JP2010106716A - Heat-retaining/cooling control apparatus for pm filter device - Google Patents

Heat-retaining/cooling control apparatus for pm filter device Download PDF

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Hiroshi Miwa
Hideaki Murakami
Hitoshi Nakanishi
Yoshitoshi Sawafuji
博史 三輪
均 中西
英彰 村上
佐敏 澤藤
悠喜 石川
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Komatsu Ltd
株式会社小松製作所
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat-retaining/cooling control apparatus for a PM filter device, capable of controlling the temperature of an outer peripheral part of a PM filter device during combustion in the filter of the PM filter device, performing efficient combustion in the PM filter device, and preventing the effect of thermal damage to a peripheral part of the PM filter device by effectively utilizing a travelling wind. <P>SOLUTION: An engine room and a cooling passage are constituted in parallel in the fore-and-aft direction of an operation machine and demarcated by a partition wall. An aftercooler, a cooling fan and the PM filter device are arranged in the cooling passage so that the outer peripheral part of the PM filter device is cooled through the heat waste wind from the cooling fan. When the exhaust temperature of exhaust gas is lower than a target temperature on burning a captured PM in the PM filter device, an amount of air from the cooling fan is controlled to be smaller so that the exhaust gas temperature increases. When, in contrast, the exhaust temperature of the exhaust gas is higher than the target temperature, the amount of air from the cooling fan is controlled to be larger so that a cooling effect on the outer peripheral part of the PM filter device increases. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、PMフィルタ装置(排気ガスに含まれる粒子状物質(パーティキュレート・マター)をフィルタで捕捉する装置)の保温・冷却制御装置に関する。
尚、本発明では、作業機械の側面視において前後進方向を前後方向とし、作業機械の正面視において左右方向を車幅方向としている。
The present invention relates to a heat retention / cooling control device for a PM filter device (device for capturing particulate matter (particulate matter) contained in exhaust gas).
In the present invention, the forward / backward direction in the side view of the work machine is the front / rear direction, and the left / right direction in the front view of the work machine is the vehicle width direction.

従来から、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる粒子状物質であるPM(パーティキュレート・マター)がそのまま大気中に放出されてしまうのを防止するため、PMフィルタ装置が用いられている。PMフィルタ装置は、排気ガスの排気通路に設けられており、フィルタによって排気ガス中に含まれるPMを捕捉し、減少させる装置として用いられている。   Conventionally, PM filter devices have been used to prevent particulate matter (PM), which is particulate matter contained in exhaust gas of a diesel engine, from being released into the atmosphere as it is. The PM filter device is provided in an exhaust passage of exhaust gas, and is used as a device that captures and reduces PM contained in the exhaust gas by a filter.

PMフィルタ装置の基本的な構成としては、PMをフィルタによって捕捉する構成となっている。また、フィルタが目詰まりしたときにフィルタ機能が低下するのを防止するため、フィルタに捕捉されたPMを燃焼させて、フィルタを再生させることのできるセルフ・クリーニング機能が設けられているものがある。   As a basic configuration of the PM filter device, PM is captured by a filter. In addition, in order to prevent the filter function from deteriorating when the filter is clogged, there are some provided with a self-cleaning function that can regenerate the filter by burning PM trapped in the filter. .

フィルタの再生技術としては、排気ガス中に燃料を供給することで、フィルタよりも上流側に配した酸化触媒を酸化・発熱させている。そして、フィルタに流入する排気ガスの温度を上昇させ、温度が上昇した排気ガスによってフィルタに堆積したPMを自己燃焼させる構成となっている。PMを燃焼させることで、PMによるフィルタの目詰まりを解消させて、フィルタの再生を図っている。   As a filter regeneration technique, fuel is supplied into exhaust gas to oxidize and generate heat from an oxidation catalyst disposed upstream of the filter. Then, the temperature of the exhaust gas flowing into the filter is increased, and the PM accumulated on the filter is self-combusted by the exhaust gas whose temperature has increased. By burning PM, clogging of the filter due to PM is eliminated, and the filter is regenerated.

PMフィルタ装置としては、フィルタの目詰まりを解消させるためにPMを燃焼させているときには、高温状態にしておくことでPMを燃焼させるときの燃焼効率を向上させておくことができる。しかし、この時には、PMフィルタ装置の外周部も高温状態となり、熱による悪影響(いわゆる熱害)をPMフィルタ装置の周辺に配した周辺機器に対して与えてしまうことになる。また、PMフィルタ装置の周辺に運転室を配した場合には、運転室内の温度を上昇させてしまうことになる。   As a PM filter device, when PM is burned in order to eliminate clogging of the filter, the combustion efficiency when burning PM can be improved by keeping the temperature high. However, at this time, the outer peripheral portion of the PM filter device is also in a high temperature state, and adverse effects due to heat (so-called heat damage) are given to peripheral devices arranged around the PM filter device. Moreover, when the cab is arranged around the PM filter device, the temperature in the cab is raised.

PMフィルタ装置による熱害を防止するものとしては、種々のものが提案されており、PMフィルタ装置の周辺における温度上昇を予測的に防止した冷却ファン制御装置(特許文献1参照)や、PMフィルタ装置の周囲に遮熱板を設けて、PMフィルタ装置と遮熱板との間から外気を吸引可能に構成し、吸引された外気をホットエアダクトに流入させるように構成することで、PMフィルタ装置における燃焼効率を向上させているディーゼル機関のフィルタ再生制御装置(特許文献2参照)などが提案されている。   Various devices have been proposed for preventing thermal damage caused by the PM filter device, such as a cooling fan control device (see Patent Document 1) that predictively prevents a temperature rise around the PM filter device, and a PM filter. By providing a heat shield plate around the device, the outside air can be sucked from between the PM filter device and the heat shield plate, and the sucked outside air is made to flow into the hot air duct, whereby the PM filter device A filter regeneration control device (see Patent Document 2) for a diesel engine that improves the combustion efficiency of the engine has been proposed.

特許文献1における冷却ファン制御装置を、本願発明における従来例1として図7にはその平面図を示している。図7に示すように、車輌の前方にはエンジン70を収容するエンジンルーム71が設けられており、エンジン70の前方には冷却ファン72が設けられている。冷却ファン72の更に前方にはラジエータ73や空調機のコンデンサ74が配置されている。エンジンルーム71内におけるエンジン70の直ぐ後ろ側には、PMフィルタ装置75が配置されている。   FIG. 7 shows a plan view of the cooling fan control device in Patent Document 1 as Conventional Example 1 in the present invention. As shown in FIG. 7, an engine room 71 that houses the engine 70 is provided in front of the vehicle, and a cooling fan 72 is provided in front of the engine 70. In front of the cooling fan 72, a radiator 73 and a condenser 74 of an air conditioner are arranged. A PM filter device 75 is disposed immediately behind the engine 70 in the engine room 71.

冷却ファン72による送風によって、ラジエータ73と空調機のコンデンサ74とを冷却し、冷却水や冷媒の温度を低下させることができる。また、冷却ファン72からの廃熱風によって、エンジン70やPMフィルタ装置75といったエンジンルーム内に配した部材の温度を低下させるように構成されている。   By blowing air from the cooling fan 72, the radiator 73 and the condenser 74 of the air conditioner can be cooled, and the temperature of the cooling water or refrigerant can be lowered. In addition, the temperature of members disposed in the engine room such as the engine 70 and the PM filter device 75 is reduced by the waste hot air from the cooling fan 72.

そして、冷却ファン72の回転速度は、冷却水の温度が高い場合、空調機の負荷が大きい場合及びPMフィルタ装置75が再生状態である場合には、大きくなるように設定されている。更に、PMフィルタ装置75の再生信号を受信してから、これに応じて冷却ファン72の回転速度を制御するまでの間に、一定の時間差をもたせた制御を行っている。即ち、開始遅延時間t1が経過してから、冷却ファン72の回転速度の制御が開始されるように構成されている。   The rotation speed of the cooling fan 72 is set so as to increase when the temperature of the cooling water is high, when the load of the air conditioner is large, and when the PM filter device 75 is in the regeneration state. Further, control is performed with a certain time difference between the time when the regeneration signal of the PM filter device 75 is received and the time when the rotational speed of the cooling fan 72 is controlled accordingly. That is, the control of the rotational speed of the cooling fan 72 is started after the start delay time t1 has elapsed.

特許文献2におけるフィルタ再生制御装置を、本願発明における従来例2として図8にはその模式図を示している。図8に示すように、PMフィルタ装置90の周囲には、周辺部品に対する熱影響(熱害)を防止するための遮熱板91が設けられている。PMフィルタ装置90及び遮熱板91間に形成された空間から外気を吸入することが可能な構成となっており、その空間を通って吸入された空気は、ホットエアダクト92に通流する。   FIG. 8 shows a schematic diagram of a filter regeneration control device in Patent Document 2 as Conventional Example 2 in the present invention. As shown in FIG. 8, a heat shield 91 is provided around the PM filter device 90 to prevent thermal influence (thermal damage) on peripheral components. The air can be sucked from the space formed between the PM filter device 90 and the heat shield plate 91, and the air sucked through the space flows into the hot air duct 92.

吸気切替弁81は、開閉してホットエアダクト92及び新気ダクト80から吸入する空気を切り替えることができ、吸気切替弁81が開弁するとホットエアダクト92からの空気を吸入する。吸気切替弁81が閉弁すると新気ダクト80から空気を吸入する。   The intake switching valve 81 can be opened and closed to switch the air sucked from the hot air duct 92 and the fresh air duct 80. When the intake switching valve 81 is opened, the air from the hot air duct 92 is sucked. When the intake air switching valve 81 is closed, air is sucked from the fresh air duct 80.

吸入された空気は、エアクリーナ82で清浄され、エアフローメータ83で吸入量が検出され、ターボチャージャ84で過給される。ターボチャージャ84で過給された空気(以下では、過給気という。)は、インタークーラ85(アフタークーラに相当)で冷却された後に、インテークシャッタ86、インテークマニホールド87を通流してエンジン本体88に吸入される。   The sucked air is cleaned by the air cleaner 82, the suction amount is detected by the air flow meter 83, and supercharged by the turbocharger 84. The air supercharged by the turbocharger 84 (hereinafter referred to as supercharged air) is cooled by an intercooler 85 (corresponding to an aftercooler), and then flows through an intake shutter 86 and an intake manifold 87 to form an engine body 88. Inhaled.

吸気切換弁81が開弁してPMフィルタ装置90の放熱によって加熱した空気を、エンジンに吸気させると、エンジンからの排気温度を上げることができる。そして、PMフィルタ装置90の温度を迅速に上昇させることができ、PMフィルタ装置90における燃焼効率を向上させることができる。   When the intake air switching valve 81 is opened and the air heated by the heat radiation of the PM filter device 90 is taken into the engine, the exhaust temperature from the engine can be raised. Then, the temperature of the PM filter device 90 can be quickly raised, and the combustion efficiency in the PM filter device 90 can be improved.

インタークーラ85で冷却された過給気に対して、燃料ポンプ93からコモンレール94に供給された燃料がインジェクションノズル95から噴射されて混合され、空気燃料混合気となってエンジン本体88に吸入される。空気燃料混合気が着火してエンジンが駆動した後、燃焼ガスである排気ガスは、エキゾーストマニホールド89から排気される。   For the supercharged air cooled by the intercooler 85, the fuel supplied from the fuel pump 93 to the common rail 94 is injected and mixed from the injection nozzle 95 to be sucked into the engine body 88 as an air fuel mixture. . After the air / fuel mixture is ignited and the engine is driven, the exhaust gas that is the combustion gas is exhausted from the exhaust manifold 89.

排気ガス中に含まれるPMは、PMフィルタ装置90のフィルタによって捕捉されて堆積される。また、排気ガスの一部は、エキゾーストマニホールド89から、EGRクーラ96、EGRバルブ97を通流してインテークマニホールド87に還流される構成となっている。   PM contained in the exhaust gas is captured and deposited by the filter of the PM filter device 90. Further, a part of the exhaust gas flows from the exhaust manifold 89 through the EGR cooler 96 and the EGR valve 97 and is returned to the intake manifold 87.

PMフィルタ装置90の入口と出口とにおける圧力差は、差圧センサ98で検出される。また、PMフィルタ装置90の入口温度は、PMフィルタ装置入口温度センサ99で検出され、出口温度は、PMフィルタ装置出口温度センサ100で検出される。これらのセンサにおける検出信号は、エンジンコントロールユニット101に送られる。そして、PMフィルタ装置90のフィルタの目詰まりを解消してフィルタを再生するときには、フィルタの堆積したPMの燃焼効率を高めるため、ホットエアダクト92から加熱空気を導入する制御が行われる。   A pressure difference between the inlet and the outlet of the PM filter device 90 is detected by a differential pressure sensor 98. The inlet temperature of the PM filter device 90 is detected by the PM filter device inlet temperature sensor 99, and the outlet temperature is detected by the PM filter device outlet temperature sensor 100. Detection signals from these sensors are sent to the engine control unit 101. When regenerating the filter by eliminating the filter clogging of the PM filter device 90, control is performed to introduce heated air from the hot air duct 92 in order to increase the combustion efficiency of PM accumulated in the filter.

ところで、作業機械として、例えば、ダンプトラックにおいては、ラジエータやアフタークーラ等の冷却装置を配設する際には、走行時の風を冷風として積極的に利用するため、これらの冷却装置を車体前面に配設することが、一般的な配置構成となっている。   By the way, as a working machine, for example, in a dump truck, when installing a cooling device such as a radiator or an aftercooler, the cooling device is actively used as cold air during traveling. It is a general arrangement configuration to be arranged in the above.

しかも、これらの冷却装置を冷却する冷却ファンは、エンジンに直結されている構成が多用されているため、これらの冷却装置は、エンジンの前面側における限られたスペースに配設されている。そのため、上述した従来例1にも示されているように、ラジエータやアフタークーラ等におけるそれぞれの冷却部材を重ね合わせた配置構成が採用されている。   Moreover, since the cooling fan that cools these cooling devices is often connected directly to the engine, these cooling devices are arranged in a limited space on the front side of the engine. Therefore, as shown in the above-described conventional example 1, an arrangement configuration in which respective cooling members in a radiator, an aftercooler, and the like are overlapped is employed.

この様に冷却部材を重ね合わせた配置構成とした場合には、重ね合わせた冷却部材において後方側に配されている冷却部材は、その前方側に配されている冷却部材によってプリヒートされた廃熱風が当たることになる。そのため、後方側に配されている冷却部材の冷却効率としては、悪化してしまうことになる。   In the case of the arrangement configuration in which the cooling members are overlapped in this way, the cooling member disposed on the rear side in the overlapped cooling member is the waste hot air preheated by the cooling member disposed on the front side. Will win. For this reason, the cooling efficiency of the cooling member disposed on the rear side is deteriorated.

この問題は、後方側に配する冷却装置において、廃熱風が当たる冷却部材の受圧面積を大きく構成しておくことや前方に配する冷却装置の冷却ファンの風量を増大させることで、解決することができる。しかし、冷却部材の受圧面積を大きく構成したり、冷却ファンの風量を大きく構成しておくことは、後方側に配される冷却装置自体の大きさを大きく構成しておいたり、冷却ファンを大きく構成しておくことになる。   This problem can be solved by configuring the pressure receiving area of the cooling member to which the waste hot air hits in the cooling device arranged on the rear side or by increasing the air volume of the cooling fan of the cooling device arranged on the front side. Can do. However, if the pressure receiving area of the cooling member is configured to be large, or the cooling fan is configured to have a large air flow, the size of the cooling device itself disposed on the rear side may be increased, or the cooling fan may be increased. It will be configured.

そして、大きく構成した冷却装置や冷却ファンを配設するために必要となる設置スペースが不足してしまったり、他の機器との干渉が発生したり、冷却ファンによる騒音が増大したりして、新たな問題が発生することになる。特に、エンジンのヒートリジェクションがアップした場合には、上述したレイアウト構成では対応することが難しくなってきている。   And the installation space required to arrange the cooling device and the cooling fan that are configured large is insufficient, interference with other equipment occurs, noise from the cooling fan increases, New problems will arise. In particular, when the heat rejection of the engine is improved, it is difficult to cope with the layout configuration described above.

そこで、このような問題を解決するため、ラジエータを配設しているエンジンルームとは異なる部位に、アフタークーラを配設した油圧ショベルの冷却装置(特許文献3参照)が、本願出願人によって提案されている。   Therefore, in order to solve such a problem, the applicant of the present invention proposed a cooling device for a hydraulic excavator (see Patent Document 3) in which an aftercooler is provided in a different part from the engine room in which the radiator is provided. Has been.

特許文献3における冷却装置を、本願発明における従来例3として図9にはその平面図を示している。図9に示すように、大型油圧ショベルの上部旋回体50には、大型油圧ショベルの進行方向に対して横向きに配したエンジンルーム51が構成されている。このエンジンルーム51内には、エンジン52が横置に配設されている。   FIG. 9 shows a plan view of the cooling device in Patent Document 3 as Conventional Example 3 in the present invention. As shown in FIG. 9, the upper revolving structure 50 of the large hydraulic excavator is configured with an engine room 51 disposed sideways with respect to the traveling direction of the large hydraulic excavator. An engine 52 is disposed horizontally in the engine room 51.

エンジン52に直結した冷却ファン53の前方には、ラジエータ55及び作動油クーラ54が直列に配設されており、エンジン52の上部には、エアクリーナ57が配設されている。エアクリーナ57は、エア配管60を介してターボチャージャ56と接続しており、ターボチャージャ56は、エア配管59を介して空冷アフタークーラ58と接続している。また、空冷アフタークーラ58は、エア配管61を介してエンジン52に接続している。   A radiator 55 and a hydraulic oil cooler 54 are arranged in series in front of the cooling fan 53 directly connected to the engine 52, and an air cleaner 57 is arranged above the engine 52. The air cleaner 57 is connected to a turbocharger 56 via an air pipe 60, and the turbocharger 56 is connected to an air cooling after cooler 58 via an air pipe 59. Further, the air cooling after cooler 58 is connected to the engine 52 via an air pipe 61.

また、空冷アフタークーラ58は、エンジンルーム51外に別置にて配設されており、大型油圧ショベルの側壁部側に近接するように、ラジエータ55の横に略並んだ位置に配設されている。
特開2007−138872号公報 特開2005−299628号公報 特開平9−125972号公報
The air-cooled after cooler 58 is separately provided outside the engine room 51, and is disposed at a position approximately lined up on the side of the radiator 55 so as to be close to the side wall of the large hydraulic excavator. Yes.
JP 2007-138872 A JP 2005-299628 A JP-A-9-125972

特許文献1に記載されている冷却ファン制御装置では、エンジンルーム71内にエンジン70とPMフィルタ装置75とが共に配設された構成となっている。しかも、冷却ファン72からの廃熱風でエンジンを冷却した後に、PMフィルタ装置75の外周部を冷却する構成となっている。そのため、PMフィルタ装置75の外周部を多少冷却させることができるが、PMを燃焼中のPMフィルタ装置75の外周部を強制的に冷却することができない構成となっている。   In the cooling fan control device described in Patent Document 1, an engine 70 and a PM filter device 75 are both disposed in an engine room 71. In addition, after the engine is cooled with waste hot air from the cooling fan 72, the outer periphery of the PM filter device 75 is cooled. For this reason, the outer periphery of the PM filter device 75 can be somewhat cooled, but the outer periphery of the PM filter device 75 that is burning PM cannot be forcibly cooled.

このため、PMフィルタ装置75の周囲に配設する周辺機器に対して熱害を防止するためには、周辺機器を断熱材で囲んでおくなどの特別な対策を講じておかなければならない。また、アフタークーラを配設することについては、特に記載されていないが、仮に、アフタークーラを配設する場合でも、アフタークーラはエンジンルーム71内に配設されることになり、エンジンルーム71内の暖気によって、アフタークーラと接続した吸気管における冷却効率が低下してしまうことになる。   For this reason, in order to prevent thermal damage to the peripheral devices arranged around the PM filter device 75, special measures such as surrounding the peripheral devices with a heat insulating material must be taken. Further, although there is no particular description about disposing the after cooler, even if the after cooler is disposed, the after cooler will be disposed in the engine room 71, and the inside of the engine room 71 Due to this warm air, the cooling efficiency of the intake pipe connected to the aftercooler will decrease.

特許文献2に記載されているフィルタ再生制御装置では、PMフィルタ装置90及び遮熱板91の間に形成された空間から外気を吸入することが可能な構成となっているだけで、PMフィルタ装置90の外周部を強制的に冷却したり、PMフィルタ装置90の外周部の温度を制御したりすることができない構成となっている。しかも、PMフィルタ装置90の周囲を遮熱板91で覆っておかなければならず、長期にわたって使用できる遮熱板としては、特別仕様の遮熱板を使用しなければならない。   In the filter regeneration control device described in Patent Document 2, the PM filter device is merely configured to be able to suck outside air from the space formed between the PM filter device 90 and the heat shield plate 91. The configuration is such that the outer peripheral portion of 90 cannot be forcibly cooled or the temperature of the outer peripheral portion of PM filter device 90 cannot be controlled. Moreover, the periphery of the PM filter device 90 must be covered with a heat shield plate 91, and a heat shield plate of a special specification must be used as a heat shield plate that can be used for a long time.

また、インタークーラ85は、エンジンルーム内に配設される構成となっているので、エンジンルーム内の暖気によって、インタークーラ85と接続した吸気管における冷却効率が低下してしまうことになる。特に、インタークーラ85で冷却された空気は、インタークーラ85と接続した吸気管において、エンジンルーム内の暖気によって暖められてしまうことになる。   Further, since the intercooler 85 is arranged in the engine room, the cooling efficiency in the intake pipe connected to the intercooler 85 is reduced by warm air in the engine room. In particular, the air cooled by the intercooler 85 is warmed by the warm air in the engine room in the intake pipe connected to the intercooler 85.

更に、PMフィルタ装置90におけるPMの燃焼効率を向上させるため、吸気切替弁81やホットエアダクト92などを設けておくことが必要になっている。そして、吸気切替弁81やホットエアダクト92などを設けるための配置構造が複雑になり、また、吸気切替弁81やホットエアダクト92を設けるための設置スペースが必要になる。   Furthermore, in order to improve PM combustion efficiency in the PM filter device 90, it is necessary to provide an intake switching valve 81, a hot air duct 92, and the like. Further, the arrangement structure for providing the intake air switching valve 81 and the hot air duct 92 becomes complicated, and an installation space for providing the intake air switching valve 81 and the hot air duct 92 is required.

特許文献3に記載されている冷却装置では、空冷アフタークーラ58に対して外気を導入し易くするため、空冷アフタークーラ58は、大型油圧ショベルの側壁部側に近接している部位に配設されている。そのため、空冷アフタークーラ58は、大型油圧ショベルの車幅方向において、エンジンの配設部位から離れた側方側の部位に配設されている。   In the cooling device described in Patent Document 3, the air-cooling after-cooler 58 is disposed at a position close to the side wall of the large hydraulic excavator in order to easily introduce outside air into the air-cooling after-cooler 58. ing. Therefore, the air-cooling aftercooler 58 is disposed in a side portion away from the engine portion in the vehicle width direction of the large hydraulic excavator.

このように構成されているので、空冷アフタークーラ58とターボチャージャ56とを接続するエア配管59の長さ及び空冷アフタークーラ58とエンジン52とを接続するエア配管61の長さは、それぞれ長く構成されている。しかも、エンジンルーム51内においては、エア配管59及びエア配管61が長く配された構成となっている。   Since it is configured in this way, the length of the air pipe 59 that connects the air-cooled aftercooler 58 and the turbocharger 56 and the length of the air pipe 61 that connects the air-cooled aftercooler 58 and the engine 52 are longer. Has been. Moreover, in the engine room 51, the air pipe 59 and the air pipe 61 are long.

特に、空冷アフタークーラ58において冷却された空気を通流させるエア配管61が、エンジンルーム51内において長く配管されているので、エア配管61内を通流する空気が、エンジンルーム51内の暖気によって暖められてしまうことになる。このため、空冷アフタークーラ58において冷却を行っても、その後のエア配管61において冷却効果が低下してしまうことになる。   In particular, the air pipe 61 through which the air cooled in the air-cooling aftercooler 58 is allowed to flow is long in the engine room 51. Therefore, the air flowing through the air pipe 61 is caused by the warm air in the engine room 51. It will be warmed up. For this reason, even if cooling is performed in the air-cooling aftercooler 58, the cooling effect in the subsequent air piping 61 is reduced.

しかも、大型油圧ショベルの車幅方向に沿って、空冷アフタークーラ58とラジエータ62とがそれぞれ配設されているので、走行風を有効に利用することが難い構成となっている。   In addition, since the air-cooled aftercooler 58 and the radiator 62 are respectively disposed along the vehicle width direction of the large hydraulic excavator, it is difficult to effectively use the traveling wind.

本発明は上述した不具合を解決するためになされたものであり、PMフィルタ装置のフィルタでの燃焼を行っているときにおけるPMフィルタ装置外周部に対する温度制御を効率的に行うことができ、PMフィルタ装置での燃焼を効率的に行わせることができ、しかも、走行風を有効に利用して熱害の影響をPMフィルタ装置の周辺部に与えないようにしたPMフィルタ装置の保温・冷却制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can efficiently control the temperature of the outer periphery of the PM filter device when the PM filter device is burning with the filter. A heat retention / cooling control device for a PM filter device that can efficiently perform combustion in the device and that does not affect the peripheral portion of the PM filter device by using the traveling wind effectively. Is to provide.

前述の目的を達成すべく本発明は、作業機械に搭載されたディーゼルエンジンから排出される排気ガス中に含まれる粒子状物質であるPMを減少させるPMフィルタ装置の保温・冷却制御装置において、
前記作業機械の前後方向に構成されたエンジンルームと並列に配設され、隔壁を隔てて前記エンジンルームと画成された冷却通路と、前記冷却通路内に配され、前記エンジンルーム内に配した過給機によって過給状態となった空気を冷却するアフタークーラと、前記冷却通路内で前記アフタークーラの下流側に配され、前記エンジンからの排気ガスが導入されるPMフィルタ装置と、前記冷却通路内に配され、前記アフタークーラを冷却し、前記アフタークーラを冷却した廃熱風で前記PMフィルタ装置の外周部を冷却する冷却ファンと、
排気ガスの排気温度を検出する温度センサと、前記温度センサと接続し、前記PMフィルタ装置のフィルタで捕捉したPMの燃焼を行うときに、前記冷却ファンの風量を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記温度センサで検出した排気温度が、目標温度に対して高温のときには、前記冷却ファンからの風量を多くして前記PMフィルタ装置の外周部に対する冷却効果を高める制御を行い、前記温度センサで検出した排気温度が、目標温度に対して低温のときには、前記冷却ファンからの風量を少なくして前記PMフィルタ装置の外周部における温度上昇・保温を助長させる制御を行うことを最も主要な特徴となしている。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a heat retention / cooling control device for a PM filter device for reducing PM which is particulate matter contained in exhaust gas discharged from a diesel engine mounted on a work machine.
Arranged in parallel with the engine room configured in the front-rear direction of the work machine, the cooling passage defined with the engine room across a partition wall, and arranged in the cooling passage, and arranged in the engine room An aftercooler that cools air that has been supercharged by a supercharger, a PM filter device that is disposed downstream of the aftercooler in the cooling passage and into which exhaust gas from the engine is introduced, and the cooling A cooling fan that is disposed in a passage, cools the aftercooler, and cools the outer peripheral portion of the PM filter device with waste hot air that has cooled the aftercooler;
A temperature sensor that detects an exhaust temperature of exhaust gas, and a controller that is connected to the temperature sensor and controls the air volume of the cooling fan when burning PM captured by the filter of the PM filter device,
When the exhaust temperature detected by the temperature sensor is higher than the target temperature, the controller performs control to increase the air volume from the cooling fan and increase the cooling effect on the outer peripheral portion of the PM filter device, When the exhaust gas temperature detected by the temperature sensor is lower than the target temperature, the most important control is to reduce the air volume from the cooling fan and promote the temperature rise and heat retention at the outer periphery of the PM filter device. It has a special feature.

また、本発明では、前記エンジンから排出された排気ガスを前記PMフィルタ装置に導入する排気管が、前記冷却ファンからの風を前記PMフィルタ装置の上流側で受けるように配されてなることを主要な特徴となしている。   In the present invention, the exhaust pipe for introducing the exhaust gas discharged from the engine into the PM filter device is arranged so as to receive the wind from the cooling fan on the upstream side of the PM filter device. It is a major feature.

本発明では、PMフィルタ装置のフィルタで捕捉したPMの燃焼を行うときに、排気ガスの排気温度に基づいて、コントローラでアフタークーラの冷却及びPMフィルタ装置の外周部を冷却する冷却ファンの風量を制御することができる。   In the present invention, when the PM trapped by the filter of the PM filter device is combusted, the air flow rate of the cooling fan that cools the aftercooler and the outer periphery of the PM filter device by the controller is determined based on the exhaust gas exhaust temperature. Can be controlled.

PMフィルタ装置のフィルタで捕捉したPMの燃焼を行うときに、排気ガスの排気温度が目標温度よりも高ければ、PMフィルタ装置の中でPMの燃焼を十分に行うことができる温度であると判断することができる。そして、このときは、燃焼に伴う熱害の影響を少なくするため、冷却ファンからの風量を多くしてPMフィルタ装置の外周部を冷却させておくことができる。   When combustion of PM captured by the filter of the PM filter device is performed, if the exhaust gas temperature of the exhaust gas is higher than the target temperature, it is determined that the temperature can sufficiently perform PM combustion in the PM filter device. can do. And at this time, in order to reduce the influence of the heat damage accompanying combustion, the air volume from a cooling fan can be increased and the outer peripheral part of PM filter apparatus can be cooled.

また、PMの燃焼を行うときに、排気ガスの排気温度が目標温度よりも低ければ、PMフィルタ装置の中でPMの燃焼を十分に行うことができる温度には達していないと判断することができる。そして、このときは、燃焼に伴う熱害の影響を少なくするよりも、PMの燃焼が十分に行われるように、排気ガスの温度を高くなるように冷却ファンからの風量が少なくなるように制御する。   In addition, when the exhaust gas temperature of the exhaust gas is lower than the target temperature when performing PM combustion, it may be determined that the temperature has not reached a temperature at which PM can be sufficiently combusted in the PM filter device. it can. At this time, rather than reducing the influence of heat damage caused by combustion, control is performed so that the air volume from the cooling fan is reduced so that the temperature of the exhaust gas is increased so that the PM is sufficiently burned. To do.

冷却ファンからの風量を少なくすると、アフタークーラでの冷却効率が低下し、アフタークーラからエンジンに吸入される過給気の温度を高めることができる。そして、エンジンから排出される排気ガスの温度も高くなり、フィルタの上流側に配した酸化触媒を酸化・発熱させ易くすることができる。これにより、フィルタに供給される排気ガスの温度が上昇し、フィルタに目詰まりしているPMを自己燃焼させることができるようになる。   When the air volume from the cooling fan is reduced, the cooling efficiency of the aftercooler is lowered, and the temperature of the supercharged air drawn into the engine from the aftercooler can be increased. And the temperature of the exhaust gas discharged | emitted from an engine also becomes high, and it can make it easy to oxidize and heat-generate the oxidation catalyst distribute | arranged to the upstream of the filter. Thereby, the temperature of the exhaust gas supplied to the filter rises, and PM clogged in the filter can be self-combusted.

フィルタでの燃焼が十分に行われて排気温度が目標温度よりも上昇したときには、今度はPMフィルタ装置の外周部を冷却させるために、冷却ファンからの風量を増大させる制御を行うことができる。そうして、PMフィルタ装置の外周部から発散される熱による熱害を防止させることができる。   When combustion in the filter is sufficiently performed and the exhaust gas temperature rises above the target temperature, control can be performed to increase the air volume from the cooling fan in order to cool the outer periphery of the PM filter device. Thus, it is possible to prevent thermal damage caused by heat emitted from the outer periphery of the PM filter device.

本発明では、隔壁を隔ててエンジンルームと画成された冷却通路を、エンジンルームと並列に構成しており、冷却通路内に、アフタークーラ及び同アフタークーラを冷却する冷却ファンと、冷却ファンから排出された廃熱風が供給されるPMフィルタ装置とを配設している。   In the present invention, the cooling passage that is defined by the engine room with the partition wall therebetween is configured in parallel with the engine room. The cooling passage includes a cooling fan that cools the aftercooler and the aftercooler, and a cooling fan. A PM filter device to which the discharged waste hot air is supplied is disposed.

このように構成しているので、走行風をエンジンルームと冷却通路にそれぞれ別々に導入することができ、エンジンルームに配したラジエータや冷却通路に配したアフタークーラに対する冷却を効率的に行うことができる。しかも、アフタークーラを冷却した廃熱風で、PMフィルタ装置の外周面を効率的に冷却することができる。   With this configuration, the traveling wind can be introduced separately into the engine room and the cooling passage, and the radiator arranged in the engine room and the aftercooler arranged in the cooling passage can be efficiently cooled. it can. Moreover, the outer peripheral surface of the PM filter device can be efficiently cooled with the waste hot air that has cooled the aftercooler.

そして、隔壁によって冷却通路内では、エンジンルーム内の暖気による影響を受けにくい構成にしておくことができる。エンジンルーム内の暖気による影響を受け難くした冷却通路内に、アフタークーラを配設しておくことができるので、アフタークーラにおける冷却効果、及びアフタークーラを冷却した後の廃熱風でPMフィルタ装置の外周面を冷却するときの冷却効果を高めることができる。   And it can be set as the structure which is hard to receive the influence by the warm air in an engine room in a cooling passage by a partition. Since the aftercooler can be placed in the cooling passage that is hardly affected by the warm air in the engine room, the cooling effect of the aftercooler and the waste hot air after cooling the aftercooler of the PM filter device The cooling effect when cooling the outer peripheral surface can be enhanced.

また、隔壁によって、エンジンルーム内を流れるラジエータからの廃熱風と冷却通路内を流れるアフタークーラからの廃熱風とが衝突して、乱流が発生するのを防止しておくことができるので、それぞれの廃熱風における風量が減少するのを防止することができる。しかも、エンジンルーム内を流れるラジエータからの廃熱風は、エンジンルーム内で整流として流すことができ、冷却通路内を流れるアフタークーラからの廃熱風は、冷却通路内で整流として流すことができる。これによって、エンジンルーム内と冷却通路内とにおけるそれぞれの風流及び風量に好影響を与えることができる。   Moreover, because the partition wall can prevent the waste heat air from the radiator flowing in the engine room and the waste heat air from the after cooler flowing in the cooling passage from colliding with each other, turbulence can be prevented. It is possible to prevent the air volume in the waste hot air from decreasing. Moreover, the waste hot air from the radiator flowing in the engine room can flow as rectification in the engine room, and the waste hot air from the aftercooler flowing in the cooling passage can flow as rectification in the cooling passage. Thereby, it is possible to positively influence the wind flow and the air volume in the engine room and the cooling passage.

更に、隔壁によって冷却通路はエンジンルームと画成されているので、ラジエータ用の冷却ファンから発生する騒音やエンジンからの騒音が、冷却通路を通って外部に漏れ出てしまうのを防止しておくことができる。   Further, since the cooling passage is defined as an engine room by the partition wall, it is possible to prevent the noise generated from the cooling fan for the radiator and the noise from the engine from leaking outside through the cooling passage. be able to.

また、本発明では、エンジンから排出された排気ガスをPMフィルタ装置に導入する排気管を、PMフィルタ装置の上流側で冷却ファンからの風が受けられるように配設しておくことができる。そして、PMフィルタ装置が燃焼を行って高温となったときには、風量が増大した冷却ファンからの風で排気管を冷却することができる。これにより、PMフィルタ装置に導入される排気ガスの排気温度が、高温になり過ぎてしまうのを抑制しておくことができる。   In the present invention, the exhaust pipe for introducing the exhaust gas discharged from the engine into the PM filter device can be arranged so that the wind from the cooling fan can be received on the upstream side of the PM filter device. When the PM filter device burns and reaches a high temperature, the exhaust pipe can be cooled by the wind from the cooling fan having an increased air volume. Thereby, it can suppress that the exhaust gas temperature of the exhaust gas introduce | transduced into PM filter apparatus becomes high temperature too much.

また、PMの燃焼を行うときに、排気ガスの排気温度が目標温度よりも低いときには、冷却ファンからの風量が少なく制御されるので、冷却ファンからの風で冷却される排気管の温度低下を低く抑えておくことができる。そして、排気温度が上昇した排気ガスの温度を下げないで、排気ガスをPMフィルタ装置に導入することができる。これによって、PMフィルタ装置25における燃焼効率の向上に寄与することができる。   In addition, when performing PM combustion, if the exhaust gas temperature is lower than the target temperature, the air flow from the cooling fan is controlled to be small, so that the temperature drop of the exhaust pipe cooled by the air from the cooling fan is reduced. It can be kept low. The exhaust gas can be introduced into the PM filter device without lowering the temperature of the exhaust gas whose exhaust temperature has increased. This can contribute to improvement in combustion efficiency in the PM filter device 25.

以下、本発明に係るPMフィルタ装置の保温・冷却制御装置の代表的な実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。   Hereinafter, typical embodiments of a heat retention / cooling control device for a PM filter device according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1は、本発明に係るPMフィルタ装置の保温・冷却制御装置の配置状態を示す平面図である。図2は、エンジンルームと冷却通路との間に構成した隔壁をエンジンルーム側から見た側面図であり、図3は、本発明に係るPMフィルタ装置の保温・冷却制御装置の概略的な配置関係を示す概略平面図である。また、図4は、PMフィルタ装置の保温・冷却制御装置の概略構成を示すブロック図であり、図5は、PMフィルタ装置の模式的な断面図である。   FIG. 1 is a plan view showing an arrangement state of a heat retention / cooling control device of a PM filter device according to the present invention. FIG. 2 is a side view of a partition wall formed between the engine room and the cooling passage as viewed from the engine room side, and FIG. 3 is a schematic arrangement of the heat retention / cooling control device of the PM filter device according to the present invention. It is a schematic plan view which shows a relationship. FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the heat retention / cooling control device of the PM filter device, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the PM filter device.

エンジンルーム11は、作業機械10の前後方向に沿って配設されており、エンジンルーム11内には、エンジン12と、エンジン12の前方に配した冷却ファン14と、冷却ファン14の前方に配したラジエータ13及び作動油クーラ19等を、直列に配設している。また、エンジン12の上部部位におけるエンジンルーム11内には、過給機である排気ターボ過給機15が配設されている。   The engine room 11 is disposed along the front-rear direction of the work machine 10, and the engine room 11, the cooling fan 14 disposed in front of the engine 12, and the cooling fan 14 are disposed in front of the engine room 11. The radiator 13 and the hydraulic oil cooler 19 are arranged in series. An exhaust turbo supercharger 15 that is a supercharger is disposed in the engine room 11 in the upper part of the engine 12.

そして、エンジンルーム11の上方は、エンジンフード17(図2参照)により覆われている。エンジンフード17によって、エンジンフード17の上部における外気とエンジンフード17の内部におけるエンジンルーム11とを分けている。そして、エンジンフード17と、後述する隔壁18と、エンジンルーム11の下面板と、によって囲まれたエンジンルーム11は、作業機械10の前後方向に沿って空気が流通するように構成されている。   The upper portion of the engine room 11 is covered with an engine hood 17 (see FIG. 2). The engine hood 17 separates the outside air above the engine hood 17 and the engine room 11 inside the engine hood 17. The engine room 11 surrounded by the engine hood 17, a partition wall 18 to be described later, and the lower surface plate of the engine room 11 is configured such that air flows along the front-rear direction of the work machine 10.

また、作業機械10は、エンジンルーム11の後方上部にキャブ23が搭載されており、エンジンルーム11の後方であって、キャブの下方の領域には、図示しない左右の前輪、トランスミッション、アクスル装置などが配置されている。   Further, the work machine 10 has a cab 23 mounted on the rear upper part of the engine room 11, and in the rear of the engine room 11 and below the cab, left and right front wheels (not shown), a transmission, an axle device, etc. Is arranged.

エンジンルーム11と並列に並んで冷却通路20が、作業機械10の前後方向に沿って配設されている。冷却通路20は、図示しないアフタークーラカバーと隔壁18及び図示しない下面板とによって囲まれた構成となっており、アフタークーラカバー前方に設けた外気導入口から取り入れた空気が、後方に流通するように構成されている。そして、図2に示すように、エンジンフード17の下部に隔壁18が配されており、隔壁18は、エンジンルーム11と冷却通路20との間で空気の流通が行われないように構成されている。   A cooling passage 20 is arranged in parallel with the engine room 11 along the front-rear direction of the work machine 10. The cooling passage 20 is surrounded by an unillustrated aftercooler cover, a partition wall 18 and an unillustrated lower surface plate so that air taken from an outside air inlet provided in front of the aftercooler cover circulates backward. It is configured. As shown in FIG. 2, a partition wall 18 is disposed below the engine hood 17, and the partition wall 18 is configured so that air does not flow between the engine room 11 and the cooling passage 20. Yes.

尚、アフタークーラカバーの構成としては、前述したエンジンルーム11の上方を覆うエンジンフード17と一体に構成されていても良い。逆に、後述するPMフィルタ装置25までを一体的に覆った構成とする代わりに、空気の流通を阻害しない構造で、分割されている構成としておくこともできる。   The aftercooler cover may be configured integrally with the engine hood 17 that covers the upper portion of the engine room 11 described above. Conversely, instead of a configuration in which the PM filter device 25, which will be described later, is integrally covered, a configuration in which the air flow is not hindered may be divided.

また、隔壁18を構成する壁の一部としては、後述する冷却通路20内に配設したアフタークーラ21の側壁面を利用することもできる。アフタークーラ21の側壁面を利用せずに、壁だけでエンジンルーム11と冷却通路20との間を画成する隔壁18を構成としておくこともできる。隔壁18としては、完全にエンジンルーム11と冷却通路20との間を遮断する構成としておくことも、エンジンルーム11と冷却通路20との間を完全に遮断した構成とはせずに、エンジンルーム11と冷却通路20との間で多少の空気の出入りが行える隙間を有した構成としておくこともできる。   Further, as a part of the wall constituting the partition wall 18, a side wall surface of an aftercooler 21 disposed in a cooling passage 20 described later can be used. Instead of using the side wall surface of the aftercooler 21, the partition wall 18 that defines the engine room 11 and the cooling passage 20 can be configured only by the wall. The partition wall 18 may be configured to completely block between the engine room 11 and the cooling passage 20, or may not be configured to completely block between the engine room 11 and the cooling path 20. It is also possible to adopt a configuration having a gap that allows some air to enter and exit from the cooling passage 20.

隙間を有した構成とした場合であっても、エンジンルーム11内を流れる空気や冷却通路20内を流れる空気が、隙間から流入してきた空気によってかき乱されない程度の隙間として構成しておくことが望ましい。   Even in the case of a configuration having a gap, the air flowing in the engine room 11 and the air flowing in the cooling passage 20 may be configured as a gap that is not disturbed by the air flowing in from the gap. desirable.

冷却通路20内には、エアクリーナ16、アフタークーラ21、アフタークーラ21を冷却する冷却ファン22、及び冷却ファン22からの廃熱風によってその周囲が冷却されるPMフィルタ装置(パーティキュレート・マター・フィルタ装置)25が、直列に配設している。PMフィルタ装置25は、図示せぬ前輪の上方で、かつ、キャブ23の側方に配置されている。   In the cooling passage 20, an air cleaner 16, an after cooler 21, a cooling fan 22 for cooling the after cooler 21, and a PM filter device (particulate matter filter device) whose surroundings are cooled by waste heat air from the cooling fan 22. ) 25 are arranged in series. The PM filter device 25 is disposed above a front wheel (not shown) and to the side of the cab 23.

PMフィルタ装置は、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質であるPM(パーティキュレート・マター)を減少させる装置(フィルタ)であり、基本的な構成としては、PMをフィルタによって捕捉する装置となっている。図示例で示したPMフィルタ装置25には、フィルタが目詰まりしたときにフィルタ機能が低下するのを防止するため、フィルタで捕捉したPMを燃焼させて再生させることのできるセルフ・クリーニング機能が設けられている。   The PM filter device is a device (filter) that reduces PM (particulate matter), which is a particulate matter contained in exhaust gas of a diesel engine, and as a basic configuration, a device that captures PM by a filter, It has become. The PM filter device 25 shown in the illustrated example is provided with a self-cleaning function capable of burning and regenerating PM captured by the filter in order to prevent the filter function from degrading when the filter is clogged. It has been.

エンジン12の前方に配した冷却ファン14としては、エンジン12に直結した構成としておくことも、アフタークーラ21の冷却ファン22と同様に、エンジン12駆動の図示せぬ油圧ポンプからの吐出圧によって駆動される油圧モータを用いて、駆動される構成としておくこともできる。あるいは、電動モータで駆動される構成としておくこともできる。   The cooling fan 14 disposed in front of the engine 12 can be configured to be directly connected to the engine 12 or driven by a discharge pressure from a hydraulic pump (not shown) that drives the engine 12, as with the cooling fan 22 of the aftercooler 21. It is also possible to use a hydraulic motor that is driven. Or it can also be set as the structure driven with an electric motor.

冷却ファン14及び冷却ファン22をそれぞれ油圧モータで駆動する構成としておくことにより、ラジエータ13や作動油クーラ19等、アフタークーラ21の配置位置に対する自由度を高めることができる。また、冷却ファン14、冷却ファン22による冷却空気の流れとしては、図1に示すようにラジエータ13やアフタークーラ21に対しての吸込側の流れとして構成しておくことも、冷却ファン14、冷却ファン22をラジエータ13やアフタークーラ21の前面側に配して、吐出側の流れとして構成しておくこともできる。   By configuring each of the cooling fan 14 and the cooling fan 22 to be driven by a hydraulic motor, the degree of freedom with respect to the arrangement position of the after cooler 21 such as the radiator 13 and the hydraulic oil cooler 19 can be increased. Further, the flow of cooling air by the cooling fan 14 and the cooling fan 22 may be configured as a flow on the suction side with respect to the radiator 13 and the aftercooler 21 as shown in FIG. The fan 22 may be arranged on the front side of the radiator 13 or the aftercooler 21 and configured as a discharge side flow.

ラジエータ13には、一対の配管29(図1では、一方の配管29のみを図示)が接続されており、エンジン12を冷却する冷却水の冷却を行うことができる。排気ターボ過給機15には、管路28を介して冷却通路20内に配したエアクリーナ16が接続されている。管路28は、図2に示すように隔壁18に形成した開口45を通って、エアクリーナ16に接続されるとともに、エンジンルーム11内において排気ターボ過給機15に接続している。   A pair of pipes 29 (only one pipe 29 is shown in FIG. 1) is connected to the radiator 13, and cooling water for cooling the engine 12 can be cooled. An air cleaner 16 disposed in the cooling passage 20 is connected to the exhaust turbocharger 15 via a pipe line 28. As shown in FIG. 2, the pipe line 28 is connected to the air cleaner 16 through an opening 45 formed in the partition wall 18 and is connected to the exhaust turbocharger 15 in the engine room 11.

エアクリーナ16を介して吸い込まれた外気は、管路28を介して排気ターボ過給機15に供給され、排気ターボ過給機15ではコンプレッサ15b(図4参照)によって過給状態にされる。過給状態となった後に、吸気管26aを介してアフタークーラ21に供給される構成となっている。コンプレッサ15bは、エンジン12から排出される排気ガスによって、回転駆動される。   The outside air sucked through the air cleaner 16 is supplied to the exhaust turbo supercharger 15 through the pipe line 28, and the exhaust turbo supercharger 15 is brought into a supercharged state by the compressor 15b (see FIG. 4). After the supercharging state, the aftercooler 21 is supplied via the intake pipe 26a. The compressor 15b is rotationally driven by the exhaust gas discharged from the engine 12.

アフタークーラ21で冷却された過給気は、吸気管26bを通り図示せぬ吸気マニホールドを介してエンジン12に吸入される。そして、燃料と混合されてエンジン12内での燃焼に用いられる。燃焼後にエンジン12から排出された排気ガスは、排気管27a(図4参照)を介して排気ターボ過給機15に導入される。   The supercharged air cooled by the aftercooler 21 passes through the intake pipe 26b and is taken into the engine 12 via an intake manifold (not shown). Then, it is mixed with fuel and used for combustion in the engine 12. Exhaust gas discharged from the engine 12 after combustion is introduced into the exhaust turbocharger 15 through an exhaust pipe 27a (see FIG. 4).

排気ターボ過給機15に導入された排気ガスは、タービン15a(図4参照)の駆動に用いられた後、排気管27bを通ってPMフィルタ装置25に導入される。排気管27bは、冷却ファン22からの風をPMフィルタ装置25の上流側で受けるように配設されている。タービン15a(図4参照)は、エアクリーナ16を介して吸い込まれた空気を過給状態にするコンプレッサ15b(図4参照)を駆動する。
PMフィルタ装置25に導入された排気ガスは、フィルタ32(図5参照)によってPMが取り除かれてから、排気管27c(図4、図5参照)を通って外気に放出される。
The exhaust gas introduced into the exhaust turbocharger 15 is used to drive the turbine 15a (see FIG. 4), and then introduced into the PM filter device 25 through the exhaust pipe 27b. The exhaust pipe 27b is arranged to receive the wind from the cooling fan 22 on the upstream side of the PM filter device 25. The turbine 15a (see FIG. 4) drives a compressor 15b (see FIG. 4) that supercharges the air sucked through the air cleaner 16.
The exhaust gas introduced into the PM filter device 25 is released to the outside air through the exhaust pipe 27c (see FIGS. 4 and 5) after the PM is removed by the filter 32 (see FIG. 5).

アフタークーラ21に接続した吸気管26aを接続する排気ターボ過給機15の接続口及びエンジン12の吸気マニホールドの配設位置としては、隔壁18の近くに構成している。また、図2に示すように隔壁18には、開口46aと開口46bとが形成されている。開口46aは、排気ターボ過給機15に接続した吸気管26aをアフタークーラ21に接続するための開口として形成されており、開口46bは、アフタークーラ21で冷却された空気をエンジン12に供給する吸気管26bが通る開口として形成されている。   The connection position of the exhaust turbocharger 15 that connects the intake pipe 26a connected to the aftercooler 21 and the position of the intake manifold of the engine 12 are arranged near the partition wall 18. Further, as shown in FIG. 2, the partition wall 18 has an opening 46a and an opening 46b. The opening 46a is formed as an opening for connecting the intake pipe 26a connected to the exhaust turbocharger 15 to the aftercooler 21, and the opening 46b supplies the air cooled by the aftercooler 21 to the engine 12. It is formed as an opening through which the intake pipe 26b passes.

図1及び図3に示すように、アフタークーラ21の配設位置としては、エンジン12の配設位置の横に並んだ位置となっている。尚、図3では、PMフィルタ装置の保温・冷却制御装置の概略的な配置関係を示している。
このように構成されているので、走行風をエンジンルーム11と冷却通路20とに個別に導入することができる。しかも、エンジンルーム11内における吸気管26a、26bの長さを短く構成しておくことができるようになり、エンジンルーム11内の暖気によって吸気管26a、26b内を流れる空気が暖められてしまうのを防止しておくことができる。
As shown in FIGS. 1 and 3, the position where the aftercooler 21 is disposed is a position arranged beside the position where the engine 12 is disposed. In addition, in FIG. 3, the rough arrangement | positioning relationship of the heat retention / cooling control apparatus of PM filter apparatus is shown.
With this configuration, the traveling wind can be individually introduced into the engine room 11 and the cooling passage 20. In addition, the length of the intake pipes 26a and 26b in the engine room 11 can be made shorter, and the air flowing in the intake pipes 26a and 26b is warmed by the warm air in the engine room 11. Can be prevented.

この構成により、冷却通路20内ではエンジンルーム11内の暖気による影響を受け難くなっているので、アフタークーラ21に対する冷却効果、PMフィルタ装置25の外周面に対する冷却効果を高めておくことができる。   With this configuration, the cooling passage 20 is hardly affected by the warm air in the engine room 11, so that the cooling effect on the aftercooler 21 and the cooling effect on the outer peripheral surface of the PM filter device 25 can be enhanced.

特に、冷却通路20を前後方向が開放された一種のダクトとして構成しておくことができるので、冷却通路20内に導入される走行風、アフタークーラ21用の冷却ファン22で引き起こされる風量を、アフタークーラ21に対する冷却風、PMフィルタ装置25の外周面に対する冷却風として、有効に作用することができる。   In particular, since the cooling passage 20 can be configured as a kind of duct opened in the front-rear direction, the traveling wind introduced into the cooling passage 20, the amount of air caused by the cooling fan 22 for the aftercooler 21, It can act effectively as cooling air for the aftercooler 21 and cooling air for the outer peripheral surface of the PM filter device 25.

これにより、PMフィルタ装置25の外周面を冷却することで、PMフィルタ装置25の周辺に配設した図示せぬ機器に対する熱の影響を防止しておくことができ、また、PMフィルタ装置25に隣接して配した図示せぬキャブ内での温度上昇を抑えておくことができる。   Thereby, by cooling the outer peripheral surface of the PM filter device 25, it is possible to prevent the influence of heat on a device (not shown) disposed around the PM filter device 25, and the PM filter device 25 It is possible to suppress a temperature increase in a cab (not shown) arranged adjacent to the cab.

しかも、エンジンルーム11内で発生した騒音は、隔壁18によって遮音しておくことができるので、エンジンルーム11内で発生した騒音が、冷却通路20を介して外部に漏れ出るのを防止しておくことができる。   In addition, since noise generated in the engine room 11 can be sound-insulated by the partition wall 18, noise generated in the engine room 11 is prevented from leaking outside through the cooling passage 20. be able to.

また、アフタークーラ21に接続した吸気管26aを接続する排気ターボ過給機15の接続口及びエンジン12の吸気マニホールドの配設位置は、隔壁18の近くに構成しているので、エンジンルーム11内における吸気管26a、26bの配管長さを短く構成しておくことができる。
この構成により、エンジンルーム11内における吸気管26a、26bの長さを短く構成しておくことができるようになり、エンジンルーム11内の暖気によって吸気管26a、26b内を流れる空気が暖められてしまうのを防止しておくことができる。
In addition, since the connection port of the exhaust turbocharger 15 connecting the intake pipe 26a connected to the aftercooler 21 and the position of the intake manifold of the engine 12 are configured near the partition wall 18, The pipe length of the intake pipes 26a and 26b can be configured to be short.
With this configuration, the length of the intake pipes 26a and 26b in the engine room 11 can be shortened, and the air flowing in the intake pipes 26a and 26b is warmed by the warm air in the engine room 11. Can be prevented.

次に、図4、図5を用いてPMフィルタ装置の保温・冷却制御装置について説明を行う。尚、図4では、隔壁18によって冷却通路20と画成されたエンジンルーム11内に、一部の排気ガスをエンジン12に還流させるERG装置の構成を図示している。また、エンジン12の図示せぬクランクケースに放出されたブローバイガスを、エンジン12に吸入される空気燃料混合気と共にエンジン12に還流させるCCV装置(ベンチレーション装置)42の構成を図示している。   Next, the heat retention / cooling control device of the PM filter device will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows the configuration of an ERG device that recirculates a part of exhaust gas to the engine 12 in the engine room 11 defined by the partition wall 18 and the cooling passage 20. Further, a configuration of a CCV device (ventilation device) 42 that recirculates blow-by gas discharged to a crankcase (not shown) of the engine 12 to the engine 12 together with the air-fuel mixture sucked into the engine 12 is illustrated.

そのため、図4では、エンジンルーム11内に配設されるラジエータ13等の構成を省略して示している。EGR装置は、EGRクーラ39とEGRバルブ40とから構成されており、一部の排気ガスをEGRクーラ39で冷却した後に、吸気管26bを介してエンジン12内に還流する構成となっている。   Therefore, in FIG. 4, the configuration of the radiator 13 and the like disposed in the engine room 11 is omitted. The EGR device includes an EGR cooler 39 and an EGR valve 40, and after the exhaust gas is cooled by the EGR cooler 39, the EGR device is recirculated into the engine 12 through the intake pipe 26b.

図示例では、一部の排気ガスがEGRクーラ39で冷却された後にEGRバルブ40を通り、吸気管26bに設けた絞り41を介して吸気管26b内に戻される構成となっている。即ち、絞り41部における吸引作用によって、EGRクーラ39で冷却された排気ガスを吸気管26b内に吸入している。EGRバルブ40の開閉量は、リフトセンサ40aによって検出することができる。   In the illustrated example, a part of the exhaust gas is cooled by the EGR cooler 39, passes through the EGR valve 40, and is returned into the intake pipe 26b through a throttle 41 provided in the intake pipe 26b. That is, the exhaust gas cooled by the EGR cooler 39 is sucked into the intake pipe 26b by the suction action at the throttle 41 portion. The opening / closing amount of the EGR valve 40 can be detected by a lift sensor 40a.

また、CCV装置42を設けている理由は、一般にディーゼルエンジンでは、いわゆる圧縮、燃焼、排気の各サイクルが連続的に行われるが、これら各サイクルの間において、ピストンリングの空隙を通して空気燃料混合気が漏れ出てしまい、クランクケースにブローバイガスが放出されてしまうことになる。   The reason why the CCV device 42 is provided is that, in a diesel engine, generally, so-called compression, combustion, and exhaust cycles are continuously performed. During each cycle, an air-fuel mixture is passed through a gap in a piston ring. Leaks and blow-by gas is discharged into the crankcase.

これらのブローバイガスによって、クランクケース内での圧力は上昇し、クランクケースからのオイルの漏れが促進されることになる。従来のディーゼルエンジンでは、クランクケース内で上昇した圧力は、ブリーザを通して大気に開放される構成となっていた。   These blow-by gases increase the pressure in the crankcase and promote oil leakage from the crankcase. In a conventional diesel engine, the pressure increased in the crankcase is configured to be released to the atmosphere through a breather.

しかし、環境上の配慮によって、クランクケースのブローバイガスを大気に放出することなく燃焼室に戻すことが提案されている。このために考え出された装置としてCCV装置がある。図示例のCCV装置42では、空気燃料混合気と共にブローバイガスをエンジン12に還流させて、エンジン12内で燃焼させる構成となっている。CCV装置42における圧力は、圧力センサ42aによって検出することができる。   However, due to environmental considerations, it has been proposed to return the crankcase blow-by gas to the combustion chamber without releasing it into the atmosphere. As a device conceived for this purpose, there is a CCV device. In the illustrated CCV device 42, the blow-by gas is recirculated to the engine 12 together with the air / fuel mixture and burned in the engine 12. The pressure in the CCV device 42 can be detected by a pressure sensor 42a.

図1での説明と重複することにもなるが、図4に示した構成を説明する。エアクリーナ16から導入された外気は、配管28を介して排気ターボ過吸機15のコンプレッサ15bに供給される。エアクリーナ16から導入された外気の流量は、空気流量センサ16aによって検出することができる。また、配管28には、CCV装置42からのブローバイガスが合流する。   Although overlapping with the description in FIG. 1, the configuration shown in FIG. 4 will be described. The outside air introduced from the air cleaner 16 is supplied to the compressor 15b of the exhaust turbo supercharger 15 via the pipe 28. The flow rate of outside air introduced from the air cleaner 16 can be detected by the air flow rate sensor 16a. Further, blow-by gas from the CCV device 42 joins the pipe 28.

コンプレッサ15bに供給された空気は、コンプレッサ15bの作動によって過給気となり、アフタークーラ21に導入される。アフタークーラ21で冷却された過給気は、途中で燃料が供給されて空気燃料混合気となって、エンジン12に供給されることになる。また、上述したように、吸気管26bに配設した絞り41を介して、EGRクーラ39で冷却された一部の排気ガスが過給気に混入されて、エンジン12に供給されることになる。   The air supplied to the compressor 15b becomes supercharged by the operation of the compressor 15b and is introduced into the aftercooler 21. The supercharged air cooled by the aftercooler 21 is supplied with fuel on the way to become an air-fuel mixture and supplied to the engine 12. Further, as described above, a part of the exhaust gas cooled by the EGR cooler 39 is mixed into the supercharged air and supplied to the engine 12 through the throttle 41 provided in the intake pipe 26b. .

エンジン12の回転は、エンジン回転センサ38によって検出することができる。また、エンジン12に供給される吸気温度は、吸気温度センサ37bによって検出することができ、エンジン12に供給される吸気圧力は、吸気圧力センサ37aによって検出することができる。   The rotation of the engine 12 can be detected by an engine rotation sensor 38. The intake air temperature supplied to the engine 12 can be detected by an intake air temperature sensor 37b, and the intake air pressure supplied to the engine 12 can be detected by an intake air pressure sensor 37a.

エンジン12内で燃焼されて発生する排気ガスは、その一部がEGRクーラ39に導入されるとともに、残りの排気ガスは、排気管27aを通って排気ターボ過給機15のタービン15aに導入される。タービン15aは導入された排気ガスによって回転駆動され、タービン15aに直結されたコンプレッサ15bを回転駆動させる。コンプレッサ15bの回転数は、ターボ回転センサ15cによって検出することができる。   A part of the exhaust gas generated by combustion in the engine 12 is introduced into the EGR cooler 39, and the remaining exhaust gas is introduced into the turbine 15a of the exhaust turbocharger 15 through the exhaust pipe 27a. The The turbine 15a is rotationally driven by the introduced exhaust gas, and rotationally drives the compressor 15b directly connected to the turbine 15a. The rotation speed of the compressor 15b can be detected by the turbo rotation sensor 15c.

図示例では、タービン15aは可変速タービンとして構成されており、斜板角度を変更することでタービンの容量を変更させることができる。タービンの容量を変更させることで、タービン15aの回転数を制御することができる。斜板の角度は、ポジションセンサ15dによって検出することができる。   In the illustrated example, the turbine 15a is configured as a variable speed turbine, and the capacity of the turbine can be changed by changing the swash plate angle. By changing the capacity of the turbine, the rotational speed of the turbine 15a can be controlled. The angle of the swash plate can be detected by the position sensor 15d.

タービン15aを回転駆動させた排気ガスは、排気管27bを通ってPMフィルタ装置25に導入される。図5に示すように、PMフィルタ装置25は、円筒状の筐体30の内部に、酸化触媒31とPMを捕捉するためのフィルタ32とを、排気ガスの流れ方向の上流側から収納した構成となっている。酸化触媒31とフィルタ32の周囲には、それぞれ断熱材35が設けられている。また、PMフィルタ装置25に排気ガスを導入する排気管27bの途中には、ドージング噴射用の燃料供給装置36が設けられている。   The exhaust gas that rotationally drives the turbine 15a is introduced into the PM filter device 25 through the exhaust pipe 27b. As shown in FIG. 5, the PM filter device 25 has a configuration in which an oxidation catalyst 31 and a filter 32 for capturing PM are housed in a cylindrical housing 30 from the upstream side in the exhaust gas flow direction. It has become. Heat insulating materials 35 are provided around the oxidation catalyst 31 and the filter 32, respectively. Further, a fuel supply device 36 for dosing injection is provided in the middle of the exhaust pipe 27b for introducing the exhaust gas into the PM filter device 25.

酸化触媒31は、燃料供給装置36によって供給されたドージング燃料を酸化・発熱させるための触媒であり、酸化触媒31の活性温度は、排気ガスの温度にして約250℃前後の温度である。酸化触媒31での発熱により、排気ガスの温度を上昇させることができ、フィルタ32に堆積したPMを自己燃焼させることができる。   The oxidation catalyst 31 is a catalyst for oxidizing and heating the dosing fuel supplied by the fuel supply device 36. The activation temperature of the oxidation catalyst 31 is about 250 ° C. as the exhaust gas temperature. Due to the heat generated in the oxidation catalyst 31, the temperature of the exhaust gas can be raised, and the PM deposited on the filter 32 can be self-combusted.

フィルタ32は、例えば、排気ガスの流入側から流出側に向かって連通した形状の小孔を多数有した構成となっている。小孔としては、流入側が開口し流出側が目封じされたものと、流入側が目封じされ流出側が開口したものとが、交互に配された構成となっている。そして、流入側が開口した小孔に流入した排気ガスが、隣接する小孔間の境界壁を通過することで、PMが境界壁によって捕捉されることになる。   The filter 32 has, for example, a configuration in which a large number of small holes communicated from the exhaust gas inflow side to the outflow side. The small hole has a configuration in which the inflow side is open and the outflow side is sealed, and the inflow side is sealed and the outflow side is open. Then, the exhaust gas flowing into the small holes opened on the inflow side passes through the boundary wall between the adjacent small holes, so that PM is captured by the boundary wall.

フィルタ32の材質としては、用途に応じて適宜選択することができるが、コージュライトや炭化珪素などのセラミックス材料、ステンレスやアルミニウムなどの金属材料を用いて構成しておくことができる。   The material of the filter 32 can be appropriately selected depending on the application, but can be configured using a ceramic material such as cordierite or silicon carbide, or a metal material such as stainless steel or aluminum.

PMフィルタ装置25には、フィルタ32の前後圧の差圧を計る差圧センサ33、排気管27bから導入された排気ガスの温度を検出する温度センサ34a、酸化触媒31を通過した後の排気ガスの温度を検出する温度センサ34b、フィルタ32を通過後の排気ガスの温度を検出する温度センサ34cが設けられている。フィルタ32を通過してPMが取り除かれた排気ガスは、排気管27cを通って大気中に放出される。   The PM filter device 25 includes a differential pressure sensor 33 for measuring the differential pressure between the front and rear pressures of the filter 32, a temperature sensor 34a for detecting the temperature of the exhaust gas introduced from the exhaust pipe 27b, and the exhaust gas after passing through the oxidation catalyst 31. A temperature sensor 34b for detecting the temperature of the exhaust gas and a temperature sensor 34c for detecting the temperature of the exhaust gas after passing through the filter 32 are provided. The exhaust gas from which PM has been removed through the filter 32 is released into the atmosphere through the exhaust pipe 27c.

アフタークーラ21を冷却すると共に、PMフィルタ装置25の外周部に廃熱風を供給する冷却ファン22は、コントローラ43によって制御される。コントローラ43は、温度センサ34cで検出した排気ガスの排気温度が、予め設定した目標温度よりも高い温度であるか、低い温度であるかによって、冷却ファン22の風量を制御する。   A cooling fan 22 that cools the aftercooler 21 and supplies waste hot air to the outer periphery of the PM filter device 25 is controlled by a controller 43. The controller 43 controls the air volume of the cooling fan 22 depending on whether the exhaust gas temperature detected by the temperature sensor 34c is higher or lower than a preset target temperature.

即ち、PMフィルタ装置25のフィルタ32で捕捉したPMの燃焼を行うときに、コントローラ43は、温度センサ34cで検出した排気ガスの排気温度が、予め設定した目標温度よりも高い温度であると判断したときには、PMフィルタ装置25内での燃焼が十分に行われているものと判断して、冷却ファン22の風量を増大する制御を行う。   That is, when the PM captured by the filter 32 of the PM filter device 25 is burned, the controller 43 determines that the exhaust temperature of the exhaust gas detected by the temperature sensor 34c is higher than a preset target temperature. When this is done, it is determined that the combustion in the PM filter device 25 is sufficiently performed, and control is performed to increase the air volume of the cooling fan 22.

これにより、アフタークーラ21を冷却した廃熱風でPMフィルタ装置25の外周部の冷却を十分に行うことができる。そして、PMフィルタ装置25による熱害の影響がPMフィルタ装置25の周辺機器に及ぼさないように防いておくことができる。またこのとき、増大した冷却ファン22からの風で、PMフィルタ装置25の上流側に配設した排気管27bを冷却することができるので、排気ガスの排気温度が高温になり過ぎてしまうのを抑制しておくことができる。   Thereby, the outer peripheral part of the PM filter device 25 can be sufficiently cooled by the waste hot air that has cooled the aftercooler 21. Then, it is possible to prevent the influence of heat damage caused by the PM filter device 25 from affecting the peripheral devices of the PM filter device 25. At this time, since the exhaust pipe 27b disposed on the upstream side of the PM filter device 25 can be cooled by the increased wind from the cooling fan 22, the exhaust temperature of the exhaust gas becomes too high. It can be suppressed.

外気が低温状態であったりして、PMの燃焼を行うときでも温度センサ34cで検出した排気ガスの排気温度が、予め設定した目標温度よりも低い温度であると判断したときには、冷却ファン22の風量が少なくなるように制御を行う。   When it is determined that the exhaust temperature of the exhaust gas detected by the temperature sensor 34c is lower than a preset target temperature even when the outside air is in a low temperature state and PM is burned, the cooling fan 22 Control to reduce the air volume.

これにより、アフタークーラ21での冷却が不十分となり、アフタークーラ21からエンジン12に吸入される過給気の温度が上昇する。これに伴って、エンジン12から排出される排気ガスの排気温度も上昇することになる。しかもこのとき、冷却ファンからの風量が少なく制御されるので、冷却ファンからの風で冷却される排気管27bの温度低下を低く抑えておくことができる。そして、PMフィルタ装置25における燃焼効率の向上に寄与することができる。   Thereby, the cooling in the aftercooler 21 becomes insufficient, and the temperature of the supercharged air drawn into the engine 12 from the aftercooler 21 rises. Along with this, the exhaust temperature of the exhaust gas discharged from the engine 12 also rises. In addition, at this time, since the amount of air from the cooling fan is controlled to be small, the temperature drop of the exhaust pipe 27b cooled by the air from the cooling fan can be kept low. And it can contribute to the improvement of the combustion efficiency in PM filter device 25.

そして、酸化触媒31での燃焼が起き易くなって、PMフィルタ装置25内でのPMの自己燃焼が生じ易くなる。そして、PMフィルタ装置25内でのPMの自己燃焼が十分に行われて、温度センサ34cで検出した排気ガスの排気温度が、予め設定した目標温度よりも高くなったときには、冷却ファン22の風量を増大させて、PMフィルタ装置25の外周部の冷却を行うことができる。   Then, combustion in the oxidation catalyst 31 easily occurs, and self-combustion of PM in the PM filter device 25 easily occurs. When the PM self-combustion is sufficiently performed in the PM filter device 25 and the exhaust temperature of the exhaust gas detected by the temperature sensor 34c becomes higher than a preset target temperature, the air volume of the cooling fan 22 is increased. Can be increased, and the outer periphery of the PM filter device 25 can be cooled.

冷却ファン22の風量を小さくしたときには、PMフィルタ装置25の外周部における温度を低く抑えることができないが、温度センサ34cで検出した排気ガスの排気温度が、予め設定した目標温度よりも低いときには、PMフィルタ装置25の外周部における温度もそれほど高くはなっておらず、PMフィルタ装置25の周辺に配した周辺機器に対しての熱害の影響も少なくてすむ。   When the air volume of the cooling fan 22 is reduced, the temperature at the outer periphery of the PM filter device 25 cannot be kept low, but when the exhaust gas temperature detected by the temperature sensor 34c is lower than a preset target temperature, The temperature at the outer peripheral portion of the PM filter device 25 is not so high, and the influence of heat damage on peripheral devices arranged around the PM filter device 25 can be reduced.

冷却ファン22の風量を制御する構成例について、図6を用いて説明する。図6に示した構成例では、冷却ファン22を駆動する油圧モータ44の回転数を制御することにより、冷却ファン22からの風量を制御することができる。具体的には、エンジン12により駆動される、例えば、ギヤポンプとして構成された油圧ポンプ47から吐出される圧油が、油圧モータ44に供給されるように構成しておく。   A configuration example for controlling the air volume of the cooling fan 22 will be described with reference to FIG. In the configuration example shown in FIG. 6, the air volume from the cooling fan 22 can be controlled by controlling the rotation speed of the hydraulic motor 44 that drives the cooling fan 22. Specifically, the hydraulic oil driven by the engine 12 and discharged from, for example, a hydraulic pump 47 configured as a gear pump is configured to be supplied to the hydraulic motor 44.

油圧ポンプ47から吐出されて油圧モータ44に供給される圧油を制御するため、フローコントロール弁48が、油圧モータ44の吸込側と排出側とをバイパスする位置に設けられている。フローコントロール弁48の切換え制御は、パイロットライン24に設けた比例電磁弁49を、コントローラ43からの制御指令によって制御することで行うことができる。   In order to control the pressure oil discharged from the hydraulic pump 47 and supplied to the hydraulic motor 44, a flow control valve 48 is provided at a position that bypasses the suction side and the discharge side of the hydraulic motor 44. The switching control of the flow control valve 48 can be performed by controlling a proportional electromagnetic valve 49 provided in the pilot line 24 according to a control command from the controller 43.

コントローラ43からの制御指令に従って、比例電磁弁49はリニア駆動を行い、比例電磁弁49に供給されているパイロット圧Pを制御する。パイロットライン24からフローコントロール弁48の切換えを行うために供給されるパイロット圧が、比例電磁弁49によって制御されることで、フローコントロール弁48の切換え制御が行われる。これによって、油圧モータ44に供給される圧油流量が変化し、油圧モータ44の回転数が制御される。   In accordance with a control command from the controller 43, the proportional solenoid valve 49 performs linear drive and controls the pilot pressure P supplied to the proportional solenoid valve 49. The pilot pressure supplied to switch the flow control valve 48 from the pilot line 24 is controlled by the proportional solenoid valve 49, whereby the switching control of the flow control valve 48 is performed. As a result, the flow rate of pressure oil supplied to the hydraulic motor 44 changes, and the rotational speed of the hydraulic motor 44 is controlled.

上述した例では、フローコントロール弁48を用いることで、油圧ポンプ47と油圧モータ44とを固定容量型のものを用いた構成例についての説明を行ったが、フローコントロール弁48を用いずに、油圧ポンプ47、油圧モータ44のいずれか一方を可変容量型として構成しておくこともできる。   In the above-described example, the flow control valve 48 is used to explain the configuration example in which the hydraulic pump 47 and the hydraulic motor 44 are fixed displacement type, but without using the flow control valve 48, Either one of the hydraulic pump 47 and the hydraulic motor 44 can be configured as a variable displacement type.

また、油圧モータを用いる代わりに、電動モータにより冷却ファン22を駆動する構成としておくこともできる。この場合には、電動モータに供給する電流を制御することで、電動モータのモータ回転数を制御することができ、冷却ファン22からの風量を制御することができる。   Further, instead of using the hydraulic motor, the cooling fan 22 may be driven by an electric motor. In this case, by controlling the current supplied to the electric motor, the motor rotation speed of the electric motor can be controlled, and the air volume from the cooling fan 22 can be controlled.

このように、本願発明では、アフタークーラ21、冷却ファン22及びPMフィルタ装置25をエンジンルーム11とは独立した冷却通路20内に配設しているので、冷却ファン22の風量を制御することで、PMフィルタ装置25における燃焼制御、外周温度の制御を効率よく行うことができる。しかも、冷却ファン22の風量を制御することで、PMフィルタ装置25に対する保温制御や外周部の冷却制御を行うことができる。   As described above, in the present invention, the aftercooler 21, the cooling fan 22, and the PM filter device 25 are arranged in the cooling passage 20 independent of the engine room 11, so that the air volume of the cooling fan 22 is controlled. In addition, the combustion control and the control of the outer peripheral temperature in the PM filter device 25 can be performed efficiently. In addition, by controlling the air volume of the cooling fan 22, it is possible to perform heat retention control for the PM filter device 25 and cooling control of the outer peripheral portion.

尚、排気ガスの排気温度として温度センサ34cで検出した温度を用いて冷却ファン22の風量を制御する構成例について説明を行ったが、温度センサ34a又は温度センサ34bで検出した温度を用いて、冷却ファン22の風量を制御するようにすることも、温度センサ34a〜34cのうち適宜の検出値の値を適宜組合せて、冷却ファン22の風量を制御するようにすることもできる。   Although the configuration example for controlling the air volume of the cooling fan 22 using the temperature detected by the temperature sensor 34c as the exhaust temperature of the exhaust gas has been described, using the temperature detected by the temperature sensor 34a or the temperature sensor 34b, The air volume of the cooling fan 22 can be controlled, or the air volume of the cooling fan 22 can be controlled by appropriately combining the detection values of the temperature sensors 34a to 34c.

本発明に係る冷却装置は、PMフィルタ装置を備えた作業機械に対して好適に適用することが可能である。   The cooling device according to the present invention can be suitably applied to a work machine provided with a PM filter device.

PMフィルタ装置の保温・冷却制御装置の配置状態を示す平面図である。(実施例)It is a top view which shows the arrangement | positioning state of the heat retention / cooling control apparatus of PM filter apparatus. (Example) エンジンルームから隔壁を見た側面図である。(実施例)It is the side view which looked at the partition from the engine room. (Example) PMフィルタ装置の保温・冷却制御装置の概略的な配置関係を示す概略平面図である。(実施例)It is a schematic plan view which shows the schematic arrangement | positioning relationship of the heat retention / cooling control apparatus of PM filter apparatus. (Example) PMフィルタ装置の保温・冷却制御装置の概略構成を示すブロック図である。(実施例)It is a block diagram which shows schematic structure of the heat retention / cooling control apparatus of PM filter apparatus. (Example) PMフィルタ装置の模式的な断面図である。(実施例)It is typical sectional drawing of PM filter apparatus. (Example) 冷却ファンの回転数を制御する回路図である。(実施例)It is a circuit diagram which controls the rotation speed of a cooling fan. (Example) 冷却ファン制御装置の平面図である。(従来例1)It is a top view of a cooling fan control device. (Conventional example 1) フィルタ再生制御装置の模式図である。(従来例2)It is a schematic diagram of a filter regeneration control device. (Conventional example 2) 油圧ショベルの冷却装置の平面図である。(従来例3)It is a top view of the cooling device of a hydraulic shovel. (Conventional example 3)

符号の説明Explanation of symbols

10…作業機械、11…エンジンルーム、12…エンジン、15…排気ターボ過給機、18…隔壁、20…冷却通路、21…アフタークーラ、25…PMフィルタ装置、31…酸化触媒、32…フィルタ、43…コントローラ、51…エンジンルーム、52…エンジン、53…冷却ファン、55…ラジエ−タ、56…ターボチャージャ、58…空冷アフタークーラ、70…エンジン、71…エンジンルーム、75…PMフィルタ装置、84…ターボチャージャ、85…インタークーラ、90…PMフィルタ装置、91…遮熱板、92…ホットエアダクト、101…エンジンコントロールユニット。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Work machine, 11 ... Engine room, 12 ... Engine, 15 ... Exhaust turbocharger, 18 ... Partition, 20 ... Cooling passage, 21 ... After cooler, 25 ... PM filter device, 31 ... Oxidation catalyst, 32 ... Filter , 43 ... Controller, 51 ... Engine room, 52 ... Engine, 53 ... Cooling fan, 55 ... Radiator, 56 ... Turbocharger, 58 ... Air-cooled aftercooler, 70 ... Engine, 71 ... Engine room, 75 ... PM filter device 84 ... Turbocharger, 85 ... Intercooler, 90 ... PM filter device, 91 ... Heat shield, 92 ... Hot air duct, 101 ... Engine control unit.

Claims (2)

  1. 作業機械に搭載されたディーゼルエンジンから排出される排気ガス中に含まれる粒子状物質であるPMを減少させるPMフィルタ装置の保温・冷却制御装置において、
    前記作業機械の前後方向に構成されたエンジンルームと並列に配設され、隔壁を隔てて前記エンジンルームと画成された冷却通路と、
    前記冷却通路内に配され、前記エンジンルーム内に配した過給機によって過給状態となった空気を冷却するアフタークーラと、
    前記冷却通路内で前記アフタークーラの下流側に配され、前記エンジンからの排気ガスが導入されるPMフィルタ装置と、
    前記冷却通路内に配され、前記アフタークーラを冷却し、前記アフタークーラを冷却した廃熱風で前記PMフィルタ装置の外周部を冷却する冷却ファンと、
    排気ガスの排気温度を検出する温度センサと、
    前記温度センサと接続し、前記PMフィルタ装置のフィルタで捕捉したPMの燃焼を行うときに、前記冷却ファンの風量を制御するコントローラと、
    を備え、
    前記コントローラは、前記温度センサで検出した排気温度が、目標温度に対して高温のときには、前記冷却ファンからの風量を多くして前記PMフィルタ装置の外周部に対する冷却効果を高める制御を行い、前記温度センサで検出した排気温度が、目標温度に対して低温のときには、前記冷却ファンからの風量を少なくして前記PMフィルタ装置の外周部における温度上昇・保温を助長させる制御を行うことを特徴とするPMフィルタ装置の保温・冷却制御装置。
    In a heat retention / cooling control device for a PM filter device that reduces PM, which is a particulate matter contained in exhaust gas discharged from a diesel engine mounted on a work machine,
    A cooling passage which is arranged in parallel with an engine room configured in the front-rear direction of the work machine, and which is defined from the engine room with a partition wall therebetween,
    An after cooler that is arranged in the cooling passage and cools air that has been supercharged by a supercharger that is arranged in the engine room;
    A PM filter device that is arranged in the cooling passage on the downstream side of the aftercooler and into which exhaust gas from the engine is introduced;
    A cooling fan that is disposed in the cooling passage, cools the aftercooler, and cools the outer periphery of the PM filter device with waste hot air that has cooled the aftercooler;
    A temperature sensor for detecting the exhaust gas exhaust temperature;
    A controller connected to the temperature sensor and controlling the air volume of the cooling fan when burning PM captured by the filter of the PM filter device;
    With
    When the exhaust temperature detected by the temperature sensor is higher than the target temperature, the controller performs control to increase the air volume from the cooling fan and increase the cooling effect on the outer peripheral portion of the PM filter device, When the exhaust gas temperature detected by the temperature sensor is lower than the target temperature, the air flow from the cooling fan is reduced to control the temperature rise and heat retention at the outer periphery of the PM filter device. Keeping and cooling control device for PM filter device.
  2. 前記エンジンから排出された排気ガスを前記PMフィルタ装置に導入する排気管が、前記冷却ファンからの風を前記PMフィルタ装置の上流側で受けるように配されてなることを特徴とする請求項1記載のPMフィルタ装置の保温・冷却制御装置。   2. An exhaust pipe for introducing exhaust gas discharged from the engine into the PM filter device is arranged so as to receive wind from the cooling fan on the upstream side of the PM filter device. A heat retention / cooling control device for the PM filter device described.
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