JP7093325B2 - 再生制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、ディーゼルエンジンの排気通路に配置されるＤＯＣ及びＤＰＦを有する排ガス処理装置を再生するための再生制御装置に関する。

ディーゼルエンジンには、排気通路に配置されるＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）と、該ＤＯＣの下流に配置されるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）とからなる排ガス処理装置が搭載される。ＤＰＦは、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中に含まれるＰＭ（粒子状物質）を捕集するための装置である。

ＤＰＦは、一般にセラミック等をハニカム状モノリスに成形して隣り合う通気孔が入口側と出口側で交互に閉じられて排ガスがろ過壁を通過するように構成され、このろ過壁によってＰＭが除去される。ＤＰＦには、触媒が担持されるものもある。ＤＯＣは、ＤＰＦと同様、一般にセラミック等をハニカム状モノリスに成形して構成され、その内側表面に酸化触媒を担持してなる。

ＤＰＦにＰＭが堆積していくとやがて目詰まりが発生し、ＤＰＦのＰＭ捕集能力が低下するだけでなく、排圧が上昇して燃費にも悪影響を及ぼす。このため、ＰＭ堆積量が規定量に達した場合又はエンジン運転時間が規定時間を経過した場合に、ＤＰＦに堆積したＰＭを除去する強制再生を行う必要がある。ＤＰＦの強制再生は、排ガス温度を上昇させて、ＤＰＦを強制的に昇温させることによって行われる。また、運転負荷が低く、排ガス温度が低い状態が続いた場合に、ＤＯＣの上流側端面に未燃燃料等のＳＯＦ分やスートなどが付着していく。この場合、付着物を除去するＤＯＣの回復を行う必要がある。ＤＯＣの回復は、排ガス温度を上昇させて、ＤＯＣを活性化する温度まで昇温させることによって行われる。

例えば、特許文献１、２には、ＤＰＦの強制再生又はＤＯＣの回復を行うために、昇温手段を制御して、ＤＰＦ及びＤＯＣを昇温させる制御を実行する再生制御装置が開示されている。

特開２０１３－２２７９８２号公報 特開２０１６－２２３３６７号公報

ところで、本願発明者が鋭意検討した結果、ＤＯＣにＳＯＦが堆積している状態において、ＤＰＦ及びＤＯＣを昇温させる制御を実行すると、ＳＯＦが急激に高温になって揮発し、テールパイプから白煙が排出されることが判明した。このような白煙が排出される場合、エンジンの商品性が低下してしまう。そのため、このような白煙の排出は抑制されることが好ましい。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、白煙の排出を抑制することが可能な再生制御装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る再生制御装置は、
ディーゼルエンジンの排気通路に配置されるＤＯＣの回復処理及びＤＰＦの強制再生処理を、昇温手段を制御することにより実行する再生制御装置であって、
前記ＤＯＣのＳＯＦ堆積量に関連するパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部が取得した前記パラメータに基づいて、前記昇温手段による昇温が必要か否かを判定する昇温要否判定部と、
前記パラメータ取得部が取得した前記パラメータに基づいて、前記昇温手段による昇温速度を決定する昇温速度決定部と、
前記昇温要否判定部が前記昇温手段による昇温を必要と判定した場合に、前記昇温速度決定部が決定した前記昇温速度に基づいて、前記ＤＯＣの入口温度が第１温度になるまで昇温するように前記昇温手段を制御するように構成されたＤＯＣ昇温実行部と、
を備える。

本願発明者の知見によれば、ＤＯＣに堆積するＳＯＦ分の量が多いときに、ＤＯＣの昇温速度が速い場合に白煙の排出が視認される。例えば、ＤＰＦの強制再生実行時にこのような現象が生じる。この点、上記（１）の構成によれば、再生制御装置は、昇温要否判定部が昇温手段による昇温を必要と判定した場合にＳＯＦ堆積量に関連するパラメータに基づいて決定された昇温速度でＤＯＣを昇温するように制御する。そのため、ＤＯＣに堆積するＳＯＦ分が多い場合には、ゆっくりとＤＯＣを昇温させてＳＯＦ堆積量を減少させ、白煙の排出を抑制することが可能となる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記パラメータは、前記ＳＯＦ堆積量が大きい程に大きな値となり、
前記パラメータが第１閾値未満の場合における前記昇温速度を第１昇温速度、前記パラメータが前記第１閾値以上の場合における前記昇温速度を第２昇温速度とした場合に、
前記昇温速度決定部は、前記第１昇温速度よりも前記第２昇温速度の方が小さくなるように、前記昇温手段による前記昇温速度を決定するように構成される。

上記（２）の構成によれば、ＳＯＦ堆積量が大きい程に大きな値となるパラメータが第１閾値以上である場合に第１閾値未満である場合よりも大きな昇温速度でＤＯＣの昇温が実行される。そのため、白煙の排出をより確実に抑制することが可能となる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記昇温要否判定部は、前記パラメータが第２閾値以上の場合に、前記昇温手段による昇温が必要であると判定する。

上記（３）の構成によれば、パラメータが第２閾値に達するとＤＯＣの昇温が実行される。すなわちＳＯＦ堆積量が過大となる前に昇温が実行される。そのため、白煙の排出が生じやすい状態になる前にＤＯＣのＳＯＦ堆積量を減少させることが可能となる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の構成において、
前記昇温手段は、前記ディーゼルエンジンの前記排気通路において前記ＤＯＣの上流側に配置された排気スロットルバルブを含み、
前記ＤＯＣ昇温実行部は、前記第２昇温速度に基づいて前記ＤＯＣを昇温するように前記排気スロットルバルブの開度を制御する第１開度制御を実行するように構成される。

上記（４）の構成では、ＤＯＣの昇温速度を容易に調整することができる。また、燃料噴射による昇温に比べて、ＤＯＣの閉塞とそれによる未燃のＨＣ（ハイドロカーボン）のスリップとを抑えることができる。また、排気スロットルバルブは、ＤＯＣの直上流位置に位置するため、ＤＯＣの昇温速度を効果的に制御可能である。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記ＤＯＣ昇温実行部は、前記第１開度制御を実行する前に、前記排気スロットルバルブの開度を減少させる速度が前記第１開度制御よりも大きい第２開度制御を実行するように構成される。

本願発明者の知見によれば、ＤＯＣがある程度の温度に達するまでは、それまでの昇温速度によらず白煙は発生しない。また、排気スロットルバルブの開度を減少させると、ＤＯＣが昇温し、排気スロットルバルブの開度の減少速度が大きいほど昇温速度が大きくなる。この点、上記（５）の構成では、例えば、白煙の発生に昇温速度が影響する温度範囲において開度の減少速度が小さい第１開度制御を実行し、その第１開度制御の前において、開度の減少速度が大きい第２開度制御を実行している。この場合、ＤＯＣの昇温に伴う白煙の発生を抑制しつつ、ＤＯＣの昇温にかかる時間を短縮することが可能となる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（５）の何れか一つの構成において、前記再生制御装置は、
オペレータからの指示に基づいて、前記第２昇温速度に基づいて前記ＤＯＣの入口温度が前記第１温度になるまで昇温するように前記昇温手段を制御するように構成されたＤＯＣ手動昇温実行部をさらに備え、
前記昇温要否判定部が前記昇温手段による昇温が必要であると判定した後の所定時間以内に前記ＤＯＣの入口温度が前記第１温度まで上昇しない場合に、前記ＤＯＣ昇温実行部は、前記ＤＯＣ手動昇温実行部により前記昇温手段を制御する処理の実行を促す旨を報知するように構成される。

ＤＯＣの昇温が必要であると判定された後の所定時間以内に何らかの原因によりＤＯＣの入口温度が第１温度まで上昇していない場合、ＤＯＣのＳＯＦ堆積量が多い可能性が高く、白煙が発生する可能性が高い。この点、上記（５）の構成では、そのような場合にＤＯＣ昇温実行部は、ＤＯＣ手動昇温実行部により昇温手段を制御する処理の実行を促す旨をオペレータに報知し、オペレータがその実行を指示した場合には、第２昇温速度に基づいてＳＯＦを除去可能な第１温度までＤＯＣの入口温度を昇温させる。そのため、白煙の発生を抑制しつつ、ＳＯＦ堆積量を減少させることができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れか一つの構成において、
前記回復処理及び前記強制再生処理を行わない運転モードを通常運転モードとした場合に、
前記パラメータは、前記通常運転モードにおいて直近の前記回復処理と直近の前記強制再生処理とのうち後に実行された方からの累積運転時間を含む。

ＤＯＣの回復処理やＤＰＦの強制再生処理が実行されると、ＤＯＣの温度が上昇するため、ＤＯＣのＳＯＦ堆積量は減少し、その後の運転によって徐々にＳＯＦ堆積量が増加していく。この点、上記（７）の構成によれば、直近のＤＯＣの回復処理と直近のＤＰＦの強制再生処理とのうち後に実行された方からカウントした累積運転時間をパラメータとしているため、パラメータと実際のＤＯＣのＳＯＦ堆積量との相関性が向上するため、昇温が必要か否かを精度よく判定し、適切なタイミングでＳＯＦ堆積量を減少させることが可能となる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記再生制御装置は、前記排気通路に設けられる温度センサの計測温度を取得する温度取得部をさらに備え、
前記パラメータは、予め定められた温度閾値と前記計測温度のうち前記温度閾値を下回った第１計測温度との偏差が大きいほど前記累積運転時間が大きくなるようにカウントされた重み付き累積運転時間である。

運転状態において排気温度が低いほど、ＤＯＣにＳＯＦが堆積しやすい。この点、上記（８）の構成では、例えば、ＳＯＦが堆積しやすい温度か否かを判別するための閾値を温度閾値として予め定めておいた場合に、パラメータは、その温度閾値と排気通路に設けられる温度センサの計測温度とを比較した偏差が大きいほど累積運転時間が大きくなるようにカウントされた重み付き累積運転時間である。この場合、パラメータと実際のＤＯＣのＳＯＦ堆積量との相関性が向上するため、昇温が必要か否かを精度よく判定し、適切なタイミングでＳＯＦ堆積量を減少させることが可能となる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、白煙の排出を抑制することが可能な再生制御装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る再生制御装置を有するディーゼルエンジンの全体構成を例示する概略図である。 一実施形態に係る再生制御装置が実行する回復処理の一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る再生制御装置が回復処理と強制再生処理とを実行した場合の温度変化の一例を示すタイムチャートである。 一実施形態に係るアーリーポスト噴射とレイトポスト噴射により実行されるＤＰＦの強制再生処理を説明するための図である。 一実施形態に係る再生制御装置による昇温速度の決定方法を説明するためのグラフである。 一実施形態に係る再生制御装置がカウントする重み付き累積運転時間を説明するためのグラフである。 一実施形態に係る再生制御装置が第２昇温速度に基づいてＤＯＣ昇温制御を実行した場合のＤＰＦ出口温度の変化の一例を示すグラフである。 比較例に係る再生制御装置が回復処理又は強制再生処理を実行した場合のＤＰＦ出口温度の変化の一例を示すグラフである。 一実施形態に係る再生制御装置が排気スロットルバルブの開度を制御した場合のＤＰＦ出口温度の変化の一例を示すグラフである。 一実施形態に係る再生制御装置が実行するＤＯＣ昇温制御の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る再生制御装置２を有するディーゼルエンジン１の全体構成を例示する概略図である。再生制御装置２は、ディーゼルエンジン１の排気通路１６に配置される排ガス処理装置３の再生（すなわちＤＯＣ３１の回復処理及びＤＰＦ３２の強制再生処理）を、排ガス処理装置３の昇温手段４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ）を制御することにより実行するものである。

図１に示すように、ディーゼルエンジン１は、再生制御装置２（ＥＣＵ９）及び排ガス処理装置３に加えて、エンジン本体１１と、吸気通路１３と、排気通路１６と、排気ターボ過給機７と、ＥＧＲ装置８と、を備えている。なお、図１に示される一実施形態では、再生制御装置２は、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）９であり、ＥＣＵ９の備える機能（プログラムや回路）の一つとして実装されている。しかし、他の幾つかの実施形態では、ディーゼルエンジン１をコントロールするＥＣＵ９とは別に、プロセッサを備える他の電子制御ユニットとして再生制御装置２が構成されてもよい。

ＥＣＵ９は、ディーゼルエンジン１をコントロールする電子制御ユニットである。例えば、ＥＣＵ９は、プロセッサを含む中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、及びＩ／Ｏインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータとして構成されてもよい。

エンジン本体１１には、吸気通路１３と排気通路１６とが接続されている。吸気通路１３は、ディーゼルエンジン１の外部の空気（吸気）をエンジン本体１１に形成される燃焼室１２に供給するための通路である。排気通路１６は、燃焼室１２からの燃焼ガス（排ガス）をディーゼルエンジン１の外部に排出するための通路である。

排気通路１６には、ＤＯＣ３１の直上流位置に排気スロットルバルブ４（４Ｃ）が設けられている。排気スロットルバルブ４（４Ｃ）は、再生制御装置２（ＥＣＵ９）によって、その開度が制御される。

ディーゼルエンジン１には、燃焼室１２に高圧燃料を噴射するための燃料噴射装置４（４Ａ）が配置されている。燃料噴射装置４Ａは、高圧燃料が蓄圧されたコモンレール（不図示）に接続されるとともに、ＥＣＵ９によって、その噴射タイミングおよび燃料噴射量が制御されるようになっている。そして、燃焼室１２に噴射された高圧燃料は、吸気通路１３を通って供給される吸気と混合された後、燃焼室１２内で燃焼され、排気通路１６を通ってディーゼルエンジン１の外部に排出される。

吸気通路１３及び排気通路１６には排気ターボ過給機７が設けられている。この排気ターボ過給機７は、排気通路１６に配置されている排気タービン７１と、吸気通路１３に配置されているコンプレッサ７２とを有しており、排気タービン７１とコンプレッサ７２とはシャフト７３によって同軸で結合されている。そして、排気通路１６を通過する排ガスにより排気タービン７１が回転駆動されると、シャフト７３によって同軸で結合されたコンプレッサ７２も同じように回転駆動されるようになっている。

吸気通路１３にはインタークーラ（不図示）及び吸気スロットルバルブ４（４Ｂ）が設けられている。そして、コンプレッサ７２から吐出された圧縮吸気は、インタークーラ（不図示）で冷却された後、吸気スロットルバルブ４（４Ｂ）で吸気流量が制御され、その後、ディーゼルエンジン１の本体（不図示のシリンダヘッド）に設けられる吸気ポート１４を介してディーゼルエンジン１の各シリンダ内の燃焼室１２に流入する。なお、吸気スロットルバルブ４（４Ｂ）も、再生制御装置２（ＥＣＵ９）によって、その開度が制御される。

ディーゼルエンジン１はＥＧＲ装置８を備えている。すなわち、吸気通路１３と排気通路１６とがＥＧＲ管８１を介して連結されており、排気通路１６を流れる排ガスの一部を吸気通路１３に再循環することが可能に構成されている。

排気ポート１７の直下流位置にＥＧＲ管８１の一端が接続され、排気通路１６からＥＧＲ管８１が分岐している。また、ＥＧＲ管８１のもう一方の端部は、吸気スロットルバルブ４（４Ｂ）の下流側に位置している吸気マニホールド１５（吸気通路１３）に接続している。また、ＥＧＲ管８１にはＥＧＲバルブ４（４Ｅ）が配置されている。このＥＧＲバルブ４（４Ｅ）を制御することにより、ディーゼルエンジン１から排出された排ガスの一部が、ＥＧＲ管８１を通ってディーゼルエンジン１を再循環するようになっている。なお、ＥＧＲバルブ４（４Ｅ）も、再生制御装置２（ＥＣＵ９）によって、その開度が制御される。

上述したように、ディーゼルエンジン１では、エンジン本体１１（燃焼室１２）から排出された排ガスは、上述した排気タービン７１を駆動した後、排気通路１６に設けられた上記の排ガス処理装置３に流入するよう構成されている。

排ガス処理装置３は、ディーゼルエンジン１の排気通路１６に配置されるＤＯＣ３１（ディーゼル酸化触媒）と、ＤＯＣ３１の下流の排気通路１６に配置されるＤＰＦ３２（ディーゼルパティキュレートフィルタ）とを有する。ＤＯＣ３１は、排ガス中の未燃燃料（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を酸化除去するとともに、排ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）を酸化して二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する機能を有する装置である。また、ＤＯＣ３１では、ＤＯＣ３１内に噴射された燃料の酸化熱によって通過する排ガスを昇温し、ＤＰＦ３２の入口温度を昇温する。

ＤＰＦ３２は、排ガス中に含まれるススなどのＰＭ（粒子状物質）をフィルタで捕集し、排ガスから除去する装置である。つまり、排ガス処理装置３に流入した排ガスは、排ガス処理装置３の内部において、ＤＯＣ３１を通過し、次に、ＤＰＦ３２を通過する。この通過の際に、ＤＯＣ３１において、排ガス中に含まれる未燃燃料（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が酸化除去される。また、ＤＰＦ３２によって排ガス中のＰＭ（粒子状物質）が捕集され、排ガス中に含まれるＰＭが除去される。その後、排ガスはディーゼルエンジン１の外部に排出される。

このように排ガス処理装置３を通過する排ガスが、ディーゼルエンジン１の運転負荷が低く、排ガス温度が低い状態が続く場合には、ＤＯＣ３１の上流側端面に未燃燃料等のＳＯＦ分やスートなどが付着していき、ＤＯＣ３１の閉塞が除々に進行する。そして、ＤＯＣ３１の閉塞は、排圧が上昇による燃費の悪化といった上述の問題を引き起こす。また、ＤＰＦ３２の強制再生の実行時において、ＤＰＦ３２の入口温度を所定温度に昇温するために余分な燃料が噴射されることで燃費が悪化することや、ＤＯＣ３１の閉塞によって生じる未燃燃料のスリップによるＤＰＦ３２の焼損のリスク、後述するレイトポスト噴射により昇温する場合のオイルダイリューションの危険性の増大といった問題も引き起こす。

このような問題は、ＤＯＣ３１を閉塞させるＤＯＣ３１の付着物によって生じるが、この付着物は、ＤＯＣ３１を昇温することによって除去可能である。そこで、再生制御装置２は、ＤＯＣ３１を昇温要状態から回復（再生）させるために、後述する回復処理を実行し、昇温手段４（後述）を制御することによって、昇温要状態にあるＤＯＣ３１の昇温を行う。

再生制御装置２は、排ガスや排ガス処理装置３の状態を、排気通路１６に設置される各種センサ類からの検出値に基づいて監視する。例えば、図１に示すように、ＤＯＣ３１の入口にはＤＯＣ入口温度センサ５（５Ａ）が設けられており、ＤＯＣ３１に流入する排ガス温度が検出されている。ＤＰＦ３２の入口（ＤＯＣ３１とＤＰＦ３２との間）にはＤＰＦ入口温度センサ５（５Ｂ）が設けられ、ＤＰＦ３２の出口にはＤＰＦ出口温度センサ５（５Ｃ）が設けられている。また、ＤＰＦ３２の入口にはＤＰＦ入口圧力センサ６（６Ａ）が設けられ、ＤＰＦ３２の出口にはＤＰＦ出口圧力センサ６（６Ｂ）が設けられている。さらに、ＤＰＦ３２には、ＤＰＦ３２の入口と出口の間の差圧を検出するためのＤＰＦ差圧センサ６（６Ｃ）が設けられている。これらの温度センサ５及び圧力センサ６の検出値は再生制御装置２に入力され、後述する回復処理、ＤＯＣ昇温制御及び強制再生処理の実行において使用される。

再生制御装置２は、回復処理又はＤＯＣ昇温制御の要否を判定するためのＤＯＣ昇温要否判定部２１と、回復処理又はＤＯＣ昇温制御において昇温手段４を制御するためのＤＯＣ昇温実行部２２とを備える。なお、以下、回復処理と強制再生処理について説明し、その後に白煙発生を抑制するためのＤＯＣ３１の昇温制御について説明する。

ＤＯＣ昇温要否判定部２１は、後述する図２に示す回復処理の実行において、ＤＯＣ３１の閉塞状態又は閉塞危険状態の少なくとも一方を含む昇温要状態を検知する。ＤＯＣ３１の閉塞状態とは、回復処理が必要なほどＤＯＣ３１が閉塞している状態である。ＤＯＣ３１の閉塞危険状態とは、ディーゼルエンジン１の運転状態に基づいて、ＤＯＣ３１が閉塞する危険性が推定される状態である。

ここで、昇温要状態の検知は、後述する図９に示すＳＯＦ除去のためのＤＯＣ昇温制御の実行における昇温が必要か否かの判定とは異なる。しかし、ＤＯＣ昇温要否判定部２１は、後述するように、昇温要状態の検知だけでなく、ＤＯＣ昇温制御の実行における昇温が必要か否かの判定も行う。

ＤＯＣ３１の閉塞状態は、ＤＯＣ３１の閉塞に関する閉塞パラメータと予め定められる閉塞閾値との比較に基づいて検知される。このＤＯＣ３１の閉塞状態の検知方法には、様々な手法が存在する。例えば、閉塞パラメータＰは、ＤＰＦ出口温度センサ５（５Ｃ）によって検出されるＤＰＦ３２の出口温度であってもよい。このように、閉塞パラメータをＤＰＦ３２の出口温度とすれば、ＤＯＣ３１の昇温要状態を、既存のセンサを用いて容易且つ精度良く検出することができる。なお、閉塞パラメータは、ＤＯＣ３１の出口温度（ＤＰＦ入口温度センサ５（５Ｂ）の検出値）や、ＤＯＣ３１の入口と出口の差圧であってもよい。

一方、ＤＯＣ３１の閉塞危険状態は、ディーゼルエンジン１がＤＯＣ３１の閉塞が起こり易い運転状態下にあった場合に検知される。ＤＯＣ３１の閉塞危険状態Ｄ２の検知方法においても様々な手法が存在する。例えば、ＤＯＣ昇温要否判定部２１は、ＤＰＦ３２の強制再生処理が実行されていないような通常運転時において、排ガス温度が排温閾値を下回る低排温運転状態の直近の所定時間内における累積継続時間が、予め定められる閾値を上回った場合に、ＤＯＣ３１が閉塞危険状態であると検知する。

なお、ＤＯＣ昇温要否判定部２１は、通常運転時において、排ガスの温度が予め定められた温度以下の状態に規定時間以上連続してあった場合、ディーゼルエンジン１のエンジン回転数の変動率が予め定められる回転数閾値を超える単位時間あたりの回数が閾値を規定時間以上連続して上回る場合、及びＰＭ排出量推定値の平均値が予め定められた閾値以上の状態が規定時間以上連続してあった場合等においてＤＯＣ３１が閉塞危険状態にあると検知するように構成されてもよい。

排ガス温度が排温閾値を下回る低排温運転状態が続くと、ＤＯＣ３１の閉塞が徐々に進行する。一方、排ガス温度が排温閾値を上回る高排温運転状態になると、ＤＯＣ３１の閉塞は解消に向かう。よって、上記の構成によれば、直近の所定時間内における低排温運転状態の累積継続時間でＤＯＣ３１の閉塞危険状態を検知するため、ＤＯＣ３１の閉塞危険状態を精度良く検知することができる。また、ＤＯＣ３１の閉塞状態を未然に防止することができる。

ＤＯＣ昇温実行部２２は、ＤＯＣ３１の昇温要状態が検知された場合に、昇温手段４を制御して、ＤＯＣ３１を回復させるための昇温を実行する。この処理は、第１昇温処理Ｒｃ１と第２昇温処理Ｒｃ２とを含む。第１昇温処理Ｒｃ１は、温度Ｔ１までＤＯＣ３１を昇温するように昇温手段４（後述）を制御する処理である。温度Ｔ１は、ＤＯＣ３１が活性化する程度の温度であり、例えば２５０℃に設定される。また、第２昇温処理Ｒｃ２は、第１昇温処理Ｒｃ１の完了後に、温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ２までＤＯＣ３１を昇温するように昇温手段４（後述）を制御する処理である。温度Ｔ２は、例えば、ＤＯＣ３１の上流側端面の付着物が燃える程度の温度であり、例えば４００℃に設定される。

このように、ＤＯＣ昇温実行部２２は、回復処理の開始から温度Ｔ２までＤＯＣ３１を一気に昇温させるのではなく、第１昇温処理Ｒｃ１によってＤＯＣ３１を活性化させた後に、第２昇温処理Ｒｃ２によって温度Ｔ２までＤＯＣ３１を昇温する。そして、温度Ｔ１から温度Ｔ２にＤＯＣ３１を昇温することで、ＤＯＣ３１の付着物を燃焼させ、ＤＯＣ３１から除去している。このように、ＤＯＣ３１の昇温を２段階で行うことで、ＤＯＣ３１が活性化する前に、温度Ｔ２まで昇温しようとして、噴射される燃料によって、ＨＣの排出を抑制しつつ、ＤＯＣ閉塞状態が進行することを防止している。

次に、図２及び図３を参照しながら、再生制御装置２によるＤＯＣ３１の回復処理とＤＰＦ３２の強制再生処理とを説明する。図２は、一実施形態に係る再生制御装置２が実行する回復処理の一例を示すフローチャートである。図３は、一実施形態に係る再生制御装置２が回復処理と強制再生処理とを実行した場合の温度変化の一例を示すタイムチャートである。なお、図３に示す一例では、ＤＯＣ３１の温度はＤＯＣ入口温度センサ５（５Ａ）の検出値に基づいて取得され、ＤＰＦ３２の温度は、ＤＰＦ入口温度センサ５（５Ｂ）の検出値に基づいて取得されている。

図２に示すように、回復処理では、再生制御装置２は、ＤＯＣ３１の昇温要状態を監視し、ＤＯＣ３１の昇温要状態が検出されたか否かを判別する（ステップＳ１１）。この昇温要状態の監視は周期的に実行されてもよいし、ＤＰＦ３２の強制再生処理が実行中などの所定のタイミングに実行されてもよい。

ここで、昇温要状態が検出されないと判別した場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、再生制御装置２は、ＤＯＣ３１の昇温要状態の監視を継続する。一方、昇温要状態が検出されたと判別した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、再生制御装置２は、ＤＯＣ３１の第１昇温処理Ｒｃ１を実行する（ステップＳ１２）。例えば、図３に示す一例では、時刻ｔ１から第１昇温処理Ｒｃ１が開始されている。そのため、ＤＯＣ３１の温度の上昇速度は、時刻ｔ１において増加する方向に変化している。

再生制御装置２は、第１昇温処理Ｒｃ１において、ＤＯＣ３１の温度が温度Ｔ１に到達するまで昇温手段４による昇温を継続する。その後、再生制御装置２は、第２昇温処理Ｒｃ２を実行する（ステップＳ１３）。図３に示す一例では、時刻ｔ２においてＤＯＣ３１の温度が温度Ｔ１に到達しているため、第１昇温処理Ｒｃ１は時刻ｔ２で完了し、時刻ｔ２から第２昇温処理Ｒｃ２が開始されている。このため、ＤＯＣ３１の温度の上昇速度は、時刻ｔ２において増加する方向に変化している。また、ＤＯＣ３１の温度は、時刻ｔ２において温度Ｔ１からさらに上昇しており、時刻ｔ３においてＤＯＣ３１の温度は温度Ｔ２に到達している。

再生制御装置２は、第２昇温処理Ｒｃ２において、その完了条件が満たされるまで、昇温手段４による昇温を継続する。図３に示す一例では、時刻ｔ４において、第２昇温処理Ｒｃ２の完了条件が満たされている。

第２昇温処理Ｒｃ２の完了条件は、ＤＯＣ３１の堆積物が燃焼する温度（温度Ｔ２）に、ＤＯＣ３１を所定時間おくことを目的として設定される。幾つかの実施形態では、回復処理は、第２昇温処理Ｒｃ２の開始から予め定めた時間の経過後、又は、第２昇温処理Ｒｃ２の開始後であって温度Ｔ２に到達してから予め定めた時間の経過後に完了してもよい。予め定めた時間は、例えば、温度Ｔ２に到達してから２０分以上であってもよい。また、予め定めた時間は、マップ（対応表）を使用して、回復処理によって除去しようとするＤＯＣ３１の堆積物の量に応じて設定される時間であってもよい。

なお、図３に示す一例では、ＤＯＣ３１の温度が温度Ｔ２に到達した後（時刻ｔ３の後）に、ＤＯＣ３１の温度が一定に推移している。しかし、温度Ｔ２に到達後にＤＯＣ３１の温度が変動するように推移していてもよい。また、図３に示す一例では、第２昇温処理Ｒｃ２の完了後は、後述するＤＰＦの強制再生処理が実行されているが、これには限定されず、回復処理が完了した後に、ＤＯＣ３１の温度が徐々に温度が低下してもよい。

このように、再生制御装置２は、回復処理により、昇温要状態からＤＯＣ３１を再生することができる。また、第１昇温処理Ｒｃ１によってＤＯＣ３１を活性化した後に第２昇温処理Ｒｃ２を実行することで、ＨＣの排出を抑制しつつ、昇温のための燃料によってＤＯＣ３１の閉塞が進行することを防止することができる。また、第１昇温処理Ｒｃ１によって活性化されたＤＯＣ３１をさらに温度Ｔ２まで昇温することで、ＤＯＣ３１の閉塞（閉塞状態、閉塞危険状態）を進行させることを防止しながら、ＤＯＣ３１の上流側端面の付着物を除去することができ、昇温要状態からＤＯＣ３１を再生することができる。

また、回復処理において制御される昇温手段４は、例えば、ディーゼルエンジン１の燃焼室１２に燃料を噴射する燃料噴射装置４Ａ（図１参照）である。そして、第１昇温処理Ｒｃ１および第２昇温処理Ｒｃ２は、燃料噴射装置４（４Ａ）によるアーリーポスト噴射により実行される。図４は、一実施形態に係るアーリーポスト噴射とレイトポスト噴射により実行されるＤＰＦの強制再生処理を説明するための図である。アーリーポスト噴射は、図４に示すように、ディーゼルエンジン１に燃料を噴射する工程において、メイン燃料を噴射した直後の燃焼室１２内の圧力がまだ高い状態でメイン噴射より少量の燃料を噴射する１回目のポスト噴射である。かかるアーリーポスト噴射によれば、ディーゼルエンジン１の出力には影響を与えずに排ガス温度を高めることが出来る。

また、第１昇温処理Ｒｃ１と第２昇温処理Ｒｃ２とは、アーリーポスト噴射における燃料噴射条件が異なっており、第１昇温処理Ｒｃ１の噴射条件が第２昇温処理Ｒｃ２の噴射条件に切り替えられることで、温度Ｔ１まで昇温されたＤＯＣ３１が、さらに温度Ｔ２まで昇温される。具体的には、第２昇温処理Ｒｃ２は第１昇温処理Ｒｃ１よりも燃料噴射量が多いか、第１昇温処理Ｒｃ１と第２昇温処理Ｒｃ２との噴射タイミングが夫々異なるか、又は、第２昇温処理Ｒｃ２は第１昇温処理Ｒｃ１よりも燃料噴射量が多く、且つ、第１昇温処理Ｒｃ１と第２昇温処理Ｒｃ２との噴射タイミングが夫々異なる。つまり、第１昇温処理Ｒｃ１と第２昇温処理Ｒｃ２とは、燃料噴射量または噴射タイミングの少なくとも一方において噴射条件が異なっている。

上記の構成によれば、燃料噴射装置４（４Ａ）によるアーリーポスト噴射において、燃料噴射量や噴射タイミングを変えることによって、第１昇温処理Ｒｃ１と第２昇温処理Ｒｃ２を容易に実行することができる。また、ディーゼルエンジン１が通常備える燃料噴射装置４（４Ａ）によって第１昇温処理Ｒｃ１および第２昇温処理Ｒｃ２の両方を実行することができるので、他の昇温手段４を追加する必要はなく、更に調整パラメータが少なくなり適正化のためのキャリブレーション期間も短縮でき、コストの低減を図ることができる。

なお、他の幾つかの実施形態では、ＤＯＣ３１の回復処理を実行する際に使用される昇温手段４は、吸気スロットルバルブ４（４Ｂ）、または、燃料を噴射するコモンレール圧を制御するコモンレール圧制御手段（不図示）であってもよい。その他の幾つかの実施形態では、昇温手段４は、燃料噴射装置４Ａ、吸気スロットルバルブ４Ｂ、及びコモンレール圧制御手段（不図示）、排気管噴射装置４Ｄ、排気スロットルバルブ４Ｃ、及びＥＧＲバルブ４Ｅのうちの少なくとも１つであってもよい。例えば、これらの昇温手段４において、噴射条件、バルブの開度、コモンレール圧のうちの少なくとも１つを切り替えることによって、第１昇温処理Ｒｃ１と第２昇温処理Ｒｃ２とを実行してもよい。これによって、燃料消費量、コスト、制御の容易さの観点から最適化された条件で、ＤＯＣ３１の回復処理を実行することができる。

図１に示すように、排ガス処理装置３は、ＤＯＣ３１の下流の排気通路１６に配置されるＤＰＦ３２を、さらに有している。また、再生制御装置２は、温度Ｔ３までＤＰＦ３２を昇温するように昇温手段４を制御する強制再生処理を実行するＤＰＦ強制再生実行部２４、をさらに備えている。温度Ｔ３は、温度Ｔ２よりも高い温度であり（すなわち、温度Ｔ１＜温度Ｔ２＜温度Ｔ３）、例えば６００℃以上の温度に設定される。

ＤＰＦ３２の強制再生について説明すると、上述の通り、排ガス処理装置３の内部を排ガスが通過する際には、排ガス中に含まれるＰＭ（粒子状物質）はＤＰＦ３２によって捕集される。このＤＰＦ３２で捕集されたＰＭは、運転中のエンジン本体１１（燃焼室１２）から排出される排ガスが高温の場合には、高温の排ガスによって燃焼し、自然に除去される（自然再生）。しかし、自然再生によって除去されないＰＭはＤＰＦ３２のフィルタに堆積していくことになる。そして、ＰＭの堆積が過度に進行すると、ＰＭ捕集能力の低下、エンジン出力の低下などを招来する。このため、ＤＰＦ３２を備える排ガス処理装置３においては、適切なタイミングで強制再生処理を実行することで、ＤＰＦ３２のフィルタに堆積しているＰＭを強制的に燃焼させている。そして、この強制再生処理は、その実行開始のトリガの観点から、少なくとも２種類に分類される。すなわち、自動的に実行される自動再生と、操作者等の手動操作によって実行される手動再生、の少なくとも２種類となる。

ＤＰＦ３２の自動再生は車両の走行・停止に関わらず、自動再生に関する所定の強制再生実行条件（自動再生実行条件）を満たすことで自動的に実行される。この自動再生実行条件は、例えば、ＤＰＦ３２におけるＰＭ堆積量の推定値が規定値（閾値）を超えること、ディーゼルエンジン１の運転時間が規定時間（閾値）を超えること、ディーゼルエンジン１の燃料噴射量の累計値が規定量（閾値）を超えること等の条件である。

なお、ＤＰＦ３２におけるＰＭ堆積量の推定は、例えばＤＰＦ３２の上流と下流とにおける差圧をＤＰＦ差圧センサ６（６Ｃ）によって検出することによって行われる。なお、エンジン回転数、燃料噴射量、空気流量、ＤＰＦ温度（例えば、ＤＰＦ出口温度センサ５（５Ｃ）の検出値など）を検出し、再生制御装置２に予め記憶されているマップに基づいて、ディーゼルエンジン１からのＰＭ排出量とＤＰＦ３２の内部での自然再生によるＰＭ再生量とを推定し、ＰＭ排出量からＰＭ再生量を差し引くことでＰＭ堆積量を推定することも可能である。

一方、ＤＰＦ３２の手動再生は、操作者等のボタン操作等がされることを強制再生実行条件（手動再生実行条件）として実行されるものであり、基本的に車両が停止した状態で実行される。ＤＰＦ３２の手動再生は、自動再生条件を超えてＰＭが堆積している場合に実行される。例えば、手動再生実行条件は、ＰＭ堆積量の推定値が、自動再生よりも大きい規定値を超えることが条件とされる。

また、ＤＰＦ３２の手動再生には、ＤＰＦ３２にＰＭが過度に堆積した時に、メンテナンスを行うサービスマンによって行われる燃焼除去が含まれてもよい。この場合、ＤＰＦ３２の過昇温を避けるため、通常の手動再生よりも長時間をかけて強制再生が行われる。そして、強制再生の実行温度においても両者に違いがあり、手動再生の方が自動再生よりも再生温度が高くなるように制御される。一例としては、自動再生ではＤＰＦ３２の入口温度が６００～６１０℃となるように制御されるのに対し、手動再生ではＤＰＦ３２の入口温度が６２０～６３０℃となるように制御される。

上記のＤＰＦ強制再生実行部２４による強制再生処理について詳述する。幾つかの実施形態では、強制再生処理において使用される昇温手段４は、ディーゼルエンジン１の燃焼室１２に燃料を噴射する燃料噴射装置４Ａと排気管噴射装置４Ｄである。この場合、強制再生処理は、燃料噴射装置４Ａによるアーリーポスト噴射と、燃料噴射装置４Ａによるレイトポスト噴射又はＤＯＣ３１の上流の排気通路１６に配置される排気管噴射装置４Ｄによる排気管噴射と、により実行される。

レイトポスト噴射は、アーリーポスト噴射の後の燃焼室１２内の燃焼に寄与しないタイミング（下死点近傍）で燃料を噴射する２回目のポスト噴射である。図４に示す一例では、エンジン本体１１に設けられるピストンが上死点（ＴＤＣ）から下死点（ＢＤＣ）に移動する間において、上死点を過ぎたところでメイン燃料噴射がなされ、その後にアーリーポスト噴射がなされている。そして、アーリーポスト噴射後であって、ピストンが上死点（ＴＤＣ）側から下死点（ＢＤＣ）に到達する前に、レイトポスト噴射がなされている。このレイトポスト噴射によって、燃焼室１２から排気通路１６へ未燃燃料を流出させ、排出された未燃燃料がＤＯＣ３１において酸化することでＤＰＦ３２を温度Ｔ３まで昇温している。また、温度Ｔ３までＤＰＦ３２を昇温することで、ＤＰＦ３２に堆積したＰＭを燃焼させることができる。

なお、図１では、ＥＧＲ管８１の分岐位置下流と排気ターボ過給機７の排気タービン７１との間に、排気管噴射装置４Ｄが配置されている。他の幾つかの実施形態では、排気管噴射装置４Ｄは、排気タービン７１とＤＯＣ３１の間にあってもよい。また、排気管噴射装置４Ｄから排気通路１６へ噴射する燃料噴射量は、再生制御装置２によって制御される。

ＤＰＦ３２の強制再生処理は、幾つかの実施形態では、図３に示すように、ＤＯＣ３１の回復処理の完了後に実行される。図３では、時刻ｔ４において回復処理が完了しており、ＤＯＣ３１およびＤＰＦ３２が温度Ｔ２付近に昇温されているところから、ＤＰＦ３２の強制再生処理が実行されている。そして、時刻ｔ５において温度Ｔ３までＤＰＦ３２が昇温されている。また、他の幾つかの実施形態では、ＤＯＣ３１の回復処理から独立してＤＰＦ３２の強制再生処理が実行されてもよい。

この場合、ＤＰＦ３２の強制再生処理において、まずは、ＤＰＦ３２を温度Ｔ１以上に昇温し、ＤＰＦ３２を活性化する。この昇温は、燃料噴射装置４Ａを昇温手段４とし、所定の噴射条件によるアーリーポスト噴射によって実行されてもよい。また、吸気スロットルバルブ４Ｂを昇温手段４とし、その開度を制御することでこの昇温を実行してもよい。また、燃料を噴射するコモンレール圧を制御するコモンレール圧制御手段（不図示）を昇温手段４とし、コモンレール圧を制御することでこの昇温を実行してもよい。燃料噴射装置４Ａ、吸気スロットルバルブ４Ｂ、コモンレール圧制御手段（不図示）のうちの２つ以上を昇温手段４としてこの昇温を実行してもよい。その後、レイトポスト噴射や排気管噴射を用いたＤＰＦ３２の強制再生処理を実行することで、ＤＰＦ３２が温度Ｔ３まで昇温される。

上記の構成によれば、燃料噴射装置４Ａや排気管噴射装置４Ｄによって、ＤＰＦ３２の強制再生処理を実行することができる。また、ＤＯＣ３１の回復処理における昇温手段４が燃料噴射装置４Ａである場合には、燃料噴射装置４Ａによって、回復処理と強制再生処理を容易に実行することができる。また、燃料噴射装置４Ａはディーゼルエンジン１が通常備えており、他の昇温手段４を追加する必要はなく、コストの低減を図ることができる。

他の幾つかの実施形態では、図３に示されるように、ＤＯＣ３１の回復処理の完了後に、ＤＰＦ３２の強制再生処理（自動再生または手動再生）が継続して実行されてもよい。図３では、時刻ｔ４において回復処理が完了し、それからＤＰＦ３２の強制再生処理が開始されている。そして、ＤＰＦの強制再生処理によって、ＤＰＦ３２の温度の上昇速度は増加方向に変化しており、時刻ｔ５において強制再生温度である温度Ｔ３に到達している。その後、温度Ｔ３を維持するように昇温手段４が制御されている。一方、ＤＯＣ３１は、再生処理が完了した時刻ｔ４から、そのまま温度Ｔ２を維持するように制御されている。そして、時刻ｔ６において強制再生処理が完了されており、時刻ｔ６以降では、ＤＯＣ３１の温度及びＤＰＦ３２の温度は、いずれも時間経過に伴って徐々に低下している。なお、図３では、ＤＯＣ３１の温度は、温度Ｔ２を維持するように制御されているが、他の幾つかの実施形態では、温度Ｔ１以上に維持するように制御されてもよい。

図１に示すように、再生制御装置２は、ＤＰＦ３１の強制再生実行条件を満たすか否かを判定するＤＰＦ強制再生条件判定部２３と、強制再生処理を実行するＤＰＦ強制再生実行部２４とを備える。ＤＰＦ強制再生実行部２４は、ＤＰＦ強制再生条件判定部２３が強制再生実行条件を満たすと判定した場合に強制再生処理（自動再生）を実行したり、強制再生処理の実行を促す旨の報知を行い、オペレータの指示に基づいて強制再生処理（手動再生）を実行したりする。この報知は、後述する報知部２６によって実行されてもよい。

また、幾つかの実施形態では、図１に示すように、再生制御装置２は、ＤＯＣ３１の昇温要状態、後述する昇温制御における昇温が必要か否かなどのＤＯＣ要否判定部２１の判定結果を検知情報Ｆとして記憶する記憶部２５をさらに備える。記憶部２５は、再生制御装置２が備えるＲＯＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリや、ＲＡＭなどの揮発性メモリであっても良いし、再生制御装置２に接続された外部記憶装置であっても良い。

記憶部２５に記憶される内容は、幾つかの実施形態では、単に、昇温要状態や昇温が必要なことを示す情報（例えば、フラグ）であっても良いし、それらを詳細に区別可能な情報であってもよい。また、他の幾つかの実施形態では、検知情報Ｆの履歴がわかるように記憶部２５に時系列で検知情報Ｆを記憶してもよい。例えば、昇温要状態や昇温が必要なことが検知される度に検知情報Ｆを記憶部２５に追記することや、検知情報Ｆと共に、検知情報Ｆに関連する他の情報（例えば、時系列が把握可能な情報としての検出日時、検出番号などや、各種センサの値など）も一緒に記憶されてもよい。これにより、エラー履歴として利用することができる。その他の実施形態では、検知情報Ｆは、上述した例示の組み合わせ（フラグなどやエラー履歴）であっても良い。

上記の構成によれば、例えば、この検知情報Ｆをメンテナンスやアフターサービスに活用することができる。また、後述するように、イグニッションのオフ後、再度、イグニッションがオンされた時に昇温を実行するような場合であっても、再起動された再生制御装置２は、検知情報Ｆを参照して、再起動される前の情報を取得できる。

また、幾つかの実施形態では、図１に示すように、再生制御装置２は、オペレータへの報知を行う報知部２６と、報知に対してオペレータが指示したことに応答してＤＯＣ３１の昇温を実行するＤＯＣ手動昇温実行部２７とを備える。報知部２６は、ＤＯＣ要否判定部２１の判定結果によって手動再生や手動の昇温実行が必要なことを、オペレータに対して報知する。報知部２６は、報知装置を介して再生要求をオペレータに対して報知しても良い。この報知装置は、ディスプレイ、スピーカー、ＬＥＤやランプなどの発光装置、振動装置などであってもよく、報知部２６は、報知装置に接続されている。そして、ディスプレイへの表示、発光装置による点灯、点滅などによる視覚的な報知や、音、音声による聴覚的な報知、振動することで報知しても良く、これらの組み合わせであってもよい。

ＤＯＣ手動昇温実行部２７は、オペレータによって操作される実行ボタン（スイッチ）に接続され、オペレータの指示を受信するように構成されている。この実行ボタンは、物理的なボタンやスイッチであってもよいし、ボタンの押下、スイッチの切り替えによってオン操作がなされるよう構成されてもよい。また、実行ボタンは、ディスプレイに表示されており、ディスプレイ上のボタンをタッチ操作することで、オン操作がなされるよう構成されてもよい。なお、ＤＯＣ手動昇温実行部２７は、マイクに接続されてもよく、オペレータの音声指示を受信するように構成されていてもよい。

幾つかの実施形態では、報知部２６は、ＤＯＣ要否判定部２１やＤＰＦ強制再生条件判定部２３の判定結果に応じて、イグニッションキーのオフ操作を促す旨を報知するように構成されていてもよい。これによって、ＤＯＣ３１を昇温させる処理を実行するために必要な操作（イグニッションキーのオフ操作）を促すことができる。なお、これには限定されず、イグニッションのオフ操作を促す旨の報知は任意である。他の幾つかの実施形態では、イグニッションのオフ操作を促す旨の報知はされなくても良い。例えば、イグニッションのオン操作と関係なくＤＯＣ３１の昇温を実行する場合には、このような報知は不要である。また、昇温要状態、ＳＯＦ除去のための昇温、強制再生等が必要なことを検出後、ディーゼルエンジン１を即座に停止できないような、建設機器や車両などのアプリケーションの場合にも、この報知は実行されなくてもよい。

上記の構成は、ＤＯＣ３１の昇温が、ディーゼルエンジン１が停止された状態から実行されるように構成されていてもよい。すなわち、ディーゼルエンジン１が停止された状態は、再生制御装置２が搭載される建設機器や車両などのアプリケーションが安全な状態に置かれたと推定できる状態である。そして、報知部２６によって、アプリケーションを安全な状態に導いた後に、オペレータにＤＯＣ３１の昇温等を実行させることができる。

ここで、白煙発生を抑制するためのＤＯＣ３１の昇温制御について説明する。まず、図１に示すように、再生制御装置２は、ＤＯＣ３１のＳＯＦ堆積量に関連するパラメータを取得するパラメータ取得部２８と、パラメータ取得部２８が取得したパラメータに基づいて、昇温手段４による昇温が必要か否かを判定する昇温要否判定部２１と、パラメータ取得部２８が取得したパラメータに基づいて、昇温手段４による昇温速度を決定する昇温速度決定部２９と、昇温要否判定部２１が昇温手段４による昇温を必要と判定した場合に、昇温速度決定部２９が決定した昇温速度に基づいて、ＤＯＣ３１の入口温度が第１温度になるまで昇温するように昇温手段４を制御するように構成されたＤＯＣ昇温実行部２２と、を備える。

昇温手段４の制御は、例えば、燃料噴射装置４Ａによるアーリーポスト噴射又はレイトポスト噴射であってもよいし、排気スロットルバルブ４Ｃ、吸気スロットルバルブ４Ｂ、ＥＧＲバルブ４Ｅの開度制御であってもよい。第１温度は、上述した温度Ｔ１以上の温度、例えば２５０℃に設定される。なお、第１温度は、上述した回復処理における温度Ｔ１又は温度Ｔ２であってもよい。

図５は、一実施形態に係る再生制御装置２による昇温速度の決定方法を説明するためのグラフである。本願発明者の知見によれば、ＤＯＣ３１に堆積するＳＯＦ分の量が多いときに、ＤＯＣ３１の昇温速度が速い場合に白煙の排出が視認される。例えば、ＤＰＦ３２の強制再生実行時にこのような現象が生じる。例えば、図５では、ＤＯＣ３１におけるＳＯＦ堆積量を横軸として縦軸をＤＯＣ３１の昇温速度とした場合のグラフにおいて、関数を示す曲線Ｌ１が描かれている。本願発明者によれば、曲線Ｌ１が示す関数よりも昇温速度が大きい白煙発生領域では、昇温時に白煙が発生しやすいことが判明している。そのため、曲線Ｌ１よりも小さい昇温速度でＤＯＣ３１を昇温する必要がある。

この点、上記構成によれば、再生制御装置２は、昇温要否判定部２１が昇温手段４による昇温を必要と判定した場合にＳＯＦ堆積量に関連するパラメータに基づいて決定された昇温速度でＤＯＣ３１を昇温するように制御する。そのため、ＤＯＣ３１に堆積するＳＯＦ分が多い場合には、ゆっくりとＤＯＣ３１を昇温させてＳＯＦ堆積量を減少させ、白煙の排出を抑制することが可能となる。

幾つかの実施形態では、パラメータは、ＳＯＦ堆積量が大きい程に大きな値となり、パラメータが第１閾値未満の場合における昇温速度を第１昇温速度、パラメータが第１閾値以上の場合における昇温速度を第２昇温速度とした場合に、昇温速度決定部２９は、第１昇温速度よりも第２昇温速度の方が小さくなるように、昇温手段４による昇温速度を決定するように構成される。

例えば、図５において、曲線Ｌ１は、ＳＯＦ堆積量が小さい場合には、ＳＯＦ堆積量が大きい場合に比べて昇温速度が高くても白煙が発生しにくいことを示している。そのため、ＳＯＦ堆積量Ｓ１に対応するパラメータの値を第１閾値として予め設定しておくことにより、昇温速度決定部２９は、パラメータ取得部２８が取得したパラメータが第１閾値以上か第１閾値未満かによって昇温速度を決定することが可能である。例えば、パラメータ取得部２８が取得したパラメータが第１閾値未満である場合には、プロットＰ１のように大きな昇温速度に決定され、パラメータ取得部２８が取得したパラメータが第１閾値以上である場合には、プロットＰ２のように小さな昇温速度に決定される。

かかる構成によれば、ＳＯＦ堆積量が大きい程に大きな値となるパラメータが第１閾値以上である場合に第１閾値未満である場合よりも大きな昇温速度でＤＯＣ３１の昇温が実行される。そのため、白煙の排出をより確実に抑制することが可能となる。なお、上記構成では、昇温速度は、第１閾値との比較によって２つの昇温速度のいずれかに決定される。しかし、複数の閾値が設定され、昇温速度決定部２９は、それらとパラメータ取得部２８が取得したパラメータとを比較して多段階で昇温速度が変化するように昇温速度を決定してもよい。

幾つかの実施形態では、昇温要否判定部２１は、パラメータが第２閾値以上の場合に、昇温手段４による昇温が必要であると判定する。第２閾値は、第１閾値と同じ値であってもよいし、第１閾値とは異なる値であってもよい。ただし、第２閾値は、白煙の排出が生じやすい状態になる前のＳＯＦ堆積量に応じた値に設定されることが好ましい。

かかる構成によれば、パラメータが第２閾値に達するとＤＯＣ３１の昇温が実行される。すなわちＳＯＦ堆積量が過大となる前に昇温が実行される。そのため、白煙の排出が生じやすい状態になる前にＤＯＣ３１のＳＯＦ堆積量を減少させることが可能となる。

幾つかの実施形態では、回復処理及び強制再生処理を行わない運転モードを通常運転モードとした場合に、パラメータは、通常運転モードにおいて直近の回復処理と直近の強制再生処理とのうち後に実行された方からの累積運転時間を含む。

ＤＯＣ３１の回復処理やＤＰＦ３２の強制再生処理が実行されると、ＤＯＣ３１の温度が上昇するため、ＤＯＣ３１のＳＯＦ堆積量は減少し、その後の運転によって徐々にＳＯＦ堆積量が増加していく。この点、上記構成によれば、直近のＤＯＣの３１回復処理と直近のＤＰＦ３２の強制再生処理とのうち後に実行された方からカウントした累積運転時間をパラメータとしているため、パラメータと実際のＤＯＣ３１のＳＯＦ堆積量との相関性が向上するため、昇温が必要か否かを精度よく判定し、適切なタイミングでＳＯＦ堆積量を減少させることが可能となる。

幾つかの実施形態では、図１に示すように、再生制御装置２は、排気通路１６に設けられる温度センサ５の計測温度を取得する温度取得部３０をさらに備え、パラメータは、予め定められた温度閾値（例えば２５０℃）と計測温度のうち温度閾値を下回った第１計測温度（例えば、ＤＯＣ３１の入口温度）との偏差が大きいほど累積運転時間が大きくなるようにカウントされた重み付き累積運転時間であってもよい。

図６は、一実施形態に係る再生制御装置２がカウントする重み付き累積運転時間を説明するためのグラフである。このグラフは、ＤＯＣ３１の入口平均温度に対して、昇温すべき昇温間隔時間を実験値に基づいて得たものである。昇温間隔時間は、ＳＯＦを除去してから、ＳＯＦ堆積量が白煙発生しにくい量で且つＳＯＦ除去が必要な基準量に達するまでの時間である。

複数のプロットＰ３は、実験で得られた値である。本願発明者は、これらのプロットＰ３に基づいて近似式を作成し、その近似式の関数は、曲線Ｌ２のようにＤＯＣ入口平均温度に対して指数関数的に上昇することを発見した。この曲線Ｌ２に基づいて重み付き累積運転時間の重み係数を取得して設定することができる。例えば、重み係数は、ＤＯＣ３１の入口温度が２５０℃以上では１とするのに対し、ＤＯＣ３１の入口温度が２５０℃よりも低い温度になるほどより大きな値となるように設定する。例えば、ＤＯＣ３１の入口温度が１５０℃の場合に重み係数を５として、ＤＯＣ３１の入口温度が１００℃の場合に重み係数を３０としてもよい。

運転状態において排気温度が低いほど、ＤＯＣ３１にＳＯＦが堆積しやすい。この点、上記構成では、例えば、ＳＯＦが堆積しやすい温度か否かを判別するための閾値を温度閾値として予め定めておいた場合に、パラメータは、その温度閾値と排気通路１６に設けられる温度センサ５の計測温度とを比較した偏差が大きいほど累積運転時間が大きくなるようにカウントされた重み付き累積運転時間である。この場合、パラメータと実際のＤＯＣ３１のＳＯＦ堆積量との相関性が向上するため、昇温が必要か否かを精度よく判定し、適切なタイミングでＳＯＦ堆積量を減少させることが可能となる。

幾つかの実施形態では、昇温手段４は、図１に示すように、ディーゼルエンジン１の排気通路１６においてＤＯＣ３１の直上流位置に配置された排気スロットルバルブ４Ｃを含み、ＤＯＣ昇温実行部２２は、第２昇温速度に基づいてＤＯＣ３１を昇温するように排気スロットルバルブ４Ｃの開度を制御する第１開度制御を実行するように構成される。

かかる構成によれば、ＤＯＣ３１の昇温速度を容易に調整することができる。また、燃料噴射による昇温に比べて、ＤＯＣ３１の閉塞とそれによる未燃のＨＣ（ハイドロカーボン）のスリップとを抑えることができる。また、排気スロットルバルブ４Ｃは、ＤＯＣ３１の直上流位置に位置するため、ＤＯＣ３１の昇温速度を効果的に制御可能である。

図７Ａは、一実施形態に係る再生制御装置２が第２昇温速度に基づいてＤＯＣ昇温制御を実行した場合のＤＰＦ出口温度の変化の一例を示すグラフである。図７Ｂは、比較例に係る再生制御装置（不図示）が回復処理又は強制再生処理を実行した場合のＤＰＦ出口温度の変化の一例を示すグラフである。なお、これらのグラフでは、縦軸がＤＰＦ出口温度であり、横軸が経過時間である。これらのグラフが示す曲線Ｌ３、Ｌ４は、ＤＯＣ３１又はＤＰＦ３２の昇温が実行された場合のＤＰＦ出口温度の変化を示している。なお、ＤＯＣ３１の温度が上昇すれば、ＤＰＦ３２の温度も上昇し、両者は基本的に相関性がある。そのため、ＤＰＦ出口温度の観測ではなく、ＤＯＣ３１の入口温度又は出口温度を観測してもよいし、ＤＰＦ３２の入口温度を観測してもよい。すなわち、判別基準となる温度を変更すれば、温度を計測する位置は変更可能である。

幾つかの実施形態では、ＤＯＣ昇温実行部２２は、第１開度制御を実行する前に、排気スロットルバルブ４Ｃの開度を減少させる速度が第１開度制御よりも大きい第２開度制御を実行するように構成される。排気スロットルバルブ４Ｃの開度を減少させると、ＤＯＣ３１が昇温し、排気スロットルバルブ４Ｃの開度の減少速度が大きいほど昇温速度が大きくなる。

本願発明者の知見によれば、ＤＯＣ３１がある程度の温度Ｔ４に達するまでは、それまでの昇温速度によらず白煙は発生しない。例えば、一実施形態に係る再生制御装置２が第２昇温速度に基づいてＤＯＣ昇温制御を実行した場合に、図７Ａに示すように、温度Ｔ４（例えば２２０℃）に達する前の１００秒間における昇温速度を低くなるようにしている。この場合、白煙の発生がしにくい。一方、比較例に再生制御装置が回復処理又は強制再生処理を実行した場合に、図７Ｂに示すように、温度Ｔ４（例えば２２０℃）に達する前の１００秒間における昇温速度が高いため、白煙が発生しやすい。また、温度Ｔ４に達する前の所定時間（例えば１００秒間、３０秒間、２００秒間等において昇温速度を低くしておけば、それより前の時間すなわち温度が低い領域では、昇温速度を高くしても白煙が発生しにくい。

この点、上記構成では、白煙の発生に昇温速度が影響する温度範囲において開度の減少速度が小さい第１開度制御を実行し、その第１開度制御の前において、開度の減少速度が大きい第２開度制御を実行している。図８は、一実施形態に係る再生制御装置２が排気スロットルバルブ４Ｃの開度を制御した場合のＤＰＦ出口温度の変化の一例を示すグラフである。

図８において、曲線Ｌ３は、ＤＰＦ出口温度の変化を示し、曲線Ｌ５は、排気スロットルバルブ４Ｃの開度の変化を示している。図８に示すように、ＤＯＣ３１の昇温制御において、排気スロットルバルブ４Ｃは、第２開度制御として、最初に急激にその開度が減少するように制御され、その後、第１開度制御として、開度の減少率は小さく抑えられている。これにより、曲線Ｌ３が示すように、最初は第１開度制御によってＤＰＦ出口温度が急上昇するものの、その後は第２開度制御によって昇温速度が低くなっている。このような制御によれば、ＤＯＣ３１の昇温に伴う白煙の発生を抑制しつつ、ＤＯＣ３１の昇温にかかる時間を短縮することが可能となる。

幾つかの実施形態では、図１に示すように、再生制御装置２は、オペレータからの指示に基づいて、第２昇温速度に基づいてＤＯＣ３１の入口温度が第１温度になるまで昇温するように昇温手段を制御するように構成されたＤＯＣ手動昇温実行部２７をさらに備える。昇温要否判定部２１が昇温手段４による昇温が必要であると判定した後の所定時間以内にＤＯＣ３１の入口温度が第１温度まで上昇しない場合に、ＤＯＣ昇温実行部２２は、報知部２６を介してＤＯＣ手動昇温実行部２７により昇温手段４を制御する処理の実行を促す旨を報知するように構成される。

ＤＯＣ３１の昇温が必要であると判定された後の所定時間以内に何らかの原因によりＤＯＣ３１の入口温度が第１温度まで上昇していない場合、ＤＯＣ３１のＳＯＦ堆積量が多い可能性が高く、白煙が発生する可能性が高い。この点、上記構成では、そのような場合にＤＯＣ昇温実行部２２は、報知部２６を介して、ＤＯＣ手動昇温実行部２７により昇温手段４を制御する処理の実行を促す旨をオペレータに報知する。オペレータがそれに応答して実行を指示した場合には、ＤＯＣ昇温実行部２２は、第２昇温速度に基づいてＳＯＦを除去可能な第１温度までＤＯＣ３１の入口温度を昇温させる。そのため、白煙の発生を抑制しつつ、ＳＯＦ堆積量を減少させることができる。

ここで、上述したＳＯＦを除去するためのＤＯＣ昇温制御の処理の流れを説明する。図９は、一実施形態に係る再生制御装置２が実行するＤＯＣ昇温制御の一例を示すフローチャートである。

図９に示すように、ＤＯＣ昇温制御では、再生制御装置２は、パラメータの監視を行う。具体的には、再生制御装置２のパラメータ取得部２８は、累積運転時間又は重み付き累積運転時間等のパラメータを取得する（ステップＳ２１）。

再生制御装置２の昇温要否判定部２１は、取得されたパラメータと第２閾値とを比較し、パラメータが第２閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２２）。すなわち、再生制御装置２は、ＳＯＦを除去するための昇温が必要であるか否かを判別する。

ここで、パラメータが第２閾値未満であると判別された場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、再生制御装置２は、ステップＳ２１に戻って、パラメータの監視を継続する。一方、パラメータが第２閾値以上であると判別された場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、再生制御装置２の昇温要否判定部２１は、取得されたパラメータと第１閾値とを比較し、パラメータが第１閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２３）。

ここで、パラメータが第１閾値未満であると判別された場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、再生制御装置２の昇温速度決定部２９は、昇温速度を第１昇温速度に決定する（ステップＳ２５）。一方、パラメータが第１閾値以上であると判別された場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、再生制御装置２の昇温速度決定部２９は、昇温速度を第２昇温速度に決定する（ステップＳ２４）。

次に、再生制御装置２のＤＯＣ昇温実行部２２は、決定された昇温速度に基づいて、ＤＯＣ３１の昇温を実行する（ステップＳ２６）。例えば、昇温速度が第１昇温速度に決定されている場合、ＤＯＣ昇温実行部２２は、昇温手段４として燃料噴射装置４Ａを制御し、アーリーポスト噴射を行ってもよい。昇温速度が第２昇温速度に決定されている場合、ＤＯＣ昇温実行部２２は、昇温手段４として排気スロットルバルブ４Ｃを制御し、その開度を減少させてもよい。これにより、ＤＯＣ３１を第１温度まで昇温させることができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

例えば、上述したパラメータは、例えば、ＤＰＦ３２の出口温度、ＤＰＦ３２の入口温度とＤＰＦ３２の出口温度との温度差、ＤＯＣ３１の出口温度および入口温度の温度差、ＤＯＣ３１を通過する排ガスの流量、およびレイトポスト噴射（または排気管噴射）の燃料噴射量等に基づいて算出されてもよい。また、パラメータは、ＤＰＦ３２の入口温度の上昇速度と、ＤＯＣ３１にＳＯＦが堆積していない状態におけるＤＰＦ３２の入口温度の上昇速度との対比に基づいて算出されてもよい。また、パラメータは、ＳＯＦ堆積量の推定値であってもよい。

計測される温度や閾値温度等は、上記実施形態において例示したものに限られない。例えば、ＤＰＦ３２又はＤＯＣ３１の出口、入口、中心位置等の任意の位置における計測温度又は温度閾値に変更することが可能である。図３に示すように、ＤＯＣ３１とＤＰＦ３２の温度は若干の差分はあるものの相関性が高いことがわかる。そのため、位置による差分を考慮して判別基準を設定すれば、どこの温度が昇温要否等の判定に使用されてもよい。

また、幾つかの実施形態に係る再生制御装置２は、上記動作の全て或いは一部をソフトウェアによって実現する構成としてもよい。この場合、再生制御装置２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の主記憶装置、及び上記処理の全て或いは一部を実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。

そして、プロセッサが上記記録媒体に記録されているプログラムを読み出して、情報の加工及び演算処理を実行することにより、上述した再生制御装置２と同様の処理を実現させる。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。また、このようなプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

１ ディーゼルエンジン（エンジン）
１１ エンジン本体
１２ 燃焼室
１３ 吸気通路
１４ 吸気ポート
１５ 吸気マニホールド
１６ 排気通路
１７ 排気ポート

２ 再生制御装置
２１ ＤＯＣ昇温要否判定部
２２ ＤＯＣ昇温実行部
２３ ＤＰＦ強制再生条件判定部
２４ ＤＰＦ強制再生実行部
２５ 記憶部
２６ 報知部
２７ ＤＯＣ手動昇温実行部
２８ パラメータ取得部
２９ 昇温速度決定部
３０ 温度取得部

３ 排ガス処理装置
３１ ＤＯＣ
３２ ＤＰＦ

４ 昇温手段
４Ａ 燃料噴射装置
４Ｂ 吸気スロットルバルブ
４Ｃ 排気スロットルバルブ
４Ｄ 排気管噴射装置
４Ｅ ＥＧＲバルブ

５ 温度センサ
５Ａ ＤＯＣ入口温度センサ
５Ｂ ＤＰＦ入口温度センサ
５Ｃ ＤＰＦ出口温度センサ

６ 圧力センサ
６Ａ ＤＰＦ入口圧力センサ
６Ｂ ＤＰＦ出口圧力センサ
６Ｃ ＤＰＦ差圧センサ

７ 排気ターボ過給機
７１ 排気タービン
７２ コンプレッサ
７３ シャフト
８ ＥＧＲ装置
８１ ＥＧＲ管
９ ＥＣＵ

Ｆ 検知情報

Claims (5)

1. ディーゼルエンジンの排気通路に配置されるＤＯＣの回復処理及びＤＰＦの強制再生処理を、昇温手段を制御することにより実行する再生制御装置であって、
   前記ＤＯＣのＳＯＦ堆積量に関連するパラメータを取得するパラメータ取得部と、
   前記パラメータ取得部が取得した前記パラメータに基づいて、前記昇温手段による昇温が必要か否かを判定する昇温要否判定部と、
   前記パラメータ取得部が取得した前記パラメータに基づいて、前記昇温手段による昇温速度を決定する昇温速度決定部と、
   前記昇温要否判定部が前記昇温手段による昇温を必要と判定した場合に、前記昇温速度決定部が決定した前記昇温速度に基づいて、前記ＤＯＣの入口温度が第１温度になるまで昇温するように前記昇温手段を制御するように構成されたＤＯＣ昇温実行部と、
   を備え、
   前記パラメータは、前記ＳＯＦ堆積量が大きい程に大きな値となり、
   前記パラメータが第１閾値未満の場合における前記昇温速度を第１昇温速度、前記パラメータが前記第１閾値以上の場合における前記昇温速度を第２昇温速度とした場合に、
   前記昇温速度決定部は、前記第１昇温速度よりも前記第２昇温速度の方が小さくなるように、前記昇温手段による前記昇温速度を決定するように構成され、
   前記昇温手段は、前記ディーゼルエンジンの前記排気通路において前記ＤＯＣの上流側に配置された排気スロットルバルブを含み、
   前記ＤＯＣ昇温実行部は、前記第２昇温速度に基づいて前記ＤＯＣを昇温するように前記排気スロットルバルブの開度を制御する第１開度制御を実行するように構成され、
   前記ＤＯＣ昇温実行部は、前記第１開度制御を実行する前に、前記排気スロットルバルブの開度を減少させる速度が前記第１開度制御よりも大きい第２開度制御を実行するように構成される
   再生制御装置。
2. 前記昇温要否判定部は、前記パラメータが第２閾値以上の場合に、前記昇温手段による昇温が必要であると判定し、
   前記第２閾値は、前記第１閾値よりも小さい値を有する
   請求項１に記載の再生制御装置。
3. オペレータからの指示に基づいて、前記第２昇温速度に基づいて前記ＤＯＣの入口温度が前記第１温度になるまで昇温するように前記昇温手段を制御するように構成されたＤＯＣ手動昇温実行部をさらに備え、
   前記昇温要否判定部が前記昇温手段による昇温が必要であると判定した後の所定時間以内に前記ＤＯＣの入口温度が前記第１温度まで上昇しない場合に、前記ＤＯＣ昇温実行部は、前記ＤＯＣ手動昇温実行部により前記昇温手段を制御する処理の実行を促す旨を報知するように構成される
   請求項１又は２に記載の再生制御装置。
4. 前記回復処理及び前記強制再生処理を行わない運転モードを通常運転モードとした場合に、
   前記パラメータは、前記通常運転モードにおいて直近の前記回復処理と直近の前記強制再生処理とのうち後に実行された方からの累積運転時間を含む
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の再生制御装置。
5. 前記排気通路に設けられる温度センサの計測温度を取得する温度取得部をさらに備え、
   前記パラメータは、予め定められた温度閾値と前記計測温度のうち前記温度閾値を下回った第１計測温度との偏差が大きいほど前記累積運転時間が大きくなるようにカウントされた重み付き累積運転時間である
   請求項４に記載の再生制御装置。
   

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