JP2016223367A - Regeneration control device of exhaust gas treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、排気通路に配置されるDOC(ディーゼル酸化触媒)の閉塞を解消し、DOCを再生するための再生制御装置に関する。 The present disclosure relates to a regeneration control device for resolving a DOC by eliminating a blockage of a DOC (diesel oxidation catalyst) disposed in an exhaust passage.
ディーゼルエンジンには、排気通路に配置されるDOC(ディーゼル酸化触媒)と、該DOCの下流に配置されるDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)とからなる排ガス処理装置が搭載される。DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)は、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中に含まれるPM(粒子状物質)を捕集するための装置である。このDPFは、一般にセラミック等をハニカム状モノリスに成形して隣り合う通気孔が入口側と出口側で交互に閉じられて排ガスがろ過壁を通過するように構成され、このろ過壁によってPMが除去される。触媒が担持されるものもある。DPFにPMが堆積していくとやがて目詰まりが発生し、DPFのPM捕集能力が低下するだけでなく、排圧が上昇して燃費にも悪影響を及ぼす。このため、PM堆積量が規定量に達するか又はエンジン運転時間が規定時間経過した毎に、DPFに堆積したPMを除去する強制再生を行う必要がある。 An exhaust gas treatment device including a DOC (diesel oxidation catalyst) disposed in the exhaust passage and a DPF (diesel particulate filter) disposed downstream of the DOC is mounted on the diesel engine. A DPF (diesel particulate filter) is a device for collecting PM (particulate matter) contained in exhaust gas discharged from a diesel engine. This DPF is generally configured such that ceramic etc. is formed into a honeycomb monolith and adjacent vent holes are closed alternately on the inlet side and outlet side so that the exhaust gas passes through the filtration wall, and PM is removed by this filtration wall. Is done. Some of them carry a catalyst. As PM accumulates in the DPF, clogging will eventually occur and not only will the DPF's ability to collect PM fall, but also the exhaust pressure will increase, which will adversely affect fuel consumption. For this reason, it is necessary to perform forced regeneration to remove the PM accumulated in the DPF every time the PM accumulation amount reaches the prescribed amount or every time the engine operation time elapses.
DPFの強制再生は、DPFの入口温度を強制的に昇温することで行われる。DPF入口温度の強制昇温は、一般的にメイン燃焼噴射時期より遅れて燃料を噴射するポスト噴射によって排ガス処理装置に未燃燃料を供給し、この未燃燃料をDOC(ディーゼル酸化触媒)で酸化発熱させることで行われる。また、エンジン下流側の排気通路への排気管噴射により燃焼を供給することもある。DOCは、上述したDPFと同様、一般にセラミック等をハニカム状モノリスに成形して構成され、その内側表面に酸化触媒を担持してなる。 The forced regeneration of the DPF is performed by forcibly increasing the inlet temperature of the DPF. Forcibly increasing the DPF inlet temperature, unburned fuel is supplied to the exhaust gas treatment device by post injection, in which fuel is injected later than the main combustion injection timing, and the unburned fuel is oxidized by DOC (diesel oxidation catalyst). This is done by generating heat. Further, combustion may be supplied by exhaust pipe injection into the exhaust passage on the downstream side of the engine. Similar to the DPF described above, the DOC is generally formed by molding ceramic or the like into a honeycomb monolith, and has an oxidation catalyst supported on its inner surface.
このような排ガス後処理装置では、運転負荷が低く、排ガス温度が低い状態が続くと、DOCの上流側端面に未燃燃料等のSOF分やスートなどが付着していき、DOCの閉塞が徐々に進行していく。DOCが閉塞すると、排圧が上昇して燃費が低下するとともに、DPFの強制再生時において未燃燃料がDOCで十分酸化されずにスリップする。このため、DPFの入口温度を所定温度に昇温するために益々多くの未燃燃料がDOCに供給され、燃費が悪化する。また、スリップした燃料は触媒担持されたDPFで酸化発熱するためPMの異常燃焼を促し、DPFを焼損させるリスクがある。また、レイトポスト噴射により昇温する場合は、ポスト噴射量が増加することによりオイルダイリューションの危険性も増大する。 In such an exhaust gas aftertreatment device, when the operating load is low and the exhaust gas temperature is low, SOF content such as unburned fuel or soot adheres to the upstream end surface of the DOC, and the DOC is gradually blocked. Proceed to. When the DOC is blocked, the exhaust pressure increases and the fuel consumption decreases, and the unburned fuel slips without being sufficiently oxidized by the DOC during the forced regeneration of the DPF. For this reason, in order to raise the inlet temperature of DPF to predetermined temperature, more and more unburned fuel is supplied to DOC, and a fuel consumption deteriorates. Further, the slipped fuel oxidizes and heats up with the catalyst-supported DPF, so there is a risk of promoting abnormal combustion of the PM and burning the DPF. In addition, when the temperature is increased by late post injection, the risk of oil dilution increases as the post injection amount increases.
このようなDOCの閉塞を防止する技術として、例えば、特許文献1〜2がある。特許文献1には、効率よくDOCの閉塞を防止し、且つ実際にDOCが閉塞した場合にも、確実に閉塞状態から回復させることが出来るDPF再生制御装置が開示されている。具体的には、第1昇温手段と第2昇温手段によるDPFの自動再生の実行中に検出されるDOCの閉塞に関する閉塞パラメータが、予め定められる閉塞閾値を規定時間上回った時に、DOCが閉塞していると判定し、DPFの再生温度が自動再生よりも高い手動再生を行う。また、閉塞パラメータによって、DOCが閉塞に至っていないものの初期段階にあると判定された場合には、自動再生の完了後に、第1昇温手段だけ所定時間だけ実行し続けることで、昇温されたDOCの温度を維持する。一方、DPFの強制再生(自動再生、手動再生)が実行されていない通常運転時においては、DOC閉塞が起こりやすい状態下にあったと推定される場合には、閉塞危険状態として、第1昇温手段だけを所定時間継続して実行するリカバリ運転が行われる。
As techniques for preventing such DOC blockage, for example, there are
また、特許文献2には、ディーゼルエンジンにおいて、DPFの再生処理の完了後、排気温度保持手段によって排ガス温度を所定の温度に保持することにより、DOCの表面に付着した未燃燃料を燃焼して除去する技術が開示されている。
Further, in
特許文献1〜2では、閉塞していると判定されたDOCの回復(閉塞状態からの回復)は、DPFの強制再生と共に行われている。しかし、DOCの閉塞は、DPFの強制再生のタイミングとは別に発生し得るものである。そして、DPFの強制再生の開始時点においてDOCが閉塞状態にある場合には、上述の未燃燃料のスリップとこれに伴う燃費の悪化などのおそれがある。また、特許文献1では、通常運転時において閉塞危険状態と判定される場合には、DOCを閉塞危険状態から回復するために第1昇温手段によるDOCの昇温がなされる。しかし、特許文献1には、DOCをどのように昇温させるかについての詳細は開示されていない。
In
また、本発明者によって、DOCを閉塞状態から回復させるために適した昇温温度について新たな知見が得られた。この点は、特許文献2では、DOCの活性化温度よりも高い300℃以上としか開示されていない。
Further, the present inventor has obtained new knowledge about a temperature increase suitable for recovering the DOC from the closed state. In this regard,
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、閉塞状態や閉塞危険状態からDOCを確実に回復し、DOCを再生することが可能な再生制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described circumstances, at least one embodiment of the present invention aims to provide a regeneration control device capable of reliably recovering a DOC from a closed state or a closed danger state and regenerating the DOC.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る再生制御装置は、
ディーゼルエンジンの排気通路に配置されるDOCを有する排ガス処理装置の再生を、前記排ガス処理装置の昇温手段を制御することにより実行する再生制御装置であって、
前記DOCの閉塞に関する閉塞パラメータと予め定められる閉塞閾値との比較に基づいて検知される前記DOCの閉塞状態、または前記ディーゼルエンジンが前記DOCの閉塞が起こり易い運転状態下にあった場合に検知される前記DOCの閉塞危険状態の少なくとも一方を含む昇温要状態を検知するDOC昇温要状態検知部と、
前記DOCの昇温要状態が検知された場合に、前記DOCが活性化する第1温度まで前記DOCを昇温するように前記昇温手段を制御する第1昇温処理と、前記第1昇温処理の完了後に、前記第1温度よりも高い第2温度まで前記DOCを昇温するように前記昇温手段を制御する第2昇温処理と、を含むDOC昇温制御を実行するDOC昇温実行部と、を備える。
(1) A playback control device according to at least one embodiment of the present invention includes:
A regeneration control device that performs regeneration of an exhaust gas treatment device having a DOC disposed in an exhaust passage of a diesel engine by controlling a temperature raising means of the exhaust gas treatment device,
Detected when the DOC blockage state is detected based on a comparison between a blockage parameter related to the DOC blockage and a predetermined blockage threshold value, or when the diesel engine is in an operating state in which the DOC blockage is likely to occur. A DOC temperature increase required state detection unit for detecting a temperature increase required state including at least one of the DOC blockage dangerous states
A first temperature raising process for controlling the temperature raising means so as to raise the temperature of the DOC to a first temperature at which the DOC is activated when the temperature increase required state of the DOC is detected; After completion of the temperature processing, a DOC temperature increase control that performs DOC temperature increase control including a second temperature increase processing for controlling the temperature increase means to increase the temperature of the DOC to a second temperature higher than the first temperature. A temperature execution unit.
上記(1)の構成によれば、DOCの昇温要状態が検知されると、DOC昇温制御として、DOCを活性化するための第1昇温処理と、その後、DOCの上流側端面の付着物を除去する第2昇温処理の二段階の昇温処理が実行される。このように、第1昇温処理によってDOCを活性化した後に第2昇温処理を実行することで、HC(炭化水素)の排出を抑制しながらDOC上流側端面の付着物を除去できる。すなわち、第2温度まで昇温する設定ではエンジンからのHCの排出が多いため浄化されずにテールパイプまでいくと白煙の発生が懸念されるが、HCの排出量が少ない第1昇温にてDOCが活性化する第1温度まで昇温できれば、その後、HC排出量の多い第2昇温が行われてもHCはDOCにて浄化されるため、白煙発生の懸念なく第2温度まで昇温できる。また、第1昇温処理によって活性化されたDOCをさらに第2温度(例えば、400℃付近)まで昇温することで、DOCの閉塞を進行させることを防止しながら、DOCの上流側端面の付着物を除去することができ、昇温要状態からDOCを再生することができる。 According to the configuration of (1) above, when the temperature increase requirement state of the DOC is detected, as the DOC temperature increase control, the first temperature increase process for activating the DOC, and then the upstream end face of the DOC. A two-step temperature raising process of the second temperature raising process for removing the deposit is performed. As described above, by performing the second temperature raising process after activating the DOC by the first temperature raising process, it is possible to remove the deposit on the DOC upstream end face while suppressing the discharge of HC (hydrocarbon). That is, in the setting to raise the temperature to the second temperature, there is a large amount of HC emission from the engine. If the temperature can be raised to the first temperature at which the DOC is activated, the HC is purified by the DOC even if the second temperature raising with a large amount of HC emission is performed thereafter. The temperature can be raised. Further, the temperature of the DOC activated by the first temperature raising process is further raised to the second temperature (for example, around 400 ° C.) to prevent the closing of the DOC from proceeding, and the upstream end face of the DOC The deposits can be removed, and the DOC can be regenerated from the temperature increase required state.
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記DOC昇温制御は、前記第2昇温処理の開始から予め定めた時間の経過後、又は、前記第2昇温処理の開始後であって前記第2温度に到達してから予め定めた時間の経過後に完了する。
上記(2)の構成によれば、DOCの付着物を燃焼可能な第2温度にDOCを所定時間おくことができ、昇温要状態からDOCを再生することができる。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
The DOC temperature increase control is predetermined after elapse of a predetermined time from the start of the second temperature increase process, or after the second temperature increase process starts and reaches the second temperature. Complete after the time.
According to the configuration of (2) above, the DOC can be kept for a predetermined time at the second temperature at which the DOC deposits can be combusted, and the DOC can be regenerated from the temperature increase required state.
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(2)の構成において、
前記昇温手段は、前記ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射装置からなり、
前記第1昇温処理および前記第2昇温処理は、前記燃料噴射装置によるアーリーポスト噴射により実行され、
前記第2昇温処理は前記第1昇温処理よりも燃料噴射量が多いか、前記第1昇温処理と前記第2昇温処理との噴射タイミングが夫々異なるか、又は、前記第2昇温処理は前記第1昇温処理よりも燃料噴射量が多く、且つ、前記第1昇温処理と前記第2昇温処理との噴射タイミングが夫々異なる。
上記(3)の構成によれば、燃料噴射装置によるアーリーポスト噴射において、燃料噴射量や噴射タイミングを変えることによって、第1昇温処理と第2昇温処理を容易に実行することができる。また、エンジンが通常備える燃料噴射装置によって第1昇温処理および第2昇温処理の両方を実行することができるので、他の昇温手段を追加する必要はなく、更に調整パラメータが少なくなり適正化のためのキャリブレーション期間も短縮でき、コストの低減を図ることができる。
(3) In some embodiments, in the above configurations (1) to (2),
The temperature raising means comprises a fuel injection device for injecting fuel into the combustion chamber of the diesel engine,
The first temperature raising process and the second temperature raising process are executed by early post injection by the fuel injection device,
The second temperature raising process has a larger fuel injection amount than the first temperature raising process, the injection timings of the first temperature raising process and the second temperature raising process are different, or the second temperature raising process, respectively. In the temperature process, the fuel injection amount is larger than that in the first temperature increase process, and the injection timings of the first temperature increase process and the second temperature increase process are different.
According to the configuration of (3) above, in the early post injection by the fuel injection device, the first temperature increase process and the second temperature increase process can be easily executed by changing the fuel injection amount and the injection timing. In addition, since both the first temperature raising process and the second temperature raising process can be executed by the fuel injection device normally provided in the engine, it is not necessary to add another temperature raising means, and the adjustment parameters are further reduced and appropriate. The calibration period for making it possible can be shortened, and the cost can be reduced.
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(3)の構成において、
前記排ガス処理装置は、前記DOCの下流の前記排気通路に配置されるDPF、をさらに有し、
前記再生制御装置は、第3温度まで前記DPFを昇温するように前記昇温手段を制御する強制再生処理を実行するDPF強制再生実行部、をさらに備え、
前記第2温度は、前記第1温度よりも高く、かつ、前記第3温度よりも低い。
上記(4)の構成によれば、第2昇温処理によってDOCが到達する第2温度(例えば、400℃)は、DPFの強制再生温度(例えば、600℃)よりも低い。このため、閉塞状態などの昇温要状態からDOCを再生させるための燃料を低減することができ、燃費の向上を図ることができる。
(4) In some embodiments, in the above configurations (1) to (3),
The exhaust gas treatment device further includes a DPF disposed in the exhaust passage downstream of the DOC,
The regeneration control device further includes a DPF forced regeneration execution unit that executes a forced regeneration process for controlling the temperature raising means to raise the temperature of the DPF to a third temperature,
The second temperature is higher than the first temperature and lower than the third temperature.
According to the configuration of (4) above, the second temperature (for example, 400 ° C.) at which the DOC reaches the second temperature raising process is lower than the forced regeneration temperature (for example, 600 ° C.) of the DPF. For this reason, it is possible to reduce the fuel for regenerating the DOC from the temperature rise required state such as the closed state, and to improve the fuel consumption.
(5)幾つかの実施形態では、上記(4)の構成において、
前記DOC昇温要状態検知部は、前記閉塞パラメータを前記強制再生処理の実行中に検出するように構成され、
前記DPF強制再生実行部は、前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの閉塞状態が検知された場合に、前記強制再生処理を停止する。
上記(5)の構成によれば、強制再生処理の実行時において、DOCが閉塞することにより生じる未燃燃料のスリップを防止し、燃費の悪化やDPFの焼損、オイルダイリューションを防止することができる。また、このような問題が発生する強制再生処理の実行時に限ってDOCの閉塞状態の検出を行うようにする場合には、エンジンの運転中において、DOCの閉塞状態の検出に要する再生制御装置の負荷を低減すると共に、DOCの閉塞状態の検出を効率よく行うことができる。
(5) In some embodiments, in the configuration of (4) above,
The DOC temperature increase required state detection unit is configured to detect the blockage parameter during execution of the forced regeneration process,
The DPF forced regeneration execution unit stops the forced regeneration process when the DOC blockage state is detected by the DOC temperature increase required state detection unit.
According to the configuration of (5) above, when the forced regeneration process is executed, slipping of unburned fuel caused by DOC blocking is prevented, and deterioration of fuel consumption, DPF burnout, and oil dilution are prevented. Can do. Further, in the case where the DOC blockage state is detected only when the forced regeneration process in which such a problem occurs is performed, the regeneration control apparatus required for detecting the DOC blockage state during engine operation is used. The load can be reduced and the DOC blockage can be efficiently detected.
(6)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、
前記DPF強制再生実行部は、前記DOC昇温制御の完了後に、前記強制再生処理を自動的に実行するか、又は、前記強制再生処理の実行を促す旨を報知する。
(6) In some embodiments, in the configuration of (5) above,
The DPF forced regeneration execution unit notifies that the forced regeneration process is automatically performed or the forced regeneration process is promoted after the DOC temperature increase control is completed.
DPFの強制再生処理が停止された場合は、依然としてDPFに所定以上のPMが堆積している状態が継続していると考えられる。
上記(6)の構成によれば、DPFの強制再生処理が停止された場合には、DOC昇温制御の完了後に、強制再生実行条件を満たしているか否かに関わらず、DPFの強制再生処理が自動的に実行されるか、又は、DPFの強制再生処理の実行を促す旨が報知される。このため、途中で停止されたDPFの強制再生処理が再度実行されることで、DPFに堆積しているPMを確実に燃焼させることができる。また、DOC昇温制御の完了後にDPFの強制再生処理が行われるため、DPFの強制再生処理のために使用する燃料などのエネルギーを低減することができる。
When the forced regeneration process of the DPF is stopped, it is considered that a state where more than a predetermined amount of PM is still accumulated in the DPF continues.
According to the configuration of (6) above, when the forced regeneration process of the DPF is stopped, the forced regeneration process of the DPF is performed regardless of whether or not the forced regeneration execution condition is satisfied after the completion of the DOC temperature increase control. Is automatically executed, or a notification that the execution of the forced regeneration processing of the DPF is urged is notified. For this reason, the PM that has accumulated in the DPF can be reliably burned by executing the forced regeneration process of the DPF that is stopped halfway again. In addition, since the forced regeneration process of the DPF is performed after the completion of the DOC temperature raising control, energy such as fuel used for the forced regeneration process of the DPF can be reduced.
(7)幾つかの実施形態では、上記(4)の構成において、
前記再生制御装置は、前記DPFの強制再生実行条件を満たすか否かを判定するDPF強制再生条件判定部、をさらに備え、
前記DPF強制再生実行部は、前記第2昇温処理の完了時において、前記DPF強制再生条件判定部が前記強制再生実行条件を満たすと判定した場合に、前記DOC昇温制御の完了後に、前記強制再生処理を自動的に実行するか、又は、前記強制再生処理の実行を促す旨を報知する。
(7) In some embodiments, in the configuration of (4) above,
The regeneration control device further includes a DPF forced regeneration condition determination unit that determines whether or not the DPF forced regeneration execution condition is satisfied,
When the DPF forced regeneration condition determining unit determines that the forced regeneration execution condition is satisfied at the completion of the second temperature raising process, the DPF forced regeneration executing unit, after the completion of the DOC temperature raising control, It is notified that the forced regeneration process is automatically executed or the forced regeneration process is urged to be executed.
DPFの強制再生処理が停止されていない場合、例えば、DOCが閉塞危険状態にあるとしてDOC昇温制御が実行された場合であっても、何らかの原因でDPFの強制再生実行条件を満たしている場合がある。
上記(7)の構成によれば、DPFの強制再生処理が停止されていない場合であっても、強制再生実行条件を満たしている場合には、DOC昇温制御の完了後に、DPFの強制再生処理が自動的に実行されるか、又は、DPFの強制再生処理の実行を促す旨が報知される。このため、DPFに堆積しているPMを確実に燃焼させることができる。また、DOC昇温制御の完了後にDPFの強制再生処理が行われるため、DPFの強制再生処理のために使用する燃料などのエネルギーを低減することができる。
When the forced regeneration process of the DPF is not stopped, for example, even when the DOC temperature increase control is executed assuming that the DOC is in the blockage danger state, the forced regeneration condition for the DPF is satisfied for some reason There is.
According to the configuration of (7) above, even if the forced regeneration process of the DPF is not stopped, if the forced regeneration execution condition is satisfied, the forced regeneration of the DPF is completed after the completion of the DOC temperature increase control. It is notified that the processing is automatically executed or that the forced regeneration processing of the DPF is urged. For this reason, PM deposited on the DPF can be reliably burned. In addition, since the forced regeneration process of the DPF is performed after the completion of the DOC temperature raising control, energy such as fuel used for the forced regeneration process of the DPF can be reduced.
(8)幾つかの実施形態では、上記(4)〜(7)の構成において、
前記昇温手段は、前記ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射装置からなり、
前記強制再生処理は、前記燃料噴射装置によるアーリーポスト噴射と、前記燃料噴射装置によるレイトポスト噴射又は前記DOCの上流の前記排気通路に配置される排気管噴射装置による排気管噴射と、により実行される。
上記(8)の構成によれば、燃料噴射装置や排気管噴射装置によって、DPFの強制再生処理を実行することができる。また、DOC昇温制御における昇温手段が燃料噴射装置である場合には、燃料噴射装置によって、DOC昇温制御とDPFの強制再生処理を容易に実行することができる。また、燃料噴射装置はエンジンが通常備えており、他の昇温手段を追加する必要はなく、コストの低減を図ることができる。
(8) In some embodiments, in the above configurations (4) to (7),
The temperature raising means comprises a fuel injection device for injecting fuel into the combustion chamber of the diesel engine,
The forced regeneration process is executed by early post injection by the fuel injection device and late post injection by the fuel injection device or exhaust pipe injection by an exhaust pipe injection device arranged in the exhaust passage upstream of the DOC. The
According to the configuration of (8), the forced regeneration process of the DPF can be executed by the fuel injection device or the exhaust pipe injection device. Further, when the temperature raising means in the DOC temperature raising control is a fuel injection device, the DOC temperature raising control and the forced regeneration processing of the DPF can be easily executed by the fuel injection device. Further, the fuel injection device is usually provided in the engine, and it is not necessary to add another temperature raising means, so that the cost can be reduced.
(9)幾つかの実施形態では、上記(4)〜(8)の構成において、
前記閉塞パラメータは、前記DPFの出口温度である。
上記(9)の構成によれば、DOCの昇温要状態を、既存のセンサを用いて容易且つ精度良く検出することができる。
(9) In some embodiments, in the above configurations (4) to (8),
The blockage parameter is the outlet temperature of the DPF.
According to the configuration of (9) above, it is possible to easily and accurately detect the DOC temperature increase required state using an existing sensor.
(10)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(9)の構成において、
前記DOC昇温要状態検知部は、
前記強制再生処理が実行されていない通常運転時において、排ガス温度が排温閾値を下回る低排温運転状態の直近の所定時間内における累積継続時間が、予め定められる閾値を上回った場合に、前記DOCが閉塞危険状態であると検知する。
(10) In some embodiments, in the configurations of (1) to (9) above,
The DOC temperature rise required state detection unit is
In the normal operation in which the forced regeneration process is not performed, when the accumulated duration in the latest predetermined time in the low exhaust temperature operation state in which the exhaust gas temperature falls below the exhaust temperature threshold exceeds a predetermined threshold, It is detected that the DOC is in a blockage risk state.
排ガス温度が排温閾値を下回る低排温運転状態が続くと、DOCの閉塞が徐々に進行する。一方、排ガス温度が排温閾値を上回る高排温運転状態になると、DOCの閉塞は解消に向かう。
よって、上記(10)の構成によれば、直近の所定時間内における低排温運転状態の累積継続時間でDOCの閉塞危険状態を検知するため、DOCの閉塞危険状態を精度良く検知することができる。また、DOCの閉塞(閉塞状態)を未然に防止することができる。
If the low exhaust temperature operation state in which the exhaust gas temperature falls below the exhaust temperature threshold continues, the DOC blockage gradually proceeds. On the other hand, when the exhaust gas temperature is in a high exhaust temperature operation state where the exhaust gas temperature exceeds the exhaust temperature threshold, the DOC blockage is resolved.
Therefore, according to the configuration of (10), since the DOC blockage risk state is detected with the cumulative duration of the low exhaust temperature operation state within the most recent predetermined time, the DOC blockage risk state can be detected with high accuracy. it can. Further, it is possible to prevent the DOC from being blocked (closed state).
(11)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(10)の構成において、
前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されたことを検知情報として記憶する記憶部をさらに備える。
上記(11)の構成によれば、DOCの昇温要状態が検知されたことが検知情報として記憶される。このため、例えば、この検知情報をメンテナンスやアフターサービスに活用することができる。また、後述するように、イグニッションのオフ後、再度、イグニッションがオンされた時にDOC昇温制御を実行するような場合であっても、再起動された再生制御装置は検知情報によって、再起動される前にDOCの昇温要状態が検出されていたことを知ることができる。
(11) In some embodiments, in the configurations of (1) to (10) above,
The apparatus further includes a storage unit that stores, as detection information, the fact that the DOC temperature increase required state is detected by the DOC temperature increase required state detection unit.
According to the configuration of (11) above, it is stored as detection information that the DOC temperature increase requirement state has been detected. For this reason, for example, this detection information can be used for maintenance and after-sales service. Further, as will be described later, after the ignition is turned off, even if the DOC temperature increase control is executed again when the ignition is turned on, the restarted regeneration control device is restarted by the detection information. It is possible to know that the DOC temperature increase state has been detected before
(12)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(11)の構成において、
前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されたことを、再生要求を出力することによりオペレータに対して報知する報知部と、
前記報知部から出力される前記再生要求に対する前記オペレータの応答を再生実行指示として受信する実行指示受信部と、をさらに備え、
前記報知部は、イグニッションキーがオンされた時に、前記再生要求を出力し、
前記DOC昇温実行部は、前記実行指示受信部が前記再生実行指示を受信した場合に、前記DOC昇温制御を実行する。
上記(12)の構成によれば、DOC昇温制御は、エンジンが停止された状態から実行される。すなわち、エンジンが停止された状態は、再生制御装置が搭載される建設機器や車両などのアプリケーションが安全な状態に置かれたと推定できる状態である。そして、報知部によって、アプリケーションを安全な状態に導いた後に、DOC昇温制御を実行することができる。また、DOC昇温制御は、オペレータからの再生実行指示を待って開始される。すなわち、上述のアプリケーションの種類によっては、DOCの昇温要状態が検知された際に、DOC昇温制御を即座に実行するのが好ましくないものもあり、アプリケーションの種類に応じたDOC昇温制御の実行を行うことができる。
(12) In some embodiments, in the configurations of (1) to (11) above,
A notifying unit for notifying an operator by outputting a regeneration request that the DOC temperature rising required state detection unit has been detected by the DOC temperature rising required state detecting unit;
An execution instruction receiving unit that receives the operator's response to the reproduction request output from the notification unit as a reproduction execution instruction;
The notification unit outputs the reproduction request when an ignition key is turned on,
The DOC temperature increase execution unit executes the DOC temperature increase control when the execution instruction reception unit receives the regeneration execution instruction.
According to the configuration of (12) above, the DOC temperature increase control is executed from a state where the engine is stopped. That is, the state in which the engine is stopped is a state in which it can be estimated that an application such as a construction device or a vehicle on which the regeneration control device is mounted is placed in a safe state. And after guiding an application to a safe state by an alerting | reporting part, DOC temperature rising control can be performed. Further, the DOC temperature raising control is started after waiting for a regeneration execution instruction from the operator. That is, depending on the type of application described above, it is not preferable to immediately execute the DOC temperature increase control when the DOC temperature increase required state is detected. Can be performed.
(13)幾つかの実施形態では、上記(12)の構成において、
前記報知部は、前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知された時に、前記イグニッションキーのオフ操作を促す旨を報知する。
上記(13)の構成によれば、DOC昇温制御をオペレータからの再生実行指示を待って行う場合において、DOC昇温制御の実行のために必要な操作(イグニッションキーのオフ操作)を促すことができる。
(13) In some embodiments, in the configuration of (12) above,
The notification unit notifies that the ignition key is prompted to be turned off when the DOC temperature increase required state detection unit detects the DOC temperature increase required state.
According to the configuration of (13) above, when performing the DOC temperature increase control after waiting for the regeneration execution instruction from the operator, an operation necessary for executing the DOC temperature increase control (ignition key off operation) is prompted. Can do.
(14)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(11)の構成において、
前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されたことを、再生要求を出力することによりオペレータに対して報知する報知部と、
前記報知部から出力される前記再生要求に対する前記オペレータの応答を再生実行指示として受信する実行指示受信部と、をさらに備え、
前記報知部は、前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されてからイグニッションキーがオフ操作されない状態が所定時間経過した場合に、前記イグニッションキーのオフ操作を待たずに、前記再生要求を出力し、
前記DOC昇温実行部は、前記実行指示受信部が前記再生実行指示を受信した場合に、前記DOC昇温制御を実行する。
上記(14)の構成によれば、DOCの昇温要状態の検出をオペレータが気づかない場合や、エンジンの運転中に忘れているなどによって、エンジンの運転状態が継続し続けるような場合であっても、所定期間経過後に、DOC昇温制御を確実に実行することができる。
(14) In some embodiments, in the configurations of (1) to (11) above,
A notifying unit for notifying an operator by outputting a regeneration request that the DOC temperature rising required state detection unit has been detected by the DOC temperature rising required state detecting unit;
An execution instruction receiving unit that receives the operator's response to the reproduction request output from the notification unit as a reproduction execution instruction;
The notification unit does not wait for the ignition key to be turned off when a predetermined time has elapsed after the DOC temperature increase required state detection unit detects the DOC temperature increase required state and the ignition key has not been turned off. To output the playback request,
The DOC temperature increase execution unit executes the DOC temperature increase control when the execution instruction reception unit receives the regeneration execution instruction.
According to the configuration of (14) above, there are cases where the operator does not notice the detection of the DOC temperature increase required state, or the engine operation state continues due to forgetting it during the engine operation. Even after the predetermined period has elapsed, the DOC temperature increase control can be reliably executed.
(15)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(11)の構成において、
前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されたことを前記DOC昇温実行部に通知する通知部、をさらに備え、
前記通知部は、イグニッションキーがオンされた時に、前記DOCの昇温要状態が検知されたことを前記DOC昇温実行部に通知し、
前記DOC昇温実行部は、前記通知部から前記DOCの昇温要状態が検知されたことを通知されると、自動的に前記DOC昇温制御を実行する。
上記(15)の構成によれば、DOC昇温制御は、エンジンが停止された状態から実行される。すなわち、エンジンが停止された状態は、再生制御装置が搭載される建設機器や車両などのアプリケーションが安全な状態に置かれたと推定できる状態である。そして、報知部によって、アプリケーションを安全な状態に導いた後に、DOC昇温制御を実行することができる。また、イグニッションのオン操作に連動してDOC昇温制御が実行されるので、オペレータの負担を軽減すると共に、DOC昇温制御を確実に実行することができる。
(15) In some embodiments, in the above configurations (1) to (11),
A notification unit that notifies the DOC temperature increase execution unit that the DOC temperature increase required state is detected by the DOC temperature increase required state detection unit;
When the ignition key is turned on, the notification unit notifies the DOC temperature increase execution unit that the DOC temperature increase required state has been detected,
The DOC temperature increase execution unit automatically executes the DOC temperature increase control when notified from the notification unit that the DOC temperature increase required state is detected.
According to the configuration of (15) above, the DOC temperature increase control is executed from a state where the engine is stopped. That is, the state in which the engine is stopped is a state in which it can be estimated that an application such as a construction device or a vehicle on which the regeneration control device is mounted is placed in a safe state. And after guiding an application to a safe state by an alerting | reporting part, DOC temperature rising control can be performed. In addition, since the DOC temperature increase control is executed in conjunction with the ignition ON operation, the burden on the operator can be reduced and the DOC temperature increase control can be executed reliably.
(16)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(11)の構成において、
前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されたことを前記DOC昇温実行部に通知する通知部、をさらに備え、
前記通知部は、前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されてからイグニッションキーがオフ操作されない状態が所定時間経過した場合に、前記イグニッションキーのオフ操作を待たずに、前記DOCの昇温要状態が検知されたことを前記DOC昇温実行部に通知し、
前記DOC昇温実行部は、前記通知部から前記DOCの昇温要状態が検知されたことを通知されると、自動的に前記DOC昇温制御を実行する。
上記(16)の構成によれば、DOCの昇温要状態が検出されると、オペレータによる操作などが介在することなく、所定時間経過後に、DOC昇温制御が自動で実行される。このため、オペレータによるイグニッションキーの操作を待たずに、DOC昇温制御を確実に実行することができる。
(16) In some embodiments, in the above configurations (1) to (11),
A notification unit that notifies the DOC temperature increase execution unit that the DOC temperature increase required state is detected by the DOC temperature increase required state detection unit;
The notification unit does not wait for the ignition key to be turned off when a predetermined time has elapsed after the DOC temperature increase required state detection unit detects the DOC temperature increase required state and the ignition key has not been turned off. To notify the DOC temperature increase execution unit that the DOC temperature increase required state has been detected,
The DOC temperature increase execution unit automatically executes the DOC temperature increase control when notified from the notification unit that the DOC temperature increase required state is detected.
According to the configuration of (16) above, when the DOC temperature increase required state is detected, the DOC temperature increase control is automatically executed after a predetermined time has elapsed without intervention by an operator. For this reason, the DOC temperature raising control can be reliably executed without waiting for the operation of the ignition key by the operator.
(17)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(11)の構成において、
前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されたことを前記DOC昇温実行部に通知する通知部、をさらに備え、
前記通知部は、前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されてからイグニッションキーがオフ操作されない状態が所定時間経過した場合において、昇温開始条件を満たす場合に、前記DOCの昇温要状態が検知されたことを前記DOC昇温実行部に通知し、
前記DOC昇温実行部は、前記通知部から前記DOCの昇温要状態が検知されたことを通知されると、自動的に前記DOC昇温制御を実行するものとし、
前記昇温開始条件は、DOCの入口温度あるいはDOCの出口温度のいずれか一方が規定値を超えている場合と、または、エンジンの運転状態が第1温度まで昇温が可能な所定の運転領域にある場合の少なくとも一方の条件を含む。
(17) In some embodiments, in the configurations of (1) to (11) above,
A notification unit that notifies the DOC temperature increase execution unit that the DOC temperature increase required state is detected by the DOC temperature increase required state detection unit;
In the case where a predetermined time has elapsed when the ignition key is not turned off after the DOC temperature increase required state detection unit detects the DOC temperature increase required state detection unit, the notification unit satisfies a temperature increase start condition. Notifying the DOC temperature increase execution unit that the temperature increase required state of the DOC has been detected,
The DOC temperature increase execution unit automatically executes the DOC temperature increase control when notified from the notification unit that the DOC temperature increase required state is detected,
The temperature raising start condition is a predetermined operating range in which either the DOC inlet temperature or the DOC outlet temperature exceeds a specified value or the operating state of the engine can be raised to the first temperature. Including at least one of the conditions.
上記(17)の構成によれば、DOCの昇温要状態が検出されると、所定時間経過後において昇温開始条件を満たすことを条件に、オペレータによる操作などが介在することなくDOC昇温制御が自動で実行される。このため、オペレータによるイグニッションキーの操作を待たずに、DOC昇温制御を確実に実行することができる。また、DOCの活性化が見込めるか否かをDOC活性化条件によって判断し、DOC活性化条件(昇温開始条件)を満たす場合にDOC昇温制御は実行される。これによって、DOC昇温制御を効率良く実行することができる。 According to the configuration of (17) above, when the temperature increase requirement state of the DOC is detected, the DOC temperature increase is performed without intervention of an operator or the like on condition that the temperature increase start condition is satisfied after a predetermined time has elapsed. Control is executed automatically. For this reason, the DOC temperature raising control can be reliably executed without waiting for the operation of the ignition key by the operator. Whether or not DOC activation can be expected is determined based on the DOC activation condition, and the DOC temperature increase control is executed when the DOC activation condition (temperature increase start condition) is satisfied. Thereby, DOC temperature rising control can be performed efficiently.
(18)幾つかの実施形態では、上記(17)の構成において、
前記排ガス処理装置は、前記DOCの下流の前記排気通路に配置されるDPFを有しており、
前記再生制御装置は、前記DPFの強制再生実行条件を満たすか否かを判定するDPF強制再生条件判定部と、をさらに備え、
前記昇温開始条件は、前記DPFの前記強制再生実行条件を、さらに含み、
前記通知部は、前記DOC活性化条件および前記DPFの前記強制再生実行条件を満たす場合に、前記昇温開始条件が満たすと判定する。
(18) In some embodiments, in the configuration of (17) above,
The exhaust gas treatment device has a DPF disposed in the exhaust passage downstream of the DOC,
The regeneration control device further includes a DPF forced regeneration condition determination unit that determines whether or not the DPF forced regeneration execution condition is satisfied,
The temperature rise start condition further includes the forced regeneration execution condition of the DPF,
The notification unit determines that the temperature increase start condition is satisfied when the DOC activation condition and the forced regeneration execution condition of the DPF are satisfied.
上記(18)の構成によれば、DOC昇温制御は、DPFの強制再生処理が必要と判定されるタイミングに合わせて自動で開始される。このため、DOC昇温制御の完了後に実行されるDPFの強制再生処理の実行時において、未燃燃料のスリップなどを防止することができる。これと共に、DOC昇温制御によってDPFが昇温されている状態からDPFの強制再生処理が実行されるので、DOCの上流側端面付着物除去とDPFの強制再生が個別に行われる場合に対し昇温に必要な燃料消費を節約でき、排ガス処理装置の再生を効率的に行うことができる。 According to the configuration of (18) above, the DOC temperature increase control is automatically started at the timing when it is determined that the DPF forced regeneration process is necessary. For this reason, it is possible to prevent unburned fuel from slipping or the like when the DPF forced regeneration process is executed after the completion of the DOC temperature raising control. At the same time, since the DPF forced regeneration process is executed from the state in which the DPF is heated by the DOC temperature increase control, the DOC upstream end surface deposit removal and the DPF forced regeneration are performed separately. The fuel consumption required for temperature can be saved, and the exhaust gas treatment device can be efficiently regenerated.
(19)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(18)の構成において、
前記第2温度は、摂氏380度から摂氏480度の範囲内である。
上記(19)の構成によれば、DOCの上流側端面の上記の付着物は、DOCを400℃付近に昇温することで除去できるとの新たな知見を得た。このため、DOCを摂氏380度から摂氏480度の範囲に昇温することで、DOCの上流側端面の上記の付着物を確実且つ効率的に除去することができる。また、例えば、DPFの強制再生温度(手動再生)まで昇温することなくDOCを再生できるので、DOCの再生のための燃料を低減することができる。
(19) In some embodiments, in the configurations of (1) to (18) above,
The second temperature is in the range of 380 degrees Celsius to 480 degrees Celsius.
According to the configuration of the above (19), the above-mentioned deposit on the upstream end face of the DOC was newly found to be removed by raising the temperature of the DOC to around 400 ° C. For this reason, the said deposit | attachment of the upstream end surface of DOC can be reliably and efficiently removed by heating up DOC to the range of 380 degrees Celsius to 480 degrees Celsius. Further, for example, since the DOC can be regenerated without increasing the temperature to the DPF forced regeneration temperature (manual regeneration), the fuel for regenerating the DOC can be reduced.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、閉塞状態や閉塞危険状態からDOCを確実に回復し、DOCを再生することが可能な再生制御装置が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a regeneration control device capable of reliably recovering a DOC from a blockage state or a blockage danger state and regenerating the DOC.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
図1は、本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置3の再生を制御する再生制御装置2を含むディーゼルエンジン1の全体構成を例示する図である。この再生制御装置2は、ディーゼルエンジン1の排気通路16に配置される排ガス処理装置3の再生を、排ガス処理装置3の昇温手段4を制御することにより実行するものである。最初に、図1に例示されるディーゼルエンジン1(以下、適宜、エンジン1)について説明すると、図1のディーゼルエンジン1は、上述の再生制御装置2および排ガス処理装置3に加えて、主に、エンジン本体11と、吸気通路13と、排気通路16と、排気ターボ過給機7と、EGR装置8と、ECU9と、を備えている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a diesel engine 1 including a
エンジン本体11には、吸気通路13と排気通路16とが接続されている。吸気通路13は、エンジン1の外部の空気(吸気)をエンジン本体11に形成される燃焼室12に供給するための通路である。排気通路16は、燃焼室12からの燃焼ガス(排ガス)をエンジン1の外部に排出するための通路である。また、エンジン1には、燃焼室12に高圧燃料を噴射するための燃料噴射装置41が配置されている。この燃料噴射装置41は、高圧燃料が蓄圧されたコモンレール(不図示)に接続されるとともに、後述するECU9によって、その噴射タイミングおよび燃料噴射量が制御されるようになっている。そして、燃焼室12に噴射された高圧燃料は、吸気通路13を通って供給される吸気と混合された後、燃焼室12内で燃焼され、排気通路16を通ってエンジン1の外部に排出される。
An
また、図1の例示では、吸気通路13および排気通路16には排気ターボ過給機7が設けられている。この排気ターボ過給機7は、排気通路16に配置されている排気タービン71と、吸気通路13に配置されているコンプレッサ72とを有しており、排気タービン71とコンプレッサ72とはシャフト73によって同軸で結合されている。そして、排気通路16を通過する排ガスにより排気タービン71が回転駆動されると、シャフト73によって同軸で結合されたコンプレッサ72も同じように回転駆動されるようになっている。また、吸気通路13にはインタークーラ(不図示)およびスロットルバルブ42が設けられている。そして、コンプレッサ72から吐出された圧縮吸気は、インタークーラ(不図示)で冷却された後、スロットルバルブ42で吸気流量が制御され、その後、エンジン1の本体(不図示のシリンダヘッド)に設けられる吸気ポート14を介してエンジン1の各シリンダ内の燃焼室12に流入する。なお、スロットルバルブ42も、後述するECU9によって、その開度が制御される。
In the illustration of FIG. 1, an exhaust turbocharger 7 is provided in the
また、図1の例示では、エンジン1はEGR装置8を備えている。すなわち、吸気通路13と排気通路16とがEGR管81を介して連結されており、排気通路16を流れる排ガスの一部を吸気通路13に再循環することが可能に構成されている。図1の例示では、排気ポート17の直下流位置にEGR管81の一端が接続されており、排気通路16からEGR管81が分岐している。また、EGR管81のもう一方の端部は、スロットルバルブ42の下流側に位置している吸気マニホールド15(吸気通路13)に接続している。また、EGR管81にはEGRバルブ82が配置されている。このEGRバルブ82を制御することにより、エンジン1から排出された排ガスの一部が、EGR管81を通ってエンジン1を再循環するようになっている。なお、EGRバルブ82も、下記に説明するECU9によって、その開度が制御される。
In the illustration of FIG. 1, the engine 1 includes an
ECU9は、エンジン1をコントロールする電子制御ユニットである。例えば、ECU9は、プロセッサを含む中央処理装置(CPU)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、およびI/Oインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータとして構成されても良い。
The
上述の通り、図1の例示では、エンジン本体11(燃焼室12)から排出された排ガスは、上述した排気タービン71を駆動した後、排気通路16に設けられた上記の排ガス処理装置3に流入するよう構成されている。
As described above, in the illustration of FIG. 1, the exhaust gas discharged from the engine body 11 (combustion chamber 12) flows into the exhaust gas treatment device 3 provided in the
この排ガス処理装置3は、幾つかの実施形態では、図1に示される実施形態のように、ディーゼルエンジン1の排気通路16に配置されるDOC31(ディーゼル酸化触媒)を有する。また、他の幾つかの実施形態では、排ガス処理装置3は、DOC31の下流に、排ガスを処理するための他の構成を備えていても良い。幾つかの実施形態では、図1に示される実施形態ように、排ガス処理装置3は、ディーゼルエンジン1の排気通路16に配置されるDOC31(ディーゼル酸化触媒)と、このDOC31の下流の排気通路16に配置されるDPF32(ディーゼルパティキュレートフィルタ)とを有する。
In some embodiments, the exhaust gas treatment device 3 includes a DOC 31 (diesel oxidation catalyst) disposed in the
DOC31は、排ガス中の未燃燃料(HC)や一酸化炭素(CO)を酸化除去するとともに、排ガス中の一酸化窒素(NO)を酸化して二酸化窒素(NO2)を生成する機能を有する装置である。また、排ガス処理装置3がDOC31の下流のDPF32を有する場合には、噴射された燃料の酸化熱によって通過する排ガスを昇温し、DPF32の入口温度を昇温する。一方、DPF32は、排ガス中に含まれるススなどのPM(粒子状物質)をフィルタで捕集し、排ガスから除去する装置である。つまり、排ガス処理装置3に流入した排ガスは、排ガス処理装置3の内部において、DOC31を通過し、次に、DPF32を通過する。この通過の際に、DOC31において、排ガス中に含まれる未燃燃料(HC)や一酸化炭素(CO)が酸化除去される。また、排ガス処理装置3がDPF32を有する場合には、DPF32によって排ガス中のPM(粒子状物質)が捕集されることで、排ガス中に含まれるPMが除去される。その後、排ガスはエンジン外部に排出される。
The
このように排ガス処理装置3を通過する排ガスが、エンジン1の運転負荷が低く、排ガス温度が低い状態が続く場合には、DOC31の上流側端面に未燃燃料等のSOF分やスートなどが付着していき、DOC31の閉塞が除々に進行する。そして、DOC31の閉塞は、排圧が上昇による燃費の悪化といった上述の問題を引き起こす。また、排ガス処理装置3がDPF32を備える場合には、DPF32の強制再生の実行時において、DPF32の入口温度を所定温度に昇温するために余分な燃料が噴射されることで燃費が悪化することや、DOC31の閉塞によって生じる未燃燃料のスリップによるDPF32の焼損のリスク、後述するレイトポスト噴射により昇温する場合のオイルダイリューションの危険性の増大といった問題も引き起こす。
In this way, when the exhaust gas passing through the exhaust gas treatment device 3 has a low operating load of the engine 1 and a low exhaust gas temperature state, SOF content such as unburned fuel or soot adheres to the upstream end surface of the
このような問題は、DOC31を閉塞させるDOC31の付着物によって生じるが、この付着物は、DOC31を昇温することによって除去可能である。そこで、再生制御装置2は、DOC31を昇温要状態から回復(再生)させるために、昇温手段4(後述)を制御することで昇温要状態DにあるDOC31を昇温し、DOC31の再生を図る(DOC閉塞リカバリ再生)。
Such a problem is caused by a deposit of DOC31 that closes the DOC31. This deposit can be removed by raising the temperature of the DOC31. Therefore, in order to recover (regenerate) the
このDOC閉塞リカバリ再生処理の実行にあたっては、再生制御装置2は、排ガスや排ガス処理装置3の状態を、排気通路16に設置される各種センサ類からの検出値に基づいて監視している。図1の例示では、DOC31の入口にDOC入口温度センサ51が設けられており、DOC31に流入する排ガス温度が検出されている。また、排気通路16には、DPF32の入口(DOC31とDPF32との間)に設けられるDPF入口温度センサ52、DPF32の出口に設けられるDPF出口温度センサ53などの温度センサ5や、DPF32の入口に設けられるDPF入口圧力センサ61、DPF32の出口に設けられるDPF出口圧力センサ62、および、DPF32の入口と出口の間の差圧を検出可能なDPF差圧センサ63などの圧力センサ6が設けられている。そして、これらセンサ類の検出値は再生制御装置2に入力され、DOC31が昇温要状態Dにあるか否かの判定や、DOC昇温制御Rc、DPF32の強制再生処理Rf(後述)の実行に用いられる。
In executing the DOC blockage recovery regeneration process, the
そして、再生制御装置2は、図1に示されるように、DOC閉塞リカバリ再生制御を実行するために、DOC昇温要状態検知部21と、昇温実行部22と、を備える。つまり、DOC閉塞リカバリ再生制御は、DOC昇温要状態検知部21と、昇温実行部22とが連携することで実行される。なお、図1に示される実施形態では、再生制御装置2はECU9であり、ECU9の備える機能(プログラムや回路)の一つとして実装されている。他の幾つかの実施形態では、エンジン1をコントロールするECU9とは別に、プロセッサを備える他の電子制御ユニットとして再生制御装置2を構成しても良い。
Then, as shown in FIG. 1, the
このDOC昇温要状態検知部21は、DOC31の閉塞状態D1またはDOC31の閉塞危険状態D2の少なくとも一方を含む昇温要状態Dを検知する。DOC31の閉塞状態D1とは、回復処理(DOC昇温制御Rc)が必要なほどDOC31が閉塞している状態であり、DOC31の閉塞に関する閉塞パラメータPと予め定められる閉塞閾値との比較に基づいて検知される状態である。このDOC31の閉塞状態D1の検知方法は、後述するように様々な手法が存在する。図1に示されるように、排ガス処理装置3がDOC31とDPF32とを有する場合には、例えば、閉塞パラメータPは、DPF32の出口温度であっても良い。図1の例示では、DPF出口温度センサ53による検出値に基づいてDPF32の出口温度を得ている。このように、閉塞パラメータPをDPF32の出口温度とすれば、DOCの昇温要状態を、既存のセンサを用いて容易且つ精度良く検出することができる。なお、他の幾つかの実施形態では、DOC31の閉塞状態D1を直接監視しても良く、例えば、閉塞パラメータPをDOC31の出口温度(DPF入口温度センサ52の検出値)や、DOC31の入口と出口の差圧としても良い。
This DOC temperature increase required
一方、DOC31の閉塞危険状態D2とは、エンジン1の運転状態に基づいて、DOC31が閉塞する危険性が推定される状態であり、ディーゼルエンジン1がDOC31の閉塞が起こり易い運転状態下にあった場合に検知される状態である。このDOC31の閉塞危険状態D2の検知方法も様々な手法が存在する。幾つかの実施形態では、DOC昇温要状態検知部21は、DPF32の有無を問わず、DPF32の強制再生処理Rfが実行されていないような通常運転時において、排ガス温度が排温閾値を下回る低排温運転状態の直近の所定時間内における累積継続時間が、予め定められる閾値を上回った場合に、DOC31が閉塞危険状態D2であると検知している。また、他の幾つかの実施形態では、通常運転時において、排ガスの温度が予め定められた温度以下の状態に規定時間以上連続してあった時、エンジン1のエンジン回転数の変動率が予め定められる回転数閾値を超える単位時間あたりの回数が閾値を規定時間以上連続して上回る時、およびPM排出量推定値の平均値が予め定められた閾値以上の状態が規定時間以上連続してあった時のいずれかが該当した時にDOC31が閉塞危険状態D2にあると検知しても良い。さらに、その他の幾つかの実施形態では、上述した検知方法のうちの一つまたは複数に該当した時にDOC31が閉塞危険状態であると検知しても良い。
On the other hand, the DOC31 closing danger state D2 is a state in which the risk of the DOC31 being blocked is estimated based on the operating state of the engine 1, and the diesel engine 1 is in an operating state in which the DOC31 is easily blocked. It is a state detected in the case. There are various methods for detecting the DOC31 blockage danger state D2. In some embodiments, the DOC temperature rise required
排ガス温度が排温閾値を下回る低排温運転状態が続くと、DOC31の閉塞が徐々に進行する。一方、排ガス温度が排温閾値を上回る高排温運転状態になると、DOC31の閉塞は解消に向かう。よって、上記の構成によれば、直近の所定時間内における低排温運転状態の累積継続時間でDOC31の閉塞危険状態D2を検知するため、DOC31の閉塞危険状態D2を精度良く検知することができる。また、DOC31の閉塞(閉塞状態D1)を未然に防止することができる。
When the low exhaust temperature operation state in which the exhaust gas temperature falls below the exhaust temperature threshold continues, the blockage of the
一方、昇温実行部22は、DOC31の昇温要状態Dが検知された場合に、DOC昇温制御Rcを実行する。このDOC昇温制御Rcは、第1昇温処理Rc1と第2昇温処理Rc2とを含む。第1昇温処理Rc1は、DOC31が活性化する第1温度T1までDOC31を昇温するように昇温手段4(後述)を制御する処理である。また、第2昇温処理Rc2は、第1昇温処理Rc1の完了後に、第1温度T1よりも高い第2温度T2までDOC31を昇温するように昇温手段4(後述)を制御する処理である。すなわち、昇温実行部22は、DOC昇温制御Rcの開始から第2温度T2までDOC31を一気に昇温させるのではなく、第1昇温処理Rc1によってDOC31を活性化させた後に、第2昇温処理Rc2によって第2温度T2までDOC31を昇温している。そして、第1温度T1から第2温度T2にDOC31を昇温することで、DOC31の付着物を燃焼させ、DOC31から除去している。このように、DOC31の昇温を2段階で行うことで、DOC31が活性化する前に、第2温度T2まで昇温しようとして、噴射される燃料によって、HCの排出を抑制しつつ、DOC閉塞状態D1が進行することを防止している。
On the other hand, the temperature
次に、図2〜図3を用いて、再生制御装置2によるDOC31に対するDOC閉塞リカバリ再生制御を説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る再生制御装置2による排ガス処理装置3のDOC閉塞リカバリ再生制御フローを示す図である。また、図3は、本発明の一実施形態に係るDOC昇温制御Rcのタイムチャートを示す図である。なお、図3の例示においては、DOC31の温度はDOC入口温度センサ51の検出値に基づいて検出されており、DPF32の温度は、DPF入口温度センサ52検出値に基づいて検出されている。
Next, the DOC block recovery recovery control for the
図2のステップS21において昇温要状態Dが監視されている。この昇温要状態Dが監視は周期的に実行されても良いし、後述するような、DPF32を有する場合にDPF32の強制再生処理Rfが実行中などの所定のタイミングに実行されても良い。この昇温要状態Dは、上述の通り、DOC31の閉塞状態D1やDOC31の閉塞危険状態D2となる。そして、ステップS21において昇温要状態Dが検出されない場合には、図2のフローを終了する。逆に、ステップS21において昇温要状態Dが検出されると、ステップS22において第1昇温処理Rc1が実行される。図3に例示されるタイムチャートにおいては、時刻t1から第1昇温処理Rc1が開始されている。このため、DOC31の温度の上昇速度は、時刻t1において増加する方向に変化し、第1昇温処理Rc1によるDOC31の温度上昇が開始されている。
In step S21 in FIG. 2, the temperature rise required state D is monitored. This temperature increase requirement state D may be periodically executed, or may be executed at a predetermined timing such as when a forced regeneration process Rf of the
図2のステップS23において、第1昇温処理Rc1によって、DOC31が第1温度T1に到達したかが監視される。そして、DOC31の温度が第1温度T1に到達すると、第1昇温処理Rc1が完了する。その後、ステップS24において第2昇温処理Rc2が実行される。図3に例示されるタイムチャートにおいては、時刻t2においてDOC31の温度が第1温度T1に到達しているため、第1昇温処理Rc1は時刻t2で完了している。さらに、時刻t2において、第2昇温処理Rc2が開始されている。このため、DOC31の温度の上昇速度は、時刻t2において増加する方向に変化している。また、DOC31の温度は、時刻t2において第1温度T1からさらに上昇しており、時刻t3においてDOC31の温度は第2温度T2に到達している。
In step S23 of FIG. 2, whether or not the
図2のステップS25において、第2昇温処理Rc2の開始後、第2昇温処理Rc2の完了条件が満たされるかが監視される。そして、第2昇温処理Rc2の完了条件が満たされると、ステップS26において第2昇温処理Rc2が完了され、DOC昇温制御Rcが完了する。図3に例示されるタイムチャートにおいては、時刻t4において、第2昇温処理Rc2の完了条件が満たされている。 In step S25 of FIG. 2, after the start of the second temperature raising process Rc2, it is monitored whether the completion condition of the second temperature raising process Rc2 is satisfied. Then, when the completion condition for the second temperature raising process Rc2 is satisfied, the second temperature raising process Rc2 is completed in step S26, and the DOC temperature raising control Rc is completed. In the time chart illustrated in FIG. 3, the condition for completing the second temperature raising process Rc2 is satisfied at time t4.
この第2昇温処理Rc2の完了条件は、DOC31の堆積物が燃焼する温度(第2温度T2)に、DOC31を所定時間おくことを目的として設定される。幾つかの実施形態では、DOC昇温制御Rcは、第2昇温処理Rc2の開始から予め定めた時間の経過後、又は、第2昇温処理Rc2の開始後であって第2温度T2に到達してから予め定めた時間の経過後に完了するよう構成しても良い。この予め定める時間とは、例えば、第2温度T2に到達してから20分以上としても良い。また、DOC昇温制御Rcによって除去しようとするDOC31の堆積物の量に応じて時間が設定されるよう構成しても良い(マップなど)。これによって、DOC31の付着物を燃焼可能な第2温度T2にDOC31を所定時間おくことができ、昇温要状態DからDOC31を再生することができる。また、他の幾つかの実施形態では、第2昇温処理Rc2は、第2温度T2よりも所定温度だけ低い温度(例えば、摂氏10度以下など)に到達してから予め定めた時間の完了後に完了するように構成しても良い。
The completion condition of the second temperature raising process Rc2 is set for the purpose of keeping the
なお、図3に例示されるタイムチャートでは、DOC31の温度が第2温度T2に到達後(時刻t3の後)は、DOC31の温度は一定に推移するように描かれているが、第2温度T2に到達後に上下しても当然良い。また、図3の例示では、第2昇温処理Rc2の完了後は、後述するDPFの強制再生処理Rfが実行されているが、これには限定されず、DOC昇温制御Rcが完了することで、DOC31の温度が徐々に温度が低下しても良い。
In the time chart illustrated in FIG. 3, after the temperature of the
また、第2温度T2は、好ましくは400℃付近である。具体的には、第2温度T2は、摂氏380度(℃)から摂氏480度(℃)の範囲内の温度であっても良い。前述の第2温度T2の温度範囲は、この第2温度T2までDOC31を昇温することによって、DOC31の上流側端面の付着物が燃えることが新たな知見として得られたことにより設定された温度となる。
The second temperature T2 is preferably around 400 ° C. Specifically, the second temperature T2 may be a temperature within a range of 380 degrees Celsius (° C.) to 480 degrees Celsius (° C.). The temperature range of the second temperature T2 described above is a temperature set by newly finding that the deposit on the upstream end face of the
上記の構成によれば、DOCの昇温要状態Dが検知されると、DOC昇温制御Rcとして、DOC31を活性化するための第1昇温処理Rc1と、その後、DOC31の上流側端面の付着物を除去する第2昇温処理Rc2の二段階の昇温処理が実行される。このように、第1昇温処理Rc1によってDOC31を活性化した後に第2昇温処理Rc2を実行することで、HCの排出を抑制しつつ、昇温のための燃料によってDOC31の閉塞が進行することを防止することができる。また、第1昇温処理Rc1によって活性化されたDOC31をさらに第2温度T2(400℃付近)まで昇温することで、DOC31の閉塞(閉塞状態D1、閉塞危険状態D2)を進行させることを防止しながら、DOC31の上流側端面の付着物を除去することができ、昇温要状態DからDOC31を再生することができる。
According to the above configuration, when the DOC temperature increase required state D is detected, as the DOC temperature increase control Rc, the first temperature increase process Rc1 for activating the DOC31, and then the upstream end face of the DOC31. A two-step temperature rising process of the second temperature rising process Rc2 for removing the deposit is performed. As described above, by performing the second temperature raising process Rc2 after activating the DOC31 by the first temperature raising process Rc1, the DOC31 is blocked by the fuel for raising the temperature while suppressing the discharge of HC. This can be prevented. Further, the
また、上記の構成によれば、昇温要状態DにあるDOC31を、DOC31の付着物を燃焼可能な第2温度T2に所定時間おくことができ、昇温要状態DからDOC31を再生することができる。さらに、昇温要状態Dとして、閉塞状態D1のみならず、閉塞危険状態D2も検知されるため、DOC31の閉塞(閉塞状態D1)を未然に防止することができる。
Moreover, according to said structure, DOC31 in the temperature rising requirement state D can be put for the predetermined time to 2nd temperature T2 which can burn the deposit | attachment of DOC31, and DOC31 is reproduced | regenerated from the temperature rising requirement state D. Can do. Furthermore, since not only the closed state D1 but also the closed dangerous state D2 is detected as the temperature rise required state D, the
また、DOC31の上流側端面の上記の付着物は、DOC31を400℃付近に昇温することで除去できるとの新たな知見を得た。このため、DOC31を摂氏380度から摂氏480度の範囲に昇温することで、DOC31の上流側端面の上記の付着物を確実且つ効率的に除去することができる。また、例えば、DPFの強制再生温度(手動再生)まで昇温することなくDOC31を再生できるので、DOC31の再生のための燃料を低減することができる。
Moreover, the above-mentioned deposit | attachment of the upstream end surface of DOC31 acquired the new knowledge that it can remove by heating up DOC31 to 400 degreeC vicinity. For this reason, the said deposit | attachment of the upstream end surface of DOC31 can be reliably and efficiently removed by heating up DOC31 to the range of 380 degreeC to 480 degreeC. Further, for example, since the
また、図1に示される実施形態では、図1に示されるように、昇温手段4は、ディーゼルエンジン1の燃焼室12に燃料を噴射する燃料噴射装置41からなっている。そして、第1昇温処理Rc1および第2昇温処理Rc2は、燃料噴射装置41によるアーリーポスト噴射により実行されている。このアーリーポスト噴射は、エンジン1に燃料を噴射する工程において、メイン燃料を噴射した直後の燃焼室12内の圧力がまだ高い状態でメイン噴射より少量の燃料を噴射する1回目のポスト噴射である(図4参照)。そして、このアーリーポスト噴射により、ディーゼルエンジン1の出力には影響を与えずに排ガス温度を高めることが出来る。
In the embodiment shown in FIG. 1, as shown in FIG. 1, the temperature raising means 4 includes a
また、第1昇温処理Rc1と第2昇温処理Rc2とは、アーリーポスト噴射における燃料噴射条件が異なっており、第1昇温処理Rc1の噴射条件が第2昇温処理Rc2の噴射条件に切り替えられることで、第1温度T1まで昇温されたDOC31が、さらに第2温度T2まで昇温されるよう構成されている。具体的には、第2昇温処理Rc2は第1昇温処理Rc1よりも燃料噴射量が多いか、第1昇温処理Rc1と第2昇温処理Rc2との噴射タイミングが夫々異なるか、又は、第2昇温処理Rc2は第1昇温処理Rc1よりも燃料噴射量が多く、且つ、第1昇温処理Rc1と第2昇温処理Rc2との噴射タイミングが夫々異なる。つまり、第1昇温処理Rc1と第2昇温処理Rc2とは、燃料噴射量または噴射タイミングの少なくとも一方において噴射条件が異なっている。
Further, the first temperature raising process Rc1 and the second temperature raising process Rc2 have different fuel injection conditions in early post injection, and the injection conditions of the first temperature raising process Rc1 are the same as the injection conditions of the second temperature raising process Rc2. By being switched, the
上記の構成によれば、燃料噴射装置41によるアーリーポスト噴射において、燃料噴射量や噴射タイミングを変えることによって、第1昇温処理Rc1と第2昇温処理Rc2を容易に実行することができる。また、エンジン1が通常備える燃料噴射装置41によって第1昇温処理Rc1および第2昇温処理Rc2の両方を実行することができるので、他の昇温手段4を追加する必要はなく、更に調整パラメータが少なくなり適正化のためのキャリブレーション期間も短縮でき、コストの低減を図ることができる。
According to the above configuration, in the early post injection by the
なお、他の幾つかの実施形態では、DOC昇温制御Rcを実行する昇温手段4は、スロットルバルブ42、または、燃料を噴射するコモンレール圧を制御するコモンレール圧制御手段(不図示)であっても良い。その他の幾つかの実施形態では、昇温手段4は、燃料噴射装置41、スロットルバルブ42、コモンレール圧制御手段(不図示)のうちの少なくとも1つであっても良く、噴射条件、スロットルバルブ42の開度、コモンレール圧のうちの少なくとも1つを切り替えることで、第1昇温処理Rc1と第2昇温処理Rc2を実行しても良い。これによって、燃料消費量、コスト、制御の容易さの観点から最適化された条件で、DOC昇温制御Rcを実行することができる。
In some other embodiments, the temperature raising means 4 for executing the DOC temperature raising control Rc is a
以下では、排ガス処理装置3が、DOC31と、DOC31の下流に配設されるDPF32とを有することを前提とし、この排ガス処理装置3の再生を制御する再生制御装置2について説明する。つまり、DPF32に対しては、DPF32の強制再生が行われる。
Hereinafter, the
幾つかの実施形態では、図1に示されるように、排ガス処理装置3は、DOC31の下流の排気通路16に配置されるDPF32を、さらに有している。また、再生制御装置2は、第3温度T3までDPF32を昇温するように昇温手段4を制御する強制再生処理Rfを実行するDPF強制再生実行部24、をさらに備えている(図1参照)。そして、第2温度T2は、第1温度T1よりも高く、かつ、第3温度T3よりも低い(第1温度T1<第2温度T2<第3温度T3)。
In some embodiments, as shown in FIG. 1, the exhaust gas treatment device 3 further includes a
DPF32の強制再生について説明すると、上述の通り、排ガス処理装置3の内部を排ガスが通過する際には、排ガス中に含まれるPM(粒子状物質)はDPF32によって捕集される。このDPF32で捕集されたPMは、運転中のエンジン本体11(燃焼室12)から排出される排ガスが高温の場合には、高温の排ガスによって燃焼し、自然に除去される(自然再生)。しかし、自然再生によって除去されないPMはDPFのフィルタに堆積していくことになる。そして、PMの堆積が過度に進行すると、PM捕集能力の低下、エンジン出力の低下などを招来する。このため、DPF32を備える排ガス処理装置3においては、適切なタイミングで強制再生処理Rfを実行することで、DPF32のフィルタに堆積しているPMを強制的に燃焼させている。そして、この強制再生処理Rfは、その実行開始のトリガの観点から、少なくとも2種類に分類される。すなわち、自動的に実行される自動再生と、操作者等の手動操作によって実行される手動再生、の少なくとも2種類となる。
The forced regeneration of the
DPF32の自動再生は車両の走行・停止に関わらず、自動再生に関する所定の強制再生実行条件(自動再生実行条件)を満たすことで自動的に実行される。この自動再生実行条件は、例えば、DPF32におけるPM堆積量の推定値が規定値(閾値)を超える場合、エンジン1の運転時間が規定時間(閾値)を超える場合、エンジン1の燃料噴射量の累計値が規定量(閾値)を超える場合、などが挙げられる。なお、上記のDPF32におけるPM堆積量の推定は、例えばDPF32の上流と下流とにおける差圧をDPF差圧センサ63によって検出することで推定することが出来る。あるいは、エンジン回転数、燃料噴射量、空気流量、DPF温度(例えば、DPF出口温度センサ53の検出値など)を検出し、再生制御装置2に予め記憶されているマップに基づいて、エンジン1からのPM排出量とDPF32の内部での自然再生によるPM再生量とを推定し、PM排出量からPM再生量を差し引くことでPM堆積量を推定することも出来る。
The automatic regeneration of the
一方、DPF32の手動再生は、操作者等のボタン操作等がされることを強制再生実行条件(手動再生実行条件)として実行されるものであり、基本的に車両が停止した状態で実行される。この手動再生実行条件は、自動再生条件を超えてPMが堆積している場合に実行されるもので、PM堆積量の推定値が、自動再生よりも大きい規定値を超える場合などが挙げられる。また、この手動再生には、DPF32にPMが過度に堆積した時に、メンテナンスを行うサービスマンによって行われる燃焼除去が含まれても良い(DPFリカバリ再生)。この場合(DPFリカバリ再生)では、DPF32の過昇温を避けるため、通常の手動再生よりも長時間をかけて強制再生が行われる。そして、強制再生の実行温度においても両者に違いがあり、手動再生の方が自動再生よりも再生温度が高くなるように制御される。一例としては、自動再生ではDPF32の入口温度が600〜610℃となるように制御されるのに対し、手動再生ではDPF32の入口温度が620〜630℃となるように制御される。このように、第2温度T2(例えば、400℃)は、第3温度T3(例えば、600℃以上)よりも低いものとなっている。
On the other hand, the manual regeneration of the
上記の構成によれば、第2昇温処理Rc2によってDOC31が到達する第2温度T2(例えば、400℃)は、DPF32の強制再生温度(例えば、600℃)よりも低い。このため、閉塞状態D1などの昇温要状態DからDOC31を再生させるための燃料を低減することができ、燃費の向上を図ることができる。
According to said structure, 2nd temperature T2 (for example, 400 degreeC) which DOC31 reaches | attains by 2nd temperature rising process Rc2 is lower than the forced regeneration temperature (for example, 600 degreeC) of DPF32. For this reason, it is possible to reduce the fuel for regenerating the
上記のDPF強制再生実行部24による強制再生処理Rfについて詳述する。幾つかの実施形態では、昇温手段4は、ディーゼルエンジン1の燃焼室12に燃料を噴射する燃料噴射装置41かなり、強制再生処理Rfは、燃料噴射装置41によるアーリーポスト噴射と、燃料噴射装置41によるレイトポスト噴射又はDOC31の上流の排気通路16に配置される排気管噴射装置44による排気管噴射と、により実行される。強制再生処理Rfを、アーリーポスト噴射とレイトポスト噴射により実行する場合について、図4を用いて説明する。
The forced regeneration process Rf performed by the DPF forced
図4は、本発明の一実施形態に係るアーリーポスト噴射とレイトポスト噴射により実行されるDPFの強制再生処理を説明するための図である。レイトポスト噴射は、アーリーポスト噴射の後の燃焼室12内の燃焼に寄与しないタイミング(下死点近傍)で燃料を噴射する2回目のポスト噴射である。図4の例示では、エンジン本体11に設けられるピストンが上死点(TDC)から下死点(BDC)に移動する間において、上死点を過ぎたところでメイン燃料噴射がなされ、その後にアーリーポスト噴射がなされている。そして、アーリーポスト噴射後であって、ピストンが上死点(TDC)側から下死点(BDC)に到達する前に、レイトポスト噴射がなされている。このレイトポスト噴射によって、燃焼室12から排気通路16へ未燃燃料を流出させ、排出された未燃燃料がDOC31において酸化することでDPF32を第3温度T3まで昇温している。また、第3温度T3までDPF32を昇温することで、DPF32に堆積したPMを燃焼させることができる。
FIG. 4 is a diagram for explaining DPF forced regeneration processing executed by early post injection and late post injection according to an embodiment of the present invention. The late post injection is a second post injection in which fuel is injected at a timing (near bottom dead center) that does not contribute to the combustion in the
一方、強制再生処理Rfに排気管噴射を用いる場合には、上記のレイトポスト噴射に代えて、またはこれと併せて、強制再生処理Rfを実行しても良い。図1の例示では、EGR管81の分岐位置下流と排気ターボ過給機7の排気タービン71との間に、排気管噴射装置44が配置されている。他の幾つかの実施形態では、排気管噴射装置44は、排気タービン71とDOC31の間にあってもよい。また、排気管噴射装置44から排気通路16へ噴射する燃料噴射量は、再生制御装置2によって制御されている。
On the other hand, when exhaust pipe injection is used for the forced regeneration process Rf, the forced regeneration process Rf may be executed instead of or in combination with the late post injection. In the illustration of FIG. 1, an exhaust
このDPF32の強制再生処理Rfは、幾つかの実施形態では、図3に示されるように、DOC昇温制御Rcの完了後に実行される。図3の例示では、時刻t4においてDOC昇温制御Rcが完了しており、DOC31およびDPF32が第2温度T2付近に昇温されているところから、上記のDPF32の強制再生処理Rfが実行されている。そして、時刻t5において第3温度T3までDPF32が昇温されている。また、他の幾つかの実施形態では、DOC昇温制御Rcとは別に、DPF32の強制再生処理Rfは単独で実行される。この場合には、DPF32の強制再生処理Rfにおいて、まずは、DPF32を第1温度T1以上に昇温し、DPF32を活性化する。具体的には、燃料噴射装置41を昇温手段4とし、所定の噴射条件によるアーリーポスト噴射によって実行しても良い。あるいは、スロットルバルブ42を昇温手段4とし、その開度を制御することで実行しても良い。更には、燃料を噴射するコモンレール圧を制御するコモンレール圧制御手段(不図示)を昇温手段4とし、コモンレール圧を制御することで実行しても良い。燃料噴射装置41、スロットルバルブ42、コモンレール圧制御手段(不図示)のうちの2つ以上を昇温手段として実行しても良い。その後、上述したDOC昇温制御Rcの後に行われるような、レイトポスト噴射や排気管噴射を用いたDPF32の強制再生処理Rfを実行することで、DPF32が第3温度T3まで昇温される。
In some embodiments, the forced regeneration process Rf of the
上記の構成によれば、燃料噴射装置41や排気管噴射装置44によって、DPF32の強制再生処理Rfを実行することができる。また、DOC昇温制御Rcにおける昇温手段4が燃料噴射装置41である場合には、燃料噴射装置41によって、DOC昇温制御RcとDPF32の強制再生処理Rfを容易に実行することができる。また、燃料噴射装置41はエンジン1が通常備えており、他の昇温手段4を追加する必要はなく、コストの低減を図ることができる。
According to the above configuration, the forced regeneration process Rf of the
あるいは、他の幾つかの実施形態では、図3に示されるように、DOC昇温制御Rcの完了後に、DPF32の強制再生処理Rf(自動再生または手動再生)を継続して実行しても良い。先に、図3に例示されるタイムチャートについて説明すると、図3の例示では、時刻t4においてDOC昇温制御Rcが完了すると、DPF32の強制再生処理Rfが開始されている。そして、DPFの強制再生処理Rfによって、DPF32の温度の上昇速度は増加方向に変化しており、時刻t5において強制再生温度である第3温度T3に到達している。その後、第3温度T3を維持するように昇温手段4が制御されている。一方、DOC31は、DOC昇温制御Rcが完了した時刻t4から、そのまま第2温度T2を維持するように制御されている。そして、時刻t6において強制再生処理Rfが完了されており、時刻t6以降では、DOC31の温度およびDPF32の温度は、それぞれ、時間経過に伴って徐々に低下している。なお、図3の例示では、DOC31の温度は、第2温度T2を維持するように制御されているが、他の幾つかの実施形態では、第1温度T1以上に維持するように制御されても良い。
Alternatively, in some other embodiments, as shown in FIG. 3, the forced regeneration process Rf (automatic regeneration or manual regeneration) of the
そして、再生制御装置2は、図3に例示されるような制御を実行するための構成を備えている。幾つかの実施形態では、図1に示されるように、再生制御装置2は、DPF31の強制再生実行条件を満たすか否かを判定するDPF強制再生条件判定部23、をさらに備え、DPF強制再生実行部24は、第2昇温処理Rc2の完了時において、DPF強制再生条件判定部23が強制再生実行条件を満たすと判定した場合に、DOC昇温制御Rcの完了後に、強制再生処理Rf(DPF32の自動再生)を自動的に実行するか、又は、強制再生処理Rf(DPF32の手動再生)の実行を促す旨を報知する。より詳細には、図5に示されるように、再生制御装置2は、DOC昇温制御Rcの完了後に、DPF32の強制再生実行条件を満たすことを条件に、強制再生処理Rfを継続して実行する。図5は、本発明の一実施形態に係るDOC31とDPF32を有する排ガス処理装置3の再生制御フローを示す図であり、DPF32の強制再生実行条件を確認する場合を説明する図である。なお、図5のステップS50において、DOC昇温制御Rcが完了しているものとする。
And the reproduction |
図5のステップS51において、DOC昇温制御Rcの完了後に、DOC32の強制再生実行条件を満たすか否か、確認される。そして、ステップS51において、強制再生実行条件が満たされないと判断されると、フローを終了する。逆に、ステップS51において、強制再生実行条件が満たされると判断されると、ステップS52において、DPF32の手動再生条件を満たすか否か確認される。そして、ステップS52において、手動再生条件を満たす場合には、ステップS53において、DPF32の強制再生処理Rfの実行指示を促す旨を、オペレータに対して報知する。この報知は、後述する報知部26によって実行されても良い。
In step S51 of FIG. 5, after completion of the DOC temperature increase control Rc, it is confirmed whether or not the forced regeneration execution condition of the
その後、ステップS54においてオペレータからの実行指示を監視し、この実行指示を受信した場合には、ステップS55において、DPF32の強制再生処理Rfとして手動再生を実行する。このオペレータによる実行指示は、後述する実行指示受信部27によって受信しても良い。逆に、ステップS54において実行指示を受信しない場合には、DPF32の強制再生処理Rfを実行することなく、フローを終了する。この実行指示を受信しない場合は、オペレータから明示的にDPF32の強制再生処理Rfを実行しないとの応答を受信した場合であっても良いし、一定時間の間に実行指示を受信しない場合であっても良い。なお、オペレータが実行指示などを送信する具体的な方法は、後述する、実行ボタン(スイッチ)やオペレータの音声であっても良い。
一方、ステップS52において手動再生条件を満たす場合には、ステップS56において、DPF32の強制再生処理Rfとして、DPF32の自動再生を実行する。
Thereafter, the execution instruction from the operator is monitored in step S54, and when this execution instruction is received, manual regeneration is executed as the forced regeneration process Rf of the
On the other hand, if the manual regeneration condition is satisfied in step S52, automatic regeneration of the
すなわち、DPFの強制再生処理が停止された場合は、依然としてDPFに所定以上のPMが堆積している状態が継続していると考えられる。
上記の構成によれば、DPF32の強制再生処理Rfが停止された場合には、DOC昇温制御Rcの完了後に、強制再生実行条件を満たしているか否かに関わらず、DPF31の強制再生処理Rf(自動再生)が自動的に実行されるか、又は、DPF32の強制再生処理Rf(手動再生)の実行を促す旨が報知される。このため、途中で停止されたDPF32の強制再生処理Rfが再度実行されることで、DPF32に堆積しているPMを確実に燃焼させることができる。また、DOC昇温制御Rcの完了後にDPF32の強制再生処理Rfが行われるため、DPF32の強制再生処理Rfのために使用する燃料などのエネルギーを低減することができる。
In other words, when the forced regeneration process of the DPF is stopped, it is considered that a state where more than a predetermined amount of PM is still accumulated in the DPF continues.
According to the above configuration, when the forced regeneration process Rf of the
他の幾つかの実施形態では、DPF強制再生実行部24は、DOC昇温制御Rcの完了後に、強制再生処理Rfを自動的に実行するか、又は、強制再生処理Rfの実行を促す旨を報知することで、強制再生処理Rfを継続して実行する。これは、下記に説明するように、幾つかの実施形態では、DPF32の強制再生処理Rfの実行中にDOC31の閉塞状態D1が検出された場合には、DPF32の強制再生処理Rfを停止するので、停止された強制再生処理Rfを再開することで、DPF32の十分な再生を図っている。より詳細には、図6に示されように、再生制御装置2は、DOC昇温制御Rcの完了後に、強制再生処理Rfを継続して実行する。図6の例示では、DOC31の閉塞状態D1は、DPF32の強制再生処理Rfの実行中に検出されるように構成されているものとする。また、図6のステップS60において、DOC昇温制御Rcが完了しているものとする。
In some other embodiments, the DPF forced
図6のステップS61において、DOC昇温制御Rcの完了後に、DOC閉塞リカバリ再生制御において、DPF32の強制再生処理Rfが停止されたか否かが確認される。そして、ステップS61において、DOC閉塞リカバリ再生制御においてDPF32の強制再生処理Rfが停止されていないと判断される場合には、そのままフローを終了する。逆に、ステップS61において、DOC閉塞リカバリ再生制御においてDPF32の強制再生処理Rfが停止されたと判断されると、ステップS62において、DOC昇温制御Rcの実行のために停止されたDPF32の強制再生処理Rfの種類が確認される。そして、ステップS62において、手動再生と判断される場合には、ステップS63において、DPF32の強制再生処理Rf(手動再生)の実行指示を促す旨を、オペレータに対して報知する。この報知は、後述する報知装置によって実行されても良い。
In step S61 of FIG. 6, after completion of the DOC temperature increase control Rc, it is confirmed whether or not the forced regeneration process Rf of the
その後、ステップS64においてオペレータからの実行指示を監視し、この実行指示を受信した場合には、ステップS65において、DPF32の強制再生処理Rfとして、DPF32の手動再生を実行する。このオペレータによる実行指示は、後述する実行指示受信部27によって受信しても良い。逆に、ステップS64において実行指示を受信しない場合には、DPF32の強制再生処理Rfを実行することなく、フローを終了する。この実行指示を受信しない場合は、オペレータから明示的にDPF32の強制再生処理Rfを実行しないとの応答を受信した場合であっても良いし、一定時間の間に実行指示を受信しない場合であっても良い。なお、オペレータが実行指示などを送信する具体的な方法は、後述する、実行ボタン(スイッチ)やオペレータの音声であっても良い。
一方、図6のステップS62において、停止されたDPF32の強制再生処理Rfの種類が、自動再生と判断される場合には、ステップS66において、DPF32の強制再生処理として、DPF32の自動再生が実行される。
Thereafter, the execution instruction from the operator is monitored in step S64, and when this execution instruction is received, manual regeneration of the
On the other hand, if it is determined in step S62 of FIG. 6 that the type of the forced regeneration process Rf of the stopped
なお、他の幾つかの実施形態では、図6のステップS62において、停止されたDPF32の強制再生処理Rfの種類を確認するのではなく、DPF32の閉塞の度合いに基づいて、DPF32の手動再生と自動再生を決めても良い。具体的には、DPF32の閉塞の度合いが大きければ、手動再生と判断され、次のステップS63に進むことになる。
In some other embodiments, instead of confirming the type of the forced regeneration process Rf of the stopped
すなわち、DPF32の強制再生処理Rfが停止されていない場合、例えば、DOC31が閉塞危険状態D2にあるとしてDOC昇温制御Rcが実行された場合であっても、何らかの原因でDPF31の強制再生実行条件を満たしている場合がある。
上記の構成によれば、DPF32の強制再生処理Rfが停止されていない場合であっても、強制再生実行条件を満たしている場合には、DOC昇温制御Rcの完了後に、DPF32の強制再生処理Rf(自動再生)が自動的に実行されるか、又は、DPF32の強制再生処理Rf(手動再生)の実行を促す旨が報知される。このため、DPF32に堆積しているPMを確実に燃焼させることができる。また、DOC昇温制御Rcの完了後にDPF32の強制再生処理Rfが行われるため、DPF32の強制再生処理Rfのために使用する燃料などのエネルギーを低減することができる。
That is, if the forced regeneration process Rf of the
According to the above configuration, even if the forced regeneration process Rf of the
次に、DOC31とDPF32とを有する排ガス処理装置3に対する再生制御装置2の制御を、図7〜図11を用いて説明する。図7〜図11は、本発明の一実施形態に係る再生制御装置2によるDOC昇温制御Rcが実行されるまでのフローを説明するための図である。なお、図7〜図8は、DOC昇温制御Rcが、オペレータからの実行命令(再生実行指示)を待って行う場合のフローであり、図9〜図11は、オペレータからの実行命令(再生実行指示)を待つことなく実行する場合のフローとなる。図7〜図11に例示されるような実施形態は、再生制御装置2の設定により切り替えられても良いし、特定の実施形態のみが再生制御装置2に実装されても良い。再生制御装置2は、所定の監視タイミングで、図7〜図11に例示されるようなフローを実行する。なお、この監視タイミングは、例えば、周期的であっても良いし、強制再生実行条件を満たすか否かの判定時であっても良い。以下、図7〜図11に示されるフローに沿って説明する。
Next, control of the
幾つかの実施形態では、図7〜図11に示されるように、DOC昇温要状態検知部21は、閉塞パラメータPを強制再生処理Rfの実行中に検出するように構成され、DPF強制再生実行部24は、DOC昇温要状態検知部21によってDOC31の閉塞状態D1が検知された場合に、強制再生処理Rfを停止する。
In some embodiments, as shown in FIGS. 7 to 11, the DOC temperature increase required
具体的には、エンジン1の運転中において所定の監視タイミングが到来すると、図7〜図11のステップSaにおいて、再生制御装置2は、DPF32の強制再生処理Rf(自動再生)が実行中であるか確認する。なお、図7〜図11のステップSaにおける強制再生処理Rfは、エンジン1が運転中であるためDPF32の自動再生となる。そして、DPF32の自動再生が実行中である場合には、図7〜図11のステップSbにおいて、DOC31が閉塞状態D1にあるか否かを確認し、DOC31の閉塞状態D1が検知される場合には、図7〜図11のステップScにおいて、DPF32の自動再生を停止(中止)する。その後、図7〜図11のステップSfに進み、DOC昇温制御Rcの実行(図7〜図11のステップSg)に向けて、処理フローが継続されている(後述)。
Specifically, when a predetermined monitoring timing comes during the operation of the engine 1, the
一方、図7〜図11のステップSbにおいて、DPF32の強制再生中にDOC31の閉塞状態D1が検知されない場合には、図7〜図11のステップSdに進み、DPF32の自動再生を継続し、フローを終了する。
On the other hand, if the closed state D1 of the
また、図7〜図11の例示では、図7〜図11のステップSaにおいて、DPF32が自動再生の実行中ではなく、通常運転中と判断される場合には、図7〜図11のステップSeにおいて、DOC31の閉塞危険状態D2にあるか否か確認されている。そして、DOC31の閉塞危険状態D2が検知されない場合にはフローを終了し、逆に、DOC31の閉塞危険状態D2が検知される場合には、上記と同様に、図7〜図11のステップSfに進み、DOC昇温制御Rcの実行(図7〜図11のステップSg)に向けて、処理フローが継続されている(後述)。
7 to 11, if it is determined in step Sa of FIGS. 7 to 11 that the
なお、再生制御装置2は、図7〜図11のステップSbやステップSeにおいて、DOC31の昇温要状態Dが検出された場合には、昇温要状態Dの検知をオペレータに伝えるために、その旨をオペレータに報知しても良い。そして、この報知は、発報から継続されても良く、イグニッションのオフや、DOC昇温制御Rcの直前など、DOC昇温制御Rcの実行前の所定のタイミングで発報を停止しても良い。
In addition, when the temperature increase requirement state D of the
上記の構成によれば、強制再生処理Rfの実行時において、DOC31が閉塞することにより生じる未燃燃料のスリップを防止し、燃費の悪化やDPF32の焼損、オイルダイリューションを防止することができる。また、このような問題が発生する強制再生処理Rfの実行時に限ってDOC31の閉塞状態D1の検出を行うようにする場合には、エンジン1の運転中において、DOC31の閉塞状態D1の検出に要する再生制御装置2の処理負荷(ECU9全体の処理負荷)を低減すると共に、DOC31の閉塞状態D1の検出を効率よく行うことができる。
According to the above configuration, when the forced regeneration process Rf is executed, it is possible to prevent unburned fuel from slipping due to the blockage of the
なお、図7〜図11に例示される実施形態では、DOC31の閉塞状態D1と閉塞危険状態D2とは監視タイミングが同じであるが、これには限定されず、他の幾つかの実施形態では、DOC31の閉塞状態D1と閉塞危険状態D2とは、それぞれ異なる監視タイミングを有していても良い。例えば、幾つかの実施形態では、DOC昇温要状態検知部21は、DPF32の強制再生処理Rfの実行時以外においてもDOC31の閉塞状態D1を監視するよう構成されても良く、エンジン1の運転時における全期間に渡って、DOC31の閉塞状態D1を確実に検出することができる。
In the embodiment illustrated in FIGS. 7 to 11, the closing timing D1 and closing danger state D2 of the
また、幾つかの実施形態では、図1に示されるように、再生制御装置2は、DOC昇温要状態検知部21によってDOC31の昇温要状態Dが検知されたことを検知情報Fとして記憶する記憶部25をさらに備える。記憶部25は、再生制御装置2が備えるROM、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリや、RAMなどの揮発性メモリであっても良いし、再生制御装置2に接続された外部記憶装置であっても良い。図7〜図11の例示では、ステップSfにおいて、昇温要状態Dの検知情報Fが記憶部25に記憶される。この際、記憶部25に記憶される内容は、幾つかの実施形態では、単に、昇温要状態Dが検出されたことを示す情報(例えば、フラグ)であっても良いし、閉塞状態D1と閉塞危険状態D2とが区別可能な情報であっても良い。この場合には、記憶部25の検知情報Fは、DOC昇温制御Rcを含む排ガス処理装置3の再生が完了した場合には、昇温要状態Dが検知されていなことを示す内容に書き換えられる必要がある。これによって、記憶部25に記憶される情報量を低減することができる。また、他の幾つかの実施形態では、検知情報Fを時系列がわかるように記憶部25に記憶しても良い。例えば、昇温要状態Dが検知される度に検知情報Fを記憶部25に追記することや、検知情報Fと共に、検知情報Fに関連する他の情報(例えば、時系列が把握可能な情報としての検出日時、検出番号などや、各種センサの値など)も一緒に記憶されても良く、これによって、エラー履歴として利用することができる。その他の実施形態では、検知情報Fは、上述した例示の組み合わせ(フラグなどやエラー履歴)であっても良い。
Further, in some embodiments, as shown in FIG. 1, the
上記の構成によれば、DOC31の昇温要状態Dが検知されたことが検知情報Fとして記憶される。このため、例えば、この検知情報Fをメンテナンスやアフターサービスに活用することができる。また、後述するように、イグニッションのオフ後、再度、イグニッションがオンされた時にDOC昇温制御Rcを実行するような場合であっても、再起動された再生制御装置2は、検知情報Fによって、再起動される前にDOC31の昇温要状態Dが検出されていたことを知ることができる。
According to said structure, it is memorize | stored as detection information F that the temperature rising requirement state D of DOC31 was detected. Therefore, for example, the detection information F can be used for maintenance and after-sales service. Further, as will be described later, even after the ignition is turned off, even if the DOC temperature increase control Rc is executed again when the ignition is turned on, the restarted
次に、上述の図7〜図11のステップSf(後述)の後から、DOC昇温制御Rcの実行(図7〜図11のステップSg)までの間において行われるフローについて、説明する。このフローを実行するために、図1に示されるように、再生制御装置2は、報知部26と、実行指示受信部27を備える(図7〜図8に例示される実施形態に対応)。また、図1に示される再生制御装置2は、通知部28を備えても良い(図9〜図11に例示される実施形態に対応)。あるいは、再生制御装置2は、報知部26と、実行指示受信部27と、通知部28を備えても良い。
Next, the flow performed after step Sf (described later) in FIGS. 7 to 11 to the execution of the DOC temperature increase control Rc (step Sg in FIGS. 7 to 11) will be described. In order to execute this flow, as shown in FIG. 1, the
報知部26は、DOC昇温要状態検知部21によってDOC31の昇温要状態Dが検知されたことを、再生要求を出力することによりオペレータに対して報知する。報知部26は、報知装置を介して再生要求をオペレータに対して報知しても良い。この報知装置は、ディスプレイ、スピーカー、LEDやランプなどの発光装置、振動装置などであっても良く、報知部26は、報知装置に接続されている。そして、ディスプレイへの表示、発光装置による点灯、点滅などによる視覚的な報知や、音、音声による聴覚的な報知、振動することで報知しても良く、これらの組み合わせであっても良い。
The
実行指示受信部27は、報知部26から出力される再生要求に対するオペレータの応答を再生実行指示として受信する。より詳細には、実行指示受信部27は、オペレータによって操作される実行ボタン(スイッチ)に接続されている。そして、オペレータが実行ボタンをオン操作することで、再生実行指示が実行指示受信部27に受信されるよう構成されている。この実行ボタンは、物理的なボタンやスイッチであっても良く、ボタンの押下、スイッチの切り替えによってオン操作がなされるよう構成されても良い。あるいは、実行ボタンは、ディスプレイに表示されており、ディスプレイ上のボタンをタッチ操作することで、オン操作がなされるよう構成されても良い。なお、実行指示受信部27は、マイクに接続されても良く、オペレータの音声に基づいて、再生実行指示が実行指示受信部27に受信されるよう構成しても良い。
The execution
通知部28は、DOC昇温要状態検知部21によってDOC31の昇温要状態Dが検知されたことをDOC昇温実行部22に通知する。
The
そして、幾つかの実施形態では、図7〜図9に示されるように、報知部26は、DOC昇温要状態検知部21によってDOC31の昇温要状態Dが検知された時に、イグニッションキーのオフ操作を促す旨を報知しても良い。図7〜図9の例示では、図7〜図9のステップSfの後に続くステップ(図7のステップS71、図8のステップS81、図9のステップS91)において、イグニッションのオフ操作を促す旨の報知がなされている。これによって、DOC昇温制御Rcをオペレータからの再生実行指示を待って行う場合において、DOC昇温制御Rcの実行のために必要な操作(イグニッションキーのオフ操作)を促すことができる。なお、これには限定されず、イグニッションのオフ操作を促す旨の報知は任意である。他の幾つかの実施形態では、イグニッションのオフ操作を促す旨の報知はされなくても良い。例えば、後述する図10〜図11のように、DOC昇温制御Rcの実行をイグニッションのオン操作と関係なく実行する場合には、このような報知は不要である。また、昇温要状態Dの検出後、エンジン1を即座に停止できないような、建設機器や車両などのアプリケーションの場合にも、この報知は実行されなくても良い。
In some embodiments, as shown in FIGS. 7 to 9, when the DOC temperature increase required
上記の構成によれば、DOC昇温制御Rcをオペレータからの再生実行指示を待って行う場合において、DOC昇温制御Rcの実行のために必要な操作(イグニッションキーのオフ操作)を促すことができる。 According to the above configuration, when the DOC temperature increase control Rc is performed in response to a regeneration execution instruction from the operator, an operation necessary for executing the DOC temperature increase control Rc (ignition key off operation) is prompted. it can.
また、幾つかの実施形態では、図7に示されるように、報知部26は、イグニッションキーがオンされた時に、再生要求を出力し、DOC昇温実行部22は、実行指示受信部27が再生実行指示を受信した場合に、DOC昇温制御Rcを実行する。これは、建設機器などの再生制御装置が搭載される建設機器や車両などのアプリケーションの種類によっては、DOCの昇温要状態が検知された際に、DOC昇温制御Rcを即座に実行するのが好ましくない場合があるためである。
In some embodiments, as shown in FIG. 7, the
図7の例示では、上述のステップS71(イグニッションのオフ操作を促す旨の報知の実行)後に、イグニッションのオフ操作がなされている。その後、ステップS72において、イグニッションのオンが監視されている。そして、図7のステップS72において、イグニッションのオンが検知されると、ステップS73において、記憶部25に記憶された検知情報Fを参照することで、DOC31の昇温要状態Dが検出されていることが認識され、DOC31の再生要求が報知されている。その後、ステップS74において、オペレータからの再生実行指示が受信されるのを待ち、この再生実行指示が受信されると、ステップSgにおいて、DOC昇温制御Rcが開始されている。
In the example of FIG. 7, the ignition off operation is performed after the above-described step S <b> 71 (execution of notification to prompt the ignition off operation). Thereafter, in step S72, the ignition is monitored to be on. And in step S72 of FIG. 7, when ignition ON is detected, in step S73, with reference to the detection information F memorize | stored in the memory |
上記の構成によれば、DOC昇温制御Rcは、エンジン1が停止された状態から実行される。すなわち、エンジン1が停止された状態は、再生制御装置2が搭載される建設機器や車両などのアプリケーションが安全な状態に置かれたと推定できる状態である。そして、報知部26によって、アプリケーションを安全な状態に導いた後に、DOC昇温制御Rcを実行することができる。また、DOC昇温制御Rcは、オペレータからの再生実行指示を待って開始される。すなわち、上述のアプリケーションの種類によっては、DOC31の昇温要状態Dが検知された際に、DOC昇温制御Rcを即座に実行するのが好ましくないものもあり、アプリケーションの種類に応じたDOC昇温制御Rcの実行を行うことができる。
According to said structure, DOC temperature increase control Rc is performed from the state in which the engine 1 was stopped. That is, the state in which the engine 1 is stopped is a state in which it can be estimated that an application such as a construction device or a vehicle on which the
他の幾つかの実施形態では、報知部26は、図8に示されるように、DOC昇温要状態検知部21によってDOC31の昇温要状態Dが検知されてからイグニッションキーがオフ操作されない状態が所定時間経過した場合に、イグニッションキーのオフ操作を待たずに、再生要求を出力し、DOC昇温実行部22は、実行指示受信部27が再生実行指示を受信した場合に、DOC昇温制御Rcを実行する。なお、イグニッションキーのオフ操作は、イグニッション(点火装置)のオフにより検出されても良い。
In some other embodiments, as shown in FIG. 8, the
図8の例示では、上述のステップS81(イグニッションのオフ操作を促す旨の報知の実行)後に、ステップS82において、イグニッションのオフ操作がなく、かつ、所定時間が経過するか監視されている。そして、図8のステップS82において、上記の条件が満たされると、ステップS83において、記憶部25に記憶された検知情報Fを参照することで、DOC31の昇温要状態Dが検出されていることが認識され、DOC31の再生要求が報知されている。その後、ステップS84において、オペレータからの再生実行指示が受信されるのを待ち、この再生実行指示が受信されると、ステップSgにおいて、DOC昇温制御Rcが開始されている。なお、ステップS82における所定時間は0でも良い。
In the example of FIG. 8, after step S81 described above (execution of notification to urge ignition off operation), it is monitored in step S82 whether there is no ignition off operation and a predetermined time has elapsed. And when said conditions are satisfy | filled in FIG.8 S82, the temperature increase required state D of DOC31 is detected by referring the detection information F memorize | stored in the memory |
上記の構成によれば、DOC31の昇温要状態Dの検出をオペレータが気づかない場合や、エンジン1の運転中に忘れているなどによって、エンジン1の運転状態が継続し続けるような場合であっても、所定期間経過後に、DOC昇温制御Rcを確実に実行することができる。
According to the above-described configuration, the operation state of the engine 1 may continue because the operator does not notice the detection of the temperature increase requirement state D of the
幾つかの実施形態では、図9に示されるように、通知部28は、イグニッションキーがオンされた時に、DOC31の昇温要状態Dが検知されたことをDOC昇温実行部22に通知し、DOC昇温実行部22は、通知部28からDOC31の昇温要状態Dが検知されたことを通知されると、自動的にDOC昇温制御Rcを実行する。
In some embodiments, as illustrated in FIG. 9, the
図9の例示では、上述のステップS91(イグニッションのオフ操作を促す旨の報知の実行)後に、イグニッションのオフ操作がなされている。その後、ステップS92において、イグニッションのオンが監視されている。そして、図9のステップS92において、イグニッションのオン操作が検知されると、ステップS93において、記憶部25に記憶された検知情報Fを参照することで、DOC31の昇温要状態Dが検出されていることが認識される。このため、ステップSgにおいて、DOC昇温制御Rcが開始されている。
In the illustration of FIG. 9, the ignition off operation is performed after the above-described step S <b> 91 (execution of notification to prompt the ignition off operation). Thereafter, in step S92, the ignition is monitored to be on. When the ignition ON operation is detected in step S92 of FIG. 9, the temperature increase required state D of the
上記の構成によれば、DOC昇温制御Rcは、エンジン1が停止された状態から実行される。すなわち、エンジン1が停止された状態は、再生制御装置2が搭載される建設機器や車両などのアプリケーションが安全な状態に置かれたと推定できる状態である。そして、報知部26によって、アプリケーションを安全な状態に導いた後に、DOC昇温制御Rcを実行することができる。また、イグニッションのオン操作に連動してDOC昇温制御Rcが実行されるので、オペレータの負担を軽減すると共に、DOC昇温制御Rcを確実に実行することができる。
According to said structure, DOC temperature increase control Rc is performed from the state in which the engine 1 was stopped. That is, the state in which the engine 1 is stopped is a state in which it can be estimated that an application such as a construction device or a vehicle on which the
幾つかの実施形態では、図10に示されるように、通知部28は、DOC昇温要状態検知部21によってDOC31の昇温要状態Dが検知されてからイグニッションキーがオフ操作されない状態が所定時間経過した場合に、イグニッションキーのオフ操作を待たずに、DOC31の昇温要状態Dが検知されたことをDOC昇温実行部22に通知し、DOC昇温実行部22は、通知部28からDOC31の昇温要状態Dが検知されたことを通知されると、自動的にDOC昇温制御Rcを実行する。
In some embodiments, as shown in FIG. 10, the
図10の例示では、上述のステップSf(昇温要状態Dの検出を記憶部25に記憶)の後に、ステップS101において、イグニッションのオフ操作がなく、かつ、所定時間が経過するか監視されている。そして、ステップS101において、上記の条件が満たされると、ステップS102において、記憶部25に記憶された検知情報Fを参照することで、DOC31の昇温要状態Dが検出されていることが認識される。これによって、引き続くステップSgにおいて、DOC昇温制御Rcが開始されている。なお、ステップS101における所定時間は0でも良い。
In the example of FIG. 10, after step Sf described above (detection of the temperature rise required state D is stored in the storage unit 25), in step S <b> 101, it is monitored whether there is no ignition off operation and a predetermined time has elapsed. Yes. In step S101, when the above condition is satisfied, it is recognized in step S102 that the temperature increase required state D of the
上記の構成によれば、DOC31の昇温要状態Dが検出されると、オペレータによる操作などが介在することなく、所定時間経過後に、DOC昇温制御Rcが自動で実行される。このため、オペレータによるイグニッションキーの操作を待たずに、DOC昇温制御Rcを確実に実行することができる。
According to the above configuration, when the temperature increase requirement state D of the
幾つかの実施形態では、図11に示されるように、通知部28は、DOC昇温要状態検知部21によってDOC31の昇温要状態Dが検知されてからイグニッションキーがオフ操作されない状態が所定時間経過した場合において、昇温開始条件(後述)を満たす場合に、イグニッションキーのオフ操作を待たずに、DOC31の昇温要状態Dが検知されたことをDOC昇温実行部22に通知し、DOC昇温実行部22は、通知部28からDOC31の昇温要状態Dが検知されたことを通知されると、自動的にDOC昇温制御Rcを実行する。
In some embodiments, as shown in FIG. 11, the
図11の例示では、上述のステップSf(昇温要状態Dの検出を記憶部25に記憶)の後に、ステップS111において、イグニッションのオフ操作がなく、かつ、所定時間が経過するか監視されている。そして、ステップS111において、上記の条件が満たされると、ステップS112において、記憶部25に記憶された検知情報Fを参照することで、DOC31の昇温要状態Dが検出されていることが認識される。その後、ステップS113において、上記の昇温開始条件(後述)が満たされるか判定される。このステップS113においては、図11の例示では、昇温開始条件(後述)を満たさない場合には、満たすまで監視される。
In the example of FIG. 11, after step Sf described above (detection of the temperature rise required state D is stored in the storage unit 25), in step S111, it is monitored whether there is no ignition off operation and a predetermined time has elapsed. Yes. In step S111, when the above condition is satisfied, it is recognized in step S112 that the temperature increase required state D of the
そして、ステップS113において、昇温開始条件(後述)を満たす場合には、引き続くステップSgにおいて、DOC昇温制御Rcが開始されている。また、図11の例示では、DOC昇温制御Rcの完了後、ステップS114において、DPF32の強制再生処理Rfが実行されている。また、図11の例示では、DPF32の強制再生処理RfはDOC昇温制御Rcの完了後に自動で実行されており、図3に例示されるような排ガス処理装置3の昇温が行われている。なお、ステップS111における所定時間は0でも良い。
In step S113, when a temperature increase start condition (described later) is satisfied, DOC temperature increase control Rc is started in subsequent step Sg. Further, in the illustration of FIG. 11, after completion of the DOC temperature increase control Rc, the forced regeneration process Rf of the
上記の構成によれば、DOC31の昇温要状態Dが検出されると、所定時間経過後において昇温開始条件(後述)を満たすことを条件に、オペレータによる操作などが介在することなくDOC昇温制御Rcが自動で実行される。このため、オペレータによるイグニッションキーの操作を待たずに、DOC昇温制御Rcを確実に実行することができる。
According to the above configuration, when the temperature increase requirement state D of the
上記の昇温開始条件について詳述する。幾つかの実施形態では、昇温開始条件は、DOC31の活性化が見込めるかを判定するための条件(DOC活性化条件)を含む。具体的には、DOC活性化条件は、DOC31の入口温度またはDOC31の出口温度のいずれか一方が規定値(閾値)を超えている場合、または、エンジン1の運転状態が第1温度T1まで昇温が可能な所定の運転領域にある場合の少なくとも一方を含む。すなわち、再生制御装置2は、DOC31の活性化が見込めるか否かを、DOC活性化条件を含む昇温開始条件によって判定し、DOC31の活性化が見込める場合にはDOC昇温制御Rcの実行を開始する。このため、再生制御装置2は、DOC31の入口温度、DOC31の出口温度、エンジン1の運転状態のうちの少なくとも1つを監視している。そして、DOC31の入口温度が規定値(閾値)を超えている場合、DOC31の出口温度が規定値(閾値)を超えている場合、または、エンジン1の運転状態(負荷)が第1温度T1まで昇温が可能な所定の運転領域(例えば、極低負荷を除く領域)にある場合、あるいは、これらのうちの少なくとも1つに該当する場合には、昇温開始条件が満たされると判定される。
The above temperature rise start condition will be described in detail. In some embodiments, the temperature increase start condition includes a condition for determining whether the activation of the
上記の構成によれば、DOC32の活性化が見込めるか否かをDOC活性化条件によって判断し、昇温開始条件を満たす場合にDOC昇温制御Rcは実行される。これによって、DOC昇温制御Rcを効率良く実行することができる。
According to the above configuration, whether the activation of the
他の幾つかの実施形態では、上記の昇温開始条件は、DPF32の強制再生実行条件を、さらに含み、通知部28は、上記のDOC活性化条件およびDPF32の強制再生実行条件を満たす場合に、上記の昇温開始条件が満たすと判定する。DPF32の強制再生実行条件は、例えば周期的などの所定のタイミングに確認される。すなわち、DOC昇温制御Rcの実行が開始される時は、DPF32の強制再生実行条件が満たされる時であり、DOC昇温制御Rcを、DPF32の強制再生処理Rfの実行タイミングに合わせることができる。例えば、DPF32の自動再生中にDOC31の閉塞状態D1が検知された場合であっても、図11のステップS113の判定時においてDPF32の強制再生実行条件が満たされない場合も有り得る。この場合には、DPF32の強制再生実行条件を確認する次回のタイミングで満たされる場合にDOC昇温制御Rcの実行が開始されることになる。なお、図11のステップS113において、DPF32の自動再生実行条件を満たすか否かが監視されても良いし、他の幾つかの実施形態では、DPF32の手動再生実行条件を満たすか否かが監視されても良い。その他の幾つかの実施形態では、自動再生実行条件と手動再生実行条件の少なくとも一方を満たすか否かが監視されても良い。
In some other embodiments, the temperature rise start condition further includes a forced regeneration execution condition of the
上記の構成によれば、DOC昇温制御Rcは、DPF32の強制再生処理Rfが必要と判定されるタイミングに合わせて自動で開始される。このため、DOC昇温制御Rcの完了後に実行されるDPF32の強制再生処理Rfの実行時において、未燃燃料のスリップなどを防止することができる。これと共に、DOC昇温制御RcによってDPF32が昇温されている状態からDPF32の強制再生処理Rfが実行されるので、DOC31の上流側端面付着物除去とDPF32の強制再生が個別に行われる場合に対し昇温に必要な燃料消費を節約でき、排ガス処理装置3の再生を効率的に行うことができる。
According to the above configuration, the DOC temperature increase control Rc is automatically started at the timing when the forced regeneration process Rf of the
以下では、DOC31の閉塞状態の検知方法について説明する。 Below, the detection method of the obstruction | occlusion state of DOC31 is demonstrated.
幾つかの実施形態では、上述した閉塞パラメータPは、DPF32の入口温度およびDPF32の出口温度から設定される。
すなわち、DOC31の閉塞が進行すると、DOC31において燃料が十分に酸化されず、DPF入口温度が十分に昇温しない。また、DOC31をスリップした未燃燃料が下流のDPF32で燃焼するため、DPF出口温度が過昇温する。したがって、DOC31の閉塞が進行すると、DPF出口温度とDPF入口温度の温度差(ΔTp)が大きくなる。
In some embodiments, the occlusion parameter P described above is set from the
That is, when the closing of the
よって、DPF32の入口温度をTp1、DPF32の出口温度をTp2とした場合に、閉塞パラメータPr1をこれらの温度差として例えば下記式(1)のように設定することが出来る。この場合、DOC31の閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータPr1は大きくなる。
Pr1=(Tp2−Tp1)・・・(1)
Therefore, when the inlet temperature of the
Pr1 = (Tp2-Tp1) (1)
このような実施形態によれば、DPF32の入口温度およびDPF32の出口温度を検出することで、DOC31の閉塞およびDOC31の閉塞初期段階を検知することが出来るようになっている。
According to such an embodiment, by detecting the inlet temperature of the
また、幾つかの実施形態では、上述した閉塞パラメータPは、DPF32の出口温度として設定される。
すなわち、上述したように、DOC31の閉塞が進行すると、DOC31をスリップした未燃燃料が下流のDPF32で燃焼するため、DPF出口温度が過昇温する。よって、DPFの出口温度をTp2とした場合に、閉塞パラメータPr2を例えば下記式(2)のように設定することが出来る。この場合、DOC31の閉塞の進行に伴って閉塞パラメータPr2は大きくなる。
Pr2=Tp2・・・(2)
In some embodiments, the blockage parameter P described above is set as the outlet temperature of the
That is, as described above, when the blockage of the
Pr2 = Tp2 (2)
このような実施形態によれば、DPF32の出口温度を検出することで、DOC31の閉塞およびDOC31の閉塞初期段階を検知することが出来るようになっている。
According to such an embodiment, by detecting the outlet temperature of the
幾つかの実施形態では、閉塞パラメータPは、DOC31の出口温度および入口温度の温度差、DOC31を通過する排ガスの流量、およびレイトポスト噴射(または排気管噴射)の燃料噴射量から設定される。
すなわち、DOC31の閉塞が進行すると、レイトポスト噴射(または排気管噴射)によって噴射される燃料がDOC31において十分に酸化されずに、燃料噴射量に対するDOC31の発熱量が小さくなる。よって、DOC31の出口温度および入口温度の温度差をΔTo、DOC31を通過する排ガスの流量をQe、レイトポスト噴射(または排気管噴射)の燃料噴射量をQfeとした場合に、閉塞パラメータPr3を例えば下記式(3)のように設定することが出来る。この場合、DOC31の閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータPr3は大きくなる。
Pr3=Qfe/ΔTo・Qe・・・(3)
In some embodiments, the blockage parameter P is set from the temperature difference between the outlet temperature and the inlet temperature of the
That is, when the closing of the
Pr3 = Qfe / ΔTo · Qe (3)
このような実施形態によれば、DOC31の入口温度および出口温度と、レイトポスト噴射(または排気管噴射)の燃料噴射量を検出することで、DOC31の閉塞およびDOC31の閉塞初期段階を検知することが出来るようになっている。
According to such an embodiment, by detecting the inlet temperature and the outlet temperature of the
また、幾つかの実施形態では、上述した閉塞パラメータPは、DPF32の入口温度の上昇速度、およびDOC31が閉塞していない初期状態におけるDPF32の入口温度の上昇速度から設定される。
すなわち、DOC31の閉塞が進行すると、DOC31において燃料が十分に酸化されず、DPF入口温度の上昇速度が遅くなる。よって、DPF32の入口温度の上昇速度をVt、DOC31が閉塞していない初期状態におけるDPF32の入口温度の上昇速度をVt’とした場合に、閉塞パラメータPr4を例えば下記式(4)のように設定することが出来る。この場合、DOC31の閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータPr4は大きくなる。
Pr4=Vt’/Vt・・・(4)
In some embodiments, the blockage parameter P described above is set from the rate of increase of the inlet temperature of the
That is, when the blockage of the
Pr4 = Vt ′ / Vt (4)
このような実施形態によれば、初期状態におけるDPF入口温度の上昇速度を予め求めておくとともに、DPF入口温度の上昇速度を検出することで、DOC31の閉塞およびDOC31の閉塞初期段階を検知することが出来る。
なお、上記実施形態におけるDPF入口温度の上昇速度Vtおよび初期状態におけるDPFの入口温度の上昇速度Vt’は、燃料噴射量や噴射タイミングなどの上昇速度に影響を与える諸条件を同一にして検出する。
According to such an embodiment, the rising speed of the DPF inlet temperature in the initial state is obtained in advance, and the closing speed of the
Note that the DPF inlet temperature increase rate Vt and the DPF inlet temperature increase rate Vt ′ in the above-described embodiment are detected by using the same conditions that affect the increase rate such as the fuel injection amount and the injection timing. .
幾つかの実施形態では、上述したレイトポスト噴射制御手段(または排気管噴射制御手段)14は、DPF32の入口温度が強制再生の実行に必要な目標温度となるようにその燃料噴射量を制御するように構成されている。上述した閉塞パラメータPは、DPF32の入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射(または排気管噴射)の燃料噴射累積量、およびDOC31が閉塞していない初期状態においてDPF入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射(または排気管噴射)の燃料噴射累積量、またはDPF32の入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射(または排気管噴射)の平均噴射量、およびDOC31が閉塞していない初期状態においてDPF32の入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射(または排気管噴射)の平均噴射量から設定される。
In some embodiments, the late post injection control means (or the exhaust pipe injection control means) 14 described above controls the fuel injection amount so that the inlet temperature of the
すなわち、レイトポスト噴射制御手段(または排気管噴射制御手段)14は、DPF32の入口温度が強制再生の実行に必要な目標温度となるようにその燃料噴射量を制御するように構成されている。このため、DOC31の閉塞が進行し、DOC31において燃料が十分に酸化されずにDPF入口温度が十分に昇温しない場合は、レイトポスト噴射制御手段(または排気管噴射制御手段)14は、レイトポスト噴射量(または排気管噴射量)を増加させるような制御を行う。よって、DPF32の入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射(または排気管噴射)の燃料噴射累積量をΣQfl、DOC31が閉塞していない初期状態においてDPF入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射(または排気管噴射)の燃料噴射累積量をΣQfl’とした場合に、閉塞パラメータPr5を例えば下記式(5)のように設定することが出来る。この場合、DOC31の閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータPr5は大きくなる。
Pr5=ΣQfl/ΣQfl’・・・(5)
That is, the late post injection control means (or the exhaust pipe injection control means) 14 is configured to control the fuel injection amount so that the inlet temperature of the
Pr5 = ΣQfl / ΣQfl ′ (5)
また、DPF32の入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射(または排気管噴射)の平均噴射量をQgl、およびDOC31が閉塞していない初期状態においてDPF32の入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射(または排気管噴射)の平均噴射量をQgl’とした場合に、閉塞パラメータPr5’を例えば下記式(5)’のように設定することが出来る。この場合、DOC31の閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータPr5’は大きくなる。
Pr5’=Qgl/Qgl’・・・(5)’
The average injection amount of late post injection (or exhaust pipe injection) injected in a stable state when the inlet temperature of the
Pr5 ′ = Qgl / Qgl ′ (5) ′
このような実施形態によれば、初期状態におけるDPF入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射(または排気管噴射)の燃料噴射累積量を予め求めておくとともに、DPF入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射(または排気管噴射)の累積量を検出することで、DOC31の閉塞およびDOC31の閉塞初期段階を検知することが出来る。
なお、上記実施形態において、上述したΣQfl、ΣQfl’、Qgl、Qgl’は、燃料噴射タイミングやDPF入口温度の上昇速度などのレイトポスト噴射または排気管噴射の累積量に影響を与える諸条件を同一にして検出する。
According to such an embodiment, the accumulated fuel injection amount of late post injection (or exhaust pipe injection) injected while the DPF inlet temperature in the initial state is raised by a predetermined temperature is obtained in advance, and the DPF inlet By detecting the cumulative amount of late post injection (or exhaust pipe injection) that is injected while the temperature is raised by a predetermined temperature, it is possible to detect the DOC31 blockage and the DOC31 blockage initial stage.
In the above-described embodiment, the above-described ΣQfl, ΣQfl ′, Qgl, and Qgl ′ have the same conditions that affect the accumulated amount of late post injection or exhaust pipe injection, such as fuel injection timing and DPF inlet temperature rise rate. To detect.
また、幾つかの実施形態では、上述した閉塞閾値および第2閉塞閾値は、DOC31の熱劣化度が高いほど大きくなるように設定される。
すなわち、DOC31において熱劣化が進行すると酸化能力が低下するため、上述した閉塞パラメータPの値が大きくなる方向に影響を及ぼす。よって、このような実施形態によれば、DOC31の熱劣化による影響を考慮して閉塞閾値を設定することで、DOC31の熱劣化に関わらず、DOC31の閉塞およびDOC31の閉塞初期段階を精度良く検出することが出来る。
In some embodiments, the above-described blockage threshold and the second blockage threshold are set to increase as the degree of thermal degradation of the
That is, as the thermal deterioration of the
また、幾つかの実施形態では、閉塞パラメータPをDPF入出口温度差ΔTpとし、閉塞閾値を所定の温度とし、DPF入出口温度差ΔTpと閉塞閾値との比較に基づいてDOC31の閉塞状態を判定しても良い。例えば、閉塞閾値を70℃と規定した場合、ΔTp>70℃の時にDOC31が閉塞していると検知しても良い。
In some embodiments, the blockage parameter P is set to the DPF inlet / outlet temperature difference ΔTp, the blockage threshold is set to a predetermined temperature, and the blockage state of the
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.
1 ディーゼルエンジン(エンジン)
11 エンジン本体
12 燃焼室
13 吸気通路
14 吸気ポート
15 吸気マニホールド
16 排気通路
17 排気ポート
2 再生制御装置
21 DOC昇温要状態検知
22 DOC昇温実行部
23 DPF強制再生条件判定部
24 DPF強制再生実行部
25 記憶部
26 報知部
27 実行指示受信部
28 通知部
3 排ガス処理装置
31 DOC
32 DPF
4 昇温手段
41 燃料噴射装置
42 スロットルバルブ
44 排気管噴射装置
5 温度センサ
51 DOC入口温度センサ
52 DPF入口温度センサ
53 DPF出口温度センサ
6 圧力センサ
61 DPF入口圧力センサ
62 DPF出口圧力センサ
63 DPF差圧センサ
7 排気ターボ過給機
71 排気タービン
72 コンプレッサ
73 シャフト
8 EGR装置
81 EGR管
82 EGRバルブ
9 ECU
P 閉塞パラメータ
D DOCの昇温要状態
D1 DOCの閉塞状態
D2 DOCの閉塞危険状態
Rc DOC昇温制御
Rc1 第1昇温処理
Rc2 第2昇温処理
Rf DPFの強制再生処理
T1 第1温度
T2 第2温度
T3 第3温度
F 検知情報
1 Diesel engine (engine)
11
2
3 Exhaust
32 DPF
4 Temperature raising means 41
5
P Blocking parameter D DOC temperature rise required state D1 DOC blockage state D2 DOC blockage risk state Rc DOC temperature rise control Rc1 First temperature rise process Rc2 Second temperature rise process Rf DPF forced regeneration process T1 First
F detection information
Claims (19)
前記DOCの閉塞に関する閉塞パラメータと予め定められる閉塞閾値との比較に基づいて検知される前記DOCの閉塞状態、または前記ディーゼルエンジンが前記DOCの閉塞が起こり易い運転状態下にあった場合に検知される前記DOCの閉塞危険状態の少なくとも一方を含む昇温要状態を検知するDOC昇温要状態検知部と、
前記DOCの昇温要状態が検知された場合に、前記DOCが活性化する第1温度まで前記DOCを昇温するように前記昇温手段を制御する第1昇温処理と、前記第1昇温処理の完了後に、前記第1温度よりも高い第2温度まで前記DOCを昇温するように前記昇温手段を制御する第2昇温処理と、を含むDOC昇温制御を実行するDOC昇温実行部と、を備えることを特徴とする再生制御装置。 A regeneration control device that performs regeneration of an exhaust gas treatment device having a DOC disposed in an exhaust passage of a diesel engine by controlling a temperature raising means of the exhaust gas treatment device,
Detected when the DOC blockage state is detected based on a comparison between a blockage parameter related to the DOC blockage and a predetermined blockage threshold value, or when the diesel engine is in an operating state in which the DOC blockage is likely to occur. A DOC temperature increase required state detection unit that detects a temperature increase required state including at least one of the DOC blockage dangerous states;
A first temperature raising process for controlling the temperature raising means so as to raise the temperature of the DOC to a first temperature at which the DOC is activated when the temperature increase required state of the DOC is detected; After completion of the temperature processing, a DOC temperature increase control that performs DOC temperature increase control including a second temperature increase processing for controlling the temperature increase means to increase the temperature of the DOC to a second temperature higher than the first temperature. And a temperature control unit.
前記第1昇温処理および前記第2昇温処理は、前記燃料噴射装置によるアーリーポスト噴射により実行され、
前記第2昇温処理は前記第1昇温処理よりも燃料噴射量が多いか、前記第1昇温処理と前記第2昇温処理との噴射タイミングが夫々異なるか、又は、前記第2昇温処理は前記第1昇温処理よりも燃料噴射量が多く、且つ、前記第1昇温処理と前記第2昇温処理との噴射タイミングが夫々異なる、ことを特徴とする請求項1または2に記載の再生制御装置。 The temperature raising means comprises a fuel injection device for injecting fuel into the combustion chamber of the diesel engine,
The first temperature raising process and the second temperature raising process are executed by early post injection by the fuel injection device,
The second temperature raising process has a larger fuel injection amount than the first temperature raising process, the injection timings of the first temperature raising process and the second temperature raising process are different, or the second temperature raising process, respectively. The temperature processing has a larger fuel injection amount than the first temperature raising processing, and the injection timings of the first temperature raising processing and the second temperature raising processing are different from each other. The playback control device according to 1.
前記再生制御装置は、第3温度まで前記DPFを昇温するように前記昇温手段を制御する強制再生処理を実行するDPF強制再生実行部、をさらに備え、
前記第2温度は、前記第1温度よりも高く、かつ、前記第3温度よりも低いことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の再生制御装置。 The exhaust gas treatment device further includes a DPF disposed in the exhaust passage downstream of the DOC,
The regeneration control device further includes a DPF forced regeneration execution unit that executes a forced regeneration process for controlling the temperature raising means to raise the temperature of the DPF to a third temperature,
The regeneration control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the second temperature is higher than the first temperature and lower than the third temperature.
前記DPF強制再生実行部は、前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの閉塞状態が検知された場合に、前記強制再生処理を停止することを特徴とする請求項4に記載の再生制御装置。 The DOC temperature increase required state detection unit is configured to detect the blockage parameter during execution of the forced regeneration process,
5. The regeneration control device according to claim 4, wherein the DPF forced regeneration execution unit stops the forced regeneration process when the closed state of the DOC is detected by the DOC temperature increase required state detection unit. .
前記DPF強制再生実行部は、前記第2昇温処理の完了時において、前記DPF強制再生条件判定部が前記強制再生実行条件を満たすと判定した場合に、前記DOC昇温制御の完了後に、前記強制再生処理を自動的に実行するか、又は、前記強制再生処理の実行を促す旨を報知することを特徴とする請求項4に記載の再生制御装置。 The regeneration control device further includes a DPF forced regeneration condition determination unit that determines whether or not the DPF forced regeneration execution condition is satisfied,
When the DPF forced regeneration condition determining unit determines that the forced regeneration execution condition is satisfied at the completion of the second temperature raising process, the DPF forced regeneration executing unit, after the completion of the DOC temperature raising control, 5. The reproduction control apparatus according to claim 4, wherein the forced regeneration process is automatically executed, or a notification that the forced regeneration process is urged is notified.
前記強制再生処理は、前記燃料噴射装置によるアーリーポスト噴射と、前記燃料噴射装置によるレイトポスト噴射又は前記DOCの上流の前記排気通路に配置される排気管噴射装置による排気管噴射と、により実行されることを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項に記載の再生制御装置。 The temperature raising means comprises a fuel injection device for injecting fuel into the combustion chamber of the diesel engine,
The forced regeneration process is executed by early post injection by the fuel injection device and late post injection by the fuel injection device or exhaust pipe injection by an exhaust pipe injection device arranged in the exhaust passage upstream of the DOC. The reproduction control apparatus according to claim 4, wherein the reproduction control apparatus is a reproduction control apparatus.
前記強制再生処理が実行されていない通常運転時において、排ガス温度が排温閾値を下回る低排温運転状態の直近の所定時間内における累積継続時間が、予め定められる閾値を上回った場合に、前記DOCが閉塞危険状態であると検知することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の再生制御装置。 The DOC temperature rise required state detection unit is
In the normal operation in which the forced regeneration process is not performed, when the accumulated duration in the latest predetermined time in the low exhaust temperature operation state in which the exhaust gas temperature falls below the exhaust temperature threshold exceeds a predetermined threshold, The regeneration control apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the DOC is detected to be in a blockage risk state.
前記報知部から出力される前記再生要求に対する前記オペレータの応答を再生実行指示として受信する実行指示受信部と、をさらに備え、
前記報知部は、イグニッションキーがオンされた時に、前記再生要求を出力し、
前記DOC昇温実行部は、前記実行指示受信部が前記再生実行指示を受信した場合に、前記DOC昇温制御を実行することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の再生制御装置。 A notifying unit for notifying an operator by outputting a regeneration request that the DOC temperature rising required state detection unit has been detected by the DOC temperature rising required state detecting unit;
An execution instruction receiving unit that receives the operator's response to the reproduction request output from the notification unit as a reproduction execution instruction;
The notification unit outputs the reproduction request when an ignition key is turned on,
The DOC temperature increase execution unit executes the DOC temperature increase control when the execution instruction reception unit receives the regeneration execution instruction. Playback control device.
前記報知部から出力される前記再生要求に対する前記オペレータの応答を再生実行指示として受信する実行指示受信部と、をさらに備え、
前記報知部は、前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されてからイグニッションキーがオフ操作されない状態が所定時間経過した場合に、前記イグニッションキーのオフ操作を待たずに、前記再生要求を出力し、
前記DOC昇温実行部は、前記実行指示受信部が前記再生実行指示を受信した場合に、前記DOC昇温制御を実行することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の再生制御装置。 A notifying unit for notifying an operator by outputting a regeneration request that the DOC temperature rising required state detection unit has been detected by the DOC temperature rising required state detecting unit;
An execution instruction receiving unit that receives the operator's response to the reproduction request output from the notification unit as a reproduction execution instruction;
The notification unit does not wait for the ignition key to be turned off when a predetermined time has elapsed after the DOC temperature increase required state detection unit detects the DOC temperature increase required state and the ignition key has not been turned off. To output the playback request,
The DOC temperature increase execution unit executes the DOC temperature increase control when the execution instruction reception unit receives the regeneration execution instruction. Playback control device.
前記通知部は、イグニッションキーがオンされた時に、前記DOCの昇温要状態が検知されたことを前記DOC昇温実行部に通知し、
前記DOC昇温実行部は、前記通知部から前記DOCの昇温要状態が検知されたことを通知されると、自動的に前記DOC昇温制御を実行することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の再生制御装置。 A notification unit that notifies the DOC temperature increase execution unit that the DOC temperature increase required state is detected by the DOC temperature increase required state detection unit;
When the ignition key is turned on, the notification unit notifies the DOC temperature increase execution unit that the DOC temperature increase required state has been detected,
The DOC temperature increase execution unit automatically executes the DOC temperature increase control when notified from the notification unit that a temperature increase requirement state of the DOC is detected. The reproduction | regeneration control apparatus of any one of 11.
前記通知部は、前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されてからイグニッションキーがオフ操作されない状態が所定時間経過した場合に、前記イグニッションキーのオフ操作を待たずに、前記DOCの昇温要状態が検知されたことを前記DOC昇温実行部に通知し、
前記DOC昇温実行部は、前記通知部から前記DOCの昇温要状態が検知されたことを通知されると、自動的に前記DOC昇温制御を実行することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の再生制御装置。 A notification unit that notifies the DOC temperature increase execution unit that the DOC temperature increase required state is detected by the DOC temperature increase required state detection unit;
The notification unit does not wait for the ignition key to be turned off when a predetermined time has elapsed after the DOC temperature increase required state detection unit detects the DOC temperature increase required state and the ignition key has not been turned off. To notify the DOC temperature increase execution unit that the DOC temperature increase required state has been detected,
The DOC temperature increase execution unit automatically executes the DOC temperature increase control when notified from the notification unit that a temperature increase requirement state of the DOC is detected. The reproduction | regeneration control apparatus of any one of 11.
前記通知部は、前記DOC昇温要状態検知部によって前記DOCの昇温要状態が検知されてからイグニッションキーがオフ操作されない状態が所定時間経過した場合において、昇温開始条件を満たす場合に、前記DOCの昇温要状態が検知されたことを前記DOC昇温実行部に通知し、
前記DOC昇温実行部は、前記通知部から前記DOCの昇温要状態が検知されたことを通知されると、自動的に前記DOC昇温制御を実行するものとし、
前記昇温開始条件は、DOCの入口温度あるいはDOCの出口温度のいずれか一方が規定値を超えている場合と、または、エンジンの運転状態が第1温度まで昇温が可能な所定の運転領域にある場合の少なくとも一方の条件を含むDOC活性化条件を含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の再生制御装置。 A notification unit that notifies the DOC temperature increase execution unit that the DOC temperature increase required state is detected by the DOC temperature increase required state detection unit;
In the case where a predetermined time has elapsed when the ignition key is not turned off after the DOC temperature increase required state detection unit detects the DOC temperature increase required state detection unit, the notification unit satisfies a temperature increase start condition. Notifying the DOC temperature increase execution unit that the temperature increase required state of the DOC has been detected,
The DOC temperature increase execution unit automatically executes the DOC temperature increase control when notified from the notification unit that the DOC temperature increase required state is detected,
The temperature raising start condition is a predetermined operating range in which either the DOC inlet temperature or the DOC outlet temperature exceeds a specified value or the operating state of the engine can be raised to the first temperature. The regeneration control apparatus according to claim 1, further comprising: a DOC activation condition including at least one condition in the case of the above.
前記再生制御装置は、前記DPFの強制再生実行条件を満たすか否かを判定するDPF強制再生条件判定部と、をさらに備え、
前記昇温開始条件は、前記DPFの前記強制再生実行条件を、さらに含み、
前記通知部は、前記DOC活性化条件および前記DPFの前記強制再生実行条件を満たす場合に、前記昇温開始条件が満たすと判定することを特徴とする請求項17に記載の再生制御装置。 The exhaust gas treatment device has a DPF disposed in the exhaust passage downstream of the DOC,
The regeneration control device further includes a DPF forced regeneration condition determination unit that determines whether or not the DPF forced regeneration execution condition is satisfied,
The temperature rise start condition further includes the forced regeneration execution condition of the DPF,
The regeneration control device according to claim 17, wherein the notification unit determines that the temperature rise start condition is satisfied when the DOC activation condition and the forced regeneration execution condition of the DPF are satisfied.
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