(57)【要約】【課題】酸化触媒が劣化した場合でも迅速に再生させることができる排気浄化システムを提供する。【解決手段】排気浄化システム１００は、エンジン２２の排気通路４７に設けられ、エンジン排気中の粒子状物質を捕集するフィルター４２と、フィルター４２の上流側に設けられた酸化触媒４１と、酸化触媒４１に還元剤を供給する還元剤供給部４９と、排気通路４７に設けられた温度センサ４３，４４と、酸化触媒４１に設けられた加熱装置４６と、温度センサ４３，４４の検出値に基づき、酸化触媒４１におけるエンジン排気の温度上昇率を算出する算出部７１と、温度上昇率と閾値とを比較し、酸化触媒４１が劣化しているか否かを判断する判断部７２と、判断部７２が酸化触媒４１が劣化していると判断した場合に、還元剤供給部４９による還元剤の供給量を減少させるとともに、加熱装置４６を稼働させる制御部７０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に設けられ、エンジン排気中の粒子状物質を捕集するフィルターと、
前記フィルターの上流側に設けられた酸化触媒と、
前記酸化触媒に還元剤を供給する還元剤供給部と、
前記排気通路に設けられた温度センサと、
前記酸化触媒を加熱する加熱装置と、
前記温度センサの検出値に基づき、前記酸化触媒における前記エンジン排気の温度上昇率を算出する算出部と、
前記温度上昇率と予め設定した閾値とを比較し、前記酸化触媒が劣化しているか否かを判断する判断部と、
前記判断部が前記酸化触媒が劣化していると判断した場合に、前記還元剤供給部による還元剤の供給量を減少させるとともに、前記加熱装置を稼働させる制御部と
を備えることを特徴とする排気浄化システム。
【請求項２】
請求項１に記載の排気浄化システムにおいて、
前記制御部は、前記還元剤供給部に接続し、前記酸化触媒の劣化度合いに応じて前記還元剤供給部からの還元剤供給量を減少させる還元剤供給量制御部を備えることを特徴とする排気浄化システム。
【請求項３】
請求項２に記載の排気浄化システムにおいて、
前記制御部は、前記還元剤供給部からの還元剤供給量の減少による前記酸化触媒における発生熱量の減少分に相当する熱量を前記酸化触媒に供給するように、前記加熱装置を稼働する加熱制御部を備えることを特徴とする排気浄化システム。
【請求項４】
請求項３に記載の排気浄化システムにおいて、
前記還元剤供給部からの還元剤供給量の減少量と前記酸化触媒に供給する熱量との関係を記憶した記憶部を備え、
前記加熱制御部は、前記還元剤供給部からの還元剤供給量の減少量に基づき前記記憶部から前記熱量を取得することを特徴とする排気浄化システム。
【請求項５】
請求項１に記載の排気浄化システムにおいて、
前記加熱装置は、前記酸化触媒を含む触媒容器に着脱可能に設けられていることを特徴とする排気浄化システム。
【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システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンを駆動源として搭載した作業機械では、エンジン排気中に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭ）の排出量に対する規制がＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣ等とともに強化されている。そのため、エンジン排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦ）を備えた排気浄化システムが提唱されている。
【０００３】
この種の排気浄化システムでは、ＤＰＦの内部のＰＭの堆積量が増加すると、ＤＰＦで目詰まりが生じて通気性が次第に損なわれ、エンジンの性能が低下する可能性がある。これに対し、ＤＰＦの上流側に酸化触媒を設け、排気管インジェクタから噴射した燃料を酸化触媒で酸化燃焼させてエンジン排気を昇温させ、ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼除去する方法がある（例えば、特許文献１等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２７２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸化触媒は繰り返しの使用に伴い劣化（被毒）し得る。このような場合、噴射した燃料を酸化触媒で十分に酸化燃焼させることができず、エンジン排気を十分に昇温させることができない。そうすると、ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼除去することができなくなる可能性がある。
【０００６】
特許文献１は、酸化触媒の発熱量が適切か否かを判断し、その判断に応じて燃料の噴射量を増減させて酸化触媒の劣化を防止するものであり、酸化触媒が劣化した場合に酸化触媒を再生させることは困難である。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、酸化触媒が劣化しているか否かを判断し、酸化触媒が劣化していると判断した場合には、還元剤供給量を減少させるとともに加熱装置を稼働させることにより、余剰燃料の発生を抑制しつつ酸化触媒を迅速に再生させることができる排気浄化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、エンジンの排気通路に設けられ、エンジン排気中の粒子状物質を捕集するフィルターと、前記フィルターの上流側に設けられた酸化触媒と、前記酸化触媒に還元剤を供給する還元剤供給部と、前記排気通路に設けられた温度センサと、前記酸化触媒を加熱する加熱装置と、前記温度センサの検出値に基づき、前記酸化触媒における前記エンジン排気の温度上昇率を算出する算出部と、前記温度上昇率と予め設定した閾値とを比較し、前記酸化触媒が劣化しているか否かを判断する判断部と、前記判断部が前記酸化触媒が劣化していると判断した場合に、前記還元剤供給部による還元剤の供給量を減少させるとともに、前記加熱装置を稼働させる制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、酸化触媒が劣化しているか否かを判断し、酸化触媒が劣化していると判断した場合には、還元剤供給量を減少させるとともに加熱装置を稼働させることにより、余剰燃料の発生を抑制しつつ酸化触媒を迅速に再生させることができる排気浄化システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業機械の一部透視側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る排気浄化システムの概略図である。
【図３】図２の矢印ＩＩＩ−ＩＩＩ線による矢視断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るヒータを酸化触媒側から見た図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る制御装置の要部を示す概略図である。
【図６】酸化触媒の劣化判断マップの概念を模式的に示した図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る酸化触媒の浄化性能を示す図である。
【図８】発明の一実施形態に係る制御装置による酸化触媒の再生のための手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（構成）
１．建設機械
図１は、本発明の一実施形態に係る作業機械の一部透視側面図である。図１に示すように、本実施形態では、作業機械としていわゆるハイブリッド式の油圧ショベルを例にして説明する。
【００１２】
図１に示すように、油圧ショベル１は、走行体１０、走行体１０上に旋回可能に設けた旋回体２０、及び旋回体２０に俯仰動可能に設けたショベル機構（フロント作業機）３０を備えている。
【００１３】
走行体１０は、油圧ショベル１を自力走行させるためのものである。走行体１０は、左右一対のクローラ１１ａ，１１ｂ及びクローラフレーム１２ａ，１２ｂ、左右のクローラ１１ａ，１１ｂをそれぞれ駆動する走行用油圧モータ１３，１４、並びに走行用油圧モータ１３，１４の減速機（不図示）等を備えている。クローラ１１ａ，１１ｂ及びクローラフレーム１２ａ，１２ｂについては、それぞれ左側のもののみ図１に図示する。
【００１４】
旋回体２０は、旋回フレーム２１を介してクローラフレーム１２ａ，１２ｂの上部に搭載されている。旋回フレーム２１は、旋回輪を介してクローラフレーム１２ａ，１２ｂの上部に鉛直軸を中心に旋回可能に設けてある。特に図示していないが、旋回輪はクローラフレーム１２ａ，１２ｂに接続した内輪と旋回フレーム２１に接続した外輪を備えていて、内輪に対して外輪が旋回するように構成されている。旋回フレーム２１上には、旋回用電動モータ（オルタネータ）２５及び旋回用油圧モータ２７が設けられている。旋回用電動モータ２５は、旋回用油圧モータ２７とともに旋回輪の外輪に支持されていて、減速機２６を介して内輪の内歯車に出力軸を噛合させている。旋回用油圧モータ２７は、旋回用電動モータ２５と同軸に設けられている。また、旋回用電動モータ２５には、蓄電装置であるキャパシタ２４が接続されていて、キャパシタ２４からの給電により旋回用電動モータ２５が駆動される。この構成より、旋回用油圧モータ２７及び旋回用電動モータ２５の駆動力が減速機２６を介して旋回輪に伝達され、走行体１０に対して旋回フレーム２１とともに旋回体２０が旋回する。
【００１５】
ショベル機構３０は、ブーム３１、アーム３３、バケット３５を備えた多関節構造のフロント作業機である。ブーム３１は、旋回体２０の旋回フレーム２１に上下方向に俯仰動可能にピン等で連結されている。アーム３３は、ブーム３１の先端部に前後方向に回動可能にピン等で連結されている。バケット３５は、アーム３３の先端部に回動可能にピン等で連結されている。ブーム３１、アーム３３及びバケット３５は、ブームシリンダ３２、アームシリンダ３４及びバケットシリンダ３６でそれぞれ駆動される。ブームシリンダ３２、アームシリンダ３４及びバケットシリンダ３６は油圧シリンダである。
【００１６】
上述の旋回フレーム２１上には、各種アクチュエータを駆動するための駆動システムが搭載されている。駆動システムには、油圧アクチュエータを駆動する油圧システム４０、及び電動アクチュエータを駆動する電動システムが含まれる。油圧システム４０は、上述した走行用油圧モータ１３，１４、旋回用油圧モータ２７、ブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ３６等を駆動する。電動システムは、アシスト発電モータ２３や旋回用電動モータ２５等を駆動する。
【００１７】
２．排気浄化システム
図２は、本実施形態に係る排気浄化システムの概略図である。本実施形態では、油圧ショベル１（図１を参照）に排気浄化システムを適用した場合を例示する。
【００１８】
図２に示すように、排気浄化システム１００は、酸化触媒４１、ＤＰＦ４２、温度センサ４３，４４、差圧センサ４５、ヒータ４６、電流供給部６０及び制御装置７０を備えている。なお、排気浄化システム１００は、上述した構成要素以外にＳＣＲ触媒、後段酸化触媒、サイレンサー等を備えているが、図２では省略している。
【００１９】
ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）４２は、エンジン２２の排気通路４７の途中に配置してある。ＤＰＦ４２は、排気通路４７を流れるエンジン排気４８中のＰＭを捕集するためのフィルタである。
【００２０】
酸化触媒４１は、触媒容器（不図示）等に収容されて、ＤＰＦ４２に対してエンジン排気４８の流れ方向の上流側に位置するように排気通路４７の途中に配置してある。酸化触媒４１としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属の少なくとも１種類をチタニア、ジルコニア、アルミナ等に担時した触媒成分をコージェライトハニカム構造体などに担時した触媒などが好適であるが、エンジン排気４８中の一酸化窒素（ＮＯ）、一酸化炭化（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化できる触媒であれば良い。
【００２１】
酸化触媒４１は、エンジン排気４８中のＮＯの一部を酸化して二酸化窒素（ＮＯ２）に変換する。そのため、上述のように、酸化触媒４１をＤＰＦ４２の上流側に配置することにより、ＤＰＦ４２で捕集され堆積しているＰＭは、比較的低温（例えば、３５０℃）で酸化触媒４１から供給されたＮＯ２と反応して酸化される。
【００２２】
また、酸化触媒４１は、エンジン排気４８中にＨＣ（未燃燃料）やＣＯ等が存在する場合、これらを酸化する。本実施形態では、エンジン２２のインジェクタ４９からエンジン筒内に燃料を噴射（メイン噴射）した後、再度、インジェクタ４９からエンジン筒内に燃料を噴射（ポスト噴射）する。このとき、メイン噴射に対してポスト噴射のタイミングを大幅に遅らせると、インジェクタ４９から噴射された燃料はエンジン筒内で燃焼せず、大量の未燃燃料として排気通路４７に排出される。排気通路４７に排出された未燃燃料は、上述のように、酸化触媒４１により酸化される。そうすると、酸化触媒４１において酸化熱が発生し、エンジン排気４８が昇温する。そして、昇温したエンジン排気４８により、酸化触媒４１に対してエンジン排気４８の流れ方向の下流側に配置されたＳＣＲ触媒が昇温する。このように、本実施形態では、エンジン２２のインジェクタ４９を酸化触媒４１に還元剤（燃料）を供給する還元剤供給部として機能させ、ポスト噴射によりインジェクタ４９から酸化触媒４１に還元剤を供給する。なお、エンジン２２のピストン、クランクシャフト、コネクティングロッド等の摺動各部には、エンジンオイル潤滑機構（不図示）によりエンジンオイルが潤滑されている。
【００２３】
図３は図２の矢印ＩＩＩ−ＩＩＩ線による矢視断面図、図４は本実施形態に係るヒータ４６を酸化触媒４１側から見た図である。
【００２４】
図３に示すように、酸化触媒４１は触媒担体５０に担持され、この触媒担体５０は支持材５１及びケーシング５２によって支持されている。
【００２５】
触媒担体５０は、触媒成分を担持したものである。支持材５１及びケーシング５２は円筒状の部材であり、ケーシング５２は支持材５１の外周部を、支持材５１は触媒担体５０の外周部を覆っている。ケーシング５２は金属製である。
【００２６】
ヒータ（加熱装置）４６は、ブラケット５３，５４、外側ケーシング５５，５６、加熱部５７，５８及び断熱材５９，６１を備えている。ヒータ４６は、酸化触媒４１を含む触媒容器に対して着脱可能に設けられている。
【００２７】
外側ケーシング５５，５６は金属製の部材で、ケーシング５２の周囲を覆うように酸化触媒４１に装着した状態で円筒状に形成されている。外側ケーシング５５，５６は、互いの対向端部にブラケット５３，５４を備えており（図４を参照）、酸化触媒４１を挟持してボルト５３Ａ，５３Ｂ，５４Ａ，５４Ｂによりブラケット５３，５４を締結することにより酸化触媒４１に対して装着されている。
【００２８】
加熱部５７，５８は、ヒータ４６を酸化触媒４１に装着した状態でケーシング５２に対向するように外側ケーシング５５，５６の内周面に設けられている。本実施形態の加熱部５７，５８は電熱線（ニクロム線など）であり、外側ケーシング５５，５６の内周面を全体的にカバーするように、これら内周面に沿って蛇行させてある（図４を参照）。この加熱部５７，５８と外側ケーシング５５，５６との間には上記断熱材５９，６１が介在させてあり、外側ケーシング５５，５６を介する放熱が抑制される。本実施形態では、断熱材５９，６１の表面を加熱部５７，５８に接触させ、加熱部５７，５８が断熱材５９，６１で支持されている。断熱材５９，６１としては、アルミナーシリケートセラミックファイバー、アルミナファイバー、ジルコニアファイバー、シリカファイバー、ロックウール、石綿等の無機質ファイバー、ナイロン、ケプラー等の有機質ファイバー、ウレタン等の発泡体の成形体、又はこれらを組み合わせたものを利用することができる。
【００２９】
先に図２に示したように、このヒータ４６には電流供給部６０を介してキャパシタ２４及び旋回用電動モータ２５が接続されている。本実施形態では、電流供給部６０は、旋回用電動モータ２５による回生で得られた電力、キャパシタ２４に蓄えられた電力等をヒータ４６の電源として利用している。
【００３０】
電流供給部６０は、リレースイッチ６４及びコイル６５を備えている。リレースイッチ６４は、ＯＮ位置（接続位置）とＯＦＦ位置（遮断位置）とに切り換え可能に構成されている。本実施形態では、コイル６５に電流（制御装置７０からの指令信号）が流れていない場合、リレースイッチ６４はＯＦＦ位置にあり、ヒータ４６に電流が供給されない。一方、コイル６５に電流が流れると、リレースイッチ６４はＯＦＦ位置からＯＮ位置に切り換わってヒータ４６に電流が供給され、ヒータ４６により酸化触媒４１が加熱される。
【００３１】
図２に示すように、温度センサ（上流側排気温度センサ）４３は、酸化触媒４１に対してエンジン排気４８の流れ方向の上流側（エンジン２２と酸化触媒４１の間）に位置するように排気通路４７の途中に設けられている。温度センサ（下流側排気温度センサ）４４は、酸化触媒４１に対してエンジン排気４８の流れ方向の下流側（酸化触媒４１とＤＰＦ４２の間）に位置するように排気通路４７の途中に設けられている。
【００３２】
差圧センサ４５は、ＤＰＦ４２の前後差圧を検出するためのものであり、上流側圧力センサ４５Ａ及び下流側圧力センサ４５Ｂを備えている。上流側圧力センサ４５Ａは、ＤＰＦ４２に対してエンジン排気４８の流れ方向の上流側（酸化触媒４１とＤＰＦ４２の間）に位置するように排気通路４７の途中に設けられている。下流側圧力センサ４５Ｂは、ＤＰＦ４２に対してエンジン排気４８の流れ方向の下流側に位置するように排気通路４７の途中に設けられている。
【００３３】
制御装置（ＥＣＵ（Engine Contro1 Unit））７０は、ＣＰＵ等を備えていて、例えば、エンジン２２の回転数やトルクを制御したり、差圧センサ４５により検出された差圧に基づいてＤＰＦ４２の詰まり具合を判断し、ＤＰＦ４２の再生の要否を判断する機能を有している。
【００３４】
図２に示すように、制御装置７０には、温度センサ４３，４４及び差圧センサ４５からの検出信号が入力される。つまり、制御装置７０は、温度センサ４３，４４及び差圧センサ４５と電気的に接続している。制御装置７０は、温度センサ４３，４４により検出された酸化触媒４１の上流側及び下流側のエンジン排気４８の温度、差圧センサ４５により検出されたＤＰＦ４２の上流側と下流側の差圧を入力する。また、制御装置７０は、エンジン２２の吸気制御弁５５、ＥＧＲ弁５６、インジェクタ４９等の各種デバイス類に（指令）信号を出力する。
【００３５】
図５は、制御装置７０の要部を示す概略図である。図５に示すように、制御装置７０は、算出部７１、判断部７２、記憶部７３及び制御部７４を備えている。
【００３６】
算出部７１は、温度センサ４３，４４の検出値を入力し、入力した検出値に基づき、酸化触媒４１におけるエンジン排気４８の温度上昇率ΔＴｄを算出する機能を有する。温度上昇率ΔＴｄは、単位時間（設定時間）当たりのエンジン排気４８の温度上昇量である。
【００３７】
判断部７２は、算出部７１と接続している。判断部７２は、算出部７１により算出された温度上昇率ΔＴｄと予め設定した閾値（設定値）ΔＴｓを比較して酸化触媒４１が劣化しているか否かを判断し、酸化触媒４１が劣化している場合にはその劣化度合いを特定し、劣化度合いに応じた信号を出力する機能を有する。以下、詳しく説明する。
【００３８】
図６は、酸化触媒４１の劣化判断マップの概念を模式的に示した図である。図６において、縦軸は温度上昇量、横軸は時間を示し、線Ａは新品、線Ｂは劣化度合い「１」、線Ｃは劣化度合い「２」の酸化触媒の温度上昇率を示している。なお、本実施形態では、劣化度合い「２」の酸化触媒は、劣化度合い「１」の酸化触媒より劣化しているとする。図６に例示した劣化判断マップは、例えば、記憶部７３に記憶されている。
【００３９】
図６に示すように、酸化触媒４１の温度上昇率は劣化度合いで異なっていて、酸化触媒４１の劣化度合いが大きくなるに従い、還元剤供給量が同一の条件下でも温度上昇率が低下する。判断部７２は、酸化触媒４１の劣化判断マップに基づき、算出部７１から入力した酸化触媒４１の温度上昇率ΔＴｄが閾値ΔＴｓ以下の場合（傾きが小さい場合）に酸化触媒４１が劣化していると判断し、その劣化度合いを特定する機能を有する。図６の場合、温度上昇率の閾値をΔＴｓｔとすると、線Ａで示す温度上昇率ΔＴｄＡは閾値ΔＴｓｔより上側（傾きが大きい）、線Ｂ，Ｃで示す温度上昇率ΔＴｄＢ，ΔＴｄＣは閾値ΔＴｓｔより下側（傾きが小さい）にある。仮に、算出部７１で算出された温度上昇率がΔＴｄＢであれば、判断部７２は、酸化触媒４１は劣化していると判断し、その劣化度合いを「１」と特定する。なお、劣化度合い「１」、劣化度合い「２」等は酸化触媒４１の劣化度合いを示す表現の一例である。
【００４０】
図５に示すように、制御部７４は、還元剤供給量制御部７５及び加熱制御部７６を備えている。
【００４１】
還元剤供給量制御部７５は、還元剤供給部４９と接続している。還元剤供給量制御部７５は、判断部７２からの信号を入力し、酸化触媒４１の劣化度合いと還元剤供給部４９からの還元剤供給量の減少量との関係を示すテーブルから、酸化触媒４１の劣化度合いに応じて還元剤供給部４９からの還元剤供給量を減少させる機能を有する。還元剤減少量は、酸化触媒４１の劣化度合いによって決定されるため、酸化触媒４１の劣化度合いが大きいと、その分、還元剤減少量も増加する。酸化触媒４１の劣化度合いと還元剤供給部４９からの還元剤供給量の減少量との関係を示すテーブルは、例えば、記憶部７３に記憶されている。
【００４２】
加熱制御部７６は、電流供給部６０に接続している。加熱制御部７６は、還元剤供給部４９からの還元剤供給量の減少による酸化触媒４１における発生熱量の減少分に相当する熱量（供給熱量）を取得する機能を有する。本実施形態では、加熱制御部７６は、還元剤供給部４９からの還元剤供給量の減少量を入力し、還元剤供給部４９からの還元剤供給量の減少量と供給熱量との関係を示すテーブルから酸化触媒４１への供給熱量を取得する。なお、還元剤供給部４９からの還元剤供給量の減少量と供給熱量との関係を示すテーブルは、例えば、記憶部７３に記憶されている。また、酸化触媒４１の劣化度合いと還元剤供給部４９からの還元剤供給量の減少量との関係を示すテーブルと、還元剤供給部４９からの還元剤供給量の減少量と供給熱量との関係を示すテーブルとは、別のテーブルでも良いが、酸化触媒４１の劣化度合いに対して還元剤供給量の減少量及び供給熱量が関連付けられたテーブルでも良い。
【００４３】
ここで、ヒータ４６への供給熱量の算出方法について説明する。
【００４４】
図７は、酸化触媒４１の浄化性能を示す図である。図７は、ＨＣに対する酸化触媒４１の浄化性能を例示していて、縦軸はＨＣ浄化率、横軸は排気温度を示し、線Ｄは新品、線Ｅは劣化した酸化触媒を示している。
【００４５】
図７に示すように、酸化触媒４１が劣化すると、ＨＣ浄化性能は高温側にシフトする（線Ｄから線Ｅにシフトする）。つまり、酸化触媒４１が劣化した場合、酸化触媒４１が新品の場合におけるＨＣ浄化率と同じ浄化率を得るためには、より高い排気温度が必要となる。ヒータ４６への供給熱量は、この高温側にシフトした分に相当する熱量を算出することにより得られる。算出された熱量は、還元剤供給部４５からの還元剤供給量の減少による酸化触媒４１における発生熱量の減少分と等しくなる。
【００４６】
上述の機能に加え、加熱制御部７６は、記憶部７３から取得した供給熱量が酸化触媒４１に供給されるように、コイル６５に電流を供給して電流供給部６０を稼働させヒータ４６に電流を供給する機能を有している。
【００４７】
本実施形態では、加熱制御部７６は、リレースイッチ６４をＯＮ位置で維持する時間（通電時間）を制御している。具体的に、加熱制御部７６は、供給熱量とコイル６５に電流を供給する時間との関係を示すテーブルから通電時間を取得する。なお、供給熱量とコイル６５に電流を供給する時間との関係を示すテーブルは、例えば、記憶部７３に記憶されている。ヒータ４６に供給する電流の大きさ（電流値）は、例えば、目標の電流値（目標電流値）を設定し、初期段階は目標電流値を超える電流値まで上昇させて、その後、目標電流値に徐々に近づけるようにすれば良い。なお、リレースイッチ６４をＯＮ位置で維持する時間を制御する構成に限らず、例えば、ヒータ４６に供給する電流又は電圧を直接制御する構成としても良い。
【００４８】
（動作）
図８は、本実施形態に係る制御装置７０による酸化触媒４１の再生のための手順を示したフローチャートである。
【００４９】
油圧ショベル１のエンジン２２が始動すると、制御装置７０は、温度センサ４３で検出した排気温度Ｔｎが設定温度Ｔｅ以上であるか否かに基づき、エンジン２２の運転領域が酸化触媒４１の活性領域にあるか否かを判定する（ステップＳ１）。排気温度Ｔｎが設定温度Ｔｅ以上の場合（Ｙｅｓ）、制御装置７０はステップＳ１からステップＳ２に手順を移す。反対に、排気温度Ｔｎが設定温度Ｔｅ未満である場合（Ｎｏ）、制御装置７０は排気温度Ｔｎが設定温度Ｔｅ以上になるまでステップＳ１を繰り返す。
【００５０】
ステップＳ１において、排気温度Ｔｎが設定温度Ｔｅ以上であると判定された場合、還元剤供給部４９によりポスト噴射が開始され、酸化触媒４１に未燃燃料が供給される（ステップＳ２）。
【００５１】
続いて、算出部７１は、温度センサ４３，４４で検出した酸化触媒４１の入口及び出口の排気温度を入力し、式（１）に基づき排気温度の温度上昇率ΔＴｄを算出する（ステップＳ３）。
【００５２】
ΔＴｄ＝（入口の排気温度−出口の排気温度）／時間・・・（１）
その後、判断部７２は、算出部７１からの温度上昇率ΔＴｄを入力して閾値ΔＴｓと比較し、酸化触媒４１が劣化しているか否かを判断する（ステップＳ４）。判断部７２は、温度上昇率ΔＴｄが閾値ΔＴｓ未満（ΔＴｄ＜ΔＴｓ）の場合（Ｙｅｓ）、酸化触媒４１が劣化していると判断し、ステップＳ５に手順を移す。反対に、判断部７２は、温度上昇率ΔＴｄが閾値ΔＴｓ付近（ΔＴｄ＝ΔＴｓ）の場合（Ｎｏ）、酸化触媒４１は劣化していない（正常）と判断し、温度上昇率ΔＴｄが閾値ΔＴｓ未満になるまでステップＳ４を繰り返す。
【００５３】
ステップＳ４において酸化触媒４１が劣化していると判断された場合、還元剤供給量制御部７５は、還元剤供給部（インジェクタ）４９からの還元剤供給量を減少させる（ステップＳ５）。
【００５４】
続いて、加熱制御部７６は、ヒータ４６から酸化触媒４１に供給する供給熱量を取得し（ステップＳ６）、電流供給部６０を稼働させて、取得した供給熱量が酸化触媒４１に供給されるようにヒータ４６に電流を供給する（ステップＳ７）。
【００５５】
続いて、制御装置７０は、温度センサ４３の検出値を入力し、酸化触媒４１の上流側の排気温度Ｔｇが目標温度Ｔｇｓ以上か否かを判別する（ステップＳ８）。制御装置７０は、排気温度Ｔｇが目標温度Ｔｇｓ以上（Ｔｇ≧Ｔｇｓ）の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ９に手順を移す。反対に、制御装置７０は、排気温度Ｔｇが目標温度Ｔｇｓ未満（Ｔｇ＜Ｔｇｓ）の場合（Ｎｏ）、排気温度Ｔｇが目標温度Ｔｇｓ以上になるまでステップＳ７を繰り返す。なお、目標温度Ｔｇｓは、酸化触媒４１の劣化を再生するに必要な温度であり、例えば、硫黄が触媒から脱離する温度（６００℃）である。
【００５６】
ステップＳ８において排気温度Ｔｇが目標温度Ｔｇｓ以上の場合、エンジン排気４８が昇温することにより酸化触媒４１の温度が上昇し、酸化触媒４１の触媒再生が開始される（ステップＳ９）。
【００５７】
続いて、制御装置７０は、酸化触媒４１の触媒再生を開始してからの経過時間ｔｉｍが設定時間ｔ１以上か否かを判断する（ステップＳ１０）。制御装置７０は、経過時間ｔｉｍが設定時間ｔ１以上（ｔｉｍ≧ｔ１）の場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１に手順を移す。反対に、制御装置７０は、経過時間ｔｉｍが設定時間ｔ１未満（ｔｉｍ＜ｔ１）の場合（Ｎｏ）、経過時間ｔｉｍが設定時間ｔ１以上になるまでステップＳ９を繰り返す。
【００５８】
ステップＳ１０において経過時間ｔｉｍが設定時間ｔ１以上の場合、制御装置７０は、還元剤供給部４９からの還元剤供給のポスト噴射を停止させると共に、ヒータ４６への通電を停止させて、酸化触媒４１の再生を終了する（ステップＳ１１）。
【００５９】
制御装置７０は、油圧ショベル１のエンジン稼働中は、上述した手順（ステップＳ１〜ステップＳ１１）を繰り返す。
【００６０】
（効果）
（１）本実施形態では、酸化触媒４１が劣化していると判断した場合に、還元剤供給部４９による還元剤の供給量を減少させるとともに、ヒータ４６を稼働させて酸化触媒４１を加熱している。そのため、酸化触媒４１が劣化した場合でも、排気４８を昇温させて、酸化触媒４１を迅速に再生させることができる。
【００６１】
（２）本実施形態では、酸化触媒４１の劣化度合いに応じて還元剤供給部４９からの還元剤供給量を減少させている。そのため、酸化触媒４１の酸化性能に適した分量の燃料を酸化触媒４１に供給することができ、過剰燃料（酸化触媒４１において酸化されない燃料）が生じることを抑制することができる。したがって、過剰燃料が酸化触媒４１よりも下流側に流下（スリップ）することを回避できる。
【００６２】
（３）本実施形態では、還元剤供給部４９からの還元剤供給量の減少による酸化触媒４１における発生熱量の減少分に相当する熱量を酸化触媒４１に供給するように、ヒータ４６に電流を供給している。そのため、ヒータ４６に対して必要以上に電流が供給されることを回避することができ、キャパシタ２４、旋回用電動モータ２５等に過度の負担がかかることを回避することができる。
【００６３】
（４）本実施形態では、ヒータ４６を酸化触媒４１を含む触媒容器に着脱可能に設けている。そのため、ヒータ４６に断線等の不具合が生じた場合、ヒータ４６を容易に交換することができ、排気浄化システム１００のメンテナス性を向上させることができる。
【００６４】
（５）本実施形態では、排気浄化システム１００をハイブリッド式の油圧ショベル１に設けている。一般的に、ハイブリッド式の油圧ショベルでは、旋回体２０の減速時の旋回エネルギーを回収し、旋回用電動モータ２５で発電させることができる。そのため、旋回用電動モータ２５における発電により得られた電力を利用してヒータ４６に電流を供給することができるので、より効率的に酸化触媒４１を加熱することができる。
【００６５】
（その他）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態の構成の一部を削除及び置換することも可能である。
【００６６】
上述した実施形態では、ポスト噴射により酸化触媒４１に還元剤を供給する構成を例示した。しかしながら、本発明の本質的効果は、酸化触媒が劣化した場合でも迅速に再生させることができる排気浄化システムを提供することであり、この本質的効果を得る限りにおいては、必ずしもこの構成に限定されない。例えば、酸化触媒４１よりも上流側に排気管インジェクタを別途設け、排気管インジェクタから未燃燃料を噴射するいわゆる排気管噴射により酸化触媒４１に還元剤を供給する構成としても良い。
【００６７】
また、上述した実施形態では、酸化触媒４１が劣化していると判断した場合、劣化度合いを特定し、劣化度合いに応じて還元剤供給量を減少させ、還元剤供給量の減少による発生熱量の減少分に相当する熱量を酸化触媒４１に供給する構成を例示した。しかしながら、上述した本発明の本質的効果を得る限りにおいては、必ずしもこの構成に限定されない。例えば、酸化触媒４１が劣化していると判断した場合、還元剤供給量を減少させて一定の供給量とし、酸化触媒４１に一定の熱量を供給する構成としても良い。
【００６８】
また、上述した実施形態では、加熱部５７，５８をエンジン排気４８の流れ方向に沿った面に沿って蛇行する蛇行形状に形成した場合を例示したが、酸化触媒４１を加熱できる限りにおいては、加熱部５７，５８の形状は限定されない。また、ヒータ４６により酸化触媒４１を加熱する構成を例示したが、酸化触媒４１を加熱できる限りにおいては、ヒータ４６に限定されない。例えば、ヒータ４６の代わりにバーナ等を用いても良い。また、蓄電装置としてキャパシタ２４を備える構成を例示したが、キャパシタ２４の代わりにバッテリ等を備える構成としても良い。また、ヒータ４６の電源にキャパシタ２４、旋回用電動モータ２５を用いた場合を例示して説明したが、例えばハイブリッドではない通常の建設機械に本発明を適用する場合には、電源を別途用意しても良い。
【符号の説明】
【００６９】
２２：エンジン，４１：酸化触媒，４２：ＤＰＦ（フィルター），４３：上流側排気温度センサ（温度センサ），４４：下流側排気温度センサ（温度センサ），４６：ヒータ（加熱装置），４７：排気通路，４８：エンジン排気，４９：還元剤供給部，６０：電流供給部，７１：算出部，７２：判断部，７３：記憶部，７４：制御部，７５：還元剤供給量制御部，７６：加熱制御部，１００：排気浄化システム
【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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