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(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】P2023117067
(43)【公開日】2023-08-23
(54)【発明の名称】触媒効率低下検知装置および排気浄化システム
(51)【国際特許分類】
F01N 11/00 20060101AFI20230816BHJP
F01N 3/023 20060101ALI20230816BHJP
F01N 3/035 20060101ALI20230816BHJP
F01N 3/18 20060101ALI20230816BHJP
F01N 3/20 20060101ALI20230816BHJP
【ＦＩ】
F01N11/00
F01N3/023 K
F01N3/035 E
F01N3/18 B
F01N3/20 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022019553
(22)【出願日】2022-02-10
(71)【出願人】
【識別番号】720001060
【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000947
【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼津 康太
【テーマコード（参考）】
3G091
3G190
【Ｆターム（参考）】
3G091AA18
3G091AB02
3G091AB13
3G091BA07
3G091BA33
3G091DB06
3G091DB10
3G091EA01
3G091EA02
3G091EA05
3G091EA07
3G091EA08
3G091EA17
3G091FA13
3G091FB02
3G091FC07
3G091HA05
3G091HA15
3G190CB03
3G190CB18
3G190CB23
3G190DA02
3G190DA13
3G190DB02
3G190DB05
3G190DB23
3G190DB32
3G190DB33
3G190DB43
3G190DC04
3G190DD03
3G190DD14
3G190EA01
3G190EA02
3G190EA14
3G190EA23
(57)【要約】
【課題】排気浄化装置の酸化触媒における触媒効率の低下を検知することが可能な触媒効率低下検知装置および排気浄化システムを提供する。
【解決手段】制御装置３０は、ＤＯＣ２１およびＤＰＦ２２によってディーゼルエンジン１０の排気を浄化する排気浄化装置２０に対し、ＤＯＣ２１における触媒効率の低下を検知する。制御装置３０は、ディーゼルエンジン１０における低負荷領域での運転時間を計測し（Ｓ５）、低負荷運転時間が所定の時間閾値以上となったときに、ＤＯＣ２１における触媒効率が低下していると判定する（Ｓ６）。
【選択図】図２
【解決手段】制御装置３０は、ＤＯＣ２１およびＤＰＦ２２によってディーゼルエンジン１０の排気を浄化する排気浄化装置２０に対し、ＤＯＣ２１における触媒効率の低下を検知する。制御装置３０は、ディーゼルエンジン１０における低負荷領域での運転時間を計測し（Ｓ５）、低負荷運転時間が所定の時間閾値以上となったときに、ＤＯＣ２１における触媒効率が低下していると判定する（Ｓ６）。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸化触媒を用いてエンジンの排気を浄化する排気浄化装置に対し、前記酸化触媒における触媒効率の低下を検知する触媒効率低下検知装置であって、
前記エンジンにおける低負荷領域での運転時間を計測し、低負荷運転時間が所定の時間閾値以上となったことを判定する第１の手法を有し、
前記第１の手法による判定結果を用いて、前記酸化触媒における触媒効率の低下を検知することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
前記エンジンにおける低負荷領域での運転時間を計測し、低負荷運転時間が所定の時間閾値以上となったことを判定する第１の手法を有し、
前記第１の手法による判定結果を用いて、前記酸化触媒における触媒効率の低下を検知することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
【請求項2】
請求項１に記載の触媒効率低下検知装置であって、
前記酸化触媒の下流に配置される微粒子捕集フィルターを有し、
前記排気浄化装置は、前記微粒子捕集フィルターに堆積した煤を酸化除去する再生運転モードとして、第１再生制御と、前記エンジンの排気温度が前記第１再生制御時よりも高い状態で実施される第２再生制御とを実施可能であり、
前記第２再生制御から次の前記第２再生制御が行われるまでの間において実施される前記第１再生制御の回数が所定の回数閾値を超えたことを判定する第２の手法を有し、
前記第２の手法による判定結果を用いて、前記酸化触媒における触媒効率の低下を検知することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
前記酸化触媒の下流に配置される微粒子捕集フィルターを有し、
前記排気浄化装置は、前記微粒子捕集フィルターに堆積した煤を酸化除去する再生運転モードとして、第１再生制御と、前記エンジンの排気温度が前記第１再生制御時よりも高い状態で実施される第２再生制御とを実施可能であり、
前記第２再生制御から次の前記第２再生制御が行われるまでの間において実施される前記第１再生制御の回数が所定の回数閾値を超えたことを判定する第２の手法を有し、
前記第２の手法による判定結果を用いて、前記酸化触媒における触媒効率の低下を検知することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載の触媒効率低下検知装置であって、
前記酸化触媒の下流に配置される微粒子捕集フィルターを有し、
前記微粒子捕集フィルターにおける煤堆積量として、前記エンジンの運転状態に基づいて求められる第１推定値と、前記微粒子捕集フィルターの前後差圧に基づいて求められる第２推定値とを算出可能であり、
前記第２推定値と前記第１推定値との差分値が、所定の堆積量差分閾値以上となったことを判定する第３の手法を有し、
前記第３の手法による判定結果を用いて、前記酸化触媒における触媒効率の低下を検知することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
前記酸化触媒の下流に配置される微粒子捕集フィルターを有し、
前記微粒子捕集フィルターにおける煤堆積量として、前記エンジンの運転状態に基づいて求められる第１推定値と、前記微粒子捕集フィルターの前後差圧に基づいて求められる第２推定値とを算出可能であり、
前記第２推定値と前記第１推定値との差分値が、所定の堆積量差分閾値以上となったことを判定する第３の手法を有し、
前記第３の手法による判定結果を用いて、前記酸化触媒における触媒効率の低下を検知することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
【請求項4】
請求項１から３の何れか１項に記載の触媒効率低下検知装置であって、
前記酸化触媒における触媒効率が低下していると判定したときに、触媒効率低下カウントを増加させ、
前記触媒効率低下カウントが所定のカウント数閾値以上となったときに、前記酸化触媒の触媒効率の低下を検知することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
前記酸化触媒における触媒効率が低下していると判定したときに、触媒効率低下カウントを増加させ、
前記触媒効率低下カウントが所定のカウント数閾値以上となったときに、前記酸化触媒の触媒効率の低下を検知することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
【請求項5】
請求項１から４の何れか１項に記載の触媒効率低下検知装置であって、
前記エンジンの排気温度が第１温度閾値以下、前記酸化触媒を通過後の排気温度が第２温度閾値以下、前記エンジンの負荷率が負荷率閾値以下、および前記エンジンの回転速度が回転速度閾値以下、のうち少なくとも１つが満たされるとき、前記エンジンが低負荷運転されていると判定することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
前記エンジンの排気温度が第１温度閾値以下、前記酸化触媒を通過後の排気温度が第２温度閾値以下、前記エンジンの負荷率が負荷率閾値以下、および前記エンジンの回転速度が回転速度閾値以下、のうち少なくとも１つが満たされるとき、前記エンジンが低負荷運転されていると判定することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
【請求項6】
請求項３に記載の触媒効率低下検知装置であって、
前記第１推定値が所定の堆積量閾値以上のときに、前記第２推定値と前記第１推定値との差分値により、前記酸化触媒の触媒効率の低下を判定することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
前記第１推定値が所定の堆積量閾値以上のときに、前記第２推定値と前記第１推定値との差分値により、前記酸化触媒の触媒効率の低下を判定することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
【請求項7】
請求項１から６の何れか１項に記載の触媒効率低下検知装置であって、
前記酸化触媒の触媒効率の低下を検知したときに、触媒効率の低下を知らせる報知信号を出力することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
前記酸化触媒の触媒効率の低下を検知したときに、触媒効率の低下を知らせる報知信号を出力することを特徴とする触媒効率低下検知装置。
【請求項8】
酸化触媒および微粒子捕集フィルターによってエンジンの排気を浄化する排気浄化装置と、
請求項１から７の何れか１項に記載の触媒効率低下検知装置とを備えることを特徴とする排気浄化システム。
請求項１から７の何れか１項に記載の触媒効率低下検知装置とを備え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、酸化触媒および微粒子捕集フィルターを備える排気浄化装置に対し、酸化触媒における触媒効率の低下を検知する排気浄化装置、並びにこれを備える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に使用される排気浄化装置として、ディーゼル酸化触媒（Diesel Oxidation Catalyst：以下、ＤＯＣ）とディーゼル微粒子捕集フィルター（Diesel Particulate Filter：以下、ＤＰＦ）とを組み合わせたものが知られている（例えば、特許文献１）。このような排気浄化装置は、排気（排ガス）中の煤（すす）をＤＰＦによって除去するものであり、ＤＰＦに堆積した煤をＮＯ２再生処理（後述するアシスト再生）によって酸化除去することでＤＰＦの自己再生が行える。
【0003】
ＮＯ２再生処理では、排ガス経路の上流側に配置されるＤＯＣにおいて、排ガス中のＮＯとＯ２との触媒反応によりＮＯ２を生成する。ＤＰＦでは、ＤＯＣで生成されたＮＯ２によって煤（すなわち、炭素Ｃ）の酸化除去を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００８－２２３７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ＤＯＣおよびＤＰＦを組み合わせた排気浄化装置では、ＤＯＣにも煤は堆積し、ＤＯＣへの煤堆積によってＮＯ２再生処理時の自己再生量が減少するとの知見が得られた。すなわち、ＤＯＣにおける触媒表面に煤が堆積すると、ＤＯＣでの触媒効率（ＮＯ２の生成効率）が低下し、その結果、ＤＰＦでの煤の酸化反応頻度が低下して、ＤＰＦの自己再生量（煤の除去量）が減少する。ＤＰＦの自己再生量が減少した状態でエンジンの運転が継続されると、排気浄化装置を備えるエンジンシステムにおいて適切なタイミングでの再生運転モード（ＮＯ２再生処理や、より自己再生能力の高いＯ２再生処理などを行う運転モード）が行われなくなるといった問題がある。
【0006】
ＤＯＣに堆積した煤は、ＤＰＦのように自己再生によって除去することはできないが、エアブローや電気炉などによる焼き切りによって除去することができる。但し、このようなＤＯＣの煤除去処理はディーラーなどでの対処が必要であり、このような対処を行うにはユーザに対しての報知を行う必要がある。ＤＯＣに煤が堆積して触媒効率が低下したことの報知を行うには、先ずはＤＯＣにおける触媒効率の低下検知を行うことが必要となる。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、排気浄化装置の酸化触媒における触媒効率の低下を検知することが可能な触媒効率低下検知装置および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】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様である触媒効率低下検知装置は、酸化触媒を用いてエンジンの排気を浄化する排気浄化装置に対し、前記酸化触媒における触媒効率の低下を検知する触媒効率低下検知装置であって、前記エンジンにおける低負荷領域での運転時間を計測し、低負荷運転時間が所定の時間閾値以上となったことを判定する第１の手法を有し、前記第１の手法による判定結果を用いて、前記酸化触媒における触媒効率の低下を検知することを特徴としている。
【0009】
上記の構成によれば、触媒効率低下の主要因である低負荷領域の多用を判定し、この判定結果を用いることで酸化触媒における触媒効率の低下を適切に検知可能となる。
【0010】
また、上記触媒効率低下検知装置は、前記酸化触媒の下流に配置される微粒子捕集フィルターを有し、前記排気浄化装置は、前記微粒子捕集フィルターに堆積した煤を酸化除去する再生運転モードとして、第１再生制御と、前記エンジンの排気温度が前記第１再生制御時よりも高い状態で実施される第２再生制御とを実施可能であり、前記第２再生制御から次の前記第２再生制御が行われるまでの間において実施される前記第１再生制御の回数が所定の回数閾値を超えたことを判定する第２の手法を有し、前記第２の手法による判定結果を用いて、前記酸化触媒における触媒効率の低下を検知する構成とすることができる。
【0011】
上記の構成によれば、触媒効率低下が生じた場合の現象である再生運転頻度の増加を判定し、この判定結果を用いることで酸化触媒における触媒効率の低下を検知可能となる。再生運転頻度の増加判定を、触媒効率の低下検知に加えることで、誤検知の可能性を低減できる。
【0012】
また、上記触媒効率低下検知装置は、前記酸化触媒の下流に配置される微粒子捕集フィルターを有し、前記微粒子捕集フィルターにおける煤堆積量として、前記エンジンの運転状態に基づいて求められる第１推定値と、前記微粒子捕集フィルターの前後差圧に基づいて求められる第２推定値とを算出可能であり、前記第２推定値と前記第１推定値との差分値が、所定の堆積量差分閾値以上となったことを判定する第３の手法を有し、前記第３の手法による判定結果を用いて、前記酸化触媒における触媒効率の低下を検知する構成とすることができる。
【0013】
上記の構成によれば、触媒効率低下が生じた場合の現象である第１推定値と第２推定値との乖離を判定し、この判定結果を用いることで酸化触媒における触媒効率の低下を検知可能となる。第１推定値と第２推定値との乖離判定を、触媒効率の低下検知に加えることで、誤検知の可能性を低減できる。
【0014】
また、上記触媒効率低下検知装置は、前記酸化触媒における触媒効率が低下していると判定したときに、触媒効率低下カウントを増加させ、前記触媒効率低下カウントが所定のカウント数閾値以上となったときに、前記酸化触媒の触媒効率の低下を検知する構成とすることができる。
【0015】
上記の構成によれば、低負荷領域の多用、再生運転頻度の増加および第１推定値と第２推定値との乖離などの判定結果には、出力値の誤差などで誤判定の虞があるが、触媒効率低下カウントがカウント数閾値以上であることを検知条件とすることで誤検知を低減することができる。
【0016】
また、上記触媒効率低下検知装置は、前記エンジンの排気温度が第１温度閾値以下、前記酸化触媒を通過後の排気温度が第２温度閾値以下、前記エンジンの負荷率が負荷率閾値以下、および前記エンジンの回転速度が回転速度閾値以下、のうち少なくとも１つが満たされるとき、前記エンジンが低負荷運転されていると判定する構成とすることができる。
【0017】
また、上記触媒効率低下検知装置は、前記第１推定値が所定の堆積量閾値以上のときに、前記第２推定値と前記第１推定値との差分値により、前記酸化触媒の触媒効率の低下を判定する構成とすることができる。
【0018】
上記の構成によれば、第２再生制御の直後は触媒効率の低下が生じていなくても第２推定値と第１推定値とに乖離が生じすることがあるため、第１推定値が堆積量閾値以上であることを判定実施の条件とすることで、第２再生制御直後の誤判定を低減することができる。
【0019】
また、上記触媒効率低下検知装置は、前記酸化触媒の触媒効率の低下を検知したときに、触媒効率の低下を知らせる報知信号を出力する構成とすることができる。
【0020】
上記の構成によれば、酸化触媒の触媒効率の低下の要因（酸化触媒の煤堆積）への対処をユーザに促すことができる。
【0021】
また、上記の課題を解決するために、本発明の第２の態様である排気浄化システムは、酸化触媒および微粒子捕集フィルターによってエンジンの排気を浄化する排気浄化装置と、上記記載の触媒効率低下検知装置とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【0022】
本発明の触媒効率低下検知装置および排気浄化システムは、触媒効率低下の主要因である低負荷領域の多用を判定し、この判定結果を用いることで酸化触媒における触媒効率の低下を適切に検知できるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の一実施形態を示すものであり、本発明が適用可能なエンジンシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図2】低負荷運転判定の一例を示すフローチャートである。
【図3】再生運転頻度判定の一例を示すフローチャートである。
【図4】Ｃ堆積量／Ｐ堆積量乖離判定の一例を示すフローチャートである。
【図5】触媒効率低下検知の一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】
【0024】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明が適用可能なエンジンシステム（以下、本システム）の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本システムは、ディーゼルエンジン１０、排気浄化装置２０および制御装置３０を具備して構成されている。尚、本システムでは、制御装置３０が本発明の触媒効率低下検知装置に相当し、排気浄化装置２０および制御装置３０が本発明の排気浄化システムに相当する。
【0025】
排気浄化装置２０は、ディーゼルエンジン１０の排気系（排ガス経路）に配置され、ＤＯＣ２１およびＤＰＦ２２を備えている。ＤＯＣ２１およびＤＰＦ２２は、ＤＯＣ２１が排ガス流れ方向の上流側、ＤＰＦ２２が下流側に配置される。制御装置３０は、排気浄化装置２０の状況を監視し、その状況に応じてディーゼルエンジン１０に適切なタイミングで再生運転モードを行わせる。また、制御装置３０は、ＤＯＣ２１における煤堆積によって触媒効率が低下したときにこれを検知し、この検知に基づいて報知信号を出力する。制御装置３０における排気浄化装置２０の状況監視は、ディーゼルエンジン１０や排気浄化装置２０に備えられたセンサからの出力信号などに基づいて行われるが、図１ではセンサの図示を省略している。
【0026】
まずは、本システムにおける再生運転モードの制御方法について説明する。本システムでは、再生運転モードとしてアシスト再生（第１再生制御）とリセット再生（第２再生制御）との２通りがあり、これらはＤＰＦ２２における煤堆積量（推定量）に基づいて実行される。アシスト再生は、上述したＮＯ２再生処理が実施され、再生速度が比較的遅い再生運転モードとなる。一方、リセット再生は、（ＤＯＣ２１においてＮＯ２を発生させず）Ｏ２によって煤の酸化除去（Ｃ＋Ｏ２→ＣＯ２）を行うＯ２再生処理が実施され、再生速度がアシスト再生よりも早くなる。
【0027】
アシスト再生およびリセット再生の切り替えは、制御装置３０がディーゼルエンジン１０の運転条件を変更することで可能となる。具体的には、アシスト再生時は、ＤＯＣ２１においてＮＯ２が発生しやすくなるように、排気浄化装置２０内が比較的低温(２５０～５００℃程度)になるようにディーゼルエンジン１０の運転条件を変更する。例えば、アシスト再生では、吸気スロットルによる吸気流入量の調整を行ったり、アフター噴射を行ったりする。一方、リセット再生では、ＤＯＣ２１においてＮＯ２が発生しなくなる（あるいは発生しにくくなる）ように、排気浄化装置２０内が比較的高温(５００～７００℃程度)になるようにディーゼルエンジン１０の運転条件を変更する。例えば、リセット再生時は、吸気スロットルによる吸気流入量の調整を行ったり、アフター噴射およびポスト噴射を行ったりすることでディーゼルエンジン１０の排気温度を上昇させる。
【0028】
ＤＰＦ２２における煤堆積量の推定には、一般に、ＤＯＣ２１およびＤＰＦ２２で起こる化学反応に基づいて煤堆積量を計算する方法（以下、Ｃ法）と、ＤＰＦ２２の前後差圧から煤堆積量を計算する方法（以下、Ｐ法）とがある。尚、ＤＯＣ２１およびＤＰＦ２２で起こる化学反応はディーゼルエンジン１０の運転状態に応じて変化するものであるため、Ｃ法では、ディーゼルエンジン１０の運転状態に基づいて煤堆積量を計算することができる。また、Ｐ法では、より詳細には、ＤＰＦ２２の前後差圧と排ガス体積流量とから煤堆積量が計算される。
【0029】
Ｃ法は、ディーゼルエンジン１０や排気浄化装置２０の性能にイレギュラーが無ければ、高精度の推定が可能である、但し、Ｃ法では、ＤＯＣ２１の触媒効率が低下し、アシスト再生でのＤＰＦ２２の自己再生量が減少すると、これに対応することができない。具体的には、Ｃ法により推定される煤堆積量（以下、Ｃ堆積量：第１推定値）が、実際の煤堆積量よりも減少する。一方、Ｐ法は、Ｃ法で考慮できないイレギュラー要因にも対応可能であるが、Ｃ法に比べて推定値が不安定である。
【0030】
ＤＰＦ２２の煤堆積量の推定には、基本的には、推定精度の高いＣ法の適用が好適である。但し、Ｃ法ではＤＯＣ２１における煤堆積に対応することができないため、Ｃ法およびＰ法の両方を併用してもよい。Ｃ法およびＰ法を併用して再生運転モード（アシスト再生またはリセット再生）を行う場合、以下のような方法でモード移行を行うことが考えらる。
・通常運転からアシスト再生への移行：Ｃ堆積量が第１所定値以上の状態が第１所定時間以上続いた場合、もしくは、Ｐ法により推定される煤堆積量（以下、Ｐ堆積量：第２推定値）が第１所定値以上の状態が第２所定時間以上続いた場合に通常運転からアシスト再生へ移行する。このとき、第２所定時間は第１所定時間よりも長くすることが好ましい。
・アシスト再生から通常運転への移行：Ｃ堆積量が第２所定値（＜第１所定値）未満の状態となった場合、もしくは、（リセット再生への移行が発生せずに）アシスト再生が第３所定時間以上続いた場合にアシスト再生から通常運転へ移行する。このとき、第３所定時間は第２所定時間よりも長くすることが好ましい。
・アシスト再生からリセット再生への移行：Ｃ堆積量が“前回値≦今回値”の状態（アシスト再生を行ってもＣ堆積量が減少せず単調増加する状態）が、連続して第４所定時間（＜第３所定時間）以上続いた場合、もしくは、Ｐ堆積量が第１所定値以上の状態が、積算して第４所定時間以上続いた場合にアシスト再生からリセット再生へ移行する。このとき、第４所定時間は、第２所定時間よりも長くすることが好ましい。
・通常運転からアシスト再生への移行：Ｃ堆積量が第１所定値以上の状態が第１所定時間以上続いた場合、もしくは、Ｐ法により推定される煤堆積量（以下、Ｐ堆積量：第２推定値）が第１所定値以上の状態が第２所定時間以上続いた場合に通常運転からアシスト再生へ移行する。このとき、第２所定時間は第１所定時間よりも長くすることが好ましい。
・アシスト再生から通常運転への移行：Ｃ堆積量が第２所定値（＜第１所定値）未満の状態となった場合、もしくは、（リセット再生への移行が発生せずに）アシスト再生が第３所定時間以上続いた場合にアシスト再生から通常運転へ移行する。このとき、第３所定時間は第２所定時間よりも長くすることが好ましい。
・アシスト再生からリセット再生への移行：Ｃ堆積量が“前回値≦今回値”の状態（アシスト再生を行ってもＣ堆積量が減少せず単調増加する状態）が、連続して第４所定時間（＜第３所定時間）以上続いた場合、もしくは、Ｐ堆積量が第１所定値以上の状態が、積算して第４所定時間以上続いた場合にアシスト再生からリセット再生へ移行する。このとき、第４所定時間は、第２所定時間よりも長くすることが好ましい。
【0031】
但し、Ｃ法およびＰ法を併用する場合でも、ＤＯＣ２１において触媒効率が低下した場合には、以下のような問題がある。
（１）Ｃ法による煤堆積量と実際の煤堆積量とのずれが大きくなると、実質的にＰ法による煤堆積量のみで再生運転モードへの移行判定が行われるようになる。Ｐ法は、Ｃ法に比べて推定値が不安定であるため、適切なタイミングでＤＰＦ２２の再生運転が実施されない虞がある。
（２）アシスト再生時のＤＰＦ２２の自己再生量が減少することから、再生運転モードへの突入頻度が増加する。また、アシスト再生からリセット再生への移行頻度も増加する。
（１）Ｃ法による煤堆積量と実際の煤堆積量とのずれが大きくなると、実質的にＰ法による煤堆積量のみで再生運転モードへの移行判定が行われるようになる。Ｐ法は、Ｃ法に比べて推定値が不安定であるため、適切なタイミングでＤＰＦ２２の再生運転が実施されない虞がある。
（２）アシスト再生時のＤＰＦ２２の自己再生量が減少することから、再生運転モードへの突入頻度が増加する。また、アシスト再生からリセット再生への移行頻度も増加する。
【0032】
このため、本システムでは、制御装置３０によってＤＯＣ２１における触媒効率の低下を検知し、これが検知されたときには、ＤＯＣ２１に堆積した煤の除去対処をユーザに促すべく報知を行う（報知信号を出力する）。報知の方法は特に限定されるものではないが、インジケータなどによる表示報知や、アラームなどによる音声報知とすることができる。
【0033】
続いて、本システムにおけるＤＯＣ２１における触媒効率低下検知方法について説明する。先ずは、ＤＯＣ２１における触媒効率低下の判定方法として、以下の３つの手法を説明する。
【0034】
＜低負荷運転判定＞
第１の手法として低負荷運転判定が挙げられる。排ガス中における煤は、ディーゼルエンジン１０が低負荷運転（低負荷領域での運転）を行っているときに発生量が増加する。このため、低負荷領域が多用されていれば、ＤＯＣ２１の触媒効率が低下している可能性が高いと見なすことができる。本例では、制御装置３０において、ディーゼルエンジン１０の低負荷運転時間を計測し、計測した低負荷運転時間が所定値以上の場合に、低負荷領域の多用と判定する。低負荷領域の多用と判定された場合、ＤＯＣ２１に煤堆積が生じて触媒効率が低下している可能性があると判定することができる。図２は、低負荷運転判定の一例を示すフローチャートであり、この低負荷運転判定はディーゼルエンジン１０の運転中は常時行われる。
第１の手法として低負荷運転判定が挙げられる。排ガス中における煤は、ディーゼルエンジン１０が低負荷運転（低負荷領域での運転）を行っているときに発生量が増加する。このため、低負荷領域が多用されていれば、ＤＯＣ２１の触媒効率が低下している可能性が高いと見なすことができる。本例では、制御装置３０において、ディーゼルエンジン１０の低負荷運転時間を計測し、計測した低負荷運転時間が所定値以上の場合に、低負荷領域の多用と判定する。低負荷領域の多用と判定された場合、ＤＯＣ２１に煤堆積が生じて触媒効率が低下している可能性があると判定することができる。図２は、低負荷運転判定の一例を示すフローチャートであり、この低負荷運転判定はディーゼルエンジン１０の運転中は常時行われる。
【0035】
低負荷運転判定では、Ｓ１～Ｓ４において、ディーゼルエンジン１０が低負荷運転を行っているか否かが判定される。具体的には、エンジン排気温度（ディーゼルエンジン１０からの排気温度）が所定の第１温度閾値以下であるか（Ｓ１）、ＤＯＣ後温度（ＤＯＣ２１通過後の排気温度）が所定の第２温度閾値以下であるか（Ｓ２）、負荷率（ディーゼルエンジン１０が出力可能な最大負荷に対する現在の使用負荷の割合）が所定の負荷率閾値以下であるか（Ｓ３）、エンジン回転速度（ディーゼルエンジン１０の回転速度）が所定の回転速度閾値以下であるか（Ｓ４）を判定し、Ｓ１～Ｓ４の全てがＹＥＳ判定であれば、ディーゼルエンジン１０が低負荷運転を行っていると判定される。
【0036】
ディーゼルエンジン１０が低負荷運転を行っていると判定されている間（Ｓ１～Ｓ４の全てでＹＥＳ）は、タイマー計測される低負荷運転時間がカウントアップされる（Ｓ５）。そして、計測されている低負荷運転時間が所定の時間閾値以上となると（Ｓ６でＹＥＳ）、低負荷領域の多用と判定される（Ｓ７）。ディーゼルエンジン１０が低負荷運転を行っていない間（Ｓ１～Ｓ４の何れかでＮＯ）、あるいは、ディーゼルエンジン１０が低負荷運転を行っていても低負荷運転時間が時間閾値未満である間（Ｓ６でＮＯ）は、低負荷領域の多用とは判定されない（未判定：Ｓ８）。未判定の場合は、本フローのスタートに戻って低負荷運転判定が再開される。
【0037】
尚、図２のフローにおいて、Ｓ１～Ｓ４における判定順序は任意に入れ替わってもよい。ディーゼルエンジン１０が低負荷運転を行っているか否かの判定に用いる項目は、図２のフローでは４つ（エンジン排気温度、ＤＯＣ後温度、負荷率およびエンジン回転速度）であるが、これらは任意に増減させてもよい。例えば、ディーゼルエンジン１０における燃料噴射量を判定項目に加えることができる。また、Ｓ５で計測される低負荷運転時間は、ディーラーなどでＤＯＣ２１の煤除去の対処（ＤＯＣ２１の洗浄や交換）がなされたときにリセットされるが、それ以外（ディーゼルエンジン１０の運転停止など）ではリセットされない。
【0038】
また、図２のフローでは、Ｓ１～Ｓ４の全てがＹＥＳ判定の場合に低負荷運転を行っていると判定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｓ１～Ｓ４の少なくとも１つがＹＥＳ判定の場合に低負荷運転を行っていると判定してもよい。すなわち、変形例として、Ｓ１～Ｓ４の何れか１つでもＹＥＳ判定であればＳ５に移行し、Ｓ１～Ｓ４の全てがＮＯ判定の場合にＳ８に移行するようなフローであってもよい。
【0039】
＜再生運転頻度判定＞
第２の手法として再生運転頻度判定が挙げられる。上述したように、ＤＯＣ２１において触媒効率が低下し、アシスト再生時のＤＰＦ２２の自己再生量が減少すれば、再生運転モードへの突入頻度が増加する。このため、再生運転の頻度が高ければ、ＤＯＣ２１の触媒効率が低下している可能性が高いと見なすことができる。本例では、リセット再生間のアシスト再生数をカウントし、このアシスト再生数が所定値を超える場合に再生運転頻度の増加と判定する。再生運転頻度の増加と判定された場合、ＤＯＣ２１に煤堆積が生じて触媒効率が低下している可能性があると判定することができる。図３は、再生運転頻度判定の一例を示すフローチャートであり、この再生運転頻度判定はディーゼルエンジン１０の運転中は常時行われる。
第２の手法として再生運転頻度判定が挙げられる。上述したように、ＤＯＣ２１において触媒効率が低下し、アシスト再生時のＤＰＦ２２の自己再生量が減少すれば、再生運転モードへの突入頻度が増加する。このため、再生運転の頻度が高ければ、ＤＯＣ２１の触媒効率が低下している可能性が高いと見なすことができる。本例では、リセット再生間のアシスト再生数をカウントし、このアシスト再生数が所定値を超える場合に再生運転頻度の増加と判定する。再生運転頻度の増加と判定された場合、ＤＯＣ２１に煤堆積が生じて触媒効率が低下している可能性があると判定することができる。図３は、再生運転頻度判定の一例を示すフローチャートであり、この再生運転頻度判定はディーゼルエンジン１０の運転中は常時行われる。
【0040】
再生運転頻度判定では、最初に、アシスト再生の開始が判定される（Ｓ１１）。、アシスト再生が開始されれば（Ｓ１１でＹＥＳ）、アシスト再生数（初期値は０）がカウントアップ（１増加）され（Ｓ１２）、その後、アシスト再生数が所定の再生数閾値（回数閾値）以上であるか否かが判定される（Ｓ１３）。また、Ｓ１１でＮＯ判定の場合もＳ１３へ移行する。
【0041】
アシスト再生数が再生数閾値以上の場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、リセット再生が開始されるか否かが判定される（Ｓ１４）。Ｓ１４では、アシスト再生からリセット再生への移行が生じるとＹＥＳ判定、アシスト再生から通常運転への移行が生じるとＮＯ判定となる。Ｓ１４でＮＯ判定の場合、リセット再生間のアシスト再生数が所定値を超えることになるため、再生運転頻度の増加と判定される（Ｓ１５）。一方、Ｓ１４でＹＥＳ判定の場合、リセット再生完了後（Ｓ１６）にアシスト再生数が初期値にリセットされる（Ｓ１７）。この場合、リセット再生間のアシスト再生数が所定値を超えることはないため、再生運転頻度の増加とは判定されない（未判定：Ｓ１８）。尚、Ｓ１３またはＳ１６でＮＯ判定の場合も再生運転頻度の増加とは判定されない（未判定：Ｓ１８）。未判定の場合は、本フローのスタートに戻って再生運転頻度判定が再開される。
【0042】
＜Ｃ堆積量／Ｐ堆積量乖離判定＞
第３の手法としてＣ堆積量／Ｐ堆積量乖離判定が挙げられる。上述したように、煤堆積によってＤＯＣ２１の触媒効率が低下すると、Ｃ堆積量が実際の煤堆積量よりも減少する。その結果、Ｃ堆積量とＰ堆積量との間に乖離が発生する。このため、Ｃ堆積量とＰ堆積量との間に乖離が発生していれば、ＤＯＣ２１の触媒効率が低下している可能性が高いと見なすことができる。すなわち、Ｃ堆積量とＰ堆積量との間の乖離大と判定された場合、ＤＯＣ２１に煤堆積が生じて触媒効率が低下している可能性があると判定することができる。図４は、Ｃ堆積量／Ｐ堆積量乖離判定の一例を示すフローチャートであり、このＣ堆積量／Ｐ堆積量乖離判定はリセット再生の直後に行うことが好ましい。
第３の手法としてＣ堆積量／Ｐ堆積量乖離判定が挙げられる。上述したように、煤堆積によってＤＯＣ２１の触媒効率が低下すると、Ｃ堆積量が実際の煤堆積量よりも減少する。その結果、Ｃ堆積量とＰ堆積量との間に乖離が発生する。このため、Ｃ堆積量とＰ堆積量との間に乖離が発生していれば、ＤＯＣ２１の触媒効率が低下している可能性が高いと見なすことができる。すなわち、Ｃ堆積量とＰ堆積量との間の乖離大と判定された場合、ＤＯＣ２１に煤堆積が生じて触媒効率が低下している可能性があると判定することができる。図４は、Ｃ堆積量／Ｐ堆積量乖離判定の一例を示すフローチャートであり、このＣ堆積量／Ｐ堆積量乖離判定はリセット再生の直後に行うことが好ましい。
【0043】
Ｃ堆積量／Ｐ堆積量乖離判定では、最初に、Ｃ堆積量が所定の堆積量閾値以上であるか否かが判定される（Ｓ２１）。リセット再生の直後は、ＤＰＦ２２において煤堆積がほとんど無くなり、Ｃ堆積量も０にリセットされるが、Ｐ堆積量は推定の不安定性さによってある程度の数値を示すことがある。すなわち、ＤＯＣ２１の触媒効率低下と無関係に、Ｃ堆積量とＰ堆積量との間の乖離が生じる場合があり、このような乖離による誤検知を防止するため、Ｃ堆積量がある程度増加してから（Ｓ２１でＹＥＳとなってから）判定を開始すべくＳ２３へ移行する。また、可能性は低いものの、Ｃ堆積量が堆積量閾値に達する前にＰ法によって再生運転モード（アシスト再生）に突入する場合もあり（Ｓ２２でＹＥＳ）、この場合はＣ堆積量とＰ堆積量との間の乖離判定を行うべくＳ２３へ移行する。
【0044】
Ｓ２３では、Ｐ堆積量とＣ堆積量との差分値を求め、この差分値が所定の堆積量差分閾値以上であるか否かが判定される。Ｓ２３でＹＥＳ判定の場合、Ｐ堆積量とＣ堆積量との間に乖離が生じていると判定される（Ｓ２４）。Ｓ２３でＮＯ判定の場合、あるいはＳ２２でＮＯ判定の場合は、Ｐ堆積量とＣ堆積量との間の乖離判定はなされない（未判定：Ｓ２５）。
【0045】
＜触媒効率低下検知＞
ＤＯＣ２１への煤堆積による触媒効率の低下は、上述した３つの手法のうちの１つを用いて、あるいは複数を組み合わせて検知することができる。尚、触媒効率低下検知において３つの手法のうちの１つを用いる場合は、第１の手法（すなわち、低負荷運転判定）を用いることが好ましい。また、複数を組み合わせて用いる場合は、第１の手法に第２の手法（すなわち、再生運転頻度判定）および／または第３の手法（すなわち、Ｃ堆積量／Ｐ堆積量乖離判定）を組み合わせることが好ましい。
ＤＯＣ２１への煤堆積による触媒効率の低下は、上述した３つの手法のうちの１つを用いて、あるいは複数を組み合わせて検知することができる。尚、触媒効率低下検知において３つの手法のうちの１つを用いる場合は、第１の手法（すなわち、低負荷運転判定）を用いることが好ましい。また、複数を組み合わせて用いる場合は、第１の手法に第２の手法（すなわち、再生運転頻度判定）および／または第３の手法（すなわち、Ｃ堆積量／Ｐ堆積量乖離判定）を組み合わせることが好ましい。
【0046】
図５は、触媒効率低下検知の一例を示すフローチャートであり、第１ないし第３の手法の全て組み合わせて触媒効率低下検知を行う場合を例示する。この触媒効率低下検知は、所定の時間間隔（例えば、数秒間隔）で行うことが好ましい。
【0047】
触媒効率低下検知では、Ｓ３１～Ｓ３３において、第１ないし第３の手法のそれぞれでの判定結果（低負荷領域の多用、再生運転頻度の増加またはＰ堆積量とＣ堆積量との乖離）が確認される。Ｓ３１～Ｓ３３の全てがＹＥＳ判定であればＳ３４に移行し、Ｓ３１～Ｓ３３の何れか１つでもＮＯ判定であればＳ３７に移行する。
【0048】
Ｓ３４では、触媒効率低下カウント（初期値０）が所定のカウント数閾値と比較される。そして、触媒効率低下カウントがカウント数閾値以上であれば（Ｓ３４でＹＥＳ）、触媒効率の低下が検知される（Ｓ３５）。触媒効率の低下が検知されれば、制御装置３０が報知信号を出力し、ユーザに対してＤＯＣ２１の洗浄や交換などの対処を促すことができる。一方、触媒効率低下カウントがカウント数閾値未満であれば（Ｓ３４でＮＯ）、触媒効率低下カウントがカウントアップ（１増加）され（Ｓ３６）、Ｓ３７に移行する。Ｓ３７では、現時点で触媒効率の低下は未検知とされる。このように、触媒効率低下カウントがカウント数閾値以上となる場合に触媒効率の低下を検知することで（すなわち、触媒効率低下を示す判定がある程度継続する場合に触媒効率の低下を検知することで）、誤検知の可能性を低減することができる。
【0049】
尚、図５のフローでは、Ｓ３１～Ｓ３３の全てがＹＥＳ判定の場合にＳ３４に移行し、Ｓ３１～Ｓ３３の何れか１つでもＮＯ判定であればＳ３７に移行している。このように、複数の手法を組み合わせて触媒効率低下を検知する場合、全ての手法による判定結果が触媒効率低下を示す場合に触媒効率の低下を検知することで、誤検知の可能性を低減することができる。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、変形例として、Ｓ３１がＹＥＳ判定であり、かつ、Ｓ３２およびＳ３３の何れか一方でもＹＥＳ判定であればＳ３４に移行し、Ｓ３１がＮＯ判定であるか、もしくは、Ｓ３１がＹＥＳ判定であっても、Ｓ３２およびＳ３３の両方がＮＯ判定の場合にはＳ３７に移行するようなフローであってもよい。
【0050】
今回開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【0051】
１０ ディーゼルエンジン
２０ 排気浄化装置（排気浄化システム）
２１ ＤＯＣ（酸化触媒）
２２ ＤＰＦ（微粒子捕集フィルター）
３０ 制御装置（触媒効率低下検知装置、排気浄化システム）
２０ 排気浄化装置（排気浄化システム）
２１ ＤＯＣ（酸化触媒）
２２ ＤＰＦ（微粒子捕集フィルター）
３０ 制御装置（触媒効率低下検知装置、排気浄化システム）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】