JP2019124179A - Internal combustion engine and control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関及び内燃機関の制御方法に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine and a control method of the internal combustion engine.
従来、内燃機関に吸入される空気の異物を濾過して除去するために、内燃機関にはエアフィルタ(吸気フィルタ)が備えられている。エアフィルタは時間経過とともに目詰まりが発生し、この目詰まりが圧力損失の要因となるため、定期的な交換や洗浄等が必要となる。特に、エアフィルタの目があまりにも細かい場合、新品であっても(目詰まりがなくとも)吸気の圧損抵抗となってしまうため、設計検討により、適切な目のサイズ(メッシュ)のエアフィルタが設けられている。このように、圧損による吸気効率の低下は止むを得ないことと考えられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine is provided with an air filter (intake air filter) in order to filter and remove foreign matter from the air taken into the internal combustion engine. The air filter becomes clogged with time, and this clog causes a pressure loss, so periodic replacement, cleaning, etc. are required. In particular, if the air filter is too fine, even if it is a new one (even if there is no clogging), the pressure drop resistance of the intake air will be resisted. It is provided. Thus, it is considered that the decrease in intake efficiency due to the pressure loss is unavoidable.
また、近年、このようなエアフィルタの目詰まりを抑制する技術として、特許文献1のようにエアクリーナの吸入側に空気旋回手段と切換手段とを有するプレクリーナを配置する技術が報告されてきている。 Also, in recent years, as a technique for suppressing such clogging of the air filter, there has been reported a technique for arranging a precleaner having an air turning means and a switching means on the suction side of the air cleaner as disclosed in Patent Document 1. .
内燃機関に吸入される空気に異物が含まれていた場合、その影響を受けるのはエアフィルタだけではない。ここで、内燃機関に吸入される空気に異物が含まれていた場合の影響について、図2を参照してより詳しく説明する。 When the air taken into the internal combustion engine contains foreign matter, it is not only the air filter that is affected. Here, the influence when foreign matter is contained in the air taken into the internal combustion engine will be described in more detail with reference to FIG.
図2は従来の内燃機関の構成の一例を示す簡略構成図である。図2に示すように、従来の内燃機関101は、空気と燃料を燃焼させて動力を発生させるエンジン本体102と、エンジン本体102に空気を供給するための吸気ライン103と、エンジン本体102から発生した排気ガスを外部に排出するための排気ライン104と、を備えている。
FIG. 2 is a simplified configuration diagram showing an example of the configuration of a conventional internal combustion engine. As shown in FIG. 2, the conventional
吸気ライン103には、吸気ライン103に吸入される空気に含まれる異物を除去するエアフィルタ131が設けられている。エンジン本体102の内部には、エンジン本体102の内部を循環する潤滑油中に含まれる異物を除去するオイルフィルタ121が設けられている。排気ライン104には、排気ガス中の粒子状物質を除去する排気フィルタ141が設けられている。
The
吸気ライン103から混入した異物は、空気流れの系統(過給機、吸気マニホールド、燃焼室、排気マニホールド、排気管、煙突、消音器/マフラー等)にとどまらず、ライナとピストンリングの隙間やピストンリングの“合口(隙間)”を通じて、エンジン本体102の燃焼室内からクランクケース内に混入する。クランクケース内に混入した異物は、オイルパン等に溜まっている潤滑油(エンジンオイル又はLubricant Oil(LO)とも言う)に混入する。異物が混入した潤滑油は、エンジン本体102内のオイル回路に従って、エンジン本体102内を循環する。その循環過程の中にオイルフィルタ121があり、潤滑油中の異物を除去するように構成されている。このオイルフィルタ121も、時間の経過とともに目詰まりを起こすため、定期的な交換が必要となる。しかし、このオイルフィルタ121の設計仕様は、空気中からの潤滑油への異物の混入度合いと連動したものではない。従って、空気由来の異物がオイルフィルタ121に多く付着した場合、オイルフィルタ121の目詰まりが早くなる(寿命が短くなる)ことが考えられる。
Foreign matter mixed in from the
また、エアフィルタ131を通過した異物のうち、ある程度の割合の量は、エンジン本体102の燃焼室を通じて、排気ライン104に排出される。例えばディーゼルエンジンでは、排気ライン104に排気フィルタ(Diesel Particulate Filter:DPF)141等が設けられており、このフィルタによっても粒子の捕集が行われている。ただし、排気フィルタ141の主目的は、燃焼により生じるスス成分の捕集である。吸気ライン103から混入した異物の混入量が過多の場合、排気フィルタ141の目詰まりが早くなる(寿命が短くなる)ことが考えられる。
In addition, an amount of a certain percentage of the foreign matter that has passed through the
上記の特許文献1は、エアクリーナの吸入側に空気旋回手段と切換手段とを有するプレクリーナを配置することで、エアクリーナの寿命の延長を図っている。しかしながら、この特許文献1は、さらに下流のオイルフィルタや排気フィルタの寿命の延長については考慮されていない。 The above-mentioned patent document 1 extends the life of the air cleaner by disposing a precleaner having an air turning means and a switching means on the suction side of the air cleaner. However, this patent document 1 does not consider the extension of the life of the oil filter and the exhaust filter further downstream.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、エアフィルタによる圧力損失を低減するとともに、異物による目詰まりの心配があるエアフィルタ、オイルフィルタ、排気フィルタ等のフィルタを長寿命化させることができる内燃機関及び内燃機関の制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and reduces the pressure loss due to the air filter and has long life span of filters such as air filter, oil filter, exhaust filter, etc. which may be clogged with foreign matter It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine and an internal combustion engine control method that can be
上記課題を解決するために、本発明の内燃機関は以下の手段を採用する。
本発明は、空気と燃料を燃焼させて動力を発生させるエンジン本体と、前記エンジン本体に空気を供給するための吸気ラインと、前記エンジン本体から発生した排気ガスを外部に排出するための排気ラインと、を備え、前記吸気ラインには、前記吸気ラインに吸入される空気に含まれる異物を検出する吸気ダストセンサと、前記吸気ダストセンサの下流側に接続され、前記異物を除去するサイクロンフィルタと、前記サイクロンフィルタの下流側に接続され、前記サイクロンフィルタを通過した異物を除去するエアフィルタと、前記吸気ダストセンサと前記サイクロンフィルタとの間から分岐して、前記エアフィルタと前記エンジン本体との間に接続される第1のフィルタバイパスラインと、が設けられ、前記エンジン本体の内部には、前記エンジン本体の内部を循環する潤滑油中に含まれる異物を除去するオイルフィルタが設けられ、前記排気ラインには、前記排気ガス中の粒子状物質を除去する排気フィルタが設けられ、前記吸気ダストセンサの出力に基づいて、前記第1のフィルタバイパスラインの使用を切り換える制御部が設けられる内燃機関を提供する。
In order to solve the above-mentioned subject, an internal combustion engine of the present invention adopts the following means.
According to the present invention, an engine body that generates power by burning air and fuel, an intake line for supplying air to the engine body, and an exhaust line for discharging exhaust gas generated from the engine body to the outside An intake dust sensor for detecting foreign matter contained in the air taken into the intake line, and a cyclone filter connected to the downstream side of the intake dust sensor for removing the foreign matter. An air filter connected to the downstream side of the cyclone filter for removing foreign matter that has passed through the cyclone filter; a branch from between the intake dust sensor and the cyclone filter; and the air filter and the engine body A first filter bypass line connected between the internal combustion engine and the engine body; An oil filter is provided for removing foreign substances contained in the lubricating oil circulating inside the engine body, and an exhaust filter for removing particulate matter in the exhaust gas is provided on the exhaust line, and the intake dust sensor The internal combustion engine is provided with a control unit that switches the use of the first filter bypass line based on the output of the control unit.
本発明の内燃機関においては、吸気ラインに第1のフィルタバイパスラインが設けられているため、吸気ラインに吸入された空気を第1のフィルタバイパスラインに送ることで、サイクロンフィルタ及びエアフィルタを迂回することができる。また、吸気ラインに吸気ダストセンサが設けられているため、吸気ラインに吸入される空気に含まれる異物を検出することができる。加えて、吸気ダストセンサの出力に基づいて、第1のフィルタバイパスラインの使用を切り換える制御部が設けられているため、吸気ダストセンサによる異物の検出結果に基づいて、制御部により第1のフィルタバイパスラインの使用を切り換えることができる。具体的には、吸気ラインに吸入された空気がエンジン運転に影響がないと判断できるレベルの清浄空気である場合、吸気ラインのサイクロンフィルタやエアフィルタを通過させる必要はない。従って、このような清浄空気をバイパスラインに送る(即ち、バイパスラインを使用する)ことで、吸入された空気を早くエンジン本体に送ることができるとともに、エアフィルタによる圧力損失を低減することができる。また、本発明の内燃機関においては、吸気ラインに吸入される空気に含まれる異物は、まずサイクロンフィルタにより除去されるように構成されているため、異物による目詰まりの心配がないサイクロンフィルタにより、異物の除去を最初に行うことができる。従って、サイクロンフィルタの下流側に存在し、異物による目詰まりの心配があるエアフィルタ、オイルフィルタ、排気フィルタ等のフィルタを長寿命化(交換頻度を低減)させることができる。 In the internal combustion engine of the present invention, since the first filter bypass line is provided in the intake line, the cyclone filter and the air filter are bypassed by sending the air taken into the intake line to the first filter bypass line. can do. Further, since the intake dust sensor is provided in the intake line, it is possible to detect foreign matter contained in the air taken into the intake line. In addition, since the control unit that switches the use of the first filter bypass line is provided based on the output of the intake dust sensor, the first filter is controlled by the control unit based on the detection result of the foreign matter by the intake dust sensor. The use of the bypass line can be switched. Specifically, when the air drawn into the intake line is a clean air of a level that can be determined to have no influence on engine operation, it is not necessary to pass through a cyclone filter or an air filter of the intake line. Therefore, by sending such clean air to the bypass line (that is, using the bypass line), it is possible to quickly send the sucked air to the engine body and reduce the pressure loss due to the air filter. . Further, in the internal combustion engine of the present invention, since the foreign matter contained in the air taken into the intake line is first removed by the cyclone filter, the cyclone filter does not have to be clogged by the foreign matter. Removal of foreign material can be done first. Therefore, it is possible to extend the life of the air filter, the oil filter, the exhaust filter, and the like, which are present on the downstream side of the cyclone filter and may be clogged with foreign matter (change frequency of replacement can be reduced).
上記内燃機関は、前記エアフィルタの入口圧と出口圧との圧力差を検出するエアフィルタ差圧センサを備え、前記制御部は、前記エアフィルタ差圧センサの出力に基づいて、前記エアフィルタの交換を通知することが好ましい。 The internal combustion engine includes an air filter differential pressure sensor that detects a pressure difference between an inlet pressure and an outlet pressure of the air filter, and the control unit controls the air filter based on an output of the air filter differential pressure sensor. It is preferable to notify the exchange.
エアフィルタ差圧センサが設けられていれば、エアフィルタの目詰まりの状況を監視することができる。また、制御部がエアフィルタ差圧センサの出力に基づいてエアフィルタの交換を通知するように構成されていれば、作業者にエアフィルタの交換を早く通知することができる。これにより、エアフィルタの目詰まりを早期に発見することが可能となる。 If an air filter differential pressure sensor is provided, the condition of the air filter clogging can be monitored. In addition, if the control unit is configured to notify replacement of the air filter based on the output of the air filter differential pressure sensor, it is possible to notify the operator of replacement of the air filter quickly. This makes it possible to detect clogging of the air filter early.
上記内燃機関は、前記オイルフィルタの入口圧と出口圧との圧力差を検出するオイルフィルタ差圧センサを備え、前記制御部は、前記オイルフィルタ差圧センサの出力に基づいて、前記オイルフィルタの交換を通知することが好ましい。 The internal combustion engine includes an oil filter differential pressure sensor that detects a pressure difference between an inlet pressure and an outlet pressure of the oil filter, and the control unit is configured to control the pressure of the oil filter based on an output of the oil filter differential pressure sensor. It is preferable to notify the exchange.
オイルフィルタ差圧センサが設けられていれば、オイルフィルタの目詰まりの状況を監視することができる。また、制御部がオイルフィルタ差圧センサの出力に基づいてオイルフィルタの交換を通知するように構成されていれば、作業者にオイルフィルタの交換を早く通知することができる。これにより、オイルフィルタの目詰まりを早期に発見することが可能となる。 If an oil filter differential pressure sensor is provided, the condition of clogging of the oil filter can be monitored. In addition, if the control unit is configured to notify the replacement of the oil filter based on the output of the oil filter differential pressure sensor, it is possible to notify the operator of the replacement of the oil filter quickly. This makes it possible to detect clogging of the oil filter early.
上記内燃機関において、前記吸気ラインには、前記サイクロンフィルタと前記エアフィルタとの間から分岐して、前記エアフィルタと前記エンジン本体との間に接続される第2のフィルタバイパスラインがさらに設けられ、前記制御部は、前記吸気ダストセンサの出力及び前記エアフィルタ差圧センサの出力に基づいて、前記第2のフィルタバイパスラインの使用を切り換えることが好ましい。 In the internal combustion engine, the intake line further includes a second filter bypass line branched from between the cyclone filter and the air filter and connected between the air filter and the engine body. Preferably, the control unit switches the use of the second filter bypass line based on an output of the intake dust sensor and an output of the air filter differential pressure sensor.
第2のフィルタバイパスラインが設けられていれば、サイクロンフィルタで異物が除去された空気を第2のフィルタバイパスラインに送ることで、エアフィルタを迂回することができる。従って、第2のフィルタバイパスラインを利用すれば、サイクロンフィルタで空気中の異物を除去することができるため、下流側のオイルフィルタや排気フィルタへの悪影響を抑制することができる。また、制御部が吸気ダストセンサの出力に基づいて第2のフィルタバイパスラインの使用を切り換えるように構成されていれば、吸気ラインに吸入された空気の清浄度合いに応じて、第1のフィルタバイパスラインを利用する、第2のフィルタバイパスラインを利用する、又はいずれのバイパスラインも利用しないといった3段階の運用が可能となる。加えて、制御部がエアフィルタ差圧センサの出力に基づいて第2のフィルタバイパスラインの使用を切り換えるように構成されていれば、エアフィルタの異常が検出されたときは、第2のフィルタバイパスラインを利用してエアフィルタを迂回することができる。例えば、エアフィルタの目詰まりが確認されたとき、第2のフィルタバイパスラインを利用してエアフィルタを迂回している間にエアフィルタの交換を行うことができる。 If the second filter bypass line is provided, the air filter can be bypassed by sending the air from which foreign matter has been removed by the cyclone filter to the second filter bypass line. Therefore, if the second filter bypass line is used, foreign substances in the air can be removed by the cyclone filter, so that adverse effects on the downstream oil filter and exhaust filter can be suppressed. Further, if the control unit is configured to switch the use of the second filter bypass line based on the output of the intake dust sensor, the first filter bypass is selected according to the degree of cleanliness of the air drawn into the intake line. A three-stage operation is possible such as using a line, using a second filter bypass line, or not using any bypass line. In addition, if the control unit is configured to switch the use of the second filter bypass line based on the output of the air filter differential pressure sensor, the second filter bypass is detected when an abnormality of the air filter is detected. The line can be used to bypass the air filter. For example, when clogging of the air filter is confirmed, the air filter can be replaced while bypassing the air filter using the second filter bypass line.
本発明は、空気と燃料を燃焼させて動力を発生させるエンジン本体と、前記エンジン本体に空気を供給するための吸気ラインと、前記エンジン本体から発生した排気ガスを外部に排出するための排気ラインと、を備え、前記吸気ラインには、前記吸気ラインに吸入される空気に含まれる異物を検出する吸気ダストセンサと、前記吸気ダストセンサの下流側に接続され、前記異物を除去するサイクロンフィルタと、前記サイクロンフィルタの下流側に接続され、前記サイクロンフィルタを通過した異物を除去するエアフィルタと、前記吸気ダストセンサと前記サイクロンフィルタとの間から分岐して、前記エアフィルタと前記エンジン本体との間に接続される第1のフィルタバイパスラインと、が設けられ、前記エンジン本体の内部には、前記エンジン本体の内部を循環する潤滑油中に含まれる異物を除去するオイルフィルタが設けられ、前記排気ラインには、前記排気ガス中の粒子状物質を除去する排気フィルタが設けられた内燃機関の制御方法において、前記吸気ラインに吸入される空気に含まれる異物を前記吸気ダストセンサにより検出する異物検出工程と、前記サイクロンフィルタにより、前記異物を除去する第1の異物除去工程と、前記エアフィルタにより、前記サイクロンフィルタを通過した異物を除去する第2の異物除去工程と、前記排気フィルタにより、前記排気ガス中の粒子状物質を除去する粒子状物質除去工程と、を有し、前記吸気ダストセンサの出力に基づいて、前記第1のフィルタバイパスラインを使用し、前記第1の異物除去工程及び前記第2の異物除去工程をスキップするように制御する内燃機関の制御方法を提供する。 According to the present invention, an engine body that generates power by burning air and fuel, an intake line for supplying air to the engine body, and an exhaust line for discharging exhaust gas generated from the engine body to the outside An intake dust sensor for detecting foreign matter contained in the air taken into the intake line, and a cyclone filter connected to the downstream side of the intake dust sensor for removing the foreign matter. An air filter connected to the downstream side of the cyclone filter for removing foreign matter that has passed through the cyclone filter; a branch from between the intake dust sensor and the cyclone filter; and the air filter and the engine body A first filter bypass line connected between the internal combustion engine and the engine body; Control of an internal combustion engine provided with an oil filter for removing foreign matter contained in lubricating oil circulating inside the engine body, and the exhaust line provided with an exhaust filter for removing particulate matter in the exhaust gas In the method, a foreign matter detecting step of detecting foreign matter contained in air taken into the intake line by the intake dust sensor, a first foreign matter removing step of removing the foreign matter by the cyclone filter, and the air filter A second foreign matter removing step of removing foreign matter having passed through the cyclone filter; and a particulate matter removing step of removing particulate matter in the exhaust gas by the exhaust filter, the intake dust sensor Using the first filter bypass line based on the output of the first foreign matter removal process and the second foreign matter removal process To provide a control method for an internal combustion engine for controlling to skip the extent.
本発明の内燃機関の制御方法においては、吸気ラインに第1のフィルタバイパスラインが設けられた内燃機関を使用するため、吸気ラインに吸入された空気を第1のフィルタバイパスラインに送ることで、サイクロンフィルタ及びエアフィルタを迂回することができる。また、吸気ラインに吸気ダストセンサが設けられた内燃機関を使用するため、吸気ラインに吸入される空気に含まれる異物を検出することができる。従って、吸気ダストセンサによる異物の検出結果に基づいて第1のフィルタバイパスラインを使用するか否かを判断することができる。具体的には、吸気ラインに吸入された空気がエンジン運転に影響がないと判断できるレベルの清浄空気である場合、吸気ラインのサイクロンフィルタやエアフィルタを通過させる必要はない。従って、このような清浄空気をバイパスラインに送ることで第1の異物除去工程及び第2の異物除去工程をスキップすることができるため、吸入された空気を早くエンジン本体に送ることができるとともに、エアフィルタによる圧力損失を低減することができる。また、本発明の内燃機関の制御方法においては、吸気ラインに吸入される空気に含まれる異物は、まずサイクロンフィルタにより除去されるように構成されているため、異物による目詰まりの心配がないサイクロンフィルタにより、異物の除去を最初に行うことができる。従って、サイクロンフィルタの下流側に存在し、異物による目詰まりの心配があるエアフィルタ、オイルフィルタ、排気フィルタ等のフィルタを長寿命化(交換頻度を低減)させることができる。 In the control method of the internal combustion engine according to the present invention, in order to use the internal combustion engine provided with the first filter bypass line in the intake line, the air taken into the intake line is sent to the first filter bypass line, Cyclone filters and air filters can be bypassed. In addition, since an internal combustion engine provided with an intake dust sensor in the intake line is used, foreign substances contained in the air taken into the intake line can be detected. Therefore, it can be determined whether to use the first filter bypass line based on the detection result of the foreign matter by the intake dust sensor. Specifically, when the air drawn into the intake line is a clean air of a level that can be determined to have no influence on engine operation, it is not necessary to pass through a cyclone filter or an air filter of the intake line. Therefore, by sending such clean air to the bypass line, it is possible to skip the first foreign matter removing step and the second foreign matter removing step, so it is possible to quickly send the sucked air to the engine body, The pressure loss due to the air filter can be reduced. Further, in the control method of the internal combustion engine according to the present invention, since the foreign matter contained in the air taken into the intake line is first removed by the cyclone filter, the cyclone having no fear of clogging due to the foreign matter The filter allows for the removal of foreign objects first. Therefore, it is possible to extend the life of the air filter, the oil filter, the exhaust filter, and the like, which are present on the downstream side of the cyclone filter and may be clogged with foreign matter (change frequency of replacement can be reduced).
本発明の内燃機関及び内燃機関の制御方法であれば、エアフィルタによる圧力損失を低減するとともに、異物による目詰まりの心配があるエアフィルタ、オイルフィルタ、排気フィルタ等のフィルタを長寿命化させることができる。 According to the internal combustion engine and the control method of the internal combustion engine of the present invention, it is possible to reduce the pressure loss due to the air filter and extend the life of the air filter, the oil filter, the exhaust filter, etc. Can.
以下に、本発明に係る内燃機関の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〔内燃機関〕
以下、本発明の一実施形態に係る内燃機関について、図1を用いて説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る内燃機関の構成を示す簡略構成図である。
本実施形態の内燃機関1は、空気と燃料を燃焼させて動力を発生させるエンジン本体2と、エンジン本体2に空気を供給するための吸気ライン3と、エンジン本体2から発生した排気ガスを外部に排出するための排気ライン4と、を備えている。
[Internal combustion engine]
Hereinafter, an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a simplified block diagram showing the configuration of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
The internal combustion engine 1 of the present embodiment includes an
吸気ライン3には、吸気ダストセンサ32と、サイクロンフィルタ33と、エアフィルタ31と、第1のフィルタバイパスライン34と、が設けられている。吸気ダストセンサ32は、吸気ライン3に吸入される空気に含まれる異物を検出する。サイクロンフィルタ33は、吸気ダストセンサ32の下流側に接続され、異物を除去する。エアフィルタ31は、サイクロンフィルタ33の下流側に接続され、サイクロンフィルタ33を通過した異物を除去する。第1のフィルタバイパスライン34は、吸気ダストセンサ32とサイクロンフィルタ33との間から分岐して、エアフィルタ31とエンジン本体2との間に接続される。
An
吸気ダストセンサ32としては、空気中に含まれる異物を検出できるものであれば、特に限定されない。具体的には、吸気ライン3を流れる空気に光信号を当てて異物の有無を検出する汎用の光学式センサを挙げることができる。
The
吸気ダストセンサ32の下流(吸気ダストセンサ32とサイクロンフィルタ33との間、第1のフィルタバイパスライン34への分岐点より下流)には、開閉可能な弁35が設けられている。また、第1のフィルタバイパスライン34の途中には、開閉可能な弁36が設けられている。第1のフィルタバイパスライン34を使用する場合は、弁35が閉じられ、弁36が開かれる。一方、第1のフィルタバイパスライン34を使用しない場合は、弁35が開かれ、弁36が閉じられる。
An openable /
ここで、内燃機関1には、吸気ダストセンサ32の出力に基づいて、第1のフィルタバイパスライン34の使用を切り換える制御部5が設けられている。具体的には、制御部5は、第1のフィルタバイパスライン34を使用する場合は、弁35を閉じ、弁36を開く制御を行う。一方、第1のフィルタバイパスライン34を使用しない場合は、弁35を開き、弁36を閉じる制御を行う。
Here, the internal combustion engine 1 is provided with a
制御部5は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等である。
The
エアフィルタ31には、エアフィルタ31の入口圧と出口圧との圧力差を検出するエアフィルタ差圧センサ37が備えられている。エアフィルタ差圧センサ37は、エアフィルタ31の入口圧と出口圧との圧力差を検出する。エアフィルタ差圧センサ37の出力は、制御部5に送信される。制御部5では、差圧が所定値を超えた場合に、エアフィルタ31の目詰まりを判断する。なお、差圧センサに代えて、エアフィルタ31の上流側の圧力を測る上流側圧力センサと、エアフィルタ31の下流側の圧力を測る下流側圧力センサとを設けても良い。
The
制御部5は、エアフィルタ差圧センサ37の出力に基づいて、エアフィルタ31の交換を通知するように構成されている。通知方法については特に限定されないが、例えば警報で通知する方法が挙げられる。
The
吸気ライン3には、サイクロンフィルタ33とエアフィルタ31との間から分岐して、エアフィルタ31とエンジン本体2との間に接続される第2のフィルタバイパスライン38がさらに設けられている。この第2のフィルタバイパスライン38の途中には、開閉可能な弁39が設けられている。また、サイクロンフィルタ33の下流(サイクロンフィルタ33とエアフィルタ31との間、第2のフィルタバイパスライン38への分岐点より下流)には、開閉可能な弁40が設けられている。第2のフィルタバイパスライン38を使用する場合は、弁40が閉じられ、弁39が開かれる。一方、第2のフィルタバイパスライン38を使用しない場合は、弁40が開かれ、弁39が閉じられる。
A second
制御部5は、吸気ダストセンサ32の出力及びエアフィルタ差圧センサ37の出力に基づいて、第2のフィルタバイパスライン38の使用を切り換えるように構成されている。具体的には、制御部5は、第2のフィルタバイパスライン38を使用する場合は、弁40を閉じ、弁39を開く制御を行う。一方、第2のフィルタバイパスライン38を使用しない場合は、弁40を開き、弁39を閉じる制御を行う。
The
エンジン本体2の内部には、エンジン本体2の内部を循環する潤滑油中に含まれる異物を除去するオイルフィルタ21が設けられている。そして、オイルフィルタ21には、オイルフィルタ21の入口圧と出口圧との圧力差を検出するオイルフィルタ差圧センサ22が備えられている。オイルフィルタ差圧センサ22は、オイルフィルタ21の入口圧と出口圧との圧力差を検出する。オイルフィルタ差圧センサ22の出力は、制御部5に送信される。制御部5では、差圧が所定値を超えた場合に、オイルフィルタ21の目詰まりを判断する。なお、差圧センサに代えて、オイルフィルタ21の上流側の圧力を測る上流側圧力センサと、オイルフィルタ21の下流側の圧力を測る下流側圧力センサとを設けても良い。
An
制御部5は、オイルフィルタ差圧センサ22の出力に基づいて、オイルフィルタ21の交換を通知するように構成されている。通知方法については特に限定されないが、例えば警報で通知する方法が挙げられる。
The
排気ライン4には、排気ガス中の粒子状物質を除去する排気フィルタ41が設けられている。排気フィルタ41としては、例えば差圧センサがもともと備えられているものを使用する。
The
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記したように、本実施形態の内燃機関1においては、吸気ライン3に第1のフィルタバイパスライン34が設けられている。吸気ライン3に吸入された空気を第1のフィルタバイパスライン34に送ることで、サイクロンフィルタ33及びエアフィルタ31を迂回することができる。また、吸気ライン3に吸気ダストセンサ32が設けられているため、吸気ライン3に吸入される空気に含まれる異物を検出することができる。加えて、内燃機関1は吸気ダストセンサ32の出力に基づいて、第1のフィルタバイパスライン34の使用を切り換える制御部5が設けられている。これにより、吸気ダストセンサ32による異物の検出結果に基づいて、制御部5により第1のフィルタバイパスライン34の使用を切り換えることができる。
According to the configuration described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
As described above, in the internal combustion engine 1 of the present embodiment, the first
具体的には、吸気ライン3に吸入された空気がエンジン運転に影響がないと判断できるレベルの清浄空気である場合、吸気ライン3のサイクロンフィルタ33やエアフィルタ31を通過させる必要はない。従って、このような清浄空気をバイパスラインに送る(即ち、バイパスラインを使用する)ことで、吸入された空気を早くエンジン本体2に送ることができるとともに、エアフィルタ31による圧力損失を低減することができる。
Specifically, when the air drawn into the
本実施形態の内燃機関1においては、吸気ライン3に吸入される空気に含まれる異物は、まずサイクロンフィルタ33により除去されるように構成されている。従って、異物による目詰まりの心配がないサイクロンフィルタ33により、異物の除去を最初に行うことができる。これにより、サイクロンフィルタ33の下流側に存在し、異物による目詰まりの心配があるエアフィルタ31、オイルフィルタ21、排気フィルタ41等のフィルタを長寿命化(交換頻度を低減)させることができる。
In the internal combustion engine 1 of the present embodiment, foreign substances contained in the air taken into the
エアフィルタ差圧センサ37が設けられていれば、エアフィルタ31の目詰まりの状況を監視することができる。また、制御部5がエアフィルタ差圧センサ37の出力に基づいてエアフィルタ31の交換を通知するように構成されていれば、作業者にエアフィルタ31の交換を早く通知することができる。これにより、エアフィルタ31の目詰まりを早期に発見することが可能となる。
If the air filter
オイルフィルタ差圧センサ22が設けられていれば、オイルフィルタ21の目詰まりの状況を監視することができる。また、制御部5がオイルフィルタ差圧センサ22の出力に基づいてオイルフィルタ21の交換を通知するように構成されていれば、作業者にオイルフィルタ21の交換を早く通知することができる。これにより、オイルフィルタ21の目詰まりを早期に発見することが可能となる。
If the oil filter
第2のフィルタバイパスライン38が設けられていれば、サイクロンフィルタ33で異物が除去された空気を第2のフィルタバイパスライン38に送ることで、エアフィルタ31を迂回することができる。従って、第2のフィルタバイパスライン38を利用すれば、サイクロンフィルタ33で空気中の異物を除去することができるため、下流側のオイルフィルタ21や排気フィルタ41への悪影響を抑制することができる。
If the second
また、制御部5が吸気ダストセンサ32の出力に基づいて第2のフィルタバイパスライン38の使用を切り換えるように構成されていれば、吸気ライン3に吸入された空気の清浄度合いに応じて運用を変更することが可能となる。具体的には、第1のフィルタバイパスライン34を利用する、第2のフィルタバイパスライン38を利用する、又はいずれのバイパスラインも利用しないといった3段階の運用が可能となる。加えて、制御部5がエアフィルタ差圧センサ37の出力に基づいて第2のフィルタバイパスライン38の使用を切り換えるように構成されていれば、エアフィルタ31の異常が検出されたときは、エアフィルタ31を迂回することができる。例えば、エアフィルタ31の目詰まりが確認されたとき、第2のフィルタバイパスライン38を利用してエアフィルタ31を迂回している間にエアフィルタ31の交換を行うことができる。
Also, if the
〔内燃機関の制御方法〕
次に、本発明の内燃機関の制御方法の一例について説明する。
本発明の内燃機関の制御方法は、異物検出工程と、第1の異物除去工程と、第2の異物除去工程と、粒子状物質除去工程と、を有する。異物検出工程においては、吸気ラインに吸入される空気に含まれる異物を吸気ダストセンサにより検出する。第1の異物除去工程においては、サイクロンフィルタにより異物を除去する。第2の異物除去工程においては、エアフィルタにより、サイクロンフィルタを通過した異物を除去する。粒子状物質除去工程においては、排気フィルタにより、排気ガス中の粒子状物質を除去する。そして、吸気ダストセンサの出力に基づいて、第1のフィルタバイパスラインを使用し、第1の異物除去工程及び第2の異物除去工程をスキップするように制御する。
[Control method of internal combustion engine]
Next, an example of the control method of the internal combustion engine of the present invention will be described.
The control method of an internal combustion engine according to the present invention includes a foreign matter detecting step, a first foreign matter removing step, a second foreign matter removing step, and a particulate matter removing step. In the foreign matter detection step, foreign matter contained in the air taken into the intake line is detected by the intake dust sensor. In the first foreign matter removing step, foreign matter is removed by a cyclone filter. In the second foreign matter removing step, the air filter removes foreign matter that has passed through the cyclone filter. In the particulate matter removing step, the particulate matter in the exhaust gas is removed by the exhaust filter. Then, based on the output of the intake dust sensor, the first filter bypass line is used to perform control so as to skip the first foreign matter removing step and the second foreign matter removing step.
なお、以下では、図1に示す内燃機関1において、本発明の内燃機関の制御方法を適用する場合を一例として説明するが、これに限定されない。 In addition, although the case where the control method of the internal combustion engine of this invention is applied to the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 below is demonstrated as an example, it is not limited to this.
(異物検出工程)
異物検出工程においては、吸気ライン3に吸入される空気に含まれる異物を吸気ダストセンサ32により検出する。具体的な検出方法については、上記した通りである。
(Foreign substance detection process)
In the foreign matter detection step, foreign matter contained in the air drawn into the
(第1の異物除去工程)
第1の異物除去工程においては、サイクロンフィルタ33により異物を除去する。
(First foreign substance removal process)
In the first foreign matter removing step, the
(第2の異物除去工程)
第2の異物除去工程においては、エアフィルタ31により、サイクロンフィルタ33を通過した異物を除去する。
(Second foreign substance removal process)
In the second foreign matter removing step, the
(粒子状物質除去工程)
粒子状物質除去工程においては、排気フィルタ41により、エンジン本体2から発生し、排気ライン4に流入した排気ガス中の粒子状物質を除去する。
(Particulate matter removal process)
In the particulate matter removing step, the particulate matter in the exhaust gas generated from the
ここで、本実施形態においては、吸気ダストセンサ32の出力に基づいて、第1のフィルタバイパスライン34を使用し、第1の異物除去工程及び第2の異物除去工程をスキップするように制御する。具体的には、吸気ダストセンサ32により、吸気ライン3に吸入された空気がエンジン運転に影響がないレベルの清浄空気と判断された場合、弁35を閉じ、弁36を開いて第1のフィルタバイパスライン34を使用する。これにより、サイクロンフィルタ33及びエアフィルタ31を迂回することで、第1の異物除去工程及び第2の異物除去工程をスキップする。
Here, in the present embodiment, the first
また、本実施形態においては、吸気ダストセンサ32の出力に基づいて、第2のフィルタバイパスライン38を使用し、第2の異物除去工程のみをスキップする制御もなされる。具体的には、吸気ダストセンサ32により、吸気ライン3に吸入された空気に少量の異物が含まれていると判断された場合、弁40を閉じ、弁39を開いて第2のフィルタバイパスライン38を使用する。これにより、サイクロンフィルタ33による異物の除去(第1の異物除去工程)を行った後、エアフィルタ31を迂回することで、第2の異物除去工程のみをスキップする。
Further, in the present embodiment, the second
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記したように、本実施形態の内燃機関の制御方法においては、吸気ライン3に第1のフィルタバイパスライン34が設けられた内燃機関1を使用する。吸気ライン3に吸入された空気を第1のフィルタバイパスライン34に送ることで、サイクロンフィルタ33及びエアフィルタ31を迂回することができる。また、吸気ライン3に吸気ダストセンサ32が設けられた内燃機関1を使用するため、吸気ライン3に吸入される空気に含まれる異物を検出することができる。従って、吸気ダストセンサ32による異物の検出結果に基づいて第1のフィルタバイパスライン34を使用するか否かを判断することができる。
According to the configuration described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
As described above, in the control method of the internal combustion engine of the present embodiment, the internal combustion engine 1 in which the first
具体的には、吸気ライン3に吸入された空気がエンジン運転に影響がないと判断できるレベルの清浄空気である場合、吸気ライン3のサイクロンフィルタ33やエアフィルタ31を通過させる必要はない。従って、このような清浄空気をバイパスラインに送ることで第1の異物除去工程及び第2の異物除去工程をスキップすることができる。これにより、吸入された空気を早くエンジン本体2に送ることができるとともに、エアフィルタ31による圧力損失を低減することができる。
Specifically, when the air drawn into the
また、本実施形態の内燃機関の制御方法においては、吸気ライン3に吸入される空気に含まれる異物は、まずサイクロンフィルタ33により除去されるように構成されている。従って、異物による目詰まりの心配がないサイクロンフィルタ33により、異物の除去を最初に行うことができる。これにより、サイクロンフィルタ33の下流側に存在し、異物による目詰まりの心配があるエアフィルタ31、オイルフィルタ21、排気フィルタ41等のフィルタを長寿命化(交換頻度を低減)させることができる。
Further, in the control method of the internal combustion engine of the present embodiment, the foreign matter contained in the air drawn into the
吸気ダストセンサ32の出力に基づいて第2のフィルタバイパスライン38を使用し、第2の異物除去工程のみをスキップするように構成されていれば、吸気ライン3に吸入された空気の清浄度合いに応じて運用を変更することが可能となる。具体的には、第1の異物除去工程及び第2の異物除去工程をスキップする、第2の異物除去工程のみをスキップする、又はいずれの異物除去工程もスキップしないといった3段階の運用が可能となる。加えて、エアフィルタ差圧センサ37の出力に基づいて第2のフィルタバイパスライン38を使用し、第2の異物除去工程のみをスキップするように構成されていれば、エアフィルタ31の異常が検出されたときは、エアフィルタ31を迂回することができる。例えば、エアフィルタ31の目詰まりが確認されたとき、第2の異物除去工程のみをスキップしてエアフィルタ31を迂回している間にエアフィルタ31の交換を行うことができる。
If the second
なお、上記実施形態においては、内燃機関1に弁35,36,39,40の4つの弁を設けた場合を例として説明したが、これに限定されない。即ち、弁の数を5つ以上設けた態様としても良い。また、3方弁を用いても良い。
In the above embodiment, although the case where the internal combustion engine 1 is provided with four
1 内燃機関
2 エンジン本体
3 吸気ライン
4 排気ライン
5 制御部
21 オイルフィルタ
22 オイルフィルタ差圧センサ
31 エアフィルタ
32 吸気ダストセンサ
33 サイクロンフィルタ
34 第1のフィルタバイパスライン
35,36,39,40 弁
37 エアフィルタ差圧センサ
38 第2のフィルタバイパスライン
41 排気フィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記エンジン本体に空気を供給するための吸気ラインと、
前記エンジン本体から発生した排気ガスを外部に排出するための排気ラインと、
を備え、
前記吸気ラインには、前記吸気ラインに吸入される空気に含まれる異物を検出する吸気ダストセンサと、前記吸気ダストセンサの下流側に接続され、前記異物を除去するサイクロンフィルタと、前記サイクロンフィルタの下流側に接続され、前記サイクロンフィルタを通過した異物を除去するエアフィルタと、前記吸気ダストセンサと前記サイクロンフィルタとの間から分岐して、前記エアフィルタと前記エンジン本体との間に接続される第1のフィルタバイパスラインと、が設けられ、
前記エンジン本体の内部には、前記エンジン本体の内部を循環する潤滑油中に含まれる異物を除去するオイルフィルタが設けられ、
前記排気ラインには、前記排気ガス中の粒子状物質を除去する排気フィルタが設けられ、
前記吸気ダストセンサの出力に基づいて、前記第1のフィルタバイパスラインの使用を切り換える制御部が設けられることを特徴とする内燃機関。 An engine body that burns air and fuel to generate power,
An intake line for supplying air to the engine body;
An exhaust line for discharging the exhaust gas generated from the engine body to the outside;
Equipped with
In the intake line, an intake dust sensor for detecting foreign matter contained in air taken into the intake line; a cyclone filter connected to the downstream side of the intake dust sensor for removing the foreign matter; An air filter connected to the downstream side for removing foreign matter that has passed through the cyclone filter, branched from between the intake dust sensor and the cyclone filter, and connected between the air filter and the engine body A first filter bypass line is provided,
An oil filter is provided inside the engine body to remove foreign matter contained in the lubricating oil circulating inside the engine body,
The exhaust line is provided with an exhaust filter for removing particulate matter in the exhaust gas,
A control unit is provided to switch use of the first filter bypass line based on an output of the intake dust sensor.
前記制御部は、前記エアフィルタ差圧センサの出力に基づいて、前記エアフィルタの交換を通知することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 It has an air filter differential pressure sensor that detects a pressure difference between the inlet pressure and the outlet pressure of the air filter,
The internal combustion engine according to claim 1, wherein the control unit notifies replacement of the air filter based on an output of the air filter differential pressure sensor.
前記制御部は、前記オイルフィルタ差圧センサの出力に基づいて、前記オイルフィルタの交換を通知することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関。 It has an oil filter differential pressure sensor that detects the pressure difference between the inlet pressure and the outlet pressure of the oil filter,
The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the control unit notifies replacement of the oil filter based on an output of the oil filter differential pressure sensor.
前記制御部は、前記吸気ダストセンサの出力及び前記エアフィルタ差圧センサの出力に基づいて、前記第2のフィルタバイパスラインの使用を切り換えることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。 The intake line further includes a second filter bypass line branched from between the cyclone filter and the air filter and connected between the air filter and the engine body.
3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the control unit switches the use of the second filter bypass line based on an output of the intake dust sensor and an output of the air filter differential pressure sensor.
前記吸気ラインに吸入される空気に含まれる異物を前記吸気ダストセンサにより検出する異物検出工程と、
前記サイクロンフィルタにより、前記異物を除去する第1の異物除去工程と、
前記エアフィルタにより、前記サイクロンフィルタを通過した異物を除去する第2の異物除去工程と、
前記排気フィルタにより、前記排気ガス中の粒子状物質を除去する粒子状物質除去工程と、
を有し、
前記吸気ダストセンサの出力に基づいて、前記第1のフィルタバイパスラインを使用し、前記第1の異物除去工程及び前記第2の異物除去工程をスキップするように制御することを特徴とする内燃機関の制御方法。 It has an engine body that burns air and fuel to generate power, an intake line for supplying air to the engine body, and an exhaust line for discharging the exhaust gas generated from the engine body to the outside. An intake dust sensor for detecting foreign matter contained in the air taken into the intake line; a cyclone filter connected to the downstream side of the intake dust sensor for removing the foreign matter; and the cyclone filter An air filter for removing foreign matter that has passed through the cyclone filter and a branch from between the intake dust sensor and the cyclone filter and connected between the air filter and the engine body. A first filter bypass line, and inside the engine body, the engine In the control method of an internal combustion engine, an oil filter is provided for removing foreign substances contained in lubricating oil circulating in the interior of the engine, and the exhaust line is provided with an exhaust filter for removing particulate matter in the exhaust gas ,
A foreign matter detection step of detecting foreign matter contained in air taken into the intake line by the intake dust sensor;
A first foreign matter removing step of removing the foreign matter by the cyclone filter;
A second foreign matter removing step of removing foreign matter having passed through the cyclone filter by the air filter;
A particulate matter removing step of removing particulate matter in the exhaust gas by the exhaust filter;
Have
An internal combustion engine that is controlled based on the output of the intake dust sensor to skip the first foreign matter removing step and the second foreign matter removing step using the first filter bypass line. Control method.
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