WO2013084890A1 - エンジン - Google Patents

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WO2013084890A1 PCT/JP2012/081388 JP2012081388W WO2013084890A1 WO 2013084890 A1 WO2013084890 A1 WO 2013084890A1 JP 2012081388 W JP2012081388 W JP 2012081388W WO 2013084890 A1 WO2013084890 A1 WO 2013084890A1
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temperature
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abnormality
engine
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智宏 福田
篤嗣 太田
功 高川
足立　仁
康男 野間
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ヤンマー株式会社
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Definitions

  • the present invention provides a filter that captures particulate matter contained in exhaust gas and an oxidation catalyst that generates highly active nitrogen dioxide from nitrogen oxides in the exhaust gas upstream of the filter from the combustion chamber.
  • the present invention relates to an engine provided in an exhaust path for discharging the exhaust gas.
  • PM particulate matter
  • Regeneration is performed by increasing the temperature of the exhaust gas.
  • unburned PM is burned.
  • the engine speed is increased or fuel is mixed into the exhaust gas.
  • the combustion reaction in the combustion chamber becomes active, so the temperature of the exhaust gas increases.
  • the mixed fuel burns and the temperature of the exhaust gas rises.
  • Post injection refers to fuel injection after the end of the combustion stroke. Although it is desirable that the entire amount of post-injected fuel be exhausted with the exhaust gas, some fuel remains in the combustion chamber. This fuel is dripped into the oil pan as the piston reciprocates to dilute the engine oil. As a result, the life of the engine oil may be shortened. On the other hand, part of the fuel discharged from the combustion chamber may remain in the exhaust gas without being burned, and the exhaust gas may turn into blue and white smoke.
  • Patent Document 1 discloses a technique that enables regeneration when the temperature of exhaust gas is as low as about 300 ° C. Specifically, an oxidation catalyst is disposed on the upstream side of the filter in order to change nitrogen oxide in the exhaust gas to highly active nitrogen dioxide. Since highly active nitrogen dioxide strongly oxidizes PM, the filter is regenerated in a low temperature environment of about 300 ° C. According to Patent Document 1, it is not necessary to increase the temperature of the exhaust gas to a high temperature of about 600 ° C. by using post injection for regeneration, and it is sufficient that the temperature of the exhaust gas exceeds about 300 ° C.
  • the temperature of the exhaust gas reaches about 300 ° C. in a normal use state, so that the filter can be regenerated without performing post injection. Further, since the temperature required for regeneration is about 300 ° C., even in a light work area, for example, by restricting the intake air to suppress the flow of outside air, the temperature of the exhaust gas is raised to the activation temperature of the oxidation catalyst. it can. For this reason, the filter can be regenerated.
  • Patent Document 2 also discloses a technique for regenerating a filter using an oxidation catalyst.
  • the engine disclosed in Patent Document 2 includes a temperature sensor (paragraph 0020) arranged at the outlet of the oxidation catalyst, and means (paragraph 0030) for detecting the active state of the oxidation catalyst based on the detected temperature. .
  • Patent Document 2 does not disclose a means for detecting a temperature abnormality or the like in the oxidation catalyst.
  • the present invention provides an engine that can detect that an abnormality may have occurred in the oxidation catalyst.
  • An engine includes a filter that captures particulate matter contained in exhaust gas, and an oxidation catalyst that generates highly active nitrogen dioxide from nitrogen oxides in the exhaust gas upstream of the filter.
  • An engine provided in an exhaust path for discharging the exhaust gas from a combustion chamber, the first fuel injection device for supplying fuel into the combustion chamber, and an opening degree of an intake path for supplying intake gas to the combustion chamber An intake valve to be determined, a rotational speed input device for designating a target rotational speed of the engine rotational speed, and in the exhaust path upstream of the filter to raise the temperature of the filter by combustion of the exhaust gas.
  • a second fuel injection device that supplies fuel to the outlet, an outlet temperature sensor that detects an outlet temperature that is a temperature of the exhaust gas at the outlet of the oxidation catalyst, and the inlet at the inlet of the oxidation catalyst
  • an inlet temperature sensor that detects an inlet temperature that is a gas temperature
  • a warning device that performs a warning to a driver
  • an estimation mechanism that estimates the amount of particulate matter deposited on the filter
  • auxiliary regeneration In the auxiliary regeneration control unit that controls the intake valve so as to reduce the excess air ratio without changing the target rotational speed, and in the reset regeneration, the excessive air ratio is reduced without changing the target rotational speed.
  • the reset regeneration control unit that controls the intake valve and activates the second fuel injection device, and in emergency regeneration, the target rotational speed is changed to a predetermined high rotational speed, and the excess air ratio is reduced.
  • An emergency regeneration control unit that controls the intake valve and operates the second fuel injection device, and the auxiliary regeneration is performed when the accumulation amount exceeds a predetermined first upper limit amount.
  • An auxiliary regeneration command unit to be executed by the control unit, and the reset regeneration control unit to execute the reset regeneration every predetermined continuous operation time in preference to the auxiliary regeneration, or the auxiliary regeneration execution time is predetermined.
  • a reset regeneration command unit that causes the reset regeneration control unit to execute the reset regeneration when the auxiliary regeneration time is exceeded and the accumulation amount is not lower than the first upper limit amount; and the emergency regeneration control unit
  • An emergency regeneration command input device for inputting an emergency regeneration command for executing the emergency regeneration, and the emergency regeneration needs to be performed when the accumulation amount exceeds a second upper limit amount larger than the first upper limit amount
  • An emergency regeneration warning command unit for causing the warning device to execute an emergency regeneration warning for informing the driver of the vehicle, and the outlet temperature sensor during a predetermined first abnormality monitoring time during the execution of the emergency regeneration.
  • a first signal that informs the driver of the occurrence of an abnormality in the regeneration of the filter when all signal values of the sensor and the inlet temperature sensor are within a normal range and the outlet temperature is lower than the activation temperature of the oxidation catalyst.
  • a first abnormality warning command section that causes the warning device to execute an abnormality occurrence warning.
  • the engine detects an exhaust temperature which is a temperature of the exhaust gas upstream of the exhaust turbine, and a supercharger having an exhaust turbine driven by the exhaust gas and a compressor which compresses the intake gas.
  • An exhaust gas temperature sensor wherein the inlet temperature is a temperature of the exhaust gas at a downstream side of the exhaust turbine and at an inlet of the oxidation catalyst, and a predetermined first abnormality occurs during execution of the emergency regeneration.
  • the first abnormality occurs when all signal values of the outlet temperature sensor, the inlet temperature sensor, and the exhaust temperature sensor are within a normal range and the outlet temperature is lower than the activation temperature during a monitoring time.
  • the warning command unit causes the warning device to execute an abnormality occurrence warning that informs the driver of the occurrence of an abnormality in the regeneration of the filter.
  • the engine further includes an EGR pipe that connects the exhaust path to the intake path, and an EGR valve that determines an opening degree of the EGR pipe, and the auxiliary regeneration, the reset regeneration, and the In the emergency regeneration, the EGR valve is closed.
  • the engine has a signal value of the outlet temperature sensor within a normal range for a predetermined second abnormality monitoring time during execution of the reset regeneration or the emergency regeneration, and the outlet temperature is the heat resistance of the filter.
  • a second abnormality warning command unit is provided that causes the warning device to execute a second abnormality occurrence warning that notifies the driver of the occurrence of an abnormally high temperature in the filter.
  • the engine notifies the driver of occurrence of an abnormally high temperature at the inlet temperature when the signal value of the inlet temperature sensor is within a normal range and the inlet temperature is higher than a predetermined allowable temperature.
  • a third abnormality warning command unit for causing the warning device to execute an abnormality occurrence warning is provided, and when the inlet temperature is equal to or higher than the allowable temperature, the outlet temperature is estimated to exceed the heat resistance temperature of the filter. .
  • the engine includes a differential pressure detection sensor that detects a differential pressure between an inlet and an outlet of the filter, and a signal value of the differential pressure sensor is within a normal range during a predetermined differential pressure monitoring time.
  • a fourth abnormality warning command unit that causes the warning device to execute a fourth abnormality occurrence warning that informs the driver of the occurrence of abnormality in the differential pressure when the differential pressure continuously exceeds a predetermined differential pressure. Yes.
  • the engine includes an atmospheric pressure sensor that detects atmospheric pressure, an exhaust pressure sensor that detects an exhaust pressure that is the pressure of the exhaust gas at the outlet of the combustion chamber, and the intake gas at the inlet of the combustion chamber.
  • An intake pressure sensor that detects an intake pressure that is the pressure of the engine, the engine is stopped during a predetermined pressure monitoring time, and the atmospheric pressure sensor, the exhaust pressure sensor, and the intake pressure sensor Are within a normal range, the first differential pressure between the intake pressure and the atmospheric pressure is greater than or equal to a predetermined first error differential pressure, and the second differential pressure between the exhaust pressure and the atmospheric pressure.
  • a fifth abnormality warning command section for causing the warning device to execute a fifth abnormality occurrence warning that informs the driver of the occurrence of abnormality in the atmospheric pressure sensor when the pressure difference is equal to or greater than a predetermined second error differential pressure.
  • the engine according to the present invention can notify the driver that the filter is not effectively regenerated in a situation where it is estimated that the filter will be regenerated reliably.
  • the abnormality of the oxidation catalyst is suspected as the cause of the abnormality. For this reason, the engine can inform the driver that an abnormality may have occurred in the oxidation catalyst.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an engine.
  • FIG. 2 is a diagram showing a list of playback methods.
  • FIG. 3 is a diagram showing a self-reproducing area, a reproducible area, and a non-reproducible area.
  • FIG. 4 is a flowchart showing changes in the playback state.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration related to the playback method.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the engine speed, the fuel injection amount, and the PM emission amount.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the regeneration speed, the exhaust mass flow rate, and the outlet temperature.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the differential pressure, the exhaust mass flow rate, and the PM deposition amount.
  • the engine 1 is preferably mounted on a work vehicle such as a backhoe or a tractor.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the engine 1.
  • the engine 1 includes an intake pipe 2, an intake manifold 3, a cylinder block 4, an exhaust manifold 5, an exhaust pipe 6, a DPF unit 7, an EGR pipe 8, an intake valve 9, an EGR valve 10, a supercharger 11, a crankshaft 12, fuel An injection device 13, a rotation speed input device 14, a warning device 15, an emergency regeneration command input device 16, and an ECU 17 are provided.
  • Engine 1 has 4 cylinders. For this reason, the cylinder block 4 has four combustion chambers 18.
  • the intake pipe 2 and the intake manifold 3 constitute an intake path for supplying intake gas to each combustion chamber 18.
  • outside air is taken into the intake pipe 2 as intake gas.
  • the intake valve 9 determines the opening degree of the intake pipe 2 on the upstream side of the EGR pipe 8.
  • the exhaust manifold 5, the exhaust pipe 6, and the DPF unit 7 constitute an exhaust path for exhausting exhaust gas from each combustion chamber 18.
  • the DPF unit 7 includes a filter 19 and an oxidation catalyst 20.
  • the filter 19 captures PM contained in the exhaust gas.
  • the oxidation catalyst 20 generates highly active nitrogen dioxide from nitrogen oxides in the exhaust gas.
  • the oxidation catalyst 20 is disposed on the upstream side of the filter 19 in the exhaust path.
  • the EGR pipe 8 has an inlet 8 a that opens to the exhaust manifold 5 and an outlet 8 b that opens to the intake pipe 2, and connects the exhaust manifold 5 to the intake pipe 2.
  • the EGR pipe 8 includes a heat exchanger 21 through which engine coolant passes.
  • the heat exchanger 21 cools the exhaust gas that passes through the EGR pipe 8.
  • the EGR valve 10 determines the opening degree of the EGR pipe 8. When the EGR valve 10 is opened, the exhaust gas merges with the outside air that passes through the intake pipe 2. For this reason, the intake gas is composed of outside air and exhaust gas on the downstream side of the outlet 8b.
  • the supercharger 11 includes an exhaust turbine 11 a disposed in the exhaust pipe 6 and a compressor 11 b disposed in the intake pipe 2.
  • the exhaust turbine 11a is driven by the exhaust gas
  • the compressor 11b is driven by the exhaust turbine 11a.
  • the intake gas is compressed.
  • the fuel injection device 13 employs a common rail system and supplies fuel to each combustion chamber 18.
  • the fuel injection device 13 can perform regular injection for supplying fuel for the combustion stroke and post-injection for injecting fuel after the combustion stroke.
  • the fuel injection device 13 serves as both the first fuel injection device and the second fuel injection device.
  • the first fuel injection device supplies fuel into the combustion chamber 18.
  • the second fuel injection device supplies fuel into the exhaust path upstream of the filter 19 in order to raise the temperature of the filter 19 by exhaust gas combustion.
  • the rotation speed input device 14 is an operation device for designating a target rotation speed of the engine rotation speed.
  • the rotational speed input device 14 refers to an accelerator lever group that changes the operating state of the engine 1.
  • the warning device 15 executes various warnings to the driver.
  • the warning device 15 includes a large number of lamp groups that can display a plurality of different warnings.
  • the emergency regeneration command input device 16 is an operating device for inputting a command for executing emergency regeneration.
  • the emergency regeneration command input device 16 is a push button that can specify a command “present” state and a command “none” state. The contents of emergency reproduction will be described later.
  • ECU Engine Control Unit
  • the engine 1 includes an environmental temperature sensor 31, an intake air temperature sensor 32, an exhaust gas temperature sensor 33, an inlet temperature sensor 34, an outlet temperature sensor 35, and an EGR temperature sensor 36.
  • the environmental temperature sensor 31 detects the environmental temperature T1.
  • the environmental temperature T1 is the temperature of the intake gas flowing through the intake passage (2, 3) on the upstream side of the compressor 11b and the outlet 8b.
  • the environmental temperature T1 is substantially equal to the temperature of the outside air.
  • the intake air temperature sensor 32 detects the intake air temperature T2.
  • the intake air temperature T2 is the temperature of the intake gas flowing through the intake passage (2, 3) on the downstream side of the compressor 11b and the outlet 8b.
  • the exhaust temperature sensor 33 detects the exhaust temperature T3.
  • the exhaust temperature T3 is the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust passage (5, 6) on the upstream side of the exhaust turbine 11a.
  • the inlet temperature sensor 34 detects the inlet temperature T4.
  • the inlet temperature T4 is the temperature of the exhaust gas at the inlet of the oxidation catalyst 20.
  • the position where the inlet temperature T4 is detected is an arbitrary position in the exhaust path (5, 6) on the downstream side of the exhaust turbine 11a and the upstream side of the oxidation catalyst 20.
  • the outlet temperature sensor 35 detects the outlet temperature T5.
  • the outlet temperature T5 is the temperature of the exhaust gas at the outlet of the oxidation catalyst 20.
  • the position at which the outlet temperature T5 is detected is an arbitrary position in the exhaust path (5, 6) between the oxidation catalyst 20 and the filter 19.
  • the EGR temperature sensor 36 detects the EGR temperature T6.
  • the EGR temperature T6 is the temperature of the exhaust gas flowing through the EGR pipe 8 on the downstream side of the heat exchanger 21.
  • the engine 1 includes a differential pressure sensor 40, an atmospheric pressure sensor 41, an intake pressure sensor 42, and an exhaust pressure sensor 43.
  • the differential pressure sensor 40 can detect the pressure of the exhaust gas at the inlet and outlet of the filter 19. For this reason, the differential pressure sensor 40 can detect the differential pressure ⁇ P between the inlet and the outlet of the filter 19.
  • the atmospheric pressure sensor 41 detects the atmospheric pressure P1.
  • the position for detecting the atmospheric pressure P1 is provided outside the intake path (2, 3).
  • the intake pressure sensor 42 detects the intake pressure P2.
  • the intake pressure P2 is the pressure of the intake gas flowing through the intake path (2, 3) on the downstream side of the compressor 11b and the outlet 8b.
  • the exhaust pressure sensor 43 detects the exhaust pressure P3.
  • the exhaust pressure P3 is the pressure of the exhaust gas flowing through the exhaust path (5, 6) on the upstream side of the inlet 8a and the exhaust turbine 11a.
  • the engine 1 includes a rotation speed sensor 22.
  • the rotational speed sensor 22 detects the rotational speed of the crankshaft 12 (engine rotational speed).
  • the engine 1 includes an oxygen sensor 23.
  • the oxygen sensor 23 detects the oxygen concentration contained in the exhaust gas.
  • the position for detecting the oxygen concentration is an arbitrary position in the exhaust path (5, 6) on the upstream side of the oxidation catalyst 20.
  • the oxygen concentration is used to detect the excess air ratio.
  • FIG. 2 is a diagram showing a list of playback methods.
  • the engine 1 performs the regeneration of the filter 19 according to various regeneration methods.
  • This reproduction method includes self reproduction, auxiliary reproduction, reset reproduction, and emergency reproduction.
  • the self-regeneration mainly regenerates the filter 19 using nitrogen dioxide.
  • the oxidation catalyst 20 When the inlet temperature T4 exceeds the activation temperature of the oxidation catalyst 20, the oxidation catalyst 20 generates highly active nitrogen dioxide from nitrogen oxides in the exhaust gas.
  • the highly active nitrogen dioxide oxidizes PM deposited on the filter 19 and removes PM from the filter 19. That is, highly active nitrogen dioxide regenerates the filter 19.
  • Self-reproduction refers to reproduction that is automatically executed in this way.
  • the activation temperature is about 300 ° C.
  • no special control is performed. For this reason, in the self-regeneration, the EGR valve 10 is opened, the opening degree of the intake valve 9 is normal, and post injection is not used.
  • the filter 19 is mainly regenerated using nitrogen dioxide.
  • control is performed so as to increase the inlet temperature T4.
  • the ECU 17 controls the intake valve 9 so as not to change the target rotational speed and to reduce the excess air ratio ⁇ . This control reduces the amount of air that does not contribute to combustion, raises the exhaust temperature T3, and raises the inlet temperature T4 to the activation temperature.
  • the EGR valve 10 is closed to increase the exhaust temperature T3.
  • post injection is not used.
  • the filter 19 is regenerated using nitrogen dioxide and high-temperature exhaust gas.
  • control is performed so as to increase the inlet temperature T4 and the outlet temperature T5.
  • the ECU 17 controls the intake valve 9 so as to reduce the excess air ratio ⁇ without changing the target rotational speed, and causes the fuel injection device 13 to perform post injection.
  • the exhaust temperature T3 rises and the inlet temperature T4 rises to the activation temperature (300 ° C.), as in the auxiliary regeneration.
  • the combustion of the post-injected fuel further increases the inlet temperature T4 and the outlet temperature T5.
  • the outlet temperature T5 exceeds the combustion temperature of PM, the PM of the filter 19 burns due to the high temperature.
  • the filter 19 is regenerated by the action of nitrogen dioxide and the high-temperature exhaust gas. Therefore, the outlet temperature T5 is increased so that the outlet temperature T5 falls within a predetermined combustion temperature range (550 ° C. to 700 ° C.).
  • the combustion temperature of PM is about 550 ° C.
  • the heat-resistant temperature of the filter 19 is about 700 degreeC. Therefore, in this embodiment, the combustion temperature range is set to 550 ° C. to 700 ° C.
  • the EGR valve 10 is closed to increase the exhaust temperature T3.
  • FIG. 3 is a diagram showing a self-reproducing area, a reproducible area, and a non-reproducible area.
  • the self-reproducing area, the reproducible area, and the non-reproducible area are specified by the engine speed and the load (engine torque).
  • Self-regeneration occurs in the self-regeneration area.
  • the filter 19 can be regenerated by performing auxiliary regeneration or reset regeneration.
  • the exhaust temperature T3 is too low, so the inlet temperature T4 does not actually reach the activation temperature, and the filter 19 cannot be regenerated even if reset regeneration is performed.
  • the first boundary line L1 indicates the boundary between the self-reproducing area and the reproducible area.
  • the second boundary line L2 indicates the boundary between the reproducible area and the non-reproducible area.
  • the temperature of the exhaust gas is the same in each of the first boundary line L1 and the second boundary line L2.
  • the inlet temperature T4 at the second boundary line L2 is 300 ° C., which is the activation temperature.
  • emergency regeneration is provided. When the engine speed is greater than the lower limit speed R0, there is no non-reproducible region. For this reason, in emergency regeneration, control for increasing the engine speed to be lower than the lower limit speed R0 is executed.
  • the emergency regeneration regenerates the filter 19 using nitrogen dioxide and high-temperature exhaust gas.
  • control is executed so as to further increase the exhaust gas temperature T3.
  • the ECU 17 changes the target rotational speed to a predetermined high rotational speed, controls the intake valve 9 to reduce the excess air ratio ⁇ , and causes the fuel injection device 13 to perform post injection.
  • the predetermined high rotation speed is set to a rotation speed equal to or higher than the lower limit rotation speed R0 in FIG. That is, the high rotation speed is set so that the inlet temperature T4 surely exceeds the activation temperature.
  • the filter 19 is regenerated by the action of nitrogen dioxide and the high-temperature exhaust gas more effectively than the reset regeneration.
  • the EGR valve 10 is closed even in emergency regeneration.
  • the filter 19 is regenerated more effectively in the reset regeneration than in the emergency regeneration.
  • the target rotational speed designated by the driver exceeds the lower limit rotational speed R0 when performing normal work. In such a case, reset playback is more effective than emergency playback, and emergency playback is unnecessary.
  • the PM over-deposition warning corresponds to the case where various regeneration methods do not function effectively.
  • the PM over-deposition warning informs the driver that PM over-deposition has occurred in the filter 19.
  • FIG. 4 is a flowchart showing changes in the playback state.
  • the regeneration state is any of the self-regeneration execution state S1, the auxiliary regeneration execution state S2, the reset regeneration execution state S3, the emergency regeneration standby state S4, the emergency regeneration execution state S5, and the over-deposition warning S6. Select one of them.
  • the reproduction state indicates that any one reproduction method is applied to the filter 19.
  • the regeneration state is mainly determined by the temperature of the exhaust gas.
  • the playback state changes from one state to another when various conditions are satisfied. These conditions include the magnitude of the PM deposition amount and various measurement times. For this reason, the engine 1 includes means for detecting the PM accumulation amount and means for measuring various times. These means will be described later.
  • the regeneration state changes to the auxiliary regeneration execution state S2.
  • the condition C2 “execution time ⁇ 30 minutes” or the condition C3 “PM accumulation amount ⁇ 6 g / L” is satisfied in the auxiliary regeneration execution state S2, the regeneration state changes to the self-regeneration execution state S2.
  • the regeneration state changes to the reset regeneration execution state S3.
  • the elapsed time indicates the time that has elapsed from the time when the reset playback was completed last time to the present time. This elapsed time measurement ends when reset playback is started, and the elapsed time count is changed to zero. When the reset playback is completed, the elapsed time measurement is newly started.
  • condition C7 valid time for reset regeneration ⁇ 25 minutes
  • condition C8 execution time for reset regeneration ⁇ 30 minutes
  • condition C9 PM accumulation amount ⁇ 6 g / L
  • the reproduction state changes to the self-regeneration execution state S1.
  • the execution time of reset reproduction indicates the time during which the reproduction state is maintained in the execution state of reset reproduction.
  • the effective time of reset regeneration indicates the time during which the outlet temperature T5 is in the combustion temperature range (550 ° C. to 700 ° C.) in the reset regeneration execution state.
  • the effective time for reset reproduction refers to the time during which reset reproduction is substantially executed.
  • the condition C10 “PM deposition amount ⁇ 10 g / L” is satisfied in the auxiliary regeneration execution state S2
  • the condition C11 “PM deposition amount ⁇ 10 g / L” is satisfied in the reset regeneration execution state S3, or the reset regeneration
  • the condition C12 “PM accumulation amount ⁇ 8 g / L and reset regeneration execution time ⁇ 10 minutes” is satisfied in the execution state S3, the regeneration state changes to the emergency regeneration standby state S4.
  • the regeneration state changes to the emergency regeneration execution state S5.
  • the emergency regeneration standby state S4 as will be described in detail later, a warning is issued to the driver to perform emergency regeneration.
  • the driver can input an emergency regeneration command to the ECU 17 using the emergency regeneration button 16.
  • the condition C16 “standby time ⁇ 1 hour” or the condition C17 “PM deposition amount ⁇ 12 g / L” is satisfied in the emergency regeneration standby state S4, or in the emergency regeneration execution state S5, the condition C18 “PM deposition amount ⁇ 8 g / L” is satisfied.
  • the regeneration state changes to PM over-deposition warning S6.
  • the PM over-deposition warning S6 issues a warning to the driver so that the maintenance of the filter 19 is performed.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration related to the playback method.
  • the engine 1 includes a first estimation mechanism 110 and a second estimation mechanism 120 that estimate the PM accumulation amount.
  • the first estimation mechanism 110 includes a rotation speed sensor 12, an oxygen sensor 23, a fuel injection amount setting unit 101, a flow rate estimation unit 102, an atmospheric pressure sensor 41, an intake pressure sensor 42, an exhaust pressure sensor 43, an environmental temperature sensor 31, an intake air temperature.
  • a sensor 32, an exhaust temperature sensor 33, an outlet temperature sensor 35, and an EGR temperature sensor 36 are provided.
  • the first estimation mechanism 110 estimates the PM accumulation amount in the filter 19 based on the difference between the PM discharge amount and the PM oxidation amount.
  • the PM emission amount indicates the total amount of PM discharged from the engine 1 in a unit time.
  • the PM oxidation amount indicates the total amount of PM oxidized in the filter 19 per unit time.
  • PM emissions are determined as follows.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the engine speed N, the fuel injection amount Q (i), and the PM emission amount C.
  • a variable i indicates a number from 1 to 3.
  • the fuel injection amounts Q (1), Q (2), and Q (3) have different sizes.
  • the PM emission amount C as a basic amount is determined based on the engine speed N and the fuel injection amount Q (i) per cycle.
  • the PM emission amount as the estimated amount is further obtained by correcting the PM emission amount C as the basic amount by correction with the excess air ratio ⁇ .
  • the amount of PM oxidation is determined as follows.
  • the engine speed is detected by the speed sensor 12.
  • the fuel injection amount setting unit 101 sets the fuel injection amount to be injected from the fuel injection device 13. Therefore, the fuel injection amount per cycle is specified by the fuel injection amount setting unit 101.
  • the excess air ratio ⁇ is specified based on the oxygen concentration detected by the oxygen sensor 23.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the regeneration speed V, the exhaust mass flow rate FE, and the outlet temperature T5 (i).
  • a variable i indicates a number from 1 to 3.
  • the outlet temperatures T5 (1), T5 (2), and T5 (3) have different sizes.
  • the regeneration speed V indicates the speed at which PM is removed by oxidation.
  • the exhaust mass flow rate FE indicates the mass flow rate of the exhaust gas. Based on the regeneration speed V, the PM oxidation amount is specified. Therefore, the PM oxidation amount is estimated based on the exhaust mass flow rate FE and the outlet temperature T5 (i).
  • the exhaust mass flow rate FE used for specifying the PM oxidation amount is obtained as follows.
  • the flow rate estimation unit 102 estimates the intake mass flow rate FI, the EGR mass flow rate FR, and the exhaust mass flow rate FE.
  • the intake mass flow rate FI and the EGR mass flow rate FR indicate the mass flow rate of the intake gas and the mass flow rate of the EGR gas, respectively.
  • the EGR gas refers to the exhaust gas that merges with the intake gas via the EGR rod 8.
  • the mass flow rates FI, FR, and FE are expressed as a function of pressures P3 and P2, temperatures T2 and T6, and excess air ratio ⁇ .
  • Intake mass flow rate FI f (P3, P2, T2, ⁇ , T1, P1)
  • Intake mass flow FI f (P3, P2, T2, ⁇ )
  • EGR mass flow rate FR f (P3, P2, T6)
  • Exhaust mass flow rate FE Intake mass flow rate FI-EGR mass flow rate FR + fuel mass flow rate FF
  • the fuel mass flow rate FF is specified by the fuel injection amount setting unit 101.
  • the second estimation mechanism 120 has a configuration similar to that of the first estimation mechanism 110.
  • the second estimation mechanism 120 has a differential pressure sensor 40 instead of the rotation speed sensor 12 provided in the first estimation mechanism 110.
  • the second estimation mechanism 110 estimates the PM accumulation amount based on the differential pressure ⁇ P0 between the inlet and the outlet of the filter 19.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship among the differential pressure ⁇ P0, the exhaust mass flow rate FE, and the PM deposition amount A (i).
  • a variable i indicates a number from 1 to 3.
  • the PM deposition amounts A (1), A (2), and A (3) have different sizes.
  • the PM accumulation amount A (i) as a basic amount is determined based on the differential pressure ⁇ P0 and the exhaust mass flow rate FE.
  • the estimated PM amount as the estimated amount is obtained by further correcting the estimated PM amount A (i) as the basic amount with the outlet temperature T5.
  • the ECU (control device) 17 includes an auxiliary regeneration control unit 131 that performs auxiliary regeneration, a reset regeneration control unit 132 that performs reset regeneration, and an emergency regeneration control unit 133 that performs emergency regeneration.
  • the ECU 17 includes an auxiliary regeneration command unit 141, a reset regeneration command unit 142, an emergency regeneration warning command unit 151, and an emergency regeneration command input device 16 as means for executing various regeneration methods.
  • the auxiliary regeneration command unit 141 causes the auxiliary regeneration control unit 131 to perform auxiliary regeneration when the PM accumulation amount exceeds a predetermined first upper limit amount (8 g / L).
  • This process corresponds to the case where the condition C1 in FIG. 4 is satisfied.
  • 8 g / L indicates the first upper limit amount of the PM deposition amount in the present embodiment.
  • 6 g / L in the conditions C3 and C9 indicates an allowable amount of PM deposition in the present embodiment.
  • the reset regeneration command unit 142 causes the reset regeneration control unit 132 to execute reset regeneration every predetermined continuous operation time (100 hours) in preference to auxiliary regeneration. This process corresponds to the case where the conditions C4 and C5 in FIG. 4 are satisfied. Further, the reset regeneration command unit 142 determines that the execution time of auxiliary regeneration exceeds a predetermined auxiliary regeneration time (10 minutes) and the PM accumulation amount has not decreased below the first upper limit amount (8 g / L). Then, the reset reproduction control unit 132 is caused to execute the reset reproduction. This process corresponds to the case where the condition C6 in FIG. 4 is satisfied. 10 minutes in the condition C6 indicates the auxiliary reproduction time in the present embodiment.
  • the emergency regeneration warning command unit 151 informs the driver that it is necessary to perform emergency regeneration when the PM accumulation amount exceeds the second upper limit amount (10 g / L) larger than the first upper limit amount (8 g / L).
  • the warning device 15 is caused to execute an emergency reproduction warning to be notified.
  • the warning device 15 issues a warning to the driver by turning on or blinking a lamp corresponding to the emergency regeneration warning.
  • 10 g / L indicates the second upper limit amount of the PM deposition amount in the present embodiment.
  • the driver operates the emergency regeneration command input device 16 described above based on the emergency regeneration warning by the warning device 15.
  • the emergency regeneration control unit 133 executes emergency regeneration.
  • the ECU 17 includes an over-deposition warning command unit 152.
  • the over-deposition warning command unit 152 warns of an over-deposition warning that notifies PM over-deposition when the PM accumulation amount exceeds the third upper limit amount (12 g / L) that is larger than the second upper limit amount (10 g / L).
  • the apparatus 15 is made to execute. This process corresponds to the case where the condition C16 in FIG. 4 is satisfied.
  • the warning device 15 issues a warning to the driver by turning on or blinking a lamp corresponding to the over-deposition warning.
  • 12 g / L indicates the third upper limit amount of the PM deposition amount in the present embodiment.
  • the over-deposition warning command unit 152 when the PM accumulation amount has not decreased below the first upper limit amount (8 g / L) within a predetermined emergency regeneration time (30 minutes) from the time when the emergency regeneration is started, the over-deposition warning command unit 152 Then, the warning device 15 is caused to execute an over-deposition warning. This process corresponds to the case where the condition C17 in FIG. 4 is satisfied. 30 minutes in the condition C17 indicates the emergency regeneration time in the present embodiment.
  • the over-deposition warning command unit 152 causes the warning device 15 to execute the over-deposition warning. This process corresponds to the case where the condition C15 in FIG. 4 is satisfied. Nine hours in the condition C15 indicates the standby time limit in the present embodiment.
  • the auxiliary regeneration command unit 141, the reset regeneration command unit 142, the emergency regeneration warning command unit 151, and the over-deposition warning command unit 152 are the PM accumulation amount estimated by the first estimation mechanism 110 and the second estimation mechanism as the PM accumulation amount. Either of the PM accumulation amounts estimated by 120 can be used, and the first determination and the second determination can be performed. In the first determination, each command unit 141, 142, 151, 152 is based on the PM accumulation amount obtained by the first estimation mechanism 110, the PM accumulation amount, the first predetermined amount, the second predetermined amount, or the first 3 Comparison with a predetermined amount is performed.
  • each command unit 141, 142, 151, 152 is based on the PM accumulation amount obtained by the second estimation mechanism 120, the PM accumulation amount, the first predetermined amount, the second predetermined amount, or the first 3 Comparison with a predetermined amount is performed.
  • the accuracy of the PM estimation amount the accuracy of the first estimation mechanism 110 is higher than the accuracy of the second estimation mechanism 120.
  • the first determination and the second determination are properly used.
  • the arrow corresponding to each condition is drawn with a solid line, a broken line, or a two-dot chain line.
  • a solid line indicates a case where both the first determination and the second determination are applied.
  • Solid arrows correspond to conditions C1, C6, C10, C11, C12, C15, and C16.
  • a broken line indicates a case where only the first determination is applied.
  • Dashed arrows correspond to conditions C2, C3, C4, C5, C9, C14, and C17.
  • a chain double-dashed line indicates a determination other than the first determination and the second determination.
  • the two-dot chain arrows correspond to conditions C7, C8, and C13.
  • the ECU 17 includes a maintenance warning command unit 153.
  • the maintenance warning command unit 153 monitors the differential pressure ⁇ P0 after the monitoring standby time (300 seconds) elapses and the monitoring execution time (900 seconds) elapses after the reset regeneration or emergency regeneration ends.
  • the maintenance warning command unit 153 determines whether or not the state where the engine speed exceeds the high speed and the differential pressure ⁇ P0 exceeds the predetermined pressure difference continues for a predetermined abnormal pressure time (100 seconds). Monitor.
  • the occurrence of the predetermined pressure difference indicates that the regeneration of the filter 19 is defective.
  • the maintenance warning command unit 153 causes the warning device 15 to execute a maintenance warning that notifies the maintenance of the filter 19 when the state continues for an abnormal pressure time or longer.
  • the monitoring standby time is 300 seconds
  • the monitoring execution time is 900 seconds
  • the predetermined pressure abnormality time is 100 seconds.
  • the warning device 15 issues a warning to the driver by turning on or blinking a lamp corresponding to the maintenance warning.
  • the engine 1 can detect the ash accumulation amount based on the operation time or the like, and can execute a response based on the detection result.
  • the engine 1 includes an ash estimation mechanism 150 that detects an ash deposition amount and an ash excessive deposition warning command unit 154.
  • the ash over-deposition warning command unit 154 causes the warning device 15 to execute an ash over-deposition warning that notifies ash over-deposition when the ash accumulation amount exceeds a predetermined upper limit ash amount.
  • the warning device 15 issues a warning to the driver by turning on or blinking a lamp corresponding to the ash content excessive deposition warning.
  • the ash state is selected from either the ash over-deposition monitoring state S11 or the ash over-deposition warning S12.
  • the ash content state is a state specified according to the accumulation amount of the ash content. While the first estimation mechanism 110 does not detect the ash content excessive accumulation, the ash content state is in the monitoring state S11. When the first estimation mechanism 110 detects ash excessive deposition, the ash state changes to an ash excessive deposition warning S12. In the ash excessive deposition warning S12, the ash excessive deposition warning command unit 154 causes the warning device 15 to execute the ash excessive deposition warning.
  • the engine 1 is provided with an abnormality detection means using a temperature sensor and a pressure sensor.
  • This abnormality detection means detects abnormality of the sensor itself or abnormality of the object detected by the sensor.
  • the ECU 17 includes a first abnormality warning command unit 161.
  • a first abnormality warning command unit 161 During execution of emergency regeneration, all signal values of the outlet temperature sensor 35, the inlet temperature sensor 34, and the exhaust temperature sensor T3 are within the normal range and the outlet temperature T5 during a predetermined first abnormality monitoring time (20 minutes). Is lower than the activation temperature, the first abnormality warning instruction unit 161 causes the warning device to execute a first abnormality occurrence warning.
  • the first abnormality occurrence warning is a warning that informs the driver of the occurrence of an abnormality in the regeneration of the filter 19.
  • the first abnormality monitoring time is 20 minutes.
  • the warning device 15 issues a warning to the driver by turning on or blinking a lamp corresponding to the first abnormality occurrence warning.
  • the signal value being within the normal range indicates that no abnormality has occurred in the sensor itself.
  • the normal range is determined by the sensor standard and is, for example, 4 to 20 mV.
  • the ECU 17 includes a second abnormality warning command unit 162.
  • the signal value of the outlet temperature sensor 35 is within the normal range and the outlet temperature T5 is the heat resistant temperature (700 ° C.) of the filter 19 for a predetermined second abnormality monitoring time (1 minute).
  • the second abnormality warning instruction unit 162 causes the warning device 15 to execute a second abnormality occurrence warning.
  • the second abnormality occurrence warning is a warning that informs the driver of the occurrence of an abnormally high temperature in the filter 19.
  • the second abnormality monitoring time is 1 minute.
  • the warning device 15 issues a warning to the driver by turning on or blinking a lamp corresponding to the second abnormality occurrence warning.
  • the ECU 17 includes a third abnormality warning command unit 163.
  • the third abnormality warning instruction unit 163 causes the warning device 15 to execute the third abnormality occurrence warning.
  • the third abnormality occurrence warning is a warning notifying the driver that the inlet temperature T4 is abnormally high. It is estimated that the outlet temperature T5 exceeds the heat resistance temperature (700 ° C.) of the filter 19 when the inlet temperature T4 is equal to or higher than the allowable temperature (650 ° C.).
  • the allowable temperature is set to 650 ° C., which is a temperature lower than the heat-resistant temperature (700 ° C.) of the filter 19 by a certain temperature range.
  • the warning device 15 issues a warning to the driver by turning on or blinking a lamp corresponding to the third abnormality occurrence warning.
  • the ECU 17 includes a fourth abnormality warning command unit 164.
  • the fourth abnormality warning command unit 164 When the signal value of the differential pressure sensor 40 is within the normal range and the differential pressure ⁇ P0 continuously exceeds the predetermined differential pressure during the predetermined differential pressure monitoring time, the fourth abnormality warning command unit 164 The warning device 15 is caused to execute an abnormality occurrence warning.
  • the fourth abnormality occurrence warning is a warning that informs the driver of the occurrence of an abnormality in the differential pressure ⁇ P0.
  • the warning device 15 issues a warning to the driver by turning on or blinking a lamp corresponding to the fourth abnormality occurrence warning.
  • the ECU 17 includes a fifth abnormality warning command unit 165.
  • a fifth abnormality warning command is issued.
  • the unit 165 causes the warning device to execute a fifth abnormality occurrence warning.
  • the fifth abnormality occurrence warning is a warning that informs the driver of the occurrence of abnormality in the atmospheric pressure sensor 41.
  • the warning device 15 issues a warning to the driver by turning on or blinking a lamp corresponding to the fifth abnormality occurrence warning.
  • the supercharger 11 and the EGR device are not essential components.
  • the EGR device includes an EGR pipe 8, an EGR valve 10, and a heat exchanger 21.
  • the engine 1 may not include the supercharger 11 and / or the EGR device.
  • the intake air temperature T2 is approximately equal to the environmental temperature T1
  • the exhaust gas temperature T3 is approximately equal to the inlet temperature T4.
  • the engine 1 may not include the environmental temperature sensor 31 and the exhaust temperature sensor 33.
  • the inlet temperature T4 is used instead of the exhaust temperature T3.
  • the first abnormality warning command unit 161 is changed as follows. When all the signal values of the outlet temperature sensor 35 and the inlet temperature sensor 34 are within the normal range and the outlet temperature T5 is lower than the activation temperature of the oxidation catalyst 20 during the first abnormality monitoring time during the emergency regeneration. In addition, the first abnormality warning instruction unit 161 causes the warning device 15 to execute the first abnormality occurrence warning.
  • the engine 1 according to the present embodiment has the following effects.
  • Engine 1 can perform auxiliary regeneration, and can perform emergency regeneration warning and PM over-deposition warning.
  • Auxiliary regeneration does not consume excess fuel, unlike regeneration with post-injection.
  • the emergency regeneration warning informs the driver of the necessity of emergency regeneration.
  • the PM over-deposition warning notifies the driver of the occurrence of over-deposition that may cause damage to the filter 19. Therefore, the engine 1 suppresses an increase in the amount of particulate matter while reducing the frequency of performing additional combustion (post injection) for increasing the temperature of exhaust gas and the frequency of changing the engine speed as much as possible. it can. In addition, the engine 1 can easily prevent the filter from being damaged due to excessive deposition.
  • the EGR valve 10 is closed during auxiliary regeneration, reset regeneration, and emergency regeneration. For this reason, the engine 1 can prevent the temperature of the exhaust gas from being lowered during the regeneration, and can efficiently perform the regeneration.
  • the engine 1 not only has a first estimation mechanism 110 that estimates the PM deposition amount based on the difference between the PM emission amount and the PM oxidation amount, but also a second estimation mechanism that estimates the PM deposition amount based on the differential pressure of the filter 19. 120 is further provided. That is, the PM accumulation amount is estimated by two methods. For this reason, the reliability in the detection of the accumulation amount of a particulate matter is improved.
  • the overdeposition warning command unit 152 causes the warning device 15 to execute the overdeposition warning. . For this reason, the engine 1 can inform the driver that the emergency regeneration may be defective.
  • the over-deposition warning command unit 152 causes the warning device 15 to execute the over-deposition warning. For this reason, the engine 1 can inform the driver that emergency regeneration may not be performed.
  • the engine 1 includes a maintenance warning command unit 153 that causes the warning device 15 to execute a maintenance warning.
  • the engine speed exceeds the high speed, and it is basically estimated that the accumulation of the filter 19 has been eliminated by reset regeneration or forced regeneration. In such a situation, when the state where the differential pressure ⁇ P0 exceeds the predetermined pressure difference continues for a predetermined abnormal pressure time or longer, a maintenance warning is output. For this reason, the engine 1 can notify the driver that the cause that the accumulated amount is not eliminated is not the failure of the reset regeneration or the forced regeneration but the loss of the filter 19.
  • the engine 1 includes an ash content estimation mechanism 150 and an ash content excessive deposition warning command unit 154. Therefore, the engine 1 can notify the driver that the filter 19 needs to be replaced or that the filter 19 needs to be cleaned.
  • the engine 1 includes a first abnormality warning command unit 161.
  • the exhaust temperature T3 is increased so that the inlet temperature T4 exceeds the activation temperature.
  • the oxidation catalyst 20 is activated, the exhaust gas is heated by the oxidation reaction, so that the outlet temperature T5 becomes higher than the inlet temperature T4.
  • the outlet temperature T5 does not become lower than the activation temperature.
  • a warning is issued if the outlet temperature T5 is lower than the activation temperature.
  • the engine 1 can inform the driver that the regeneration of the filter 19 is not effectively performed in a situation where it is estimated that the regeneration of the filter 19 is surely performed.
  • the abnormality of the oxidation catalyst 20 is suspected as the cause of the abnormality.
  • the engine 1 can inform the driver that there is a possibility that an abnormality has occurred in the oxidation catalyst 20.
  • the engine 1 includes a second abnormality warning command unit 162. If the outlet temperature T5 is higher than the heat resistant temperature, a warning is issued. For this reason, the engine 1 can notify the driver that an abnormally high temperature that may cause the filter 19 to break may have occurred. In particular, the cause of the abnormality is suspected to be an injection timing failure of the fuel injection device 13 or an abnormal activation state of the oxidation catalyst 20. For this reason, the engine 1 can inform the driver of the possibility that an injection timing failure of the fuel injection device 13 or an abnormal activation state of the oxidation catalyst 20 has occurred.
  • the engine 1 includes a third abnormality warning command unit 163. If the inlet temperature T4 is higher than the allowable temperature, a warning is issued. For this reason, the engine 1 can notify the driver that an abnormally high temperature may have occurred on the upstream side of the oxidation catalyst 20. In particular, when the inlet temperature T4 is higher than the allowable temperature, the outlet temperature T5 is likely to exceed the heat resistance temperature. For this reason, the engine 1 can inform the driver that the filter 19 may be damaged.
  • the engine 1 includes a fourth abnormality warning command unit 164. If the differential pressure ⁇ P0 is higher than the predetermined differential pressure difference, a warning is issued. For this reason, the engine 1 can notify the driver of the possibility that the filter 19 is clogged.
  • the engine 1 includes a fifth abnormality warning command unit 165.
  • the intake pressure P2, the exhaust pressure P3, and the atmospheric pressure P1 are all equal except for the influence of sensor errors.
  • a warning is issued when the first differential pressure is greater than or equal to the first error differential pressure and the second differential pressure is greater than or equal to the second error differential pressure. For this reason, the engine 1 can inform the driver that there is a possibility that an abnormality has occurred in the atmospheric pressure sensor 41.

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Abstract

　エンジン（１）は、緊急再生の実行中において所定の第１異常監視時間の間、出口温度センサ（３５）、入口温度センサ（３４）、及び排気温度センサ（３３）の全ての信号値が正常範囲内にあり且つ出口温度（Ｔ５）が活性化温度よりも低い場合に、フィルタ（１９）の再生における異常の発生を運転者に知らせる異常発生警告を警告装置（１５）に実行させる第１異常警告指令部（１６１）を備えている。

Description

エンジン
　本発明は、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタと、前記フィルタの上流側で前記排気ガス中の窒素酸化物から高活性な二酸化窒素を生成する酸化触媒とを、燃焼室から前記排気ガスを排出する排気経路内に備える、エンジンに関する。
　排気ガス中に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭ）を捕捉するフィルタを有するエンジンでは、運転時間が経過するに連れてＰＭがフィルタに堆積する。ＰＭがフィルタに過剰に堆積すると、始動不良やエンストが発生する場合がある。また、過大に堆積したＰＭを酸化反応によって除去する場合、フィルタ温度が異常上昇し、それによりフィルタが破損する場合もある。このため、ＰＭが過剰に堆積する前に、適時にＰＭをフィルタから除去する必要がある。酸化反応によってＰＭを除去することを、「再生」と呼ぶ。
　再生は、排気ガスの温度を高めることによって実行される。高温状態では、未燃焼物であるＰＭが燃焼する。排気ガスの温度を高めるために、エンジン回転数の増大又は排気ガス中への燃料の混入が実行される。エンジン回転数が増大するとき、燃焼室での燃焼反応が活発になっているので、排気ガスの温度が増大する。また、排気ガス中に燃料を混入させることによって混入された燃料が燃焼して排気ガスの温度が上昇する。
　排気ガス中に燃料を混入させるために、一般的にポスト噴射が実行されている。ポスト噴射は、燃焼行程終了後の燃料噴射を指している。ポスト噴射された燃料の全量が排気ガスと共に排出されることが望ましいが、一部の燃料は燃焼室内に留まる。この燃料は、ピストンの往復動に伴ってオイルパンに滴下し、エンジンオイルを希釈させる。この結果、エンジンオイルの寿命が縮まる場合がある。他方、燃焼室から排出された燃料の一部が未燃焼のまま排気ガスに残留し、排気ガスが青白煙となる場合もある。
　従って、極力、ポスト噴射を抑制しながらフィルタを再生することが望ましい。特許文献１は、排気ガスの温度が３００℃程度の低温であるときに再生を可能とする技術を開示している。具体的には、排気ガス中の窒素酸化物を高活性な二酸化窒素に変化させるために、フィルタの上流側に酸化触媒が配置されている。高活性な二酸化窒素は、ＰＭを強力に酸化するので、３００℃程度の低温の環境下でフィルタが再生される。特許文献１によれば、再生のために、ポスト噴射を用いて排気ガスの温度を約６００℃程度の高温に高める必要が無く、排気ガスの温度が３００℃程度を越えていればよい。このため、作業負荷の掛かるエンジンでは、通常の使用状態で排気ガスの温度が３００℃程度に達するためポスト噴射を行うことなくフィルタの再生が可能となる。また、再生に必要な温度が３００℃程度であるため、作業負荷の軽い領域でも、例えば吸気を絞って外気流入を抑えることによって、排気ガスの温度を酸化触媒の活性温度まで排気ガスを昇温できる。このため、フィルタの再生が可能となる。
　特許文献２も、酸化触媒を用いてフィルタの再生を行う技術を開示している。特許文献２に開示されるエンジンは、酸化触媒の出口に配置される温度センサ（００２０段落）と、その検出温度に基づいて酸化触媒の活性状態を検出する手段（００３０段落）とを備えている。
特許３０１２２４９号公報 特開２００４－２９３３３９号公報
　ところが、特許文献２は、酸化触媒における温度の異常等を検出する手段を開示していない。
　そこで、本発明は、酸化触媒に異常が発生した可能性があることを検出できる、エンジンを提供する。
　本発明に係るエンジンは、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタと、前記フィルタの上流側で前記排気ガス中の窒素酸化物から高活性な二酸化窒素を生成する酸化触媒とを、燃焼室から前記排気ガスを排出する排気経路内に備える、エンジンであって、前記燃焼室内に燃料を供給する第１燃料噴射装置と、前記燃焼室に吸気ガスを供給する吸気経路の開度を決定する吸気弁と、エンジン回転数の目標回転数を指定するための回転数入力装置と、前記排気ガスの燃焼によって前記フィルタの温度を上昇させるために、前記フィルタの上流側で前記排気経路内に燃料を供給する第２燃料噴射装置と、前記酸化触媒の出口における前記排気ガスの温度である出口温度を検出する出口温度センサと、前記酸化触媒の入口における前記排気ガスの温度である入口温度を検出する入口温度センサと、運転者への警告を実行する警告装置と、前記フィルタにおける前記粒子状物質の堆積量を推定する推定機構と、補助再生において、前記目標回転数を変更せず、且つ空気過剰率を小さくするように前記吸気弁を制御する、補助再生制御部と、リセット再生において、前記目標回転数を変更せず、前記空気過剰率を小さくするように前記吸気弁を制御し、且つ前記第２燃料噴射装置を作動させる、リセット再生制御部と、緊急再生において、前記目標回転数を所定の高回転数に変更し、前記空気過剰率を小さくするように前記吸気弁を制御し、且つ前記第２燃料噴射装置を作動させる、緊急再生制御部と、前記堆積量が所定の第１上限量を超えたときに、前記補助再生を前記補助再生制御部に実行させる補助再生指令部と、前記補助再生よりも優先して、所定の連続運転時間毎に前記リセット再生を前記リセット再生制御部に実行させる、又は前記補助再生の実行時間が所定の補助再生時間を越えており且つ前記堆積量が前記第１上限量よりも低下していない場合に、前記リセット再生を前記リセット再生制御部に実行させるリセット再生指令部と、前記緊急再生制御部に前記緊急再生を実行させるための緊急再生指令を入力する緊急再生指令入力装置と、前記堆積量が前記第１上限量よりも大きな第２上限量を超えたときに、前記緊急再生を実行する必要性を運転者に知らせる緊急再生警告を前記警告装置に実行させる緊急再生警告指令部と、前記緊急再生の実行中において所定の第１異常監視時間の間、前記出口温度センサ及び前記入口温度センサの全ての信号値が正常範囲内にあり且つ前記出口温度が前記酸化触媒の活性化温度よりも低い場合に、前記フィルタの再生における異常の発生を運転者に知らせる第１異常発生警告を前記警告装置に実行させる第１異常警告指令部と、を備えている。
　好ましくは、前記エンジンは、排気ガスによって駆動される排気タービンと、吸気ガスを圧縮する圧縮機とを有する過給機と、前記排気タービンの上流側における前記排気ガスの温度である排気温度を検出する排気温度センサとを、更に備えており、前記入口温度は、前記排気タービンの下流側且つ前記酸化触媒の入口における前記排気ガスの温度であり、前記緊急再生の実行中において所定の第１異常監視時間の間、前記出口温度センサ、前記入口温度センサ、及び前記排気温度センサの全ての信号値が正常範囲内にあり且つ前記出口温度が前記活性化温度よりも低い場合に、前記第１異常警告指令部は、前記フィルタの再生における異常の発生を運転者に知らせる異常発生警告を前記警告装置に実行させる。
　好ましくは、前記エンジンは、前記排気経路を前記吸気経路に接続するＥＧＲ管と、前記ＥＧＲ管の開度を決定するＥＧＲ弁とを、更に備えており、前記補助再生、前記リセット再生、及び前記緊急再生において、前記ＥＧＲ弁は閉鎖されている。
　好ましくは、前記エンジンは、前記リセット再生又は前記緊急再生の実行中において所定の第２異常監視時間の間、前記出口温度センサの信号値が正常範囲内にあり且つ前記出口温度が前記フィルタの耐熱温度よりも高い場合に、前記フィルタにおける異常高温の発生を運転者に知らせる第２異常発生警告を前記警告装置に実行させる第２異常警告指令部を備えている。
　好ましくは、前記エンジンは、前記入口温度センサの信号値が正常範囲内にあり且つ前記入口温度が所定の許容温度よりも高い場合に、前記入口温度における異常高温の発生を運転者に知らせる第３異常発生警告を前記警告装置に実行させる第３異常警告指令部を備えており、前記入口温度が前記許容温度以上であるときに、前記出口温度が前記フィルタの耐熱温度を越えると推定されている。
　好ましくは、前記エンジンは、前記フィルタの入口と出口との間の差圧を検出する差圧検出センサと、所定の差圧監視時間の間、前記差圧センサの信号値が正常範囲内にあり且つ前記差圧が連続的に所定差圧を越えている場合、前記差圧における異常の発生を運転者に知らせる第４異常発生警告を前記警告装置に実行させる第４異常警告指令部を備えている。
　好ましくは、前記エンジンは、大気圧を検出する大気圧センサと、前記燃焼室の前記出口における前記排気ガスの圧力である排気圧力を検出する排気圧力センサと、前記燃焼室の入口における前記吸気ガスの圧力である吸気圧力を検出する吸気圧力センサと、を備えており、所定の圧力監視時間の間、前記エンジンが停止しており、前記大気圧センサ、前記排気圧力センサ、及び前記吸気圧力センサの信号値が全て正常範囲内にあり、前記吸気圧力と前記大気圧との第１差圧が所定の第１誤差差圧以上であり、且つ前記排気圧力と前記大気圧との第２差圧が所定の第２誤差差圧以上である場合に、前記大気圧センサにおける異常の発生を運転者に知らせる第５異常発生警告を前記警告装置に実行させる第５異常警告指令部を備えている。
　本発明に係るエンジンは、フィルタの再生が確実に行われると推定される状況で、実際にはフィルタの再生が効果的に行われていないことを、運転者に知らせることができる。特に、異常の原因として酸化触媒の異常が疑われる。このため、エンジンは、酸化触媒に異常が発生した可能性があることを、運転者に知らせることができる。
図１は、エンジンの構成を示す図である。 図２は、再生方式の一覧表を示す図である。 図３は、自己再生領域、再生可能領域、及び再生不可能領域を示す図である。 図４は、再生状態の変化を示すフロー図である。 図５は、再生方式に関連する構成を示すブロック図である。 図６は、エンジン回転数、燃料噴射量、及びＰＭ排出量の関係を示す図である。 図７は、再生速度、排気質量流量、及び出口温度の関係を示す図である。 図８は、差圧、排気質量流量、及びＰＭ堆積量の関係を示す図である。
（本実施形態に係るエンジンの構成）
　図面を参照して、本実施形態に係るエンジン１を説明する。エンジン１は、好ましくは、バックホー又はトラクターのような作業車両に搭載される。
　図１は、エンジン１の構成を示す図である。エンジン１は、吸気管２、吸気マニホールド３、シリンダブロック４、排気マニホールド５、排気管６、ＤＰＦユニット７、ＥＧＲ管８、吸気弁９、ＥＧＲ弁１０、過給機１１、クランク軸１２、燃料噴射装置１３、回転数入力装置１４、警告装置１５、緊急再生指令入力装置１６、及びＥＣＵ１７を備えている。
　エンジン１は４つのシリンダーを有している。このため、シリンダブロック４は、４つの燃焼室１８を有している。
　吸気管２及び吸気マニホールド３は、各燃焼室１８に吸気ガスを供給する吸気経路を構成している。エンジン１の駆動に対応して、外気が、吸気ガスとして吸気管２内に吸入される。吸気弁９は、ＥＧＲ管８の上流側において吸気管２の開度を決定する。
　排気マニホールド５、排気管６、及びＤＰＦユニット７は、各燃焼室１８から排気ガスを排出する排気経路を構成している。
　ＤＰＦユニット７は、フィルタ１９及び酸化触媒２０を備えている。フィルタ１９は、排気ガス中に含まれるＰＭを捕捉する。酸化触媒２０は、排気ガス中の窒素酸化物から高活性な二酸化窒素を生成する。酸化触媒２０は、排気経路内でフィルタ１９の上流側に配置されている。
　ＥＧＲ管８は、排気マニホールド５に開口する入口８ａ及び吸気管２に開口する出口８ｂを有しており、排気マニホールド５を吸気管２に接続している。ＥＧＲ管８は、エンジン冷却水が通過する熱交換器２１を備えている。熱交換器２１は、ＥＧＲ管８を通過する排気ガスを冷却する。ＥＧＲ弁１０は、ＥＧＲ管８の開度を決定する。ＥＧＲ弁１０が開放されている場合、吸気管２を通過する外気に排気ガスが合流する。このため、出口８ｂの下流側において、吸気ガスは、外気及び排気ガスからなっている。
　過給機１１は、排気管６内に配置される排気タービン１１ａと、吸気管２内に配置される圧縮機１１ｂとを備えている。排気ガスにより排気タービン１１ａが駆動され、圧縮機１１ｂは排気タービン１１ａにより駆動され、この結果、吸気ガスが圧縮される。
　燃料噴射装置１３は、コモンレール方式を採用しており、各燃焼室１８に燃料を供給する。燃料噴射装置１３は、本実施形態では、燃焼行程のための燃料を供給する正規の噴射と、燃焼行程後に燃料を噴射するポスト噴射とを実行できる。このため、燃料噴射装置１３は、第１燃料噴射装置及び第２燃料噴射装置を兼用している。ここで、第１燃料噴射装置は、燃焼室１８内に燃料を供給する。第２燃料噴射装置は、排気ガスの燃焼によってフィルタ１９の温度を上昇させるためにフィルタ１９の上流側で排気経路内に燃料を供給する。
　回転数入力装置１４は、エンジン回転数の目標回転数を指定するための操作機器である。本実施形態では、回転数入力装置１４は、エンジン１の運転状態を変更するアクセルレバー群を指している。
　警告装置１５は、運転者への各種の警告を実行する。本実施形態では、警告装置１５は、複数の異なる警告を表示できる多数のランプ群から構成されている。
　緊急再生指令入力装置１６は、緊急再生を実行させる指令を入力するための操作機器である。本実施形態では、緊急再生指令入力装置１６は、指令「有」の状態と、指令「無」の状態とを指定できる、押しボタンである。緊急再生の内容は、後述する。
　ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）は、エンジン１の運転に関係する各種装置を制御する。
　図１において、エンジン１は、環境温度センサ３１、吸気温度センサ３２、排気温度センサ３３、入口温度センサ３４、出口温度センサ３５、及びＥＧＲ温度センサ３６を備えている。
　環境温度センサ３１は、環境温度Ｔ１を検出する。環境温度Ｔ１は、圧縮機１１ｂ及び出口８ｂの上流側において吸気経路（２、３）を流れる吸気ガスの温度である。環境温度Ｔ１は、外気の温度に略等しい。
　吸気温度センサ３２は、吸気温度Ｔ２を検出する。吸気温度Ｔ２は、圧縮機１１ｂ及び出口８ｂの下流側において吸気経路（２、３）を流れる吸気ガスの温度である。
　排気温度センサ３３は、排気温度Ｔ３を検出する。排気温度Ｔ３は、排気タービン１１ａの上流側において排気経路（５、６）を流れる排気ガスの温度である。
　入口温度センサ３４は、入口温度Ｔ４を検出する。入口温度Ｔ４は、酸化触媒２０の入口における排気ガスの温度である。入口温度Ｔ４を検出する位置は、排気タービン１１ａの下流側且つ酸化触媒２０の上流側における排気経路（５、６）内の任意の位置である。
　出口温度センサ３５は、出口温度Ｔ５を検出する。出口温度Ｔ５は、酸化触媒２０の出口における排気ガスの温度である。出口温度Ｔ５を検出する位置は、酸化触媒２０とフィルタ１９との間における排気経路（５、６）内の任意の位置である。
　ＥＧＲ温度センサ３６は、ＥＧＲ温度Ｔ６を検出する。ＥＧＲ温度Ｔ６は、熱交換器２１の下流側においてＥＧＲ管８を流れる排気ガスの温度である。
　図１において、エンジン１は、差圧センサ４０、大気圧センサ４１、吸気圧力センサ４２、及び排気圧力センサ４３を備えている。
　差圧センサ４０は、フィルタ１９の入口及び出口における排気ガスの圧力を検出できる。このため、差圧センサ４０は、フィルタ１９の入口と出口との間の差圧ΔＰを検出できる。
　大気圧センサ４１は、大気圧Ｐ１を検出する。大気圧Ｐ１を検出する位置は、吸気経路（２、３）の外部に設けられている。
　吸気圧力センサ４２は、吸気圧力Ｐ２を検出する。吸気圧力Ｐ２は、圧縮機１１ｂ及び出口８ｂの下流側において吸気経路（２、３）を流れる吸気ガスの圧力である。
　排気圧力センサ４３は、排気圧力Ｐ３を検出する。排気圧力Ｐ３は、入口８ａ及び排気タービン１１ａの上流側において排気経路（５、６）を流れる排気ガスの圧力である。
　図１において、エンジン１は、回転数センサ２２を備えている。回転数センサ２２は、クランク軸１２の回転数（エンジン回転数）を検出する。
　図１において、エンジン１は、酸素センサ２３を備えている。酸素センサ２３は、排気ガスに含まれる酸素濃度を検出する。酸素濃度を検出する位置は、酸化触媒２０の上流側における排気経路（５、６）内の任意の位置である。酸素濃度は、空気過剰率の検出に用いられる。
　図２から図４を参照して、フィルタ１９の再生方式を説明する。
　図２は、再生方式の一覧表を示す図である。エンジン１は、フィルタ１９の再生を、各種の再生方式にしたがって実行する。この再生方式は、自己再生、補助再生、リセット再生、及び緊急再生からなっている。
　自己再生は、主として、二酸化窒素を利用してフィルタ１９を再生する。入口温度Ｔ４が酸化触媒２０の活性化温度を超えた場合に、酸化触媒２０によって、排気ガス中の窒素酸化物から高活性な二酸化窒素が生成される。高活性な二酸化窒素は、フィルタ１９に堆積したＰＭを酸化し、フィルタ１９からＰＭを除去する。つまり、高活性な二酸化窒素は、フィルタ１９を再生する。自己再生は、このように自動的に実行される再生を指している。本実施形態では、活性化温度は、約３００℃である。自己再生では、特別な制御は実行されない。このため、自己再生では、ＥＧＲ弁１０は開かれており、吸気弁９の開度は通常であり、ポスト噴射は使用されていない。
　補助再生も、主として、二酸化窒素を利用してフィルタ１９を再生する。補助再生では、入口温度Ｔ４を高めるように制御が実行される。ＥＣＵ１７は、補助再生において、目標回転数を変更せず、且つ空気過剰率λを小さくするように吸気弁９を制御する。この制御は、燃焼に寄与しない空気量を減少させ、排気温度Ｔ３を上昇させて入口温度Ｔ４を活性化温度まで高める。また、補助再生では、排気温度Ｔ３を高めるために、ＥＧＲ弁１０は閉じられている。補助再生では、ポスト噴射は使用されていない。
　リセット再生は、二酸化窒素及び高温の排気ガスを利用してフィルタ１９を再生する。リセット再生では、入口温度Ｔ４及び出口温度Ｔ５を高めるように制御が実行される。ＥＣＵ１７は、リセット再生において、目標回転数を変更せず、空気過剰率λを小さくするように吸気弁９を制御し、且つ燃料噴射装置１３にポスト噴射を実行させる。まず、空気過剰率λが小さくなるため、補助再生と同様に、排気温度Ｔ３が上昇して入口温度Ｔ４が活性化温度（３００℃）まで高められる。更に、ポスト噴射された燃料の燃焼によって入口温度Ｔ４及び出口温度Ｔ５が更に高められる。出口温度Ｔ５がＰＭの燃焼温度を越えると、その高温のためフィルタ１９のＰＭが燃焼する。つまり、二酸化窒素の作用及び高温の排気ガスにより、フィルタ１９が再生される。このため、出口温度Ｔ５が所定の燃焼温度範囲（５５０℃～７００℃）に入るように、出口温度Ｔ５が高められる。本実施形態では、ＰＭの燃焼温度は約５５０℃である。また、本実施形態では、フィルタ１９の耐熱温度が７００℃程度である。このため、本実施形態では、燃焼温度範囲は、５５０℃～７００℃に設定されている。また、リセット再生では、排気温度Ｔ３を高めるために、ＥＧＲ弁１０は閉じられている。
　図３は、自己再生領域、再生可能領域、及び再生不可能領域を示す図である。図３において、自己再生領域、再生可能領域、及び再生不可能領域が、エンジン回転数及び負荷（エンジントルク）によって特定されている。自己再生領域では、自己再生が発生する。再生可能領域では、補助再生又はリセット再生の実行により、フィルタ１９の再生が可能である。一方、再生不可能領域では、排気温度Ｔ３が低すぎるため入口温度Ｔ４が実際には活性化温度に到達せず、リセット再生が実行されてもフィルタ１９の再生が不可能である。第１境界線Ｌ１は、自己再生領域と再生可能領域との境界を示している。第２境界線Ｌ２は、再生可能領域と再生不可能領域との境界を示している。排気ガスの温度は、第１境界線Ｌ１及び第２境界線Ｌ２のそれぞれにおいて同一である。本実施形態では、第２境界線Ｌ２における入口温度Ｔ４は、活性化温度である３００℃である。再生不可能領域においてフィルタ１９を再生させるために、緊急再生が設けられている。エンジン回転数が下限回転数Ｒ０より大きいとき、再生不可能領域は存在しない。このため、緊急再生では、エンジン回転数を下限回転数Ｒ０よりも増大させる制御が実行される。
　図２において、緊急再生は、二酸化窒素及び高温の排気ガスを利用してフィルタ１９を再生する。緊急再生では、排気温度Ｔ３を更に高めるように制御が実行される。ＥＣＵ１７は、緊急再生において、目標回転数を所定の高回転数に変更し、空気過剰率λを小さくするように吸気弁９を制御し、且つ燃料噴射装置１３にポスト噴射を実行させる。所定の高回転数は、図２の下限回転数Ｒ０以上の回転数に設定されている。つまり、入口温度Ｔ４が確実に活性化温度を超えるように、高回転数が設定されている。このため、緊急再生では、リセット再生よりも効果的に、二酸化窒素の作用及び高温の排気ガスにより、フィルタ１９が再生される。当然ながら、緊急再生でも、ＥＧＲ弁１０は閉じられている。
　なお、目標回転数が高回転数以上の回転数に設定されている場合、リセット再生の方が緊急再生よりも効果的に、フィルタ１９を再生する。例えば、バックホーのような作業車両では、通常の作業を行う際に、運転者によって指定される目標回転数が下限回転数Ｒ０を越えてしまう。このような場合、リセット再生の方が緊急再生よりも有効であり、緊急再生は不要である。
　図２において、ＰＭ過堆積警告は、各種の再生方式が有効に機能しない場合に相当する。ＰＭ過堆積警告は、フィルタ１９にＰＭの過堆積が発生していることを、運転者に知らせる。
　図４は、再生状態の変化を示すフロー図である。図４において、再生状態は、自己再生の実行状態Ｓ１、補助再生の実行状態Ｓ２、リセット再生の実行状態Ｓ３、緊急再生の待機状態Ｓ４、緊急再生の実行状態Ｓ５、及び過堆積警告Ｓ６のいずれか１つを選択する。ここで、再生状態は、いずれか１つの再生方式がフィルタ１９に適用される状態にあることを示している。再生状態は、主として、排気ガスの温度によって決定される。
　再生状態は、各種の条件が満たされることにより、ある状態から別の状態に変化する。これらの条件は、ＰＭ堆積量の大きさ及び各種の計測時間を含んでいる。このため、エンジン１は、ＰＭ堆積量を検出する手段及び各種の時間を計測する手段を備えている。これらの手段については後述する。
　自己再生の実行状態Ｓ１において条件Ｃ１「ＰＭ堆積量≧８ｇ／Ｌ」が満たされる場合、再生状態は、補助再生の実行状態Ｓ２に変化する。補助再生の実行状態Ｓ２において条件Ｃ２「実行時間≧３０分」又は条件Ｃ３「ＰＭ堆積量＜６ｇ／Ｌ」が満たされる場合、再生状態は、自己再生の実行状態Ｓ２に変化する。
　自己再生の実行状態Ｓ１において条件Ｃ４「経過時間≧１００時間」が満たされる場合、補助再生の実行状態Ｓ２において条件Ｃ５「経過時間≧１００時間」が満たされる場合、又は補助再生の実行状態Ｓ２において条件Ｃ６「ＰＭ堆積量８ｇ／Ｌ、且つ補助再生の実行時間≧１０分」が満たされる場合、再生状態は、リセット再生の実行状態Ｓ３に変化する。ここで、経過時間は、リセット再生が前回終了した時点から現時点までに経過した時間を指している。この経過時間の計測はリセット再生が開始されると終了し、経過時間の計数が０に変更される。また、リセット再生が終了すると、更に経過時間の計測が新たに開始される。
　リセット再生の実行状態Ｓ３において、条件Ｃ７「リセット再生の有効時間≧２５分」、条件Ｃ８「リセット再生の実行時間≧３０分」、又は条件Ｃ９「ＰＭ堆積量＜６ｇ／Ｌ」が満たされる場合、再生状態は、自己再生の実行状態Ｓ１に変化する。ここで、リセット再生の実行時間は、再生状態がリセット再生の実行状態に保たれている時間を指している。一方、リセット再生の有効時間は、リセット再生の実行状態において、出口温度Ｔ５が燃焼温度範囲（５５０℃～７００℃）にある時間を指している。つまり、リセット再生の有効時間は、リセット再生が実質的に実行されている時間を指している。
　補助再生の実行状態Ｓ２において条件Ｃ１０「ＰＭ堆積量≧１０ｇ／Ｌ」が満たされる場合、リセット再生の実行状態Ｓ３において条件Ｃ１１「ＰＭ堆積量≧１０ｇ／Ｌ」が満たされる場合、又はリセット再生の実行状態Ｓ３において条件Ｃ１２「ＰＭ堆積量≧８ｇ／Ｌ、且つリセット再生の実行時間≧１０分」が満たされる場合、再生状態は、緊急再生の待機状態Ｓ４に変化する。
　緊急再生の待機状態Ｓ４において条件Ｃ１３「緊急再生指令：有」が満たされる場合、再生状態は、緊急再生の実行状態Ｓ５に変化する。緊急再生の待機状態Ｓ４では、詳しくは後述するが、緊急再生を実行するように運転者に警告が発せられる。この警告に応じて運転者は、緊急再生ボタン１６を用いて緊急再生指令をＥＣＵ１７に入力できる。
　緊急再生の実行状態Ｓ５において、条件Ｃ１４「有効時間≧２５分、且つＰＭ堆積量＜８ｇ／Ｌ」、又は条件Ｃ１５「実行時間≧３０分、且つＰＭ堆積量＜８ｇ／Ｌ」が満たされる場合、再生状態は、自己再生の実行状態Ｓ１に変化する。
　緊急再生の待機状態Ｓ４において条件Ｃ１６「待機時間≧１時間」又は条件Ｃ１７「ＰＭ堆積量≧１２ｇ／Ｌ」が満たされる場合、又は緊急再生の実行状態Ｓ５において条件Ｃ１８「ＰＭ堆積量≧８ｇ／Ｌ、且つ緊急再生の実行時間≧３０分」が満たされる場合、再生状態は、ＰＭ過堆積警告Ｓ６に変化する。ＰＭ過堆積警告Ｓ６では、詳しくは後述するが、フィルタ１９のメンテナンスを実行するように運転者に警告が発せられる。
　図５を参照して、再生方式に関連する構成を説明する。図５は、再生方式に関連する構成を示すブロック図である。
　図５において、エンジン１は、ＰＭ堆積量を推定する第１推定機構１１０及び第２推定機構１２０を備えている。
　第１推定機構１１０は、回転数センサ１２、酸素センサ２３、燃料噴射量設定部１０１、流量推定部１０２、大気圧センサ４１、吸気圧力センサ４２、排気圧力センサ４３、環境温度センサ３１、吸気温度センサ３２、排気温度センサ３３、出口温度センサ３５、及びＥＧＲ温度センサ３６を備えている。
　第１推定機構１１０は、ＰＭ排出量とＰＭ酸化量との差に基づいてフィルタ１９におけるＰＭ堆積量を推定する。ＰＭ排出量は、単位時間において、エンジン１から排出されたＰＭの総量を指している。ＰＭ酸化量は、単位時間において、フィルタ１９において酸化されたＰＭの総量を指している。
　まず、ＰＭ排出量は、次のようにして求められる。
　図６は、エンジン回転数Ｎ、燃料噴射量Ｑ（ｉ）、及びＰＭ排出量Ｃの関係を示す図である。図６において、変数ｉは、１～３までの数を示している。燃料噴射量Ｑ（１）、Ｑ（２）、Ｑ（３）は、互いに異なる大きさを有している。図６に示されるように、エンジン回転数Ｎ、燃料噴射量Ｑ（ｉ）、及びＰＭ排出量Ｃの間に、一定の関係が存在する。このため、基本量としてのＰＭ排出量Ｃが、エンジン回転数Ｎ及び１サイクル当たり燃料噴射量Ｑ（ｉ）に基づいて定められる。推定量としてのＰＭ排出量は、更に、基本量としてのＰＭ排出量Ｃに空気過剰率λによる補正を加えることによって、求められる。
　次に、ＰＭ酸化量は、次のようにして求められる。
　図５において、エンジン回転数は、回転数センサ１２によって検出される。燃料噴射量設定部１０１は、燃料噴射装置１３から噴射させる燃料噴射量を設定する。このため、１サイクル当たり燃料噴射量は、燃料噴射量設定部１０１により特定される。空気過剰率λは、酸素センサ２３によって検出される酸素濃度に基づいて、特定される。
　図７は、再生速度Ｖ、排気質量流量ＦＥ、及び出口温度Ｔ５（ｉ）の関係を示す図である。図７において、変数ｉは、１～３までの数を示している。出口温度Ｔ５（１）、Ｔ５（２）、Ｔ５（３）は、互いに異なる大きさを有している。図７に示されるように、再生速度Ｖ、排気質量流量ＦＥ、及び出口温度Ｔ５（ｉ）の間に、一定の関係が存在する。再生速度Ｖは、酸化によってＰＭが除去される速度を指している。排気質量流量ＦＥは、排気ガスの質量流量を指している。再生速度Ｖに基づいて、ＰＭ酸化量が特定される。このため、ＰＭ酸化量は、排気質量流量ＦＥ及び出口温度Ｔ５（ｉ）に基づいて推定される。
　ＰＭ酸化量を特定するために用いられる排気質量流量ＦＥは、次のようにして求められる。
　図５において、流量推定部１０２は、吸気質量流量ＦＩ、ＥＧＲ質量流量ＦＲ、及び排気質量流量ＦＥを推定する。吸気質量流量ＦＩ、及びＥＧＲ質量流量ＦＲは、それぞれ、吸気ガスの質量流量、及びＥＧＲガスの質量流量を指している。ＥＧＲガスは、ＥＧＲ菅８を介して吸気ガスに合流する排気ガスを指している。
　質量流量ＦＩ、ＦＲ、ＦＥは、圧力Ｐ３、Ｐ２、温度Ｔ２、Ｔ６、及び空気過剰率λの関数として表現される。
　　吸気質量流量ＦＩ＝ｆ（Ｐ３，Ｐ２，Ｔ２，λ，Ｔ１，Ｐ１）
　ただし、環境温度Ｔ１及び大気圧Ｐ１は補正のための要素であるので、実質的には次の通りである。
　　吸気質量流量ＦＩ＝ｆ（Ｐ３，Ｐ２，Ｔ２，λ）
　　ＥＧＲ質量流量ＦＲ＝ｆ（Ｐ３，Ｐ２，Ｔ６）
　　排気質量流量ＦＥ＝吸気質量流量ＦＩ－ＥＧＲ質量流量ＦＲ＋燃料質量流量ＦＦ
　なお、燃料質量流量ＦＦは、燃料噴射量設定部１０１により特定される。
　第２推定機構１２０は、第１推定機構１１０と類似の構成を有している。第２推定機構１２０は、第１推定機構１１０に設けられる回転数センサ１２の代わりに、差圧センサ４０を有している。
　第２推定機構１１０は、フィルタ１９の入口と出口との間の差圧ΔＰ０に基づいてＰＭ堆積量を推定する。
　図８は、差圧ΔＰ０、排気質量流量ＦＥ、及びＰＭ堆積量Ａ（ｉ）の関係を示す図である。図８において、変数ｉは、１～３までの数を示している。ＰＭ堆積量Ａ（１）、Ａ（２）、Ａ（３）は、互いに異なる大きさを有している。図８に示されるように、差圧ΔＰ０、排気質量流量ＦＥ、及びＰＭ堆積量Ａ（ｉ）の間に、一定の関係が存在する。このため、基本量としてのＰＭ堆積量Ａ（ｉ）が、差圧ΔＰ０、排気質量流量ＦＥに基づいて定められる。推定量としてのＰＭ推定量は、更に、基本量としてのＰＭ推定量Ａ（ｉ）に出口温度Ｔ５による補正を加えることによって、求められる。
　図５において、ＥＣＵ（制御装置）１７は、補助再生を実行する補助再生制御部１３１、リセット再生を実行するリセット再生制御部１３２、及び緊急再生を実行する緊急再生制御部１３３を備えている。
　ＥＣＵ１７は、各種の再生方式を実行させるための手段として、補助再生指令部１４１リセット再生指令部１４２、緊急再生警告指令部１５１、及び緊急再生指令入力装置１６を備えている。
　補助再生指令部１４１は、ＰＭ堆積量が所定の第１上限量（８ｇ／Ｌ）を超えたときに、補助再生を補助再生制御部１３１に実行させる。この処理は、図４における条件Ｃ１が満たされた場合に相当する。ここで、８ｇ／Ｌは、本実施形態におけるＰＭ堆積量の第１上限量を指している。また、条件Ｃ３、Ｃ９における６ｇ／Ｌは、本実施形態におけるＰＭ堆積量の許容量を指している。
　リセット再生指令部１４２は、補助再生よりも優先して、所定の連続運転時間（１００時間）毎にリセット再生をリセット再生制御部１３２に実行させる。この処理は、図４における条件Ｃ４、Ｃ５が満たされた場合に相当する。また、リセット再生指令部１４２は、補助再生の実行時間が所定の補助再生時間（１０分）を越えており且つＰＭ堆積量が第１上限量（８ｇ／Ｌ）よりも低下していない場合に、リセット再生をリセット再生制御部１３２に実行させる。この処理は、図４における条件Ｃ６が満たされた場合に相当する。条件Ｃ６における１０分は、本実施形態における補助再生時間を指している。
　緊急再生警告指令部１５１は、ＰＭ堆積量が第１上限量（８ｇ／Ｌ）よりも大きな第２上限量（１０ｇ／Ｌ）を超えたときに、緊急再生を実行する必要性を運転者に知らせる緊急再生警告を警告装置１５に実行させる。本実施形態では、警告装置１５は、緊急再生警告に対応するランプを点灯又は点滅させることによって、運転者に警告を実行する。ここで、１０ｇ／Ｌは、本実施形態におけるＰＭ堆積量の第２上限量を指している。
　運転者は、警告装置１５による緊急再生警告に基づいて、上述の緊急再生指令入力装置１６を操作する。緊急再生指令入力装置１６により緊急再生指令「有」が入力されると、緊急再生制御部１３３は、緊急再生を実行する。
　図５において、ＥＣＵ１７は、過堆積警告指令部１５２を備えている。過堆積警告指令部１５２は、ＰＭ堆積量が第２上限量（１０ｇ／Ｌ）よりも大きな第３上限量（１２ｇ／Ｌ）を超えたときに、ＰＭの過堆積を知らせる過堆積警告を警告装置１５に実行させる。この処理は、図４における条件Ｃ１６が満たされた場合に相当する。本実施形態では、警告装置１５は、過堆積警告に対応するランプを点灯又は点滅させることによって、運転者に警告を実行する。ここで、１２ｇ／Ｌは、本実施形態におけるＰＭ堆積量の第３上限量を指している。
　また、緊急再生が開始された時点から所定の緊急再生時間（３０分）以内にＰＭ堆積量が第１上限量（８ｇ／Ｌ）よりも低下していない場合に、過堆積警告指令部１５２は、過堆積警告を警告装置１５に実行させる。この処理は、図４における条件Ｃ１７が満たされた場合に相当する。条件Ｃ１７における３０分は、本実施形態における緊急再生時間を指している。
　また、緊急再生警告が開始された時点から所定の限界時間（９時間）以内に緊急再生指令が入力されない場合に、過堆積警告指令部１５２は、過堆積警告を警告装置１５に実行させる。この処理は、図４における条件Ｃ１５が満たされた場合に相当する。条件Ｃ１５における９時間は、本実施形態における待機の限界時間を指している。
　補助再生指令部１４１、リセット再生指令部１４２、緊急再生警告指令部１５１、及び過堆積警告指令部１５２は、ＰＭ堆積量として、第１推定機構１１０によって推定されるＰＭ堆積量及び第２推定機構１２０によって推定されるＰＭ堆積量のどちらも利用でき、第１判定及び第２判定を実行できる。第１判定では、各指令部１４１、１４２、１５１、１５２は、第１推定機構１１０によって得られたＰＭ堆積量に基づいて、ＰＭ堆積量と、第１所定量、第２所定量、又は第３所定量との比較を行う。第２判定では、各指令部１４１、１４２、１５１、１５２は、第２推定機構１２０によって得られたＰＭ堆積量に基づいて、ＰＭ堆積量と、第１所定量、第２所定量、又は第３所定量との比較を行う。ここで、ＰＭ推定量の精度を比較すると、第１推定機構１１０の精度の方が、第２推定機構１２０の精度よりも高い。本実施形態では、図４に示されるように、第１判定及び第２判定が使い分けられている。
　図４において、各条件に対応する矢印は、実線、破線、又は二点鎖線で描かれている。実線は、第１判定及び第２判定の双方が適用される場合を示している。実線の矢印は、条件Ｃ１、Ｃ６、Ｃ１０、Ｃ１１，Ｃ１２、Ｃ１５、Ｃ１６に対応している。破線は、第１判定のみが適用される場合を示している。破線の矢印は、条件Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５，Ｃ９、Ｃ１４、Ｃ１７に対応している。二点鎖線は、第１判定及び第２判定以外の判定を示している。二点鎖線の矢印は、条件Ｃ７、Ｃ８、Ｃ１３に対応している。
　図５において、ＥＣＵ１７は、メンテナンス警告指令部１５３を備えている。メンテナンス警告指令部１５３は、リセット再生又は緊急再生が終了した時点から監視待機時間（３００秒）の経過後且つ監視実行時間（９００秒）の経過前に、差圧ΔＰ０を監視する。ここで、メンテナンス警告指令部１５３は、エンジン回転数が高回転数を越えており且つ差圧ΔＰ０が所定圧力差を越えている状態が所定の圧力異常時間（１００秒）以上継続する否かを監視する。ここで、所定圧力差の発生は、フィルタ１９の再生が不良であることを示している。メンテナンス警告指令部１５３は、前記状態が圧力異常時間以上継続する場合に、フィルタ１９のメンテナンスを知らせるメンテナンス警告を警告装置１５に実行させる。本実施形態では、監視待機時間は３００秒であり、監視実行時間は９００秒であり、所定の圧力異常時間は１００秒である。本実施形態では、警告装置１５は、メンテナンス警告に対応するランプを点灯又は点滅させることによって、運転者に警告を実行する。
　図５において、エンジン１は、運転時間等によって灰分堆積量を検出し、その検出結果に基づく対応を実行できる。エンジン１は、灰分堆積量を検出する灰分推定機構１５０と、灰分過堆積警告指令部１５４とを備えている。
　灰分過堆積警告指令部１５４は、灰分堆積量が所定の上限灰分量を越えたときに、灰分の過堆積を知らせる灰分過堆積警告を警告装置１５に実行させる。本実施形態では、警告装置１５は、灰分過堆積警告に対応するランプを点灯又は点滅させることによって、運転者に警告を実行する。
　図４において、灰分状態は、灰分過堆積の監視状態Ｓ１１及び灰分過堆積警告Ｓ１２のいずれか一方を選択する。ここで、灰分状態は、灰分の堆積量に応じて特定される状態である。第１推定機構１１０が灰分過堆積を検出していない間、灰分状態は、監視状態Ｓ１１にある。第１推定機構１１０が灰分過堆積を検出すると、灰分状態が灰分過堆積警告Ｓ１２に変化する。灰分過堆積警告Ｓ１２において、灰分過堆積警告指令部１５４は、灰分過堆積警告を警告装置１５に実行させる。
　図５において、エンジン１は、温度センサ及び圧力センサによる異常の検知手段を備えている。この異常検知手段は、センサ自体の異常又はセンサによって検出される対象物の異常を検知する。
　ＥＣＵ１７は、第１異常警告指令部１６１を備えている。緊急再生の実行中において所定の第１異常監視時間（２０分）の間、出口温度センサ３５、入口温度センサ３４、及び排気温度センサＴ３の全ての信号値が正常範囲内にあり且つ出口温度Ｔ５が活性化温度よりも低い場合に、第１異常警告指令部１６１は、第１異常発生警告を前記警告装置に実行させる。第１異常発生警告は、フィルタ１９の再生における異常の発生を運転者に知らせる警告である。本実施形態では、第１異常監視時間は、２０分である。本実施形態では、警告装置１５は、第１異常発生警告に対応するランプを点灯又は点滅させることによって、運転者に警告を実行する。
　上述において、信号値が正常範囲内にあることは、センサ自体に異常が発生していないことを示している。正常範囲は、センサの規格によって定まっており、例えば、４～２０ｍＶである。
　ＥＣＵ１７は、第２異常警告指令部１６２を備えている。リセット再生又は緊急再生の実行中において所定の第２異常監視時間（１分）の間、出口温度センサ３５の信号値が正常範囲内にあり且つ出口温度Ｔ５がフィルタ１９の耐熱温度（７００℃）よりも高い場合に、第２異常警告指令部１６２は、第２異常発生警告を警告装置１５に実行させる。第２異常発生警告は、フィルタ１９における異常高温の発生を運転者に知らせる警告である。本実施形態では、第２異常監視時間は、１分である。本実施形態では、警告装置１５は、第２異常発生警告に対応するランプを点灯又は点滅させることによって、運転者に警告を実行する。
　ＥＣＵ１７は、第３異常警告指令部１６３を備えている。入口温度センサ３４の信号値が正常範囲内にあり且つ入口温度Ｔ４が所定の許容温度よりも高い場合に、第３異常警告指令部１６３は、第３異常発生警告を警告装置１５に実行させる。第３異常発生警告は、入口温度Ｔ４が異常高温であることを運転者に知らせる警告である。入口温度Ｔ４が許容温度（６５０℃）以上であるときに、出口温度Ｔ５がフィルタ１９の耐熱温度（７００℃）を越えると推定されている。本実施形態では、許容温度は、フィルタ１９の耐熱温度（７００℃）よりも一定の温度幅だけ低い温度である６５０℃に設定されている。本実施形態では、警告装置１５は、第３異常発生警告に対応するランプを点灯又は点滅させることによって、運転者に警告を実行する。
　ＥＣＵ１７は、第４異常警告指令部１６４を備えている。所定の差圧監視時間の間、差圧センサ４０の信号値が正常範囲内にあり且つ差圧ΔＰ０が連続的に所定差圧を越えている場合、第４異常警告指令部１６４は、第４異常発生警告を警告装置１５に実行させる。第４異常発生警告は、差圧ΔＰ０における異常の発生を運転者に知らせる警告である。本実施形態では、警告装置１５は、第４異常発生警告に対応するランプを点灯又は点滅させることによって、運転者に警告を実行する。
　ＥＣＵ１７は、第５異常警告指令部１６５を備えている。所定の圧力監視時間の間、エンジン１が停止しており、大気圧センサ４１、排気圧力センサ４３、及び吸気圧力センサ４２の信号値が全て正常範囲内にあり、吸気圧力Ｐ２と大気圧Ｐ３との第１差圧が所定の第１誤差差圧以上であり、且つ排気圧力Ｐ３と大気圧Ｐ１との第２差圧が所定の第２誤差差圧以上である場合に、第５異常警告指令部１６５は、第５異常発生警告を前記警告装置に実行させる。第５異常発生警告は、大気圧センサ４１における異常の発生を運転者に知らせる警告である。本実施形態では、警告装置１５は、第５異常発生警告に対応するランプを点灯又は点滅させることによって、運転者に警告を実行する。
（変形例）
　本実施形態に係るエンジン１は、次の変形を採用できる。
　エンジン１において、過給機１１及びＥＧＲ装置は、必須の構成要素ではない。ここで、ＥＧＲ装置は、ＥＧＲ管８、ＥＧＲ弁１０、及び熱交換器２１からなっている。このため、エンジン１は、過給機１１及び／又はＥＧＲ装置を備えていなくても良い。
　エンジン１が過給機１１及び／又はＥＧＲ装置を備えていない場合、吸気温度Ｔ２は環境温度Ｔ１に概ね等しく、排気温度Ｔ３は入口温度Ｔ４に概ね等しい。この場合、エンジン１は、環境温度センサ３１、排気温度センサ３３を備えていなくても良い。また、上述の制御において、入口温度Ｔ４が排気温度Ｔ３の代わりに用いられる。
　入口温度Ｔ４が排気温度Ｔ３の代わりに用いられる場合、第１異常警告指令部１６１は、次のように変更される。緊急再生の実行中において第１異常監視時間の間、出口温度センサ３５及び入口温度センサ３４の全ての信号値が正常範囲内にあり且つ出口温度Ｔ５が酸化触媒２０の活性化温度よりも低い場合に、第１異常警告指令部１６１は、第１異常発生警告を警告装置１５に実行させる。
（本実施形態に係るエンジンの効果）
　本実施形態に係るエンジン１は、次の効果を有している。
　エンジン１は、補助再生を実行でき、緊急再生警告、及びＰＭの過堆積警告を実行できる。補助再生は、ポスト噴射を伴う再生とは異なり、過剰な燃料を消費しない。緊急再生警告は、運転者に緊急再生の必要性を知らせる。ＰＭの過堆積警告は、フィルタ１９の破損を招く虞のある過堆積の発生を、運転者に知らせる。このため、エンジン１は、排気ガスの温度を高めるための追加の燃焼（ポスト噴射）を実行する頻度やエンジン回転数を変更する頻度をできるだけ低減しながら、粒子状物質の堆積量の増大を抑制できる。また、エンジン１は、過堆積によるフィルタの破損を防止しやすい。
　補助再生、リセット再生、及び緊急再生において、ＥＧＲ弁１０は閉鎖されている。このため、エンジン１は、再生の実行時に排気ガスの温度が低下することを防止でき、効率的に再生を実行できる。
　エンジン１は、ＰＭ排出量とＰＭ酸化量との差に基づいてＰＭ堆積量を推定する第１推定機構１１０だけでなく、フィルタ１９の差圧に基づいてＰＭ堆積量を推定する第２推定機構１２０を、更に備えている。つまり、ＰＭ堆積量が、２つの方式により推定される。このため、粒子状物質の堆積量の検出における信頼性が高められている。
　緊急再生が開始された時点から所定の緊急再生時間以内にＰＭ堆積量が第１上限量よりも低下していない場合に、過堆積警告指令部１５２は、過堆積警告を警告装置１５に実行させる。このため、エンジン１は、緊急再生が不良であった可能性があることを、運転者に知らせることができる。
　緊急再生警告が開始された時点から所定の限界時間以内に緊急再生指令が入力されない場合に、過堆積警告指令部１５２は、過堆積警告を前記警告装置１５に実行させる。このため、エンジン１は、緊急再生が実行されていない可能性があることを、運転者に知らせることができる。
　エンジン１は、メンテナンス警告を警告装置１５に実行させるメンテナンス警告指令部１５３を備えている。エンジン回転数が高回転数を超えており、基本的には、リセット再生又は強制再生によりフィルタ１９の堆積が解消されていると推定される。このような状況において、差圧ΔＰ０が所定圧力差を越えている状態が所定の圧力異常時間以上継続する場合に、メンテナンス警告が出力される。このため、エンジン１は、堆積量が解消されない原因がリセット再生や強制再生の不良ではなくフィルタ１９の欠損である可能性があることを、運転者に知らせることができる。
　エンジン１は、灰分推定機構１５０と、灰分過堆積警告指令部１５４とを備えている。このため、エンジン１は、フィルタ１９を交換する必要があること、又はフィルタ１９を洗浄する必要があることを、運転者に知らせることができる。
　エンジン１は、第１異常警告指令部１６１を備えている。緊急再生では、入口温度Ｔ４が活性化温度を超えるように、排気温度Ｔ３が上昇させられる。酸化触媒２０が活性化している場合、酸化反応により排気ガスが加熱されるので、出口温度Ｔ５は入口温度Ｔ４よりも高くなる。異常がない場合、出口温度Ｔ５は、活性化温度よりも低くなることはない。出口温度Ｔ５が活性化温度よりも低い場合、警告が発せられる。このため、エンジン１は、フィルタ１９の再生が確実に行われると推定される状況で、実際にはフィルタ１９の再生が効果的に行われていないことを、運転者に知らせることができる。特に、異常の原因として酸化触媒２０の異常が疑われる。このため、エンジン１は、酸化触媒２０に異常が発生した可能性があることを、運転者に知らせることができる。
　エンジン１は、第２異常警告指令部１６２を備えている。出口温度Ｔ５が耐熱温度よりも高い場合、警告が発せられる。このため、エンジン１は、フィルタ１９の破損を招く異常高温が発生した可能性があることを、運転者に知らせることができる。特に、異常の原因として、燃料噴射装置１３の噴射タイミング不良、又は酸化触媒２０の異常な活性化状態の発生が疑われる。このため、エンジン１は、燃料噴射装置１３の噴射タイミング不良、又は酸化触媒２０の異常な活性化状態が発生した可能性を、運転者に知らせることができる。
　エンジン１は、第３異常警告指令部１６３を備えている。入口温度Ｔ４が許容温度よりも高い場合、警告が発せられる。このため、エンジン１は、酸化触媒２０の上流側において異常高温が発生した可能性があることを、運転者に知らせることができる。特に、入口温度Ｔ４が許容温度よりも高い場合、出口温度Ｔ５が耐熱温度を超える可能性が高い。このため、エンジン１は、フィルタ１９が破損する可能性があることを、運転者に知らせることができる。
　エンジン１は、第４異常警告指令部１６４を備えている。差圧ΔＰ０が所定差圧差よりも高い場合、警告が発せられる。このため、エンジン１は、フィルタ１９に目詰まりが発生した可能性を、運転者に知らせることができる。
　エンジン１は、第５異常警告指令部１６５を備えている。エンジン１が停止しているとき、センサの誤差の影響を除くと、吸気圧力Ｐ２、排気圧力Ｐ３、及び大気圧Ｐ１は全て等しくなる。第１差圧が第１誤差差圧以上であり且つ第２差圧が第２誤差差圧以上である場合に、警告が発せられる。このため、エンジン１は、大気圧センサ４１に異常が発生した可能性があることを、運転者に知らせることができる。
　　１　エンジン
　　２　吸気管（吸気経路の一部）
　　３　吸気マニホールド（吸気経路の一部）
　　８　ＥＧＲ管
　　９　吸気弁
　１０　ＥＧＲ弁
　１３　燃料噴射装置（第１、第２燃料噴射装置）
　１４　回転数入力装置
　１５　警告装置
　１６　緊急再生指令入力装置
　１９　フィルタ
　２０　酸化触媒
　４０　差圧センサ
１１０　第１推定機構
１２０　第２推定機構
１３１　補助再生制御部
１３２　リセット再生制御部
１３３　緊急再生制御部
１４１　補助再生指令部
１４２　リセット再生指令部
１５０　灰分推定機構
１５１　緊急再生警告指令部
１５２　過堆積警告指令部
１５３　メンテナンス警告指令部
１５４　灰分過堆積警告指令部

Claims (7)

  1. 　排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタと、前記フィルタの上流側で前記排気ガス中の窒素酸化物から高活性な二酸化窒素を生成する酸化触媒とを、燃焼室から前記排気ガスを排出する排気経路内に備える、エンジンであって、
    　前記燃焼室内に燃料を供給する第１燃料噴射装置と、
    　前記燃焼室に吸気ガスを供給する吸気経路の開度を決定する吸気弁と、
    　エンジン回転数の目標回転数を指定するための回転数入力装置と、
    　前記排気ガスの燃焼によって前記フィルタの温度を上昇させるために、前記フィルタの上流側で前記排気経路内に燃料を供給する第２燃料噴射装置と、
    　前記酸化触媒の出口における前記排気ガスの温度である出口温度を検出する出口温度センサと、
    　前記酸化触媒の入口における前記排気ガスの温度である入口温度を検出する入口温度センサと、
    　運転者への警告を実行する警告装置と、
    　前記フィルタにおける前記粒子状物質の堆積量を推定する推定機構と、
    　補助再生において、前記目標回転数を変更せず、且つ空気過剰率を小さくするように前記吸気弁を制御する、補助再生制御部と、
    　リセット再生において、前記目標回転数を変更せず、前記空気過剰率を小さくするように前記吸気弁を制御し、且つ前記第２燃料噴射装置を作動させる、リセット再生制御部と、
    　緊急再生において、前記目標回転数を所定の高回転数に変更し、前記空気過剰率を小さくするように前記吸気弁を制御し、且つ前記第２燃料噴射装置を作動させる、緊急再生制御部と、
    　前記堆積量が所定の第１上限量を超えたときに、前記補助再生を前記補助再生制御部に実行させる補助再生指令部と、
    　前記補助再生よりも優先して、所定の連続運転時間毎に前記リセット再生を前記リセット再生制御部に実行させる、又は前記補助再生の実行時間が所定の補助再生時間を越えており且つ前記堆積量が前記第１上限量よりも低下していない場合に、前記リセット再生を前記リセット再生制御部に実行させるリセット再生指令部と、
    　前記緊急再生制御部に前記緊急再生を実行させるための緊急再生指令を入力する緊急再生指令入力装置と、
    　前記堆積量が前記第１上限量よりも大きな第２上限量を超えたときに、前記緊急再生を実行する必要性を運転者に知らせる緊急再生警告を前記警告装置に実行させる緊急再生警告指令部と、
    　前記緊急再生の実行中において所定の第１異常監視時間の間、前記出口温度センサ及び前記入口温度センサの全ての信号値が正常範囲内にあり且つ前記出口温度が前記酸化触媒の活性化温度よりも低い場合に、前記フィルタの再生における異常の発生を運転者に知らせる第１異常発生警告を前記警告装置に実行させる第１異常警告指令部と、
    　を備えているエンジン。
  2. 　請求項１に記載のエンジンであって、
    　排気ガスによって駆動される排気タービンと、吸気ガスを圧縮する圧縮機とを有する過給機と、
    　前記排気タービンの上流側における前記排気ガスの温度である排気温度を検出する排気温度センサとを、更に備えており、
    　前記入口温度は、前記排気タービンの下流側且つ前記酸化触媒の入口における前記排気ガスの温度であり、
    　前記緊急再生の実行中において所定の第１異常監視時間の間、前記出口温度センサ、前記入口温度センサ、及び前記排気温度センサの全ての信号値が正常範囲内にあり且つ前記出口温度が前記活性化温度よりも低い場合に、前記第１異常警告指令部は、前記フィルタの再生における異常の発生を運転者に知らせる異常発生警告を前記警告装置に実行させる、エンジン。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載のエンジンであって、
    　前記排気経路を前記吸気経路に接続するＥＧＲ管と、
    　前記ＥＧＲ管の開度を決定するＥＧＲ弁とを、更に備えており、
    　前記補助再生、前記リセット再生、及び前記緊急再生において、前記ＥＧＲ弁は閉鎖されている、エンジン。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のエンジンであって、
    　前記リセット再生又は前記緊急再生の実行中において所定の第２異常監視時間の間、前記出口温度センサの信号値が正常範囲内にあり且つ前記出口温度が前記フィルタの耐熱温度よりも高い場合に、前記フィルタにおける異常高温の発生を運転者に知らせる第２異常発生警告を前記警告装置に実行させる第２異常警告指令部を備えている、エンジン。
  5. 　請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のエンジンであって、
    　前記入口温度センサの信号値が正常範囲内にあり且つ前記入口温度が所定の許容温度よりも高い場合に、前記入口温度における異常高温の発生を運転者に知らせる第３異常発生警告を前記警告装置に実行させる第３異常警告指令部を備えており、
    　前記入口温度が前記許容温度以上であるときに、前記出口温度が前記フィルタの耐熱温度を越えると推定されている、エンジン。
  6. 　請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のエンジンであって、
    　前記フィルタの入口と出口との間の差圧を検出する差圧検出センサと、
    　所定の差圧監視時間の間、前記差圧センサの信号値が正常範囲内にあり且つ前記差圧が連続的に所定差圧を越えている場合、前記差圧における異常の発生を運転者に知らせる第４異常発生警告を前記警告装置に実行させる第４異常警告指令部を備えている、エンジン。
  7. 　請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のエンジンであって、
    　大気圧を検出する大気圧センサと、
    　前記燃焼室の前記出口における前記排気ガスの圧力である排気圧力を検出する排気圧力センサと、
    　前記燃焼室の入口における前記吸気ガスの圧力である吸気圧力を検出する吸気圧力センサと、を備えており、
    　所定の圧力監視時間の間、前記エンジンが停止しており、前記大気圧センサ、前記排気圧力センサ、及び前記吸気圧力センサの信号値が全て正常範囲内にあり、前記吸気圧力と前記大気圧との第１差圧が所定の第１誤差差圧以上であり、且つ前記排気圧力と前記大気圧との第２差圧が所定の第２誤差差圧以上である場合に、前記大気圧センサにおける異常の発生を運転者に知らせる第５異常発生警告を前記警告装置に実行させる第５異常警告指令部を備えている、エンジン。
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