JP5307056B2

JP5307056B2 - エンジン装置

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Publication number: JP5307056B2
Application number: JP2010048792A
Authority: JP
Inventors: 康男野間; 太一富樫
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2030-03-05
Also published as: CN102859163B; JP2011185109A; KR20130037662A; US20120330531A1; KR101743093B1; US9222428B2; EP2543858A1; EP2543858B1; EP2543858A4; WO2011108366A1; CN102859163A

Description

本願発明は、例えばエンジン発電機、農作業機及び建設機械といった作業機に搭載されるエンジン装置に関するものである。

昨今、ディーゼルエンジン（以下単に、エンジンという）に関する高次の排ガス規制が適用されるのに伴い、エンジンが搭載されるエンジン発電機、農作業機及び建設機械等に、排気ガス中の大気汚染物質を浄化処理する排気ガス浄化装置を搭載することが要望されつつある。排気ガス浄化装置としては、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）が知られている（特許文献１及び２参照）。ＤＰＦは、排気ガス中の粒子状物質（以下、ＰＭという）等を捕集するためのものである。この場合、ＤＰＦにて捕集されたＰＭが規定量を超えると、ＤＰＦ内の流通抵抗が増大してエンジン出力の低下をもたらすため、排気ガスの昇温によってＤＰＦに堆積したＰＭを除去し、ＤＰＦのＰＭ捕集能力を回復させる（ＤＰＦを再生させる）こともよく行われている。

特開２０００−１４５４３０号公報特開２００３−２７９２２号公報

ところで、エンジンは、例えばエンジン発電機やコンプレッサ、農作業機並びに建設機械といった多種多様な作業機に搭載される。このため、ＤＰＦ付きエンジンにおいて、ＤＰＦの再生に要求される仕様（必要なエンジン補機等）は、搭載対象である作業機の種類によって様々であり、ＥＣＵにて実行されるＤＰＦ再生用の制御プログラムも作業機別に必要になる。従って、仮にエンジンの型式及びＥＣＵのハードウェアとしての仕様が同じであっても、ＥＣＵに記憶される制御プログラムが作業機別に異なるから、ＥＣＵの汎用性が低いという問題があった。また、メーカは、エンジン製造にあたり、種々のＥＣＵを作業機別に管理しなければならないばかりか、エンジン出荷後も、故障対応やメンテナンス用に作業機別のＥＣＵを部品在庫として保管せざるを得ない。従って、管理・保管コストも嵩むのであった。

そこで、本願発明は、このような現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供することを技術的課題とするものである。

請求項１の発明は、エンジンの排気経路に配置された排気ガス浄化装置と、前記エンジンの駆動を制御するＥＣＵとを備えているエンジン装置であって、前記排気ガス浄化装置に対する複数の再生モードのいずれかを選択的に実行する汎用再生プログラムと、任意の再生モードに対応するフラグテーブルとを記憶する書換可能な可変記憶手段を備えており、前記ＥＣＵが前記フラグテーブルに基づき選択される再生モードにて前記汎用再生プログラムを実行するというものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載したエンジン装置において、前記フラグテーブルを予め固定的に記憶した固定記憶手段を備えており、前記固定記憶手段と前記可変記憶手段との最初のアクセス時に、前記固定記憶手段に記憶された前記フラグテーブルが前記可変記憶手段に書き込まれるというものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載したエンジン装置において、前記複数の再生モードとして少なくとも、前記排気ガス浄化装置が再生可能な条件下で前記エンジンを駆動させる自己再生モードと、前記排気ガス浄化装置の詰まり程度が規定水準を超えた場合に自動的に排気ガスを昇温させる自動補助再生モードと、手動操作手段の入り操作によって前記排気ガス浄化装置の再生を許可する手動補助再生モードとを備えているというものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のうちいずれかに記載したエンジン装置において、前記汎用再生プログラムを実行するにあたり、前記排気ガス浄化装置の再生に関連するエンジン補機の故障診断の要否が前記フラグテーブルに対応して選択されるというものである。

請求項１の発明によると、エンジンの排気経路に配置された排気ガス浄化装置と、前記エンジンの駆動を制御するＥＣＵとを備えているエンジン装置であって、前記排気ガス浄化装置に対する複数の再生モードのいずれかを選択的に実行する汎用再生プログラムと、任意の再生モードに対応するフラグテーブルとを記憶する書換可能な可変記憶手段を備えており、前記ＥＣＵが前記フラグテーブルに基づき選択される再生モードにて前記汎用再生プログラムを実行するから、１種類の前記汎用再生プログラムにおいて前記フラグテーブルを変更するだけで、作業機の種類毎に異なる再生モードに対応可能となる。このため、多種多様な作業機に対して前記ＥＣＵの共用化（共通仕様化）を図れるという効果を奏する。つまり、前記ＥＣＵの汎用性向上というメリットと、前記ＥＣＵの各再生モードに対する適合性確保というメリットとを両立できるという効果を奏する。

また、様々な作業機の種類別に、前記排気ガス浄化装置の再生用プログラムを開発しなくて済み、コスト抑制に寄与するという利点もある。更に、プログラミングに特別な知識がなくても、前記フラグテーブルを変更するだけで、前記汎用再生プログラムを、作業機の種類別に対応したものに簡単に切換できるから、顧客（エンジン購入メーカ）の希望に沿ったエンジン装置の提供が容易になる。

請求項２の発明によると、請求項１に記載したエンジン装置において、前記フラグテーブルを予め固定的に記憶した固定記憶手段を備えており、前記固定記憶手段と前記可変記憶手段との最初のアクセス時に、前記固定記憶手段に記憶された前記フラグテーブルが前記可変記憶手段に書き込まれるものであるから、前記可変記憶手段に記憶された前記フラグテーブルを後から書き換えることによって、初期設定と異なる再生モードにてＤＰＦ再生制御を簡単に実行できることになる。従って、再生モードを変更したい場合に、前記フラグテーブルを例えば前記固定記憶手段の交換等にて一々削除したり、前記汎用再生プログラムを書き換えたりしなくて済み、様々な作業機のシステムに対処し易いという効果を奏する。例えば顧客にとっては、外部から購入したエンジンであるにも拘らず、自社仕様に適した設定に修正し易いのである。

請求項３の発明によると、請求項１又は２に記載したエンジン装置において、前記複数の再生モードとして少なくとも、前記排気ガス浄化装置が再生可能な条件下で前記エンジンを駆動させる自己再生モードと、前記排気ガス浄化装置の詰まり程度が規定水準を超えた場合に自動的に排気ガスを昇温させる自動補助再生モードと、手動操作手段の入り操作によって前記排気ガス浄化装置の再生を許可する手動補助再生モードとを備えているから、様々なタイプの作業機に適した複数の再生モードを、１種類のエンジン装置のシステムで対処できることになる。従って、顧客満足をより一層向上できるという効果を奏する。

請求項４の発明によると、請求項１〜３のうちいずれかに記載したエンジン装置において、前記汎用再生プログラムを実行するにあたり、前記排気ガス浄化装置の再生に関連するエンジン補機の故障診断の要否が前記フラグテーブルに対応して選択されるから、再生モードの違いによって前記エンジン補機の有無が変わっても、１種類の前記汎用再生プログラムだけで、必要な場合は前記エンジン補機の故障診断を実行できるし、不要な場合は前記エンジン補機の故障診断を省略できる。つまり、細かい設定操作等をしなくても、前記エンジン補機の有無に応じて故障診断の実行・省略を簡単に切換できるという効果を奏する。

エンジンの燃料系統説明図である。エンジン及び排気ガス浄化装置の関係を示す機能ブロック図である。出力特性マップの説明図である。各再生モードに対応したフラグテーブルの説明図であり、（ａ）は自己再生用フラグテーブル、（ｂ）は自動補助再生用フラグテーブル、（ｃ）は手動補助再生用フラグテーブルの図である。表示パネルの説明図である。ＤＰＦ再生制御についての基本プログラムの流れを示すフローチャートである。汎用再生プログラムの流れを示すフローチャートである。自己再生モードのフローチャートである。自動補助再生モードのフローチャートである。手動補助再生モードのフローチャートである。故障診断処理のフローチャートであり、（ａ）は自己再生モードに対応したもの、（ｂ）は自動及び手動補助再生モードに対応したものである。

以下に、本願発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（１）．エンジン及びその周辺の構造
まず、図１及び図２を参照しながら、エンジン及びその周辺の構造を説明する。図２に示すように、エンジン７０は４気筒型のディーゼルエンジンであり、上面にシリンダヘッド７２が締結されたシリンダブロック７５を備えている。シリンダヘッド７２の一側面には吸気マニホールド７３が接続されており、他側面には排気マニホールド７１が接続されている。シリンダブロック７５の側面のうち吸気マニホールド７３の下方には、エンジン７０の各気筒に燃料を供給するコモンレールシステム１１７が設けられている。吸気マニホールド７３の吸気上流側に接続された吸気管７６には、エンジン７０の吸気圧（吸気量）を調節するための吸気絞り装置８１とエアクリーナ（図示省略）とが接続される。

図１に示すように、エンジン７０における４気筒分の各インジェクタ１１５に、コモンレールシステム１１７及び燃料供給ポンプ１１６を介して、燃料タンク１１８が接続される。各インジェクタ１１５は電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ１１９を備えている。コモンレールシステム１１７は円筒状のコモンレール１２０を備えている。燃料供給ポンプ１１６の吸入側には、燃料フィルタ１２１及び低圧管１２２を介して燃料タンク１１８が接続されている。燃料タンク１１８内の燃料が燃料フィルタ１２１及び低圧管１２２を介して燃料供給ポンプ１１６に吸い込まれる。実施形態の燃料供給ポンプ１１６は吸気マニホールド７３の近傍に配置されている。一方、燃料供給ポンプ１１６の吐出側には、高圧管１２３を介してコモンレール１２０が接続されている。コモンレール１２０には、４本の燃料噴射管１２６を介して、４気筒分のインジェクタ１１５が接続されている。

上記の構成において、燃料タンク１１８の燃料は燃料供給ポンプ１１６によってコモンレール１２０に圧送され、高圧の燃料がコモンレール１２０に蓄えられる。各燃料噴射バルブ１１９がそれぞれ開閉制御されることによって、コモンレール１２０内の高圧の燃料が各インジェクタ１１５からエンジン７０の各気筒に噴射される。すなわち、各燃料噴射バルブ１１９を電子制御することによって、各インジェクタ１１５から供給される燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間（噴射量）が高精度にコントロールされる。従って、エンジン７０からの窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減できると共に、エンジン７０の騒音振動を低減できる。

なお、図１に示すように、燃料タンク１１８には、燃料戻り管１２９を介して燃料供給ポンプ１１６が接続されている。円筒状のコモンレール１２０の長手方向の端部に、コモンレール１２０内の燃料の圧力を制限する戻り管コネクタ１３０を介して、コモンレール戻り管１３１が接続されている。すなわち、燃料供給ポンプ１１６の余剰燃料とコモンレール１２０の余剰燃料とが、燃料戻り管１２９及びコモンレール戻り管１３１を介して燃料タンク１１８に回収されることになる。

排気マニホールド７１の排気下流側に接続された排気管７７には、エンジン７０の排気圧を調節するための排気絞り装置８２と、排気ガス浄化装置の一例であるディーゼルパティキュレートフィルタ５０（以下、ＤＰＦという）とが接続される。各気筒から排気マニホールド７１に排出された排気ガスは、排気管７７、排気絞り装置８２及びＤＰＦ５０を経由して浄化処理をされてから外部に放出される。

ＤＰＦ５０は、排気ガス中の粒子状物質（以下、ＰＭという）等を捕集するためのものである。実施形態のＤＰＦ５０は、耐熱金属材料製のケーシング５１内にある略筒型のフィルタケース５２に、例えば白金等のディーゼル酸化触媒５３とスートフィルタ５４とを直列に並べて収容してなるものである。実施形態では、フィルタケース５２内のうち排気上流側にディーゼル酸化触媒５３が配置され、排気下流側にスートフィルタ５４が配置されている。スートフィルタ５４は、多孔質な（ろ過可能な）隔壁にて区画された多数のセルを有するハニカム構造になっている。

ケーシング５１の一側部には、排気管７６のうち排気絞り装置８２より排気下流側に連通する排気導入口５５が設けられている。ケーシング５１の一端部は第１底板５６にて塞がれ、フィルタケース５２のうち第１底板５６に臨む一端部は第２底板５７にて塞がれている。ケーシング５１とフィルタケース５２との間の環状隙間、並びに両底板５６，５７間の隙間には、ガラスウールのような断熱材５８がディーゼル酸化触媒５３及びスートフィルタ５４の周囲を囲うように充填されている。ケーシング５１の他側部は２枚の蓋板５９，６０にて塞がれていて、これら両蓋板５９，６０を略筒型の排気排出口６１が貫通している。また、両蓋板５９，６０の間は、フィルタケース５２内に複数の連通管６２を介して連通する共鳴室６３になっている。

ケーシング５１の一側部に形成された排気導入口５５には排気ガス導入管６５が挿入されている。排気ガス導入管６５の先端は、ケーシング５１を横断して排気導入口５５と反対側の側面に突出している。排気ガス導入管６５の外周面には、フィルタケース５２に向けて開口する複数の連通穴６６が形成されている。排気ガス導入管６５のうち排気導入口５５と反対側の側面に突出する部分は、これに着脱可能に螺着された蓋体６７にて塞がれている。

ＤＰＦ５０には、検出手段の一例として、スートフィルタ５４の詰まり状態を検出する差圧センサ６８が設けられている。実施形態の差圧センサ６８は、ＤＰＦ５０内におけるスートフィルタ５４を挟んだ上下流間の圧力差（差圧）を検出するものである。この場合、排気ガス導入管６５の蓋体６７に、差圧センサ６８を構成する上流側排気圧センサ６８ａが装着され、スートフィルタ５４と共鳴室６３との間に、下流側排気圧センサ６８ｂが装着されている。ＤＰＦ５０上下流間の圧力差とＤＰＦ５０内のＰＭ堆積量との間に一定の法則性があることはよく知られている。実施形態では、差圧センサ６８にて検出される圧力差から、ＤＰＦ５０内のＰＭ堆積量を推定し、当該推定結果に基づいて吸気絞り装置８１、排気絞り装置８２並びにコモンレール１２０を作動させることにより、スートフィルタ５４の再生制御（ＤＰＦ再生制御）が実行される。

なお、スートフィルタ５４の詰まり状態を検出するのは、差圧センサ６８に限らず、ＤＰＦ５０内におけるスートフィルタ５４上流側の圧力を検出する排気圧センサであってもよい。排気圧センサを採用した場合は、スートフィルタ５４にＰＭが堆積していない新品時のスートフィルタ５４上流側の圧力（基準圧力）と、排気圧センサにて検出された現在の圧力とを比較することによって、スートフィルタ５４の詰まり状態を判断することになる。

上記の構成において、エンジン５からの排気ガスは、排気導入口５５を介して排気ガス導入管６５に入って、排気ガス導入管６５に形成された各連通穴６６からフィルタケース５２内に噴出し、フィルタケース５２内の広い領域に分散したのち、ディーゼル酸化触媒５３からスートフィルタ５４の順に通過して浄化処理される。排気ガス中のＰＭは、この段階でスートフィルタ５４における各セル間の多孔質な仕切り壁を通り抜けできずに捕集される。その後、ディーゼル酸化触媒５３及びスートフィルタ５４を通過した排気ガスが排気排出口６１から放出される。

排気ガスがディーゼル酸化触媒５３及びスートフィルタ５４を通過するに際して、排気ガス温度が再生可能温度（例えば約３００℃）を超えていれば、ディーゼル酸化触媒５３の作用にて、排気ガス中のＮＯ（一酸化窒素）が不安定なＮＯ_２（二酸化窒素）に酸化する。そして、ＮＯ_２がＮＯに戻る際に放出するＯ（酸素）にて、スートフィルタ５４に堆積したＰＭを酸化除去することにより、スートフィルタ５４のＰＭ捕集能力が回復する（スートフィルタ５４（ＤＰＦ５０）が再生する）ことになる。

（２）．エンジンの制御関連の構成
次に、図１〜図５を参照しながら、エンジン７０の制御関連の構成を説明する。図１に示す如く、エンジン７０における各気筒の燃料噴射バルブ１１９を作動させるＥＣＵ１１を備えている。ＥＣＵ１１は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵ３１の他、各種データを予め固定的に記憶した固定記憶手段としてのＲＯＭ３２、後述する複数の再生モードのいずれかを選択的に実行する汎用再生プログラムＧＰＭ等を記憶する書換可能な可変記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ３３、各種データを一時的に記憶させるＲＡＭ３４、時間計測用のタイマ３５、及び入出力インターフェイス等を備えており、エンジン７０又はその近傍に配置される。

ＥＣＵ１１の入力側には、少なくともコモンレール１２０内の燃料圧力を検出するレール圧センサ１２と、燃料ポンプ１１６を回転又は停止させる電磁クラッチ１３と、エンジン７０の回転速度（クランク軸７４のカムシャフト位置）を検出するエンジン速度センサ１４と、インジェクタ１１５の燃料噴射回数（１行程の燃料噴射期間中の回数）を検出及び設定する噴射設定器１５と、スロットルレバー又はアクセルペダルといったアクセル操作具（図示省略）の操作位置を検出するスロットル位置センサ１６と、吸気経路中の吸気温度を検出する吸気温度センサ１７と、排気経路中の排気ガス温度を検出する排気温度センサ１８と、エンジン７０の冷却水温度を検出する冷却水温度センサ１９と、コモンレール１２０内の燃料温度を検出する燃料温度センサ２０と、後述する手動補助再生モードの実行の可否を選択操作する手動操作手段としての再生スイッチ２１と、差圧センサ６８（上流側排気圧センサ６８ａ及び下流側排気圧センサ６８ｂ）とが接続されている。

ＥＣＵ１１の出力側には、少なくとも４気筒分の各燃料噴射バルブ１１９の電磁ソレノイドがそれぞれ接続されている。すなわち、コモンレール１２０に蓄えた高圧燃料が燃料噴射圧力、噴射時期及び噴射期間等を制御しながら、１行程中に複数回に分けて燃料噴射バルブ１１９から噴射されることによって、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑えると共に、すすや二酸化炭素等の発生も低減した完全燃焼を実行し、燃費を向上させるように構成されている。

また、ＥＣＵ１１の出力側には、エンジン７０の吸気圧（吸気量）を調節するための吸気絞り装置８１、エンジン７０の排気圧を調節するための排気絞り装置８２、ＥＣＵ１１の故障を警告報知するＥＣＵ故障ランプ２２、排気ガス温度の異常高温を報知する排気温度警告ランプ２３、及び、後述する各再生モードの実行に伴い点灯する再生ランプ２４が接続されている。各ランプ２２〜２４の明滅に関するデータは予めＥＣＵ１１のＥＥＰＲＯＭ３３に記憶されている。なお、図５に示すように、再生スイッチ２１及び各ランプ２２〜２４は、エンジン搭載対象の作業機に設けられた計器パネル４０に設けられている。

ＥＣＵ１１のＥＥＰＲＯＭ３３には、エンジン７０の回転速度ＮとトルクＴ（負荷）との関係を示す出力特性マップＭ（図３参照）が予め記憶されている。ＥＥＰＲＯＭ３３には、ＤＰＦ５０再生制御についてのメインプログラムＭＰＭ（図６参照）、及び複数の再生モードのいずれかを選択的に実行する汎用再生プログラムＧＰＭ（図７参照）も予め記憶されている。これらプログラムＭＰＭ，ＧＰＭの流れについては後述する。

出力特性マップＭは実験等にて求められる。図３に示す出力特性マップＭでは、回転速度Ｎを横軸に、トルクＴを縦軸に採っている。出力特性マップＭは、上向き凸に描かれた実線Ｔｍｘで囲まれた領域である。実線Ｔｍｘは、各回転速度Ｎに対する最大トルクを表した最大トルク線である。この場合、エンジン７０の型式が同じであれば、ＥＣＵ１１に記憶される出力特性マップＭはいずれも同一（共通）のものになる。図３に示すように、出力特性マップＭは、排気ガス温度が再生境界温度（約３００℃程度）の場合における回転速度ＮとトルクＴとの関係を表した境界ラインＢＬによって上下に分断される。境界ラインＢＬを挟んで上側の領域は、スートフィルタ５４に堆積したＰＭを酸化除去できる（酸化触媒５３の酸化作用が働く）再生可能領域であり、下側の領域は、ＰＭが酸化除去されずにスートフィルタ５４に堆積する再生不能領域である。

ＥＣＵ１１は基本的に、エンジン速度センサ１４にて検出される回転速度Ｎとスロットル位置センサ１６にて検出されるスロットル位置とからトルクＴを求め、トルクＴと出力特性マップＭとを用いて目標燃料噴射量を演算し、当該演算結果に基づきコモンレールシステム１１７を作動させるという燃料噴射制御を実行するように構成されている。ここで、燃料噴射量は、各燃料噴射バルブ１１９の開弁期間を調節して、各インジェクタ１１５への噴射期間を変更することによって調節される。

ＥＣＵ１１のＲＯＭ３２には、ＤＰＦ５０再生制御に関する各再生モードに対応するフラグテーブルＦＴが予め記憶されている。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、フラグテーブルＦＴは再生モードの種類別に存在するものであり、再生モードの識別因子としての役割を担っている。実施形態のＲＯＭ３２には、再生モードの種類別、すなわち、エンジン搭載対象である作業機に対応した１種類のフラグテーブルＦＴが、ＥＣＵ１１に通信端末線を介して接続されるＲＯＭライタ等の外部ツール３９を用いて、エンジン出荷前（エンジン製造時）に書き込まれる。

エンジン装置において実行される再生モードとしては少なくとも、ＤＰＦ５０が再生可能な条件下でエンジン７０を駆動させる自己再生モードと、ＤＰＦ５０の詰まり程度が規定水準を超えた場合に自動的に排気ガスを昇温させる自動補助再生モードと、再生スイッチ２１の入り操作によってＤＰＦ５０の再生を許可する手動補助再生モードとがある。自己再生モードは主に、ほぼ一定の回転速度Ｎ及びトルクＴにてエンジン７０を駆動させるエンジン発電機等の作業機において用いられる。自動補助再生モードは主に、コンバインやトラクタ等の一般的な作業機において用いられる。手動補助再生モードは主に、エンジン音を頼りに緻密作業を実行する油圧ショベル等の作業機において用いられる。ここで、自己再生モードにおける「再生可能な条件下」とは、エンジン７０における回転速度ＮとトルクＴとの関係が、出力特性マップＭの再生可能領域（境界ラインＢＬを挟んで上側の領域）にあり、ＤＰＦ５０内でのＰＭ酸化量がＰＭ捕集量を上回る程度に、エンジン７０の排気ガス温度が高い状態を意味している。

従って、エンジン搭載対象が例えばエンジン発電機の場合、ＲＯＭ３２には、自己再生モードに対応した自己再生用フラグテーブルＦＴ１（図４（ａ）参照）が記憶される。エンジン搭載対象が例えばコンバインの場合、ＲＯＭ３２には、自動補助再生モードに対応した自動補助再生用フラグテーブルＦＴ２（図４（ｂ）参照）が記憶される。エンジン搭載対象が例えば油圧ショベルの場合、ＲＯＭ３２には、手動補助再生モードに対応した手動補助再生用フラグテーブルＦＴ３（図４（ｃ）参照）が記憶される。なお、上記説明のように、フラグテーブルを種類別に表現する場合は、符号ＦＴに数字を付すことによって、それぞれ対応する再生モードとの関係を示し、フラグテーブルをまとめて表現したり任意のフラグテーブルを表現したりする際は、数字を外した「ＦＴ」を用いることとする。

ＲＯＭ３２に記憶された１種類のフラグテーブルＦＴは、ＲＯＭ３２とＥＥＰＲＯＭ３３との最初のアクセス時、すなわち、初めて作業機に電源投入してＲＯＭ３２及びＥＥＰＲＯＭ３３が電気的に接続されたときに、ＥＥＰＲＯＭ３３側に書き込まれる（コピーされる）。当該書き込みプロセスは、ＥＣＵ１１がメインプログラムＭＰＭを実行する際に行われる（図６参照）。ＥＣＵ１１は、ＥＥＰＲＯＭ３３側に書き込まれたフラグテーブルＦＴに基づき再生モードを選択し、当該選択された再生モードにて汎用再生プログラムＧＰＭを実行することになる（図７参照）。

（３）．メイン処理の態様
次に、図６のフローチャートを参照しながら、ＥＣＵ１１によるＤＰＦ再生制御のメイン処理の一例について説明する。図６のフローチャートにて示すアルゴリズムは、ＥＥＰＲＯＭ３３にメインプログラムＭＰＭとして記憶されていて、ＲＡＭ３４に呼び出されてからＣＰＵ３１にて実行される。この場合、作業機の電源投入によってメインプログラムＭＰＭが起動し、ＲＯＭ３２とＥＥＰＲＯＭ３３とのアクセスが初めてであれば（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＲＯＭ３２に記憶された１種類のフラグテーブルＦＴを、ＥＥＰＲＯＭ３３側に書き込む（Ｓ２）。次いで、汎用再生プログラムＧＰＭを呼び出して、ＥＥＰＲＯＭ３３側に書き込まれたフラグテーブルＦＴに基づき再生モードを選択し、当該選択された再生モードにて、汎用再生プログラムＧＰＭに基づくループ処理（ＤＰＦ再生制御）を実行する（Ｓ３）。その後、ＥＣＵ１１に外部ツール３９が接続されていれば、外部ツール３９を用いて、ＥＥＰＲＯＭ３３に記憶されているデータ（フラグテーブルＦＴや汎用再生プログラムＧＰＭ等）を書き換えたりする更新処理を実行する（Ｓ４）。

上記の制御によると、ＥＥＰＲＯＭ３３に記憶されたフラグテーブルＦＴを後から書き換えることによって、初期設定と異なる再生モードにてＤＰＦ再生制御を簡単に実行できるから、再生モードを変更したい場合に、フラグテーブルＦＴを例えばＲＯＭ３２の交換等にて一々削除したり、汎用再生プログラムＧＰＭを書き換えたりしなくて済む。従って、様々な作業機のシステムに対処し易いという効果を奏する。例えば顧客（エンジン購入メーカ）にとっては、外部から購入したエンジン７０であるにも拘らず、自社仕様に適した設定に修正し易いのである。

（４）．ループ処理の第１実施例
次に、図７、図８及び図１１のフローチャートを参照しながら、ＥＣＵ１１によるＤＰＦ再生制御のループ処理の第１実施例について説明する。第１実施例は、自己再生モードを実行するタイプの作業機（例えばエンジン発電機等）にエンジン７０を搭載した場合を示している。この種の作業機では、ほぼ一定の回転速度Ｎ及びトルクＴにてエンジン７０を駆動させるから、ＤＰＦ５０内でのＰＭ酸化量がＰＭ捕集量を上回る程度に、エンジン７０の排気ガス温度が高温になっている。このような点を考慮して、第１実施例のエンジン装置では、吸気絞り装置８１、排気絞り装置８２及び再生スイッチ２１が省略されている。

図７、図８及び図１１のフローチャートにて示すアルゴリズムは、ＥＥＰＲＯＭ３３に汎用再生プログラムＧＰＭとして記憶されている。図８の自己再生モードのフローチャート、及び図１１（ａ）（ｂ）の故障診断処理のフローチャートはいずれも、汎用再生プログラムＧＰＭのサブルーチンである。汎用再生プログラムＧＰＭは、ＥＥＰＲＯＭ３３からＲＡＭ３４に読み出されてＣＰＵ３１にて実行される。なお、汎用再生プログラムＧＰＭは、再生モードの違いによってサブルーチン（図８〜図１１参照）が変わるものの、後述する第２及び第３実施例でも共通のものが用いられる。

第１実施例のループ処理ではまず、ＥＥＰＲＯＭ３３から読み出された自己再生用フラグテーブルＦＴ１中のモード選択フラグＲＧＭＯＤの値を判別する（Ｓ１１）。第１実施例では、モード選択フラグＲＧＭＯＤの値が「０」であるから、図８に示す自己再生モードのサブルーチンを呼び出して、自己再生処理を実行する（Ｓ１２）。自己再生モードのサブルーチンでは、ＤＰＦ５０が「再生可能な条件下」にあるか否かを判別し（Ｓ２０１）、「再生可能な条件下」にあれば（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、計器パネル４０上の再生ランプ２４を点灯させ（Ｓ２０２）、ＤＰＦ５０の自己再生が順調である旨をオペレータに知らせる。それから、ループ処理のメインルーチンに戻り、モード選択フラグＲＧＭＯＤの値をもう一度判別し（Ｓ１５）。この場合はＲＧＭＯＤ＝「０」だから、図１１（ａ）に示すサブルーチンを呼び出して、第１故障診断処理を実行する（Ｓ１６）。前述の通り、自己再生モードを実行するタイプの作業機には、ＤＰＦ５０の再生に利用されるエンジン補機、すなわち、吸気及び排気絞り装置８１，８２が省略されているため、故障診断の対象となる機器が存在しない。従って、図１１（ａ）のフローチャートに示すように、第１故障診断処理では何もせずに終了し、ループ処理のメインルーチンに戻って完了する。

（５）．ループ処理の第２実施例
次に、図９のフローチャートを参照しながら、ＥＣＵ１１によるＤＰＦ再生制御のループ処理の第２実施例について説明する。第２実施例は、自動補助再生モードを実行するタイプの作業機（例えばコンバイン等）にエンジン７０を搭載した場合を示している。自動補助再生モードでは、ＤＰＦ５０の詰まり程度が規定水準を超えた場合に自動的に排気ガスを昇温させるから、第２実施例のエンジン装置では、吸気及び排気絞り装置８１，８２を備えているものの、再生モードを実行するか否かをオペレータの意思で選択する再生スイッチ２１が省略されている。

第２実施例のループ処理においては、モード選択フラグＲＧＭＯＤの値が「１」であるから、図９に示す自動補助再生モードのサブルーチンを呼び出して、自動補助再生処理を実行する（Ｓ１３）。自動補助再生モードのサブルーチンではまず、差圧センサ６８からの検出結果に基づきＤＰＦ５０内のＰＭ堆積量を推定し（Ｓ３０１）、当該推定結果が限界量（規定水準）を超えたか否かを判別する（Ｓ３０２）。限界量を超えていれば（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、超過してからの時間をタイマ３５にて計測開始し（Ｓ３０３）、所定時間（例えば１０秒）を経過するまでは（Ｓ３０４：ＮＯ）、再生ランプ２４を点滅させ（Ｓ３０５）、オペレータにＤＰＦ５０の再生を予告しておく。

所定時間を経過したら（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、タイマ３５による計測を終了して再生ランプ２４を点灯させ（Ｓ３０６）、ＥＥＰＲＯＭ３３から読み出された自動補助再生用フラグテーブルＦＴ２中の吸気絞りフラグＩＮＴＳＬＴの値を判別する（Ｓ３０７）。第２実施例では、吸気絞り装置８１を備えていてＩＮＴＳＬＴ＝「１」であるから、吸気絞り装置８１の開度を所定開度まで閉弁して各気筒への吸気量を制限する（Ｓ３０８）。それから、排気絞りフラグＯＵＴＳＬＴの値を判別する（Ｓ３０９）。第２実施例では、排気絞り装置８２を備えていてＯＵＴＳＬＴ＝「１」であるから、排気絞り装置８２の開度を所定開度まで閉弁して排気ガスの排出を抑制する（Ｓ３１０）。

次いで、ポスト噴射フラグＡＰＳＴＩＮＪの値を判別する（Ｓ３１１）。ここで、ポスト噴射とは、排気経路に高圧燃料を送るためにメイン噴射後に行われる燃料噴射のことである。排気経路に送られた高圧燃料は主としてＤＰＦ５０内のＰＭを燃焼させるため、ＤＰＦ５０を再生できる。第２実施例では、燃料噴射装置としてコモンレール１２０を備えていてＡＰＳＴＩＮＪ＝「１」であるから、コモンレール１２０によってポスト噴射を実行する（Ｓ３１２）。このように自動再生補助モードでは、吸気量及び排気量の制限によってエンジン負荷を増大させて排気ガスを昇温させたり、ポスト噴射によってＤＰＦ５０内のＰＭを直接燃焼させたりする。その結果、ＤＰＦ５０内のＰＭが除去され、ＤＰＦ５０（スートフィルタ５４）のＰＭ捕集能力が回復する。

それから、ループ処理のメインルーチンに戻り、モード選択フラグＲＧＭＯＤの値をもう一度判別し（Ｓ１５）。この場合はＲＧＭＯＤ＝「１」だから、図１１（ｂ）に示すサブルーチンを呼び出して、第２故障診断処理を実行する（Ｓ１７）。第２実施例では吸気及び排気絞り装置８１，８２の両方を備えているため、第２故障診断処理においては、吸気絞りフラグＩＮＴＳＬＴの値を判別する（Ｓ５０１）。この場合もＩＮＴＳＬＴ＝「１」だから、吸気絞り装置８１の故障診断を実行する（Ｓ５０２）。次いで、排気絞りフラグＯＵＴＳＬＴの値を判別する（Ｓ５０３）。この場合もＯＵＴＳＬＴ＝「１」だから、吸気絞り装置８１の故障診断を実行する（Ｓ５０４）。各絞り装置８１，８２の故障診断としては、例えば各絞り装置８１，８２を開閉作動させて、その作動状態が正常であるか否かを検出結果から確認すればよい。その後、ループ処理のメインルーチンに戻って完了する。

（６）．ループ処理の第３実施例
次に、図１０のフローチャートを参照しながら、ＥＣＵ１１によるＤＰＦ再生制御のループ処理の第３実施例を説明する。第３実施例は、手動補助再生モードを実行するタイプの作業機（例えば油圧ショベル等）にエンジン７０を搭載した場合を示している。手動補助再生モードでは、再生スイッチ２１の入り操作によってＤＰＦ５０の再生を許可するから、第３実施例のエンジン装置では、吸気及び排気絞り装置８１，８２だけでなく、再生スイッチ２１も備えている。

第３実施例のループ処理においては、モード選択フラグＲＧＭＯＤの値が「２」であるから、図１０に示す手動補助再生モードのサブルーチンを呼び出して、手動補助再生処理を実行する（Ｓ１４）。手動補助再生モードのサブルーチンではまず、差圧センサ６８からの検出結果に基づきＤＰＦ５０内のＰＭ堆積量を推定し（Ｓ４０１）、当該推定結果が限界量（規定水準）を超えたか否かを判別する（Ｓ４０２）。限界量を超えていれば（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、再生ランプ２４を点滅させ（Ｓ４０３）、ＤＰＦ５０の詰まり状態が限界量を超えている旨をオペレータに知らせる。

次いで、再生スイッチ２４を入り操作したら（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、再生ランプ２４を点灯させ（Ｓ４０５）、ＥＥＰＲＯＭ３３から読み出された手動補助再生用フラグテーブルＦＴ３中の吸気絞りフラグＩＮＴＳＬＴの値を判別する（Ｓ４０６）。ステップＳ４０６〜Ｓ４１１の流れは、第２実施例にて説明した自動補助再生モードのステップＳ３０７〜Ｓ３１２の流れと同じであるから、その詳細な説明を省略する。ステップＳ４１１の後は、ループ処理のメインルーチンに戻り、モード選択フラグＲＧＭＯＤの値をもう一度判別し（Ｓ１５）。この場合はＲＧＭＯＤ＝「２」だから、図１１（ｂ）に示すサブルーチンを呼び出して、第２故障診断処理を実行する（Ｓ１７）。その後、ループ処理のメインルーチンに戻って完了する。

（７）．まとめ
上記の記載並びに図１〜図７から明らかなように、エンジン７０の排気経路に配置された排気ガス浄化装置５０と、前記エンジン７０の駆動を制御するＥＣＵ１１とを備えているエンジン装置であって、前記排気ガス浄化装置５０に対する複数の再生モードのいずれかを選択的に実行する汎用再生プログラムＧＰＭと、任意の再生モードに対応するフラグテーブルＦＴとを記憶する書換可能な可変記憶手段３３を備えており、前記ＥＣＵ１１が前記フラグテーブルＦＴに基づき選択される再生モードにて前記汎用再生プログラムＧＰＭを実行するから、１種類の前記汎用再生プログラムＧＰＭにおいて前記フラグテーブルＦＴを変更するだけで、作業機の種類毎に異なる再生モードに対応可能となる。このため、多種多様な作業機に対して前記ＥＣＵ１１の共用化（共通仕様化）を図れるという効果を奏する。つまり、前記ＥＣＵ１１の汎用性向上というメリットと、前記ＥＣＵ１１の各再生モードに対する適合性確保というメリットとを両立できるという効果を奏する。

また、様々な作業機の種類別に、前記排気ガス浄化装置５０の再生用プログラムを開発しなくて済み、コスト抑制に寄与するという利点もある。更に、プログラミングに特別な知識がなくても、前記フラグテーブルＦＴを変更するだけで、前記汎用再生プログラムＧＰＭを、作業機の種類別に対応したものに簡単に切換できるから、顧客（エンジン購入メーカ）の希望に沿ったエンジン装置の提供が容易になる。

上記の記載並びに図１〜図６から明らかなように、前記フラグテーブルＦＴを予め固定的に記憶した固定記憶手段３２を備えており、前記固定記憶手段３２と前記可変記憶手段３３との最初のアクセス時に、前記固定記憶手段３２に記憶された前記フラグテーブルＦＴが前記可変記憶手段３３に書き込まれるため、前記可変記憶手段３３に記憶された前記フラグテーブルＦＴを後から書き換えることによって、初期設定と異なる再生モードにてＤＰＦ再生制御を簡単に実行できることになる。従って、再生モードを変更したい場合に、前記フラグテーブルＦＴを例えば前記固定記憶手段３２の交換等にて一々削除したり、前記汎用再生プログラムＧＰＭを書き換えたりしなくて済み、様々な作業機のシステムに対処し易いという効果を奏する。例えば顧客にとっては、外部から購入したエンジン７０であるにも拘らず、自社仕様に適した設定に修正し易いのである。

上記の記載並びに図１〜図１０から明らかなように、前記複数の再生モードとして少なくとも、前記排気ガス浄化装置５０が再生可能な条件下で前記エンジン７０を駆動させる自己再生モードと、前記排気ガス浄化装置５０の詰まり程度が規定水準を超えた場合に自動的に排気ガスを昇温させる自動補助再生モードと、手動操作手段２４の入り操作によって前記排気ガス浄化装置５０の再生を許可する手動補助再生モードとを備えているから、様々なタイプの作業機に適した複数の再生モードを、１種類のエンジン装置のシステムで対処できることになる。従って、顧客満足をより一層向上できるという効果を奏する。

上記の記載並びに図１〜図１１から明らかなように、前記汎用再生プログラムＧＰＭを実行するにあたり、前記排気ガス浄化装置５０の再生に関連するエンジン補機８１，８２の故障診断の要否が前記フラグテーブルＦＴに対応して選択されるから、再生モードの違いによって前記エンジン補機８１，８２の有無が変わっても、１種類の前記汎用再生プログラムＧＰＭだけで、必要な場合は前記エンジン補機８１，８２の故障診断を実行できるし、不要な場合は前記エンジン補機８１，８２の故障診断を省略できる。つまり、細かい設定操作等をしなくても、前記エンジン補機８１，８２の有無に応じて故障診断の実行・省略を簡単に切換できるという効果を奏する。

（８）．その他
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えばエンジン装置の燃料噴射装置はコモンレール式のものに限らず、電子ガバナ式のものでもよい。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

ＦＴフラグテーブル
ＧＰＭ汎用再生プログラム
１１ＥＣＵ
２１再生スイッチ（手動操作手段）
２４再生ランプ
３１ＣＰＵ
３２ＲＯＭ（固定記憶手段）
３３ＥＥＰＲＯＭ（可変記憶手段）
５０ＤＰＦ（排気ガス浄化装置）
７０エンジン
１２０コモンレール

Claims

エンジンの排気経路に配置された排気ガス浄化装置と、前記エンジンの駆動を制御するＥＣＵとを備えているエンジン装置であって、
前記排気ガス浄化装置に対する複数の再生モードのいずれかを選択的に実行する汎用再生プログラムと、任意の再生モードに対応するフラグテーブルとを記憶する書換可能な可変記憶手段を備えており、前記ＥＣＵが前記フラグテーブルに基づき選択される再生モードにて前記汎用再生プログラムを実行する、
エンジン装置。
前記フラグテーブルを予め固定的に記憶した固定記憶手段を備えており、前記固定記憶手段と前記可変記憶手段との最初のアクセス時に、前記固定記憶手段に記憶された前記フラグテーブルが前記可変記憶手段に書き込まれる、
請求項１に記載したエンジン装置。
前記複数の再生モードとして少なくとも、前記排気ガス浄化装置が再生可能な条件下で前記エンジンを駆動させる自己再生モードと、前記排気ガス浄化装置の詰まり程度が規定水準を超えた場合に自動的に排気ガスを昇温させる自動補助再生モードと、手動操作手段の入り操作によって前記排気ガス浄化装置の再生を許可する手動補助再生モードとを備えている、
請求項１又は２に記載したエンジン装置。
前記汎用再生プログラムを実行するにあたり、前記排気ガス浄化装置の再生に関連するエンジン補機の故障診断の要否が前記フラグテーブルに対応して選択される、
請求項１〜３のうちいずれかに記載したエンジン装置。