特開 2023-106800 処理装置、処理方法および排気ガス処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023106800

(43)【公開日】2023-08-02

(54)【発明の名称】処理装置、処理方法および排気ガス処理システム

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/023 20060101AFI20230726BHJP

   F01N 3/18 20060101ALI20230726BHJP

   F01N 11/00 20060101ALI20230726BHJP

【ＦＩ】

F01N3/023 K

F01N3/18 C

F01N11/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022007744

(22)【出願日】2022-01-21

(71)【出願人】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長堂 嘉利

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 章

【テーマコード（参考）】

3G091

3G190

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091AA10

3G091AA18

3G091AA28

3G091AB02

3G091AB13

3G091BA07

3G091BA31

3G091CA18

3G091EA17

3G091EA32

3G091HA15

3G091HA36

3G091HA37

3G190AA02

3G190AA12

3G190AA16

3G190BA06

3G190BA33

3G190BA49

3G190CA01

3G190CB18

3G190CB23

3G190CB34

3G190CB35

3G190DA03

3G190DA04

3G190DA08

3G190DA39

3G190DB02

3G190DB12

3G190DB20

3G190DB22

3G190DB27

3G190DB33

3G190DD08

3G190EA09

3G190EA13

3G190EA14

3G190EA16

3G190EA23

3G190EA60

(57)【要約】

【課題】フィルタの清掃を行うべきタイミングを適切に判定することができる処理装置、処理方法および排気ガス処理システムを提供する。
【解決手段】処理装置は、エンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタに堆積したアッシュの堆積量の推定値を示す情報と、大気圧を示す情報とを取得する取得部と、前記大気圧に応じて変化する許容されるアッシュ堆積量に対応する許容アッシュ堆積量閾値を算出する算出部と、前記推定値が、前記許容アッシュ堆積量閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定する判定部と、前記フィルタの清掃が必要であると判定された場合、その旨を報知する報知部と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタに堆積したアッシュの堆積量の推定値を示す情報と、大気圧を示す情報とを取得する取得部と、
前記大気圧に応じて変化する許容されるアッシュ堆積量に対応する許容アッシュ堆積量閾値を算出する算出部と、
前記推定値が、前記許容アッシュ堆積量閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定する判定部と、
前記フィルタの清掃が必要であると判定された場合、その旨を報知する報知部と、
を備える処理装置。

【請求項2】

前記取得部は、前記フィルタの再生間隔に係る情報である再生情報をさらに取得し、
前記判定部は、さらに、前記再生情報と前記推定値とに基づいて前記フィルタの清掃が 必要であるか否かを判定する
請求項１に記載の処理装置。

【請求項3】

前記再生情報は、前記再生間隔が所定の第２時間を超えることなく前記第２時間より短い第１時間以内である場合の回数である第１回数を含み、
前記判定部は、前記再生情報と前記推定値とに基づいて前記フィルタの清掃が必要であるか否かを判定する際に、前記推定値が所定の第１アッシュ堆積量閾値以上であり、かつ、前記第１回数が所定の第１回数閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定する
請求項２に記載の処理装置。

【請求項4】

前記再生情報は、前記再生間隔が継続的に前記第２時間以内である場合の回数である第２回数をさらに含み、
前記判定部は、さらに、前記推定値が所定の第２アッシュ堆積量閾値以上であり、かつ、前記第２回数が所定の第２回数閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃の準備が必要であると判定し、
前記報知部は、さらに、前記フィルタの清掃に準備が必要であると判定された場合、その旨を報知する
請求項３に記載の処理装置。

【請求項5】

前記取得部は、前記フィルタの再生間隔に係る情報である再生情報をさらに取得し、
前記再生情報は、前記再生間隔が所定の第２時間を超えることなく前記第２時間より短い第１時間以内である場合の回数である第１回数と、前記再生間隔が継続的に前記第２時間以内である場合の回数である第２回数とを含み、
前記判定部は、前記推定値が所定の第１アッシュ堆積量閾値以上であり、かつ、前記第１回数が所定の第１回数閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定し、前記推定値が所定の第２アッシュ堆積量閾値以上であり、かつ、前記第２回数が所定の第２回数閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃の準備が必要であると判定し、前記推定値が、前記許容アッシュ堆積量閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定し、
前記報知部は、前記フィルタの清掃が必要であると判定された場合、その旨を報知するとともに、前記フィルタの清掃に準備が必要であると判定された場合、その旨を報知する
請求項１に記載の処理装置。

【請求項6】

前記判定部は、さらに、前記推定値が、大気圧に応じて設定された第３アッシュ堆積量閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定する
請求項１から５のいずれか１項に記載の処理装置。

【請求項7】

エンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタに堆積したアッシュの堆積量の推定値を示す情報と、大気圧を示す情報とを取得するステップと、
前記大気圧に応じて変化する許容されるアッシュ堆積量に対応する許容アッシュ堆積量閾値を算出するステップと、
前記推定値が、前記許容アッシュ堆積量閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定するステップと、
前記フィルタの清掃が必要であると判定された場合、その旨を報知するステップと、
を含む処理方法。

【請求項8】

前記フィルタに堆積したアッシュの堆積量の推定値を示す情報と、大気圧を示す情報とを取得するステップでは、前記フィルタの再生間隔に係る情報である再生情報をさらに取得し、
前記再生情報は、前記再生間隔が所定の第２時間を超えることなく前記第２時間より短い第１時間以内である場合の回数である第１回数と、前記再生間隔が継続的に前記第２時間以内である場合の回数である第２回数とを含み、
前記推定値が所定の第１アッシュ堆積量閾値以上であり、かつ、前記第１回数が所定の第１回数閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定するステップと、
前記推定値が所定の第２アッシュ堆積量閾値以上であり、かつ、前記第２回数が所定の第２回数閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃の準備が必要であると判定するステップと、
前記フィルタの清掃に準備が必要であると判定された場合、その旨を報知するステップと
をさらに含む請求項７に記載の処理方法。

【請求項9】

エンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタに堆積したアッシュの堆積量の推定値を示す情報と、大気圧を示す情報とを取得する取得部と、
前記大気圧に応じて変化する許容されるアッシュ堆積量に対応する許容アッシュ堆積量閾値を算出する算出部と、
前記推定値が、前記許容アッシュ堆積量閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定する判定部と、
前記フィルタの清掃が必要であると判定された場合、その旨を報知する報知部と、
を備える排気ガス処理システム。

【請求項10】

前記取得部は、前記フィルタの再生間隔に係る情報である再生情報をさらに取得し、
前記再生情報は、前記再生間隔が所定の第２時間を超えることなく前記第２時間より短い第１時間以内である場合の回数である第１回数と、前記再生間隔が継続的に前記第２時間以内である場合の回数である第２回数とを含み、
前記判定部は、前記推定値が所定の第１アッシュ堆積量閾値以上であり、かつ、前記第１回数が所定の第１回数閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定し、前記推定値が所定の第２アッシュ堆積量閾値以上であり、かつ、前記第２回数が所定の第２回数閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃の準備が必要であると判定し、前記推定値が、前記許容アッシュ堆積量閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定し、
前記報知部は、前記フィルタの清掃が必要であると判定された場合、その旨を報知するとともに、前記フィルタの清掃に準備が必要であると判定された場合、その旨を報知する
請求項９に記載の排気ガス処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、処理装置、処理方法および排気ガス処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、排気中に含まれる粒子状物質（Ｐａｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ（ＰＭ））を捕集するフィルタに規定量以上のアッシュが堆積しているか否かを判定する排気後処理装置が記載されている。粒子状物質は、スス（煤）、燃料の燃え残り、アッシュ（Ａｓｈ、オイルアッシュ等とも言われる）等を含む。アッシュは、エンジンオイルに添加剤として含まれるカルシウムなどの金属成分の燃え滓である。特許文献１に記載されている装置では、フィルタに粒子状物質が堆積した場合、フィルタを加熱昇温し、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去する再生運転が行われる。ただし、アッシュは、再生運転では除去することができない。特許文献１に記載されている装置では、この再生運転の実施間隔が短くなった場合に、フィルタに規定量以上のアッシュが堆積していると判定される。また、特許文献１に記載されている装置では、規定量以上のアッシュが堆積していると判定された場合、フィルタの清掃が必要である旨の警告が行われる。

【0003】

なお、特許文献１に記載されている装置では、再生運転が必要か否かが次のようにして判定される。すなわち、特許文献１に記載されている装置では、フィルタの上流側圧力値と下流側圧力値との差圧、排気流量および排気温度に基づく堆積量に対応する値が、所定値に達した場合に、再生運転が必要であると判定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１３８７０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されている装置では、再生運転の実施間隔が短くなった場合にフィルタの清掃が必要であると判定される。しかしながら、アッシュがフィルタに堆積する速度は車両の使われ方により差がある。また、再生運転の実施間隔も車両の使われ方により差が生じる。したがって、車両の使われ方によっては、フィルタの清掃を行うべきタイミングを適切に判定することができない場合あるという課題がある。

【0006】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、フィルタの清掃を行うべきタイミングを適切に判定することができる処理装置、処理方法および排気ガス処理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】

【0007】

本開示の処理装置は、エンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタに堆積したアッシュの堆積量の推定値を示す情報と、大気圧を示す情報とを取得する取得部と、前記大気圧に応じて変化する許容されるアッシュ堆積量に対応する許容アッシュ堆積量閾値を算出する算出部と、前記推定値が、前記許容アッシュ堆積量閾値以上である場合に、前記フィルタの清掃が必要であると判定する判定部と、前記フィルタの清掃が必要であると判定された場合、その旨を報知する報知部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示の処理装置、処理方法および排気ガス処理システムによれば、フィルタの清掃を行うべきタイミングを適切に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態に係るエンジン制御システムの構成例を示すシステム図である。

【図2】図１に示す制御装置１００の構成例を示すブロック図である。

【図3】図２に示す算出部１０４を説明するための模式図である。

【図4】図２に示す算出部１０４を説明するための模式図である。

【図5】図２に示す算出部１０４を説明するための模式図である。

【図6】図２に示す算出部１０４を説明するための模式図である。

【図7】図２に示す算出部１０４を説明するための模式図である。

【図8】図２に示す制御装置１００の動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。なお、各図において同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。

【0011】

（エンジン制御システム１０）
図１は、本開示の実施形態に係る排気ガス処理システムの一構成例としてのエンジン制御システム１０の構成例を示すシステム図である。図１に示すエンジン制御システム１０は、エンジン１と、ターボチャージャー２と、排気管３と、排気ガス後処理装置の一構成例としてのＤＰＦ装置５と、モニタ８と、ＨＣドーザ７と、大気圧センサ９８と、制御装置１００とを備える。なお、図１等では、本実施形態のエンジン制御システム１０において（あるいは制御装置１００について）、ＤＰＦ装置５に係る構成を主に示し、燃料噴射制御等の他の機能に係る構成については図示を適宜省略している。また、ＨＣは炭素と水素を含んだ有機化合物の総称である。

【0012】

エンジン１は、内燃機関の一構成例であり、本実施形態では例えば多気筒のディーゼルエンジンである。ターボチャージャー２は、エンジン１の排気を利用してエンジン１の吸気を圧縮する過給機である。排気管３は、エンジン１の排気を、ＤＰＦ装置５を通して大気に排気する。

【0013】

ＤＰＦ装置５は、エンジン１の排気中に含まれる粒子状物質を浄化する装置であり、エンジン１の排気管３内に設けられたＤＯＣ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ；ディーゼル酸化触媒）５１と、エンジン１の排気中のＰＭを捕集するフィルタであるＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ；ディーゼルパティキュレートフィルタ）５２とを有する。ＤＰＦ装置５は、ＤＯＣ５１の作用によってＤＰＦ５２を再生する。ＤＰＦ装置５は、ＤＰＦ５２の上流に設けられたＤＯＣ５１で変換された二酸化窒素によって下流で捕集されたススを酸化して二酸化炭素とし、ススを除去する。

【0014】

また、ＤＰＦ装置５は、ＤＯＣ５１の入口の排気温度を検知するＤＯＣ入口温度センサ９４と、ＤＯＣ５１の出口の排気温度を検知するＤＯＣ出口温度センサ９５と、ＤＰＦ５２の入口と出口の差圧を検知する１組の圧力センサ９６および９７とを有する。以下では、このＤＰＦ５２の入口と出口の差圧をＤＰＦ差圧あるいはＤＰＦ圧損ともいう。ＤＯＣ入口温度センサ９４、ＤＯＣ出口温度センサ９５、ならびに、圧力センサ９６および９７の各検出値は、制御装置１００へ出力される。

【0015】

ＨＣドーザ７は、ＤＯＣ５１の上流で排気管３内に燃料（ＨＣ）を噴射（以下、ＨＣドージング等という）する排気管燃料噴射装置である。ＨＣドーザ７によるＨＣドージングは、制御装置１００によって制御される。

【0016】

モニタ８は、例えば表示パネルと入力パネルとを有し、表示装置および入力装置として機能し、制御装置１００の指示に応じて所定の文字や画像を表示したり、ユーザ（オペレータ）の入力操作に応じた信号を制御装置１００へ出力したりする。

【0017】

大気圧センサ９８は大気圧を検出し、検出値を制御装置１００へ出力する。

【0018】

本実施形態のエンジン制御システム１０では、ＤＰＦ５２に堆積したＰＭを燃焼させるために定期的に再生運転（ＤＰＦ再生運転）が行われる。この再生運転では、排気の温度やＤＯＣ５１の温度が強制的に上昇させられる。再生運転は、例えばエンジン１内で排気に燃料をわずかに混合するためのポスト噴射によって、あるいは、ポスト噴射とＤＰＦ装置５の上流の排気管３内部へのＨＣドーザ７によるＨＣドージングとの組み合わせや、ＨＣドージングによって、ＤＰＦ５２上流に配置されたＤＯＣ５１内部でＨＣを燃焼させ、ＤＰＦ５２の温度を上げることによって行われる。

【0019】

なお、本実施形態のエンジン制御システム１０では、再生運転（ＤＰＦ再生運転）には、ある条件が満たされたときに通常稼動状態（エンジン回転数を強制的に固定する等せずに、通常の運転や作業が行える状態）で自動的に再生を行う自動再生と、ユーザの操作で再生の必要がある際に任意のタイミングで再生を行う定置手動再生（手動再生）とがある。定置手動再生は、通常稼動状態では十分に排気温度が上がらず、ＤＰＦ装置５の温度を安定的に目的の温度に制御できない場合に、ユーザの許可の下、通常稼動を停止させて、ＤＰＦ装置５の性能を回復させる制御である。定置手動再生では、制御装置１００が、まず、モニタ８を用いて、定置手動再生を行うことができる状態であること、また、行うようにとの要求をユーザへ出す。これに対し、ユーザがモニタ８を用いて、定置手動再生を実行するよう指示を出すと、制御装置１００はエンジン回転数をある回転に固定させて、排気温度を上昇させて、再生運転を実行する。

【0020】

（制御装置１００）
図２～図８を参照して、図１に示す制御装置１００の構成例および動作例について説明する。図２は、図１に示す制御装置１００の構成例を示すブロック図である。図３～図７は、図２に示す算出部１０４を説明するための模式図である。図８は、図２に示す制御装置１００の動作例を示すフローチャートである。

【0021】

図２に示す制御装置１００は、例えばマイクロコンピュータ等のコンピュータと、そのコンピュータの周辺回路や周辺装置とを用いて構成することができ、そのコンピュータ等のハードウェアと、そのコンピュータが実行するプログラム等のソフトウェアとの組み合わせから構成される機能的構成として、図２に示す複数のブロックを備える。図２に示す例では、制御装置１００は、燃料噴射制御部１０１、フィルタ再生制御部１０２、アッシュ堆積量推定部１０３、算出部１０４、取得部１０５、判定部１０６、および、報知部１０７を備える。

【0022】

燃料噴射制御部１０１は、例えば、フィルタ再生制御部１０２の指示に従い、エンジン１の図示していない燃料噴射装置等を制御して再生運転時に例えばポスト噴射を行う。

【0023】

フィルタ再生制御部１０２は、圧力センサ９６および９７が検知したＤＰＦ５２の差圧に基づき、例えば、差圧が所定の閾値を超えた場合、再生運転を開始する。フィルタ再生制御部１０２は、例えば次のようにして再生運転を実行する。フィルタ再生制御部１０２は、ＤＯＣ出口温度が例えば所定の再生ターゲット温度に合うように、例えばエンジン１のポスト噴射の制御またはＨＣドーザ７によるＨＣドージング量の制御とによって、ＤＯＣ出口温度をフィードバック制御する。ただし、ＨＣがドーズ（噴射）されるのは、ＤＯＣ入口温度がＤＯＣ５１に含まれる触媒が活性化する温度（ライトオフ温度、例えば約２５０℃）に達してからとなる。

【0024】

また、フィルタ再生制御部１０２は、ＤＰＦ５２の再生間隔（再生運転の時間間隔）に係る情報である再生情報を取得部１０５等に対して出力する。本実施形態において、再生情報は、再生運転の時間間隔や頻度を表す情報である。あるいは、再生情報は、再生間隔が所定の時間（第２時間とする）を超えることなく第２時間より短い第１時間以内である場合の回数である第１回数を含んでいてもよい。あるいは、再生情報は、再生間隔が継続的に第２時間以内である場合の回数である第２回数をさらに含んでいてもよい。なお、以下の動作例の説明では、一例として、第１時間を１０時間とし、第２時間を１５時間とする。また、再生の間隔が１５ｈ（時間）以下の回数（第２回数）をＸＸと表し、再生の間隔が１０ｈ以下の回数（第１回数）をＹＹと表す。なお、ＸＸとＹＹは例えば再生間隔が１５ｈより大きいときあるいは１５ｈより大きいときが複数回記録された場合にリセットされる。

【0025】

アッシュ堆積量推定部１０３は、ＤＰＦ５２に堆積しているアッシュ堆積量を推定し、推定値を示す情報をアッシュ情報として取得部１０５等に対して出力する。アッシュ堆積量推定部１０３は、例えば、通常より長いアッシュ堆積量推定のためのＤＰＦ再生を実施し、ＰＭ堆積量０ｇ時のＤＰＦ差圧と、アッシュ堆積量０ｇ時のＤＰＦ差圧（初期値、設定値）の差をとり、アッシュ堆積量を推定する。あるいは、アッシュ堆積量推定部１０３は、例えば、消費されるオイル量とＤＰＦ５２によるアッシュ補足率からＤＰＦ５２内部のアッシュ堆積量を推定する。本実施形態では、アッシュ堆積量を、ＤＰＦ５２の単位体積当たりの質量（ｇ／Ｌ）で表す。ただし、これに限らず、例えば質量を単位としてもよい。

【0026】

算出部１０４は、大気圧に応じて変化する許容されるアッシュ堆積量に対応する許容アッシュ堆積量閾値を算出する。ここで、図３～図７を参照して、大気圧に応じて変化する許容されるアッシュ堆積量について説明する。ここで、許容アッシュ堆積量閾値は、排気圧力をエンジン１が許容できる範囲に維持するために許容されるアッシュ堆積量の最大値に対応し、大気圧に応じて変化する値である。以下の動作例では、許容アッシュ堆積量閾値をアッシュ堆積量ＺＺと表す。なお、許容アッシュ堆積量閾値およびアッシュ堆積量ＺＺは、本開示における第３アッシュ堆積量閾値の一例である。

【0027】

図３は、横軸を背圧（排気圧力）、縦軸をターボチャージャー２のタービン入口温度とし、異なる２種類の高度Ｈ１と高度Ｈ２（Ｈ２＞Ｈ１）における背圧とタービン入口温度との対応関係の例を示す。高度は、車両（エンジン１）の稼働高度である。上限温度は、タービン入口温度の最大許容温度である。図３に示す関係では、高度が増加すると、タービン入口温度が増加する。また、背圧が増加すると、タービン入口温度が増加する。高度Ｈ２の場合、背圧が大きくなると、タービン入口温度が上限温度を超過する場合がある。一方、高度Ｈ１の場合、背圧が大きくなっても、タービン入口温度が上限温度を超過することはない。高度Ｈ２の場合、タービン入口温度が上限温度に達する背圧が、許容背圧（最大許容背圧）である。この背圧は、ＤＰＦ差圧に対応する。

【0028】

図４は、横軸を高度、縦軸を大気密度とし、高度と大気密度との対応関係の例を示す。図４は、エンジンの稼動高度が高くなると大気密度が低下することを示す。

【0029】

図５は、横軸を大気密度、縦軸を許容背圧とし、大気密度と許容背圧との対応関係を示す。図５は、大気密度が低下するほど（高度が上昇するほど）、許容背圧が低下することを示す。

【0030】

図６は、横軸をアッシュ堆積量、縦軸をＤＰＦ圧損とし、ＤＰＦ５２に堆積したアッシュ堆積量とＤＰＦ圧損との対応関係を示す。図６に示す丸印を境にして、アッシュが大量に堆積すると、ＤＰＦ圧損は指数関数的に上昇し、アッシュ堆積量をＤＰＦ圧損で推定することが困難になる。このため、ＤＰＦ内部に堆積したアッシュ量が過大となる前に、ＤＰＦの清掃を実施することが求められる。

【0031】

図３～図６に示す関係から、ある大気密度のときにタービン入口温度が上限に達するときの排気圧力となるアッシュ堆積量が、許容される最大のアッシュ堆積量となる。例えば、図３に示す高度：Ｈ２の大気密度の場合の許容排気圧力は、タービン入口温度が上限温度に達したところの背圧（排気圧力）であり、この背圧に対応するアッシュ堆積量に対応する。また、定格点でこの排気圧力となるアッシュ堆積量が、アッシュ堆積量ＺＺとなる。

【0032】

算出部１０４は、例えば図７に示すような、大気密度と許容背圧となるアッシュ堆積量（アッシュ堆積量ＺＺ）との対応関係を示すテーブルを用いて、アッシュ堆積量ＺＺ（許容アッシュ堆積量閾値）を算出する。なお、テーブルの内容は、試験機における実験結果や試験機を模したモデルを用いたシミュレーション結果等に基づいて設定することができる。

【0033】

取得部１０５は、フィルタ再生制御部１０２から再生情報を、アッシュ堆積量推定部１０３からアッシュ情報を、また、例えば、大気圧センサ９８から大気圧を示す情報を取得する。なお、大気圧を示す情報は、例えば、燃料噴射制御部１０１が大気圧センサ９８から大気圧の検出結果を取得し、燃料噴射制御部１０１が温度に基づいて大気密度に変換した後、取得部１０５が大気密度の値を大気圧を示す情報として燃料噴射制御部１０１から取得してもよい。

【0034】

判定部１０６は、再生情報とアッシュ情報が示すアッシュ堆積量の推定値とに基づきＤＰＦ５２の清掃が必要であるか否かを判定する。あるいは、判定部１０６は、アッシュ情報が示すアッシュ堆積量の推定値が、算出部１０４が算出した許容アッシュ堆積量閾値以上である場合に、ＤＰＦ５２の清掃が必要であると判定する。なお、判定部１０６は、例えば、エンジン１が運転中であるか否かを判定する機能を有していてもよい。

【0035】

判定部１０６は、例えば以下の条件１～条件４の判定結果に基づいて、清掃準備、清掃要求、または清掃不要との判定結果を決定することができる。清掃準備は、ＤＰＦ５２の清掃の準備が必要な状態であることを示す。清掃要求は、ＤＰＦ５２の清掃が必要な状態であることを示す。清掃不要は、ＤＰＦ５２の清掃の不要な状態であることを示す。なお、以下の例では、清掃準備をスキップして清掃要求が発報される場合もある。

【0036】

条件１：アッシュ堆積量の推定値≧１．５ｇ／Ｌ。なお、この１．５ｇ／Ｌが、本開示における第１アッシュ堆積量閾値と第２アッシュ堆積量閾値の一例である。この場合、第１アッシュ堆積量閾値と第２アッシュ堆積量閾値は同一であるが、異なっていてもよい。

【0037】

条件２：再生間隔≦１５ｈの回数ＸＸが２回以上。なお、この２回が、本開示における第２回数閾値の一例である。

【0038】

条件３：再生間隔≦１０ｈの回数ＹＹが２回以上。なお、この２回が、本開示における第１回数閾値の一例である。

【0039】

条件４：アッシュ堆積量の推定値≧アッシュ堆積量ＺＺ。

【0040】

清掃準備の条件：条件１：Ｔｒｕｅ かつ 条件２：Ｔｒｕｅ。

【0041】

清掃要求の条件：（条件１：Ｔｒｕｅ かつ 条件３：Ｔｒｕｅ） または 条件４：Ｔｒｕｅ。

【0042】

清掃不要の条件：上記以外。

【0043】

なお、図７および図８で用いたアッシュ堆積量についての数値は説明のための仮の値であり、実際の値とは異なる。

【0044】

報知部１０７は、判定部１０６によってＤＰＦ５２の清掃が必要であると判定された場合、あるいは、判定部１０６によってＤＰＦ５２の清掃の準備が必要であると判定された場合、その旨を例えばモニタ８からユーザに対して報知する。なお、報知部１０７は、例えば、モニタ８による報知に限らず、車両に取り付けられたブザーでの発音、警告灯の点灯や点滅、合成音声の発音、ユーザやその他の管理者等の携帯端末や遠隔地にあるコンピュータ等への通知によって、清掃や清掃の準備が必要であることを報知してもよい。

【0045】

次に、図８を参照して、制御装置１００の動作例について説明する。図８に示す処理は、エンジン１の起動時に開始される。なお、図８では「Ｙ」がＹｅｓを意味し、「Ｎ」がＮｏを意味する。図８に示す処理が開始されると、取得部１０５が、アッシュ堆積量の推定値、回数ＸＸ、回数ＹＹおよび大気圧を取得する（ステップＳ１）。次に、算出部１０４が、大気圧を参照し、許容排気圧力となるアッシュ堆積量ＺＺを演算する（ステップＳ２）。次に、判定部１０６が、アッシュ堆積量の推定値がＺＺｇ／Ｌ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。アッシュ堆積量の推定値がＺＺｇ／Ｌ以上である場合（ステップＳ３：Ｙ）、判定部１０６がＤＰＦ５２の清掃が必要であると判定するとともに、報知部１０７がその旨を報知し（ステップＳ４）、図８に示す処理が終了する。

【0046】

アッシュ堆積量の推定値がＺＺｇ／Ｌ以上でない場合（ステップＳ３：Ｎ）、判定部１０６が、アッシュ堆積量の推定値が１．５ｇ／Ｌ以上かつ回数ＹＹが２以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。アッシュ堆積量の推定値が１．５ｇ／Ｌ以上かつ回数ＹＹが２以上である場合（ステップＳ５：Ｙ）、判定部１０６がＤＰＦ５２の清掃が必要であると判定するとともに、報知部１０７がその旨を報知し（ステップＳ４）、図８に示す処理が終了する。

【0047】

アッシュ堆積量の推定値が１．５ｇ／Ｌ以上かつ回数ＹＹが２以上でない場合（ステップＳ５：Ｎ）、判定部１０６が、アッシュ堆積量の推定値が１．５ｇ／Ｌ以上かつ回数ＸＸが２以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。アッシュ堆積量の推定値が１．５ｇ／Ｌ以上かつ回数ＸＸが２以上である場合（ステップＳ６：Ｙ）、判定部１０６がＤＰＦ５２の清掃の準備が必要であると判定するとともに、報知部１０７がその旨を報知し（ステップＳ７）、図８に示す処理が終了する。

【0048】

アッシュ堆積量の推定値が１．５ｇ／Ｌ以上かつ回数ＸＸが２以上でない場合（ステップＳ６：Ｎ）、例えば判定部１０６がエンジン１が運転中であるか否かを判定する（ステップＳ８）。エンジン１が運転中である場合（ステップＳ８：Ｙ）、ステップＳ１の処理が実行され、エンジン１が運転中でない場合（ステップＳ８：Ｎ）、図８に示す処理が終了する。

【0049】

（作用・効果）
以上のように、本実施形態によれば、アッシュ堆積量の推定値と再生運転の間隔とに基づいて、アッシュ堆積による影響で再生頻度が高くなっていることを検知することができるので、適切なＤＰＦ５２の清掃タイミングを報知することができる。

【0050】

また、大気圧と温度許容範囲を元に、許容最大ＤＰＦ圧損（＝アッシュ堆積量）を演算し、これを超えるアッシュ堆積量の場合に、ＤＰＦ５２の清掃タイミングを報知する。この構成によれば、大気密度に応じて許容背圧を変えることで、上限タービン入口温度を守り、エンジンを保護しつつ、アッシュ堆積量上限までＤＰＦ５２を使用することができる。また、本実施形態によれば、アッシュによりＤＰＦ５２の圧損が過大になり、エンジンの排気温度が上昇し、エンジンが破損することを防止することができる。

【0051】

本実施形態によれば、ＤＰＦ５２（フィルタ）の清掃を行うべきタイミングを適切に判定することができる。

【0052】

また、本実施形態によれば、アッシュによる差圧上昇とＰＭによる差圧上昇を見分けることができるので、アッシュによる影響で再生頻度が高くなっている場合にこれを検知し、適切にＤＰＦ清掃タイミングを報知することができる。また、アッシュとＰＭを見分けることで、トラブルシューティングを効率よく実施でき、停車時間を短くできる。また、原因を特定することで不要なＤＰＦ清掃を避けることができる。

【0053】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記実施形態は排気ガス後処理装置をＤＰＦ装置５で構成しているが、例えばさらに下流にＳＣＲ装置（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ装置（選択触媒還元装置））を設けてもよい。なお、大気密度、許容背圧となるアッシュ堆積量等の値は例示である。

【符号の説明】

【0054】

１…エンジン、２…ターボチャージャー、３…排気管、５…ＤＰＦ装置、７…ＨＣドーザ、５１…ＤＯＣ、５２…ＤＰＦ、９４…ＤＯＣ入口温度センサ、９５…ＤＯＣ出口温度センサ、９６、９７…圧力センサ、９８…大気圧センサ、１００…制御装置、１０１…燃料噴射制御部、１０２…フィルタ再生制御部、１０３…アッシュ堆積量推定部、１０４…算出部、１０５…取得部、１０６…判定部、１０７…報知部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】