CN109944669B - 发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种促进柴油颗粒过滤器再生处理的发动机。通过控制装置的控制来进行催化剂活化处理和之后的柴油颗粒过滤器再生处理，在催化剂活化处理中，将在催化剂的排气出口处的排气的目标温度设定为第一温度区域(E1)，来控制排气节流装置的开度，在柴油颗粒过滤器再生处理中，将所述目标温度设定为第二温度区域(E2)，并且将柴油颗粒过滤器的排气入口的排气的目标温度设定为第三温度区域(E3)，来控制排气节流装置的开度，并且向排气中供给未燃烧燃料，第二温度区域高于第一温度区域，第三温度区域高于第二温度区域，第一温度区域与第二温度区域的温度差(T12)大于第二温度区域与第三温度区域的温度差(T23)。

Description

发动机
技术领域
本发明涉及发动机，详细而言，涉及促进DPF(Diesel particulate filters：柴油颗粒过滤器)再生处理的发动机。
背景技术
以往，发动机具有：排气导出路径，设置有排气节流装置、催化剂、DPF以及排气温度传感器；以及控制装置，使排气温度传感器和排气节流装置建立关联(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2010-185340号公报(参照图1、图2)。
发明内容
问题点：DPF再生处理可能停滞。
在专利文献1的发动机中，通过控制装置的控制，来进行催化剂活化处理和催化剂活化处理之后的DPF再生处理，但是当从催化剂活化处理转移到DPF再生处理时，排气节流装置急剧打开，从而排压急剧下降，由此，排气的温度急剧下降，从而可能会导致基于后喷射等的未燃烧燃料的供给被停止，因此，DPF再生可能会停滞。
本发明的目的在于，提供一种促进DPF再生的发动机。
本发明的技术方案具体如下。
如图1(A)～图1C所示，本发明的发动机具有配置于柴油颗粒过滤器12的排气上游侧的催化剂4、排气温度传感器9、排气节流装置8、以及使排气温度传感器9和排气节流装置8建立关联的控制装置10，
如图1(A)～图1C、图4所示，通过控制装置10的控制，来进行催化剂活化处理和催化剂活化处理之后的柴油颗粒过滤器再生处理，在催化剂活化处理中，将在催化剂4的排气出口4b处的排气5的目标温度设定为第一温度区域E1，来控制排气节流装置8的开度，在柴油颗粒过滤器再生处理中，将所述目标温度设定为第二温度区域E2，并且将柴油颗粒过滤器12的排气入口12a的排气5的目标温度设定为第三温度区域E3，来控制排气节流装置8的开度，并且向排气5中供给未燃烧燃料，
如图4所示，第二温度区域E2高于第一温度区域E1，第三温度区域E3高于第二温度区域E2，第一温度区域E1与第二温度区域E2的温度差T12大于第二温度区域E2与第三温度区域E3的温度差T23。
本发明具有以下效果。
(效果)促进DPF再生。
当从催化剂活化处理转移到DPF再生处理时，即便因未燃烧燃料的催化剂燃烧而排气5升温，在将高的第二温度区域E2作为目标温度的DPF再生处理中，也能够使排气节流装置8的打开变缓慢，因此，难以发生伴随着排气节流装置8的急速打开的意外情况，即，因背压的急速下降导致排气5的温度急速下降，从而基于后喷射等的未燃烧燃料的供给被停止，DPF再生停滞的意外情况，由此，能够促进DPF再生。
附图说明
图1A～图1C是用于说明本发明的第一实施方式的发动机的排气装置的示意图，图1A示出了基本例，图1B示出了催化剂箱的安装结构不同的变形例，图1C示出了排气温度传感器的配置不同的变形例。
图2是用于说明图1的发动机的水冷装置的示意图。
图3是用于说明图1的发动机的堵塞消除模式的控制的流程图。
图4是用于说明图1的发动机的DPF再生模式的控制的流程图。
图5是用于说明本发明的第二实施方式的发动机的水冷装置的示意图。
附图标记的说明：
4：催化剂
4a：排气入口
4b：排气出口
5：排气
8：排气节流装置
9：排气温度传感器
10：控制装置
12：DPF
12a：排气入口
E0：焚烧温度区域
E1：第一温度区域
E2：第二温度区域
E3：第三温度区域
T12：温度差
T23：温度差
具体实施方式
图1～图4是用于说明本发明的第一实施方式的发动机的图，图5是用于说明本发明的第二实施方式的发动机的图。
在各个实施方式中，均使用了立式的水冷直列多气缸柴油发动机。
对本发明的第一实施方式的发动机进行说明。
如图1A所示，该发动机具有气缸体20a和设置于气缸体20a的上部的气缸盖20b。将曲轴14的架设方向作为前后方向，将其中一个方向作为前，将另一个方向作为后，在气缸体20a的前部组装有冷却水泵25和定时传动箱15。在冷却水泵25的泵输入轴上安装有发动机冷却风扇16，冷却水泵25和发动机冷却风扇16经由风扇带17被曲轴14驱动。在发动机冷却风扇16的前方配置有散热器26。在气缸体20a的后部配置有安装于曲轴14的后端部的飞轮14a。
如图1A所示，将发动机的宽度方向作为横向，在气缸盖20b的横向一侧组装有排气歧管1，从排气歧管1的歧管出口1a导出排气导出路径2。排气导出路径2具有从排气上游侧依次配置的增压器6、催化剂箱3、排气节流装置8以及排气净化箱18，从排气歧管1的歧管出口1a流出的排气5依次通过增压器6的涡轮、催化剂箱3、排气节流装置8以及排气净化箱18之后被放出。
如图1A所示，在气缸盖20b的横向另一侧组装有吸气歧管30，增压器6的压缩机出口6b经由增压管31与吸气歧管30的歧管入口30a连接，空气净化器33经由气流传感器箱32与压缩机入口6c连接，空气34依次经由空气净化器33、增压器6的压缩机、增压管31、歧管入口30a向吸气歧管30供给。
如图1A所示，从排气歧管1导出EGR(Exhaust Gas Recirculation：排气再循环)气体导出路径19，EGR气体导出路径19从导出上游侧依次具有EGR冷却器23和EGR阀装置27，EGR气体导出路径19的导出端与吸气歧管30的歧管入口30a连接，从排气歧管1的排气5分流的排气的一部分作为EGR气体23a依次经由EGR冷却器23、EGR阀装置27向吸气歧管30供给。
该发动机具有共轨式燃料喷射装置的燃料喷射阀35和控制该燃料喷射阀35的开阀的控制装置10，控制装置10基于由规定的传感器检测出的发动机目标转速、发动机实际转速、发动机负载、吸气量以及吸气温度，设定从燃料喷射阀35喷射燃料的喷射时刻和喷射量。
控制装置10使用发动机ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。ECU是电子控制单元的简称，是微型计算机。
如图1A、图1B所示，该发动机具有：排气歧管1；排气导出路径2，从排气歧管1的歧管出口1a导出；催化剂箱3，设置于排气导出路径2；以及催化剂4，容纳于催化剂箱3。
将曲轴14的架设方向作为前后方向，排气歧管1和催化剂箱3均沿前后方向架设，且沿与前后方向正交的方向排列配置。
该发动机具有以下优点。
由于催化剂箱3配置于靠近排气歧管1的歧管出口1a的位置，因此，从歧管出口1a流出的排气5的温度很难在到达催化剂4之前下降，从而促进催化剂4的活化。
来自于催化剂箱3的放热被来自于排气歧管1的壁1b的辐射热抑制，从而催化剂4的温度难以下降，因此，容易保持催化剂4的活化温度。
排气歧管1和催化剂箱3上下配置，催化剂箱3在上，排气歧管1在下。
催化剂箱3由金属制造，在排气歧管1的上侧的壁1b的上方沿该壁1b配置。
排气歧管1和催化剂箱3也可以配置为，催化剂箱3在下，排气歧管1在上。
排气歧管1和催化剂箱3也可以以相同的高度左右横向排列配置，也可以以不同的高度左右横向排列配置。
该排气节流装置8的排气上游侧的催化剂4是对排气5中的有害成分进行净化，使未燃烧燃料催化燃烧的排气净化和排气升温用的催化剂。
催化剂4使用DOC(Diesel oxidation catalysts：柴油发动机氧化催化剂)。DOC是柴油发动机氧化催化剂的简称。DOC是在内部沿轴长方向的多个单元贯通状地并排设置的流通蜂窝型催化剂。在DOC的单元内担载有氧化催化剂成分。在DOC中，排气5中的HC(碳化氢)和CO(一氧化碳)被氧化而变为H2O(水)和CO2。另外，在DOC中，供给至排气5中的未燃烧燃料被催化燃烧，从而排气5的温度上升，由此，实现配置于下游的DPF12的再生。在使用催化剂下游侧催化剂13来替代DPF12的情况下，其温度上升，实现活化。
DPF(Diesel particulate filters)是柴油颗粒过滤器的简称，用于捕获排气5中含有的PM。PM(particulate matter)是粒子状物质的简称。
DPF12为在内部沿轴长方向并排设置有多个单元，相邻的单元的排气入口12a和排气出口12b交替密封的壁流蜂窝型。
排气节流装置8的排气上游侧的催化剂4能够使用SCR催化剂、NOX储存还原催化剂。
SCR催化剂是选择催化还原(Selective Catalytic Reduction)型的催化剂的简称，使用在内部沿轴长方向的多个单元贯通状地并排设置的流通蜂窝型的催化剂，在其排气上游侧配置有尿素水喷射器，通过将尿素水向排气中喷射，在高温下获得氨气，通过该氨来还原NOX(氮氧化物)，从而获得N2(氮气)和H2O(水蒸汽)。
NOX储存还原催化剂是临时储存排气中的NOX，然后进行还原(N2化)的催化剂。
如图1A所示，具有设置于排气歧管1的歧管出口1a的增压器6，催化剂箱3设置于增压器6的涡轮出口6a。
该发动机具有以下优点。
由于催化剂箱3配置于靠近排气歧管1的歧管出口1a的位置，从而容易促进催化剂4的活化。
如图1B所示，催化剂箱3的安装也可以按如下方式变形。
即，可以具有安装于排气歧管1的歧管出口1a的排气中继管7，催化剂箱3可以安装于排气中继管7的中继管出口7a。
在该情况下，发动机具有与上述相同的以下优点。
即，催化剂箱3配置于靠近排气歧管1的歧管出口1a的位置，从而容易促进催化剂4的活化。
排气中继管7使用了弯管。
如图1A所示，具有设置于催化剂4的排气下游的排气节流装置8。
该发动机具有以下优点。
由于因排气节流装置8的节流所引起的背压的上升，排气5的温度上升，催化剂4的温度上升，从而促进附着于催化剂4的排气入口4a的未燃烧附着物的焚烧、催化剂4的活化。
附着于催化剂4的排气入口4a的未燃烧附着物是主喷射燃料中的未燃烧燃料和PM的混合物，在发动机负载小且排气温度低的情况下，容易堆积于催化剂4，从而使催化剂4的排气入口4a堵塞。
如图1A所示，具有排气温度传感器9和控制装置10，所述排气温度传感器9配置于催化剂4与排气节流装置8之间，所述控制装置10使排气温度传感器9和排气节流装置8建立关联，控制装置10基于由排气温度传感器9检测出的排气5的温度，调节排气节流装置8的开度。
在该情况下，该发动机具有以下优点。
通过直接检测排气节流装置8的上游侧的排气5的温度的排气温度传感器9，能够迅速地检测出排气节流装置8的上游侧的排气5的温度的上升，因此，排气节流装置8的开度的控制延迟很难发生，从而排气5的温度不会过度上升，由此，能够抑制排气节流装置8的热老化。
如图1C所示，具有配置于排气节流装置8的排气下游侧且紧挨着排气节流装置8的位置的排气温度传感器9和使排气温度传感器9与排气节流装置8建立关联的控制装置10，控制装置10基于由排气温度传感器9检测出的排气5的温度，调节排气节流装置8的开度。
在该情况下，该发动机具有以下优点。
通过用于检测排气节流装置8的排气下游侧且紧挨着排气节流装置8的位置的排气5的温度的排气温度传感器9，能够迅速地检测出排气节流装置8的上游侧的排气5的温度的上升，因此，排气节流装置8的开度的控制延迟很难发生，从而排气5的温度不会过度上升，由此，能够抑制排气节流装置8的热老化。
从排气节流装置8到排气温度传感器9的间隔距离充分小于从排气节流装置8到节流下游侧催化剂11的间隔距离，优选为前者小于后者的二分之一，更优选为小于后者的三分之一。
如图1A所示，具有配置于排气节流装置8的下游的节流下游侧催化剂11，控制装置10基于由所述排气温度传感器9检测出的排气5的温度，推定排气节流装置8的节流下游侧催化剂11的排气入口11a侧的排气5的温度，并基于该排气5的温度的推定，进行使用节流下游侧催化剂11的排气处理的控制。
该发动机具有以下优点。
由于在排气节流装置8的控制中使用的排气温度传感器9还兼用于使用节流下游侧催化剂11的排气处理的控制中，从而排气温度传感器的数量变少。
该节流下游侧催化剂11也能够使用与节流上游侧的催化剂4相同的催化剂。该节流下游侧催化剂11使用与节流上游侧的催化剂4相同的DOC。
如图1A所示，使用了节流下游侧催化剂11的排气处理伴随利用节流下游侧催化剂11使供给至排气5中的未燃烧燃料催化燃烧的排气升温处理。
该发动机具有以下优点。
通过节流下游侧催化剂11的排气升温处理，能够促进DPF12的再生。
节流下游侧催化剂11和DPF12被容纳于排气净化箱18，节流下游侧催化剂11被配置于排气上游侧，DPF12被配置于排气下游侧。
水冷装置的结构如下。
如图2所示，具有用于对发动机主体20进行水冷的主水路21和从主水路21分支的旁通水路22，排气节流装置8与旁通水路22相连接。
该发动机具有以下优点。
通过排气5被加热的排气节流装置8被水冷，排气节流装置8的温度下降，从而抑制排气节流装置8的热老化。
排气节流装置8具有排气节流阀8a、阀壳体8b、沿着阀壳体8b的水套8c、以及贯通水套8c的阀驱动促动器8d，流向排气节流装置8的旁通冷却水22a通过水套8c，对阀壳体8b和阀驱动促动器8d进行水冷。
如图2所示，具有EGR冷却器23和从用于对发动机主体20进行水冷的主水路21分别单独地分支的一对旁通水路22、24，排气节流装置8和EGR冷却器23与一对旁通水路22、24分别单独地连接。
该发动机具有以下优点。
与排气节流装置8和EGR冷却器23分别单独地连接的一对旁通水路22、24的各个水路阻抗小，流向排气节流装置8的旁通冷却水22a的供给量多，因此，排气节流装置8的温度下降，从而能够抑制排气节流装置8的热老化。
一对旁通水路22、24的各个水路阻抗小，流向EGR冷却器23的旁通冷却水24a的供给量变多，因此，EGR气体23a的温度下降，从而EGR气体23a的密度变高，EGR率变高。
EGR冷却器23具有：多个放热管23b，使EGR气体23a通过；以及水套23c，围绕并列设置的放热管23b，利用通过水套23c的旁通冷却水24a对EGR气体23a进行水冷。
如图2所示，主水路21构成为，通过冷却水泵25的驱动，使主冷却水21a按照气缸体20a的水套20d、气缸盖20b的水套20e、散热器26的顺序循环。
连接有EGR冷却器23的旁通水路24从气缸体20a的水套20d分支。
该发动机具有以下优点。
从在气缸盖20b变为高温之前的温度较低的主冷却水21a分流的旁通冷却水24a被供给到EGR冷却器23，从而EGR冷却器23的冷却性能提高。
连接有排气节流装置8的旁通水路22从气缸盖20b的水套20e分支。
该发动机具有以下优点。
由于吸收了气缸体20a和气缸盖20b的热的具有合适的温度的旁通冷却水22a被供给到高温的排气节流装置8，从而能够抑制因排气节流装置8的过度冷却而引起的动作不良。
如图2所示，将曲轴14的架设方向作为前后方向，将其中任意一个方向作为前侧，将另一个方向作为后侧，气缸盖20b的水套20e在前侧具有用于向散热器26送出主冷却水21a的主冷却水出口20c，连接有排气节流装置8的旁通水路22从气缸盖20b的水套20e的后侧分支。
该发动机具有以下优点。
从到达主冷却水出口20c之前的温度较低的主冷却水21a分流的旁通冷却水22a被供给到排气节流装置8，从而排气节流装置8的冷却性能提高。
如图2所示，具有EGR阀装置27，EGR阀装置27与所述一对旁通水路22、24以外的从主水路21分支的旁通水路28连接。
该发动机具有以下优点。
没有与EGR冷却器23和排气节流装置8连接的旁通水路28的水路阻抗小，从而流向EGR阀装置27的旁通冷却水28a的供给量变多，因此，EGR阀装置27的温度下降，从而能够抑制EGR阀装置27的热老化。
EGR阀装置27具有EGR阀27a、阀壳体27b、沿着阀壳体27b的水套27c、以及贯通水套27c的阀驱动促动器27d，流向EGR阀装置27的旁通冷却水28a通过水套27c，对阀壳体27b和阀驱动促动器27d进行水冷。
如图2所示，与EGR阀装置27连接的旁通水路28从气缸体20a的水套20d分支。
该发动机具有以下优点。
从在气缸盖20b变为高温之前的温度较低的主冷却水21a分流的旁通冷却水28a被供给到EGR阀装置27，从而提高EGR阀装置27的冷却性能。
发动机的控制流程如下。
在该发动机中，利用控制装置10来进行以下控制。
在判断为催化剂4的排气入口4a被未燃烧附着物堵塞的情况下，实施图3所示的堵塞消除模式。
在PM堆积于DPF12，且存在DPF再生要求的情况下，实施图4所示的DPF再生模式。
在堵塞消除模式的实施中存在DPF再生要求的情况下，在利用堵塞消除模式来消除催化剂4的排气入口4a的堵塞之后，实施DPF再生模式。
在DPF再生模式的实施中催化剂4的堵塞判定结果为肯定的情况下，在利用堵塞消除模式来消除催化剂4的排气入口4a的堵塞之后，重新开始DPF再生模式。
如图3所示，在步骤S1中判定催化剂4的排气入口4a是否被未燃烧附着物堵塞。若在步骤S1中的堵塞的判定为否定，则重复步骤S1，直到判定为肯定为止。
当由催化剂4的排气出口4b的排气温度传感器9检测出的排气5的温度持续保持规定的低温状态的时间的累积没有达到规定时间的情况下，推定为没有堵塞，在步骤S1中的判定为否定，在上述时间的累积达到规定时间的情况下，推定为堵塞，在步骤S1中的判定为肯定。也可以检测催化剂4的排气入口4a与排气出口4b的差压，当差压在规定压以上的情况下，堵塞的判定为肯定，当差压小于规定压的情况下，堵塞的判定为否定。
若在步骤S1的判定为肯定，则转移到步骤S2-1。
在步骤S2-1中，判定由所述排气温度传感器9检测出的排气5的温度是否处于附着于排气入口4a的未燃烧附着物的焚烧温度区域内，若判定为肯定，则转移到步骤S3。若在步骤S2-1的判定为否定，则在步骤S2-2中调节排气节流装置8的开度。焚烧温度区域设定为例如400℃～450℃，在排气5的检测温度低于该区域的情况下，以使排气节流装置8的开度变小的方式进行调节，在排气5的温度高于该区域的情况下，以使排气节流装置8的开度变大的方式进行调节。
在步骤S3中，判定催化剂4的堵塞是否已消除。若在步骤S3中的判定为肯定，则转移到步骤S4。若在步骤S3的判定为否定，则返回步骤S2-1。
在步骤S3中，在由所述排气温度传感器9检测出的排气5的温度保持为未燃烧附着物的焚烧温度的时间累积到达了规定时间的情况下，推定为堵塞已消除，在步骤S3中的判定为肯定，在上述时间的累积没有到达规定时间的情况下，推定为堵塞没有消除，在步骤S3中的判定为否定。也可以检测催化剂4的排气入口4a和排气出口4b的差压，在差压小于规定压的情况下，在步骤S3中的判定为肯定，在差压在规定压以上的情况下，在步骤S3中的判定为否定。
在步骤S4中，使排气节流装置8的开度变为全开，返回步骤S1。
如图4所示，在步骤S5中，判定是否存在DPF再生要求，若再生要求判定为肯定，则转移到步骤S6-1，变为DPF再生模式。
DPF再生要求在堆积于DPF12的PM的堆积推定值达到规定值的情况下由控制装置10进行。
就PM的堆积推定值而言，检测并计算出DPF12的排气入口12a与排气出口12b的差压，在差压在规定压以上的情况下，要求DPF再生，在差压小于规定压的情况下，不要求DPF再生。
在图4所示的DPF再生模式中，将由所述排气温度传感器9检测出的排气5的目标排气温度设定在适合催化剂4和节流下游侧催化剂11的活化的催化剂活化温度区域内。
在图4所示的步骤S6-1中，判定由所述排气温度传感器9检测出的排气5的温度是否在催化剂活化温度区域内，若在步骤S6-1中的判定为肯定，则转移到步骤S7。若在步骤S6-1中的判定为否定，则在步骤S6-2调节排气节流装置8的开度，返回步骤S6-1。
催化剂活化温度区域设定为例如，250℃～300℃，在由所述排气温度传感器9检测出的排气5的温度低于该区域的情况下，以使排气节流装置8的开度变小的方式进行调节，在排气5的温度高于该区域的情况下，以使排气节流装置8的开度变大的方式进行调节，以使排气5的温度被包含在作为目标排气温度的催化剂活化温度区域内。
在排气5的温度到达作为目标排气温度的催化剂活化温度区域之后，通过控制装置10将由所述排气温度传感器9检测出的排气5的目标排气温度设定在适合DPF12的再生温度的DPF再生温度区域。DPF再生温度区域高于催化剂活化温度区域，例如设定为500℃～550℃。
由此，DPF12的排气入口12a的温度被调节为适合DPF12的再生的600℃～650℃。
在步骤S7中，进行后喷射，并转移到步骤S8-1。
后喷射是指，在燃烧周期中由燃料喷射阀35进行主喷射之后，在膨胀行程或排气行程中向燃烧室36进行的燃料喷射。
通过后喷射向排气5中供给的未燃烧燃料，通过催化剂4和节流下游侧催化剂11被催化燃烧，因此，排气5的温度上升，焚烧并去除堆积于DPF12的PM，使DPF12再生。
由控制装置10基于由气流传感器箱32检测出的吸气量、由催化剂4与排气节流装置8之间的背压传感器40和排气温度传感器9检测出的背压和排气5的温度、以及由DPF12的排气入口12a的排气温度传感器38检测出的排气5的温度等，设定并控制从燃料喷射阀35喷射的后喷射的喷射时刻和喷射量。
除了后喷射之外，还能够通过排气管喷射来进行向排气5供给未燃烧燃料，所述排气管喷射是在排气导出路径2中由燃料喷射喷嘴喷射燃料的喷射。
在步骤S8-1中，判定由所述排气温度传感器9检测出的排气5的温度是否在催化燃烧温度区域内，若在步骤S8-1中的判定为肯定，则转移到步骤S9，若在步骤S8-1中的判定为否定，则在步骤S8-2中调节排气节流装置8的开度，并返回步骤S7。在由排气温度传感器9检测出的排气5的温度低于催化燃烧温度区域的情况下，以使排气节流装置8的开度变小的方式进行调节，在排气5的温度高于该区域的情况下，以使排气节流装置8的开度变大的方式进行调节，以使排气5的检测温度被包含在作为目标排气温度的催化燃烧温度区域内。
在步骤S9中，判定由DPF12的排气入口12a的排气温度传感器38检测出的排气5的温度是否在DPF再生温度区域内，若在步骤S9中的判定为否定，则转移到步骤S10，若在步骤S9中的判定为肯定，则返回步骤S7。
在步骤S10中，判定DPF再生是否结束，若判定为肯定，则在步骤S11中使排气节流装置8的开度变为全开，并返回步骤S5。若在步骤S10中的判定为否定，则返回步骤S7。
在由DPF12的排气入口12a的排气温度传感器38检测出的排气5的温度保持为DPF再生温度区域的时间的累积达到规定时间的情况下，在步骤S10中的判定为肯定，在未达到的情况下，在步骤S10中的判定为否定。该DPF再生温度区域设定为例如600℃～650℃。也可以利用差压传感器37检测DPF12的排气入口12a与排气出口12b的差压，在差压小于规定压的情况下，在步骤S10中的判定为肯定，在差压在规定压以上的情况下，在步骤S10中的判定为否定。在由DPF12的排气出口12b侧的排气温度传感器39检测出的排气5的温度达到超过规定的上限温度的异常温度的情况下，使DPF再生紧急停止。上限温度设定为例如700℃。
与DPF再生相关的主要结构和优点如下。
如图1A～图1C所示，具有配置于DPF12的排气上游侧的催化剂4、排气温度传感器9、排气节流装置8、以及使排气温度传感器9与排气节流装置8建立关联的控制装置10。
如图1A～图1C、图4所示，通过控制装置10的控制来进行催化剂活化处理和催化剂活化处理之后的DPF再生处理，在催化剂活化处理中，将催化剂4的排气出口4b处的排气5的目标温度设定为第一温度区域E1，来控制排气节流装置8的开度，在DPF再生处理中，将所述目标温度设定为第二温度区域E2，并且将DPF12的排气入口12a的排气5的目标温度设定为第三温度区域E3，来控制排气节流装置8的开度，并且向排气5中供给未燃烧燃料。
如图4所示，设定为第二温度区域E2高于第一温度区域E1，第三温度区域E3高于第二温度区域E2，第一温度区域E1和第二温度区域E2的温度差T12大于第二温度区域E2与第三温度区域E3的温度差T23。
该发动机具有以下优点。
即便在从催化剂活化处理转移到DPF再生处理时，因未燃烧燃料的催化燃烧而排气5升温，在将高的第二温度区域E2作为目标温度的DPF再生处理中，也可以使排气节流装置8的打开变为缓慢，因此，难以发生伴随排气节流装置8的急剧的打开的意外情况，即，因背压的快速下降导致排气5的温度急速下降，从而基于后喷射等的未燃烧燃料的供给被停止，DPF再生停滞的意外情况，由此，促进了DPF再生。
如图4所示，催化剂活化的第一温度区域E1与催化燃烧的第二温度区域E2的温度差T12为最小200℃～最大300℃的范围，催化燃烧的温度区域E2与DPF再生的第三温度区域E3的温度差T23为最小50℃～最大150℃的范围。
如图4所示，温度差T12、T23的比率最大为300：50，最小为200：150，即，最大为6∶1，最小为1.3∶1。
若温度差T12、T23的比率超过6∶1而温度差T12变大，则催化燃烧的第二温度区域E2变得过高，排气节流装置8容易热老化，若低于1.3∶1而温度差T12变小，则催化燃烧的第二温度区域E2变得过低，在DPF再生处理中的排气节流装置8的打开变得急剧，从而容易产生伴随排气节流装置8的急剧的打开而发生意外情况，即，因背压的急速下降导致排气5的温度急剧下降，从而基于后喷射等的未燃烧燃料的供给被停止，DPF再生停滞的意外情况，由此DPF再生停滞。
若排气5的温度低于催化剂活化温度区域，则后喷射被停滞。
如图1A～图1C、图3所示，在催化剂4的排气入口4a被未燃烧附着物堵塞的情况下，通过控制装置10的控制来进行堵塞消除处理，在堵塞消除处理中，催化剂4的排气入口4a处的排气5的目标温度被设定为未燃烧附着物的焚烧温度区域E0，控制排气节流装置8的开度。
该发动机具有以下优点。
通过堵塞消除处理，堵塞催化剂4的排气入口4a的未燃烧附着物被焚烧，从而抑制催化剂4的排气入口4a的堵塞。
下面对第二实施方式进行说明。
第二实施方式的发动机与第一实施方式相比，具有以下不同点。
如图5所示，在旁通水路22上串联地连接有排气节流装置8和EGR阀装置27。
该发动机具有以下优点。
因旁通水路22的共用，旁通水路的数量变少。
另外，由于连接有排气节流装置8和EGR阀装置27的旁通水路22没有与EGR冷却器23连接，因此，无需担心向EGR冷却器23供给的旁通冷却水24a的供给量因排气节流装置8和EGR阀装置27的水路阻力而变少，从而能够有效地保持EGR冷却器23的冷却效率，因此，EGR率不会下降。
如图5所示，在所述旁通水路22的上游侧连接有EGR阀装置27，在下游侧连接有排气节流装置8。
在该发动机中，吸收EGR阀装置27的热的温度适合的旁通冷却水22a被供给到高温的排气节流装置8，从而能够抑制因排气节流装置8的过度冷却所引起的动作不良。
如图1A所示，EGR阀装置27相比EGR冷却器23更靠EGR气体23a的流路下游侧配置。
在该发动机中，由于向EGR阀装置27供给被EGR冷却器23冷却的温度较低的EGR气体23a，因此，EGR阀装置27的热负荷小，如图5所示，即便在旁通冷却水22a的供给量因排气节流装置8的水路阻力而减少的情况下，也不会阻碍EGR阀装置27的冷却，从而能够抑制EGR阀装置27的热老化。
如图5所示，主水路21构成为，通过冷却水泵25的驱动，使主冷却水21a按照气缸体20a的水套20d、气缸盖20b的水套20e、散热器26的顺序循环。
所述旁通水路22从气缸体20a的水套20d导出。
该发动机具有以下优点。
从在气缸盖20b变为高温之前的温度较低的主冷却水21a分流的旁通冷却水22a被供给到EGR阀装置27和排气节流装置8，因此，能够提高EGR阀装置27和排气节流装置8的冷却性能。
如图5所示，连接有排气节流装置8的旁通水路22从气缸体20a的水套20d导出。
该发动机具有以下优点。
从在气缸盖20b变为高温之前的温度较低的主冷却水21a分流的旁通冷却水22a被供给到排气节流装置8，因此，能够提高排气节流装置8的冷却性能。
如图5所示，连接有EGR阀装置27的旁通水路22是从气缸体20a的水套20d导出的。
该发动机具有以下优点。
从在气缸盖20b变为高温之前的温度较低的主冷却水21a分流的旁通冷却水22a被供给到EGR阀装置27，因此，能够提高EGR阀装置27的冷却性能。
其他结构和功能与第一实施方式的发动机相同，在图5中，对与第一实施方式相同的构件赋予与图2等相同的附图标记。

Claims (4)

1.一种发动机，其特征在于，
具有配置于柴油颗粒过滤器(12)的排气上游侧的催化剂(4)、排气温度传感器(9)、排气节流装置(8)、以及使排气温度传感器(9)和排气节流装置(8)建立关联的控制装置(10)，
通过控制装置(10)的控制，来进行催化剂活化处理和催化剂活化处理之后的柴油颗粒过滤器再生处理，在催化剂活化处理中，将在催化剂(4)的排气出口(4b)处的排气(5)的目标温度设定为第一温度区域(E1)，来控制排气节流装置(8)的开度，在柴油颗粒过滤器再生处理中，将所述目标温度设定为第二温度区域(E2)，并且将柴油颗粒过滤器(12)的排气入口(12a)的排气(5)的目标温度设定为第三温度区域(E3)，来控制排气节流装置(8)的开度，并且向排气(5)中供给未燃烧燃料，
第二温度区域(E2)高于第一温度区域(E1)，第三温度区域(E3)高于第二温度区域(E2)，第一温度区域(E1)与第二温度区域(E2)的温度差(T12)大于第二温度区域(E2)与第三温度区域(E3)的温度差(T23)，
在所述催化剂(4)的排气出口(4b)与柴油颗粒过滤器(12)的排气入口(12a)之间隔着排气节流装置(8)，所述催化剂(4)的排气出口(4b)相比柴油颗粒过滤器(12)的排气入口(12a)更靠排气上游侧，在柴油颗粒过滤器再生处理的最初，以所述第二温度区域(E2)的温度作为所述催化剂(4)的排气出口(4b)处的排气的目标温度，来控制排气节流装置(8)的开度。
2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，
排气温度传感器(9)配置于催化剂(4)与该催化剂(4)的排气下游侧的排气节流装置(8)之间。
3.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，
排气温度传感器(9)配置于催化剂(4)的排气下游侧的排气节流装置(8)的排气下游位置且紧挨着排气节流装置(8)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发动机，其特征在于，
在催化剂(4)的排气入口(4a)被未燃烧附着物堵塞的情况下，通过控制装置(10)的控制，来进行堵塞消除处理，在堵塞消除处理中，将催化剂(4)的排气入口(4a)处的排气(5)的目标温度设定为未燃烧附着物的焚烧温度区域(E0)，来控制排气节流装置(8)的开度。
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