WO2017130408A1 - 排気浄化装置 - Google Patents

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晃一 大作
真吾 野崎
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ボルボ トラック コーポレーション
晃一 大作
真吾 野崎
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust purification device that purifies exhaust from an engine by an exhaust purification element disposed in an exhaust passage, and particularly relates to a technology for regenerating the exhaust purification element.
  • the exhaust temperature is raised in accordance with the amount of PM accumulated in a DPF (Diesel Particulate Filter) that collects particulate matter (PM (Particulate Matter)) in the exhaust gas.
  • DPF Diesel Particulate Filter
  • PM particulate Matter
  • a reduction catalyst for reducing and purifying nitrogen oxides (NOx) is provided on the downstream side of the DPF.
  • fuel light oil
  • a sulfur compound is produced from this sulfur. Therefore, the reduction catalyst may be poisoned with sulfur by a sulfur compound, and the reduction and purification ability may be reduced.
  • the exhaust temperature is often raised to a temperature higher than the exhaust temperature at which the DPF is regenerated, and a high temperature regeneration process for eliminating sulfur poisoning of the reduction catalyst is often performed.
  • an object of the present invention is to provide an exhaust purification device capable of executing regeneration processing of an exhaust purification element including a DPF and a reduction catalyst while suppressing melting of the DPF.
  • an exhaust purification device is disposed in an exhaust passage of an engine and collects particulate matter in exhaust gas, and an exhaust passage downstream of the diesel particulate filter.
  • a reduction catalyst for reducing nitrogen oxide in the exhaust, a particulate matter deposited on the diesel particulate filter, and a sulfur poisoning amount of the reduction catalyst are estimated, and the sulfur poisoning amount
  • the exhaust temperature is raised to a first temperature at which the particulate matter can be removed by combustion.
  • a control device that executes a second regeneration process that raises the exhaust gas temperature to a second temperature that is capable of eliminating poison and that is higher than the first temperature to regenerate the reduction catalyst.
  • the control device performs the second regeneration from the first regeneration process when the amount of the particulate matter deposited becomes less than a second threshold value during the execution of the first regeneration process. It is configured to switch to processing.
  • the regeneration process of the exhaust purification element including the DPF and the reduction catalyst can be executed while suppressing the melting loss of the DPF.
  • FIG. 1 shows an example of an exhaust emission control device mounted on a vehicle.
  • the diesel engine 10 sucks air through an intake pipe (intake passage) 12 and an intake manifold 14.
  • the intake pipe 12 is provided with an air cleaner 16, a compressor 18 ⁇ / b> A of a turbocharger 18, and an intercooler 20 in order from the upstream side.
  • the air cleaner 16 removes impurities such as dust in the air.
  • the turbocharger 18 is a variable capacity turbocharger that performs intake air supercharging.
  • the intercooler 20 cools the intake air that has passed through the compressor 18A.
  • the diesel engine 10 discharges exhaust through the exhaust manifold 22 and the exhaust pipe (exhaust passage) 24.
  • the exhaust pipe 24 includes, in order from the upstream side, an exhaust turbine 18B of the turbocharger 18, an exhaust pipe injection device 25, a continuously regenerating DPF device 26, a reducing agent injection device 28, an SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst 30, an ammonia oxidation catalyst. 32 is provided.
  • the exhaust pipe injection device 25 has an injection nozzle that injects fuel into the exhaust pipe 24.
  • the reducing agent injection device 28 has an injection nozzle that injects and supplies a urea aqueous solution as a reducing agent precursor.
  • the SCR catalyst 30 selectively reduces and purifies NOx using ammonia (reducing agent) generated from an aqueous urea solution.
  • the ammonia oxidation catalyst 32 oxidizes the ammonia that has passed through the SCR catalyst 30.
  • the continuous regeneration type DPF device 26 includes at least a diesel oxidation catalyst (DOC (Diesel Oxidation Catalyst)) 26A that oxidizes fuel and a DPF 26B that collects and removes PM in exhaust gas.
  • DOC Diesel Oxidation Catalyst
  • DPF Downward Planar Fluid
  • a CSF Catalyzed Soot Filter
  • a catalyst active component and additive component
  • the diesel engine 10 also includes an EGR (Exhaust Gas Recirculation) device 34 that lowers the combustion temperature by recirculating a part of the exhaust to the intake side and reduces the NOx concentration in the exhaust.
  • the EGR device 34 includes an EGR pipe 34A that recirculates a part of the exhaust gas that flows through the exhaust pipe 24 to the intake pipe 12, an EGR cooler 34B that cools the exhaust gas that flows through the EGR pipe 34A, and an exhaust amount that recirculates to the intake pipe 12 (EGR EGR control valve 34C for controlling the rate).
  • a control device (ECU (Electric Control Unit)) 40 controls the control of the diesel engine 10 and the regeneration process of the exhaust purification element including the DPF 26B and the SCR catalyst 30.
  • the control device 40 includes an I / O (Input / Output (Input / Output)) interface 40a, a ROM (Read Only Memory) 40b that stores a control program, a RAM (Random Access Memory) 40c, and a processor 40d that executes the control program.
  • I / O Input / Output (Input / Output)
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • processor 40d that executes the control program.
  • a bus 40e for connecting these components to each other is incorporated.
  • the output signals of various sensors such as the rotational speed sensor 41, the load sensor 42, the temperature sensor 43, the temperature sensors 44a to 44c, the differential pressure sensor 45, and the NOx sensor 46 are input to the I / O interface 40a.
  • the rotational speed sensor 41 detects the rotational speed Ne of the diesel engine 10.
  • the load sensor 42 detects the load Q of the diesel engine 10. Specifically, the load sensor 42 indicates the diesel engine 10 as a state quantity indicating the load Q, such as an intake air flow rate, an intake pressure, a supercharging pressure, a fuel injection amount, an accelerator opening, an opening of an intake throttle valve, and the like. A state quantity closely related to 10 torque is detected.
  • the temperature sensor 43 is disposed in the intake manifold 14 and detects the intake air temperature in the intake manifold 14.
  • the temperature sensor 44a is disposed in the exhaust pipe 24 immediately before the DOC 26A, and detects the temperature of the exhaust gas flowing into the DOC 26A.
  • the temperature sensor 44b is disposed in the exhaust pipe 24 immediately after the DOC 26A, and detects the temperature of the exhaust gas that has passed through the DOC 26A, that is, the temperature of the exhaust gas that flows into the DPF 26B.
  • the temperature sensor 44c is disposed in the exhaust pipe 24 immediately after the DPF 26B, and detects the temperature of the exhaust gas that has passed through the DPF 26B.
  • the differential pressure sensor 45 has detection units disposed in the exhaust pipe 24 upstream and downstream of the DPF 26B, and detects the differential pressure across the DPF 26B.
  • the NOx sensor 46 is disposed in the exhaust pipe 24 immediately before the SCR catalyst 30, and detects the NOx concentration in the exhaust.
  • the I / O interface 40a receives output signals from switches such as a vehicle speed sensor 47 that detects a vehicle traveling speed (vehicle speed) VS, and a brake switch 48 that detects on / off of an operating state of a stop brake of the vehicle. Is done.
  • switches such as a vehicle speed sensor 47 that detects a vehicle traveling speed (vehicle speed) VS, and a brake switch 48 that detects on / off of an operating state of a stop brake of the vehicle. Is done.
  • the processor 40d reads the control program from the ROM 40b and executes it to calculate the operation amount of each device based on signals from various sensors and switches. Examples of the operation amount include fuel injection into the diesel engine 10, urea aqueous solution injection by the reducing agent injection device 28, exhaust gas recirculation amount by the EGR device 34, opening of the variable nozzle in the turbocharger 18, and the like. Then, the processor 40d outputs these operation amounts to each device via the I / O interface 40a.
  • the processor 40d estimates the amount of PM deposited on the DPF 26B and the amount of sulfur poisoning of the SCR catalyst 30. That is, the control device 40 performs the first regeneration process for regenerating the DPF 26B, or the second regeneration for regenerating the SCR catalyst 30, based on the comparison between the PM accumulation amount and the sulfur poisoning amount and the corresponding threshold values. A reproduction process is executed.
  • the first regeneration process is for regenerating the DPF 26B by burning and removing the PM deposited on the DPF 26B.
  • the nozzle vane of the exhaust turbine 18B is closed, and the exhaust temperature is raised by applying a load to the engine.
  • the exhaust temperature rises and reaches a predetermined temperature at which the fuel can be combusted on the DOC 26A, the addition of fuel to the exhaust is started.
  • the temperature of the DPF 26B is increased by combustion of the fuel to a first temperature (for example, about 450 ° C. to about 500 ° C.) at which PM deposited on the DPF 26B can be removed by combustion.
  • a first temperature for example, about 450 ° C. to about 500 ° C.
  • the second regeneration process is for regenerating the SCR catalyst 30 by eliminating sulfur poisoning of the SCR catalyst 30.
  • the exhaust gas temperature is raised by the same method as the first regeneration process, and the temperature of the SCR catalyst 30 is raised to a second temperature at which sulfur poisoning of the SCR catalyst 30 can be eliminated.
  • the second temperature is higher than the first temperature (for example, about 600 ° C. or higher).
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a process for regenerating the exhaust purification element.
  • the control routine described below is periodically executed by the control device 40, for example, every predetermined time (for example, every 20 ms) during the operation of the engine.
  • step S1 the processor 40d estimates the sulfur poisoning amount of the SCR catalyst 30. Specifically, the processor 40d first calculates the fuel consumption based on operating state parameters such as the engine speed Ne and the engine load Q. Next, the processor 40d calculates the generation amount of the sulfur compound per predetermined time in the exhaust gas based on the fuel consumption amount and the ratio of sulfur contained in the fuel. Further, the processor 40d calculates a rate at which the sulfur compound poisons the SCR catalyst 30 based on the exhaust temperature (the temperature of the SCR catalyst 30). This ratio is a value that changes according to the temperature of the SCR catalyst 30.
  • the temperature of the SCR catalyst 30 is estimated based on the exhaust flow rate calculated from the intake flow rate and the fuel injection amount, the outside air temperature, and the exhaust temperature detected by the temperature sensors 44a to 44c. Then, the processor 40d estimates the sulfur poisoning amount of the SCR catalyst 30 based on the generation amount of the sulfur compound and the ratio of the sulfur compound poisoning the SCR catalyst 30.
  • the present invention is not limited to this, and the sulfur poisoning amount of the SCR catalyst 30 may be estimated based on the operating time of the diesel engine 10, the travel distance of the vehicle, the NOx flow rate in the exhaust, and the like.
  • step S2 the processor 40d determines whether or not the sulfur poisoning amount has exceeded the first threshold value V1.
  • the first threshold value V1 is for comparing with the sulfur poisoning amount, and is for determining whether or not to execute the second regeneration process.
  • step S2 if the processor 40d determines that the sulfur poisoning amount exceeds the first threshold value V1 (sulfur poisoning amount> V1), the processor 40d advances to step S3 (“YES” determination).
  • step S3 the processor 40d estimates the PM accumulation amount of the DPF 26B.
  • the processor 40d calculates a first PM accumulation amount corresponding to the differential pressure across the DPF 26B and a second PM accumulation amount corresponding to the operating state of the diesel engine 10, as will be described below.
  • the first PM deposition amount is calculated as follows. First, the processor 40d reads the differential pressure before and after the DPF 26B detected by the differential pressure sensor 45, and the exhaust temperature (the temperature of the DPF 26B) detected by the temperature sensors 44b and 44c. Next, the processor 40d calculates an exhaust gas flow rate from the intake air flow rate and the fuel injection amount. Next, the processor 40d calculates the PM emission amount per predetermined time in the exhaust and the PM combustion amount per predetermined time on the DPF 26B based on the differential pressure, the exhaust temperature, and the exhaust flow rate. Then, the processor 40d calculates the first PM accumulation amount by sequentially integrating the subtraction value obtained by subtracting the PM combustion amount from the PM emission amount.
  • the second PM deposition amount is calculated as follows.
  • the processor 40d first reads out the fuel injection state, the opening degree of the EGR control valve 34C, the device opening degree such as the opening degree of the variable nozzle in the turbocharger 18, and the operation state parameters such as the sensor input.
  • a statistical model that predicts another variable from the operating state parameter is used to calculate the PM emission amount corresponding to the operating state.
  • the statistical model is created by analyzing the correlation between a plurality of independent variables (operating state parameters) and dependent variables (such as PM emissions) based on experimental data acquired in advance. Then, the PM emission amount corresponding to the operation state is calculated by fitting the operation state parameter to the statistical model.
  • the processor 40d may calculate the PM emission amount by referring to a control map in which the PM emission amount corresponding to the engine rotational speed Ne and the engine load Q is set.
  • the processor 40d calculates the PM combustion amount based on the PM oxidation reaction model in the continuous regeneration type DPF device 26 as follows. The processor 40 first calculates the NOx flow rate based on the exhaust flow rate and the NOx concentration. Next, the processor 40d calculates the PM combustion amount by substituting the temperature of the DPF 26B, the NOx flow rate, and the like into the PM oxidation reaction rate equation. Then, the processor 40d calculates the second PM accumulation amount accumulated on the DPF 26B by sequentially integrating the subtraction value obtained by subtracting the PM combustion amount from the PM emission amount.
  • the processor 40d estimates a PM deposition amount (third PM deposition amount) for comparison with a second threshold described later, based on the first PM deposition amount and the second PM deposition amount. Specifically, the larger one of the first PM deposition amount and the second PM deposition amount is set as the third PM deposition amount.
  • the present invention is not limited to this. For example, a sum of 50% of the first PM deposition amount and 50% of the second PM deposition amount may be set as the third PM deposition amount. Good. That is, the distribution ratio between the first PM deposition amount and the second PM deposition amount may be determined, and these may be combined.
  • step S4 the processor 40d determines whether or not the PM accumulation amount is less than the second threshold value V2.
  • the second threshold value V2 is for comparison with the PM accumulation amount, and is for determining whether or not to execute the first regeneration process.
  • the second threshold value V2 is set to a PM accumulation amount that does not cause melting of the DPF 26B due to combustion of PM accumulated on the DPF 26B when the second regeneration process is executed.
  • step S4 if the processor 40d determines that the PM accumulation amount is less than the second threshold value V2 (PM accumulation amount ⁇ V2), the process proceeds to step S5 (“YES” determination).
  • step S5 the processor 40d calculates a time for executing the second regeneration process based on the sulfur poisoning amount, and starts the second regeneration process. Then, when the processor 40d determines that the execution of the second reproduction process has elapsed for the calculated time, the processor 40d proceeds to step S6.
  • step S6 the processor 40d stops the second reproduction process, and then ends this control routine. That is, when the sulfur poisoning amount exceeds the first threshold value V1, the control device 40 is configured to execute the second regeneration process when the PM deposition amount becomes less than the second threshold value V2. ing.
  • step S4 determines in step S4 that the PM accumulation amount is equal to or greater than the second threshold value V2 (PM accumulation amount ⁇ V2)
  • step S7 determines that the PM accumulation amount is equal to or greater than the second threshold value V2
  • the processor 40d starts the first regeneration process in order to burn and remove the PM deposited on the DPF 26B. That is, the control device 40 is configured to execute the first regeneration process when the PM poisoning amount exceeds the second threshold value V2 when the sulfur poisoning amount exceeds the first threshold value V1. ing.
  • step S8 the processor 40d determines whether or not the execution time t of the first reproduction process exceeds a predetermined time Tmax.
  • the predetermined time Tmax is a time for ending the first reproduction process, and is set to about 1 hour to about 2 hours, for example.
  • step S8 if the processor 40d determines that the execution time t is less than the predetermined time Tmax (t ⁇ Tmax), the processor 40d advances to step S10 (“NO” determination).
  • step S10 the processor 40d estimates the current PM deposition amount using the same method as in step S3 described above. Thereafter, in step S11, the processor 40d determines whether or not the PM accumulation amount is less than the second threshold value V2.
  • step S11 when the processor 40d determines that the PM accumulation amount is less than the second threshold value V2 (PM accumulation amount ⁇ V2), the process proceeds to step S12 (“YES” determination).
  • step S12 the processor 40d calculates a time for executing the second regeneration process based on the sulfur poisoning amount, stops the first regeneration process, and starts the second regeneration process. That is, the control device 40 switches from the first regeneration process to the second regeneration process when the PM accumulation amount becomes less than the second threshold value V2 during the execution of the first regeneration process. It is configured. Thereafter, when the processor 40d determines that the execution of the second reproduction process has elapsed for the calculated time, the process proceeds to step S13. In step S13, the processor 40d stops the second reproduction process, and then ends this control routine.
  • step S11 determines in step S11 that the PM accumulation amount is equal to or greater than the second threshold value V2 (PM accumulation amount ⁇ V2)
  • the process returns to step S8 (“NO” determination). That is, the control device 40 is configured to continue to compare the PM deposition amount with the second threshold value V2 until the execution of the first regeneration process elapses for a predetermined time Tmax.
  • step S8 determines whether the execution time t has exceeded the predetermined time Tmax (t> Tmax).
  • the processor 40d advances to step S9 (“YES” determination).
  • the first regeneration process is executed in step S8
  • the PM deposited on the DPF 26B should decrease below the second threshold value V2.
  • step S9 it means that even if the first regeneration process is executed until the predetermined time Tmax has elapsed, the PM accumulation amount has not decreased below the second threshold value V2 for some reason. Yes. For this reason, there is a possibility that there is an abnormality in the exhaust temperature raising device such as the turbocharger 18 and the exhaust pipe injection device 25, or the control device 40 for controlling them.
  • step S9 the processor 40d stops the first regeneration process and determines that there is an abnormality in the exhaust gas temperature raising device or the control device 40. Thereafter, the processor 40d ends this control routine. That is, the control device 40 stops the first regeneration process when the PM accumulation amount does not become less than the second threshold V2 by the time the execution of the first regeneration process elapses for a predetermined time, It is configured to determine that there is an abnormality in the exhaust gas temperature raising device or the control device 40 or the like. In step 9, the processor 40d may notify the driver of a warning indicating that there is an abnormality.
  • step S2 determines in step S2 that the sulfur poisoning amount is equal to or less than the first threshold value V1 (sulfur poisoning amount ⁇ V1)
  • the processor 40d proceeds to step S14 (“NO” determination).
  • step S14 the processor 40d estimates the PM deposition amount using the same method as in step S3 described above.
  • step S15 the processor 40d determines whether or not the PM accumulation amount has exceeded the third threshold value V3.
  • the third threshold value V3 is for determining whether or not to execute the first regeneration process in a state where the SCR catalyst 30 is not sulfur-poisoned.
  • step S15 if the processor 40d determines that the PM accumulation amount exceeds the third threshold value V3 (PM accumulation amount> V3), the processor 40d proceeds to step S16 (“YES” determination).
  • step S ⁇ b> 16 the processor 40 d calculates a time for executing the first regeneration process based on the PM accumulation amount, and starts the first regeneration process. In this case, since it is not necessary to execute the second regeneration process after the first regeneration process, there is no possibility that the DPF 26B may be melted. For this reason, the third threshold value V3 is set to a value higher than the second threshold value V2 (V2 ⁇ V3).
  • step S16 if the processor 40d determines that the execution of the first reproduction process has elapsed for the calculated time, the process proceeds to step S17.
  • step S17 the processor 40d stops the first reproduction process, and then ends this control routine.
  • step S15 determines in step S15 that the PM accumulation amount is equal to or less than the third threshold value V3 (PM accumulation amount ⁇ V3), it is not necessary to execute the first regeneration process. 40d terminates this control routine ("NO" determination).
  • the DPF 26B is used.
  • the second regeneration process can be executed when the PM is reduced to such an extent that there is no possibility of causing melting damage. Therefore, the regeneration process of the exhaust purification element including the DPF 26B and the SCR catalyst 30 can be executed while suppressing the DPF 26B.
  • the first regeneration process is switched to the second regeneration process based on the comparison between the PM accumulation amount and the second threshold value V2. It is possible to reduce the time required for the regeneration process, and hence the time required for the regeneration process of the entire exhaust purification element.
  • the method of raising the exhaust temperature by the turbocharger 18 is used in the first and second regeneration processes.
  • the exhaust pipe injection device 25 is used as a means for raising the exhaust temperature. For example, even if post injection is performed by a fuel injection valve that injects fuel into the cylinder of the diesel engine 10. Good.
  • the first and second regeneration processes are executed by raising the exhaust temperature by post injection.
  • the exhaust temperature is raised by closing the exhaust throttle valve (exhaust shutter) downstream of the exhaust manifold (or the exhaust turbine 18B) and increasing the engine back pressure (and hence the engine load). It may be.

Abstract

排気浄化装置は、ＳＣＲ触媒の硫黄被毒量及びＤＰＦのＰＭ堆積量と、それぞれに対応する閾値との比較に基づいて、ＤＰＦを再生する第１の再生処理又は還元触媒を再生する第２の再生処理を実行する制御装置を含む。また、制御装置は、第１の再生処理の実行中、ＰＭ堆積量が所定閾値未満となったときに、第１の再生処理から第２の再生処理に切り替えるように構成されている。

Description

排気浄化装置
　本発明は、排気通路に配設された排気浄化エレメントによりエンジンからの排気を浄化する排気浄化装置に関し、特に、排気浄化エレメントを再生する技術に関する。
　ディーゼルエンジンに適用される排気浄化装置において、排気中の粒子状物質（ＰＭ（Particulate Matter））を捕集するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter））に堆積したＰＭの量に応じて排気温度を昇温する温度を変化させ、ＤＰＦを再生する技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２００３－１８４５３６号公報
　従来の排気浄化装置においては、ＤＰＦの他、窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元浄化する還元触媒がＤＰＦよりも下流側に設けられている。一般に、燃料（軽油）には、硫黄が含まれている。この硫黄から硫黄化合物が生成される。したがって、還元触媒は、硫黄化合物により硫黄被毒してしまい、還元浄化能力が低下するおそれがある。このため、この種の排気浄化装置では、ＤＰＦを再生する排気温度よりも高い温度まで排気温度を昇温して、還元触媒の硫黄被毒を解消する高温再生処理を実行することが多い。
　しかしながら、前記高温再生処理を実行する際に、ＤＰＦに多くのＰＭが堆積していると、ＰＭが燃焼することでＤＰＦの温度が耐熱温度よりも上昇し、ＤＰＦが溶損するおそれがある。
　そこで、本発明は、ＤＰＦの溶損を抑制しつつ、ＤＰＦ及び還元触媒を含む排気浄化エレメントの再生処理を実行することのできる排気浄化装置を提供することを目的とする。
　本発明の一側面によると、排気浄化装置は、エンジンの排気通路に配設され、排気中の粒子状物質を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、前記ディーゼルパティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に配設され、排気中の窒素酸化物を還元する還元触媒と、前記ディーゼルパティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質の堆積量及び前記還元触媒の硫黄被毒量を推定し、前記硫黄被毒量が第１の閾値を超えた場合において、前記粒子状物質の堆積量が第２の閾値以上となったときには、前記粒子状物質を燃焼除去可能な第１の温度まで排気温度を昇温して前記ディーゼルパティキュレートフィルタを再生する第１の再生処理を実行し、前記粒子状物質の堆積量が第２の閾値未満となったときには、前記還元触媒の硫黄被毒を解消可能な温度であって、前記第１の温度よりも高い第２の温度まで排気温度を昇温して前記還元触媒を再生する第２の再生処理を実行する制御装置と、を含み、前記制御装置は、前記第１の再生処理を実行している間、前記粒子状物質の堆積量が第２の閾値未満となったときに、前記第１の再生処理から前記第２の再生処理に切り替えるように構成されている。
　本発明によれば、ＤＰＦの溶損を抑制しつつ、ＤＰＦ及び還元触媒を含む排気浄化エレメントの再生処理を実行することができる。
排気浄化装置の一例を示す概略図である。 排気浄化エレメントを再生する処理の一例を示すフローチャートである。
　以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための実施形態について説明する。
　図１は、車両に搭載された排気浄化装置の一例を示す。
　ディーゼルエンジン１０は、吸気管（吸気通路）１２及び吸気マニホールド１４を介して空気を吸引する。吸気管１２には、上流側から順に、エアクリーナ１６、ターボチャージャ１８のコンプレッサ１８Ａ、インタークーラ２０が設けられている。
　エアクリーナ１６は、空気中の埃などの不純物を除去する。ターボチャージャ１８は、吸気過給を行う可変容量型のターボチャージャである。インタークーラ２０は、コンプレッサ１８Ａを通過した吸気を冷却する。
　一方、ディーゼルエンジン１０は、排気マニホールド２２及び排気管（排気通路）２４を介して排気を放出する。排気管２４には、上流側から順に、ターボチャージャ１８の排気タービン１８Ｂ、排気管噴射装置２５、連続再生式ＤＰＦ装置２６、還元剤噴射装置２８、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒３０、アンモニア酸化触媒３２が設けられている。
　排気管噴射装置２５は、燃料を排気管２４内に噴射する噴射ノズルを有する。還元剤噴射装置２８は、還元剤前駆体としての尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズルを有する。ＳＣＲ触媒３０は、尿素水溶液から生成されるアンモニア（還元剤）を用いてＮＯｘを選択還元浄化する。アンモニア酸化触媒３２は、ＳＣＲ触媒３０を通過したアンモニアを酸化させる。
　連続再生式ＤＰＦ装置２６は、少なくとも燃料を酸化させるディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst））２６Ａと、排気中のＰＭを捕集・除去するＤＰＦ２６Ｂと、を含む。
　尚、排気浄化フィルタとして、前記ＤＰＦ２６Ｂの代わりに、フィルタ表面に触媒（活性成分及び添加成分）を担持させたＣＳＦ（Catalyzed Soot Filter）を使用できる。
　また、ディーゼルエンジン１０は、排気の一部を吸気側に還流させることで燃焼温度を低下させ、排気中のＮＯｘ濃度を低減するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置３４を含む。
　ＥＧＲ装置３４は、排気管２４を流れる排気の一部を吸気管１２に還流させるＥＧＲ管３４Ａと、ＥＧＲ管３４Ａを流れる排気を冷却するＥＧＲクーラ３４Ｂと、吸気管１２に還流させる排気量（ＥＧＲ率）を制御するＥＧＲ制御弁３４Ｃとを含む。
　制御装置（ＥＣＵ（Electric Control Unit））４０は、ディーゼルエンジン１０の制御やＤＰＦ２６Ｂ及びＳＣＲ触媒３０を含む排気浄化エレメントの再生処理を制御する。
　制御装置４０には、Ｉ／Ｏ（入出力（Input / Output））インターフェース４０ａ、制御プログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）４０ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０ｃ、制御プログラムを実行するプロセッサ４０ｄ、これらを相互に接続するバス４０ｅなどが内蔵されている。
　Ｉ／Ｏインターフェース４０ａには、回転速度センサ４１、負荷センサ４２、温度センサ４３、温度センサ４４ａ～４４ｃ、差圧センサ４５、及び、ＮＯｘセンサ４６などの各種センサの出力信号が入力される。
　回転速度センサ４１は、ディーゼルエンジン１０の回転速度Ｎｅを検出する。
　負荷センサ４２は、ディーゼルエンジン１０の負荷Ｑを検出する。具体的には、負荷センサ４２は、ディーゼルエンジン１０の負荷Ｑを示す状態量として、吸気流量、吸気圧力、過給圧力、燃料噴射量、アクセル開度、吸気絞り弁の開度など、ディーゼルエンジン１０のトルクと密接に関連する状態量を検出する。
　温度センサ４３は、吸気マニホールド１４に配置され、吸気マニホールド１４内の吸気温度を検出する。
　温度センサ４４ａは、ＤＯＣ２６Ａの直前の排気管２４に配置され、ＤＯＣ２６Ａに流入する排気の温度を検出する。
　温度センサ４４ｂは、ＤＯＣ２６Ａの直後の排気管２４に配置され、ＤＯＣ２６Ａを通過した排気の温度、すなわち、ＤＰＦ２６Ｂに流入する排気の温度を検出する。
　温度センサ４４ｃは、ＤＰＦ２６Ｂの直後の排気管２４に配置され、ＤＰＦ２６Ｂを通過した排気の温度を検出する。
　差圧センサ４５は、ＤＰＦ２６Ｂの上流側及び下流側の排気管２４に検出部が配置され、ＤＰＦ２６Ｂの前後差圧を検出する。
　ＮＯｘセンサ４６は、ＳＣＲ触媒３０の直前の排気管２４に配置され、排気中のＮＯｘ濃度を検出する。
　また、Ｉ／Ｏインターフェース４０ａには、車両の走行速度（車速）ＶＳを検出する車速センサ４７、車両の停車ブレーキの作動状態のオン／オフを検出するブレーキスイッチ４８などのスイッチの出力信号が入力される。
　プロセッサ４０ｄは、ＲＯＭ４０ｂから制御プログラム読み出してこれを実行することで、各種センサ、スイッチからの信号に基づいて、各装置の操作量を算出する。この操作量としては、ディーゼルエンジン１０への燃料噴射、還元剤噴射装置２８による尿素水溶液の噴射、ＥＧＲ装置３４による排気還流量、ターボチャージャ１８における可変ノズルの開度などが挙げられる。そして、プロセッサ４０ｄは、これら操作量を、Ｉ／Ｏインターフェース４０ａを介して各装置に出力する。
　また、プロセッサ４０ｄは、ＤＰＦ２６Ｂに堆積するＰＭ堆積量及びＳＣＲ触媒３０の硫黄被毒量を推定する。すなわち、制御装置４０は、これらＰＭ堆積量及び硫黄被毒量と、それぞれに対応する閾値との比較に基づいて、ＤＰＦ２６Ｂを再生する第１の再生処理、又はＳＣＲ触媒３０を再生する第２の再生処理を実行するように構成されている。
　第１の再生処理は、ＤＰＦ２６Ｂに堆積したＰＭを燃焼除去してＤＰＦ２６Ｂを再生するためのものである。具体的には、まず、排気タービン１８Ｂのノズルベーンを閉め、エンジンに負荷をかけることによって排気温度を上昇させる。そして、排気温度が上昇し、燃料をＤＯＣ２６Ａ上で燃焼させることのできる所定の温度に達した時点で、排気に対する燃料の添加を開始する。その後、燃料の燃焼によってＤＰＦ２６Ｂの温度を、ＤＰＦ２６Ｂに堆積したＰＭを燃焼除去可能な第１の温度（例えば約４５０℃～約５００℃程度）まで上昇させる。
　一方、第２の再生処理は、ＳＣＲ触媒３０の硫黄被毒を解消してＳＣＲ触媒３０を再生するためのものである。具体的には、第１の再生処理と同様の方法により排気温度を上昇させ、ＳＣＲ触媒３０の温度をＳＣＲ触媒３０の硫黄被毒を解消可能な第２の温度まで上昇させる。第２の温度は、第１の温度よりも高い温度（例えば約６００℃以上）である。
　図２は、排気浄化エレメントを再生する処理の一例を示すフローチャートである。なお、以下に説明する制御ルーチンは、エンジンの運転中に、制御装置４０によって、例えば所定時間毎（２０ｍｓ毎など）に周期的に実行される。
　ステップＳ１において、プロセッサ４０ｄは、ＳＣＲ触媒３０の硫黄被毒量を推定する。具体的には、プロセッサ４０ｄは、まず、エンジンの回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｑなどの運転状態パラメータに基づいて、燃料消費量を算出する。次に、プロセッサ４０ｄは、燃料消費量、及び燃料に含まれる硫黄の割合に基づいて、排気中での所定時間当たりの硫黄化合物の生成量を算出する。また、プロセッサ４０ｄは、排気温度（ＳＣＲ触媒３０の温度）に基づいて、硫黄化合物がＳＣＲ触媒３０を被毒する割合を算出する。この割合は、ＳＣＲ触媒３０の温度に応じて変化する値である。ＳＣＲ触媒３０の温度は、吸気流量及び燃料噴射量から算出される排気流量と、外気温度と、温度センサ４４ａ～４４ｃによって検出された排気温度とに基づいて推定される。そして、プロセッサ４０ｄは、硫黄化合物の生成量と、硫黄化合物がＳＣＲ触媒３０を被毒する割合とに基づいて、ＳＣＲ触媒３０の硫黄被毒量を推定する。但し、これに限るものではなく、ＳＣＲ触媒３０の硫黄被毒量は、ディーゼルエンジン１０の稼働時間、車両の走行距離、排気中のＮＯｘ流量などに基づいて推定されてもよい。
　ステップＳ２において、プロセッサ４０ｄは、硫黄被毒量が第１の閾値Ｖ１を超えたか否かを判定する。第１の閾値Ｖ１は、硫黄被毒量と比較するためのものであって、第２の再生処理を実行するか否かを判定するためのものである。ステップＳ２において、プロセッサ４０ｄは、硫黄被毒量が第１の閾値Ｖ１を超えていると判定した場合には（硫黄被毒量＞Ｖ１）、ステップＳ３に進める（「ＹＥＳ」判定）。
　ステップＳ３において、プロセッサ４０ｄは、ＤＰＦ２６ＢのＰＭ堆積量を推定する。プロセッサ４０ｄは、以下で説明するように、ＤＰＦ２６Ｂの前後差圧に対応した第１のＰＭ堆積量と、ディーゼルエンジン１０の運転状態に対応した第２のＰＭ堆積量とを算出する。
　第１のＰＭ堆積量については、以下のように算出される。プロセッサ４０ｄは、まず、差圧センサ４５により検出されるＤＰＦ２６Ｂ前後の差圧、温度センサ４４ｂ、４４ｃにより検出される排気温度（ＤＰＦ２６Ｂの温度）を読み出す。次に、プロセッサ４０ｄは、吸気流量及び燃料噴射量から排気流量を算出する。次に、プロセッサ４０ｄは、これら差圧、排気温度、及び排気流量に基づいて、排気中での所定時間当たりのＰＭ排出量、及びＤＰＦ２６Ｂ上での所定時間当たりのＰＭ燃焼量を算出する。そして、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ排出量から、ＰＭ燃焼量を引く減算値を順次積算することにより、第１のＰＭ堆積量を算出する。
　第２のＰＭ堆積量については、以下のように算出される。プロセッサ４０ｄは、まず、燃料噴射状態、ＥＧＲ制御弁３４Ｃの開度、ターボチャージャ１８における可変ノズルの開度などのデバイス開度、及びセンサ入力などの運転状態パラメータを読み出す。運転状態に対応したＰＭ排出量の算出には、運転状態パラメータから別の変数を予測する統計モデルが使用される。統計モデルは、予め取得した実験データをもとに、複数個の独立変数（運転状態パラメータ）と従属変数（ＰＭ排出量など）の相関関係を解析して作成されたものである。そして、運転状態パラメータを上記統計モデルに当て嵌めることにより運転状態に対応したＰＭ排出量が算出される。但し、これに限るものでなく、プロセッサ４０ｄは、エンジンの回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷Ｑに対応したＰＭ排出量が設定された制御マップを参照することにより、ＰＭ排出量を算出してもよい。一方、プロセッサ４０ｄは、以下のように、連続再生式ＤＰＦ装置２６におけるＰＭの酸化反応モデルに基づいてＰＭ燃焼量を算出する。プロセッサ４０は、まず、排気流量と、ＮＯｘ濃度とに基づいてＮＯｘ流量を算出する。次に、プロセッサ４０ｄは、ＤＰＦ２６Ｂの温度及びＮＯｘ流量等をＰＭ酸化反応速度式に代入し、ＰＭ燃焼量を算出する。そして、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ排出量から、ＰＭ燃焼量を引く減算値を順次積算することにより、ＤＰＦ２６Ｂに堆積した第２のＰＭ堆積量を算出する。
　その後、プロセッサ４０ｄは、第１のＰＭ堆積量及び第２のＰＭ堆積量に基づいて、後述する第２の閾値と比較するためのＰＭ堆積量（第３のＰＭ堆積量）を推定する。具体的には、第１のＰＭ堆積量と第２のＰＭ堆積量とのうちいずれか大きい方を第３のＰＭ堆積量として設定する。ただし、これに限るものではなく、例えば、第１のＰＭ堆積量の５０％と、第２のＰＭ堆積量の５０％とを足し合わせたものを、第３のＰＭ堆積量として設定してもよい。すなわち、第１のＰＭ堆積量と第２のＰＭ堆積量との配分比を決定し、これらを組み合わせてもよい。
　ステップＳ４において、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２未満であるか否かを判定する。第２の閾値Ｖ２は、ＰＭ堆積量と比較するためのものであって、第１の再生処理を実行するか否かを判定するためのものである。また、第２の閾値Ｖ２は、第２の再生処理を実行したときに、ＤＰＦ２６Ｂに堆積したＰＭの燃焼によりＤＰＦ２６Ｂの溶損を招くことのないＰＭ堆積量に設定されている。
　ステップＳ４において、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２未満であると判定した場合には（ＰＭ堆積量＜Ｖ２）、ステップＳ５に進める（「ＹＥＳ」判定）。ステップＳ５において、プロセッサ４０ｄは、硫黄被毒量に基づいて第２の再生処理を実行する時間を算出し、第２の再生処理を開始する。そして、プロセッサ４０ｄは、第２の再生処理の実行が、算出された時間経過したと判定すると、ステップＳ６に進める。ステップＳ６において、プロセッサ４０ｄは、第２の再生処理を停止させ、その後、この制御ルーチンを終了させる。すなわち、制御装置４０は、硫黄被毒量が第１の閾値Ｖ１を超えた場合において、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２未満となったときには、第２の再生処理を実行するように構成されている。
　一方、ステップＳ４において、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２以上であると判定した場合には（ＰＭ堆積量≧Ｖ２）、ステップＳ７に進める（「ＮＯ」判定）。ここで、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２以上であると判定した場合、ＤＰＦ２６Ｂには、第２の再生処理を実行によりＤＰＦ２６Ｂの溶損を招くおそれがある程度にＰＭが堆積している。そのため、ステップＳ７において、プロセッサ４０ｄは、ＤＰＦ２６Ｂに堆積したＰＭを燃焼除去するために、第１の再生処理を開始する。すなわち、制御装置４０は、硫黄被毒量が第１の閾値Ｖ１を超えた場合において、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２以上となったときには、第１の再生処理を実行するように構成されている。
　ステップＳ８において、プロセッサ４０ｄは、第１の再生処理の実行時間ｔが所定時間Ｔｍａｘを超えたか否かを判定する。この所定時間Ｔｍａｘは、第１の再生処理を終了させるための時間であり、例えば、約１時間～約２時間に設定されている。
　ステップＳ８において、プロセッサ４０ｄは、実行時間ｔが所定時間Ｔｍａｘ未満であると判定した場合には（ｔ≦Ｔｍａｘ）、ステップＳ１０に進める（「ＮＯ」判定）。ステップＳ１０において、プロセッサ４０ｄは、前述したステップＳ３と同様の方法を用いて、現時点でのＰＭ堆積量を推定する。その後、ステップＳ１１において、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２未満であるか否かを判定する。
　ステップＳ１１において、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２未満であると判定した場合には（ＰＭ堆積量＜Ｖ２）、ステップＳ１２に進める（「ＹＥＳ」判定）。ステップＳ１２において、プロセッサ４０ｄは、硫黄被毒量に基づいて第２の再生処理を実行する時間を算出し、第１の再生処理を停止させると共に第２の再生処理を開始する。すなわち、制御装置４０は、第１の再生処理を実行している間、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２未満となったときに、第１の再生処理から第２の再生処理に切り替えるように構成されている。その後、プロセッサ４０ｄは、第２の再生処理の実行が、算出された時間経過したと判定すると、ステップＳ１３に進める。ステップＳ１３において、プロセッサ４０ｄは、第２の再生処理を停止させ、その後、この制御ルーチンを終了させる。
　一方、ステップＳ１１において、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２以上であると判定した場合には（ＰＭ堆積量≧Ｖ２）、ステップＳ８に戻る（「ＮＯ」判定）。すなわち、制御装置４０は、第１の再生処理の実行が所定時間Ｔｍａｘ経過するまでは、ＰＭ堆積量を第２の閾値Ｖ２と比較し続けるように構成されている。
　一方、ステップＳ８において、プロセッサ４０ｄは、実行時間ｔが所定時間Ｔｍａｘを超えたと判定した場合には（ｔ＞Ｔｍａｘ）、ステップＳ９に進める（「ＹＥＳ」判定）。ここで、ステップＳ８において、第１の再生処理を実行した場合には、ＤＰＦ２６Ｂに堆積したＰＭが第２の閾値Ｖ２未満に減少するはずである。しかしながら、ステップＳ９に進んだ場合は、第１の再生処理を所定時間Ｔｍａｘ経過するまで実行しても、ＰＭ堆積量が何らかの原因で第２の閾値Ｖ２未満に減少しなかったことを意味している。このため、ターボチャージャ１８及び排気管噴射装置２５などの排気昇温装置、又は、これらを制御する制御装置４０などに異常があるおそれがある。したがって、ステップＳ９において、プロセッサ４０ｄは、第１の再生処理を停止させると共に、排気昇温装置又は制御装置４０に異常があると判定する。その後、プロセッサ４０ｄは、この制御ルーチンを終了させる。すなわち、制御装置４０は、第１の再生処理の実行が所定時間経過するまでに、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２未満とならなかった場合には、第１の再生処理を停止すると共に、排気昇温装置又は制御装置４０などに異常があると判定するように構成されている。なお、プロセッサ４０ｄは、ステップ９において、異常があることを示す警告を運転者に報知するようにしてもよい。
　一方、ステップＳ２において、プロセッサ４０ｄは、硫黄被毒量が第１の閾値Ｖ１以下であると判定した場合には（硫黄被毒量≦Ｖ１）、ステップＳ１４に進める（「ＮＯ」判定）。ステップＳ１４において、プロセッサ４０ｄは、前述したステップＳ３と同様の方法を用いて、ＰＭ堆積量を推定する。ステップＳ１５において、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ堆積量が第３の閾値Ｖ３を超えたか否かを判定する。ここで、第３の閾値Ｖ３は、ＳＣＲ触媒３０が硫黄被毒されていない状態での第１の再生処理を実行するか否かを判定するためのものである。
　ステップＳ１５において、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ堆積量が第３の閾値Ｖ３を超えていると判定した場合には（ＰＭ堆積量＞Ｖ３）、ステップＳ１６に進める（「ＹＥＳ」判定）。ステップＳ１６において、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ堆積量に基づいて第１の再生処理を実行する時間を算出し、第１の再生処理を開始する。この場合、第１の再生処理の後に第２の再生処理を実行する必要がないので、ＤＰＦ２６Ｂの溶損を招くおそれがない。このため、第３の閾値Ｖ３は、第２の閾値Ｖ２よりも高い値に設定されている（Ｖ２＜Ｖ３）。
　ステップＳ１６において、プロセッサ４０ｄは、第１の再生処理の実行が、算出された時間経過したと判定した場合には、ステップＳ１７に進める。ステップＳ１７において、プロセッサ４０ｄは、第１の再生処理を停止させ、その後、この制御ルーチンを終了させる。
　一方、ステップＳ１５において、プロセッサ４０ｄは、ＰＭ堆積量が第３の閾値Ｖ３以下であると判定した場合には（ＰＭ堆積量≦Ｖ３）、第１の再生処理を実行する必要がないので、プロセッサ４０ｄは、この制御ルーチンを終了させる（「ＮＯ」判定）。
　このように、硫黄被毒を解消する第２の再生処理を実行する前に、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２以上となったときには、第１の再生処理を実行するようにしたので、ＤＰＦ２６Ｂの溶損を招くおそれがない程度にＰＭが減少したときに第２の再生処理を実行することができる。したがって、ＤＰＦ２６Ｂを抑制しつつ、ＤＰＦ２６Ｂ及びＳＣＲ触媒３０を含む排気浄化エレメントの再生処理を実行することができる。
　また、第１の再生処理を行っている間、ＰＭ堆積量と第２の閾値Ｖ２との比較に基づいて、第１の再生処理から第２の再生処理に切り替えるようにしたので、第１の再生処理に要する時間、ひいては排気浄化エレメント全体の再生処理に要する時間を短縮することができる。
　さらに、第１の再生処理の実行している間、ＰＭ堆積量と第２の閾値Ｖ２とを比較し続けることにより、ＰＭ堆積量が第２の閾値Ｖ２未満に減少したことを確認した上で第２の再生処理を実行することが可能となるので、ＤＰＦ２６Ｂの溶損を効果的に抑制することができる。
　なお、上述した実施形態では、第１及び第２の再生処理において、ターボチャージャ１８によって排気温度を昇温させる方法を用いたが、これに限るものではない。上述した実施形態では、排気温度を昇温させる手段として、排気管噴射装置２５を用いるものとしたが、例えば、ディーゼルエンジン１０のシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁でポスト噴射を行ってもよい。この場合、第１及び第２の再生処理は、ポスト噴射によって排気温度を昇温させることによって実行される。
　また、排気温度を昇温させる方法として、排気マニホールド（又は排気タービン１８Ｂ）下流の排気絞り弁（排気シャッター）を閉じてエンジン背圧（ひいてはエンジン負荷）を上げることにより排気温度を昇温させるようにしてもよい。
　１０…ディーゼルエンジン
　２４…排気管
　２６…連続再生式ＤＰＦ装置
　２６Ａ…ＤＯＣ
　２６Ｂ…ＤＰＦ
　３０…ＳＣＲ触媒
　４０…制御装置（ＥＣＵ）
　４０ａ…Ｉ／Ｏインターフェース
　４０ｂ…ＲＯＭ
　４０ｃ…ＲＡＭ
　４０ｄ…プロセッサ
　４０ｅ…バス

Claims (11)

  1. 　エンジンの排気通路に配設され、排気中の粒子状物質を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、
    　前記ディーゼルパティキュレートフィルタよりも下流側の排気通路に配設され、排気中の窒素酸化物を還元する還元触媒と、
    　前記ディーゼルパティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質の堆積量及び前記還元触媒の硫黄被毒量を推定し、前記硫黄被毒量が第１の閾値を超えた場合において、前記粒子状物質の堆積量が第２の閾値以上となったときには、前記粒子状物質を燃焼除去可能な第１の温度まで排気温度を昇温して前記ディーゼルパティキュレートフィルタを再生する第１の再生処理を実行し、前記粒子状物質の堆積量が第２の閾値未満となったときには、前記還元触媒の硫黄被毒を解消可能な温度であって、前記第１の温度よりも高い第２の温度まで排気温度を昇温して前記還元触媒を再生する第２の再生処理を実行する制御装置と、
    　を含み、
    　前記制御装置は、前記第１の再生処理を実行している間、前記粒子状物質の堆積量が第２の閾値未満となったときに、前記第１の再生処理から前記第２の再生処理に切り替えるように構成されている、排気浄化装置。
  2. 　前記第２の閾値は、前記第２の再生処理を実行したときに、前記ディーゼルパティキュレートフィルタに堆積した粒子状物質の燃焼により、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの溶損を招くことのない粒子状物質の堆積量に設定されている、請求項１に記載の排気浄化装置。
  3. 　前記制御装置は、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの上流側と下流側との差圧に基づく第１の堆積量を算出すると共に、エンジンの運転状態に基づく第２の堆積量を算出し、前記第１の堆積量及び前記第２の堆積量に基づいて前記第２の閾値と比較するための前記粒子状物質の堆積量を推定するように構成されている、請求項１又は請求項２に記載の排気浄化装置。
  4. 　前記第１の堆積量及び前記第２の堆積量とのうちいずれか大きい方を、前記第２の閾値と比較するための前記粒子状物質の堆積量として設定するように構成されている、請求項３に記載の排気浄化装置。
  5. 　第１の堆積量と第２の堆積量との配分比を決定し、これらを組み合わせたものを、前記第２の閾値と比較するための前記粒子状物質の堆積量として設定するように構成されている、請求項３に記載の排気浄化装置。
  6. 　前記制御装置は、燃料噴射量と、燃料に含まれる硫黄の割合とに基づいて排気中に生成された硫黄化合物の生成量を算出すると共に、前記硫黄化合物が前記還元触媒を被毒する割合を算出し、前記生成量及び前記硫黄化合物が前記還元触媒を被毒する割合に基づいて前記還元触媒の硫黄被毒量を推定するように構成されている、請求項１～請求項５のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
  7. 　前記ディーゼルパティキュレートフィルタよりも上流側の排気通路には、ディーゼル酸化触媒が配設されている、請求項１～請求項６のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
  8. 　前記ディーゼルパティキュレートフィルタよりも下流側であって、前記還元触媒よりも上流側の排気通路に配設され、排気中に還元剤前駆体を噴射供給する還元剤噴射装置を含み、
    　前記還元触媒は、前記還元剤前駆体から生成された還元剤を使用して前記窒素酸化物を選択還元浄化する還元触媒である、請求項１～請求項７のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
  9. 　前記還元剤前駆体は尿素水溶液である、請求項８に記載の排気浄化装置。
  10. 　前記還元触媒よりも下流側の排気通路には、前記尿素水溶液から生成されるアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒が配設されている、請求項９に記載の排気浄化装置。
  11. 　前記制御装置は、前記第１の再生処理の実行が所定時間経過するまでに、前記粒子状物質の堆積量が前記第２の閾値未満とならない場合には、第１の再生処理を停止させると共に前記制御装置に異常があると判定するように構成されている、請求項１～請求項１０のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
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