に応じた値となる。即ち、捕集量検出手段としての差圧センサ４０によりＤＰＦ３０における捕集物の量を検出することができるようになっている。また、温度センサ４１によりＤＰＦ３０の入口ガス温度Ｔｆｉｎが検出される。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）５１とメモリ５２を備えている。
ＥＣＵ５０には差圧センサ４０からの信号が入力され、この信号によりＣＰＵ５１はＰＭ量を検知する。ＥＣＵ５０には温度センサ４１からの信号が入力される。また、ＥＣＵ５０には各種センサからの信号が入力され、これら信号によりＣＰＵ５１は吸気温度Ｔａｉｎ、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度θ、エンジン内部の水温ＴＷを検知する。さらに、ＥＣＵ５０にはスタートスイッチ信号が入力される。

ＥＣＵ５０には自動再生可能表示灯６０、手動再生指示灯６１、手動再生スイッチ６２が接続されている。
ＣＰＵ５１はアクセル開度とエンジン回転数に基づいて燃料噴射量を算出して燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９から燃料を噴射させる。燃料噴射量はトルクを代表するＥＣＵ指令値である。

また、燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９とＤＰＦ３０の酸化触媒３０ａによりディーゼルエンジンの筒内燃料噴射制御におけるポスト噴射を行なって排気温度を上昇させる排気温度上昇手段が構成されている。ＣＰＵ５１は、燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９を制御してポスト噴射を行わせることによって排気温度を上昇させて強制的に捕集物を燃焼してＤＰＦ３０を再生させる強制再生制御手段を構成している。手動再生指示手段としての手動再生指示灯６１により、差圧センサ４０（捕集量検出手段）により検出された捕集量が手動再生規定値より大きいと運転者に対してＣＰＵ５１による強制再生制御動作、即ち、強制再生制御手段の作動を促すようになっている。

次に、このように構成したディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置の作用を説明する。
図２，３はＥＣＵ５０のＣＰＵ５１が実行するフローチャートである。図４は作用を説明するためのタイムチャートである。

図４においては、エンジン回転数Ｎｅの推移、ＰＭ堆積量の推移、再生の実行の有無を示す。図４においてｔ１のタイミングでエンジンが始動され、エンジンの運転に伴いＰＭ堆積量が増加していき、再生の実行によりＰＭ堆積量が低下する状況を示している。図４は自動再生が行なわれる場合である。これに対し図７は自動再生が行なわれなかった場合を示す。

図２に示すように、ＣＰＵ５１はステップ１００でエンジン回転数Ｎｅが規定値ＮｅＯを超えたか否か判定し、エンジン回転数Ｎｅが規定値ＮｅＯを超えると（図４のｔ２のタイミング）、ステップ１０１で時間の計測を行なう。規定値ＮｅＯは、例えば１０００ｒｐｍである。そして、ＣＰＵ５１はステップ１０２においてエンジン回転数Ｎｅが規定値ＮｅＯを下回ったか否か判定し、エンジン回転数Ｎｅが規定値ＮｅＯを下回っていないとステップ１０１に戻って時間の計測を継続する。一方、ＣＰＵ５１はステップ１０２においてエンジン回転数Ｎｅが規定値ＮｅＯを下回ると（図４のｔ３のタイミング）、ステップ１０３に移行する。

ＣＰＵ５１はステップ１０３において計測時間をメモリ５２に記憶する。図６を用いて説明するならば、今回、前回、前々回、…というようにｎ個の計測時間がメモリ５２に記憶される。図６では今回の計測時間をＴ_ｎで、前回の計測時間をＴ_ｎ−１で、前々回の計測時間をＴ_ｎ−２で、ｎ回前の計測時間をＴ１で表している。

このように、最新のｎ個の計測時間のみを記憶する。つまり、作業場所や運転者などが変わることを加味してｎ個記憶した後は古いデータから消去して新しいデータに更新していく。ｎ個とは、例えば１０個〜２０個程度であり、ｎ値は、運転・作業者、走行・作業場所が変更になることを考慮した値である。

同様に、図４のｔ４においてエンジン回転数Ｎｅが規定値ＮｅＯを超えてからｔ５においてエンジン回転数Ｎｅが規定値ＮｅＯを下回るまでの時間を計測して計測時間をメモリ５２に記憶する。

このようにして、ＣＰＵ５１は、ディーゼルエンジン１０の運転中にＤＰＦ３０を再生させる自動再生条件を満たしている自動再生可能時間を計測していく。
その後、図２において、ＣＰＵ５１は、ステップ１０４で予測再生完了時間を演算する。つまり、現在のＰＭ堆積量を再生完了するのにかかる時間（予測再生完了時間）を演算する。これは、図５に示すＰＭ堆積量と予測再生完了時間の関係を示すマップを用いて、そのときのＰＭ堆積量から予測再生完了時間を算出する。図５のマップは予め実験的に求めたものであり、再生に必要な時間がＰＭ堆積量に応じて予め求められている。算出した予測再生完了時間はメモリ５２に記憶される。図６においては予測再生完了時間をＴｉとしている。

引き続き、ＣＰＵ５１は図２のステップ１０５で再生可能割合を算出する。この処理を、図６を用いて説明する。今回の計測時間Ｔ_ｎと予測再生完了時間Ｔｉとを比較した結果、Ｔ_ｎ≧Ｔｉであったならば「×」が付く。逆に、Ｔ_ｎ＜Ｔｉであったならば「○」が付く。図６の場合、前回の判定においては、Ｔ_ｎ−１≧Ｔｉであり「×」が付き、前々回の判定においては、Ｔ_ｎ−２＜Ｔｉであり「○」が付いていた。そして、ｎ個分の大小関係において、「×」の割合を算出する。これが再生可能割合Ｖｗ（＝ｘ／ｎ）となる。

引き続き、ＣＰＵ５１は図２のステップ１０６で再生可能割合Ｖｗが規定値Ｖｒ（予め定めた設定値であり、図６では例えばＶｒ＝０．８）よりも小さいか否か判定する。
このようにして、ＣＰＵ５１は、自動再生可能時間に基づいて１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いか否か判定する。即ち、現在の捕集量を再生するのに要する予測再生完了時間を算出して、この予測再生完了時間と現在の自動再生可能時間とを比較して現在の自動再生可能時間が予測再生完了時間Ｔｉよりも長くなる確率が規定値Ｖｒよりも高いときに１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いと判定する。

ＣＰＵ５１は図２のステップ１０６で再生可能割合Ｖｗが規定値Ｖｒよりも小さいと、ステップ１０７に移行する。ＣＰＵ５１はステップ１０７において自動再生を不許可とする。さらに、ＣＰＵ５１はステップ１０８で自動再生可能表示灯６０を消灯させる。一方、ＣＰＵ５１はステップ１０６で再生可能割合Ｖｗが規定値Ｖｒよりも大きいとステップ１０７，１０８の処理を迂回する。

図３に示すように、ＣＰＵ５１はステップ２００で自動再生不可能状態でないか判定し、自動再生不可能状態でないとステップ２０１でＰＭ堆積量が自動再生実施条件規定値ＱＡＥを超えているか否か判定する。ＣＰＵ５１はＰＭ堆積量が規定値ＱＡＥを超えていると、ステップ２０２においてＰＭ堆積量が自動再生禁止条件規定値ＱＡＰ未満か否かを判定する。そして、ＣＰＵ５１はＰＭ堆積量が規定値ＱＡＰ未満であれば、ステップ２０３で運転状態が再生可能な状態か否か判定する。具体的には、エンジン回転数が所定値以上か否か判定する。ＣＰＵ５１は運転状態が再生可能な状態であるとステップ２０４で自動再生制御を実行する。

つまり、ステップ２００〜２０３において自動再生不可能状態でなく、かつ、ＰＭ堆積量が規定値ＱＡＥを超えており、かつ、ＰＭ堆積量が規定値ＱＡＰ未満であり、かつ、運転状態が再生可能な状態であると、ステップ２０３〜２０６で自動再生制御を実行する。

図４で説明すると、自動再生不許可となっていないと図３のステップ２００でＹＥＳとなり、図４のｔ６のタイミングでＰＭ堆積量が規定値ＱＡＥを超えると図３のステップ２０１でＹＥＳとなり、ＰＭ堆積量が規定値ＱＡＰ未満であれば図３のステップ２０２でＹＥＳとなり、図４のｔ７のタイミングでエンジン回転数Ｎｅが規定値ＮｅＯを上回ると、図３のステップ２０３がＹＥＳとなる。なお、エンジン回転数Ｎｅが規定値ＮｅＯを上回っていなければ、図３のステップ２０３がＮＯとなるため、エンジン回転数Ｎｅが規定値ＮｅＯを上回るまで繰り返される。その後、ステップ２０４に移行して自動再生制御を実行する。

自動再生制御の際には、ＣＰＵ５１は、ディーゼルエンジン１０の筒内燃料噴射制御におけるポスト噴射を行なって排気温度を上昇させて強制的に捕集物を燃焼してＤＰＦ３０を再生させる。より詳しくは、マルチ噴射を行なって排気ガスを昇温した後にポスト噴射を行なって排気ガス中の燃料を酸化触媒で燃焼して排気ガスをＰＭ燃焼温度以上に昇温してＰＭを燃焼除去する。

このようにして、ＣＰＵ５１は、１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いと走行中または作業中の自動再生を行なう。
図３のステップ２０５において、図示しない確認手段でＰＭ堆積量の減少量を確認しながら、自動再生制御の実行により図４に示すようにＰＭ堆積量が減少していき、ＰＭ堆積量がなくなった（０未満）と判断されると図３のステップ２０６がＹＥＳとなって自動再生が終了する。ＰＭ堆積量が０未満ではない場合、すなわち、ステップ２０６がＮＯである場合は、図３に示すようにステップ２０３で運転状態が再生可能な状態か否か判定する。

図７において、エンジン回転数が規定値ＮｅＯ以上の継続した時間（計測時間）が短いときには、図２のステップ１０６において再生可能割合Ｖｗが規定値Ｖｒよりも小さくなり、ステップ１０７で自動再生不許可となるとともにステップ１０８で自動再生可能表示灯６０が消灯する。この場合には自動再生は行なわれずにｔ６のタイミングでＰＭ堆積量が規定値ＱＡＥを超えてｔ１０のタイミングで手動再生規定値ＱＭＥになるとＣＰＵ５１は手動再生指示灯６１を点灯させる。即ち、ＣＰＵ５１は、１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高くないと、運転者に対して強制再生制御作動を促す処理を行なう。

運転者は手動再生指示灯６１の点灯により車両停止時または作業停止時に手動再生スイッチ６２を押す。これによりＣＰＵ５１は再生制御を行う。
このようにして、１回の継続した再生制御で再生が完了する可能性が高いと判断した場合に、走行中または作業中の再生が途中で中断することなく一回で終了させる制御と、１回の継続した再生制御で再生が完了する可能性が低いと判断した場合に、強制的に再生させる（自動再生を不許可させる）よう作業者に促す制御を、ディーゼルエンジンの運転状態に基づいて高い精度で切り替える判断をすることができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ＥＣＵ５０のＣＰＵ５１は、ディーゼルエンジン１０の運転中にＤＰＦ（再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置）３０を再生させる自動再生条件を満たしている自動再生可能時間を計測し、この自動再生可能時間に基づいて１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いか否か判定して再生が完了する可能性が高いと走行中または作業中の自動再生を行なう。一方、再生が中断する可能性が高いと運転者に対してＣＰＵ５１（強制再生制御手段）の作動を促す処理を行なう。

このように、過去の運転データより自動で実施しても再生を中断することが少ないことを推定し、中断することが少ないと判断できれば自動で再生を実施することにより、走行中または作業中の自動再生が途中で中断することなく一回で終了させることが可能となる。よって、図１１を用いて説明したように、中断する場合には実際にＰＭが燃焼・酸化される温度に到達するまでの昇温にかかる時間が長くなり増加する余分なエネルギーが必要となり、燃費の悪化を招く（燃料消費量が増大する）が、中断がないことにより余分なエネルギーを低減することができる（燃料消費量を減少させることができる）。即ち、燃費の悪化を抑制しつつ自動再生を終了させることが可能となる。また、ポスト噴射を利用して再生させる本システムにおいて、オイル希釈が限界に達する時間を延ばすことができる。

（２）詳しくは、ＥＣＵ５０のＣＰＵ５１は、自動再生可能時間に基づいて１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いか否かの判定として、現在の捕集量を再生するのに要する予測再生完了時間を算出して、この予測再生完了時間と現在の自動再生可能時間とを比較して現在の自動再生可能時間が予測再生完了時間よりも長くなる確率が規定値Ｖｒよりも高いときに１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いと判定する。これにより正確に判定することができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・上記実施形態では図５のマップを用いてＰＭ堆積量から予測再生完了時間を演算したが、再生開始量などの予め定めた一定量を再生完了するのにかかる時間を予測再生完了時間としてもよい。

・上記実施形態では、エンジン回転数Ｎｅが規定値ＮｅＯ以上の継続時間を計測して自動再生の不許可を判定した。これに代わり、ＤＰＦの入口ガス温度が所定値以上の継続時間を計測して自動再生の不許可を判定してもよい。あるいは、エンジン内部または出口の冷却水温が所定値以上の継続時間を計測して自動再生の不許可を判定してもよい。あるいは、エンジン始動後の経過時間を計測して自動再生の不許可を判定してもよい。あるいは、噴射量（トルクを代表するＥＣＵ指令値）が所定値以上の継続時間を計測して自動再生の不許可を判定してもよい。

・上記実施形態では、一つの要素（エンジン回転数Ｎｅ）が規定値ＮｅＯ以上の継続時間を計測して自動再生の不許可を判定した。これに代わり、上記の５つの要素（エンジン回転数、ＤＰＦの入口ガス温度、エンジン内部または出口の冷却水温、エンジン始動後の継続時間）を任意に組み合わせてもよい。具体的には、エンジン回転数と噴射量（トルクを代表するＥＣＵ指令値）がある条件内にある時間（例えば、エンジン回転数一定値以上、かつ、噴射量が一定値以上）の継続時間を計測して自動再生の不許可を判定してもよい。あるいは、エンジン回転数かつＤＰＦの入口ガス温度が所定値以上の継続時間を計測して自動再生の不許可を判定してもよい。あるいは、エンジン回転数かつＤＰＦの入口ガス温度またはエンジン内部または出口の冷却水温が所定値以上の継続時間を計測して自動再生の不許可を判定してもよい。あるいは、エンジン回転数かつＤＰＦの入口ガス温度かつエンジン内部または出口の冷却水温が所定値以上の継続時間を計測して自動再生の不許可を判定してもよい。

・上記実施形態では、要素（エンジン回転数Ｎｅ）が規定値ＮｅＯ以上の継続時間を計測したが、これに代わり、短時間であれば規定範囲から外れても、即ち、規定範囲から外れた後に短時間に（２〜１０分程度で）復帰した場合には、継続時間内とみなして計測してもよい。

短時間で条件復帰した場合に継続時間内とみなすフローチャートを図８に示す。
図８において、ＥＣＵ５０のＣＰＵ５１はステップ３００でエンジン回転数が規定値ＮｅＯを超えるとステップ３０１で時間（カウント値）Ｔａ（例えば図４におけるｔ２からｔ５までの時間）をゼロにし、ステップ３０２で時間加算動作を行い、ステップ３０３でエンジン回転数が規定値ＮｅＯを下回らなければステップ３０２に戻る。ＣＰＵ５１はステップ３０３でエンジン回転数が規定値ＮｅＯを下回ると、ステップ３０４で時間（カウント値）Ｔｂ（例えば図４におけるｔ３からｔ４までの時間）をゼロにし、ステップ３０５で時間加算動作を行い、ステップ３０６でエンジン回転数が規定値ＮｅＯを下回っているとステップ３０５に戻る。ＣＰＵ５１はステップ３０６でエンジン回転数が規定値ＮｅＯを上回るとステップ３０７で回転数が規定値ＮｅＯを下回っている継続時間Ｔｂが規定値ＴｂＯ（例えば１８０秒）以下ならばステップ３０８に移行して時間Ｔａと時間Ｔｂの和を時間Ｔａとする。ＣＰＵ５１はステップ３０７で継続時間Ｔｂが規定値ＴｂＯ（例えば１８０秒）より大きいとステップ３０９に移行して時間Ｔａを記憶する。

・上記実施形態では、図４においてｔ３，ｔ５のエンジン回転数が規定値ＮｅＯから外れたタイミングで図２のステップ１０４〜１０８の処理を行なった。即ち、予測再生完了時間の演算や再生可能割合の算出や再生可能割合と規定値Ｖｒとの比較を行なった。これに代わり、図４のｔ６で示す再生する時期がきた時に行なってもよい。あるいは、ＰＭ堆積量が予め定めた値を超えた時（図４のｔ６よりも前のタイミング）に行なってもよい。その一例を図９，１０に示す。図９においてＥＣＵ５０のＣＰＵ５１は、ステップ４００でＰＭ堆積量が自動再生判断設定値を超えているか判定し、超えているとステップ５００に移行する。ステップ５００の判定処理として、ＣＰＵ５１は図１０に示すように、ステップ５０１で予測再生完了時間を演算し、ステップ５０２で再生可能割合を算出し、ステップ５０３で再生可能割合が規定値Ｖｒよりも小さいか判定し、小さいとステップ５０４で自動再生を不許可にし、ステップ５０５で自動再生可能表示灯６０を消灯する。

その後、ＣＰＵ５１は図９のステップ２０１〜２０６の処理を実行する。この処理は図３でのステップ２０１〜２０６の処理と同じである。
なお、図１０のサブルーチンは図９においてステップ４００とステップ２０１の間において実行したが、これに代わり、ステップ２０１とステップ２０２の間やステップ２０２とステップ２０３の間やステップ２０３とステップ２０４の間において実行してもよい。

・上記実施形態では図２のステップ１０５において再生可能割合を算出して自動再生不許可か否か判断した。つまり、図６に示すように計測時間と予測再生完了時間との大小関係を判断し、かつ、これを今回、前回、前々回・・・というようにｎ回判断し、そして、その割合を算出し、当該割合と規定値Ｖｒを比較することにより自動再生不許可か否か判断した。これに代わり、ｎ回の計測時間の平均値（図６における（Ｔ_ｎ＋Ｔ_ｎ−１＋Ｔ_ｎ−２＋…＋Ｔ１）／ｎ）を算出して、この計測時間平均値と予測再生完了時間を比較して、計測時間平均値が予測再生完了時間よりも短ければ自動再生不許可とするようにしてもよい。即ち、ＣＰＵ５１は、時系列的に計測した各自動再生可能時間についての平均値を求め、この平均時間が捕集量を再生するのに要する予測再生完了時間よりも長くなるときに１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いと判定する。

・上記実施形態では、図２のステップ１０６において所定の条件を満たしていたならば、即ち、再生可能割合Ｖｗが規定値Ｖｒ未満であったならばステップ１０７において自動再生を不許可にした（自動再生を禁止した）。これに代わり、所定の条件（自動再生条件）を満たしていたならば自動再生の許可を与えるようにしてもよい。具体的には、例えば、図２のステップ１０６の処理として再生可能割合Ｖｗが規定値Ｖｒよりも大きいか判定し、再生可能割合Ｖｗが規定値Ｖｒよりも大きいと自動再生を許可するとともに自動再生可能表示灯６０を点灯させる。

・上記実施形態ではディーゼルエンジンを搭載したフォークリフトに適用したが、これに限るものではない。具体的には、フォークリフト以外の運搬機械であってもよいし、それ以外の機械類（建機、農機等）であってもよいし、さらには、走行用ディーゼルエンジンを搭載した自動車でもよい。

・上記実施形態では、燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９を用いてポスト噴射を行なって排気ガス中の燃料を酸化触媒で燃焼して排気ガスをＰＭ燃焼温度以上に昇温してＰＭを燃焼除去した。即ち、燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９とＤＰＦ３０の酸化触媒３０ａにより排気温度上昇手段を構成したが、これに限るものではない。具体的には、例えば図１に示すように、ＤＰＦ３０よりも上流の排気系（排気マニホールドや排気管等）に設けられた燃料添加装置７１と、ＤＰＦ３０の酸化触媒３０ａにより排気温度上昇手段を構成してもよい。あるいは、再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置（触媒なし）よりも上流の排気系（排気マニホールドや排気管等）に設けられたバーナー７２により排気温度上昇手段を構成してもよい。つまり、燃料添加装置７１またはバーナー７２で昇温してＰＭを燃焼除去させる構造でもよい。あるいは、これらの排気温度上昇手段を複数備え、運転状態に応じて適宜制御してもよい。

１０…ディーゼルエンジン、１６…燃料噴射ノズル、１７…燃料噴射ノズル、１８…燃料噴射ノズル、１９…燃料噴射ノズル、３０…ＤＰＦ（再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置）、４０…差圧センサ、５０…ＥＣＵ、５１…ＣＰＵ、５２…メモリ、６０…自動再生可能表示灯、６１…手動再生指示灯、６２…手動再生スイッチ。

Claims (6)

1. 車両に搭載されたディーゼルエンジンの排気ガス通路に再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置を備えるとともに、当該再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置における捕集物の量を検出する捕集量検出手段と、排気温度を上昇させる排気温度上昇手段と、前記排気温度上昇手段によって排気温度を上昇させて強制的に前記捕集物を燃焼して再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置を再生させる強制再生制御手段と、前記捕集量検出手段により検出された捕集量が規定値より大きいと運転者に対して前記強制再生制御手段の作動を促す手動再生指示手段とを有するディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、
   前記ディーゼルエンジンの運転中に前記再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置を再生させる自動再生条件を満たしている自動再生可能時間を計測し、この自動再生可能時間に基づいて１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いか否か判定して、再生が完了する可能性が高いと走行中または作業中の自動再生を行い、再生が中断する可能性が高いと前記運転者に対して前記強制再生制御手段の作動を促す処理を行なうことを特徴とするディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
2. 前記自動再生可能時間に基づいて１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いか否かの判定として、現在の捕集量を再生するのに要する予測再生完了時間を算出して、この予測再生完了時間と現在の自動再生可能時間とを比較して、現在の自動再生可能時間が予測再生完了時間よりも長くなる確率が規定値よりも高いときに、１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いと判定することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
3. 前記自動再生可能時間に基づいて１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いか否かの判定として、時系列的に計測した各自動再生可能時間についての平均値を求め、この平均時間が捕集量を再生するのに要する予測再生完了時間よりも長くなるときに、１回の継続した自動再生条件を満たしている期間に再生が中断することなく完了する可能性が高いと判定することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
4. 前記排気温度上昇手段は、前記ディーゼルエンジンの筒内燃料噴射制御におけるポスト噴射を行なう燃料噴射ノズルと、前記再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置の酸化触媒であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
5. 前記排気温度上昇手段は、前記再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置よりも上流の排気系に設けられた燃料添加装置と、前記再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置の酸化触媒であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
6. 前記排気温度上昇手段は、前記再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置よりも上流の排気系に設けられたバーナーであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。

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