JP2010007648A - Diesel engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、排気ガスを処理する後処理装置とEGRを備えたディーゼルエンジンに関する。 The present invention relates to a diesel engine equipped with an aftertreatment device for treating exhaust gas and EGR.
後処理装置を通過後の排気ガスの一部を、エンジンの吸気側に還元する技術が開示されている。しかしながら、後処理装置を強制再生するにあたり、この強制再生とEGRの還元率とを関連させた制御技術は開示されていない(例えば、特許文献1参照。)。
前述のような技術では、処理装置を強制再生するにあたり、EGRの還元率と関連させた制御の技術が開示されていないので、後処理装置の再生、EGRの還元が精度良く実行されないという欠点がある。 In the technology as described above, since the control technology related to the EGR reduction rate is not disclosed when the processing device is forcibly regenerated, there is a drawback in that regeneration of the post-processing device and EGR reduction are not performed with high accuracy. is there.
本発明の課題は、前述のような不具合を解消するディーゼルエンジンを提供することである。 The subject of this invention is providing the diesel engine which eliminates the above malfunctions.
本発明の上記課題は次の構成によって達成される。
すなわち、請求項1記載の発明では、過給器(TB)と、排気ガスの一部を吸気系に還元するEGR回路(44)と、過給器(TB)の排気タービン(45)の下手側に少なくとも排気ガス中の粒状化物質(PM)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)を有する排気ガス後処理装置(46)を備えたディーゼルエンジンにおいて、前記EGR回路(44)は前記排気ガス後処理装置(46)の下流側と過給器(TB)の吸気タービン(36)の上流側を接続する構成とし、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の上流側に設けている圧力センサ(52)が所定値以上の圧力を検出すると、EGRバルブ(43)を全閉にすると共に絞り弁(47)を絞ってディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)を再生する構成とし、該ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の下流側に設けている温度センサ(53)が所定値以上の温度を検出すると、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生を中止する制御を行なうエンジンコントロールユニット(100)を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンとしたものである。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
That is, in the first aspect of the present invention, the supercharger (TB), the EGR circuit (44) for reducing a part of the exhaust gas to the intake system, and the lower side of the exhaust turbine (45) of the supercharger (TB). In the diesel engine provided with an exhaust gas aftertreatment device (46) having a diesel particulate filter (46b) for collecting at least particulate matter (PM) in the exhaust gas on the side, the EGR circuit (44) includes the exhaust gas A pressure sensor provided on the upstream side of the diesel particulate filter (46b) is configured to connect the downstream side of the gas aftertreatment device (46) and the upstream side of the intake turbine (36) of the supercharger (TB). When 52) detects a pressure equal to or higher than a predetermined value, the EGR valve (43) is fully closed and the throttle valve (47) is throttled to set the diesel particulate filter (46b). When the temperature sensor (53) provided on the downstream side of the diesel particulate filter (46b) detects a temperature equal to or higher than a predetermined value, control is performed to stop regeneration of the diesel particulate filter (46b). The diesel engine is characterized in that an engine control unit (100) is provided.
請求項1の作用は、燃焼した排気ガスはシリンダから出ていくが、この途中で排気ガスの一部はEGR回路(44)から吸気系に還元される。EGR回路(44)内を流れるEGRガスは、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の下流側から過給器(TB)の吸気タービン(35)の上流側に還元される。 According to the operation of the first aspect, the burned exhaust gas exits from the cylinder, and part of the exhaust gas is reduced from the EGR circuit (44) to the intake system in the middle of the combustion. The EGR gas flowing in the EGR circuit (44) is reduced from the downstream side of the diesel particulate filter (46b) to the upstream side of the intake turbine (35) of the supercharger (TB).
後処理装置(46)の一部を構成するディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)は排気ガス中の粒状化物質(PM)を捕集するが、低負荷状態が長時間続くと粒状化物質(PM)が蓄積状態となって詰ってしまう。この詰り状態を圧力センサ(52)で測定し、所定以上の圧力になると、EGRバルブ(43)を全閉にするとともに後処理装置(46)下手側の絞り弁47も絞る。すると、排気ガス温度が上昇するので高温の排気ガスで(PM)が焼きとばされ、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)が再生する。
The diesel particulate filter (46b) that constitutes a part of the aftertreatment device (46) collects the particulate matter (PM) in the exhaust gas, but if the low load state continues for a long time, the particulate matter (PM) Will become clogged up. The clogged state is measured by the pressure sensor (52), and when the pressure exceeds a predetermined level, the EGR valve (43) is fully closed and the
このようなディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生中において、このディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の下流側の温度センサ(53)が所定値以上の高温を検出すると、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生を中止する。 During regeneration of such a diesel particulate filter (46b), if the temperature sensor (53) on the downstream side of the diesel particulate filter (46b) detects a high temperature equal to or higher than a predetermined value, the diesel particulate filter (46b) Stop playback.
請求項2記載の発明では、前記EGR回路(44)にEGRクーラ(57)を設け、前記過給器(TB)の吸気タービン(36)の下流側にインタークーラ(37)を配置したことを特徴とする請求項1に記載のディーゼルエンジンとしたものである。
In the invention according to
請求項2の作用は、請求項1の作用に加え、EGR回路(44)内を通過するガスはEGRクーラ(57)で冷却される。また、大気からの吸入空気とEGRガスが合流し、吸気タービン(36)で過給され、インタークーラ(37)で冷却される。
The action of
本発明は上述のごとく構成したので、請求項1記載の発明においては、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生と中止が適正に行なわれる。さらに、EGRガスはディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)を通過後のガスが還元されるので、燃焼に与える粒状化物質(PM)の影響を少なくすることができる。 Since the present invention is configured as described above, in the invention according to the first aspect, regeneration and stoppage of the diesel particulate filter (46b) are appropriately performed. Further, since the EGR gas is reduced after passing through the diesel particulate filter (46b), the influence of the particulate matter (PM) on the combustion can be reduced.
請求項2記載の発明においては、請求項1の効果に加え、EGRクーラ(57)とインタークーラ(37)の両方で冷却されるので、NOx低減効果が大きくなる。
In the invention described in
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図1は、蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。蓄圧式燃料噴射装置は、例えば、多気筒ディーゼル機関に適用されるものであるが、ガソリン機関でもよい。そして、蓄圧式燃料噴射装置は、噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール1と、このコモンレール1に取り付けられる圧力センサ2と、燃料タンク3より汲み上げた燃料を加圧してコモンレール1に圧送する高圧ポンプ4と、コモンレール1に蓄圧された高圧燃料をエンジンEのシリンダー5内に噴射する燃料噴射ノズル6と、前記高圧ポンプ4と燃料噴射ノズル6等の動作を制御する制御装置(ECU)等から構成される。ECUとは、エンジンコントロールユニットの略称である。
The best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pressure accumulation type fuel injection device. The accumulator fuel injection device is applied to, for example, a multi-cylinder diesel engine, but may be a gasoline engine. The accumulator fuel injection device pressurizes the common rail 1 accumulating high-pressure fuel corresponding to the injection pressure, the
このように、コモンレール1は、エンジンEの各シリンダー5へ燃料を噴射するものであり、燃料供給を要求された圧力とするものである。
前記燃料タンク3内の燃料は吸入通路により燃料フィルタ7を介してエンジンEで駆動される高圧ポンプ4に吸入され、この高圧ポンプ4によって加圧された高圧燃料は吐出通路8によりコモンレール1に導かれて蓄えられる。
Thus, the common rail 1 injects fuel to each cylinder 5 of the engine E, and makes the fuel supply a required pressure.
The fuel in the fuel tank 3 is sucked into the high-pressure pump 4 driven by the engine E through the fuel filter 7 through the suction passage, and the high-pressure fuel pressurized by the high-pressure pump 4 is guided to the common rail 1 through the
コモンレール1内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路9により気筒数分の燃料噴射ノズル6に供給され、ECU100からの指令に基づき、各シリンダーに燃料噴射ノズル6が作動して、高圧燃料がエンジンEの各シルンダー5室内に噴射供給され、各燃料噴射ノズル6での余剰燃料(リターン燃料)は各リターン通路10により共通のリターン通路10へ導かれ、このリターン通路10によって燃料タンク3へ戻される。
The high-pressure fuel in the common rail 1 is supplied to the fuel injection nozzles 6 for the number of cylinders through the high-pressure
また、コモンレール1内の燃料圧力(コモンレール圧)を制御するため高圧ポンプ4に圧力制御弁11が設けられており、この圧力制御弁11はECU100からのデューティ信号によって、高圧ポンプ4から燃料タンク3への余剰燃料のリターン通路10の流路面積を調整するものであり、これによりコモンレール1側への燃料吐出量を調整してコモンレール圧を制御することができる。
In addition, a
具体的には、エンジン運転条件に応じて目標コモンレール圧を設定し、レール圧力センサ2により検出されるコモンレール圧が目標コモンレール圧と一致するよう、圧力制御弁11を介してコモンレール圧をフィードバック制御する構成としている。
Specifically, the target common rail pressure is set according to the engine operating conditions, and the common rail pressure is feedback-controlled through the
作業車(農作業機)におけるコモンレール1を有するディーゼルエンジンEのECU100は、図2に示すように、回転数と出力トルクの関係において走行モードAと通常作業モードB及び重作業モードCの三種類の制御モードを有する構成としている。
As shown in FIG. 2, the
走行モードAは、エンジン回転数の変動で出力も変動するドループ制御である。農作業を行わず移動走行する場合に使用するものである。例えば、ブレーキを掛けて走行速度を減速したり停止したりすると、この走行負荷の増大に伴ってエンジン回転数が低下するため走行速度の減速や停止を安全に行うことができるものである。 The traveling mode A is droop control in which the output also varies with the variation of the engine speed. It is used when traveling without farming. For example, when the traveling speed is reduced or stopped by applying a brake, the engine speed decreases with an increase in the traveling load, so that the traveling speed can be safely reduced or stopped.
通常作業モードBは、負荷が変動してもエンジン回転数が一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御である。通常の農作業を行う場合に使用するものである。例えば、トラクターであれば耕耘作業時に耕地が固く耕耘刃に抵抗が掛かるときであり、コンバインであれば収穫作業時に収穫物が多く負荷が増大したときでも、出力が変動して回転数を維持するときである。 The normal work mode B is isochronous control in which the engine speed is constant and the output is changed according to the load even when the load varies. It is used for normal farm work. For example, if it is a tractor, it is when the cultivated land is hard during plowing work and resistance is applied to the plowing blade. Is the time.
重作業モードCは、通常作業モードBと同様に負荷が変動してもエンジン回転数一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御に加え、負荷限界近くになると回転数を上昇させて出力を上げる重負荷制御を加えた制御である。特に、負荷限界近くで農作業を行う場合に使用するものである。例えば、トラクターで耕耘作業を行っている際に、特に、固い耕地に遭遇してもエンジン出力が通常の限界を越えて増大するので作業を中断することがなく、効率の良い作業が可能となる。 In the heavy work mode C, in addition to the isochronous control in which the engine speed is constant and the output is changed according to the load even when the load fluctuates in the same manner as the normal work mode B, the engine speed is increased when the load is close to the limit. This is a control with heavy load control that increases In particular, it is used when farming near the load limit. For example, when plowing with a tractor, the engine output increases beyond the normal limit even when encountering hard cultivated land, so work can be performed efficiently without interruption. .
これらの作業モードA,B,Cは、各作業モードA,B,Cを切り替え可能な作業モード切替スイッチの操作、又は農作業車(トラクター、コンバイン、田植機等)の走行変速レバーの変速操作、又は作業クラッチ(トラクターであればロータリであり、コンバインであれば刈取部、脱穀部である)の入り切り操作等によって切り替わるように構成する。 These work modes A, B, and C are operations of a work mode changeover switch that can switch between the work modes A, B, and C, or a shift operation of a traveling speed change lever of a farm vehicle (tractor, combine, rice transplanter, etc.) Alternatively, it is configured to be switched by an on / off operation or the like of a work clutch (rotary if it is a tractor, and mowing part or threshing part if it is a combine).
ディーゼルエンジンEでは、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、着火遅れを短縮してディーゼルエンジンE特有のノック音を低減し、騒音を低減することが可能な構成としている。 In diesel engine E, pilot injection that injects a small amount of fuel in a pulse manner prior to main injection makes it possible to shorten the ignition delay, reduce the knocking noise peculiar to diesel engine E, and reduce noise It has a simple structure.
このパイロット噴射は、メイン噴射の前に1回又は2回に限定して行われるものであったが、前記コモンレール1の蓄圧式燃料噴射装置を用いることで、エンジンEの状況に応じてパイロット噴射の状態を変化させ、騒音の低減や不完全燃焼による白煙又は黒煙の発生を抑制できるようになる。また、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、排ガス中の窒素酸化物の量が減少するようになる。 This pilot injection is performed only once or twice before the main injection. By using the accumulator fuel injection device of the common rail 1, pilot injection is performed according to the situation of the engine E. Thus, it becomes possible to reduce the noise and the generation of white smoke or black smoke due to incomplete combustion. Further, by performing pilot injection in which a small amount of fuel is pulse-injected prior to main injection, the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas is reduced.
図3は、前述のようなコモンレール1を有するディーゼルエンジンを搭載したトラクターの側面図を示し、図4はその平面図を示している。平面図においては、図3に示すキャビン14を省いた状態を示している。
FIG. 3 shows a side view of a tractor equipped with a diesel engine having the common rail 1 as described above, and FIG. 4 shows a plan view thereof. In the plan view, the
トラクターは、機体の前後部に前輪12、12と後輪13、13を備え、機体の前部に搭載したエンジンEの回転動力をトランスミッションケースT内の変速装置によって適宜減速して、これら前輪12、12と後輪13、13に伝えるように構成している。
The tractor includes
機体中央であってキャビン14内のハンドルポスト15にはステアリングハンドル16が支持され、その後方にはシート17が設けられている。ステアリングハンドル16の下方には、機体の進行方向を前後方向に切り換える前後進レバー18が設けられている。この前後進レバー18を前側に移動させると機体は前進し、後方へ移動させると後進する構成である。
A
また、ハンドルポスト15を挟んで前後進レバー18の反対側にはエンジン回転数を調節するアクセルレバー25が設けられ、またステップフロア19の右コーナー部には、同様にエンジン回転数を調節するアクセルペダル23と、左右の後輪13、13にブレーキを作動させる左右のブレーキペダル24L、24Rが設けられている。ステップフロア19の左コーナー部にはクラッチペダル20が設けられている構成である。
An
また、主変速レバー26はシート17の左前方部にあり、低速、中速、高速及び中立のいずれかの位置を選択できる副変速レバー27はその後方にあり、さらにその右側にPTO変速レバー28を設けている。さらに、シート17の右側には作業機21(ロータリ等)の高さを設定するポジションレバー29と圃場の耕耘深さを自動的に設定する自動耕深レバー30、これらのレバーの後に作業機21の右上げスイッチ31と右下げスイッチ32が配置され、さらにその後に作業機21の自動水平スイッチ33とバックアップスイッチ34が配置されている。バックアップスイッチ34は、機体が後進時において、作業機21を自動的に上昇させるものである。作業機21は、機体の後方にリンク22で連結されている構成である。トラクターは作業機21を駆動させて機体を走行させることで、圃場内の耕耘等の作業を行なうものである。21aは作業機21を昇降する油圧シリンダーである。
The
図5はエンジンのシリンダー5内への吸気と排気の模式図であり、4サイクルのディーゼルエンジンの実施例である。過給器TBの吸気タービン36により過給された空気は、エアクリーナー35から吸気タービン36、インタークーラー37を通過して吸気マニホールド38からシリンダー5内へ送られる構成である。39は吸気バルブであり、40はピストンである。48はカムでありロッカーアーム49を介して吸排気バルブ39、41を開閉させるものである。
FIG. 5 is a schematic diagram of intake and exhaust into the cylinder 5 of the engine, which is an embodiment of a four-cycle diesel engine. The air supercharged by the
シリンダー5内で燃焼した排ガスは、排気バルブ41から排気マニホールド42を通過した後、過給器TBの排気タービン45で過給器TBを駆動して排出される構成である。
このディーゼルエンジンは、排気ガスの一部を吸気側に混入させるためのEGR(排気再循環装置)回路44を有している。EGR回路で排気ガスの一部を吸気側に混入させることで酸素量(O2)を減らして、窒素酸化物Noxの発生を低減させるように構成している。ただし、EGR率が上昇しすぎると、逆に酸素量が少なくなって不完全燃焼になるので、燃焼状態によりEGR率を調節する必要がある。この調節は、EGRバルブ43にて行う。EGR回路44は、後述する後処理装置46下流側の排気管55と過給器TBの吸気タービン36上流側の吸入管56との間を接続している。また、EGR回路44の途中にはEGRクーラ57を設ける構成としている。このEGRバルブ43の開閉具合でシリンダー5内への排気ガスの還元量が変化する。
The exhaust gas combusted in the cylinder 5 passes through the
This diesel engine has an EGR (exhaust gas recirculation device)
排気タービン45を通過後の排気ガスは、後処理装置46を通過してマフラー50から大気中に排出される。後処理装置46は、酸化触媒(DOC)46aとディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)46bとから構成されている。
The exhaust gas that has passed through the
酸化触媒(DOC)は不燃物室を燃焼させるものであり、ディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)は粒状化物室(PM)を捕集するためのものである。前記EGRバルブ43と絞り弁47については、ECU100により制御される構成である。後処理装置46はディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)46bのみで構成してもよい、酸化触媒(DOC)を設けると不燃物質が燃焼するので、よりクリーンな排気ガスとなる。
The oxidation catalyst (DOC) burns the incombustible material chamber, and the diesel particulate filter (DPF) is for collecting the granulated material chamber (PM). The
DPF46bは、排気ガスの温度が低い状態(低負荷)が長時間続くと、PMが溜まってきて能力の低下が懸念される。そこで、後処理装置46の下手側に絞り弁47を設け、この絞り弁47を絞るとDPF46b内の圧力が高く保持されるので温度も高くなる。これにより、高い温度の影響により、DPF46bの再生が可能となる。即ち、高い温度の排気ガスがDPF46bを通過すると、DPF46b内に存在しているPMが焼き飛ばされることでDPF46bが再生される。
When the state of the exhaust gas is low (low load) continues for a long time, the
DPF46bを再生させるためのDPF再生運転としては、EGRバルブ43と絞り弁47の両方を絞る。そして、燃料噴射タイミングのリタード(遅角)と合わせてDPF46b内のガス温度を上昇させ、DPF46bが再生に入るようにする。これにより、燃料のアフター噴射(排気ガス温度を上昇させるため)が不要となったり、アフター噴射の回数を減らすことができるようになるので、燃料消費量を抑制できて環境にもよい。
In the DPF regeneration operation for regenerating the
このようなDPF再生運転を行うための条件としては、後処理装置46の上手側に圧力センサ52を設けておいて、この圧力センサ52の値が所定値以上になるとDPF46b内にPMが蓄積して抵抗となっている状態なので、DPF再生運転を行うようにする。
As a condition for performing such a DPF regeneration operation, a pressure sensor 52 is provided on the upper side of the post-processing device 46, and when the value of the pressure sensor 52 exceeds a predetermined value, PM accumulates in the
また、DPF再生運転に入った状態が長時間続くと、過熱状態となってしまいDPF46bが損傷してしまう。そこで、後処理装置46の下手側に温度センサ53を設け、この温度センサ53の値が所定値を超えるとDPF再生運転を止めて通常運転に戻るようにする。
Further, if the state in which the DPF regeneration operation is started continues for a long time, the
通常の運転は、EGRバルブ43と絞り弁47を同時に制御してEGR量を適宜コントロールするようにする。特に、絞り弁47を有することで、DPF46b内のガス温度を高く保持することができるようになる。
In normal operation, the
前述のような構成としたことで、吸気スロットルが不要となる。即ち、過給器付き機関では吸気側圧力が高いので、EGRガス量を確保するために排気絞り弁または吸気スロットルを設け、EGRバルブと連動した制御が必要となるが、このようなシステムが不要となる。 With the configuration as described above, an intake throttle is not required. In other words, since the intake side pressure is high in an engine with a supercharger, an exhaust throttle valve or an intake throttle is required to secure the amount of EGR gas, and control in conjunction with the EGR valve is required, but such a system is unnecessary. It becomes.
また、DPF46b下流の排気ガスを取り出すために、過給器TBの汚れに伴う性能劣化を生じることを防止できるようになる。そして、EGRガスはEGRクーラ57で冷却されるため、NOx低減に対して効果が大きくなる。
Further, since the exhaust gas downstream of the
前述したように、DPFの再生運転を行なうDPF強制再生モードにおいては、排気絞り弁47を絞り、ON−OFF制御によってEGRバルブ43を全閉とするように構成する。したがって、排気ガスの還元が行なわれないのでNOが増加し、このNOが酸化触媒(DOC)46aによってNO2に転換され、DPF46bの再生が促進されるようになる。
As described above, in the DPF forced regeneration mode in which the regeneration operation of the DPF is performed, the
また、DPF46bの強制再生中において、エンジン回転がローアイドルに移行した場合は、前記EGRバルブ43を全開とする。DPF46bの下流側には温度センサ53を設けているので、この温度センサ53による検出値が所定値以上に上昇したことも条件に加えるようにしてもよい。
Further, when the engine rotation shifts to low idle during the forced regeneration of the
図6に示す58a、58b、58c、58dについては、各シリンダー5内への吸気ポートである。実施例では4気筒である。38は図5で説明した吸気マニホールドである。前述した図5の構成では、EGR回路44の還元は過給器TBの上流側としていたが、図6の構成では、シリンダー室5直前の各ポート58a、58b、58c、58dに還元するように構成する。これにより、EGR還元率の各気筒間格差を防止できるようになり、燃焼が安定して排気ガス中の汚染物質量も少なくなる。
58a, 58b, 58c and 58d shown in FIG. 6 are intake ports into the respective cylinders 5. In the embodiment, there are four cylinders.
図7の構成では、シリンダー室5直前の各ポート58a、58b、58c、58dとEGR回路44との間に各電磁弁59a、59b、59c、59dを設ける構成としている。この各電磁弁59a、59b、59c、59dについては、吸気側の吸気バルブ39の開時のタイミングに合わせて開く構成とする。これにより、EGRガスの還元が精度良く実行可能となる。
In the configuration of FIG. 7, the
次に、図8について説明する。
エンジンEのクランク軸60からベルト66を介してEGR用過給器65を駆動し、バルブ64を開いてEGRサージタンク61内にガスを蓄圧する構成とする。このように、専用のEGR用過給器65を用いることで、排気圧力より吸気圧力が大きい場合でも、チェックバルブが不要で、しかも安定したEGR還元が可能となる。
Next, FIG. 8 will be described.
The
EGRサージタンク61内には圧力センサ65が設けられており、常時一定の圧力となるようにしている。そして、EGRサージタンク61内、またはEGR回路44、又は排気ガス管67内には、それぞれCO2センサ62a、62b、62cを設けている。これらのCO2センサ62a、62b、62cのうち、重要な役割をしているものがEGRサージタンク61内のCO2センサ62aである。即ち、EGRガスは一旦EGRサージタンク61内に蓄積されてから還元されるので、還元されるEGRガス中のCO2濃度の急激な変化を防止でき、制御が容易となり燃焼が安定するようになる。また、EGRガスを還元する際には、EGRバルブ63にてリニア制御で行なうので、還元する際のEGRの脈動を防止できて吸気の乱流を防止できるようになる。
A
また、EGR回路44や排気ガス管67に設けられているCO2センサ62b、62cについては、適正なCO2濃度となるようにするためのものである。即ち、CO2センサ62b、62cからの情報に基づいて、燃料噴射タイミングを変更したり、プレ噴射、パイロット噴射、アフター噴射等のタイミングや噴射量を制御するものである。EGRガスが合流後の吸気側のCO2センサ62dについては、実際に吸気されるCO2濃度を測定して確認するためのものである。
Further, the CO2 sensors 62b and 62c provided in the
次に、図9について説明する。
吸入された空気の一部をDPF46bの上流側に送る構成とする。具体的には、過給器TBの吸気タービン36を通過後の過給された空気の一部を、バイパス回路70を経由して送る構成とする。このバイパス回路70には、バルブ71が設けられている。エンジンが軽負荷状態になるとバルブ71を開いて空気の一部をDPF46bの上流側に送る構成とする。これにより、低負荷時においてもDPF46bの再生が可能となる。この実施例においては、EGR回路44の入り口は過給器TBの排気タービン45の上流側であり、還元口は過給器TBの吸気タービン36の下流側としている。68はEGRバルブである。69は排気タービン45とDPF46bの間の絞り弁である。
Next, FIG. 9 will be described.
A part of the sucked air is sent to the upstream side of the
前記過給器TBの過給圧が低い状態で全負荷時の燃料を噴射すると、空気過剰率が低下して黒煙が多く排出されるようになる。そこで、過給圧が下がると燃料噴射量を制限することは従来から公知の技術である。 When fuel at full load is injected while the supercharging pressure of the supercharger TB is low, the excess air ratio decreases and a large amount of black smoke is discharged. Therefore, it is a conventionally known technique to limit the fuel injection amount when the supercharging pressure decreases.
ところが、このような制御を行うと、トラクターがローアイドル回転数からハイアイドル回転数に回転を上げてから作業機21を下げて作業を開始する一連の流れの中において、過給器TBの過給遅れのために作業開始時に低過給圧時の燃料噴射量制限に引っかかってしまい、出力不足となってエンジン回転数ドロップを生じてしまうという欠点がある。 However, when such control is performed, in the series of flows in which the tractor increases the rotation from the low idle rotation speed to the high idle rotation speed and then lowers the work implement 21 to start the operation, the supercharger TB is overcharged. Due to the delay in supply, the fuel injection amount is limited at the time of low supercharging pressure at the start of work, and there is a disadvantage that the output becomes insufficient and the engine speed drops.
そこで、負荷に応じて低過給時の燃料噴射量の制限値を変更するようにする。具体的には、作業機21の位置で変更するようにする。即ち、作業機21の位置が圃場面に近い状態(下降中)では、燃料噴射量の制限値を緩くするか、又は燃料噴射量の制限を実施しないようにする。このように、過給器TBが低過給圧であっても、これからエンジンに負荷が作用すると予測される場面や、負荷が作用する直前の場面において燃料噴射量の制限値を変更したり解除することで、エンジン回転数のドロップを防止できるようになる。
Therefore, the limit value of the fuel injection amount at the time of low supercharging is changed according to the load. Specifically, the position is changed at the position of the
また、実際のエンジンドロップが始まってから燃料噴射量の制限値を緩くしたり解除したりしても、間に合わない場合があり作業効率が低下してしまうが、このような不具合も防止できるようになる。 Also, even if the fuel injection amount limit value is loosened or released after the actual engine drop has started, it may not be in time and work efficiency will be reduced, but such problems can be prevented. Become.
前記作業機21の位置の検出方法としては、作業機21を支持しているリフトアームの角度を検出(図3のリフトアーム角度センサ22aで検出)するようにしてもよいし、作業機21の昇降位置をポジションセンサで検出するように構成してもよい。
As a method for detecting the position of the work implement 21, the angle of the lift arm that supports the work implement 21 may be detected (detected by the lift
図10はエンジンの性能カーブを示している。標準のカーブL1に対して、NOx排出率の悪いトルク点付近の最大トルクを制限して定格高負荷域のコモンレール圧を増加させ、さらに、パイロット噴射させることで、出力は低いものの排気ガスを悪化させない燃費の良いモードのカーブL2を備える構成とする。具体的には、トルク点付近は燃料噴射量が多いため、コモンレールを搭載したエンジンではレール圧を高くするなどしてスモークやPMの増加を抑え込む構成としているが、その反面NOxは高負荷になるにつれて排出率が増える傾向にある、そこで、最大トルク値を抑えることで、低格付近のレール圧を増加させても全体のNOx排出率は変わらず、定格付近の燃料消費率を良化させることができるようになる。さらに、パイロット噴射を行ってもレール圧増加のためにスモークが悪化せず燃費を良化でき、NOxも減らすことができるようになる。前記標準カーブL1と燃費カーブL2は、ECU100内に同時に備えている。
FIG. 10 shows an engine performance curve. Limiting the maximum torque near the torque point where the NOx emission rate is bad with respect to the standard curve L1, increasing the common rail pressure in the rated high load range, and further injecting the pilot gas, but the exhaust gas deteriorates although the output is low It is configured to include a curve L2 of a mode with good fuel efficiency that is not allowed to occur. Specifically, since the fuel injection amount is large in the vicinity of the torque point, an engine equipped with a common rail is configured to suppress the increase in smoke and PM by increasing the rail pressure, but on the other hand, NOx becomes a heavy load. Therefore, by suppressing the maximum torque value, even if the rail pressure near the lower grade is increased, the overall NOx emission rate does not change and the fuel consumption rate near the rating is improved. Will be able to. Further, even if pilot injection is performed, smoke is not deteriorated due to an increase in rail pressure, fuel efficiency can be improved, and NOx can also be reduced. The standard curve L1 and the fuel consumption curve L2 are provided in the
トラクターやコンバイン等の農作業機を始め一般車両にも利用可能である。 It can be used for farm vehicles such as tractors and combiners as well as general vehicles.
TB 過給器
PM 粒状化物質
36 吸気タービン
37 インタークーラ
43 EGRバルブ
44 EGR回路
45 排気タービン
46 排気ガス後処理装置
46b ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)
47 絞り弁
52 圧力センサ
53 温度センサ
57 EGRクーラ
100 エンジンコントロールユニット(ECU)
TB Supercharger
47 Throttle valve 52
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008171480A JP2010007648A (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008171480A JP2010007648A (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Diesel engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010007648A true JP2010007648A (en) | 2010-01-14 |
Family
ID=41588416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008171480A Pending JP2010007648A (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Diesel engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010007648A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012246791A (en) * | 2011-05-25 | 2012-12-13 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine |
-
2008
- 2008-06-30 JP JP2008171480A patent/JP2010007648A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012246791A (en) * | 2011-05-25 | 2012-12-13 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine |
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