(57)【要約】【課題】パティキュレートを捕集する捕集フィルターを備えたエンジンの排気浄化装置につき、捕集フィルターの再生を短時間かつ低燃費で、しかも確実に行うのに有効な技術を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン１０から排出される排気ガスの浄化処理を行う排気浄化装置１００において、車両停車時に捕集フィルター１４ａの再生処理を行う。この再生処理では、捕集フィルター１４ａに作用する排気ガス温度を上昇させるステップと、エンジンへの吸入空気量および燃料噴射量を絞り調節し捕集フィルター１４ａに捕集されたパティキュレートの燃焼を促進するステップとを所定のタイミングで複数回切替えることで、捕集フィルター１４ａの床温を所定の温度領域に制御する。これにより、捕集フィルター１４ａの再生を短時間かつ低燃費で、しかも確実に行うことが可能となる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出される排気ガスの浄化処理を行うのに用いるエンジンの排気浄化装置であって、
前記エンジンから排出された排気ガス中のパティキュレートを捕集する捕集フィルターと、この捕集フィルターに作用する排気ガス温度を上昇させる排気ガス温度調節手段と、前記エンジンへの吸入空気量および燃料噴射量を絞り調節することで前記捕集フィルターに捕集されたパティキュレートの燃焼を促進する燃焼促進手段と、制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記捕集フィルターの再生処理時に、前記排気ガス温度調節手段による制御と前記燃焼促進手段による制御とを所定のタイミングで複数回切替えることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載したエンジンの排気浄化装置であって、
前記捕集フィルター入口の排気ガス温度を検出可能な温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出された排気ガス温度が所定の値を超えた際に、前記排気ガス温度調節手段による制御から前記燃焼促進手段による制御へと切替えることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１に記載したエンジンの排気浄化装置であって、
前記捕集フィルター出口の排気ガス温度を検出可能な温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出された排気ガス温度が上側基準値を超えることで、前記燃焼促進手段による制御から前記排気ガス温度調節手段による制御へと切替えることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１に記載したエンジンの排気浄化装置であって、
前記捕集フィルター出口の排気ガス温度を検出可能な温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出された排気ガス温度が上側の変速点を超えることで、前記燃焼促進手段による制御から前記排気ガス温度調節手段による制御へと切替えることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
請求項１に記載したエンジンの排気浄化装置であって、
前記捕集フィルター出口の排気ガス温度を検出可能な温度検出手段を備え、前記所定のタイミングは、前記温度検出手段によって検出された排気ガス温度と、この排気ガス温度に関する上側基準値および下側基準値との関係に基づいて定められるように構成されていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
請求項１に記載したエンジンの排気浄化装置であって、
前記所定のタイミングは、制御時間をカウントするタイマを用いて定められるように構成されていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
エンジンから排出される排気ガスの浄化処理を行うエンジンにつき、排気ガス中のパティキュレートを捕集した捕集フィルターの再生処理を行うステップを有する排気浄化方法であって、
前記捕集フィルターに作用する排気ガス温度を上昇させる第１のステップと、前記エンジンへの吸入空気量および燃料噴射量を絞り調節することで前記捕集フィルターに捕集されたパティキュレートの燃焼を促進する第２のステップとを有し、
前記捕集フィルターの再生処理時に、前記第１のステップと前記第２のステップとを所定のタイミングで複数回切替えることを特徴とするエンジンの排気浄化方法。
【請求項８】
請求項７に記載したエンジンの排気浄化方法であって、
前記捕集フィルター出口の排気ガス温度を検出するステップを有し、前記所定のタイミングを、検出した前記排気ガス温度と、この排気ガス温度に関する上側基準値および下側基準値との関係に基づいて定めることを特徴とするエンジンの排気浄化方法。
【請求項９】
請求項７に記載したエンジンの排気浄化方法であって、
前記所定のタイミングを、制御時間をカウントするタイマを用いて定めることを特徴とするエンジンの排気浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォークリフト等に搭載されるエンジンから排出される排気ガスの浄化処理に係り、詳しくは排気ガス中のパティキュレートを捕集した捕集手段を再生処理する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばフォークリフトのディーゼルエンジンから排出される排気ガス中には、カーボンを主成分とするパティキュレート（粒子状物質）が比較的多く含まれている。排気ガス中に含まれるパティキュレートは、視界の悪化の原因になるほか大気汚染物質の一つとして規制もされており、その低減が望まれていた。そこで、従来よりディーゼルエンジンの下流側にパティキュレートの補集、除去を行う排気浄化装置を設置し、この排気浄化装置を運転状況に応じて好適に制御する技術が種々提案されている。
この種の排気浄化装置の再生処理技術として、例えば運転中に排気浄化装置の再生を強制的に行う強制再生式のもの（第１の技術）が知られている。この第１の技術では、パティキュレートがフィルター内に一定量以上溜まった場合に、エンジンにかかる負荷を増加させ、エンジン出力を上昇させて排気ガスの温度を高める。これにより、フィルターの床温をパティキュレートの燃焼温度まで上昇させその状態を所定時間維持することでフィルター内に溜まったパティキュレートを燃焼させて再生処理を完了する（例えば、特許文献１参照。）。ところが、このような第１の技術では、フィルターの再生処理時間を短縮するために排気ガス温度を例えば６５０℃以上に上昇させる必要があるが、このためには昇温時間を要するうえに燃料噴射量を増量させる必要があり燃費の悪化が懸念される。
そこで、従来このような構成の排気浄化装置において、再生処理時にフィルターの床温を所定温度まで昇温したのち、フィルターに供給される排気ガス中の酸素濃度を高めることでパティキュレートを一気に燃焼させるという第２の技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この第２の技術では、パティキュレートの酸化反応を促進させて高い燃焼速度でパティキュレートを燃焼させるため、フィルターの再生処理時間を短縮するのに有効である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−５４２７０号公報（段落番号（００１７）〜（００１８）、図１，図３，図５）
【特許文献２】
特開２００２−２１３２２９号公報（段落番号（００３３）、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第２の処理技術では、パティキュレートの酸化反応を促進させることで確かにフィルターの床温を一時的に高めることはできるものの、上記のような酸化反応は持続性がないため、パティキュレート捕集領域のうちの一部が局部的に再生されるのみで、フィルターの所望の範囲を確実に再生するのには限界がある。従って、第２の処理技術を用いた場合、パティキュレートを捕集したフィルターの広範囲を短時間で再生するのは難しい。
そこで、本発明者は、このような問題を解消するべくこの種の技術について鋭意検討した。その検討の結果、本発明者は、フィルターに作用する排気ガス温度を上昇させるステップと、エンジンへの吸入空気量および燃料噴射量を絞り調節することでフィルターに捕集されたパティキュレートの燃焼を促進するステップとを好適に組み合わせることで上記のような問題を解消することができることを見出すことに成功した。
本発明では、パティキュレートを捕集する捕集フィルターを備えたエンジンの排気浄化装置につき、捕集フィルターの再生を短時間かつ低燃費で、しかも確実に行うのに有効な技術を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のエンジンの排気浄化装置は請求項１〜６に記載のように構成される。また、本発明のエンジンの排気浄化方法は請求項７〜９に記載の通りである。
【０００６】
請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置は、エンジンから排出される排気ガスの浄化処理を行うのに用いるものであり、捕集フィルター、排気ガス温度調節手段、燃焼促進手段、制御手段等を備えている。
捕集フィルターは、エンジンの排気ガス経路に設置される。この捕集フィルターは、パティキュレート（粒子状物質）を捕集可能な構成を有し、エンジンから排出された排気ガスが捕集フィルターを通過するとき排気ガス中のパティキュレートがこの捕集フィルターによって捕集される。本発明では、捕集フィルターに捕集されたパティキュレートは、排気ガス温度調節手段および燃焼促進手段を用いて燃焼され、これにより捕集フィルターが再生されるようになっている。この再生処理は、例えば、捕集フィルターにおけるパティキュレート捕集量が所定に達したとき、作業者が車両を停車させて再生処理開始用の操作部材を操作することによって開始される。
排気ガス温度調節手段は、捕集フィルターに作用する排気ガスを上昇させる構成を有する。この排気ガス温度調節手段としては、例えばエンジン回転数を調節するエンジン回転数調節手段、エンジン負荷を調節するエンジン負荷調節手段等があり、これらを適宜用いることができる。これら各手段が調節されることで、排気ガス温度が上昇する。
燃焼促進手段は、エンジンへの吸入空気量および燃料噴射量を絞り調節することで捕集フィルターに捕集されたパティキュレートの燃焼（酸化反応）を促進させる構成を有する。この燃焼促進手段は、エンジンへの吸入空気量を絞り調節する吸気絞り調節手段、エンジンへの燃料噴射量を絞り調節する燃料絞り調節手段等によって構成される。吸気絞り調節手段としては、エンジンの吸気経路に設置された吸気絞り弁等を好適に用いる。また、燃料絞り調節手段としては、アクセルと燃料ポンプとの間に介在するアクセル開度調節機構等を好適に用いる。エンジンへの吸入空気量および燃料噴射量を絞り調節することで、空気量を下げつつ排気ガス中の酸素比率を上げることができる。これにより捕集フィルターに捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進され、捕集フィルターの床温が急激に上昇する。
制御手段は、捕集フィルターの再生処理時に、排気ガス温度調節手段による制御と燃焼促進手段による制御とを所定のタイミングで複数回切替えるように構成されている。例えば、排気ガス温度調節手段によって捕集フィルターの床温を所定温度（例えば６２０℃）以上に上昇させたのちに、燃焼促進手段による制御に切替える。燃焼促進手段を用いてパティキュレートの酸化反応を促進する場合、この酸化反応は持続性がないため捕集フィルターの床温が短時間で低下し始める。これではパティキュレート捕集領域のうちの一部が局部的に再生されるのみで、捕集フィルターの所望の範囲を確実に再生するのには限界がある。そこで、本発明者は、鋭意検討しテストを行った。その結果、排気ガス温度調節手段による制御と燃焼促進手段による制御とを所定のタイミングで複数回切替えることで、捕集フィルターの床温を好適に制御できることを見出した。例えば、捕集フィルターの床温が低下し始めたとき、排気ガス温度調節手段による制御に切替え捕集フィルターの床温を所定温度（例えば６２０℃）以上に調節したのち、再度燃焼促進手段による制御に切替える。これにより、排気ガス温度調節手段のみを用いて捕集フィルターの床温を制御する場合に比して、捕集フィルターの再生を短時間かつ低燃費で行うことができる。これはパティキュレートの酸化反応促進による効果と、燃料噴射量を減量させる効果とによるものである。また、捕集フィルターの広範囲を確実に再生することができる。これは排気ガス温度調節手段による制御と燃焼促進手段による制御とを複数回切替えて行うことによる効果である。すなわち、燃焼促進手段による制御を１回行うのみでは、捕集フィルターが局部的に再生されるにすぎないが、これを複数回繰り返すことではじめて捕集フィルターの広範囲を確実に再生することが可能となる。なお、前記タイミングは、例えば捕集フィルター出口の排気ガス温度の検出値と、この排気ガス温度に関する上側基準値および下側基準値との関係に基づいて定めたり、制御時間をカウントするタイマを用いて定めたりすることができる。
以上のように、請求項１に記載の排気浄化装置を用いれば、捕集フィルターの再生を短時間かつ低燃費で、しかも確実に行うことが可能となる。なお、本請求項および他の請求項におけるエンジンとしては、排気浄化装置を搭載するディーゼルエンジンが代表的なものである。
【０００７】
また、請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置は、請求項１に記載の構成において、更に捕集フィルター入口の排気ガス温度を検出可能な温度検出手段を備えている。そして、制御手段は、温度検出手段によって検出された捕集フィルター入口の排気ガス温度が所定の値を超えた際に、排気ガス温度調節手段による制御から燃焼促進手段による制御へと切替えるようになっている。このとき、捕集フィルターの床温と、捕集フィルター入口の排気ガス温度との関係を予め実験等によってマップ化しておくのが好ましい。これにより、制御の切替えに捕集フィルター入口の排気ガス温度を基準値として用いた効率的な再生が可能となる。
【０００８】
また、請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置は、請求項１に記載の構成において、更に捕集フィルター出口の排気ガス温度を検出可能な温度検出手段を備えている。そして、制御手段は、温度検出手段によって検出された捕集フィルター出口の排気ガス温度が上側基準値を超えることで、燃焼促進手段による制御から排気ガス温度調節手段による制御へと切替えるようになっている。上側基準値は、捕集フィルターないしこの捕集フィルターに担持される酸化触媒等の異常昇温による破損防止を勘案して設定することができる。このとき、捕集フィルターの床温と、捕集フィルター出口の排気ガス温度との関係を予め実験等によってマップ化しておくのが好ましい。これにより、制御の切替えに捕集フィルター出口の排気ガス温度を基準値として用いた効率的な再生が可能となる。
【０００９】
また、請求項４に記載のエンジンの排気浄化装置は、請求項１に記載の構成において、更に捕集フィルター出口の排気ガス温度を検出可能な温度検出手段を備えている。そして、制御手段は、温度検出手段によって検出された排気ガス温度が上側の変速点（燃焼速度が変化するタイミング）を超えることで、燃焼促進手段による制御から排気ガス温度調節手段による制御へと切替えるようになっている。燃焼促進手段による制御では、燃焼に持続性がないため、排気ガス温度が上側の変速点を超えると燃焼速度が次第に落ちてくる。このタイミングで制御を切替えることで捕集フィルター内の温度低下を抑えた効率的な再生が可能となる。
【００１０】
また、請求項５に記載のエンジンの排気浄化装置は、請求項１に記載の構成において、更に捕集フィルター出口の排気ガス温度を検出可能な温度検出手段を備えている。そして、温度検出手段によって検出された排気ガス温度と、この排気ガス温度に関する上側基準値および下側基準値との関係に基づいて前記のタイミングが定められるようになっている。すなわち、捕集フィルターの床温を所定の温度領域に制御するに際し、間接的に捕集フィルター出口の排気ガス温度を用いる。これにより、捕集フィルターの床温を所定の温度領域に確実に制御することが可能となる。なお、上側基準値は、捕集フィルターないしこの捕集フィルターに担持される酸化触媒等の異常昇温による破損防止を勘案して設定し、下側基準値はパティキュレートの酸化反応を開始するのに好適な条件に対応して設定する。このとき、捕集フィルターの床温と、捕集フィルター出口の排気ガス温度との関係を予め実験等によってマップ化しておくのが好ましい。
【００１１】
また、請求項６に記載のエンジンの排気浄化装置では、制御時間をカウントするタイマを用いて前記のタイミングが定められるようになっている。すなわち、実験等によって予め定めた基準時間が経過すると、排気ガス温度調節手段による制御から燃焼促進手段による制御へ切り替わるようになっている。従って、制御手段による制御を簡便化することが可能となる。
【００１２】
請求項７に記載のエンジンの排気浄化方法では、排気ガス中のパティキュレート（粒子状物質）を捕集した捕集フィルターの再生処理を行う場合、捕集フィルターに作用する排気ガス温度を調節する第１のステップと、捕集フィルターの床温を上昇させる第２のステップを用いる。第１のステップでは、例えばエンジン回転数を調節したり、エンジン負荷を調節することで排気ガス温度を上昇させる。第２のステップでは、エンジンへの吸入空気量および燃料噴射量を絞り調節することで捕集フィルターに捕集されたパティキュレートの燃焼（酸化反応）を促進させる。すなわち、エンジンへの吸入空気量および燃料噴射量を絞り調節することで、空気量を下げつつ排気ガス中の酸素比率を上げることができる。これにより捕集フィルターに捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進され、捕集フィルターの床温が急激に上昇する。
本発明では、捕集フィルターの再生処理時に、第１のステップと第２のステップとを所定のタイミングで複数回切替える制御を行う。例えば、第１のステップによって捕集フィルターの床温を所定温度（例えば６２０℃）以上に調整したのちに、第２のステップに切替える。第２のステップによってパティキュレートの酸化反応を促進する場合、この酸化反応は持続性がないため捕集フィルターの床温が短時間で低下し始める。これではパティキュレート捕集領域のうちの一部が局部的に再生されるのみで、捕集フィルターの所望の範囲を確実に再生するのには限界がある。そこで、本発明者は、鋭意検討しテストを行った。その結果、第１のステップと第２のステップとを所定のタイミングで複数回切替えることで、捕集フィルターの床温を所定の温度領域（例えば、６２０〜７００℃）に好適に制御できることを見出した。例えば、捕集フィルターの床温が低下し始めたとき、第１のステップに切替え捕集フィルターの床温を所定温度（例えば６２０℃）以上に調節したのち、再度第２のステップに切替える。これにより、第１のステップのみを用いて捕集フィルターの床温を制御する場合に比して、捕集フィルターの再生を短時間かつ低燃費で行うことができる。これはパティキュレートの酸化反応促進による効果と、燃料噴射量を減量させる効果とによるものである。また、捕集フィルターの広範囲を確実に再生することができる。これは第１のステップと第２のステップとを複数回切替えて行うことによる効果である。すなわち、第１のステップを１回行うのみでは、捕集フィルターが局部的に再生されるにすぎないが、これを複数回繰り返すことではじめて捕集フィルターの広範囲を確実に再生することが可能となる。なお、前記タイミングは、例えば捕集フィルター出口の排気ガス温度の検出値と、この排気ガス温度に関する上側基準値および下側基準値との関係に基づいて定めたり、制御時間をカウントするタイマを用いて定めたりすることができる。
以上のように、請求項７に記載の排気浄化方法を用いれば、捕集フィルターの再生を短時間かつ低燃費で、しかも確実に行うことが可能となる。
【００１３】
また、請求項８に記載のエンジンの排気浄化方法では、捕集フィルター出口の排気ガス温度を検出するステップを有する。そして、温度検出手段によって検出された排気ガス温度と、この排気ガス温度に関する上側基準値および下側基準値との関係に基づいて前記のタイミングを定める。すなわち、捕集フィルターの床温を所定の温度領域に制御するに際し、間接的に捕集フィルター出口の排気ガス温度を用いる。これにより、捕集フィルターの床温を所定の温度領域に確実に制御することが可能となる。なお、上側基準値は、捕集フィルターないしこの捕集フィルターに担持される酸化触媒等の異常昇温による破損防止を勘案して設定し、下側基準値はパティキュレートの酸化反応を開始するのに好適な条件に対応して設定する。このとき、捕集フィルターの床温と、捕集フィルター出口の排気ガス温度との関係を予め実験等によってマップ化しておくのが好ましい。
【００１４】
また、請求項９に記載のエンジンの排気浄化方法では、制御時間をカウントするタイマを用いて前記のタイミングを定めるようになっている。すなわち、実験等によって予め定めた基準時間が経過すると、第１のステップから第２のステップへ切替える。従って、制御を簡便化することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。まず、図１を用いて本実施の形態の排気浄化装置１００の構成を説明する。ここで、図１は本実施の形態の排気浄化装置１００の構成を示す模式図である。
なお、本実施の形態は、産業車両のひとつであるフォークリフトにつき、そのフォークリフトに搭載されるディーゼルエンジンから排出された排気ガスを浄化処理する技術に本発明を適用した場合について説明するものである。
【００１６】
図１に示すように、本発明におけるエンジンの一実施の形態としてのディーゼルエンジン１０には、排気浄化装置１００が搭載されている。この排気浄化装置１００を、ディーゼルエンジン１０から排出される排気ガスの浄化処理を行うのに用いる。図１に示すように、排気浄化装置１００は、ディーゼルエンジン１０の下流の排気経路１２に配置された捕集手段１４、燃料供給量調節手段２０、エンジン負荷調節手段３０、吸気絞り調節手段４０、制御部５０等によって構成されている。なお、ディーゼルエンジン１０にはエンジン回転数を検出する回転数センサ１１が設置されている。
【００１７】
捕集手段１４は、排気ガス中のパティキュレートの捕集能力を有する捕集フィルター１４ａを備えている。この捕集フィルター１４ａには、必要に応じて適宜酸化触媒が担持される。また、この捕集手段１４には捕集フィルター１４ａの前後差圧を検出する差圧センサ１６、捕集フィルター１４ａ前後の排気温度を検出する排気温度センサ１８が設置されている。この排気温度センサ１８が本発明における温度検出手段に対応している。
【００１８】
燃料供給量調節手段２０は、機械式の燃料ポンプ２２、この燃料ポンプ２２に連結されたアクセル２４、このアクセル２４と燃料ポンプ２２との間に介在し、アクセルペダルの操作によらずアクセル開度を調節可能なアクセル開度調節機構２６等によって構成されている。このアクセル開度調節機構２６はステップモータ（図示省略）によって駆動される構成になっており、これにより燃料噴射ノズルへの燃料供給量が調節され燃料噴射量が調節されることとなる。
【００１９】
エンジン負荷調節手段３０は、ディーゼルエンジン１０によって駆動される油圧ポンプ３２、この油圧ポンプ３２の油圧を調節可能な油圧調節機構３４を備えている。この油圧調節機構３４は、例えば、フォークリフトにおけるティルトシリンダのティルトリリーフ弁のように油圧回路上に配置される絞り弁であり、必要に応じ油圧回路を絞り油圧ポンプ３２の吐出側の油圧を制御することができるようになっている。この油圧調節機構３４および前記したアクセル開度調節機構２６によって、本発明における排気ガス温度調節手段を構成する。
【００２０】
吸気絞り調節手段４０は、吸気経路４２に吸気絞り弁４４を備えている。この吸気絞り弁４４は、吸気経路４２の流路面積を調節することでディーゼルエンジン１０への吸入空気量を絞り調節可能になっている。この吸気絞り弁４４および前記したアクセル開度調節機構２６によって、本発明における燃焼促進手段を構成する。
【００２１】
制御部５０は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）によって構成されている。この制御部５０は、回転数センサ１１、差圧センサ１６、排気温度センサ１８、燃料ポンプ２２、アクセル開度調節機構２６、油圧調節機構３４、吸気絞り弁４４、更には再生処理スタートキー６２、ウォーニングランプ６４の各々と電気的に接続されており、検出信号および制御信号のやりとりを行う構成になっている。この制御部５０が本発明における制御手段に対応している。
【００２２】
再生処理スタートキー６２がオン状態に設定されると、捕集フィルター１４ａの後述する再生処理が強制的に開始されるようになっている。ウォーニングランプ６４は、その作動（点灯ないし点滅）によって、作業者に捕集フィルター１４ａの再生処理を促す構成になっている。このウォーニングランプ６４の作動を確認した作業者は、捕集フィルター１４ａの再生処理が必要であると判断して、フォークリフトを停車させ、再生処理を開始するために再生処理スタートキー６２をオン状態に設定する。
【００２３】
次に上記構成の排気浄化装置１００を用いてディーゼルエンジン１０から排出される排気ガスの浄化処理を行う制御の一例を、図２および図３を参照しながら説明する。この制御は制御部５０を用いて行われる。ここで、図２は排気浄化装置１００による排気浄化処理を示すフローチャートである。図３は第１実施の形態の再生処理を示すフローチャートである。
【００２４】
本実施の形態では、上記構成の排気浄化装置１００を用い、図２に示すフローチャートにしたがってディーゼルエンジン１０から排出される排気ガスの浄化処理を行う。
図２に示すように、まずステップＳ２０によって捕集フィルター１４ａに堆積しているパティキュレート捕集量Ａの算出を行う。このパティキュレート捕集量Ａは、差圧センサ１６によって検出した捕集フィルター１４ａの前後差圧や、その他ディーゼルエンジンの各種運転情報を用いて算出することができる。ステップＳ４０では、ステップＳ２０によって算出したパティキュレート捕集量Ａと予め定めた基準値Ａ0（しきい値）との比較を行う。パティキュレート捕集量Ａが基準値Ａ0（しきい値）に達している場合には（ステップＳ４０のＹＥＳ）、再生処理が必要と判定しステップＳ６０にすすむ。一方、パティキュレート捕集量Ａが基準値Ａ0（しきい値）に達していない場合には（ステップＳ４０のＮＯ）、未だ再生処理は不要であると判定しステップＳ２０に戻る。
【００２５】
ステップＳ６０では、ウォーニングランプ６４を作動（点灯ないし点滅）させる。これにより作業者は再生を行う必要があると判断することができる。このとき、作業者はフォークリフトを停車させ、車両の停止状態において再生処理スタートキー６２を操作する（ステップＳ８０）。これにより、ステップＳ１００の再生処理が開始されることとなる。この再生処理では、捕集フィルター１４ａに堆積したパティキュレートを燃焼させるべく排気ガス温度調節手段を制御し、この捕集フィルター１４ａに作用する排気ガス温度を上昇させる。排気ガス温度がパティキュレートの燃焼温度以上となることで、捕集されたパティキュレートが燃焼し捕集フィルター１４ａを再生することができる。
【００２６】
次に、ステップＳ１００の再生処理を詳細に説明する。なお、この再生処理としては、以下の第１実施の形態の再生処理、或いは第２実施の形態の再生処理を用いることができる。まず、第１実施の形態の再生処理を図３を参照しながら説明する。
【００２７】
〔第１実施の形態〕
図３に示すように、この第１実施の形態の再生処理では、まずステップＳ１１０において回転数センサ１１によってディーゼルエンジン１０のエンジン回転数Ｎを検出し、この検出値Ｎと基準値（例えば１４００ｒｐｍ）との比較を行う。そして、エンジン回転数Ｎが基準値に達したと判定された場合は（ステップＳ１１０のＮＯ）、ステップＳ１１２にすすむ。反対にエンジン回転数Ｎが基準値よりも小さいと判定された場合は（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、ステップＳ１１１にすすみ燃料供給量調節手段２０のアクセル開度調節機構２６によってアクセル開度を増やしアイドルアップを行う。そして、エンジン回転数Ｎが基準値以上になるまで、ステップＳ１１０およびステップＳ１１１の処理を繰り返す。このとき、エンジン回転数は、例えばアイドル時の回転数から基準値（例えば１４００ｒｐｍ）まで上昇することとなる。
【００２８】
ステップＳ１１２では、エンジン負荷調節手段３０の油圧調節機構３４によって油圧アップを行う。ステップＳ１１３では、カウンタｍが初期入力値（ｍ＝０（ゼロ））であるか否かを検出する。ｍ＝０である場合（ステップＳ１１３のＹＥＳ）は、ステップＳ１１４において捕集フィルター１４ａ出口の排気ガス温度Ｔ1と下側基準値Ｔａとの比較を行い、排気ガス温度Ｔ1が下側基準値Ｔａ以上（ステップＳ１１４のＹＥＳ）になるとステップＳ１１６へすすむ。一方、ｍ＝０でない場合（ステップＳ１１３のＮＯ）は、ステップＳ１１５において捕集フィルター１４ａ出口の排気ガス温度Ｔ1と下側基準値Ｔａとの比較を行い、排気ガス温度Ｔ1が下側基準値Ｔａ以下（ステップＳ１１５のＹＥＳ）になるとステップＳ１１６へすすむ。なお、この第１実施の形態における下側基準値Ｔａは、捕集フィルター１４ａの床温が例えば６２０℃であることを示唆することが可能な排気ガス温度に相当する。すなわち、排気ガス温度Ｔ1が下側基準値Ｔａに達した場合に、捕集フィルター１４ａの床温が例えば６２０℃になっていると判断することができる。上記のステップＳ１１０〜Ｓ１１５までの処理が、本発明における第１のステップに対応している。
【００２９】
ステップＳ１１６では、吸気絞り調節手段４０の吸気絞り弁４４を絞り調節することでディーゼルエンジン１０への吸入空気量を減量する。また、ステップＳ１１７では、アクセル開度調節機構２６によってアクセル開度を絞り調節することでディーゼルエンジン１０の燃料噴射量を減量する。ここでは、ステップＳ１１６とステップＳ１１７をあわせて行い、吸入空気量を下げつつ排気ガス中の酸素比率を上げるように調節する。更に、アクセル開度を絞り調節したのち、油圧調節機構３４による油圧アップを解除し、油圧負荷を通常状態に戻す。
吸入空気量を減量すると共に燃料噴射量を減量することで、適量な酸素と空気が捕集フィルター１４ａへ流れ込み、捕集フィルター１４ａ内は、例えば薪をうちわで扇いだ時のような良好な燃焼状態となる。これにより、捕集フィルター１４ａに捕集されているパティキュレートは急激に燃焼し、捕集フィルター１４ａの床温が上昇する。これは、捕集フィルター１４ａに流入する排気ガス量を下げたうえで、更にこの排気ガス中の酸素濃度を濃くすることでパティキュレートの酸化反応が促進されるからである。このとき、エンジン回転数は、例えば基準値（例えば１４００ｒｐｍ）からアイドル時の回転数まで下降することとなる。
【００３０】
ステップＳ１１９では、捕集フィルター１４ａ出口の排気ガス温度Ｔ1と上側基準値Ｔｂとの比較を行う。排気ガス温度Ｔ1が上側基準値Ｔｂよりも低いと判定された場合は（ステップＳ１１９のＮＯ）、ステップＳ１１６へ戻りステップＳ１１６〜ステップＳ１１８を行う。反対に排気ガス温度Ｔ1が上側基準値Ｔｂ以上であると判定された場合は（ステップＳ１１９のＹＥＳ）、ステップＳ１２０へすすむ。すなわち、ステップＳ１１６〜ステップＳ１１８における調節は、上側基準値Ｔｂに基づいて行われ、排気ガス温度Ｔ1が上側基準値Ｔｂに達するまで継続される。そして、排気ガス温度Ｔ1が上側基準値Ｔｂを超えることで、燃焼促進による制御から排気ガス温度の制御へと切替える。なお、この第１実施の形態における上側基準値Ｔｂは、捕集フィルター１４ａの床温が例えば７００℃であることを示唆することが可能な排気ガス温度に相当する。すなわち、排気ガス温度Ｔ1が上側基準値Ｔｂに達した場合に、捕集フィルター１４ａの床温が例えば７００℃になっていると判断することができる。この上側基準値Ｔｂは、例えば捕集フィルター１４ａないしこの捕集フィルター１４ａに担持される酸化触媒の異常昇温による破損防止を勘案して定めることができる。なお、捕集フィルター１４ａの床温と捕集フィルター１４ａ出口の排気ガス温度Ｔ1との関係を予め実験等によってマップ化しておくのが好ましい。上記のステップＳ１１６〜Ｓ１１９までの処理が、本発明における第２のステップに対応している。
このように、第１実施の形態の再生処理では、制御の切替えの基準値として捕集フィルター１４ａ出口の排気ガス温度Ｔ1のみを用い、捕集フィルター１４ａ出口の排気ガス温度Ｔ1が上側基準値Ｔｂを超えることで、捕集フィルター１４ａに捕集されているパティキュレートの燃焼を促進する制御から、排気ガス温度の制御へと切替える。
【００３１】
ステップＳ１２０では、カウンタｍが基準回数（例えば４回）以上である否かを判定する。カウンタｍが所定回数よりも少ないと判定された場合は（ステップＳ１２０のＮＯ）、カウンタｍに１を加えたうえでステップＳ１１０に戻る。すなわち、再生処理開始時のカウンタｍを０（ゼロ）とし、ステップＳ１１０〜Ｓ１１９までの一連の処理が行われるたびにカウンタｍが１づつ増加される。反対にカウンタｍが所定回数以上であると判定された場合は（ステップＳ１２０のＹＥＳ）、再生処理を完了する。再生処理を完了する条件となるカウンタｍの基準回数（本実施の形態では４回）は、捕集フィルター１４ａに捕集されたパティキュレートを広範囲にわたって燃焼させることが可能となるように設定するのが好ましい。
【００３２】
なお、ステップＳ１１６およびステップＳ１１７によるパティキュレートの酸化反応は持続性がないため、捕集フィルター１４ａの床温はある程度上昇したのち短時間で低下し始めるが、このことを勘案して再びステップＳ１１０〜Ｓ１１９の処理を繰り返すことで、捕集フィルター１４ａの昇温を所定の温度領域、例えば６２０〜７００℃に確実に制御することが可能となる。また、ステップＳ１１０〜Ｓ１１９までの一連の処理を１回行う場合は、捕集フィルター１４ａに捕集されたパティキュレートを局部的に燃焼させることはできるが、これでは捕集フィルター１４ａの広範囲を再生するのに効果的な処理になりにくい。そこで、本実施の形態の如く、ステップＳ１１０〜Ｓ１１９までの一連の処理を繰り返すことで捕集フィルター１４ａの広範囲を確実に再生することが可能となる。
【００３３】
上記のような第１実施の形態の再生処理（図３参照）を実施した場合の作用を、更に図４〜図７を参照しながら説明する。ここで、図４は第１実施の形態の再生処理におけるフィルター床温（℃）の経時変化を示す図である。図５は第１実施の形態の再生処理におけるエンジン回転数（ｒｐｍ）の経時変化を示す図である。図６は第１実施の形態の再生処理における燃料噴射量の経時変化を示す図である。図７は第１実施の形態の再生処理におけるパティキュレート堆積量の経時変化を示す図である。なお、これらの図において、第１実施の形態を太実線で示しており、比較例を細実線で示している。この比較例は、エンジン回転数およびエンジン負荷の調節のみによって排気ガス温度を上昇させて捕集フィルターの再生を行った場合である。また、第１回目のステップＳ１１９が実施される前のタイミングが図４〜図７における経過時間ｔ１に相当する。
【００３４】
図４に示すように、第１実施の形態の再生処理を実施することで、捕集フィルター１４ａの床温は、例えば６２０〜７００℃の温度領域内を上下変動して高温状態で維持される。これにより、捕集フィルター１４ａの短時間での再生処理が可能となる。また、ステップＳ１１６およびステップＳ１１７においてパティキュレートの酸化反応（燃焼）を促進することで、図７に示すように従来例に比して捕集フィルター１４ａに残留するパティキュレート量を迅速に低減させることが可能となる。このような作用効果によって、捕集フィルター１４ａのより短時間での再生処理が可能となる。
【００３５】
また、第１実施の形態の再生処理を実施することで、エンジン回転数がアイドル時とアイドルアップ時（１４００ｒｐｍ）とに交互に設定され（図５参照）、また燃料噴射量（ないしエンジン負荷）が変動することとなる。この結果、エンジン回転数がアイドルアップ時に維持される従来例に比して、図６中の斜線領域の合計分だけ燃料使用量を低下させることができ、したがって燃費を低減することが可能となる。
【００３６】
〔第２実施の形態〕
次に、第２実施の形態の再生処理を図８および図９を参照しながら説明する。ここで、図８は第２実施の形態の再生処理を示すフローチャートであり、図９は第２実施の形態の再生処理におけるフィルター床温（℃）の経時変化を示す図である。
図８に示すように、この第２実施の形態の再生処理では、まずステップＳ１３０〜ステップＳ１３２において第１実施の形態のステップＳ１１０〜ステップＳ１１２と同様の処理を行ったのち、ステップＳ１３３へすすむ。ステップＳ１３３では、捕集フィルター１４ａ入口の排気ガス温度Ｔ2と上側基準値Ｔａとの比較を行い、排気ガス温度Ｔ2が上側基準値Ｔａ以上（ステップＳ１３３のＹＥＳ）になるとステップＳ１３４へすすむ。すなわち、排気ガス温度Ｔ2が所定の値を超えた際に、排気ガス温度の制御から燃焼促進による制御へと切替える。なお、この第２実施の形態における上側基準値Ｔａ（例えば６２０℃）は、捕集フィルター１４ａの前側部分の床温が例えば６２０℃であることを示唆することが可能な排気ガス温度に相当する。排気ガス温度Ｔ2が上側基準値Ｔａ（例えば６２０℃）に達した場合に、捕集フィルター１４ａの床温が例えば６２０℃になっていると判断することができる。上記のステップＳ１３０〜Ｓ１３３までの処理が、本発明における第１のステップに対応している。
【００３７】
ステップＳ１３４〜ステップＳ１３６では、第１実施の形態のステップＳ１１６〜ステップＳ１１８と同様の処理を行ったのち、ステップＳ１３７へすすむ。ステップＳ１３７では、捕集フィルター１４ａ入口の排気ガス温度Ｔ2と下側基準値Ｔｃとの比較を行う。排気ガス温度Ｔ2が下側基準値Ｔｃよりも高いと判定された場合は（ステップＳ１３７のＮＯ）、ステップＳ１３４へ戻りステップＳ１３４〜ステップＳ１３６を行う。反対に排気ガス温度Ｔ2が下側基準値Ｔｃ以下であると判定された場合は（ステップＳ１３７のＹＥＳ）、ステップＳ１３８へすすむ。なお、この第２実施の形態における下側基準値Ｔｃ（例えば５４０℃）は、捕集フィルター１４ａの前側部分の床温が例えば７００℃であることを示唆することが可能な排気ガス温度に相当する。すなわち、排気ガス温度Ｔ2が下側基準値Ｔｃ（例えば５４０℃）に達した場合に、捕集フィルター１４ａの床温が例えば７００℃になっていると判断することができる。なお、捕集フィルター１４ａの床温と捕集フィルター１４ａ入口の排気ガス温度Ｔ2との関係を予め実験等によってマップ化しておくのが好ましい。上記のステップＳ１３４〜Ｓ１３６までの処理が、本発明における第２のステップに対応している。
このように、第２実施の形態の再生処理では、制御の切替えの基準値として捕集フィルター１４ａ入口の排気ガス温度Ｔ2のみを用い、この排気ガス温度Ｔ2が上側基準値Ｔａを超えた際に、排気ガス温度の制御から、捕集フィルター１４ａに捕集されているパティキュレートの燃焼を促進する制御へと切替える。
【００３８】
ステップＳ１３８では、カウンタｍが基準回数（例えば４回）以上である否かを判定する。カウンタｍが所定回数よりも少ないと判定された場合は（ステップＳ１３８のＮＯ）、カウンタｍに１を加えたうえでステップＳ１３０に戻る。反対にカウンタｍが所定回数以上であると判定された場合は（ステップＳ１３８のＹＥＳ）、再生処理を完了する。
【００３９】
上記の第２実施の形態の再生処理により、図９に示すような制御が可能となる。すなわち、捕集フィルター１４ａの前側部分の床温は、例えば６２０〜７００℃の温度領域内を上下変動して高温状態で維持される。これにより、第１実施の形態と同様に、捕集フィルター１４ａの短時間での再生処理が可能となる。また、ステップＳ１３４およびステップＳ１３５においてパティキュレートの酸化反応（燃焼）を促進することで、捕集フィルター１４ａに残留するパティキュレート量を迅速に低減させることが可能となる。このような作用効果によって、捕集フィルター１４ａのより短時間での再生処理が可能となる。また、エンジン回転数がアイドル時とアイドルアップ時（１４００ｒｐｍ）とに交互に設定され、また燃料噴射量（ないしエンジン負荷）が変動することとなり、エンジン回転数がアイドルアップ時に維持される従来例に比して燃費を低減することが可能となる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態（第１実施の形態の再生処理や、第２実施の形態の再生処理）を用いれば、パティキュレートの酸化反応促進による効果と、燃料噴射量を減量させる効果とによって、捕集フィルター１４ａの再生を短時間かつ低燃費で行うことができる。しかも、排気ガス温度を上昇させる制御と、パティキュレートの酸化反応を促進させる制御とを交互に繰り返すことで、捕集フィルター１４ａの広範囲を確実に再生することができる。
また、本実施の形態によれば、排気ガス温度を上昇させる制御と、パティキュレートの酸化反応を促進させる制御との切替えのタイミングを、排気ガス温度に関する上側基準値および下側基準値を用いて定めるため、捕集フィルター１４ａの床温を所定の温度領域に確実に制御することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、車両の停止状態において捕集フィルター１４ａの再生処理を行うことで、処理条件を一定に維持することができ、捕集フィルター１４ａないしこの捕集フィルター１４ａに担持された酸化触媒等の異常昇温による破損防止に特に有効である。
【００４１】
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００４２】
上記実施の形態では、吸気絞り弁４４およびアクセル開度の絞り調節を行うタイミングを捕集フィルター１４ａ出口の排気ガス温度Ｔ1と、下側基準値Ｔａおよび上側基準値Ｔｂとの関係に基づいて定める場合について記載したが、このタイミングは時間をカウントするタイマを用いて定めることもできる。なお、このタイマは制御部５０に内蔵することができる。また、その他の実施の形態としては、捕集フィルター１４ａの床温の温度変化率を排気ガス温度Ｔ1から推定し、この温度変化率とその基準値との関係に基づいて前記のタイミングを定めるようにしてもよい。
また、第１実施の形態の再生処理では、捕集フィルター１４ａ出口の排気ガス温度Ｔ1が上側基準値Ｔｂに達した場合に、捕集フィルター１４ａに捕集されているパティキュレートの燃焼を促進する制御から、排気ガス温度の制御へと切替えることとしたが、代りに、排気ガス温度Ｔ1が上側の変速点を超えたことを条件に制御を切替えるようにしてもよい。燃焼促進による制御では燃焼に持続性がないため、排気ガス温度Ｔ1が上側の変速点を超えると、捕集フィルター１４ａにおけるパティキュレートの燃焼速度が次第に落ちていくので、その時点で燃焼促進の制御から排気ガス温度の制御へと切替えることで、床温の低下を抑えて効率よく再生処理を行うことができる。
【００４３】
また、上記第１実施の形態では、制御の切替えの基準値として捕集フィルター１４ａ出口の排気ガス温度Ｔ1のみを用い、上記第２実施の形態では、制御の切替えの基準値として捕集フィルター１４ａ入口の排気ガス温度Ｔ2のみを用いる場合について記載したが、これら実施の形態を組み合わせて制御の切替えを行ってもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、機械式の燃料ポンプ２２を用い、捕集したパティキュレートの燃焼を促進させるときにはアクセル開度調節機構２６を介して燃料噴射量を減量する場合について記載したが、機械式の燃料ポンプにかえて電子制御式の燃料ポンプを用いてもよい。この場合、捕集したパティキュレートの燃焼を促進させるときには燃料噴射ノズルにおける燃料噴射量を直接的に制御する。
【００４５】
また、捕集フィルター１４ａに作用する排気ガス温度を上昇させる手段として、上記実施の形態以外に、エンジンにおける燃料の噴射時期を調節する機構を用いることもできる。また、例えば複数回の燃料噴射を実施する機構（例えば、ポスト噴射機構）を用いることで、排気ガス温度を上昇させるようにしてもよい。
【００４６】
また、上記実施の形態では、排気浄化装置を有するディーゼルエンジンに本発明を適用する場合について記載したが、排気浄化装置を有する他のエンジンに本発明を適用することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パティキュレートを捕集する捕集フィルターを備えたエンジンの排気浄化装置につき、捕集フィルターの再生を短時間かつ低燃費で、しかも確実に行うことができることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の排気浄化装置１００の構成を示す模式図である。
【図２】排気浄化装置１００による排気浄化処理を示すフローチャートである。
【図３】第１実施の形態の再生処理を示すフローチャートである。
【図４】第１実施の形態の再生処理におけるフィルター床温（℃）の経時変化を示す図である。
【図５】第１実施の形態の再生処理におけるエンジン回転数（ｒｐｍ）の経時変化を示す図である。
【図６】第１実施の形態の再生処理における燃料噴射量の経時変化を示す図である。
【図７】第１実施の形態の再生処理におけるパティキュレート堆積量の経時変化を示す図である。
【図８】第２実施の形態の再生処理を示すフローチャートである。
【図９】第２実施の形態の再生処理におけるフィルター床温（℃）の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
１０…ディーゼルエンジン
１２…排気経路
１４…捕集手段
１４ａ…捕集フィルター
１６…差圧センサ
１８…排気温度センサ
２０…燃料供給量調節手段
２２…燃料ポンプ
２４…アクセル
２６…アクセル開度調節機構
３０…エンジン負荷調節手段
３２…油圧ポンプ
３４…油圧調節機構
４０…吸気絞り調節手段
４２…吸気経路
４４…吸気絞り弁
５０…制御部
６２…再生処理スタートキー
６４…ウォーニングランプ
１００…排気浄化装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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