JP2022134747A - 制御装置および通知方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】強制再生中の運転状態等に問題があることを通知する。【解決手段】本発明の一態様は、エンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの上流に設けられた酸化触媒とを有し、前記酸化触媒の作用によって前記フィルタを再生する排気ガス後処理装置において、前記排気の温度を強制的に上昇させる強制再生が実行されている場合、前記排気の温度が所定時間以上ライトオフ温度未満になったと推定される回数が所定のしきい値を超えたとき、前記エンジンの運転状態に問題がある旨を通知する通知部を備える制御装置である。【選択図】図７

Description

本発明は、制御装置および通知方法に関する。
特許文献１に記載されているように、ディーゼルエンジンの排気浄化装置では、排気温度がフィルタの触媒のライトオフ温度（活性化温度）以上に所定時間（例えば数分間）保持されているときには、捕集された粒子状物質が燃焼してフィルタは再生（自己再生）されるが、排気温度が活性化温度に到達しなかったり、到達していても再生が完了しないまま温度が低下したりしたときには粒子状物質がフィルタに蓄積される。このような事態を回避するためのフィルタの再生方法として、強制的に排気温度を昇温することで粒子状物質を除去する強制再生がある。強制再生には、ある条件が満たされたときに自動的に再生を行う自動再生と、運転者の操作で任意のタイミングで再生を行う手動再生とがある。しかしながら、作業機械では、自動または手動で強制再生を実行しても、エンジンが停止される頻度が高く、また、作業内容や作業負荷に応じてエンジン回転数の変動が大きいため、強制再生を実行しているにも関わらず粒子状物質が堆積してしまう傾向が強い。
そこで、特許文献１に記載されている作業機械は、ディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質をフィルタで捕集し、その捕集された粒子状物質を燃焼してフィルタを再生する排気浄化装置を備える作業機械において、フィルタの強制再生中に、例えば、排気温度が再生可能を示す閾値未満に到達したときに、強制再生が失敗したと判定する再生判定手段と、再生判定手段で強制再生が失敗したと判定された回数が所定の閾値以上に到達したときに、強制再生が失敗した旨を報知する報知手段とを備える。特許文献１に記載されている作業機械では、例えば、フィルタの自動再生が所定回数失敗した場合に、強制再生が失敗した旨を示す警告メッセージと、再生失敗回数と、排気温度低下等の再生が失敗した理由が報知される。そして、特許文献１に記載されている作業機械によれば、作業機械の利用形態等が原因で再生の失敗が頻繁に発生する場合でも、再生が失敗した旨が頻繁に表示されることを防止することができる。
特開２０１０－２０３２９７号公報
特許文献１に記載されている作業機械では、再生が失敗した後に排気温度低下等の再生が失敗した理由を通知することはできるが、再生が失敗しなかった場合や他の原因で再生が失敗した場合等において強制再生中の運転状態等に問題があることを通知することはできないという課題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、強制再生中の運転状態等に問題があることを通知することができる制御装置および通知方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、エンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの上流に設けられた酸化触媒とを有し、前記酸化触媒の作用によって前記フィルタを再生する排気ガス後処理装置において、前記排気の温度を強制的に上昇させる強制再生が実行されている場合、前記排気の温度が所定時間以上ライトオフ温度未満になったと推定される回数が所定のしきい値を超えたとき、前記エンジンの運転状態に問題がある旨を通知する再生状態判定部を備える制御装置である。
また、本発明の一態様は、エンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの上流に設けられた酸化触媒とを有し、前記酸化触媒の作用によって前記フィルタを再生する排気ガス後処理装置において、前記排気の温度を強制的に上昇させる強制再生が実行されている場合、前記排気の温度が所定時間以上ライトオフ温度未満になったと推定される回数が所定のしきい値を超えたとき、その旨を通知するステップを含む通知方法である。
本発明の各態様によれば、強制再生中の運転状態等に問題があることを通知することができる。
本発明の実施形態に係るエンジン制御システムの構成例を示すシステム図である。 図１に示す制御装置１００の構成例を示すブロック図である。 図２に示す制御装置１００の動作例を模式的に示すタイミング図である。 図１に示すエンジン制御システムの動作例を模式的に示すタイミング図である。 図２に示す再生ターゲット温度リセット部１０４の動作例を示すフローチャートである。 図２に示す再生状態判定部１０５を示す制御ブロック図である。 図２に示す再生状態判定部１０５の動作例を示すフローチャートである。 図２に示す再生状態判定部１０５の動作例を説明するための模式図である。 図２に示す再生状態判定部１０５の動作例を説明するための模式図である。 図２に示す再生状態判定部１０５の動作例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。
（エンジン制御システム１０）
図１は、本発明の各実施形態に係る排気ガス浄化システムの一構成例としてのエンジン制御システム１０の構成例を示すシステム図である。図１に示すエンジン制御システム１０は、エンジン１と、排気管３と、排気ガス後処理装置の一構成例としてのＤＰＦ装置５と、モニタ８と、制御装置１００と、ＨＣドーザ７とを備える。なお、図１等では、本実施形態のエンジン制御システム１０において（あるいは制御装置１００について）、ＤＰＦ装置５の強制再生に係る構成を主に示し、燃料噴射制御等の他の機能に係る構成については図示を適宜省略している。
エンジン１は、内燃機関の一構成例であり、本実施形態では多気筒のディーゼルエンジンである。排気管３は、エンジン１の排気を、ＤＰＦ装置５を通して大気に排気する。
ＤＰＦ装置５は、エンジン１の排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ））を浄化する装置であり、エンジン１の排気管３内に設けられたＤＯＣ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ；ディーゼル酸化触媒）５１と、エンジン１の排気中のＰＭを捕集するフィルタであるＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ；ディーゼルパティキュレートフィルタ）５２とを有する。ＤＰＦ装置５は、ＤＯＣ５１の作用によってＤＰＦ５２を再生する。ＤＰＦ装置５は、ＤＰＦ５２の上流に設けられたＤＯＣ５１で変換された二酸化窒素によって下流で捕集されたＰＭを酸化して二酸化炭素とし、ＰＭを除去する。
また、ＤＰＦ装置５は、ＤＯＣ５１の入口の排気温度を検知するＤＯＣ入口温度センサ９４と、ＤＯＣ５１の出口の排気温度を検知するＤＯＣ出口温度センサ９５と、ＤＰＦ５２の入口と出口の差圧を検知する１組の圧力センサ９６および９７とを有する。ＤＯＣ入口温度センサ９４、ＤＯＣ出口温度センサ９５、ならびに、圧力センサ９６および９７の各検出値は、制御装置１００へ出力される。
ＨＣドーザ７は、ＤＯＣ５１の上流で排気管３内に燃料（ＨＣ）を噴射（以下、（ＨＣドージング等という）する排気管燃料噴射装置である。ＨＣドーザ７によるＨＣドージングは、制御装置１００によって制御される。
モニタ８は、例えば表示パネルと入力パネルとを有し、表示装置および入力装置として機能し、制御装置１００の指示に応じて所定の文字や画像を表示したり、ユーザ（オペレータ）の入力操作に応じた信号を制御装置１００へ出力したりする。
本実施形態のエンジン制御システム１０では、ＤＰＦ５２に堆積したＰＭを燃焼させるために定期的に強制再生（ＤＰＦ再生運転）が行われる。この強制再生では、排気の温度やＤＯＣ５１の温度が強制的に上昇させられる。強制再生は、例えばエンジン１内で排気に燃料を混合するためのポスト噴射によって、あるいは、ポスト噴射とＤＰＦ装置５の上流の排気管３内部へのＨＣドーザ７によるＨＣ（燃料）ドージング（噴射）との組み合わせによって、ＤＰＦ５２上流に配置されたＤＯＣ５１内部でＨＣを燃焼させ、ＤＰＦ５２の温度を上げることによって行われる。
なお、本実施形態のエンジン制御システム１０では、強制再生（ＤＰＦ再生運転）には、ある条件が満たされたときに通常稼動状態（エンジン回転数を強制的に固定する等せずに、通常の運転や作業が行える状態）で自動的に再生を行う自動再生と、ユーザの操作で任意のタイミングで再生を行う定置手動再生（手動再生）とがある。定置手動再生は、通常稼動状態では十分に排気温度が上がらず、ＤＰＦ装置５の温度を安定的に目的の温度に制御できない場合に、ユーザの許可の下、通常稼動を停止させて、ＤＰＦ装置５の性能を回復させる制御である。定置手動再生では、制御装置１００が、まず、モニタ８を用いて、定置手動再生を行うことができる状態であること、また、行うようにとの要求をユーザへ出す。これに対し、ユーザがモニタ８を用いて、定置手動再生を実行するよう指示を出すと、制御装置１００はエンジン回転数をある回転に固定させて、排気温度を上昇させて、強制再生を実行する。
（制御装置１００）
図２～図１０を参照して、図１に示す制御装置１００の構成例および動作例について説明する。図２は、図１に示す制御装置１００の構成例を示すブロック図である。図３は、図２に示す制御装置１００の動作例を模式的に示すタイミング図である。図４は、図１に示すエンジン制御システム１０の動作例を模式的に示すタイミング図である。図５は、図２に示す再生ターゲット温度リセット部１０４の動作例を示すフローチャートである。図６は、図２に示す再生状態判定部１０５を示す制御ブロック図である。図７は、図２に示す再生状態判定部１０５の動作例を示すフローチャートである。図８～図９は、図２に示す再生状態判定部１０５の動作例を説明するための模式図である。図１０は、図２に示す再生状態判定部１０５の動作例を示すフローチャートである。
図２に示す制御装置１００は、例えばマイクロコンピュータ等のコンピュータと、そのコンピュータの周辺回路や周辺装置とを用いて構成することができ、そのコンピュータ等のハードウェアと、そのコンピュータが実行するプログラム等のソフトウェアとの組み合わせから構成される機能的構成として、図２に示す複数のブロックを備える。図２に示す例では、制御装置１００は、燃料噴射制御部１０１、強制再生開始判定部１０２、強制再生制御部１０３、再生ターゲット温度リセット部１０４、および再生状態判定部１０５を備える。なお、制御装置１００は、エンジン１の回転数（回転速度）を図示していない回転数センサの出力に基づいて取得したり、ＤＰＦ装置５におけるススの堆積量を運転状態等に基づいて推定する機能を有していたりする。
燃料噴射制御部１０１は、例えば、強制再生制御部１０３の指示に従い、エンジン１の図示していない燃料噴射装置等を制御して強制再生時に例えばポスト噴射を行う。
強制再生開始判定部１０２は、圧力センサ９６および９７が検知したＤＰＦ５２の差圧に基づき、差圧が所定のしきい値を超えた場合、強制再生の開始を要求する。本実施形態では、この強制再生開始判定部１０２によって強制再生の開始が要求された状態を再生要求がある状態とする。再生要求がある状態は、例えば再生状態判定部１０５によって、再生が完了したと判定された場合、または、再生を完了することができずに再生を終了させると判定された場合に、再生要求が無い状態に設定される。
強制再生制御部１０３は、再生要求がある場合、強制再生時の温度制御を次のようにして行う。すなわち、強制再生制御部１０３は、ＤＯＣ出口温度が、例えば図３に示すように逐次計算された所定の再生ターゲット温度に合うように、例えばエンジン１のポスト噴射の制御と、ＨＣドーザ７によるＨＣドージング量の制御とによって、ＤＯＣ出口温度をフィードバックして温度制御を行う。ただし、ＨＣがドーズ（噴射）されるのは、ＤＯＣ入口温度がＤＯＣ５１に含まれる触媒が活性化する温度（ライトオフ温度、例えば約２５０℃）に達してからとなる。
図３は、横軸を時間、縦軸をＤＯＣ出口温度として、再生ターゲット温度の変化を模式的に示す。図３に示す例では、強制再生制御部１０３は、次の５段階の再生状態に分けて、再生ターゲット温度を変化させる。なお、図３に示す例では、時刻ｔ１１に再生要求がありとされている（時刻ｔ１１までは再生状態は無しである）。再生状態は、（１）再生開始前（再生状態：無し）、（２）ＷａｒｍＵｐ Ｔａｒｇｅｔ温度（３５０℃程度）に達するまでのＴｏＷａｒｍＵｐ状態、（３）ＷａｒｍＵｐ Ｔａｒｇｅｔ温度に達しているＷａｒｍＵｐ状態、（４）Ｔａｒｇｅｔ温度（５００℃程度、最終目標温度）に達するまでのＴｏＴａｒｇｅｔ状態、（５）Ｔａｒｇｅｔ温度に達しているＴａｒｇｅｔ状態の５段階ある。
ＴｏＷａｒｍＵｐ状態は、再生ターゲット温度の最大値をＷａｒｍＵｐ Ｔａｅｇｅｔ温度（例えば３５０℃）とする再生状態である。ＴｏＷａｒｍＵｐ状態では、強制再生が開始された時刻ｔ１１の実際のＤＯＣ出口温度を初期値として所定時間後の時刻ｔ１２までにＷａｒｍＵｐ Ｔａｅｇｅｔ温度まで増加するように、再生ターゲット温度が算出される。この時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの再生状態がＴｏＷａｒｍＵｐ状態である。
また、ＷａｒｍＵｐ状態は、再生ターゲット温度をＷａｒｍＵｐ Ｔａｅｇｅｔ温度（例えば３５０℃）一定とする再生状態である。時刻ｔ１２から所定時間後の時刻ｔ１３までの再生状態がＷａｒｍＵｐ状態である。なお、以下では、ＴｏＷａｒｍＵｐ状態とＷａｒｍＵｐ状態をまとめてＷａｒｍＵｐ状態という場合がある。また、時刻ｔ１１から時刻ｔ１３までの時間は、１回の昇温で例えば２分程度である。
また、ＴｏＴａｒｇｅｔ状態は、再生ターゲット温度の最大値をＴａｅｇｅｔ温度－５０℃（例えば４５０℃）とする再生状態である。ＴｏＴａｒｇｅｔ状態では、ＷａｒｍＵｐ Ｔａｅｇｅｔ温度（例えば３５０℃）を初期値として所定時間後の時刻ｔ１４までにＴａｅｇｅｔ温度－５０℃まで増加するように、再生ターゲット温度が算出される。時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの再生状態がＴｏＴａｒｇｅｔ状態である。
また、Ｔａｒｇｅｔ状態は、再生ターゲット温度の最大値をＴａｅｇｅｔ温度（例えば５００℃）とする再生状態である。Ｔａｒｇｅｔ状態では、Ｔａｅｇｅｔ温度－５０℃（例えば４５０℃）を初期値として所定の傾きでＴａｅｇｅｔ温度（例えば５００℃）まで増加するとともに、Ｔａｅｇｅｔ温度まで増加した後はＴａｅｇｅｔ温度一定となるように、再生ターゲット温度が算出される。時刻ｔ１４以降の再生状態がＴａｒｇｅｔ状態である。
図４は、横軸を時間、縦軸をＤＯＣ入口温度、ＤＯＣ出口温度またはＨＣドージング量として、温度制御の例を模式的に示す。図４に示す例では、時刻ｔ１に再生要求がありとされている。時刻ｔ１で強制再生が開始され、例えば、ポスト噴射の制御によって、ＤＯＣ入口温度とＤＯＣ出口温度が上昇する。そして、時刻ｔ２で、ＤＯＣ入口温度がＨＣドージング開始温度（例えばライトオフ温度あるいはライトオフ温度に所定の余裕を持たせた温度）に到達すると、ＨＣドージングが開始される。その後、ＤＯＣ出口温度は、Ｔａｒｇｅｔ状態の再生ターゲット温度の最終値（Ｔａｒｇｅｔ温度）となるようにフィードバック制御される。そして、時刻ｔ３で再生が完了すると、強制再生が終了し、ＨＣドージングが停止している。なお、ｄｔ１は、エンジン排温の上昇分に対応し、ｄｔ２は燃料供給によってＤＯＣ５１での燃焼による温度上昇分に対応する。
次に、図２に示す再生ターゲット温度リセット部１０４について説明する。再生ターゲット温度リセット部１０４は、一定の条件で、再生ターゲット温度を、ＴｏＷａｒｍＵｐ状態またはＷａｒｍＵｐ状態の再生ターゲット温度にリセットする機能を有する。強制再生が始まり、再生状態がＴｏＴａｒｇｅｔ状態またはＴａｒｇｅｔ状態の場合、再生ターゲット温度－ＤＯＣ出口温度が例えば２００℃以上となったとき、再生ターゲット温度リセット部１０４は、極端なフィードバックがかかることでＤＯＣ出口温度が過大とならないように、強制再生制御部１０３による再生状態をＴｏＷａｒｍＵｐ状態またはＷａｒｍＵｐ状態にリセットする。なお、以下では条件が「再生ターゲット温度－ＤＯＣ出口温度が２００℃以上」である場合を一例として動作例について説明する。
図５は、再生ターゲット温度リセット部１０４の動作例を示す。図５に示す処理は、再生要求有りの場合に実行される。図５に示す処理が開始されると、再生ターゲット温度リセット部１０４は、まず、再生ターゲット温度とＤＯＣ出口温度と再生状態を取得する（ステップＳ１０１）。次に、再生ターゲット温度リセット部１０４は、強制再生中であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。強制再生中である場合（ステップＳ１０２で「Ｙ」の場合）、再生ターゲット温度リセット部１０４は、再生状態がＴｏＴａｒｇｅｔ状態またはＴａｒｇｅｔ状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。再生状態がＴｏＴａｒｇｅｔ状態またはＴａｒｇｅｔ状態である場合（ステップＳ１０３で「Ｙ」の場合）、再生ターゲット温度リセット部１０４は、再生ターゲット温度－ＤＯＣ出口温度＞２００℃である時間が一定時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
ステップＳ１０４における判定条件である、再生ターゲット温度－ＤＯＣ出口温度＞２００℃である時間が一定時間以上である場合は、排気温度（ＤＯＣ５１入口温度）が所定時間以上ライトオフ温度未満になったと推定される場合に対応するように設定することができる。温度条件については、再生ターゲット温度の最大値がＴａｒｇｅｔ状態の最終目標値（Ｔａｒｇｅｔ温度＝例えば５００℃）であるので、この例では、ＤＯＣ出口温度＜３００℃の場合となる。また、時間条件について、一定時間を適切に設定することで、排気温度（ＤＯＣ５１入口温度）が所定時間以上ライトオフ温度未満となったと推定される場合に対応させることができる。一定時間は、例えば数十秒～数分程度である。
再生ターゲット温度－ＤＯＣ出口温度＞２００℃である時間が一定時間以上である場合（ステップＳ１０４で「Ｙ」の場合）、再生ターゲット温度リセット部１０４は、再生ターゲット温度をリセットし、再生状態をＷａｒｍＵｐ状態（ＴｏＷａｒｍＵｐ状態またはＷａｒｍＵｐ状態）からやり直すよう強制再生制御部１０３に指示を出し、昇温リセット回数を１だけ増分する（ステップＳ１０５）。昇温リセット回数は、再生要求が発生してから強制再生が終了するまでの期間に、再生状態が、ＴｏＴａｒｇｅｔ状態またはＴａｒｇｅｔ状態から、ＴｏＷａｒｍＵｐ状態またはＷａｒｍＵｐ状態へリセットされた回数（ＤＯＣ入口温度がライトオフ温度を下回るであろうと推定される温度からＤＯＣ入口温度がライトオフ温度を超えるであろうと推定される温度へＤＯＣ出口温度の昇温をやり直した回数）を表す。
一方、再生状態がＴｏＴａｒｇｅｔ状態でなく、かつ、Ｔａｒｇｅｔ状態でない場合（ステップＳ１０３で「Ｎ」の場合）、または、再生ターゲット温度－ＤＯＣ出口温度＞２００℃である時間が一定時間以上でない場合（ステップＳ１０４で「Ｎ」の場合）、再生ターゲット温度リセット部１０４は、再度、ステップＳ１０１以降の処理を実行する。
他方、強制再生中でない場合（強制再生が終了した場合）（ステップＳ１０３で「Ｎ」の場合）、再生ターゲット温度リセット部１０４は、昇温リセット回数を０に初期化して（ステップＳ１０６）、図５に示す処理を終了する。
次に、図２に示す再生状態判定部１０５について説明する。再生状態判定部１０５は、強制再生時にＤＯＣ出口温度がＴａｅｇｅｔ温度まで到達させられない場合に、温度制御がどのような状態であるのかを判定し、判定した結果や原因、対処方法等をユーザへ通知する。本実施形態では、強制再生時にＤＯＣ出口温度がＴａｅｇｅｔ温度まで到達させられない場合を、非効率再生（１）、非効率再生（２）および再生未完了の３通りの場合に分類している。
非効率再生（１）：排気温度（ＤＯＣ入口温度）はライトオフ温度に達しているが、ＤＯＣ５１の触媒が劣化しているため、ＤＯＣ５１でＨＣが燃焼せず、ＤＯＣ出口温度がＴａｒｇｅｔ温度（例えば５００℃）に達しない場合である。
非効率再生（２）：運転状態などにより、ＤＯＣ入口温度がライトオフ温度をまたいで頻繁に上下するため、ＨＣ噴射が頻繁に停止しＤＯＣ出口温度がＴａｒｇｅｔ温度に達しない場合である。
再生未完了：エンジンの故障などにより、排気温度がライトオフ温度（２５０℃）に到達しないため、ＨＣ噴射ができず、ＤＯＣ出口温度がＴａｒｇｅｔ温度に達しない場合である。
上記の場合分けをするため、再生状態判定部１０５は、図６に示すように、ＤＯＣ入口温度、ＤＯＣ出口温度、再生状態、再生ターゲット温度のリセット回数を含めて演算することにより、より細かく故障の状態等を判定する。また、再生状態判定部１０５は、所定の通知先に対して、判定結果を表す情報として例えば故障コードを通知したり、ユーザへの警告を表す情報を通知したりする。ここで、所定の通知先は、例えば、エンジン制御システム１０の稼働状態等を遠隔管理する外部のサーバ、ＷＥＢシステム上等で予め登録された外部の通知先等である。また、再生状態判定部１０５は、モニタ８を用いてユーザに対して判定結果に基づく一定の情報を通知してもよい。
図７を参照して、再生状態判定部１０５の動作例について説明する。図７に示す処理は、再生要求有りの場合に実行される。図７に示す処理が開始されると、再生状態判定部１０５は、まず、ＤＯＣ入口温度、ＤＯＣ出口温度および昇温リセット回数を取得する（ステップＳ２０１）。次に、再生状態判定部１０５は、再生が要求されてからの時間が２時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。この場合の２時間は、第１判定時間より長い第２判定時間の一例である。
再生が要求されてからの時間が２時間以上である場合（ステップＳ２０２で「Ｙ」の場合）、再生状態判定部１０５は、再生未完了の場合であると判定してエンジン故障で再生が開始されない旨等の通知を行い（ステップＳ２１０）、続いて定置手動再生を要求する（ステップＳ２１１）。ステップＳ２１１では、例えば、定置手動再生の要求に対する応答を一定時間待機し、例えば応答が無くかつＤＯＣ出口温度の上昇も無い場合に、さらに警告を出した後、図７に示す処理を終了する。
一方、再生が要求されてからの時間が２時間以上でない場合（ステップＳ２０２で「Ｎ」の場合）、再生状態判定部１０５は、昇温リセット回数に基づき、再生をＷａｒｍＵｐ状態からやり直した回数がＸ回以上（Ｘは任意の自然数）であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。再生をＷａｒｍＵｐからやり直した回数がＸ回以上である場合（ステップＳ２０３で「Ｙ」の場合）、再生状態判定部１０５は、非効率再生（２）の場合であると判定して警告等の通知を行い（ステップＳ２０７）、再生完了条件に達しているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。再生完了条件は、例えば、圧力差から推定されるＰＭ堆積量の推定値等を初期値として再生制御の温度変化等から推定されるＰＭ堆積量が所定のしきい値以下である場合、ＤＯＣ出口温度がＴａｒｇｅｔ温度－５０℃に達している時間が所定のしきい値以上である場合等である。再生完了条件に達している場合（ステップＳ２０５で「Ｙ」の場合）、再生状態判定部１０５は、強制再生を終了し（再生要求有りを無しに設定し）（ステップＳ２０６）、図７に示す処理を終了する。一方、再生完了条件に達していない場合（ステップＳ２０５で「Ｎ」の場合）、再生状態判定部１０５は、ステップＳ２０１以降の処理を再度実行する。
他方、再生をＷａｒｍＵｐからやり直した回数がＸ回以上でない場合（ステップＳ２０３で「Ｎ」の場合）、再生状態判定部１０５は、ＨＣドージング中にＤＯＣ出口温度がＴａｒｇｅｔ温度－５０℃以下である時間が１時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ここで、ＨＣドージング中とは、ＤＯＣ入口温度が、ＨＣドージング開始温度（例えばライトオフ温度あるいはライトオフ温度に所定の余裕を持たせた温度）に到達している状態が継続していることである。また、この場合の１時間は、第１判定時間の一例である。
ＨＣドージング中にＤＯＣ出口温度がＴａｒｇｅｔ温度－５０℃以下である時間が１時間以上である場合（ステップＳ２０４で「Ｙ」の場合）、再生状態判定部１０５は、非効率再生（１）の場合であると判定してＤＯＣ５１の故障の可能性がある旨等の通知を行い（ステップＳ２０８）、続いて定置手動再生を要求し（ステップＳ２０９）、強制再生を終了し（再生要求有りを無しに設定し）（ステップＳ２０６）、図７に示す処理を終了する。
一方、ＨＣドージング中にＤＯＣ出口温度がＴａｒｇｅｔ温度－５０℃以下である時間が１時間以上でない場合（ステップＳ２０４で「Ｎ」の場合）、再生状態判定部１０５は、再生完了条件に達しているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。再生完了条件に達している場合（ステップＳ２０５で「Ｙ」の場合）、再生状態判定部１０５は、強制再生を終了し（再生要求有りを無しに設定し）（ステップＳ２０６）、図７に示す処理を終了する。一方、再生完了条件に達していない場合（ステップＳ２０５で「Ｎ」の場合）、再生状態判定部１０５は、ステップＳ２０１以降の処理を再度実行する。
再生状態判定部１０５による判定条件、判定結果、対処方法等をまとめて図８に示した。
非効率再生（１）の場合、判定条件は、ＨＣドージング中にＤＯＣ出口温度がＴａｒｇｅｔ温度－５０℃以下である時間が１時間以上である。エンジン１の状態は、問題なしである。ＤＰＦ装置５の状態は、ＤＯＣ５１が劣化している可能性あり、である。エンジン１を搭載した車両の運転状態は、問題なしである。対処方法は、定置手動再生要求することである。定置手動再生を行っても解消しない場合は、ＤＰＦ装置５関連のトラブルシューティングを行うことである。トラブルシューティングとしては、例えば、ＤＯＣ効率の測定、ＤＯＣ乾燥運転などである。なお、ＤＯＣ効率は、（ＤＯＣによって変換された熱量／再生用に噴射されたＨＣの熱量）＊１００の数式にて求めることができる。また、ＤＯＣ乾燥運転とは、エンジン排気温度上昇制御＋再生用ＨＣ噴射無し、によりＤＯＣ入り口に付着した未燃燃料、ススを取り除く運転である。
非効率再生（２）の場合、判定条件は、再生をＷａｒｍＵｐ状態からやり直した回数がＸ回以上である。エンジン１の状態とＤＰＦ装置５の状態は、問題なしである。車両の運転状態は、負荷変動が大きく、ＤＯＣ入口温度が２５０℃を頻繁に下回っている、である。対処方法は、定置手動再生のリコメンドや、車両の運転状態が負荷変動が大きい状態であることの警告を行うこと（例えば、車両の運転状態を負荷変動が小さい状態に変化させことを勧告する等の通知を行うこと）である。
再生未完了の場合、判定条件は、再生が要求されてからの時間が２時間以上である。エンジンの状態は、故障が発生した状態や、ローアイドル状態（エンジンが停止しない最低回転数のアイドリング状態）で放置された状態、である。ローアイドル状態で放置された場合、結果としてライトオフ温度に到達せずに強制再生が開始できないということがあるが、例えば、再生状態判定部１０５による判定結果の通知先で動作状態（放置時間等）を確認することで原因特定が可能である。ＤＰＦ装置５の状態と車両の運転状態は、問題なしである。対処方法は、定置手動再生要求である。定置手動再生で解消しない場合はエンジンのトラブルシューティング（ＶＧＴ（可変容量ターボ）故障、エア漏れなど）を行うことである。
次に、図９を参照して、非効率再生（１）、非効率再生（２）および再生未完了の場合の、ＨＣドージング状態の変化について説明する。図９は、横軸を時間として、上から順に、非効率再生（１）、非効率再生（２）および再生未完了の場合のＨＣドージングの状態（実行中（制御中）または停止中）を示す。なお、図９では、時刻ｔ２１で強制再生が要求され、時刻ｔ２２で時刻ｔ２１から１時間が経過し、時刻ｔ２３で時刻ｔ２１から２時間が経過した状態を示す。
非効率再生（１）の場合、排気温度はライトオフ温度に継続して到達した状態であり、ＨＣドージングは継続して実行される。非効率再生（２）の場合、排気温度はライトオフ温度に断続的に到達した状態であり、ＨＣドージングは断続的に実行される。再生未完了の場合、排気温度はライトオフ温度に継続的に到達していない状態であり、ＨＣドージングは継続的に停止されている。ただし、この例では、再生未完了の場合、時刻ｔ２３の時間Ｔ２０前に排気温度がライトオフ温度に到達し、時刻ｔ２３の時間Ｔ２０前にＨＣドージングが実行された状態となっているが、時刻ｔ２３に達する前に再生完了条件は満足していない。
次に、図１０を参照して、強制再生が分断または中断された場合の再生状態判定部１０５の動作例について説明する。図１０に示す処理は、再生要求有りの場合に実行される。図１０に示す処理が開始されると、再生状態判定部１０５は、まず、ＤＯＣ出口温度、エンジン回転数、スス堆積量の推定値を取得する（ステップＳ３０１）。次に、再生状態判定部１０５は、再生停止条件になっているか否かを判定する（ステップＳ３０２）。再生停止条件は、例えば、キーオフによるエンジン停止（分断）、ユーザによる再生禁止（中断）等である。
再生停止条件になっている場合（ステップＳ３０２で「Ｙ」の場合）、再生状態判定部１０５は、再生停止条件が無くなるまで、ステップＳ３０１とステップＳ３０２の処理を繰り返し実行する。
一方、再生停止条件になっていない場合（ステップＳ３０２で「Ｎ」の場合）、再生状態判定部１０５は、強制再生を実行するよう強制再生制御部１０３に指示を出し（ステップＳ３０３）、再生完了条件に達しているか否かを判定する（ステップＳ３０４）。再生完了条件に達している場合（ステップＳ３０４で「Ｙ」の場合）、再生状態判定部１０５は、強制再生を終了し（再生要求有りを無しに設定し）（ステップＳ３０５）、図１０に示す処理を終了する。一方、再生完了条件に達していない場合（ステップＳ３０４で「Ｎ」の場合）、再生状態判定部１０５は、ステップＳ３０１以降の処理を再度実行する。
（作用・効果）
以上のように、本実施形態によれば、制御装置１００は、エンジン１の排気中の粒子状物質を捕集するＤＰＦ５２（フィルタ）と、ＤＰＦ５２の上流に設けられたＤＯＣ５１（酸化触媒）とを有し、ＤＯＣ５１の作用によってＤＰＦ５２を再生するＤＰＦ装置５（排気ガス後処理装置）において、排気の温度を強制的に上昇させる強制再生が実行されている場合、排気の温度が所定時間以上ライトオフ温度未満になったと推定される回数が所定のしきい値（Ｘ回）を超えたとき、エンジン１の運転状態に問題がある旨を通知する再生状態判定部１０５を備える。この構成によれば、強制再生中の運転状態等に問題があることを通知することができる。
なお、再生状態判定部１０５は、さらに、排気の温度がライトオフ温度以上であると推定される時間が第１判定時間（１時間）以上経過しても強制再生が完了していないと判定した場合、ＤＯＣ５１（酸化触媒）の故障の可能性がある旨を通知するようにすることができる。
また、再生状態判定部１０５は、さらに、強制再生が開始されてからの時間が、第１判定時間より長い第２判定時間（２時間）以上経過しても強制再生が完了していないと判定した場合、エンジンの故障の可能性がある旨を通知するようにすることができる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記実施形態は排気ガス後処理装置をＤＰＦ装置５で構成しているが、例えばさらに下流にＳＣＲ装置（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ装置（選択触媒還元装置））を設けたり、あるいは、例えば下流にＳＣＲ装置を設けてＤＰＦ装置５からＤＰＦ５２を省略したりしてもよい。また、制御装置１００が実行するプログラムの一部または全部は、コンピュータ読取可能な記録媒体あるいは通信回線を介して頒布することができる。
１…エンジン、３…排気管、５…ＤＰＦ装置、７…ＨＣドーザ、５１…ＤＯＣ、５２…ＤＰＦ、９４…ＤＯＣ入口温度センサ、９５…ＤＯＣ出口温度センサ、９６、９７…圧力センサ、１００…制御装置、１０５…再生状態判定部

Claims (4)

  1. エンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの上流に設けられた酸化触媒とを有し、前記酸化触媒の作用によって前記フィルタを再生する排気ガス後処理装置において、前記排気の温度を強制的に上昇させる強制再生が実行されている場合、
    前記排気の温度が所定時間以上ライトオフ温度未満になったと推定される回数が所定のしきい値を超えたとき、
    前記エンジンの運転状態に問題がある旨を通知する再生状態判定部を
    備える制御装置。
  2. 前記再生状態判定部は、さらに、前記排気の温度がライトオフ温度以上であると推定される時間が第１判定時間以上経過しても前記強制再生が完了していないと判定した場合、前記酸化触媒の故障の可能性がある旨を通知する
    請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記再生状態判定部は、さらに、前記強制再生が開始されてからの時間が、前記第１判定時間より長い第２判定時間以上経過しても前記強制再生が完了していないと判定した場合、前記エンジンの故障の可能性がある旨を通知する
    請求項２に記載の制御装置。
  4. エンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの上流に設けられた酸化触媒とを有し、前記酸化触媒の作用によって前記フィルタを再生する排気ガス後処理装置において、前記排気の温度を強制的に上昇させる強制再生が実行されている場合、
    前記排気の温度が所定時間以上ライトオフ温度未満になったと推定される回数が所定のしきい値を超えたとき、
    その旨を通知するステップを
    含む通知方法。
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