WO2020184646A1

WO2020184646A1 - 排気浄化装置及び排気浄化装置の制御装置

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Publication number: WO2020184646A1
Application number: PCT/JP2020/010701
Authority: WO
Inventors: 竜介藤野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2020-09-17
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: JP2020148130A

Abstract

排気浄化装置１０は、エンジン２から排出された排気が通過する排気通路４に配置されたフィルタ１２と、排気通路におけるフィルタよりも上流側の箇所に配置されて、電気が通電された場合に発熱するヒータ２３と、ヒータへの電気の通電の実行、及び、ヒータへの電気の通電の停止を制御する制御装置３０と、を備え、制御装置は、フィルタに堆積した堆積物の堆積量が第１閾値より多く且つエンジンの負荷が第２閾値以下の場合にヒータに電気を通電させる一方で、堆積量が第１閾値以下の場合、又は、堆積量が第１閾値より多い場合であってもエンジンの負荷が第２閾値より高い場合には、ヒータへの電気の通電を停止させる。

Description

排気浄化装置及び排気浄化装置の制御装置

　本開示は、排気浄化装置及び排気浄化装置の制御装置に関する。

　従来、エンジンから排出された排気が通過する排気通路にフィルタを備える排気浄化装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このような排気浄化装置において、排気中の煤等がフィルタに堆積して、フィルタに堆積物が形成される場合がある。この堆積物の量が多量になった場合、フィルタに詰まりが発生して排気がフィルタを通過することが困難になるおそれがある。

　これに関して、例えば特許文献１に係る排気浄化装置は、排気通路におけるフィルタよりも上流側の箇所に配置されて、電気が通電された場合に発熱するヒータと、フィルタに堆積した堆積物の堆積量（特許文献１では、煤詰まり量と称されている）が閾値より多い場合に、常に、ヒータに電気を通電させる制御を実行する制御装置と、をさらに備えている。この排気浄化装置によれば、フィルタの堆積物の堆積量が閾値より多い場合に、ヒータを発熱させて、排気を加熱させることができる。そして、この加熱された排気がフィルタに流入することで、フィルタの堆積物の燃焼を促進させて、フィルタに詰まりが発生することを抑制することができる。

日本国特開２００３－２８６８３４号公報

　しかしながら、上述した特許文献１に係る技術に代表されるような従来技術の場合、フィルタの堆積物の堆積量が閾値より多い場合に、常に、ヒータに電気が通電されているので、ヒータの電力消費量が多過ぎてしまうという懸念がある。

　本開示は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒータの電力消費量の節約を図りつつ、フィルタに詰まりが発生することを抑制することができる排気浄化装置及び排気浄化装置の制御装置を提供することである。

　上記目的を達成するため、本開示に係る排気浄化装置は、エンジンから排出された排気が通過する排気通路に配置されたフィルタと、前記排気通路における前記フィルタよりも上流側の箇所に配置されて、電気が通電された場合に発熱するヒータと、前記ヒータへの電気の通電の実行、及び、前記ヒータへの電気の通電の停止を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記フィルタに堆積した堆積物の堆積量が第１閾値より多く且つ前記エンジンの負荷が第２閾値以下の場合に前記ヒータに電気を通電させる一方で、前記堆積量が前記第１閾値以下の場合、又は、前記堆積量が前記第１閾値より多い場合であっても前記負荷が前記第２閾値より高い場合には、前記ヒータへの電気の通電を停止させる。

　また、上記目的を達成するため、本開示に係る排気浄化装置の制御装置は、エンジンから排出された排気が通過する排気通路に配置されたフィルタと、前記排気通路における前記フィルタよりも上流側の箇所に配置されて、電気が通電された場合に発熱するヒータと、を備える排気浄化装置の制御装置であって、前記フィルタに堆積した堆積物の堆積量が第１閾値より多く且つ前記エンジンの負荷が第２閾値以下の場合に前記ヒータに電気を通電させる一方で、前記堆積量が前記第１閾値以下の場合、又は、前記堆積量が前記第１閾値より多い場合であっても前記負荷が前記第２閾値より高い場合には、前記ヒータへの電気の通電を停止させる制御を実行することを特徴とする。

　本開示によれば、ヒータの電力消費量の節約を図りつつ、フィルタに詰まりが発生することを抑制することができる。

図１は実施形態１に係る車両の一部の構成を模式的に示す模式的構成図である。図２は実施形態１に係る制御装置による排気浄化装置の制御を示すフローチャートの一例である。図３は実施形態２に係る制御装置による排気浄化装置の制御を示すフローチャートの一例である。

（実施形態１）
　まず、本開示の実施形態１に係る排気浄化装置１０及び排気浄化装置１０の制御装置３０について説明する。図１は、本実施形態に係る排気浄化装置１０を備える車両１の一部の構成を模式的に示す模式的構成図である。図１に例示されている車両１は、エンジン２と、吸気通路３と、排気通路４と、排気浄化装置１０とを備えている。

　エンジン２は、気筒を有するシリンダブロック、シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッド、気筒内に配置されたピストン、ピストンに連結されたクランクシャフト、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁等を備えている。エンジン２としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、種々のエンジンを用いることができる。本実施形態では、エンジン２の一例として、ディーゼルエンジンを用いている。エンジン２における燃料噴射量や燃料噴射タイミング等は、後述する制御装置３０によって制御されている。吸気通路３は、エンジン２に吸入される吸気が通過する通路であり、その下流側端部がエンジン２の気筒の吸気ポートに接続している。排気通路４は、エンジン２から排出された排気が通過する通路であり、その上流側端部がエンジン２の気筒の排気ポートに接続している。

　排気浄化装置１０は、酸化触媒１１と、フィルタ１２と、選択還元触媒１３と、アンモニアスリップ触媒１４と、尿素水噴射弁１５と、加熱装置２０と、制御装置３０とを備えている。

　フィルタ１２は排気通路４に配置されている。具体的には、本実施形態に係るフィルタ１２は、排気通路４における酸化触媒１１よりも下流側の箇所に配置されている。このフィルタ１２は、排気中の粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒ；ＰＭ）を捕集する機能を有している。このような機能を有するものであれば、フィルタ１２の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態では、フィルタ１２の一例として、ディーゼルパティキュレートフィルタを用いており、具体的には、ウォールフロータイプのディーゼルパティキュレートフィルタを用いている。

　酸化触媒１１は、排気通路４におけるフィルタ１２よりも上流側の箇所に配置されている。酸化触媒１１は、排気が通過可能な担持体に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属触媒が担持された構成を有している。酸化触媒１１は、その貴金属触媒の酸化触媒作用によって、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ_２）に変化させる酸化反応を促進させる。排気温度が所定温度以上になった場合、この酸化触媒１１において生成された二酸化窒素によって、フィルタ１２の堆積物の燃焼を促進させて、例えば二酸化炭素（ＣＯ_２）として排出させることができる。

　選択還元触媒１３は、排気通路４におけるフィルタ１２よりも下流側の箇所に配置されている。選択還元触媒１３は、尿素水の加水分解によって生成されたアンモニア（ＮＨ_３）を吸着し、この吸着されたアンモニアを用いて排気中のＮＯｘを選択的に還元させる触媒である。この選択還元触媒１３の具体的な種類は特に限定されるものではなく、例えばバナジウム、銅、鉄等を用いることができる。アンモニアスリップ触媒１４は、排気通路４における選択還元触媒１３よりも下流側の箇所に配置されており、選択還元触媒１３から放出されたアンモニアを酸化させる触媒である。

　尿素水噴射弁１５は、配管（図示せず）を介して尿素水貯留タンク（図示せず）と接続されている。尿素水噴射弁１５には、この尿素水貯留タンクに貯留された尿素水が供給される。尿素水噴射弁１５は、制御装置３０の指示を受けて、排気通路４におけるフィルタ１２よりも下流側且つ選択還元触媒１３よりも上流側の箇所に尿素水を噴射する。尿素水噴射弁１５から尿素水が排気通路４内に噴射された場合、尿素水中の尿素は加水分解され、その結果、アンモニアが生成される。このアンモニアは、選択還元触媒１３に吸着され、この選択還元触媒１３の触媒作用の下でＮＯｘを還元させる。この結果、窒素（Ｎ_２）及び水（Ｈ_２Ｏ）が生成される。このようにして排気中のＮＯｘの低減が図られている。

　なお、上述した酸化触媒１１、選択還元触媒１３、アンモニアスリップ触媒１４及び尿素水噴射弁１５は、本実施形態において必須の構成というわけではない。排気浄化装置１０は、酸化触媒１１、選択還元触媒１３、アンモニアスリップ触媒１４及び尿素水噴射弁１５を備えていない構成とすることもできる。

　加熱装置２０は、バッテリ２１と、電力調整器２２と、ヒータ２３と、配線２４とを備えている。バッテリ２１、電力調整器２２及びヒータ２３は、配線２４によって電気的に接続されている。バッテリ２１は、ヒータ２３に電気を供給するための電源である（換言すると、ヒータ２３に電力を供給するための電源である）。このバッテリ２１は、エンジン２によって駆動されて発電を行う発電機（オルタネータ）に対しても、配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。この発電機が発電した電気は、バッテリ２１に充電される。この構成により、本実施形態によれば、ヒータ２３の電力消費量を節約した場合、バッテリ２１を充電するための発電機の発電量も節約できるため、結果的に、エンジン２の燃費も節約されることになる。

　電力調整器２２は、制御装置３０の指示を受けて、バッテリ２１からヒータ２３への電気の通電（電気供給）の実行、及び、バッテリ２１からヒータ２３への電気の通電の停止を行うとともに、ヒータ２３に供給される電力の値（電流値及び電圧値）を調整することができる装置である。電力調整器２２は、ヒータ２３に供給される電力の値を調整するにあたり、例えばヒータ２３に印加される電圧値を調整することで、電力の値を調整することができる。なお、このような電力調整器２２としては、公知の電力調整器を適用できるので、電力調整器２２の構成の詳細な説明は省略する。

　ヒータ２３は、排気通路４におけるフィルタ１２よりも上流側の箇所に配置されている。具体的には、本実施形態に係るヒータ２３は、一例として、排気通路４におけるフィルタ１２よりも上流側であって、さらに、酸化触媒１１よりも上流側の箇所に配置されている。但し、排気通路４におけるヒータ２３の配置箇所は、これに限定されるものではなく、例えばヒータ２３は、排気通路４におけるフィルタ１２よりも上流側且つ酸化触媒１１よりも下流側の箇所に配置されていてもよい。なお、このようにヒータ２３が排気通路４に配置されていても、排気はヒータ２３を通過して、このヒータ２３よりも下流側に流入することができる。

　本実施形態に係るヒータ２３は、電気が通電された場合に発熱する電気ヒータによって構成されている。具体的には、本実施形態に係るヒータ２３は、導電性の抵抗体によって構成された電気ヒータである。このようにヒータ２３が発熱することで、ヒータ２３によって排気が加熱され、この加熱された排気がフィルタ１２に流入することで、フィルタ１２に堆積した煤等の堆積物の燃焼を促進させることができる。なお、このヒータ２３への電気の通電の実行、及び、ヒータ２３への電気の通電の停止は、制御装置３０が電力調整器２２を制御することで行われている。

　また、図１に示す車両１は、電圧センサ４０、電流センサ４１、回転数センサ４２、排気温度センサ４３、及び、差圧センサ４４を備えている。これらのセンサは、制御装置３０と電気的に接続されており、検出した値（検出値）を制御装置３０に伝える。

　電圧センサ４０は、ヒータ２３に印加される電圧の値（Ｖ）を検出する。電流センサ４１は、ヒータ２３に供給される電流の値（Ａ）を検出する。回転数センサ４２は、エンジン２の回転数（ｒｐｍ）を検出する。

　排気温度センサ４３は、排気通路４に配置されており、エンジン２から排出された排気の温度（℃）を検出する。本実施形態に係る排気温度センサ４３は、一例として、排気通路４におけるフィルタ１２よりも上流側且つ酸化触媒１１よりも下流側の箇所に配置されている。これにより、本実施形態に係る排気温度センサ４３は、フィルタ１２に流入する直前の排気の温度を検出している。但し、排気温度センサ４３の配置箇所は、これに限定されるものではなく、排気温度センサ４３は、排気通路４における任意の箇所に配置することができる。具体例を挙げると、排気温度センサ４３は、例えば、ヒータ２３よりも上流側の箇所や、ヒータ２３と酸化触媒１１との間の箇所、フィルタ１２と選択還元触媒１３との間の箇所、選択還元触媒１３とアンモニアスリップ触媒１４との間の箇所、あるいは、アンモニアスリップ触媒１４よりも下流側の箇所等に配置されていてもよい。

　差圧センサ４４は、フィルタ１２よりも上流側且つ酸化触媒１１よりも下流側の箇所の排気の圧力（具体的には、フィルタ１２の排気入口部の排気圧力）と、フィルタ１２よりも下流側且つ選択還元触媒１３よりも上流側の排気の圧力（具体的には、フィルタ１２の排気出口部の排気圧力）との差圧（以下、「フィルタ前後差圧」と称する）を検出する。フィルタ１２に堆積した堆積物の堆積量が多くなるほど、フィルタ１２を排気が通過し難くなるため、このフィルタ前後差圧は大きくなる。すなわち、フィルタ前後差圧は、フィルタ１２の堆積物の堆積量と正の相関を有するパラメータである。

　なお、車両１は、上記のセンサ以外にも、エンジン２のクランク角を検出するクランク角センサや、エンジン２の吸気流量を検出する吸気流量センサ、車両１のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ等、種々のセンサを備えている。

　制御装置３０は、プロセッサとしての機能を有するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）３１と、ＣＰＵ３１の動作に用いられるデータやプログラム等を記憶する記憶部３２と、を有するマイクロコンピュータを備えている。なお、記憶部３２は、具体的には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体によって構成されている。

　本実施形態に係る制御装置３０は、排気浄化装置１０の尿素水噴射弁１５及びヒータ２３の動作を制御するとともに、前述したように、エンジン２の動作も制御している。すなわち、本実施形態においては、車両１の動作を統合的に制御する制御装置３０が「排気浄化装置１０の制御装置」としての機能を有している。但し、この「排気浄化装置１０の制御装置」は、エンジン２を制御する制御装置とは別に設けられた、排気浄化装置１０専用の制御装置であってもよい。

　続いて、制御装置３０による排気浄化装置１０の制御について、フローチャートを参照しつつ、説明する。図２は、本実施形態に係る制御装置３０による排気浄化装置１０の制御を示すフローチャートの一例である。図２のフローチャートの各ステップは、制御装置３０のＣＰＵ３１が記憶部３２のプログラムに基づいて実行する。制御装置３０は、図２のフローチャートを車両１の始動開始（始動スイッチがオンにされたとき）と同時にスタートし、その後は、繰り返し実行する。

　ステップＳ１０において、制御装置３０は、フィルタ１２に堆積した堆積物の堆積量（ｇ）が第１閾値（ｇ）より多いか否かを判定する。このステップＳ１０の詳細は以下のとおりである。

　まず、第１閾値について説明する。この第１閾値は、フィルタ１２に堆積することが可能な「堆積物の堆積量の上限値」よりも少ない値であればよく、その具体的な値は特に限定されるものではない。この第１閾値が少ないほど、後述するステップＳ３０の実行頻度が多くなる傾向がある。このような点を考慮して、第１閾値として、適切な値を設定して、制御装置３０の記憶部３２（例えばＲＯＭ等）に予め記憶させておけばよい。なお、本実施形態において、この「堆積物の堆積量の上限値」は、具体的には、フィルタ１２に堆積物が堆積しても、エンジン２の運転が可能な程度までフィルタ１２を排気が通過することができるような堆積物の上限値を意味している。

　本実施形態においては、上記の第１閾値の一例として、フィルタ１２に堆積することが可能な「堆積物の堆積量の上限値」の４０％～６０％から選択された割合の値を用いている。具体的には、本実施形態においては、この第１閾値の一例として、「堆積物の堆積量の上限値」の５０％に相当する値を用いている。

　また、本実施形態に係る制御装置３０は、ステップＳ１０において、フィルタ前後差圧（Ｐａ）に基づいて堆積物の堆積量を取得している。具体的には、制御装置３０の記憶部３２（例えばＲＯＭ）には、フィルタ前後差圧と堆積物の堆積量とを関連付けて規定したマップデータが予め記憶されている。このマップデータは、フィルタ前後差圧が大きくなるほど堆積物の堆積量が多くなるように、フィルタ前後差圧と堆積物の堆積量とを関連付けて規定している。制御装置３０は、ステップＳ１０において、差圧センサ４４の検出値に基づいてフィルタ前後差圧を取得し、この取得されたフィルタ前後差圧に対応する堆積物の堆積量をマップデータから抽出することで、堆積物の堆積量を取得する。そして、制御装置３０は、この取得された堆積量が第１閾値よりも多いか否かを判定する。以上のように、本実施形態に係るステップＳ１０は実行されている。

　なお、ステップＳ１０の具体的な実行内容は、上記の内容に限定されるものではない。他の例を挙げると、制御装置３０は、フィルタ前後差圧に加えて、例えばエンジン２の回転数をさらに考慮して、フィルタ１２に堆積した堆積物の堆積量を取得してもよい。具体的には、この場合、制御装置３０の記憶部３２には、フィルタ前後差圧及びエンジン２の回転数と、堆積物の堆積量と、を関連付けて規定したマップデータが予め記憶されている。制御装置３０は、ステップＳ１０において、差圧センサ４４の検出値に基づいてフィルタ前後差圧を取得し、回転数センサ４２の検出値に基づいてエンジン２の回転数を取得する。そして、制御装置３０は、この取得されたフィルタ前後差圧及びエンジン２の回転数に対応する堆積物の堆積量をマップデータから抽出することで、堆積物の堆積量を取得する。

　あるいは、車両１が、過給機（エンジン２に吸入される吸気を過給する装置）を備えている場合には、制御装置３０は、この過給機の過給圧もさらに考慮して、堆積物の堆積量を取得してもよい。具体的には、この場合、制御装置３０の記憶部３２には、フィルタ前後差圧、エンジン２の回転数及び過給圧と、堆積物の堆積量と、を関連付けて規定したマップデータが予め記憶されている。制御装置３０は、ステップＳ１０において、差圧センサ４４の検出値に基づいてフィルタ前後差圧を取得し、回転数センサ４２の検出値に基づいてエンジン２の回転数を取得する。また、制御装置３０は、過給圧を検出する過給圧センサの検出値に基づいて、過給圧を取得する。そして、制御装置３０は、この取得されたフィルタ前後差圧、エンジン２の回転数、及び、過給圧に対応する堆積物の堆積量をマップデータから抽出することで、堆積物の堆積量を取得する。以上のように、ステップＳ１０は種々の手法によって実行することができる。

　ステップＳ１０でＮＯと判定された場合（すなわち、堆積物の堆積量が第１閾値以下の場合）、制御装置３０は、ヒータ２３に電気が通電されないように電力調整器２２を制御する（ステップＳ４０）。この場合、ヒータ２３は電気が通電されていない状態（非通電の状態）になる。なお、ステップＳ４０の実行前において、既にヒータ２３が非通電の状態になっている場合には、ステップＳ４０において制御装置３０は、この状態を維持させればよい。次いで、制御装置３０はフローチャートをスタートから再度実行する（リターン）。

　一方、ステップＳ１０でＹＥＳと判定された場合（すなわち、堆積物の堆積量が第１閾値より多い場合）、制御装置３０は、エンジン２の負荷（以下、「エンジン負荷」と称する）が第２閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。このステップＳ２０の詳細は以下のとおりである。

　本実施形態では、エンジン負荷の一例として、エンジン２の回転数を用いている。この場合、エンジン２の回転数が低くなるほど（すなわち、エンジン負荷が低くなるほど）、エンジン２から排出される排気流量（ｍｍ^３／ｓ）は少なくなる。

　また、本実施形態では、第２閾値の一例として、エンジン負荷がこの値以下の場合に、排気流量が少ないため、ヒータ２３が発熱しないと、フィルタ１２に堆積した堆積物が除去され難いと考えられる値を用いている。別の観点でいうと、この第２閾値の一例として、エンジン負荷がこの値より高い場合には、排気流量が多いため、ヒータ２３が発熱しなくても、排気の勢いでフィルタ１２に堆積した堆積物が除去される可能性があると考えられる値を用いている。この第２閾値は、予め実験、シミュレーション等を行って、適切な値を求めておき、記憶部３２（例えばＲＯＭ等）に記憶させておけばよい。この第２閾値の具体例を挙げると、例えば、エンジン２がアイドリング状態のときのエンジン負荷（すなわち、アイドリング回転数）や、このアイドリング状態のときのエンジン負荷よりも所定値だけ高い値（すなわち、アイドリング回転数よりも所定値だけ高い、アイドリング回転数近傍の値）等を用いることができる。

　本実施形態に係る制御装置３０は、ステップＳ２０において、回転数センサ４２の検出値を取得することでエンジン２の回転数を取得し、この取得されたエンジン２の回転数が記憶部３２の第２閾値以下であるか否かを判定する。制御装置３０は、エンジン２の回転数が第２閾値以下であると判定した場合に（すなわち、エンジン負荷が第２閾値以下であると判定した場合に）、ＹＥＳと判定し、エンジン２の回転数が第２閾値より高いと判定した場合に（すなわち、エンジン負荷が第２閾値より高いと判定した場合に）、ＮＯと判定する。以上のように、本実施形態に係るステップＳ２０は実行されている。

　なお、ステップＳ２０の具体的な実行内容は、上記の内容に限定されるものではない。他の例を挙げると、制御装置３０は、エンジン負荷として、車両１のアクセルペダルの開度（アクセル開度）や、エンジン２の吸気流量や、エンジン２の燃料噴射量等を用いることもできる。

　ステップＳ２０でＮＯと判定された場合、制御装置３０は、前述したステップＳ４０を実行する。この場合、ヒータ２３への電気の通電は実行されない。

　一方、ステップＳ２０でＹＥＳと判定された場合、制御装置３０は、ヒータ２３に電気が通電されるように電力調整器２２を制御する（ステップＳ３０）。これにより、ヒータ２３は発熱し、ヒータ２３によって加熱された排気がフィルタ１２に流入して、フィルタ１２の堆積物の燃焼が促進される。この結果、フィルタ１２の堆積物の除去が促進されて、フィルタ１２に詰まりが発生することが抑制される。

　ステップＳ３０の後に制御装置３０は、フローチャートをスタートから再度実行する（リターン）。この結果、ステップＳ１０でＮＯと判定された場合又はステップＳ２０でＮＯと判定された場合、ステップＳ４０が実行されることで、ヒータ２３への通電は停止される。

　以上のように、本実施形態によれば、フィルタ１２に堆積した堆積物の堆積量が第１閾値より多く（ステップＳ１０でＹＥＳの場合）、且つ、エンジン負荷が第２閾値以下の場合（ステップＳ２０でＹＥＳの場合）に、ヒータ２３に電気を通電させる一方で（ステップＳ３０）、堆積物の堆積量が第１閾値以下の場合（ステップＳ１０でＮＯの場合）、又は、堆積物の堆積量が第１閾値より多い場合であってもエンジン負荷が第２閾値より高い場合（ステップＳ２０でＮＯの場合）には、ヒータ２３への電気の通電を停止させている。

　これにより、本実施形態によれば、フィルタ１２に堆積した堆積物の堆積量が第１閾値より多く、且つ、エンジン負荷が第２閾値以下の場合に、ヒータ２３を発熱させて、フィルタ１２の堆積物の燃焼を促進させることができる。この結果、フィルタ１２に詰まりが発生することを抑制することができる。一方、フィルタ１２に堆積した堆積物の堆積量が第１閾値以下の場合、又は、フィルタ１２に堆積した堆積物の堆積量が第１閾値より多い場合であってもエンジン負荷が第２閾値より高い場合には、ヒータ２３に電気が通電されないので、ヒータ２３の電力消費量を節約することができる。

　以上のように、本実施形態によれば、ヒータ２３の電力消費量の節約を図りつつ、フィルタ１２に詰まりが発生することを抑制することができる。

　また、本実施形態によれば、上記のようにヒータ２３の電力消費量の節約を図ることができるので、エンジン２の燃費の節約を図ることもできる。

　また、本実施形態によれば、いわゆるポスト噴射制御（エンジン２の気筒内に、メイン噴射よりも後の時期に燃料を噴射して、未燃燃料を排気通路４に流通させることで、排気温度を上昇させる制御）や、いわゆる排気管噴射（排気通路４におけるフィルタ１２よりも上流側の箇所に燃料を噴射することで、排気温度を上昇させる制御）等のような、余分な燃料噴射を行うことなく、フィルタ１２に詰まりが発生することを抑制することができる。この点においても、エンジン２の燃費の節約を図ることができる。

（実施形態２）
　続いて、本開示の実施形態２に係る排気浄化装置１０及び排気浄化装置１０の制御装置３０について説明する。本実施形態に係る排気浄化装置１０は、制御装置３０による排気浄化装置１０の制御内容が実施形態１のそれと異なっている。図３は、本実施形態に係る制御装置３０による排気浄化装置１０の制御を示すフローチャートの一例である。この図３のフローチャートは、ステップＳ２５が追加されている点において、図２のフローチャートと異なっている。

　本実施形態に係る制御装置３０は、ステップＳ２０でＹＥＳと判定された場合に、ステップＳ２５を実行する。このステップＳ２５において、制御装置３０は、エンジン２から排出された排気の温度が第３閾値以下であるか否かを判定する。このステップＳ２５の詳細は以下のとおりである。

　まず、第３閾値について説明する。本実施形態では、この第３閾値の具体例として、排気の温度がこの温度よりも高い場合に、ヒータ２３が発熱しなくても、排気熱によってフィルタ１２の堆積物が燃焼することができると考えられる値を用いている。この第３閾値は、予め実験、シミュレーション等を行って、適切な値を求めておき、記憶部３２（例えばＲＯＭ等）に記憶させておけばよい。

　また、本実施形態に係る制御装置３０は、排気温度センサ４３の検出値に基づいて、排気の温度を取得する。制御装置３０は、このようにして取得された排気の温度が記憶部３２の第３閾値以下であるか否かを判定し、この結果、排気の温度が第３閾値以下であると判定した場合にＹＥＳと判定し、排気の温度が第３閾値より高いと判定した場合にＮＯと判定する。以上のように、本実施形態に係るステップＳ２５は実行されている。

　ステップＳ２５でＹＥＳと判定された場合、制御装置３０はステップＳ３０を実行する。この場合、ヒータ２３に電気が通電される。一方、ステップＳ２５でＮＯと判定された場合、制御装置３０は、ヒータ２３への電気の通電を禁止して、ステップＳ４０を実行する。この場合、ヒータ２３への電気の通電は行われない。

　すなわち、本実施形態に係る制御装置３０は、堆積物の堆積量が第１閾値より多く且つエンジン負荷が第２閾値以下の場合であっても、排気の温度が第３閾値より高い場合（ステップＳ２５でＮＯの場合）には、ヒータ２３への電気の通電を禁止し、堆積物の堆積量が第１閾値より多く且つエンジン負荷が第２閾値以下であり、さらに、排気の温度が第３閾値以下の場合（ステップＳ２５でＹＥＳの場合）に、ヒータ２３に電気を通電させている。これにより、本実施形態によれば、実施形態１に比較して、ヒータ２３の電力消費量をさらに節約させることができる。

　なお、上記のフローチャートにおいて、ステップＳ１０、ステップＳ２０、及び、ステップＳ２５に係る判定処理を実行する制御装置３０のＣＰＵ３１は、「判定部」としての機能を有する部材に相当する。また、ステップＳ３０及びステップＳ４０に係る制御処理を実行する制御装置３０のＣＰＵ３１は、「制御部」としての機能を有する部材に相当する。

　以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

　本出願は、２０１９年３月１３日付で出願された日本国特許出願（特願２０１９－０４５６５０）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本開示に係る排気浄化装置及び排気浄化装置の制御装置は、ヒータの電力消費量の節約を図りつつ、フィルタに詰まりが発生することを抑制することができる。

１　車両２　エンジン
４　排気通路
１０　排気浄化装置
１１　酸化触媒
１２　フィルタ
１３　選択還元触媒
１４　アンモニアスリップ触媒
１５　尿素水噴射弁
２３　ヒータ
３０　制御装置
３１　ＣＰＵ
３２　記憶部

Claims

　エンジンから排出された排気が通過する排気通路に配置されたフィルタと、
　前記排気通路における前記フィルタよりも上流側の箇所に配置されて、電気が通電された場合に発熱するヒータと、
　前記ヒータへの電気の通電の実行、及び、前記ヒータへの電気の通電の停止を制御する制御装置と、を備え、
　前記制御装置は、前記フィルタに堆積した堆積物の堆積量が第１閾値より多く且つ前記エンジンの負荷が第２閾値以下の場合に前記ヒータに電気を通電させる一方で、前記堆積量が前記第１閾値以下の場合、又は、前記堆積量が前記第１閾値より多い場合であっても前記負荷が前記第２閾値より高い場合には、前記ヒータへの電気の通電を停止させる、排気浄化装置。
　前記制御装置は、前記堆積量が前記第１閾値より多く且つ前記負荷が前記第２閾値以下の場合であっても、前記排気の温度が第３閾値より高い場合には、前記ヒータへの電気の通電を禁止し、前記堆積量が前記第１閾値より多く且つ前記負荷が前記第２閾値以下であり、さらに、前記排気の温度が前記第３閾値以下の場合に、前記ヒータに電気を通電させる請求項１記載の排気浄化装置。
　エンジンから排出された排気が通過する排気通路に配置されたフィルタと、前記排気通路における前記フィルタよりも上流側の箇所に配置されて、電気が通電された場合に発熱するヒータと、を備える排気浄化装置の制御装置であって、
　前記フィルタに堆積した堆積物の堆積量が第１閾値より多く且つ前記エンジンの負荷が第２閾値以下の場合に前記ヒータに電気を通電させる一方で、前記堆積量が前記第１閾値以下の場合、又は、前記堆積量が前記第１閾値より多い場合であっても前記負荷が前記第２閾値より高い場合には、前記ヒータへの電気の通電を停止させる制御を実行することを特徴とする排気浄化装置の制御装置。