JP2005282535A - Operating device for engine exhaust throttle valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気系に設置された排気絞り弁、例えば、ディーゼルエンジンの排気ガス後処理装置の下流に設置された排気絞り弁、を操作する流体圧アクチュエータの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a fluid pressure actuator that operates an exhaust throttle valve installed in an exhaust system of an engine, for example, an exhaust throttle valve installed downstream of an exhaust gas aftertreatment device of a diesel engine.
環境対策の重要な一環として、車両用エンジンに対し、排気ガス中の有害成分とされる窒素酸化物(NOx)あるいは炭化水素(HC)等の規制が実施される一方、有害成分の低減に向けて各種の技術の開発が精力的に行われている。特に、ディーゼルエンジンに対する、特にディーゼルエンジン排気ガスの規制は、近年、逐次強化されるとともに、将来もより厳しい規制が実施される傾向にある。ディーゼルエンジンは、シリンダ内に供給される空気を圧縮し、高温高圧となった空気中に燃料を噴射して燃焼させるエンジンであって、ガソリンエンジンと比べ一般的に熱効率が高い。したがって、二酸化炭素(CO2)の排出量はその分少なくなるという特性を有しているものの、粒子状物質(パティキュレート:、PM)及びNOxについては、その削減が強く要請されている。 As an important part of environmental measures, regulations for nitrogen oxides (NOx) or hydrocarbons (HC), which are considered harmful components in exhaust gas, are implemented for vehicle engines, while reducing harmful components Various technologies are being developed vigorously. In particular, regulations on diesel engines, particularly diesel engine exhaust gas, have been gradually strengthened in recent years, and there is a tendency that more stringent regulations will be implemented in the future. A diesel engine is an engine that compresses air supplied into a cylinder and injects fuel into air that has become high temperature and pressure and burns it, and generally has higher thermal efficiency than a gasoline engine. Therefore, although the emission amount of carbon dioxide (CO 2 ) has a characteristic of being reduced by that amount, reduction of particulate matter (particulate: PM) and NOx is strongly demanded.
PMは、シリンダ内に噴射された燃料の不完全燃焼により、炭素や燃料の未燃焼成分が微小な粒子として排出されるものである。ディーゼルエンジンでは、噴射された燃料と空気との混合不良などに起因して、その運転状態によってはPMの発生量が増大する。ことに、NOxの低減を目的として、ディーゼルエンジンのシリンダ内に空気と混合して排気ガスを再循環する、いわゆるEGRを行う場合には、シリンダ内に供給される空気量の減少や燃焼最高温度の低下のため、PMの発生量が多くなる傾向にあるので、PMの低減とNOxの低減とは背反的な面がある。 In PM, carbon and unburned components of fuel are discharged as fine particles due to incomplete combustion of fuel injected into a cylinder. In a diesel engine, the amount of PM generated increases depending on the operating state due to poor mixing of injected fuel and air. In particular, for the purpose of reducing NOx, when performing so-called EGR, which is mixed with air in a diesel engine cylinder and recirculates exhaust gas, the amount of air supplied into the cylinder is reduced or the maximum combustion temperature Since the amount of generated PM tends to increase due to the decrease in PM, the reduction of PM and the reduction of NOx are contradictory.
PMの排出を防止するには、ディーゼルエンジンの排気系にディーゼル・パティキュレート・フィルタ(DPF)と呼ばれるフィルタを装着し、このDPFによってPMを捕捉する技術がある。DPFは、通常、多孔質のコーディエライト等のセラミック体に格子状に区画された多数の細い通路を軸方向に設け、隣り合う通路の出入口を交互に目封じしたものである。ディーゼルエンジンの排気ガスは、隣り合う通路間の多孔質セラミックの壁を通過して下流に流れ、このときに微粒子であるPMが捕集される。多孔質のセラミック体を使用する代わりに、セラミック繊維等の耐熱性繊維からなる目の細かな不織布を使用するものもある。なお、PMの排出を防止するため、セラミック担体に形成した多数の通路の表面に、白金、パラジウム又はロジウム等の貴金属からなる触媒をコーティングした酸化触媒装置を排気系に装着する技術も知られている。排気ガスが酸化触媒装置の通路を通過して流れるときに、その触媒作用によって排気ガス中のPMがディーゼルエンジンの排気ガス中の酸素と反応して酸化され、CO2などに変換される。このような触媒をDPFの表面に担持させる場合もある。 In order to prevent the emission of PM, there is a technique of attaching a filter called a diesel particulate filter (DPF) to the exhaust system of a diesel engine and capturing the PM by this DPF. The DPF is usually a ceramic body such as porous cordierite that is provided with a large number of thin passages partitioned in a lattice pattern in the axial direction, and the entrances and exits of adjacent passages are alternately sealed. The exhaust gas of the diesel engine flows downstream through the porous ceramic wall between adjacent passages, and at this time, particulate PM is collected. Some use a fine non-woven fabric made of heat-resistant fibers such as ceramic fibers instead of using a porous ceramic body. In addition, in order to prevent the emission of PM, a technique for mounting an oxidation catalyst device in which a catalyst made of a noble metal such as platinum, palladium or rhodium is coated on the surface of a large number of passages formed in a ceramic carrier is also known. Yes. When the exhaust gas flows through the passage of the oxidation catalyst device, the catalytic action causes PM in the exhaust gas to react with oxygen in the exhaust gas of the diesel engine and be oxidized to be converted to CO 2 or the like. In some cases, such a catalyst is supported on the surface of the DPF.
ところで、ディーゼルエンジンを搭載した車両に装備されるDPFには、エンジンが繰り返し運転されることによって捕捉したPMが堆積する。PMが多量に堆積すると、フィルタが目詰まり状態となってエンジンの背圧が上昇する弊害や、エンジンの高負荷時排気ガスが高温となったときに堆積したPMが一気に燃焼してDPFに熱損傷を与える等の弊害がある。このような弊害を防ぐためには、堆積したPMを適宜除去してDPFの機能を回復させる、いわゆるDPFの再生を行う必要がある。本発明の操作装置は、後述するように、DPFの再生時に使用するため設置される排気絞り弁に対しても適用することができるものである。 By the way, in the DPF equipped in a vehicle equipped with a diesel engine, PM captured by the repeated operation of the engine accumulates. When a large amount of PM accumulates, the filter becomes clogged and the back pressure of the engine increases, or the accumulated PM burns at a time when the engine exhaust temperature becomes high and heats up to the DPF. There are harmful effects such as damage. In order to prevent such an adverse effect, it is necessary to regenerate the DPF, in which the accumulated PM is removed as appropriate to restore the DPF function. As will be described later, the operating device of the present invention can also be applied to an exhaust throttle valve installed for use during regeneration of a DPF.
再生の手段としては、電気ヒータやバーナ等で加熱してPMを燃焼させる方式が知られている。しかし、このPMを燃焼させる方式を採用したときは、DPFに電気ヒータ等を組み合わせることとなってDPFが複雑高価なものとなると同時に、再燃焼中はPMの捕集が不可能なため、排気通路に複数のDPFを並列に配設して捕集と燃焼を交互に行うシステムとなって装置が大掛かりになるという問題が発生する。この問題を踏まえ、近年では、DPFの排気ガス上流に酸化触媒を設置し、排気ガス中の未燃焼成分等を酸化してその温度を上昇させるなどの作用により、DPFに捕集したPMをエンジン作動中に連続的に酸化・除去し、DPFを再生させる方式が注目されている。なお、触媒を上流に設置する代わりにDPFの表面にコーティングする方法、例えば、いわゆるNOx吸蔵還元型触媒をDPFの上流側表面に担持させ、NOxを吸蔵、還元する際に発生する活性酸素を利用して捕集したPMを連続的に酸化・除去させる方法も考えられる。このように、DPFの上流に触媒を備え、捕集したPMを連続して除去し再生する方式のDPFを、以下、連続再生式DPFという。 As a regeneration means, a system in which PM is burned by heating with an electric heater or a burner is known. However, when this PM combustion method is adopted, the DPF becomes complicated and expensive due to the combination of an electric heater and the like with the DPF, and at the same time, PM cannot be collected during re-combustion. There arises a problem that the apparatus becomes large in size because a system in which a plurality of DPFs are arranged in parallel in the passage to alternately collect and burn. Based on this problem, in recent years, an oxidation catalyst is installed upstream of the DPF exhaust gas to oxidize unburned components in the exhaust gas and raise its temperature. A method of regenerating DPF by continuously oxidizing and removing during operation is drawing attention. In addition, a method of coating the surface of the DPF instead of installing the catalyst upstream, for example, using a so-called NOx storage reduction catalyst on the upstream surface of the DPF, and utilizing active oxygen generated when NOx is stored and reduced A method of continuously oxidizing and removing the collected PM is also conceivable. A DPF having a catalyst provided upstream of the DPF and continuously removing and regenerating the collected PM is hereinafter referred to as a continuous regeneration DPF.
連続再生式DPFは、その上流に設けられた触媒の作用によりPMを除去するものであるから、通常の触媒装置と同様に、触媒の活性温度以下では触媒が十分な機能を発揮せず、連続的な再生が行われない。触媒が活性化して良好な再生が行われる温度としては約350℃の温度が必要であるが、ディーゼルエンジンの燃料噴射量の少ない低負荷時には排気ガス温度が相当低下し、この運転状態が長時間継続すると、触媒の温度は活性温度を下回る。このため、DPFにPMが蓄積される結果となり、エンジンの背圧の上昇あるいは排気ガス温度上昇時における多量のPMの燃焼によるDPFの溶損等を招く。したがって、連続再生式DPFにおいても、DPFに一定量のPMが蓄積したときは、排気ガス温度を上昇させ触媒を活性化するなどの方法でPMを除去しなければならず、このようなDPFの再生を、以下では強制再生と称する。 Since the continuous regeneration type DPF removes PM by the action of the catalyst provided upstream thereof, the catalyst does not perform sufficiently below the activation temperature of the catalyst, as in a normal catalyst device, and continuously. Playback is not performed. A temperature of about 350 ° C. is necessary as a temperature at which the catalyst is activated and good regeneration is performed, but the exhaust gas temperature is considerably lowered at a low load when the fuel injection amount of the diesel engine is small, and this operation state is maintained for a long time. If continued, the temperature of the catalyst will be below the activation temperature. For this reason, PM is accumulated in the DPF, which causes the DPF to be damaged due to combustion of a large amount of PM when the back pressure of the engine increases or the exhaust gas temperature rises. Therefore, even in a continuous regeneration type DPF, when a certain amount of PM accumulates in the DPF, the PM must be removed by a method such as raising the exhaust gas temperature and activating the catalyst. Regeneration is hereinafter referred to as forced regeneration.
ディーゼルエンジンの排気ガスの温度を上昇させるには、ポスト噴射と呼ばれる手段がある。これは、ディーゼルエンジンの膨張行程から排気行程において、エンジンシリンダ内に添加燃料を噴射し、その燃料がシリンダ内で燃焼せず、主に排気管やそこに置かれた触媒で酸化し燃焼することによって、排気ガスの温度を高めるものである。一般的には、膨張行程の終期以降に噴射することにより、良好な効果を得ることができる。ポスト噴射は、ディーゼルエンジンのシリンダ内にもともと備えられた燃料噴射ノズルから添加燃料を供給するので、付加的な装置を要しない利点がある。ポスト噴射の量や回数を制御し、昇温させる排気ガスの温度を調整することもできる。 In order to raise the temperature of exhaust gas from a diesel engine, there is a means called post injection. This is because, during the expansion stroke to the exhaust stroke of a diesel engine, the added fuel is injected into the engine cylinder, and the fuel does not burn in the cylinder, but is oxidized and burned mainly in the exhaust pipe and the catalyst placed there. This increases the temperature of the exhaust gas. Generally, a good effect can be obtained by injecting after the end of the expansion stroke. The post-injection has an advantage that no additional device is required because the added fuel is supplied from the fuel injection nozzle originally provided in the cylinder of the diesel engine. The amount and number of post injections can be controlled to adjust the temperature of the exhaust gas to be heated.
また、ディーゼルエンジンの通常の燃料噴射、つまり圧縮行程の終期から膨張行程で噴射しエンジンのシリンダ内で燃焼させる燃料噴射、の噴射時期を遅延させると、エンジンの出力トルクに寄与しない燃料の燃焼が多くなる結果、排気ガスの温度が高まることとなる。このような噴射時期の遅延を実現するためには、いわゆるマルチ噴射が好ましい。マルチ噴射は燃料噴射を複数に分けて行うもので、ディーゼルエンジンにおいて、通常、圧縮行程の終期から膨張行程にかけて連続的に噴射する燃料を、複数回に分けて噴射する噴射方法に移行させることにより、制御された遅延噴射を容易に行うことが可能である。 In addition, if the injection timing of the normal fuel injection of a diesel engine, that is, the fuel injection that is injected in the expansion stroke from the end of the compression stroke and burned in the cylinder of the engine, is delayed, the combustion of the fuel that does not contribute to the engine output torque is caused. As a result, the temperature of the exhaust gas increases. In order to realize such a delay in injection timing, so-called multi-injection is preferable. Multi-injection is performed by dividing fuel injection into multiple parts. In a diesel engine, normally, the fuel that is continuously injected from the end of the compression stroke to the expansion stroke is transferred to an injection method in which the fuel is injected in multiple times. It is possible to easily perform controlled delayed injection.
連続再生式DPFの触媒の活性を確保するよう排気ガス温度を上昇させるには、ポスト噴射あるいはマルチ噴射は有効な手段であるけれども、これだけでは十分な温度上昇の得られない場合がある。そこで、連続再生式DPFの下流に排気絞り弁を設け、ポスト噴射等による強制再生を実施するときに、排気絞り弁の開度を小さくして排気通路を絞り、連続再生式DPF内からの熱の放散を防いでこれを保温することにより、触媒の活性化を図ってDPFの再生を促進する手段が考えられる。このように、連続再生式DPFと排気絞り弁とを組み合わせたディーゼルエンジンの排気ガス後処理装置は、例えば特開2003−343287号公報に示されるように、公知のものであるが、排気絞り弁で排気を絞るとエンジン背圧が上昇し、エンジンに作用する負荷が増大する関係で、燃料噴射量が増加してさらに排気ガス温度の上昇をもたらすこととなる。以下、図6に基づいて、こうしたディーゼルエンジンの排気後処理装置について説明する。 Although post injection or multi-injection is an effective means for raising the exhaust gas temperature so as to ensure the activity of the catalyst of the continuous regeneration type DPF, there are cases where sufficient temperature rise cannot be obtained by this alone. Therefore, when an exhaust throttle valve is provided downstream of the continuous regeneration DPF and forced regeneration by post injection or the like is performed, the opening of the exhaust throttle valve is reduced to narrow the exhaust passage, and the heat from the continuous regeneration DPF is reduced. A means for promoting the regeneration of the DPF by activating the catalyst by preventing the diffusion of the catalyst and keeping it warm can be considered. Thus, an exhaust gas aftertreatment device for a diesel engine that combines a continuously regenerating DPF and an exhaust throttle valve is known as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-343287. If the exhaust gas is throttled, the engine back pressure rises and the load acting on the engine increases, so that the fuel injection amount increases and the exhaust gas temperature further rises. Hereinafter, an exhaust aftertreatment device for a diesel engine will be described with reference to FIG.
図6は、連続再生式DPFと排気絞り弁を有し、車両を駆動するディーゼルエンジンを概略的に表すものである。ディーゼルエンジン本体1のシリンダ内には、エアクリーナ2及び吸気管3を介して空気が供給される。また、シリンダ内には、圧縮行程の終期に燃料噴射ノズル4から燃料が噴射され、噴射された燃料は、圧縮された空気と混合してシリンダ内で燃焼し動力を発生させる。燃焼後の排気ガスは、排気管5に排出されるとともに、その一部はEGR通路6を介して吸気管3に再循環される。再循環は主にNOxの発生防止を目的で行われるものであって、再循環される排気ガスの量はEGRバルブ7により制御される。
FIG. 6 schematically shows a diesel engine that has a continuously regenerating DPF and an exhaust throttle valve and drives a vehicle. Air is supplied into the cylinder of the
排気管5には、連続再生式DPF8が設置され、また、その下流には流体圧アクチュエータ92によって操作される排気絞り弁9が設置されている。流体圧アクチュエータ92には、ディーゼルエンジンに搭載されたコンプレッサ(エアタンク)又は真空ポンプ等の圧力源93から作動流体が供給される。圧力源93と流体圧アクチュエータ92とを連結する通路には3方電磁弁91が置かれており、ディーゼルエンジンの通常運転中は、3方電磁弁91を介して流体圧アクチュエータ92に大気圧を導入し、排気絞り弁9を全開に保持する。
A continuous
連続再生式DPF8は、セラミック体の軸方向に多数の通路を形成したDPF81と、その上流に配置された酸化触媒82とを備えている。さらに、連続再生式DPF8には、DPF81の上流側圧力と下流側圧力との差圧を検出する差圧センサ83、酸化触媒81の上流側の排気ガス温度を検出する入口温センサ84及び出口側(DPF81の入口側)の温度を検出する出口温センサ85が設置されており、これらセンサの検出信号は、エンジン制御装置10(ECU)に入力される。
The continuous
ディーゼルエンジンの稼動中は、燃料噴射ノズル4から噴射された燃料がシリンダ内で燃焼し、燃焼後の排気ガスが排気管5に排出される。排気ガスが連続再生式DPF8を通過する際に、その中のPMは、DPF81に形成された多数の軸方向通路間の壁面に捕捉され、DPF81の下流にはPMが除去された排気ガスが送り出される。DPF81に捕集され堆積したPMは、ディーゼルエンジンの通常運転中には、酸化触媒82の作用で高温となった排気ガス中の酸素等と化合し、酸化・除去される。
During operation of the diesel engine, the fuel injected from the
しかし、ディーゼルエンジンが長時間低負荷で運転された場合は、排気ガスの温度が低下して酸化触媒82の活性が下がり、捕集されたPMの堆積量が増大し、これに伴い、DPF81の上流側圧力と下流側圧力との差圧が増加する。酸化触媒82の入口温センサ84及び出口温センサ85によって検出された温度が低下し、さらに、差圧センサ83によって検出した差圧が所定値を超えたときは、DPF81を強制再生するため、排気ガスの温度を上昇させるよう、ECU10がポスト噴射を行わせる指令を出力する。ポスト噴射で供給された燃料は排気管5あるいは酸化触媒82で酸化・燃焼し排気ガス温度は高温となる。
However, when the diesel engine is operated at a low load for a long time, the temperature of the exhaust gas is lowered, the activity of the
ポスト噴射による排気ガスの温度上昇は、車両走行中において実施されるが、触媒が活性化しないようなエンジンの低負荷領域においては、排気ガスの温度をさらに高めるべく、ECU10は3方電磁弁91を切り換える。流体圧アクチュエータ92には圧力源93から作動流体が供給され、排気絞り弁9の開度を非常に小さくして排気ガスの流れを強く絞る。これにより、連続再生式DPF8内が保温されるとともにエンジンに作用する負荷が増大するので、酸化触媒82の活性化やDPF81の再生が促進される。ただし、排気絞り弁9の閉鎖を併用する強制再生は、交差点等において車両の停車中でエンジンがアイドル状態となったときに行われる。車両が再び走行するときは、排気絞り弁9は全開まで戻される。場合によっては、運転者が車両を意図的に停車させ、排気絞り弁9を併用する強制再生を実施してもよい。
The temperature increase of the exhaust gas due to the post injection is carried out while the vehicle is running, but in the low load region of the engine where the catalyst is not activated, the
ところで、排気管に設置した排気絞り弁を開くときに、緩慢な作動により弁の開放を行うことは公知である。例えば特開2000−337173号公報には、ディーゼルエンジンの暖気促進のため排気系に排気絞り弁を設け、これを操作する流体圧アクチュエータの作動流体の通路にオリフィスを設置することにより、排気絞り弁を閉位置から開放する際に、開動作を緩慢なものとしてエンジンのトルクの急激な変化を回避する技術が開示されている。
前述のように、連続再生式DPFに捕集されたPMを酸化・除去するには、ポスト噴射等による排気ガスの高温化と排気絞り弁とを併用するのが効果的である。ただし、排気管に排気絞り弁を設けて、DPFの強制再生時にこれの開度を小さくすると、ディーゼルエンジンの排気抵抗が非常に増大し運転に多大な影響を及ぼすことになる。したがって、排気絞り弁を併用する強制再生は、車両の停車時であって、ディーゼルエンジンがアイドル状態で運転されているときに行うことが望ましい。そして、車両の運行中でも交差点等で一時停止することはしばしば生じるので、DPFの強制再生中に車両が一時停止をしたときは、排気絞り弁を併用することが考えられる。 As described above, in order to oxidize and remove the PM collected by the continuous regeneration type DPF, it is effective to use the exhaust gas at a high temperature by post injection and the exhaust throttle valve in combination. However, if an exhaust throttle valve is provided in the exhaust pipe and the opening thereof is reduced during the forced regeneration of the DPF, the exhaust resistance of the diesel engine is greatly increased, which greatly affects the operation. Therefore, it is desirable that the forced regeneration using the exhaust throttle valve is performed when the vehicle is stopped and the diesel engine is operated in an idle state. Further, since a temporary stop at an intersection or the like often occurs even during operation of the vehicle, when the vehicle temporarily stops during the forced regeneration of the DPF, it is conceivable to use an exhaust throttle valve together.
一時停車した車両を再び走行させるには、ディーゼルエンジンを通常運転に戻すため排気絞り弁を全開に復帰させなければならない。排気絞り弁を全開まで復帰させるのは、車両を意図的に停車して排気絞り弁を閉じた強制再生を行わせた後も同様である。ところが、連続再生式DPFの下流に設置された排気絞り弁では、これを急速に全開まで戻したときには、耳障りな大きな騒音が発生することが判明した。 In order to drive the temporarily stopped vehicle again, the exhaust throttle valve must be fully opened to return the diesel engine to normal operation. The exhaust throttle valve is returned to the fully open position after the vehicle is intentionally stopped and the exhaust throttle valve is closed for forced regeneration. However, it has been found that an exhaust throttle valve installed downstream of the continuous regeneration type DPF generates loud and harsh noise when it is rapidly returned to full open.
排気絞り弁を閉鎖してポスト噴射等の強制再生を行うと排気管の上流側に高圧の排気ガスが滞留する。上記の騒音は、排気絞り弁の開放に伴って、滞留した排気ガスが瞬時に大気圧付近まで圧力降下を起こして下流の排気管に流れ込み、その際に発生する衝撃的な圧力波に起因するものである。そして、連続再生式DPF等の排気ガス後処理装置は、排気管に比べると断面積が大きく、ここには大容量の排気ガスが貯留されることとなるので、開放時の騒音は一層激しいものとなる。本出願人は、こうした騒音を防止するには、排気絞り弁を徐々に開放する排気速度緩和手段が有効であることを見出し、排気絞り弁を操作する流体圧アクチュエータの作動流体の通路にオリフィスを設置して、排気絞り弁の開放速度を低下させる装置を案出している。 When the exhaust throttle valve is closed and forced regeneration such as post injection is performed, high-pressure exhaust gas stays upstream of the exhaust pipe. The above noise is caused by the shock pressure wave generated at that time as the exhaust throttle valve opens and the exhaust gas that has accumulated instantaneously drops to near atmospheric pressure and flows into the downstream exhaust pipe. Is. The exhaust gas aftertreatment device such as the continuous regeneration type DPF has a larger cross-sectional area than the exhaust pipe, and a large volume of exhaust gas is stored in the exhaust gas aftertreatment device. It becomes. In order to prevent such noise, the present applicant has found that an exhaust speed relaxation means that gradually opens the exhaust throttle valve is effective, and an orifice is provided in the working fluid passage of the fluid pressure actuator that operates the exhaust throttle valve. A device has been devised to reduce the opening speed of the exhaust throttle valve.
排気絞り弁の開放速度を低下させることは騒音低減には有効であるが、他面では、開放に遅れが生じ、例えば一時停止後の発進に無駄な時間を要する問題がある。ことに、排気絞り弁の開閉に要する作動流体の移動量が多くなると遅れが激しくなる。 Decreasing the opening speed of the exhaust throttle valve is effective for reducing noise, but in other aspects, there is a delay in opening, and there is a problem that, for example, it takes time to start after a temporary stop. In particular, the delay increases as the amount of movement of the working fluid required to open and close the exhaust throttle valve increases.
排気絞り弁の開度を小として排気ガスの流れを絞ると、高圧の排気ガスにより排気絞り弁には弁開放方向の強い力が作用する。この力に対抗するため、流体圧アクチュエータに導入する作動流体の量及び圧力は、いわば過大のものとなっているので、排気絞り弁の開放の際には多量の作動流体の出入が必要となる。本発明は、ディーゼルエンジンに設置した排気絞り弁の弁開放時における騒音を低減させながら、しかも、多量の作動流体が移動する排気絞り弁の全開復帰をなるべく短時間で行わせ、エンジンを早期に通常運転に戻すことを課題とする。なお、こうした課題は、ディーゼルエンジンの排気ガス後処理装置であるDPFを再生する目的で設けられる排気絞り弁だけに限られるものではない。本発明は、エンジンの排気系に設置された排気絞り弁一般に適用できるものである。 If the flow of exhaust gas is reduced by reducing the opening of the exhaust throttle valve, a strong force in the valve opening direction acts on the exhaust throttle valve by the high-pressure exhaust gas. In order to counteract this force, the amount and pressure of the working fluid introduced into the fluid pressure actuator are excessive, so a large amount of working fluid must be taken in and out when the exhaust throttle valve is opened. . The present invention reduces the noise when the exhaust throttle valve installed in the diesel engine is opened, and also allows the exhaust throttle valve to which a large amount of working fluid moves to be fully opened in the shortest possible time so that the engine can be started early. The task is to return to normal operation. Such a problem is not limited to the exhaust throttle valve provided for the purpose of regenerating DPF, which is an exhaust gas aftertreatment device of a diesel engine. The present invention is generally applicable to an exhaust throttle valve installed in an exhaust system of an engine.
上記の課題に鑑み、本発明は、エンジンの排気系に設置した排気絞り弁を閉鎖位置に保持した後、これを全開まで復帰させる際の騒音を低減しながら早期に復帰させること目的とし、排気絞り弁を操作する流体圧アクチュエータに作動流体を供給する通路に、オリフィスと容積室とを設けるものである。すなわち、本発明は、
「エンジン排気系に、流体圧アクチュエータによって操作される排気絞り弁が設置され、特定の運転状態では前記排気絞り弁の開度を小とするエンジンにおいて、
前記流体圧アクチュエータと連通する作動流体の通路には、オリフィスと容積室とが設けられ、前記排気絞り弁の開度を大とするときは、前記オリフィスと容積室とが設けられた通路を介して作動流体が流れる」
ことを特徴とするエンジンとなっている。
In view of the above-mentioned problems, the present invention aims to return the exhaust throttle valve installed in the exhaust system of the engine at an early position while reducing the noise when the exhaust throttle valve is held in the closed position and then returning to the fully open position. An orifice and a volume chamber are provided in a passage for supplying a working fluid to a fluid pressure actuator that operates the throttle valve. That is, the present invention
“In an engine in which an exhaust throttle valve operated by a fluid pressure actuator is installed in the engine exhaust system and the opening of the exhaust throttle valve is small in a specific operating state,
The working fluid passage communicating with the fluid pressure actuator is provided with an orifice and a volume chamber. When the opening of the exhaust throttle valve is increased, the orifice is provided through the passage provided with the volume chamber. Working fluid flows "
The engine is characterized by that.
本発明は、請求項2に記載のように、排気系に、排気ガス中の粒子状物質を捕集するディーゼル・パティキュレート・フィルタと、その上流側に設置された触媒とを有する連続再生式DPFを備えており、前記排気絞り弁が前記連続再生式DPFの下流側に設置されるディーゼルエンジンにおいて、その排気絞り弁の操作装置として使用することができる。
According to the present invention, as described in
本発明の排気絞り弁の操作装置を請求項2のディーゼルエンジンに適用したときは、請求項3に記載のように、前記ディーゼル・パティキュレート・フィルタに堆積した粒子状物質が所定量に達した場合に、これの再生を行うため、車両が停車し、かつ、前記ディーゼルエンジンがアイドル状態となったときに、前記排気絞り弁の開度が小となるよう前記流体圧アクチュエータによって操作されることが好ましい。
When the exhaust throttle valve operating device of the present invention is applied to the diesel engine of
また、請求項3に記載した前記ディーゼル・パティキュレート・フィルタの再生においては、請求項4のように、前記ディーゼルエンジンの膨張行程又は排気行程に、燃料噴射ノズルから添加燃料を噴射し、再生を促進することが好ましい。
In the regeneration of the diesel particulate filter described in claim 3, as in
本発明は、基本的には、エンジンの排気系に設けた流体圧アクチュエータで操作する排気絞り弁、例えば、DPFの強制再生のため設けられる排気絞り弁、を全開に戻す際、流体圧アクチュエータの作動流体の通路にオリフィスを設置して、排気絞り弁の開放速度を低下させる装置に適用され、排気絞り弁の全開復帰をなるべく短時間で行わせ、エンジンを早期に通常運転に戻すために有効なものである。つまり、本発明では、流体圧アクチュエータの作動流体の通路にオリフィスとともに容積室を設置し、排気絞り弁の開放時には、まずこの容積室に作動流体を流入させ、その後、オリフィスの作用で排気絞り弁の開放速度を低下させるようにする。 In the present invention, basically, when an exhaust throttle valve operated by a fluid pressure actuator provided in an exhaust system of an engine, for example, an exhaust throttle valve provided for forced regeneration of a DPF, is fully opened, It is applied to a device that reduces the opening speed of the exhaust throttle valve by installing an orifice in the working fluid passage, and is effective for returning the exhaust throttle valve to full opening in as short a time as possible and quickly returning the engine to normal operation. It is a thing. That is, in the present invention, a volume chamber is installed in the working fluid passage of the fluid pressure actuator together with the orifice, and when the exhaust throttle valve is opened, first, the working fluid flows into the volume chamber, and then the exhaust throttle valve is operated by the action of the orifice. Reduce the opening speed of.
バタフライバルブ等の排気絞り弁を用いて排気ガスの流れを絞ると、エンジンの高圧の排気ガスにより排気絞り弁には弁開放方向の強い力が作用する。この力に対抗して排気ガス絞り弁を弁開度の小さい絞り位置に保つため、流体圧アクチュエータに導入される作動流体の量及び圧力は、弁絞り位置の保持分だけいわば過大のものとなっている。弁開放時には、流体圧アクチュエータから作動流体が排出されるが、排気絞り弁は、この過大な部分の一定量の作動流体が排出するまでは実質的には絞り位置に止まったままである。オリフィスのみが作動流体の通路に設置されていると、過大な部分の一定量の作動流体もその絞り作用で排出の遅れが生じることとなって、その時間は、排気絞り弁の開放速度の低下には寄与しない無駄な時間となる。これに対して本発明では、排気絞り弁の開放にあたって初期に排出されるその一定量の作動流体は、作動流体の通路に設けた容積室に吸収され実質上絞りを受けないので、この無駄な時間がなくなり、その分早期に排気絞り弁を全開としてエンジンを通常運転に戻すことができる。 When the flow of exhaust gas is throttled using an exhaust throttle valve such as a butterfly valve, a strong force in the valve opening direction acts on the exhaust throttle valve by the high-pressure exhaust gas of the engine. In order to keep the exhaust gas throttle valve at a throttle position where the valve opening is small against this force, the amount and pressure of the working fluid introduced into the fluid pressure actuator are excessively increased by the amount of the valve throttle position held. ing. When the valve is opened, the working fluid is discharged from the fluid pressure actuator, but the exhaust throttle valve substantially remains in the throttle position until a certain amount of the working fluid is discharged. If only the orifice is installed in the working fluid passage, a certain amount of the excess working fluid will also be delayed due to the throttling action, and the exhaust throttle valve opening speed will decrease during that time. It will be a useless time that does not contribute to. On the other hand, in the present invention, the fixed amount of the working fluid that is initially discharged when the exhaust throttle valve is opened is absorbed by the volume chamber provided in the working fluid passage and is not substantially throttled. There is no time, and the exhaust throttle valve can be fully opened as soon as that time, and the engine can be returned to normal operation.
本発明の排気絞り弁の操作装置は、請求項2に記載のように、ディーゼルエンジンの排気系に、排気ガス中の粒子状物質を捕集するディーゼル・パティキュレート・フィルタと、上流側に設置された触媒とを有する排気ガス後処理装置、つまり連続再生式DPFを備えており、その下流に排気絞り弁が設置されるものに対し適用することが可能である。連続再生式DPFの下流に設置された排気絞り弁では、これを急速に全開まで戻したときには、耳障りな大きな騒音が発生するので、排気絞り弁の開放速度を低下させることが望ましいが、流体圧アクチュエータから排出される作動流体をオリフィスにより絞ると、排気絞り弁の開放速度の低下には寄与しない無駄な時間が生じ、応答の遅れが伴う。しかし、本発明を適用した場合には、騒音を低下すると同時に応答性の良い排気絞り弁の開放を実現することができる。
According to the exhaust throttle valve operating device of the present invention, the diesel particulate filter for collecting particulate matter in the exhaust gas and the upstream side are installed in the exhaust system of the diesel engine as described in
ちなみに、排気管に設置した排気絞り弁を開放する際に開弁速度を緩慢なものとすることは、特許文献2に示されている。しかしながら、これに記載された排気絞り弁は排気系の比較的上流に位置していて、排気絞り弁の上流側には連続再生式DPF等の容積の大きな装置は配備されていない。また、開弁速度を緩慢とする目的はエンジントルクの急激な変化を防ぐことにあり、排気絞り弁の開放時に発生する騒音については全く記載がない。
Incidentally, it is disclosed in
請求項2のディーゼルエンジンに本発明の排気絞り弁の操作装置を適用したときは、請求項3に記載のように、DPFに堆積した粒子状物質が所定量に達した場合に、これの再生を行うため排気絞り弁の開度を小とする。そして、DPFの再生は、車両が停車し、かつ、ディーゼルエンジンがアイドル状態となることを条件として実施される。この条件のもとでは、排気ガスの絞りによる車両の運転への影響を回避することができるが、一時停車の後の発進等では、エンジンを迅速に通常運転とする必要があり、早期に排気絞り弁を全開としなければならない。本発明は、こうした要請に応えるものであり、本発明を適用することにより、騒音を低下すると同時に応答性の良い発進が可能となって、ドライバビリティ(運転性)の改善を図ることができる。
When the exhaust throttle valve operating device of the present invention is applied to the diesel engine according to
また、請求項4のように、DPFの再生時に、ディーゼルエンジンの膨張行程又は排気行程おいて燃料噴射ノズルから添加燃料を噴射したときは、その燃料が排気管あるいは触媒で酸化・燃焼して排気ガスの温度が上昇し、DPFの再生が促進される。
Further, as in
以下、図面に基づいて、本発明の排気絞り弁の操作装置を、ディーゼルエンジンの排気ガス後処理装置に適用した実施例について説明する。図1は、本発明にかかるディーゼルエンジンの排気ガス後処理装置の概略図であり、従来例(図6)の部品、装置に対応するものには、同一の番号が付してある。図2には、本発明に基づく排気絞り弁及びその操作装置を概略的に示している。 Hereinafter, an embodiment in which the exhaust throttle valve operating device of the present invention is applied to an exhaust gas aftertreatment device of a diesel engine will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an exhaust gas aftertreatment device for a diesel engine according to the present invention. Components corresponding to those of the conventional example (FIG. 6) and devices are denoted by the same reference numerals. FIG. 2 schematically shows an exhaust throttle valve and its operating device according to the present invention.
本発明のディーゼルエンジンの排気ガス後処理装置を構成する基本的な機器及びその作動は、図6に示す従来の装置と格別異なるものではない。すなわち、ディーゼルエンジン本体1のシリンダ内では、燃料噴射ノズル4から噴射された燃料が、吸気管3から供給された空気と混合して燃焼し、燃焼した後の排気ガスは排気管5へと排出される。ちなみに、ディーゼルエンジンは、燃料貯蔵管(コモンレール)から電磁弁制御の燃料噴射ノズルによってエンジンの各シリンダに燃料を噴射する、いわゆるコモンレール式燃料噴射装置を備え、非常に高圧の燃料を、噴射量、噴射時期等を精密に制御しながら噴射することが可能なものとなっている。
The basic equipment and operation of the exhaust gas aftertreatment device for a diesel engine according to the present invention is not particularly different from the conventional device shown in FIG. That is, in the cylinder of the
排気管5には、DPF81とその上流の酸化触媒82とを有する連続再生式DPF8が設置されている。DPF81は、コーディエライト等から成る多孔質のセラミック体に多数の通路が平行に形成され、通路の入口と出口が交互に閉鎖された、いわゆるウォールフロー型と呼ばれるハニカムフィルタであって、排気ガスが通路間の壁面を通過する際にそれに含まれるPMを捕集する。
A continuous
また、酸化触媒82は、例えばハニカム状のコーディエライトから成る担体の表面に、活性アルミナ等をコートしてウォッシュコート層を形成し、このコート層に白金、パラジウム又はロジウム等の貴金属からなる触媒活性成分を担持させたものが使用される。この酸化触媒82は、排気ガス中の未燃焼成分であるHCとCOを酸化してH2OとCO2を生成させ、あるいはNOを酸化してNO2を生成させる。酸化触媒82のこうした反応過程では熱が発生し排気ガスの温度が上昇するため、DPF81に捕集されたPMが酸化・除去され、通常は、DPF81は連続的に再生されることとなる。なお、DPF81又は酸化触媒82としてその他の慣用されている装置を使用することは当然可能であり、例えば、DPF81としては、その通路の表面に上記の酸化触媒と同様な触媒などをコーティングしたDPFを用いることもできる。
The
連続再生式DPF8の下流には、排気絞り弁9が設置されている。排気絞り弁9は、図2に示すように、慣用されているバタフライバルブであって、ダイヤフラム式の流体圧アクチュエータ92により操作される。流体圧アクチュエータ92には、大型ディーゼルエンジンには補機として搭載されるコンプレッサの圧縮空気を貯蔵するエアタンク等の圧力源93から、通路97を介し圧縮空気が作動流体として導かれる。ディーゼルエンジンの通常運転中は、3方電磁弁91により流体圧アクチュエータ92には大気圧が導かれ、排気絞り弁9を全開に保持してディーゼルエンジンの排気抵抗の増大を防止している。また、図6の従来例と同様に、連続再生式DPF8には、DPF81の上流側圧力と下流側圧力との差圧を検出する差圧センサ83、酸化触媒81の入口側と出口側の排気ガス温度をそれぞれ検出する入口温センサ84及び出口温センサ85が設置されており、これらセンサの検出信号は、エンジン制御装置10(ECU)に入力される。
An
この実施例では流体圧アクチュエータ92として圧縮空気を作動源とするダイヤフラム式アクチュエータを用いているが、その他の流体圧式のアクチュエータを用いることは当然可能である。例えば、コンプレッサの代わりに真空ポンプを備える比較的小型のディーゼルエンジンでは、作動流体として負圧を供給する流体圧アクチュエータを採用することが好ましい。
In this embodiment, a diaphragm actuator using compressed air as an operating source is used as the
本発明では、流体圧アクチュエータ92の作動流体を制御する3方電磁弁91と大気とを連結する通路96に、オリフィス94及び容積室95を設置したことを特徴とする。ここでは、その作用を述べる前に、まず前提となる本発明の排気ガス後処理装置の構成と作動について説明を加える。
The present invention is characterized in that an
前述したように、ディーゼルエンジン1が長時間低負荷で運転された場合は、排気ガスの温度が低下して酸化触媒82の活性が下がり、DPF81に捕集されたPMの堆積量が増大するため、噴射燃料の増加あるいはポスト噴射等の手段によりDPF81の強制再生を行う必要がある。このような強制再生は、主に車両の走行中にいわば自動的に実施するよう設定され、また、車両の一時停車によりエンジンがアイドル運転となったときは、排気絞り弁9を絞り位置として強制再生が行われるよう設定されている。しかし、車両の運転状況によっては、DPFの堆積量が多量となって、意図的に車両を停車させ排気絞り弁9を併用する強制再生が必要となることがある。本発明の排気ガス後処理装置では、意図的に車両を停車させる強制再生を実行するために、運転者が操作するマニュアル再生スイッチ11を設け、さらに、この強制再生の必要性を運転者に知らせるパイロットランプ12及びウォーニングランプ13を設置している。
As described above, when the
排気ガスの温度の低下に起因してDPF81に捕集されたPMの堆積量が増大すると、DPF81の上流側圧力と下流側圧力との差圧が増加する。本発明では、酸化触媒82との入口温センサ84と出口温センサ85により検出された温度が所定値以下となり、差圧センサ83によって検出した差圧が第1所定値を超えたときは、パイロットランプ12を点滅させ、絞り弁9を併用する強制再生のため、車両を停車させてマニュアル再生スイッチ11を押すよう運転者に促す。
When the amount of PM trapped in the
パイロットランプ12の点滅に応じて運転者がマニュアル再生スイッチ11を押すと、排気ガス後処理装置の制御装置は強制再生の待機状態となる。このとき、運転者が車両を停止してアクセルペダルを戻し、ディーゼルエンジン1をアイドル運転状態としていると、絞り弁9を併用するDPF81の強制再生が開始される。この制御を行うため、ECU10に入力されるアクセルペダルポジションセンサ14の検出信号及びエンジン回転数センサ15からの回転数信号が利用される。
When the driver presses the
この強制再生においては、3方電磁弁91を切り換えて圧力源93から流体圧アクチュエータ92に圧縮空気を導入し、排気絞り弁9の開度を小さくして排気管5を強く絞るとともに、ディーゼルエンジンをアイドル状態に維持するようアイドル回転数を目標値とするフィードバック制御が実行される。ここでは、回転数の目標値がアイドル回転数であったとしても、排気管5の絞りによりディーゼルエンジンに作用する負荷が増大しているので、通常のアイドル状態よりも多くの燃料が噴射され、その結果、排気ガスの温度が高まる。また、排気ガスの温度をさらに上昇させるため、この実施例では、マルチ噴射とポスト噴射の両方の手段を使用する。すなわち、まずマルチ噴射への移行によって、圧縮行程終期から膨張行程で噴射する燃料の噴射時期を実質的に遅延させて排気ガスの温度を上昇させる。マルチ噴射により、酸化触媒82の入口温センサ84の温度が一定値以上に上昇した後に、ディーゼルエンジン1の膨張行程終期又は排気行程においてポスト噴射を実施する。このように予め排気ガスの温度を高めると、ポスト噴射で添加された燃料の、酸化触媒82における良好な酸化反応が確保され、DPF81の再生が円滑に行われる。ポスト噴射の噴射量を多段階に分け、酸化触媒82の温度上昇に応じて噴射量を増やすなど、より精密な調整をすることもできる。
In this forced regeneration, the three-
パイロットランプ12の点滅にもかかわらず、何らかの都合で運転者がマニュアル再生スイッチ11を操作せず、あるいは強制再生を実行しないと、DPF81にはPMの堆積が続き差圧センサ83によって検出した差圧がさらに増加する。PMの堆積量の増大に伴い差圧が第2所定値に達したときは、パイロットランプ12の点滅の周期を短くし速い点滅として、運転者に早期の強制再生を促すようにする。これによっても運転者が車両を停車させた強制再生を実施せず、PMの堆積が継続して差圧が第3所定値に達した場合には、ウォーニングランプ13を点灯させる。ウォーニングランプ13によって運転者に警告を与えるのは、この状態ではDPF81には大量のPMが堆積しており、強制再生を行うとPMの酸化燃焼で発生する熱量が過大となって、DPF81等が損傷する恐れがあるためである。ウォーニングランプ13が点灯したときは、運転者は車両を整備工場等に搬入し、ここでは、いわゆる逆洗や長時間を掛けた燃焼等の方法により、堆積したPMを除去することとなる。このように、本発明の排気後処理装置は、PMの堆積量に応じて3段階の警報手段を設け、運転者にきめ細かな強制再生の指示を与えるものとなっている。
Despite the blinking of the
ここで、本発明の特徴であるオリフィス94及び容積室95の作用について述べる。車両の一時停止に伴い排気絞り弁の開度を小さくし絞り位置に保持した強制再生を実施した場合は、車両の再走行時には、排気絞り弁9を全開とする必要がある。排気絞り弁を全開に戻すのは、上記の意図的な停車による強制再生でも同様であるけれども、車両の運行中の交差点等での一時停止では、排気絞り弁9を短時間で全開に復帰させ、早期にエンジンを通常運転に戻して車両を発進させなければならない。
Here, the operation of the
前述したように、排気絞り弁9を急速に開放したときは、上流の容積の大きい連続再生式DPF8内の高圧の排気ガスが瞬時に開放され、大きな騒音が発生する。この騒音は、図3に示すとおり、排気絞り弁9の開放速度が速いほど大きい。排気絞り弁9の開放時には、3方電磁弁91を切り換えて流体圧アクチュエータ92の作動流体である圧縮空気を大気に放出することとなるが、本発明では、通路96に置かれたオリフィス94の作用により、このときの流体圧アクチュエータ92の速度は低速度となる。したがって、排気絞り弁9は徐々にその開度を大とすることとなり、その上流の連続再生式DPF8に貯留されていた高圧の排気ガスが急激に圧力降下を起こすことは回避される結果、発生する騒音は大幅に低減することとなる。
As described above, when the
ところで、排気絞り弁9を絞り位置としてエンジンを運転するときは、排気絞り弁9をその位置に保持するため、通路97から導入される作動流体により流体圧アクチュエータ92にはいわば過大な圧力をかける必要がある。つまり、このときの流体圧アクチュエータ92内の圧力は、その作動流体圧力とストロークとの関係を表す図4において、A点で示す圧力であって、これにより、排気絞り弁9を絞り位置に対応するストッパ等に押し付け、これに作用する開弁方向の力に対向させる。そのため、排気絞り弁9の開放時に3方電磁弁91を切り換えて流体圧アクチュエータ92内の作動流体を排出しても、圧力がB点に下がるまでは、排気絞り弁9の開度は変わらず、この間では、連続再生式DPF8内の高圧の排気ガスは圧力降下を生じない。言い換えると、この時間においてオリフィスを作用させるのは、騒音低減には関係なく無駄に開放時間を遅らせることになる。
By the way, when the engine is operated with the
この発明では、作動流体を大気に排出する通路96に、オリフィス94とともに容積室95が置かれている。したがって、排気絞り弁9の開放時に流体圧アクチュエータ92から排出される作動流体は、その初期の一定量がまず容積室95に吸収される。容積室95はオリフィス94の前方に置かれているので、この一定量の作動流体は絞り作用を受けることはなく、急速に容積室95に移動し、流体圧アクチュエータ92内の圧力は、殆ど遅れを伴わずに図4のA点からB点まで降下する。その後はオリフィス94の絞り作用により徐々に圧力が降下して、排気絞り弁9の開放速度を緩慢なものとし、騒音の発生を防止する。最終的には、流体圧アクチュエータ92の圧力は大気圧となり、排気絞り弁9は全開位置に復帰する。
In the present invention, a
なお、流体圧アクチュエータ92として負圧を作動流体とするアクチュエータを用いたときは、排気絞り弁9を開放するには、通路96から大気圧を流体圧アクチュエータ92に導入することとなる。この場合でも、容積室95には大気が貯留されているので、まずこの大気がオリフィス94の絞り作用を受けることなく流体圧アクチュエータ92に引き込まれ、過大な負圧を瞬時に減殺して開放時間の無駄な遅れを防止する。つまり、流体圧アクチュエータ92として負圧アクチュエータを用いるときも、この実施例と同様な構成により、排気絞り弁9の無駄な作動遅れを回避することが可能である。
When an actuator using negative pressure as the working fluid is used as the
図5には、容積室95を設けた本発明の操作装置の経時的な作動を、オリフィスのみを有する操作装置と比較して示す。排気絞り弁9の開放のため3方電磁弁91に切り換え信号が入力され、流体圧アクチュエータ92と大気への通路96とが連通すると、本発明の操作装置では、流体圧アクチュエータ92内の作動流体が容積室95に吸収される結果、その圧力は、図5の実線で示されるとおり、A点からB点へ急速に低下する。その後、オリフィス94の絞り効果により、流体圧アクチュエータ92内の圧力は大気圧まで緩やかに低下する。これに対し、オリフィスのみを有するものでは、流体圧アクチュエータ92から排出される作動流体が始めからオリフィスの絞り作用を受け、破線に示されるとおり、圧力降下が大幅に遅延する。
FIG. 5 shows the operation over time of the operating device of the present invention provided with the
流体圧アクチュエータ92内の圧力降下のこうした相違により、本発明の操作装置では、排気絞り弁9の開放時の騒音を低減し、かつ、全開までに図5のCで示す所要時間の短縮が得られる。したがって、車両の一時停止後に、排気絞り弁9を短時間で全開に復帰させ、早期にエンジンを通常運転に戻して車両を発進させることができ、ドライバビリティが改善されることとなる。
Due to this difference in the pressure drop in the
以上詳述したとおり、本発明は、エンジンの排気系に設置した排気絞り弁を閉鎖位置に保持した後、これを全開まで復帰させる際の騒音を低減しながら早期に復帰させること目的とし、排気絞り弁を操作する流体圧アクチュエータに作動流体を供給する通路に、オリフィスと容積室とを設けるものである。エンジンの排気系に設置される排気絞り弁は、実施例として説明した、ディーゼルエンジンの排気ガス後処理装置であるDPFを再生する目的で設けられる排気絞り弁だけではない。例えば、特許文献2には、エンジンの暖機促進のために設けた排気絞り弁を、緩慢な速度で開放する技術が記載されている。また、いわゆる排気ブレーキとして排気絞り弁を用いることも慣用の技術である。本発明の目的、構成からして、本発明がこのような排気絞り弁の操作装置に適用可能であるのは明らかである。
As described in detail above, the present invention aims to return the exhaust throttle valve installed in the exhaust system of the engine at an early position while reducing the noise when the exhaust throttle valve is held in the closed position and then returning to the fully open position. An orifice and a volume chamber are provided in a passage for supplying a working fluid to a fluid pressure actuator that operates the throttle valve. The exhaust throttle valve installed in the exhaust system of the engine is not limited to the exhaust throttle valve provided for the purpose of regenerating the DPF which is the exhaust gas aftertreatment device of the diesel engine described in the embodiment. For example,
1 ディーゼルエンジン本体
4 噴射ノズル
5 排気管
8 連続再生式DPF
81 DPF
82 酸化触媒
83 差圧センサ
9 排気絞り弁
91 3方電磁弁
92 流体圧アクチュエータ
94 オリフィス
95 容積室
10 エンジン制御装置(ECU)
11 マニュアル再生スイッチ
12 パイロットランプ
13 ウォーニングランプ
1
81 DPF
82
11
Claims (4)
前記流体圧アクチュエータ(92)と連通する作動流体の通路(96)には、オリフィス(94)と容積室(95)とが設けられ、前記排気絞り弁(9)の開度を大とするときは、前記オリフィス(94)と容積室(95)とが設けられた通路(96)を介して作動流体が流れることを特徴とする排気絞り弁の操作装置。 An exhaust throttle valve (9) operated by a fluid pressure actuator (92) is installed in the engine exhaust system, and the exhaust throttle valve of the engine that reduces the opening of the exhaust throttle valve (9) in a specific operation state. In the operating device,
When the working fluid passage (96) communicating with the fluid pressure actuator (92) is provided with an orifice (94) and a volume chamber (95), the exhaust throttle valve (9) has a large opening. Is an exhaust throttle valve operating device in which a working fluid flows through a passage (96) provided with the orifice (94) and a volume chamber (95).
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