JP5540130B2

JP5540130B2 - 排気浄化装置

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Publication number: JP5540130B2
Application number: JP2013078739A
Authority: JP
Inventors: 宏司増田
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2028-04-18
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Description

本発明は、ディーゼルエンジン用の排気浄化装置に関する。

従来、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中に含まれるパティキュレートを収集する技術として、ディーゼルエンジンの排気通路途中にディーゼルパティキュレートフィルタを有するディーゼルエンジン用排気浄化装置を装備することが知られている。前記ディーゼルパティキュレートフィルタは、セラミック等からな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構成され、各流路を区画する多孔質壁を透過した排気ガスのみが下流へ排出される。排気ガスは、前記多孔質壁を透過する際に、排気ガス中のパティキュレートが多孔質壁内部に捕集されることで浄化されるが、前記多孔質壁内部にパティキュレートが堆積していくため、排気抵抗の増加やパティキュレートの入口側と出口側との差圧の上昇が発生し、ディーゼルエンジンの性能に影響を及ぼす。よって、ディーゼルパティキュレートフィルタがこのような状態に至る前に、パティキュレートを燃焼除去する技術は公知である。しかし、エンジンの負荷が小さく排気ガスの温度が低い場合、パティキュレートが燃焼除去されないという問題があった。

係る問題を解消する手段として、以下に示す特許文献１に記載の技術が開示されている。特許文献１に記載の技術は、ディーゼルパティキュレートフィルタの入口と出口との差圧を検出することにより捕集状態を判定し、基準値に達した場合はディーゼルエンジンへの吸気量の調整、燃料噴射時期の調整、エンジン負荷の調整等によって排気ガスの温度を調節する。これにより、ディーゼルパティキュレートフィルタをパティキュレートの燃焼温度まで上昇させ、所定時間維持することでディーゼルパティキュレートフィルタ内のパティキュレートを燃焼除去するものである。よって、エンジン負荷が小さく排気ガス温度が低い状態が継続しても、自動的に排気ガスの温度をパティキュレートの燃焼温度に対応した温度条件に調節し、パティキュレートフィルタの再生が可能とされていた。

特開２００３−１５５９１４号公報

しかし、上述のような排気ガスの温度調節の制御により、ディーゼルエンジンの運転状態の変動が伴う。作業者が各種作業機の運転操作を行っている場合、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理が自動的に実行されてディーゼルエンジンが発する振動や運転音が変動すると、作業者は、違和感や不安感を感じ、ひいてはディーゼルエンジンの異常と誤認し、作業の中断に繋がるおそれがある。

本発明は係る課題を鑑みてなされたものであり、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生中に発生するディーゼルエンジンの運転状態の変動に起因する作業者の不安感や違和感の発生を防止し、ディーゼルエンジンの異常という誤認を防止する排気浄化装置を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）にて捕集したパティキュレートの堆積量を検出する検出手段（２０）と、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）に堆積したパティキュレートを燃焼除去してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）を再生する再生手段（３０）と、この再生手段（３０）によってディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）に堆積したパティキュレートを強制的に燃焼除去する強制再生の通知をする通知手段（４０）と、この強制再生を予め設定されている期間猶予可能とする強制再生待避手段（５０）とを備えたディーゼルエンジン（２）用の排気浄化装置（１）において、前記検出手段（２０）にて検出したパティキュレートの堆積量が第一設定値以上であり、エンジンの運転状態を変更する必要がある場合、前記通知手段（４０）を介してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生の通知をし、前記強制再生待避手段（５０）がＯＮであるかどうかを判断し、前記強制再生待避手段（５０）がＯＮである場合、前記予め設定されている猶予期間を経過したかどうかを判断し、予め設定されている猶予期間を経過している場合、前記検出手段（２０）にて検出したパティキュレートの堆積量が前記第一設定値よりも大きな値である第二設定値以上であるかどうかを判断し、パティキュレートの堆積量が第二設定値以上である場合、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生が必要であると判断し、ＯＮとなっている強制再生待避手段（５０）をＯＦＦとし、前記通知手段（４０）を介してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生の実行の通知をした後に、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生を実行する構成としたものである。

請求項２においては、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）にて捕集したパティキュレートの堆積量を検出する検出手段（２０）と、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）に堆積したパティキュレートを燃焼除去してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）を再生する再生手段（３０）と、この再生手段（３０）によってディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）に堆積したパティキュレートを強制的に燃焼除去する強制再生の通知をする通知手段（４０）と、この強制再生を予め設定されている期間猶予可能とする強制再生待避手段（５０）とを備えたディーゼルエンジン（２）用の排気浄化装置（１）において、前記検出手段（２０）にて検出したパティキュレートの堆積量が第一設定値以上であり、エンジンの運転状態を変更する必要がある場合、前記通知手段（４０）を介してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生の通知をし、前記強制再生待避手段（５０）がＯＮであるかどうかを判断し、前記強制再生待避手段（５０）がＯＮである場合、前記予め設定されている猶予期間を経過したかどうかを判断し、予め設定されている猶予期間を経過している場合、前記検出手段（２０）にて検出したパティキュレートの堆積量が前記第一設定値よりも大きな値である第二設定値以上であるかどうかを判断し、パティキュレートの堆積量が第二設定値以上である場合、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生が必要であると判断し、ＯＮとなっている強制再生待避手段（５０）をＯＦＦとし、前記通知手段（４０）を介してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生の実行の通知をした後に、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生を実行する構成とし、パティキュレートの堆積量が第二設定値以上でない場合、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生が必要でないと判断し、ＯＮとなっている強制再生待避手段（５０）をＯＦＦとし、再びパティキュレートの堆積量が第一設定値以上であるかどうかを判断する制御に移行する構成としたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明によれば、パティキュレートフィルタの強制再生が実行されること、また実行されていることを認識することができるので、ディーゼルエンジンの運転状態の変動に起因する作業者の不安感や違和感の発生を防止できる。

また、パティキュレートの堆積量が前記第一設定値よりも大きな値の再生発生可能値である第二設定値以上である場合に、パティキュレートフィルタの強制再生が実行されるので、速やかに強制再生の実行をすることができる。

ディーゼルエンジン用排気浄化装置の構成を示す概略図。ディーゼルエンジンにおけるディーゼルエンジンの運転状態とディーゼルパティキュレートフィルタ再生の関係図。第一実施形態のディーゼルエンジン用排気浄化装置の再生手順を示すフローチャート図。第二実施形態のディーゼルエンジン用排気浄化装置の再生手順を示すフローチャート図。第三実施形態のディーゼルエンジン用排気浄化装置の再生手順を示すフローチャート図。第三実施形態の視覚通知手段の構成を示す概略図。

次に、発明の実施の形態を説明する。

以下に、図１、図２および図３を用いて、ディーゼルエンジン用の排気浄化装置における実施の一形態であるディーゼルエンジン用排気浄化装置１について説明する。

＜排気浄化装置の構成＞
図１に示すように、ディーゼルエンジン用排気浄化装置１は、ディーゼルエンジン２に具備される。ディーゼルエンジン用排気浄化装置１は、ディーゼルエンジン２で発生した排気ガスを浄化し、排出するものである。ディーゼルエンジン用排気浄化装置１は、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０、検出手段２０、コントローラ２１、再生手段３０、通知手段４０等を具備する。

ディーゼルパティキュレートフィルタ１０は、ディーゼルエンジン２の排気経路２ｂに配設され、排気ガス中のパティキュレート（炭素質からなる煤、高沸点炭化水素成分（ＳＯＦ）等）を除去するものである。ディーゼルパティキュレートフィルタ１０は、具体的にはセラミック等の多孔質壁からなるハニカム構造であり、排気ガスは必ず前記多孔質壁を透過した後に排出されよう構成される。排気ガスは前記多孔質壁を通過する際に、前記多孔質壁に排気ガス中のパティキュレートが捕集される。その結果、排気ガスからパティキュレートが除去される。

検出手段２０は、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の上流側と下流側との排気圧力等を検出するものである。検出手段２０は、具体的にはディーゼルパティキュレートフィルタ１０の入口側に配設された入口側圧力センサ２０ａ、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の出口側に配設された出口側圧力センサ２０ｂ、およびディーゼルパティキュレートフィルタ１０の排気ガス温度を検出する温度センサ２０ｃ等で構成され、コントローラ２１と接続される。

コントローラ２１は、検出手段２０、再生手段３０、通知手段４０、運転状態検出手段である運転状態検出部３５、エンジン制御部等と接続されている。前記コントローラ２１は主として記憶部２２、演算部等からなり、記憶部２２は、各種制御プログラムを格納するＲＯＭおよびデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ等により構成される。前記コントローラ２１は、検出手段２０により検出されたディーゼルパティキュレートフィルタ１０の圧力等からディーゼルパティキュレートフィルタ１０の詰まり状態を演算し、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０に堆積したパティキュレートの除去が必要か否か判定する。

また、前記コントローラ２１は、ディーゼルエンジン２の運転状態に対応したディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生方法を決定し、各種再生方法に合わせて再生手段３０の一例であるバルブ等のアクチュエータを作動させて、排ガス温度を上昇させ、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０に堆積したパティキュレートを燃焼除去してディーゼルパティキュレートフィルタ１０を再生するものである。

再生手段３０は、具体的には、燃料噴射弁３２・３２・・・、吸気絞り弁３３、入口側排気絞り弁３４ａ、出口側排気絞り弁３４ｂ等で構成され、それぞれコントローラ２１と接続される。

運転状態検出部３５は、エンジン回転検出手段３６やエンジン回転数設定手段３７等からの検出値から、エンジン回転数や負荷等を演算してディーゼルエンジン２の運転状態を検出するものである。なお、電子ガバナ式のディーゼルエンジン２の場合、ラック位置も検出する。

燃料噴射弁３２・３２・・・は、電磁弁等で構成され、ディーゼルエンジン２に構成される複数のシリンダ内へ直接燃料を噴射するものである。シリンダ内への燃料噴射のタイミングを変更することにより、回転数やトルク等を変更可能とするとともに、排気温度の変更や排気ガスへ未燃燃料の供給が可能となる。

吸気絞り弁３３は、電磁弁またはアクチュエータにより開閉される弁体を備えるもので、ディーゼルエンジン２の吸気経路２ａに配設され、ディーゼルエンジン２の空気流入量を調節するものである。吸気絞り弁３３の開度を変更することにより、排気ガスの排気流量、排気温度および排気速度の変更が可能となる。

入口側排気絞り弁３４ａは、電磁弁またはアクチュエータにより開閉される弁体を備えるもので、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の入口側に配設され、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の排気ガス流入量を調節するものである。入口側排気絞り弁３４ａの開度を変更することにより、排気ガスの排気圧力や排気流量や排気速度の変更が可能となる。

出口側排気絞り弁３４ｂは、電磁弁またはアクチュエータにより開閉される弁体を備えるもので、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の出口側に配設され、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の排気ガス流出量を調節するものである。出口側排気絞り弁３４ｂの開度を変更することにより、排気ガスの排気圧力や排気流量や排気速度の変更が可能となる。

エンジン回転検出手段３６は、センサをクランク軸またはフライホイール等に配置して、クランク軸の回転角度や回転数を検出するものであり、コントローラ２１と接続される。つまり、各シリンダのピストン位置を検知して、噴射タイミングや噴射量等を制御できるようにしている。

エンジン回転数設定手段３７は、アクセルレバーまたはコントロールレバー等によりエンジン回転数を設定し、その設定位置を検出するものであり、コントローラ２１と接続される。

通知手段４０は、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０を再生しているかを通知する手段であり、再生開始前に通知したり、再生方法を通知したりする。通知手段４０は、視覚通知手段４２または聴覚通知手段４３からなり、コントローラ２１と接続される。

視覚通知手段４２は、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生方法を視覚情報で作業者に通知するものである。視覚通知手段４２は、具体的にはコントローラ２１が判定したディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生方法、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生実行中にディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生方法が変更される場合の再生方法、およびディーゼルパティキュレートフィルタ１０の圧力等からディーゼルパティキュレートフィルタ１０の詰まり状態を数値化したパティキュレート堆積量を、視覚情報としてディスプレイやランプ等で表示させるものである。

視覚通知手段４２（図６参照）は、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の具体的な再生方法を表示するものである。前記視覚通知手段４２は、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の圧力等からディーゼルパティキュレートフィルタ１０の詰まり状態を数値化したパティキュレート堆積量をディーゼルパティキュレート堆積インジケータ４５によって表示する。すなわち、パティキュレート堆積量が多くなれば、矢印の数が増えることにより、パティキュレート堆積量を表示するものである。但し、表示方法は限定するものでなく、例えば数値やグラフで表示することも可能である。

また、前記コントローラ２１が再生マップ３（図２参照）から決定するディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生の再生モードを再生方式表示部４７に表示するとともに、再生状態表示部４８にディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生までの時間を表示する構成としている。但し、表示方法は限定するものではなく、例えば、ランプの色の変化によって表示するように構成することもできる。

また、前記視覚通知手段４２のディスプレイ近傍に、強制再生を一定時間猶予可能する強制再生待避選択手段としての強制再生待避スイッチ５０が設けられている。前記強制再生待避スイッチ５０を押すことにより、強制再生処理が行われる前に通知手段４０によって通知されたときから一定の期間（猶予期間）が確保されるものである。

また、聴覚通知手段４３は、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０を再生しているかを聴覚情報で作業者に通知するものである。前記聴覚通知手段４３は、具体的にはコントローラ２１が判定したディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生時期の通知や、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生実行中にディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生方法が変更される場合の通知を、聴覚情報としてスピーカやブザー等から行うものである。

また、コントローラ２１には、再生の通知を聴覚通知手段４３によって行うか否かを選択する手段としての音声スイッチ４３ａが接続されている。音声スイッチ４３ａは、オン操作することで聴覚通知手段４３によるディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生を通知し、オフ操作することで聴覚通知手段４３によるディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生を通知しないものである。

前記コントローラ２１は、吸気絞り弁３３の開度を制御して、ディーゼルエンジン２の空気流入量を調節することができ、その結果、排気ガスの排気流量、排気温度および排気速度を変更することができる。

また、前記コントローラ２１は、燃料噴射弁３２・３２・・・の燃料噴射量や燃料噴射弁３２・３２・・・の燃料噴射タイミングを制御して、燃焼タイミングをずらすことで排気温度の変更や排気ガスに未燃燃料を添加することができる。

また、前記コントローラ２１は、入口側排気絞り弁３４ａの開度を制御して、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の前の排気ガス圧力を変更して、排気ガスの圧力や排気速度を変更することができる。

また、前記コントローラ２１は、出口側排気絞り弁３４ｂの開度を制御して、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の中の排気ガス圧力を変更し、排気ガスの圧力や排気速度を変更することができる。

前記コントローラ２１の記憶部２２には、図２に示すような、エンジン回転数とエンジントルクとに対応してディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生モードを割り当てた再生マップ３を格納している。ディーゼルパティキュレートフィルタ１０を再生するための方法は数種類あり、再生モードは、エンジン回転数とエンジントルクにより最適の再生方法を割り当てている。例えば、再生モード１は吸気絞り弁３３の調節によるディーゼルパティキュレートフィルタ１０を再生する方法であり、再生モード２は吸気絞り弁３３の調節と入口側排気絞り弁３４ａの調節とによりディーゼルパティキュレートフィルタ１０を再生する方法であり、その他の再生方法としては、出口側排気絞り弁３４ｂを絞ったり、ポスト噴射を行ったり、ＥＧＲバルブを閉じたり、排気ヒータを設けて加熱したり、添加剤を添加したりすることができ、この方法は限定するものではなく、更に、これらを組み合わせたり、別の再生方法を組み合わせることもできる。

＜排気浄化装置の制御１＞
次に、図３を用いて、ディーゼルエンジン用排気浄化装置１のディーゼルパティキュレートフィルタ１０のコントローラ２１による強制再生制御（第一実施形態）について説明する。

まず、ステップＳ１１０において、前記ディーゼルエンジン用排気浄化装置１の通常モードによる運転を行う。

ステップＳ１２０において、検出手段２０からの検出値により、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の圧力等からディーゼルパティキュレートフィルタ１０の詰まり状態を数値化したパティキュレート堆積量を検出し、前記パティキュレート堆積量が第一設定値以上であるかを判断することにより、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要か否かを判定する第一堆積判定処理を行う。その結果、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要な場合はステップＳ１３０へ移行する。また、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要でない場合は、強制再生は必要ないと判断し強制再生制御を終了する。

ステップＳ１３０において、運転状態検出部３５から取得したディーゼルエンジン２の運転状態と再生マップ３とを比較し、再生方法の変更が必要か否か判定する。つまり、再生が実行されるに従い燃料噴射量や吸排気圧力が変化するため、ディーゼルエンジン２の運転状態も変化するため、再生モード域が別のモード域に移動している場合がある。この場合再生方法を変更した方が再生が効率よく行われるため、変更が必要かを判定する。その結果、ディーゼルエンジン２の運転状態を変更する必要がある場合にはステップＳ１４０へ移行する。また、ディーゼルエンジン２の運転状態を変更する必要がない場合には、通常モードでディーゼルエンジン２を運転することができると判断し、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の強制再生制御を終了する。

ステップＳ１４０において、前記通知手段４０によって、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の強制再生処理を実行することを通知する通知処理を実行した後、ステップＳ１５０へ移行する。

ステップＳ１５０において、前記通知処理を実行した後に、一定のスイッチ入力待ち時間が経過したか否かの判断を行う。前記スイッチ入力待ち時間は、前記通知処理の後、作業者が強制再生待避スイッチ５０を入力を可能とするための時間であり、作業者は、前記強制再生待避スイッチ５０を「ＯＮ」にすることにより、強制再生処理の実行を猶予することが可能となり、その間に、能動的にディーゼルエンジン２の運転状態を変更することで、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生を行うことができる。スイッチ入力待ち時間が経過した場合にはステップＳ１６０へ移行する。また、スイッチ入力待ち時間が経過していない場合にはステップＳ２１０へと移行する。

ステップＳ２１０において、前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＮ」となっているか否かの判断を行う。前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＮ」になっている場合には、ステップＳ２２０へ移行する。また、前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＦＦ」となっている場合には、再度ステップＳ１５０へ移行し、スイッチ入力待ち時間が経過したか否かの判断を行う。

ステップＳ２２０において、予め設定した猶予期間が経過したか否かを判断する強制再生待避処理を行う。予め設定した猶予期間が経過していない場合は再びステップＳ２２０において強制再生待避処理を行う。この待避した猶予期間に、オペレータが負荷を増加させたり、他の作業機にローテーションさせたりして、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生を行う。そして、予め設定した猶予期間が経過した場合にはステップＳ２３０へ移行する。

ステップＳ２３０において、前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＮ」になっているのをリセットする。前記強制再生待避スイッチ５０がリセットされて「ＯＦＦ」になったあと、再びステップＳ１２０に移行し、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要か否かを判定する第一堆積判定処理を行う。

また、ステップＳ１５０において、スイッチ入力待ち時間が経過した場合にはステップＳ１６０へ移行する。ステップＳ１６０において、自動的にディーゼルエンジン２の再生モードを変更してディーゼルパティキュレートフィルタ１０を再生する強制再生処理を行う。この際、ステップＳ１３０において運転状態検出部３５から取得したディーゼルエンジン２の運転状態と再生マップ３とを比較して判断された最も効率よくディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が行われる再生モードで強制再生処理が行われる。

以上の如く、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０と、該ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の詰まり状態を検出する検出手段２０と、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ１０に堆積したパティキュレートを燃焼除去する再生手段３０と、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生を通知する通知手段４０とを備え、前記検出手段２０と再生手段３０と通知手段４０とをコントローラ２１に接続するとともに、前記コントローラ２１は、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ１０に付着したパティキュレートを強制的に除去する強制再生を行うか否かを、パティキュレートが堆積している度合によって判断する第一堆積判定処理ステップＳ１２０と、前記通知手段４０による通知処理ステップＳ１４０と、前記通知手段４０による通知処理ステップＳ１４０後、強制再生手段３０による強制再生処理ステップＳ１６０を実行する前に、一定時間猶予を設ける強制再生待避制御処理ステップＳ２２０とを実行したものである。このように構成することにより、作業者は、パティキュレートの除去が実行される少し前に、パティキュレートの除去が実行されることを認識することができ、自動的にパティキュレートの除去が実行される前に猶予期間を設けることによって、運転による負荷等の変更によって自発的にパティキュレートの除去を行うことができ、強制再生処理による燃費悪化を防ぐことが可能となる。

＜排気浄化装置の制御２＞
以下では、図４を用いて、ディーゼルエンジン用排気浄化装置１の第二実施形態について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した第一実施形態と同様の点に関しては同一符号を付してその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

本実施形態のコントローラ２１による強制再生制御は、図４に示すように、ステップＳ１１０からステップＳ１５０までは前記強制再生制御と同様であるので説明を省略する。本実施例にかかる強制再生制御はステップＳ１５０において、スイッチ入力待ち時間が経過していない場合にはステップＳ３１０へと移行する。

ステップＳ３１０において、前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＮ」となっているか否かの判断を行う。前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＮ」になっている場合には、ステップＳ３２０へ移行する。また、前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＦＦ」となっている場合には、再度ステップＳ１５０へ移行し、スイッチ入力待ち時間が経過したか否かの判断を行う。

ステップＳ３２０において、予め設定した猶予期間が経過したか否かを判断する強制再生待避処理を行う。予め設定した猶予期間が経過していない場合は再びステップＳ３２０において強制再生待避処理を行う。また、予め設定した猶予期間が経過した場合にはステップＳ３２５へ移行する。

ステップＳ３２５において、前記検出手段２０からの検出値によりディーゼルパティキュレートフィルタ１０のパティキュレート堆積量を検出し、前記パティキュレート堆積量が第一設定値以上であるかを判断することにより、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要か否かを判定する第一堆積判定処理を行う。その結果、パティキュレート堆積量が第一設定値未満であり、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要でない場合は、ステップＳ３３０へ移行する。また、パティキュレート堆積量が第一設定値以上であり、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要な場合はステップＳ３４０へ移行する。

ステップＳ３３０において、前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＮ」になっているのをリセットする。前記強制再生待避スイッチ５０がリセットされて「ＯＦＦ」になったあと、再びステップＳ１２０に移行し、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要か否かを判定する第一堆積判定処理を行う。

ステップＳ３４０において、前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＮ」になっているのをリセットする。前記強制再生待避スイッチ５０がリセットされて「ＯＦＦ」になったあと、ステップＳ３５０に移行する。

ステップＳ３５０において、再度前記通知手段４０によって、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の強制再生処理を実行することを通知する通知処理を実行した後、ステップＳ１６０へ移行する。ステップＳ１６０において、自動的にディーゼルエンジン２の再生モードを変更してディーゼルパティキュレートフィルタ１０を再生する強制再生処理を行う。すなわち、一度ステップＳ３２５において、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要であると判断された場合には、強制再生待避制御処理ステップＳ３２０を開始するのを禁止したものである。この際、ステップＳ１３０において運転状態検出部３５から取得したディーゼルエンジン２の運転状態と再生マップ３とを比較して判断された最も効率よく再生が行われる再生モードで強制再生処理が行われる。

以上の如く、前記コントローラ２１は、前記強制再生待避制御処理ステップＳ３２０の後、第一堆積判定処理Ｓ３２５を実行して、パティキュレート堆積量が第一設定値以上である場合には、再度通知手段４０による通知処理ステップＳ３５０を実行し、かつ、強制再生待避制御処理ステップＳ３２０を開始するのを禁止したものである。このように構成することにより、猶予期間内に運転による負荷等の変更によって自発的にパティキュレートの除去を行うことができなかった場合、速やかに強制再生処理を実行することができる。

＜排気浄化装置の制御３＞
以下では、図５を用いて、本発明に係るディーゼルエンジン用排気浄化装置１の第三実施形態について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した第一実施形態と同様の点に関しては同一符号を付してその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

本実施形態のコントローラ２１による強制再生制御は、図５に示すように、ステップＳ１１０からステップＳ１５０までは前記強制再生制御と同様であるので説明を省略する。本実施例にかかる強制再生制御はステップＳ１５０において、スイッチ入力待ち時間が経過していない場合にはステップＳ４１０へと移行する。

ステップＳ４１０において、前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＮ」となっているか否かの判断を行う。前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＮ」になっている場合には、ステップＳ４２０へ移行する。また、前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＦＦ」となっている場合には、再度ステップＳ１５０へ移行し、スイッチ入力待ち時間が経過したか否かの判断を行う。

ステップＳ４２０において、予め設定した猶予期間が経過したか否かを判断する強制再生待避処理を行う。予め設定した猶予期間が経過していない場合は再びステップＳ４２０において強制再生待避処理を行う。また、予め設定した猶予期間が経過した場合にはステップＳ４２５へ移行する。

ステップＳ４２５において、前記検出手段２０からの検出値によりディーゼルパティキュレートフィルタ１０のパティキュレート堆積量を検出し、前記パティキュレート堆積量が暴走再生発生可能値である第二設定値以上であるかを判断することにより、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要か否かを判定する第二堆積判定処理を行う。ここで、第二設定値は、第一設定値よりも大きな値に設定している。例えば、第一設定値がディーゼルエンジン２の暴走限界堆積量の６０％程度に設定している場合、第二設定値は、ディーゼルエンジン２の暴走限界堆積量の８０％程度に設定している。このように、第二設定値を暴走限界閾値に近い値に設定することにより、第一堆積判定処理と比較して、暴走燃焼の可能性が高い場合のみディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要であると判断するものである。パティキュレート堆積量が第二設定値未満であり、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要でない場合は、ステップＳ４３０へ移行する。また、パティキュレート堆積量が第二設定値以上であり、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要な場合はステップＳ４４０へ移行する。

ステップＳ４３０において、前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＮ」になっているのをリセットする。前記強制再生待避スイッチ５０がリセットされて「ＯＦＦ」になったあと、再びステップＳ１２０に移行し、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が必要か否かを判定する第一堆積判定処理を行う。

ステップＳ４４０において、前記強制再生待避スイッチ５０が「ＯＮ」になっているのをリセットする。前記強制再生待避スイッチ５０がリセットされて「ＯＦＦ」になったあと、ステップＳ４５０に移行する。

ステップＳ４５０において、再度前記通知手段４０によって、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０の強制再生処理を実行することを通知する通知処理を実行した後、ステップＳ１６０へ移行する。ステップＳ１６０において、自動的にディーゼルエンジン２の再生モードを変更してディーゼルパティキュレートフィルタ１０を再生する強制再生処理を行う。この際、ステップＳ１３０において運転状態検出部３５から取得したディーゼルエンジン２の運転状態と再生マップ３とを比較して判断された最も効率よくディーゼルパティキュレートフィルタ１０の再生が行われる再生モードで強制再生処理が行われる。

以上の如く、前記コントローラ２１は、前記強制再生待避制御処理ステップＳ４２０の後、前記パティキュレートフィルタ１０に付着したパティキュレートを強制的に除去する強制再生を行うか否かを、パティキュレートが堆積している度合によって判断する第二堆積判定処理ステップＳ４２５を実行し、パティキュレート堆積量が第二設定値以上である場合には、再度通知手段４０による通知処理ステップＳ４５０を実行し、かつ、前記強制再生待避制御処理ステップＳ４２０を終了して、強制再生処理ステップＳ１６０を実行したものである。このように構成することにより、猶予期間内に運転による負荷等の変更によって自発的にパティキュレートの除去を行うことができなかった場合、パティキュレートが暴走燃焼するのを防ぐために暴走燃焼の可能性の有無を判定して、暴走燃焼の可能性有りの場合のみ速やかに強制再生処理を実行することができる。

１ディーゼルエンジン用排気浄化装置
１０ディーゼルパティキュレートフィルタ
２０検出手段
２１コントローラ
３０再生手段
３５運転状態検出部（運転状態検出手段）
４０通知手段
５０強制再生待避スイッチ（強制再生待避手段）

Claims

ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）にて捕集したパティキュレートの堆積量を検出する検出手段（２０）と、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）に堆積したパティキュレートを燃焼除去してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）を再生する再生手段（３０）と、この再生手段（３０）によってディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）に堆積したパティキュレートを強制的に燃焼除去する強制再生の通知をする通知手段（４０）と、この強制再生を予め設定されている期間猶予可能とする強制再生待避手段（５０）とを備えたディーゼルエンジン（２）用の排気浄化装置（１）において、
前記検出手段（２０）にて検出したパティキュレートの堆積量が第一設定値以上であり、エンジンの運転状態を変更する必要があると判定すると、前記通知手段（４０）を介してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生の通知をし、
前記強制再生待避手段（５０）がＯＮであるかどうかを判断し、前記強制再生待避手段（５０）がＯＮである場合、前記予め設定されている猶予期間を経過したかどうかを判断し、
予め設定されている猶予期間を経過している場合、前記検出手段（２０）にて検出したパティキュレートの堆積量が前記第一設定値よりも大きな値である第二設定値以上であるかどうかを判断し、
パティキュレートの堆積量が第二設定値以上である場合、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生が必要であると判断し、ＯＮとなっている強制再生待避手段（５０）をＯＦＦとし、
前記通知手段（４０）を介してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生の実行の通知をした後に、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生を実行する構成とした
ことを特徴とする排気浄化装置。
ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）にて捕集したパティキュレートの堆積量を検出する検出手段（２０）と、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）に堆積したパティキュレートを燃焼除去してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）を再生する再生手段（３０）と、この再生手段（３０）によってディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）に堆積したパティキュレートを強制的に燃焼除去する強制再生の通知をする通知手段（４０）と、この強制再生を予め設定されている期間猶予可能とする強制再生待避手段（５０）とを備えたディーゼルエンジン（２）用の排気浄化装置（１）において、
前記検出手段（２０）にて検出したパティキュレートの堆積量が第一設定値以上であり、エンジンの運転状態を変更する必要があると判定すると、前記通知手段（４０）を介してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生の通知をし、
前記強制再生待避手段（５０）がＯＮであるかどうかを判断し、前記強制再生待避手段（５０）がＯＮである場合、前記予め設定されている猶予期間を経過したかどうかを判断し、
予め設定されている猶予期間を経過している場合、前記検出手段（２０）にて検出したパティキュレートの堆積量が前記第一設定値よりも大きな値である第二設定値以上であるかどうかを判断し、
パティキュレートの堆積量が第二設定値以上である場合、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生が必要であると判断し、ＯＮとなっている強制再生待避手段（５０）をＯＦＦとし、
前記通知手段（４０）を介してディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生の実行の通知をした後に、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生を実行する構成とし、
パティキュレートの堆積量が第二設定値以上でない場合、ディーゼルパティキュレートフィルタ（１０）の強制再生が必要でないと判断し、ＯＮとなっている強制再生待避手段（５０）をＯＦＦとし、再びパティキュレートの堆積量が第一設定値以上であるかどうかを判断する制御に移行する構成とした
ことを特徴とする排気浄化装置。