(57)【要約】【課題】酸化除去の終了を判定する精度を向上させることができることができる排気浄化装置１の提供を目的とする。【解決手段】排気中の粒子状物質を捕集するスートフィルタ８を備え、排気によってスートフィルタ８の温度を意図的に昇温させてスートフィルタ８に堆積した粒子状物質を酸化除去する排気浄化装置１において、酸化除去時における基準スートフィルタ温度ｔ０および基準酸化除去時間Ｔｓを設定し、基準スートフィルタ温度ｔ０に基づいて単位時間Ｔｕ毎に酸化除去時の実スートフィルタ温度ｔ４に対する時間係数δを算出し、酸化除去の開始から時間係数δによって換算した実酸化除去時間Ｔｃを算出し、換算した実酸化除去時間Ｔｃが基準酸化除去時間Ｔｓに達した時点で酸化除去の終了を判定する。【選択図】図４
2016070098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気中の粒子状物質を捕集するスートフィルタを備え、排気によってスートフィルタの温度を意図的に昇温させてスートフィルタに堆積した粒子状物質を酸化除去する排気浄化装置において、
酸化除去時における基準スートフィルタ温度および基準酸化除去時間を設定し、
基準スートフィルタ温度に基づいて単位時間毎に酸化除去時の実スートフィルタ温度に対する時間係数を算出し、
酸化除去の開始から時間係数によって換算した実酸化除去時間を算出し、換算した実酸化除去時間が基準酸化除去時間に達した時点で酸化除去の終了を判定する排気浄化装置。
【請求項２】
エンジンの回転数と燃料噴射量とから前記粒子状物質の堆積量を算出し、
前記実スートフィルタ温度に基づいて単位時間毎に粒子状物質の実酸化除去量を算出し、
酸化除去の開始から実酸化除去量を算出し、前記換算した実酸化除去時間が前記基準酸化除去時間に達した時点で実酸化除去量が堆積量に達していない場合、実酸化除去量が堆積量に達した時点で酸化除去の終了を判定する請求項１に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン等からの排気に含まれる粒子状物質（以下、単に「ＰＭ」と表す）を捕集する排気浄化装置が知られている。排気浄化装置は、排気中のＮＯｘからＮＯ２を生成する酸化触媒とＰＭを捕集するスートフィルタとを具備する。排気浄化装置は、スートフィルタによってＰＭを捕集する。また、排気浄化装置は、酸化触媒によって排気に含まれるＮＯｘからＮＯ２を生成し、ＮＯ２の酸化作用によりスートフィルタに捕集されているＰＭを酸化除去するように構成されている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
このような排気浄化装置において、スートフィルタ上のＰＭの捕集量が増加した場合、排気背圧の上昇に伴い、燃費の悪化・出力低下などが発生する。従って、排気浄化装置は、スートフィルタに残留したＰＭの堆積量の推定値が規定量を超えると、排気温度を酸化触媒の活性温度以上に上昇させてスートフィルタに捕集されているＰＭを酸化除去する。これにより、スートフィルタは、ＰＭの堆積量が低減し排気背圧が低減する。ここで、スートフィルタのＰＭの堆積量は、エンジンの稼動状態から算出されるＰＭの排出量とＮＯｘ排出量および酸化触媒の特性（触媒効率）から算出されるＮＯ２の生成量とから推定されている。
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、酸化除去時の昇温された排気が所定の排気温度を維持しているとして昇温時間を設定している。しかし、酸化除去時の排気温度は、エンジンの運転状態によって変動する。つまり、排気浄化装置は、排気温度が想定している温度を下回ると、単位時間当たりの酸化除去量が減少する。一方、排気浄化装置は、排気温度が想定している温度を上回ると、単位時間当たりの酸化除去量が増大する。このため、排気浄化装置は、想定している排気温度と実排気温度との差が増大すると、ＰＭの堆積状態に応じて酸化除去作業の終了の判定が適切に行われない可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２５２４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、酸化除去の終了を判定する精度を向上させることができることができる排気浄化装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
すなわち、本発明においては、排気ガス中の粒子状物質を捕集するスートフィルタを備え、排気によってスートフィルタの温度を意図的に昇温させてスートフィルタに堆積した粒子状物質を酸化除去する排気浄化装置において、酸化除去時における基準スートフィルタ温度および基準酸化除去時間を設定し、基準スートフィルタ温度に基づいて単位時間毎に酸化除去時の実スートフィルタ温度に対する時間係数を算出し、酸化除去の開始から時間係数によって換算した実酸化除去時間を算出し、換算した実酸化除去時間が基準酸化除去時間に達した時点で酸化除去の終了を判定するものである。
【０００９】
本発明においては、エンジンの回転数と燃料噴射量とから前記粒子状物質の堆積量を算出し、前記実スートフィルタ温度に基づいて単位時間毎に粒子状物質の実酸化除去量を算出し、酸化除去の開始から実酸化除去量を算出し、前記換算した実酸化除去時間が前記基準酸化除去時間に達した時点で実酸化除去量が堆積量に達していない場合、実酸化除去量が堆積量に達した時点で酸化除去の終了を判定するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
【００１１】
本発明によれば、エンジンの運転状態に応じて粒子状物質を酸化除去する時間が変更される。これにより、酸化除去の終了を判定する精度を向上させることができる。
【００１２】
本発明によれば、更に粒子状物質の堆積状態を考慮して酸化除去する時間が変更される。これにより、酸化除去の終了判定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る排気浄化装置の全体構成を示す概略図。
【図２】本発明に係る排気浄化装置の酸化触媒の内部温度と基準触媒効率との関係を表すグラフを示す図。
【図３】本発明に係る排気浄化装置の酸化触媒の排気への曝露時間と劣化触媒効率との関係を表すグラフを示す図。
【図４】本発明に係る排気浄化装置の実スートフィルタ温度と時間係数との関係を表すグラフを示す図。
【図５】本発明に係る排気浄化装置の制御態様を表すフローチャートを示す図。
【図６】本発明に係る排気浄化装置の堆積量算出処理の制御態様を表すフローチャートを示す図。
【図７】本発明に係る排気浄化装置のアシスト再生の制御態様を表すフローチャート示す図。
【図８】本発明に係る排気浄化装置の第一実施形態におけるリセット再生の制御態様を表すフローチャート示す図。
【図９】本発明に係る排気浄化装置の非作業再生およびリカバリ再生の制御態様を表すフローチャート示す図。
【図１０】本発明に係る排気浄化装置の第二実施形態におけるリセット再生の制御態様を表すフローチャート示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図１を用いて本発明に係る排気浄化装置の第一実施形態である排気浄化装置１ついて説明する。なお、本実施形態における「上流側」とは排気の流れ方向における上流側を示し、「下流側」とは排気の流れ方向における下流側を示す。
【００１５】
図１に示すように、エンジン２から排出される排気を浄化するものである。排気浄化装置１は、エンジン２に具備され、スートフィルタ８、酸化触媒９、ＤＰＦ上流側温度センサ１０、ＤＰＦ下流側温度センサ１１、回転数センサ１２、ＥＣＵ１３等を具備する。
【００１６】
エンジン２は、単数または複数の気筒を備え、前記気筒内部に噴射される燃料を燃焼させることで発生するエネルギーを回転動力に変換するものである。エンジン２は、ディーゼルエンジンから構成される。エンジン２は、吸気経路３を介して供給される外気と燃料噴射弁４・４・４・４から供給される燃料とを気筒５・５・５・５内において混合燃焼させる。燃料の燃焼により発生する排気は、排気経路６を介して排出される。吸気経路３には、開度調節を行うことで吸気量を制御することができる吸気スロットル７が設けられる。なお、本実施形態に係るエンジン２は直列四気筒としたが、これに限定されない。
【００１７】
スートフィルタ８は、エンジン２の排気経路６に配設され、排気中のＰＭを捕集するものである。スートフィルタ８は、具体的にはセラミック等の多孔質壁からなるハニカム構造であり、排気は必ず前記多孔質壁を透過した後に排出されよう構成される。スートフィルタ８は、排気が前記多孔質壁を通過する際に排気中のＰＭを捕集する。その結果、排気からＰＭが除去される。
【００１８】
酸化触媒９は、排気の成分であるＮＯｘ中のＮＯ成分に対する酸化反応によってＮＯ２を生成するものである。酸化触媒９は、スートフィルタ８の上流側に設けられる。酸化触媒９は、生成したＮＯ２の酸化力によってスートフィルタ８に捕集されたＰＭの酸化除去を行う。
【００１９】
ＤＰＦ上流側温度センサ１０とＤＰＦ下流側温度センサ１１とは、排気温度ｔ１を検出するものである。ＤＰＦ上流側温度センサ１０は、酸化触媒９の上流側に設けられ、酸化触媒９の上流側温度、すなわち酸化触媒９の入口温度（排気温度ｔ１）を検出する。ＤＰＦ下流側温度センサ１１は、酸化触媒９の下流側に設けられ、酸化触媒９の下流側温度、すなわち酸化触媒９の出口温度ｔ２を検出する。
【００２０】
回転数センサ１２は、エンジン２の回転数Ｒを検出するものである。回転数センサ１２は、図示しないクランク軸またはフライホイール等に設けられ、前記クランク軸の角度からエンジン２の回転数Ｒを検出する。
【００２１】
制御手段であるＥＣＵ１３は、エンジン２の制御、およびスートフィルタ８の再生を制御するものである。ＥＣＵ１３は、エンジン２の制御やスートフィルタ８の再生制御を行うための種々のプログラムやデータが格納される。ＥＣＵ１３は、具体的には、ＥＣＵの演算結果より得られる排気流量データ、酸化触媒９のＤＰＦ上流側温度センサ１０とＤＰＦ下流側温度センサ１１より演算される内部温度データ、ＰＭ酸化除去量の演算結果データ、触媒効率マップＭ１、劣化係数マップＭ２、ＮＯｘ排出量マップＭ３、ＰＭ排出量マップＭ４、酸化除去効率マップＭ５、時間係数マップＭ６等のデータが格納される。ＥＣＵ１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。
【００２２】
ＥＣＵ１３は、燃料噴射弁４・４・４・４に接続され、燃料噴射弁４・４・４・４の燃料噴射量を制御することで、エンジン２の起動および停止、出力制御等をすることが可能である。
ＥＣＵ１３は、回転数センサ１２に接続され、回転数センサ１２が検出するエンジン２の回転数Ｒを取得するとともに燃料噴射弁４・４・４・４が噴射する燃料噴射量Ｆｉを取得することが可能である。
【００２３】
ＥＣＵ１３は、ＤＰＦ上流側温度センサ１０とＤＰＦ下流側温度センサ１１とに接続され、ＤＰＦ上流側温度センサ１０とＤＰＦ下流側温度センサ１１とが検出する算出する酸化触媒９の入口温度ｔ１と酸化触媒９の出口温度ｔ２とを取得することが可能である。
【００２４】
ＥＣＵ１３は、エンジン２の回転数Ｒ、吸入空気流量および燃料噴射量Ｆｉとから単位時間毎に排気流量Ｅｘを算出することが可能である。
【００２５】
ＥＣＵ１３は、排気流量Ｅｘの算出毎に、酸化触媒９の入口温度ｔ１と酸化触媒９の出口温度ｔ２と排気流量Ｅｘから酸化触媒９の内部温度の平均値である酸化触媒９の内部温度ｔ３を算出することが可能である。
【００２６】
ＥＣＵ１３は、排気流量Ｅｘの算出毎に、算出した排気流量Ｅｘと内部温度ｔ３とから触媒効率マップＭ１に基づいて基準触媒効率αを算出することが可能である。
【００２７】
ＥＣＵ１３は、排気流量Ｅｘの算出毎に、算出した内部温度ｔ３から劣化係数マップＭ２に基づいて内部温度ｔ３における単位時間Ｔｕ毎の基準触媒効率αの低下量の割合βを算出し、これまでに算出した割合βを累積加算することが可能である。そして、ＥＣＵ１３は、排気流量Ｅｘの算出毎に算出した割合βを累積加算したΣβから劣化係数（１−Σβ）を算出することが可能である。
【００２８】
ＥＣＵ１３は、排気流量Ｅｘの算出毎に、算出した基準触媒効率αに算出した劣化係数（１−Σβ）を乗じて劣化触媒効率γを算出することが可能である。
【００２９】
ＥＣＵ１３は、排気流量Ｅｘの算出毎に、エンジン２の回転数Ｒと燃料噴射量ＦｉとからＮＯｘ排出量マップＭ３に基づいてＮＯｘの単位時間Ｔｕ毎の排出量である排出量Ｎｏを算出することが可能である。
【００３０】
ＥＣＵ１３は、排気流量Ｅｘの算出毎に、エンジン２の回転数Ｒと燃料噴射量ＦｉとからＰＭ排出量マップＭ４に基づいてＰＭの単位時間Ｔｕ毎の排出量である排出量ＰＭｏｕｔを算出することが可能である。
【００３１】
ＥＣＵ１３は、排気流量Ｅｘの算出毎に、算出した排出量Ｎｏに算出した劣化触媒効率γを乗じてＮＯ２の単位時間Ｔｕ毎の生成量である生成量Ｎｄｏを算出することが可能である。
【００３２】
ＥＣＵ１３は、排気流量Ｅｘの算出毎に、酸化触媒９の内部温度ｔ３、算出した生成量Ｎｄｏ、からＰＭ酸化除去効率マップＭ５に基づいてＰＭの単位時間毎の酸化除去量である除去量ＰＭｒｅｇを算出することが可能である。
【００３３】
ＥＣＵ１３は、排気流量Ｅｘの算出毎に、排出量ＰＭｏｕｔと除去量ＰＭｒｅｇとの差からＰＭの単位時間Ｔｕ毎の堆積量である堆積量ＰＭｄｅｐを算出し、これまでに算出した堆積量ＰＭｄｅｐを累積加算することが可能である。つまり、ＥＣＵ１３は、排気流量Ｅｘの算出毎に算出した堆積量ＰＭｄｅｐを累積加算した累積堆積量ΣＰＭｄｅｐを算出することが可能である。
【００３４】
ＥＣＵ１３は、スートフィルタ８からＰＭを酸化除去する際の目安となる基準スートフィルタ温度ｔ０、および基準スートフィルタ温度ｔ０においてスートフィルタ８からＰＭを酸化除去するために必要な基準酸化除去時間Ｔｓが格納されている。ＥＣＵ１３は、ＰＭの酸化除去時において下流側温度センサ１１が検出した酸化触媒９の出口温度ｔ２を実スートフィルタ温度ｔ４として、後述の時間係数マップＭ６（図４参照）に基づいて酸化除去時の経過時間の係数である時間係数δを単位時間Ｔｕ毎に算出することが可能である。
【００３５】
ここで、スートフィルタ８に堆積したＰＭを除去する（再生）方法として、エンジン２の通常運転時にスートフィルタ８において自発的に再生する自己再生と、排気の温度を意図的に上昇させてスートフィルタ８のＰＭを酸化除去する強制再生であるアシスト再生、リセット再生、非作業時再生であるステーショナリ再生およびリカバリ再生がある。
【００３６】
自己再生は、酸化触媒９によってエンジン２の排気に含まれるＮＯｘが酸化されて生成されたＮＯ２の酸化作用によってスートフィルタ８に捕集されたＰＭが酸化除去されるものである。
【００３７】
アシスト再生は、意図的に酸化触媒９を活性化させてスートフィルタ８に捕集されたＰＭを酸化除去するものである。ＥＣＵ１３は、吸気ストットル７の開度制御と燃料噴射弁４の噴射制御とによって排気温度ｔ１を酸化触媒９の活性温度まで上昇させる。これにより、排気浄化装置１は、酸化触媒９によって生成されたＮＯ２がスートフィルタ８に捕集されたＰＭを酸化除去する。具体的には、ＥＣＵ１３は、吸気スロットル７を所定開度まで閉弁してエンジン２の吸気量を低減させる。あわせて、ＥＣＵ１３は、燃料噴射弁４のメイン噴射の遅角およびメイン噴射よりも遅角させて燃料を噴射するアフタ噴射を行うことで後燃え燃焼を行い排気温度を上昇させる。これらにより、ＥＣＵ１３は、排気温度ｔ１を上昇させて酸化触媒９を活性化させることでスートフィルタ８に捕集されたＰＭを酸化除去する。
【００３８】
リセット再生は、アシスト再生の制御態様に加えてポスト噴射を行うものである。ＥＣＵ１３は、排気浄化装置の累積運転時間Ｔが設定時間Ｔ１以上になった場合やアシスト再生を実施しても所定条件Ｘ（図７参照）を満たさない場合にリセット再生を実施する。ＥＣＵ１３は、吸気スロットル７の開度調整および燃料噴射弁４によるメイン噴射の遅角およびアフタ噴射に加え、さらに遅角させたポスト噴射によって未燃燃料をスートフィルタ８に供給する。これらにより、ＥＣＵ１３は、酸化触媒９を活性化させることで排気温度ｔ１をさらに上昇させてスートフィルタ８に捕集されたＰＭを酸化除去する。
【００３９】
ステーショナリ再生は、リセット再生の制御態様に加えてエンジン２の回転数Ｒを所定の回転数に維持するものである。ＥＣＵ１３は、エンジン２の運転状況などによってリセット再生を実施しても所定条件Ｙ（図８参照）を満たさない場合にステーショナリ再生を実施する。ＥＣＵ１３は、吸気スロットル７の開度調整および燃料噴射弁４によるアフタ噴射およびポスト噴射に加え、エンジン２の回転数Ｒを所定の高速回転数（例えば２２００ｒｐｍ、最高回転速度若しくはハイアイドル回転速度）に上昇させる。これらにより、ＥＣＵ１３は、排気温度ｔ１をさらに上昇させて酸化触媒９を活性化さすることでスートフィルタ８に捕集されたＰＭを酸化除去する。
【００４０】
リカバリ再生は、何らかの条件によりＤＰＦにＰＭが過堆積した場合に実施される。リカバリ再生の再生方法はステーショナリ再生の制御態様と略同一の制御態様で行われるが排気温度ｔ１が非作業再生よりも低くなるように制御される。これは、ＤＰＦに過堆積したＰＭが再生開始時に急激に再生（燃焼）され、ＤＰＦが過昇温することを防止するためである。ＥＣＵ１３は、燃料噴射弁４によるアフタ噴射量およびポスト噴射量をコントロールすることで排気温度ｔ１をステーショナリ再生よりも低くなるように制御する。これらにより、ＥＣＵ１３は、スートフィルタ８に捕集されたＰＭを長時間（例えば３〜３．５時間）にわたって酸化除去する。
【００４１】
次に図２から図４を用いて酸化触媒９の基準触媒効率α、劣化係数（１−Σβ）、劣化触媒効率γ、および時間係数δについて説明する。
【００４２】
図２に示すように、酸化触媒９は、排気によって内部温度ｔ３が活性温度（例えば３００℃）を超えると排気の成分であるＮＯｘ中のＮＯ成分をＮＯ２に酸化する。酸化触媒９によって生成されるＮＯ２の量は、排気流量Ｅｘと排気温度ｔ１とから供給されるＮＯｘに対して生成されるＮＯ２の量が決まる。つまり、酸化触媒９の酸化能力は、排気流量Ｅｘと排気温度ｔ１とによってＮＯ２／ＮＯｘで表される触媒効率で表される。ここで、酸化触媒９に経時劣化が生じていない状態での触媒効率を基準触媒効率αとする。
【００４３】
また、図３に示すように、酸化触媒９は、経時劣化により触媒効率が低下する。酸化触媒９は、排気に曝露されている時間と曝露された排気の排気温度ｔ１（酸化触媒９の内部温度ｔ３）とに応じて触媒効率が低下する。つまり、酸化触媒９は、排気への曝露時間とそのときの内部温度ｔ３から触媒効率の低下量の割合である割合βが定まる。ＥＣＵ１３は、酸化触媒９の入口温度ｔ１（排気温度ｔ１）と酸化触媒９の出口温度ｔ２とから算出される内部温度ｔ３での単位時間Ｔｕ毎の触媒効率の低下量の割合βを算出する。そして、ＥＣＵ１３は、酸化触媒９が内部温度ｔ３毎にその継続時間分だけ内部温度ｔ３毎の割合βを累積加算したΣβから劣化係数（１―Σβ）を算出する。
【００４４】
上述の通り、酸化触媒９の触媒効率は、内部温度ｔ３とその継続時間に応じて基準触媒効率αから低下する。つまり、酸化触媒９の触媒効率は、使用状態に応じて基準触媒効率αから劣化係数（１―Σβ）に基づいた劣化触媒効率γになる。劣化触媒効率γは、基準触媒効率αに劣化係数（１―Σβ）を乗算することで算出される。これにより、排気浄化装置１は、経時劣化による酸化触媒９の触媒効率の低下を考慮したＰＭの累積堆積量ΣＰＭｄｅｐを算出することが可能となる。
【００４５】
次に、スートフィルタ８から単位時間Ｔｕ毎に酸化除去される除去量ＰＭｒｅｇは、エンジン負荷の増減に伴って変動する実スートフィルタ温度ｔ４（酸化触媒９の出口温度ｔ２）に影響される。従って、エンジンの負荷状態により実スートフィルタ温度ｔ４が予め設定されている基準スートフィルタ温度ｔ０よりも低い場合、出口温度ｔ２とＮＯ２の単位時間Ｔｕ毎の生成量Ｎｄｏとから算出されるＰＭの単位時間Ｔｕ毎のＰＭの除去量ＰＭｒｅｇは減少する。一方、実スートフィルタ温度ｔ４が予め設定されているスートフィルタ８の基準スートフィルタ温度ｔ０よりも高い場合、除去量ＰＭｒｅｇは増大する。
【００４６】
上述の通り、スートフィルタ８から除去される単位時間Ｔｕ毎のＰＭの除去量ＰＭｒｅｇは、実スートフィルタ温度ｔ４によって定まる。従って、排気浄化装置１は、スートフィルタ８からＰＭが除去されるために必要な実酸化除去時間Ｔｃも実スートフィルタ温度ｔ４によって定まる。具体的には、実スートフィルタ温度ｔ４が基準スートフィルタ温度ｔ０よりも高い場合、実酸化除去時間Ｔｃは、基準スートフィルタ温度ｔ０におけるＰＭの基準酸化除去時間Ｔｓよりも短くなる。一方、実スートフィルタ温度ｔ４が基準スートフィルタ温度ｔ０よりも低い場合、実酸化除去時間Ｔｃは、基準酸化除去時間Ｔｓよりも長くなる。
【００４７】
従って、図４に占めすように、ＥＣＵ１３は、基準スートフィルタ温度ｔ０におけるＰＭの基準酸化除去時間Ｔｓを基準として、実酸化除去時間Ｔｃに対する基準酸化除去時間Ｔｓの比率である時間係数δを実スートフィルタ温度ｔ４毎に算出した時間係数マップＭ６が格納される。時間係数δは、実スートフィルタ温度ｔ４において単位時間Ｔｕ当たりに酸化除去されるＰＭの除去量ＰＭｒｅｇが基準スートフィルタ温度ｔ０において酸化除去されるために必要な時間を単位時間Ｔｕに対する比率で表されたものである。
【００４８】
ＥＣＵ１３は、実スートフィルタ温度ｔ４に基づいて算出した時間係数δを実酸化除去時間Ｔｃの単位時間Ｔｕ毎に乗じて積算することで、実スートフィルタ温度ｔ４が基準スートフィルタ温度ｔ０であった場合に、実スートフィルタ温度ｔ４における単位時間Ｔｕ当たりのＰＭの除去量ＰＭｒｅｇと同等のＰＭの除去に必要な酸化除去時間である換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）を単位時間Ｔｕと時間係数δとの積から算出することができる。これにより、ＥＣＵ１３は、算出した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）をこれまでに算出した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ−１）に加えることで実スートフィルタ温度ｔ４において実酸化除去時間Ｔｃが基準スートフィルタ温度ｔ０における基準酸化除去時間Ｔｓに相当するか否かを判定することができる。
【００４９】
次に図３から図９を用いて、本発明に係る排気浄化装置１のＥＣＵ１３によるスートフィルタ８の再生制御について説明する。
【００５０】
ＥＣＵ１３は、内部温度ｔ３から算出した劣化係数（１−Σβ）から劣化触媒効率γを算出する。次に、ＥＣＵ１３は、ＮＯｘの排出量Ｎｏに算出した劣化触媒効率γを乗じてＮＯ２の生成量Ｎｄｏを算出する。ＥＣＵ１３は、算出した生成量Ｎｄｏに基づいてＰＭの累積堆積量ΣＰＭｄｅｐを算出する。ＥＣＵ１３は、累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが規定量に達したと判断するとスートフィルタ８の強制再生（アシスト再生）を行う。
【００５１】
以下では、ＥＣＵ１３による制御態様について具体的に説明する。
【００５２】
図５に示すように、ステップＳ１００において、ＥＣＵ１３は、堆積量算出処理Ａを開始し、ステップをステップＳ１１０（図６参照）に移行させる。また、ＥＣＵ１３は、堆積量算出処理Ａが終了すると、ステップをステップＳ３００に移行させる。
【００５３】
ステップＳ３００において、ＥＣＵ１３は、強制再生処理Ｂを開始し、ステップをステップＳ３１０（図７参照）に移行させる。また、ＥＣＵ１３は、強制再生処理Ｂが終了すると、ステップをステップＳ１００に移行させる。
【００５４】
図６に示すように、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１３は、回転数センサ１２が検出するエンジン２の回転数Ｒと燃料噴射弁４が噴射する燃料噴射量Ｆｉとを取得し、ステップをステップＳ１２０に移行させる。
【００５５】
ステップＳ１２０において、ＥＣＵ１３は、ＤＰＦ上流側温度センサ１０とＤＰＦ下流側温度センサ１１とが検出する酸化触媒９の入口温度ｔ１と出口温度ｔ２とを取得し、ステップをステップＳ１３０に移行させる。
【００５６】
ステップＳ１３０において、ＥＣＵ１３は、取得した吸気量と燃料噴射量Ｆｉとからエンジン２の排気流量Ｅｘを算出し、入口温度ｔ１と出口温度ｔ２とから酸化触媒９の内部温度ｔ３を算出し、ステップをステップＳ１４０に移行させる。
【００５７】
ステップＳ１４０において、ＥＣＵ１３は、取得した排気流量Ｅｘと内部温度ｔ３とから単位時間Ｔｕ毎の基準触媒効率αの低下量の割合βを算出し、ステップをステップＳ１５０に移行させる。
【００５８】
ステップＳ１５０において、ＥＣＵ１３は、これまでに算出した割合βを累積加算したΣβに今回算出した割合βを加算し、これまでの累積時間によって劣化した基準触媒効率αの低下量の割合Σβから基準触媒効率αの劣化係数（１−Σβ）を算出し、ステップをステップＳ１６０に移行させる。
【００５９】
ステップＳ１６０において、ＥＣＵ１３は、算出した基準触媒効率αに算出した劣化係数（１−Σβ）を乗じた劣化触媒効率γを算出し、ステップをステップＳ１７０に移行させる。
【００６０】
ステップＳ１７０において、ＥＣＵ１３は、取得した回転数Ｒと燃料噴射量Ｆｉとからエンジン２の単位時間Ｔｕ毎のＮＯｘの排出量である排出量Ｎｏとエンジン２の単位時間Ｔｕ毎のＰＭの排出量ＰＭｏｎｔとを算出し、ステップをステップＳ１８０に移行させる。
【００６１】
ステップＳ１８０において、ＥＣＵ１３は、算出した排出量Ｎｏと劣化触媒効率γとから単位時間Ｔｕ毎のＮＯ２の生成量Ｎｄｏを算出し、ステップをステップＳ１９０に移行させる。
【００６２】
ステップＳ１９０において、ＥＣＵ１３は、算出した出口温度ｔ２と生成量Ｎｄｏとから単位時間Ｔｕ毎のＰＭの除去量ＰＭｒｅｇを算出し、ステップをステップＳ２００に移行させる。
【００６３】
ステップＳ２００において、ＥＣＵ１３は、算出した排出量ＰＭｏｎｔから除去量ＰＭｒｅｇを除して単位時間Ｔｕ毎のＰＭの堆積量ＰＭｄｅｐを算出し、これまでの除去量ＰＭｒｅｇを累積加算したΣＰＭｄｅｐに今回算出した除去量ＰＭｒｅｇを加算し、累積堆積量ΣＰＭｄｅｐを算出し、堆積量算出処理Ａを終了する。
【００６４】
ステップＳ３００において、ＥＣＵ１３は、強制再生処理Ｂを開始し、ステップをステップＳ３１０（図７参照）へ移行する。
【００６５】
図７に示すように、ステップＳ３１０において、ＥＣＵ１３は、最後の強制再生実施からのエンジン２の累積運転時間Ｔが設定時間Ｔ１（例えば１００ｈ）以下か否か判定する。
その結果、最後の強制再生実施からのエンジン２の累積運転時間Ｔが設定時間Ｔ１以下であると判定した場合、ＥＣＵ１３は、はステップをステップＳ３２０に移行させる。
一方、最後の強制再生実施からのエンジン２の累積運転時間Ｔが設定時間Ｔ１以下でないと判定した場合、ＥＣＵ１３はステップをステップＳ５００に移行させる。
【００６６】
ステップＳ３２０において、ＥＣＵ１３は、累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ１以上か否か判定する。
その結果、累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ１（例えば８ｇ／ｌ）以上であると判定した場合。ＥＣＵ１３は、はステップをステップＳ３３０に移行させる。
一方、累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ１以上でないと判定した場合、ＥＣＵ１３は強制再生処理Ｂを終了し、ステップをステップＳ１００（図５参照）に移行させる。
【００６７】
ステップＳ３３０において、ＥＣＵ１３は、強制再生（アシスト再生）を開始し、ステップをステップＳ３４０に移行させる。
【００６８】
ステップＳ３４０において、ＥＣＵ１３は、所定条件Ｘを満たしたか否か判定する。
その結果、所定条件Ｘを満たしたと判定した場合、例えば、アシスト再生を開始してから所定時間Ｔａ（例えば１０分）が経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２（例えば７ｇ／ｌ）未満に減少し、かつ所定時間Ｔｂ（例えば３０分）が経過した場合、または累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが所定量ＭＰ３（例えば６ｇ／ｌ）未満に減少した場合、ＥＣＵ１３は強制再生処理Ａを終了し、ステップをステップＳ１００（図５参照）に移行させる。
一方、所定条件Ｘを満たしたていないと判定した場合、例えば、アシスト再生を開始してから所定時間Ｔａが経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２以上である場合、ＥＣＵ１３はステップをステップＳ５００に移行させる。
【００６９】
ステップＳ５００において、ＥＣＵ１３は、強制再生処理Ｃを開始し、ステップをステップＳ５１０（図８参照）へ移行する。
【００７０】
図８に示すように、ステップＳ５１０において、ＥＣＵ１３は、強制再生（リセット再生）による酸化除去を開始し、ステップをステップＳ５２０に移行させる。
【００７１】
ステップＳ５２０において、ＥＣＵ１３は、下流側温度センサ１１が検出する酸化触媒９の出口温度ｔ２である実スートフィルタ温度ｔ４を取得し、ステップをステップＳ５３０に移行させる。
【００７２】
ステップＳ５３０において、ＥＣＵ１３は、取得した実スートフィルタ温度ｔ４から時間係数δを算出し、ステップをステップＳ５４０に移行させる。
【００７３】
ステップＳ５４０において、ＥＣＵ１３は、取得した時間係数δと実酸化除去時間Ｔｃの単位時間Ｔｕとの積から換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）を算出し、ステップをステップＳ５５０に移行させる。
【００７４】
ステップＳ５５０において、ＥＣＵ１３は、単位時間Ｔｕ経過後にｎ回目に算出した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）をこれまでに積算した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ−１）に加え、ｎ＝ｎ＋１としてステップをステップＳ５６０に移行させる。
【００７５】
ステップＳ５６０において、ＥＣＵ１３は、積算した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）が基準酸化除去時間Ｔｓ以上か否か判定する。
その結果、積算した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）が基準酸化除去時間Ｔｓ以上であると判定した場合、ＥＣＵ１３は、はステップをステップＳ５７０に移行させる。
一方、積算した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）が基準酸化除去時間Ｔｓ以上でないと判定した場合、ＥＣＵ１３はステップをステップＳ５２０に移行させる。
【００７６】
ステップＳ５７０において、ＥＣＵ１３は、所定条件Ｙを満たしたか否か判定する。
その結果、所定条件Ｙを満たしたと判定した場合、例えば、リセット再生を開始してから所定時間Ｔａ（例えば１０分）が経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２（例えば７ｇ／ｌ）未満に減少し、かつ所定時間Ｔｂ（例えば３０分）が経過した場合、または累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが所定量ＭＰ３（例えば６ｇ／ｌ）未満に減少した場合、ＥＣＵ１３は強制再生処理Ｂを終了し、ステップをステップＳ１００（図５参照）に移行させる。
一方、所定条件Ｙを満たしたていないと判定した場合、例えば、リセット再生を開始してから所定時間Ｔａが経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２以上である場合、ＥＣＵ１３はステップをステップＳ７００に移行させる。
【００７７】
ステップＳ７００において、ＥＣＵ１３は、強制再生処理Ｄを開始し、ステップをステップＳ７１０（図９参照）へ移行する。
【００７８】
図９に示すように、ステップＳ７１０において、ＥＣＵ１３は、エンジン２が搭載されている作業機等が非作業状態か否かを判定する。
その結果、エンジン２が搭載されている作業機等が非作業状態であると判定した場合、ＥＣＵ１３は、はステップをステップＳ７２０に移行させる。
一方、エンジン２が搭載されている作業機等が非作業状態でないと判定した場合、ＥＣＵ１３は強制再生処理Ｄを終了し、ステップをステップＳ１００（図５参照）に移行させる。
【００７９】
ステップＳ７２０において、ＥＣＵ１３は、強制再生（ステーショナリ再生）を開始し、ステップをステップＳ７３０に移行させる。
【００８０】
ステップＳ７３０において、ＥＣＵ１３は、所定条件Ｚを満たしたか否か判定する。
その結果、所定条件Ｚを満たしたと判定した場合、例えば、アシスト再生を開始してから所定時間Ｔａ（例えば１０分）が経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２（例えば７ｇ／ｌ）未満に減少し、かつ所定時間Ｔｂ（例えば３０分）が経過した場合、または累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが所定量ＭＰ３（例えば６ｇ／ｌ）未満に減少した場合、ＥＣＵ１３は強制再生処理Ｂを終了し、ステップをステップＳ１００（図５参照）に移行させる。
一方、所定条件Ｙを満たしたていないと判定した場合、例えば、ステーショナリ再生を開始してから所定時間Ｔａが経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２以上である場合、ＥＣＵ１３はステップをステップＳ８４０に移行させる。
【００８１】
ステップＳ８４０において、ＥＣＵ１３は、強制再生（リカバリ再生）を開始し、所定時間経過後に強制再生処理Ｃを終了し、ステップをステップＳ１００（図５参照）に移行させる。
【００８２】
以上のように構成される排気浄化装置１は、酸化触媒９の内部温度ｔ３における単位時間Ｔｕ毎の触媒効率の低下割合βを累積加算した劣化係数（１−Σβ）から劣化触媒効率γを算出する。すなわち、排気浄化装置１は、単位時間Ｔｕ毎の触媒効率の低下割合βを累積加算することでエンジン２のこれまでの運転状態に基づいた酸化触媒９の劣化触媒係数γを算出する。従って、経時劣化による酸化触媒９の触媒効率の低下を考慮して二酸化窒素の生成量が算出される。これにより、長期にわたる運転に関わらず適切なＰＭの累積堆積量ΣＰＭｄｅｐを推定することができる。
【００８３】
さらに、排気浄化装置１は、強制再生（リセット再生）において、スートフィルタ８の実スートフィルタ温度ｔ４が基準スートフィルタ温度ｔ０でない場合でも時間係数δから算出される換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）を用いて酸化除去の終了を判定する。すなわち、エンジンの運転状態に応じて実酸化除去時間Ｔｃが変更される。これにより、酸化除去の終了を判定する精度を向上させることができる。
【００８４】
次に、図１０を用いて、本発明に係る排気浄化装置の第二実施形態である排気浄化装置１４について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００８５】
排気浄化装置１４は、排気浄化装置１４に加え、強制再生（リセット再生）において、ＰＭの除去量ＰＭｒｅｇによる酸化除去の終了を判定おこなうものである。
【００８６】
以下では、排気浄化装置１４のＥＣＵ１３による制御態様について具体的に説明する。なお、堆積量算出処理Ａ、強制再生処理Ｂ、強制再生処理Ｄ、および強制再生処理ＣのステップＳ５１０からステップＳ５４０までは既に説明した実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００８７】
図１０に示すように、強制再生処理ＣのステップＳ５５０において、ＥＣＵ１３は、単位時間Ｔｕ経過後にｎ回目に算出した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）をこれまでに積算した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ−１）に加え、ｎ＝ｎ＋１としてステップをステップＳ１００に移行させる。
【００８８】
ステップＳ１００において、ＥＣＵ１３は、堆積量算出処理Ａ（図６参照）を開始し、堆積量算出処理Ａが終了すると、ステップをステップＳ５６０（図１０参照）に移行させる。
【００８９】
ステップＳ５６０において、ＥＣＵ１３は、積算した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）が基準酸化除去時間Ｔｓ以上か否か判定する。
その結果、積算した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）が基準酸化除去時間Ｔｓ以上であると判定した場合、ＥＣＵ１３は、はステップをステップＳ５７０に移行させる。
一方、積算した換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）が基準酸化除去時間Ｔｓ以上でないと判定した場合、ＥＣＵ１３はステップをステップＳ５２０に移行させる。
【００９０】
ステップＳ５７０において、ＥＣＵ１３は、所定条件Ｙを満たしたか否か判定する。
その結果、所定条件Ｙを満たしたと判定した場合、例えば、アシスト再生を開始してから所定時間Ｔａ（例えば１０分）が経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２（例えば７ｇ／ｌ）未満に減少し、かつ所定時間Ｔｂ（例えば３０分）が経過した場合、または累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが所定量ＭＰ３（例えば６ｇ／ｌ）未満に減少した場合、ＥＣＵ１３はステップをステップＳ５８０に移行させる。
一方、所定条件Ｙを満たしたていないと判定した場合、例えば、アシスト再生を開始してから所定時間Ｔａが経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２以上である場合、ＥＣＵ１３はステップをステップＳ７００に移行させる。
【００９１】
ステップＳ５８０において、ＥＣＵ１３は、算出した累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが０以下か否かを判定する。
その結果、累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが０以下と判定した場合、ＥＣＵ１３は強制再生処理Ｃを終了し、ステップをステップＳ１００（図５参照）に移行させる。
一方、累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが０以下でないと判定した場合、ＥＣＵ１３はステップをステップＳ５８０に移行させる。
【００９２】
ステップＳ７００において、ＥＣＵ１３は、強制再生処理Ｄ（図９参照）を開始し、堆強制再生処理Ｄが終了すると、ステップをステップＳ１００（図５参照）に移行させる。
【００９３】
以上のように構成される排気浄化装置１４は、強制再生（リセット再生）において、換算酸化除去時間Ｔｄ（ｎ）を用いた酸化除去の終了を判定に加え、累積堆積量ΣＰＭｄｅｐによっても酸化除去の終了を判定する。すなわち、更にＰＭの堆積状態を考慮して酸化除去する時間が変更される。これにより、酸化除去の終了判定の精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９４】
１    排気浄化装置
８    スートフィルタ
ｔ０    基準スートフィルタ温度
ｔ４    実スートフィルタ温度
Ｔｓ    基準酸化除去時間
Ｔｃ    実酸化除去時間
Ｔｕ    単位時間
δ    時間係数
【図１】
2016070098.tif 000003
【図２】
2016070098.tif 000004
【図３】
2016070098.tif 000005
【図４】
2016070098.tif 000006
【図５】
2016070098.tif 000007
【図６】
2016070098.tif 000008
【図７】
2016070098.tif 000009
【図８】
2016070098.tif 000010
【図９】
2016070098.tif 000011
【図１０】
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