JP5235229B2 - 粒子状物質除去フィルタの再生制御装置およびその再生制御方法 - Google Patents
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Description
(エンジン系の概要構成)
図1は、この発明の実施の形態1にかかる粒子状物質除去フィルタ(DPF)の再生制御装置を含むディーゼルエンジン100(以下、特に断りがない限りエンジン100)の概要構成を示す模式図である。また、エンジン100は、油圧ショベルやダンプトラックといった建設機械やフォークリフトなどの産業車両といった作業車両の動力源として用いられることを想定する。図1において、エンジン100は、内部に複数の燃焼室が形成されたエンジン本体1と、吸入される空気を、フィルタを用いて濾過し、埃などの異物が燃焼室に混入するのを防止するエアクリーナ2と、エンジン本体1内部の各燃焼室に給気を供給する給気管路3と、エンジン本体1内部の各燃焼室から排出された排気ガスを排出する排気管路4と、冷却機構5と、排気タービン過給機6と、排気浄化装置7と、排気再循環システム8と、エンジンコントローラ30と、モニタ装置50と、アクセルペダル60と、燃料調整ダイヤル80とを備える。
ここで、図2を参照して、再生制御部42による自動強制再生時におけるエンジン回転数の下限値制御の概要について説明する。図2は、横軸に時間の経過、縦軸にエンジン回転数の変化を示す。図2において、時点t1は、自動強制再生の開始時点である。また、時点t2は、自動強制再生の終了時点である。また、時点t3は、時点t2から下限値制御を継続する継続期間の終了時点である。したがって、自動強制再生処理は、時点t1から時点t2まで行われる(自動強制再生期間TA)。ここで、上述したように自動強制再生時には、自動強制再生時にかかわらず、作業車両の運転や作業機の操作(たとえば、作業車両が油圧ショベルの場合、掘削作業のために備えられた作業機(ブーム、アーム、バケット)の操作)を任意に行うことができる。そのような作業車両の運転や作業機の操作に応じて、エンジン回転数は、時々刻々と変化する。作業車両には、走行速度を調整するためのアクセルペダル60や作業機を動かすための操作レバーが運転室内に備えられている。オペレータが、それらアクセルペダル60や操作レバーを操作すると、操作に応じてエンジンコントローラ30はエンジン回転数を制御する。すなわち、作業機による掘削などを行うべく、オペレータが操作レバーを操作すれば、それに応じてエンジン回転数は上昇し、オペレータが、その操作をやめるとエンジン回転数は、所定のアイドリング回転数に下降し、図2に示す波形の実線(C1部を除く)及び破線のように上下にエンジン回転数は変動する。しかし、自動強制再生時におけるエンジン回転数の下限値制御が行われると、オペレータが操作レバーを操作すれば、それに応じてエンジン回転数は上昇するものの、オペレータが何ら操作しなければ、図2に示す破線のようにエンジン回転数が下降するのではなく、エンジン回転数Nth以下に下降しない。つまり、エンジン回転数は、図2に示す実線(C1部を含む)をたどって変動することとなる。以上のように、下限値制御の期間は、継続期間TBを含め、時点t1から時点t3までの下限値制御期間T1となる。
つぎに、実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1では、自動強制再生期間TAは常に下限値制御を行うようにしていたが、この実施の形態2では、自動強制再生期間TA内に下限値制御を行う制御開始条件を満足した場合に下限値制御を開始するようにしている。
つぎに、実施の形態3について説明する。この実施の形態3では、図7に示すように、さらに、モニタ装置50は、入出力操作が可能な操作パネルを有し、上述した下限値制御を行うか否かを予め設定しておく設定手段である設定スイッチ51を備える。ただし、この実施の形態2の設定スイッチ51は、オペレータではなく、サービスマンが操作パネルを特殊操作することによって操作できるものである。この特殊操作は、サービスマンしか知りえない操作であり、たとえば、複数のボタンを連続して押下あるいは同時に押下する操作である。あるいは、設定スイッチ51そのものが、サービスマンしか知りえないハード構成の隠しスイッチであってもよい。
つぎに、実施の形態4について説明する。この実施の形態4では、オペレータが設定スイッチ51を操作できるようにしている。すなわち、オペレータが設定スイッチ51を操作することによって、下限値制御が実行されることをオペレータが自ら認識することができるため、オペレータは、下限値制御によるエンジン回転数の上昇やエンジン回転数が低下しないことに対する違和感を感じることがなくなる。
2 エアクリーナ
3 給気管路
4 排気管路
5 冷却機構
6 排気タービン過給機
7 排気浄化装置
8 排気再循環システム
3a エンジン回転速度センサ
3c 給気圧センサ
3d 排気圧センサ
3e タービン回転速度センサ
3f 流量センサ
21 タービン
21a タービン翼車
22 コンプレッサ
23 可変ターボノズル
30 エンジンコントローラ
31 排気再循環通路
32 EGRバルブ
33 EGRクーラ
41 堆積量算出部
42 再生制御部
50 モニタ装置
51 設定スイッチ
70 ドージング燃料供給装置
70a ドージングノズル
71 DOC
72 粒子状物質除去フィルタ
73 差圧センサ
74〜76 温度センサ
80 燃料調整ダイヤル
100 ディーゼルエンジン(エンジン)
TA 自動強制再生期間
TB 継続期間
T1,T2 下限値制御期間
Claims (10)
- エンジンの排気ガスから粒子状物質を除去する粒子状物質除去フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が所定値を超えた場合に、堆積した前記粒子状物質を燃焼させ、前記粒子状物質除去フィルタを再生させるための再生制御手段を備え、
前記再生制御手段は、前記再生時、及び前記再生終了後所定時間継続して、エンジン回転数の下限値を所定閾値以上にする下限値制御を行うことを特徴とする粒子状物質除去フィルタの再生制御装置。 - 前記再生制御手段は、前記再生時に、所定の制御開始条件を満足した場合に、エンジン回転数の下限値を所定閾値以上にする下限値制御を開始することを特徴とする請求項1に記載の粒子状物質除去フィルタの再生制御装置。
- 前記所定の制御開始条件は、前記所定閾値以上のエンジン回転数である状態が所定時間以上となることであることを特徴とする請求項2に記載の粒子状物質除去フィルタの再生制御装置。
- さらに前記エンジンの周囲の環境温度あるいは標高を検知する環境状態検出手段を備え、前記所定閾値および前記所定時間は、前記環境状態検出手段が検知した環境温度あるいは標高に応じて可変であることを特徴とする請求項3に記載の粒子状物質除去フィルタの再生制御装置。
- 前記所定の制御開始条件は、前記粒子量物質除去フィルタ内の温度が所定温度以上となることであることを特徴とする請求項2に記載の粒子状物質除去フィルタの再生制御装置。
- 前記所定の制御開始条件は、排気ガス流量が所定流量以下となることであることを特徴とする請求項2に記載の粒子状物質除去フィルタの再生制御装置。
- 前記下限値制御を行うことを設定指示する設定手段を備え、
前記再生制御手段は、前記設定手段による下限値制御の設定指示がある場合に、前記下限値制御を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の粒子状物質除去フィルタの再生制御装置。 - 前記再生制御手段は、前記設定手段による下限値制御の設定指示がない場合、前記粒子量物質除去フィルタの自動再生処理を実行しないことを特徴とする請求項7に記載の粒子状物質除去フィルタの再生制御装置。
- エンジンの排気ガスから粒子状物質を除去する粒子状物質除去フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が所定値を超えた場合に、堆積した前記粒子状物質を燃焼させ、前記粒子状物質除去フィルタを再生させるための再生制御ステップを含み、
前記再生制御ステップは、前記再生時、及び前記再生終了後所定時間継続して、エンジン回転数の下限値を所定閾値以上にする下限値制御を行うことを特徴とする粒子状物質除去フィルタの再生制御方法。 - 前記再生制御ステップは、前記再生時に、所定の制御開始条件を満足した場合に、エンジン回転数の下限値を所定値以上にする下限値制御を開始することを特徴とする請求項9に記載の粒子状物質除去フィルタの再生制御方法。
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