JP5655114B2 - Exhaust gas purification system - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの排気通路に酸化触媒とパティキュレートフィルタとを備えた排気ガス浄化システムの技術に関する。 The present invention relates to a technology of an exhaust gas purification system provided with an oxidation catalyst and a particulate filter in an exhaust passage of an engine.
従来、ディーゼルエンジンから排気される排気ガス中に含まれる粒子状物質を除去して、排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムは公知である。この排気ガス浄化システムとして、エンジンの排気通路に酸化触媒やディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter:以下DPFとする)からなる、粒子状物質除去装置を配置し、これに排気ガスを流すことで、排気ガスに含まれる粒子状物質を減少あるいは除去するものがある。 Conventionally, an exhaust gas purification system that purifies exhaust gas by removing particulate matter contained in exhaust gas exhausted from a diesel engine is known. As this exhaust gas purification system, a particulate matter removing device consisting of an oxidation catalyst and a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF) is arranged in the exhaust passage of the engine, and the exhaust gas is allowed to flow therethrough. There are those that reduce or remove particulate matter contained in the exhaust gas.
このような排気ガス浄化システムにおいては、アイドリング中に排出される未燃のハイドロカーボン(以下HCとする)や水蒸気等が、酸化触媒の表面や、DPFの表面に吸着して溜め込まれ蓄積する。ここで、酸化触媒が活性温度に到達する前に、未燃のHCが酸化触媒やDPFに吸着して蓄積され、その状態で走行が開始されることによって排気ガスの流量が増加した場合には、当該排気ガスにより、酸化触媒やDPFに吸着した未燃のHCが一挙に脱離し、大気中に白煙として排気通路の後端から放出される。このため、後続車の視界不良や悪臭といった問題点があった。 In such an exhaust gas purification system, unburned hydrocarbon (hereinafter referred to as HC), water vapor and the like discharged during idling are adsorbed and accumulated on the surface of the oxidation catalyst or the surface of the DPF. Here, before the oxidation catalyst reaches the activation temperature, unburned HC is adsorbed and accumulated on the oxidation catalyst or DPF, and when the exhaust gas flow rate is increased by starting running in this state, By the exhaust gas, the unburned HC adsorbed on the oxidation catalyst and the DPF is desorbed all at once and discharged as white smoke from the rear end of the exhaust passage into the atmosphere. For this reason, there were problems such as poor visibility and bad odor of the following vehicles.
そこで、前記問題点を解決するために、特許文献1及び特許文献2のような排気ガス浄化システムが提案されている。特許文献1の排気ガス浄化システムは、フィルタの入口側の排気ガス温度を測定し、その測定した温度が低排気ガス温度にある状態(酸化触媒に未燃のHCが酸化されずに、蓄積されるような低い排気ガスの温度における運転状態)の累積時間を計測する。そして、当該累積時間がある所定時間を超えた場合に、未燃のHCが相当量蓄積したと判断して、排気ガスの昇温制御運転を行い、白煙の発生を防止している。また、特許文献2の排気ガス浄化システムは、アイドリング状態の継続時間を計測し、その継続時間が所定の判断値を超えた時に、絞り弁を閉じることで排気ガスの流量を減少させる構成となっている。特許文献2の排気ガス浄化システムは、絞り弁により排気ガスの流量を減少させることで排気温度を上昇させる。そして、排気温度を上昇させることで酸化触媒を活性温度まで昇温させて、吸着した未燃のHCを酸化除去し、白煙の発生を防止している。 In order to solve the above problems, exhaust gas purification systems such as Patent Document 1 and Patent Document 2 have been proposed. The exhaust gas purification system of Patent Document 1 measures the exhaust gas temperature on the inlet side of the filter, and the measured temperature is at a low exhaust gas temperature (unburned HC is not oxidized in the oxidation catalyst but accumulated. The cumulative time of the operating state at such a low exhaust gas temperature is measured. When the accumulated time exceeds a predetermined time, it is determined that a considerable amount of unburned HC has accumulated, and the exhaust gas temperature raising control operation is performed to prevent the generation of white smoke. Further, the exhaust gas purification system of Patent Document 2 is configured to measure the duration of the idling state and reduce the flow rate of the exhaust gas by closing the throttle valve when the duration exceeds a predetermined judgment value. ing. The exhaust gas purification system of Patent Document 2 raises the exhaust gas temperature by reducing the flow rate of the exhaust gas using a throttle valve. Then, by raising the exhaust gas temperature, the oxidation catalyst is heated to the activation temperature, and the adsorbed unburned HC is removed by oxidation, thereby preventing the generation of white smoke.
しかしながら、特許文献1の排気ガス浄化システムにおいては、排気ガス温度が低排気温度にある状態の累積時間が所定時間以上になったかを判断し、当該累積時間が所定時間以上になったと判断すると、排気ガスの昇温制御運転(白煙防止運転)を行うため、累積時間が経過するまでは昇温制御(白煙防止運転)が行われず、速やかな白煙除去が行われないという問題点があった。 However, in the exhaust gas purification system of Patent Document 1, it is determined whether the accumulated time when the exhaust gas temperature is at a low exhaust temperature has reached a predetermined time or more, and when it is determined that the accumulated time has become a predetermined time or more, Since the exhaust gas temperature rise control operation (white smoke prevention operation) is performed, the temperature rise control (white smoke prevention operation) is not performed until the accumulated time elapses, and the white smoke removal is not performed promptly. there were.
また、特許文献2の排気ガス浄化システムにおいては、白煙防止運転を行うか否かの判断を、エンジンの回転数やアクセルの開度等から検知したアイドリング状態の継続時間で行うが、エンジンの運転状態によっては、同じエンジンの回転数及び継続時間であっても排気ガス温度が高くなる場合がある。そのため、排気ガス温度が高くなっている場合でも、無駄な白煙除去運転が行われて、不必要な燃料を消費するという問題点があった。 Further, in the exhaust gas purification system of Patent Document 2, whether to perform the white smoke prevention operation is determined based on the duration of the idling state detected from the engine speed, the accelerator opening, and the like. Depending on the operating conditions, the exhaust gas temperature may increase even at the same engine speed and duration. Therefore, even when the exhaust gas temperature is high, there is a problem that unnecessary white smoke removal operation is performed and unnecessary fuel is consumed.
本発明は、かかる問題を解決すべくなされたものであり、白煙の発生を防止する白煙防止運転を精度良く行うことができ、燃料の消費を抑制することができる排気ガス浄化システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides an exhaust gas purification system capable of accurately performing white smoke prevention operation for preventing the generation of white smoke and suppressing fuel consumption. The purpose is to do.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
請求項1においては、エンジンの排気通路にEGR装置と酸化触媒とパティキュレートフィルタとを設け、前記エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムにおいて、酸化触媒が活性温度に到達する前に排出される未燃のハイドロカーボンや水蒸気が、前記酸化触媒やパティキュレートフィルタの表面に吸着して蓄積し、該状態で排気ガスの流量が増加した場合に、吸着した未燃のハイドロカーボンが一挙に脱離し、大気中に白煙として放出されるのを解消する白煙防止運転を自動的に行う制御であって、前記パティキュレートフィルタの出口側に配置されて排気ガスの温度を検出する出口側温度検出手段と、前記出口側温度検出手段の検出結果に基づいてパティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度状態を判断する排気ガス温度判断手段と、前記排気ガス温度判断手段の判断結果に基づいて排気ガスの温度を調整する排気ガス温度調整手段とを具備し、前記排気ガス温度判断手段によりパティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度が所定の設定値未満であると判断した場合、前記排気ガス温度調整手段により排気ガスの温度を酸化触媒の活性温度まで昇温させる白煙防止運転を開始し、前記排気ガス温度調整手段は、エンジンの吸気スロットルを調整する吸気調整手段と、エンジンの排気スロットルを調整する排気調整手段と、エンジンのEGRバルブを調整するもEGR調整手段とを具備し、前記吸気調整手段は、吸気スロットルの開閉速度及び開閉タイミングを変更可能とし、前記排気調整手段は、排気スロットルの開閉速度及び開閉タイミングを変更可能とし、白煙防止運転を開始する場合、前記EGR調整手段は、開始前に、EGR装置のEGRバルブを強制的に全閉とするものである。 In the exhaust gas purification system for purifying the exhaust gas of the engine by providing an EGR device, an oxidation catalyst, and a particulate filter in the exhaust passage of the engine, the oxidation catalyst is discharged before reaching the activation temperature. If unburned hydrocarbon or water vapor adsorbs and accumulates on the surface of the oxidation catalyst or particulate filter and the exhaust gas flow rate increases in this state, the adsorbed unburned hydrocarbon is removed at once. Control for automatically performing white smoke prevention operation that eliminates white smoke released into the atmosphere, and is provided on the outlet side of the particulate filter to detect the temperature of the exhaust gas. Based on the detection means and the detection result of the outlet side temperature detection means, the temperature state of the exhaust gas at the outlet side of the particulate filter is determined. An exhaust gas temperature determining means, and an exhaust gas temperature adjusting means for adjusting the temperature of the exhaust gas based on the determination result of the exhaust gas temperature determining means, and the exhaust gas temperature determining means at the outlet side of the particulate filter. When it is determined that the temperature of the exhaust gas is lower than a predetermined set value, the exhaust gas temperature adjusting means starts the white smoke prevention operation for raising the temperature of the exhaust gas to the activation temperature of the oxidation catalyst, and the exhaust gas temperature The adjusting means includes an intake adjusting means for adjusting the intake throttle of the engine, an exhaust adjusting means for adjusting the exhaust throttle of the engine, and an EGR adjusting means for adjusting the EGR valve of the engine . and it can change the opening and closing speed and the opening and closing timing of an intake throttle, the exhaust adjusting means, the opening and closing speed and the opening and closing of the exhaust throttle Timing and changeable, when starting white smoke prevention operation, the EGR adjusting means, before the start, is to forcibly fully closed the EGR valve of the EGR device.
請求項2においては、請求項1記載の排気ガス浄化システムにおいて、前記エンジンが運転状態となると、出口側温度検出手段は、前記パティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度を取得し、白煙防止運転を行う旨の信号が有るか否かを判断し、排気ガス温度判断手段は、白煙防止運転を行う旨の信号無しと判断した場合、出口側温度検出手段より取得したパティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度と、酸化触媒の活性が始まる温度である第1設定温度とを比較し、該排気ガスの温度が第1設定温度未満であるか否かを判断し、白煙防止運転を行う旨の信号有りと判断した場合、出口側温度検出手段により取得した出口側における排気ガスの温度と、前記第1設定温度よりも高い温度であって酸化触媒が十分活性する温度である第2設定温度とを比較し、白煙防止運転を開始するかどうかを判断するものである。 According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purification system according to the first aspect, when the engine is in an operating state, the outlet side temperature detecting means acquires the temperature of the exhaust gas at the outlet side of the particulate filter, and the white smoke It is determined whether there is a signal indicating that the prevention operation is performed, and when the exhaust gas temperature determination unit determines that there is no signal indicating that the white smoke prevention operation is performed, the particulate filter obtained from the outlet side temperature detection unit is determined. The temperature of the exhaust gas on the outlet side is compared with the first set temperature, which is the temperature at which the activation of the oxidation catalyst begins, and it is determined whether the temperature of the exhaust gas is lower than the first set temperature, thereby preventing white smoke If it is determined that there is a signal indicating that the operation is to be performed, the temperature of the exhaust gas on the outlet side acquired by the outlet side temperature detecting means and the temperature higher than the first set temperature and the oxidation catalyst is sufficient Comparing the second set temperature is the temperature at which sex is to determine whether to start the white smoke prevention operation.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、エンジンの排気通路にEGR装置と酸化触媒とパティキュレートフィルタとを設け、前記エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムにおいて、酸化触媒が活性温度に到達する前に排出される未燃のハイドロカーボンや水蒸気が、前記酸化触媒やパティキュレートフィルタの表面に吸着して蓄積し、該状態で排気ガスの流量が増加した場合に、吸着した未燃のハイドロカーボンが一挙に脱離し、大気中に白煙として放出されるのを解消する白煙防止運転を自動的に行う制御であって、前記パティキュレートフィルタの出口側に配置されて排気ガスの温度を検出する出口側温度検出手段と、前記出口側温度検出手段の検出結果に基づいてパティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度状態を判断する排気ガス温度判断手段と、前記排気ガス温度判断手段の判断結果に基づいて排気ガスの温度を調整する排気ガス温度調整手段とを具備し、前記排気ガス温度判断手段によりパティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度が所定の設定値未満であると判断した場合、前記排気ガス温度調整手段により排気ガスの温度を酸化触媒の活性温度まで昇温させる白煙防止運転を開始し、前記排気ガス温度調整手段は、エンジンの吸気スロットルを調整する吸気調整手段と、エンジンの排気スロットルを調整する排気調整手段と、エンジンのEGRバルブを調整するもEGR調整手段とを具備し、前記吸気調整手段は、吸気スロットルの開閉速度及び開閉タイミングを変更可能とし、前記排気調整手段は、排気スロットルの開閉速度及び開閉タイミングを変更可能とし、白煙防止運転を開始する場合、前記EGR調整手段は、開始前に、EGR装置のEGRバルブを強制的に全閉とすることにより、白煙の発生を防止する白煙防止運転を精度良く行うことができ、燃料の消費を抑制することができる。 In the exhaust gas purification system for purifying the exhaust gas of the engine by providing an EGR device, an oxidation catalyst, and a particulate filter in the exhaust passage of the engine, the oxidation catalyst is discharged before reaching the activation temperature. If unburned hydrocarbon or water vapor adsorbs and accumulates on the surface of the oxidation catalyst or particulate filter and the exhaust gas flow rate increases in this state, the adsorbed unburned hydrocarbon is removed at once. Control for automatically performing white smoke prevention operation that eliminates white smoke released into the atmosphere, and is provided on the outlet side of the particulate filter to detect the temperature of the exhaust gas. Based on the detection means and the detection result of the outlet side temperature detection means, the temperature state of the exhaust gas at the outlet side of the particulate filter is determined. An exhaust gas temperature determining means, and an exhaust gas temperature adjusting means for adjusting the temperature of the exhaust gas based on the determination result of the exhaust gas temperature determining means, and the exhaust gas temperature determining means at the outlet side of the particulate filter. When it is determined that the temperature of the exhaust gas is lower than a predetermined set value, the exhaust gas temperature adjusting means starts the white smoke prevention operation for raising the temperature of the exhaust gas to the activation temperature of the oxidation catalyst, and the exhaust gas temperature The adjusting means includes an intake adjusting means for adjusting the intake throttle of the engine, an exhaust adjusting means for adjusting the exhaust throttle of the engine, and an EGR adjusting means for adjusting the EGR valve of the engine . and it can change the opening and closing speed and the opening and closing timing of an intake throttle, the exhaust adjusting means, the opening and closing speed and the opening and closing of the exhaust throttle Timing and changeable, when starting white smoke prevention operation, the EGR adjusting means, before the start, by forcibly fully closed the EGR valve of the EGR device, to prevent the occurrence of white smoke white smoke The prevention operation can be performed with high accuracy and the consumption of fuel can be suppressed.
また、排気ガス温度調整手段は、エンジンの吸気スロットルを調整する吸気調整手段と、エンジンの排気スロットルを調整する排気調整手段とを具備し、前記吸気調整手段は、吸気スロットルの開閉速度及び開閉タイミングを変更可能とし、前記排気調整手段は、排気スロットルの開閉速度及び開閉タイミングを変更可能としたので、エンジンの運転状態が定常状態又は過渡状態にある場合に、その状態に応じて吸気スロットル及び/又は排気スロットルの開閉速度を変化させて、定常状態ではエンジンの急激な変動を抑えることができ、過渡状態では白煙の発生を速やかに低減することができる。 The exhaust gas temperature adjusting means includes an intake air adjusting means for adjusting an intake throttle of the engine and an exhaust gas adjusting means for adjusting the exhaust throttle of the engine. The intake air adjusting means includes an opening / closing speed and an opening / closing timing of the intake throttle. The exhaust adjustment means can change the opening / closing speed and timing of the exhaust throttle, so that when the engine operating state is in a steady state or a transient state, the intake throttle and / or Alternatively, by changing the opening / closing speed of the exhaust throttle, rapid fluctuations in the engine can be suppressed in a steady state, and the generation of white smoke can be quickly reduced in a transient state.
請求項2においては、請求項1記載の排気ガス浄化システムにおいて、前記エンジンが運転状態となると、出口側温度検出手段は、前記パティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度を取得し、白煙防止運転を行う旨の信号が有るか否かを判断し、排気ガス温度判断手段は、白煙防止運転を行う旨の信号無しと判断した場合、出口側温度検出手段より取得したパティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度と、酸化触媒の活性が始まる温度である第1設定温度とを比較し、該排気ガスの温度が第1設定温度未満であるか否かを判断し、白煙防止運転を行う旨の信号有りと判断した場合、出口側温度検出手段により取得した出口側における排気ガスの温度と、前記第1設定温度よりも高い温度であって酸化触媒が十分活性する温度である第2設定温度とを比較し、白煙防止運転を開始するかどうかを判断するので、白煙防止運転を行う旨の信号無しと判断した場合にも、白煙防止運転を行う旨の信号有りと判断した場合にも、パティキュレートフィルタの出口側における排気ガス温度のみで白煙防止運転を行うか否かを判断するため、白煙防止運転を精度良く行うことができ、燃料の消費を抑制することができる。 According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purification system according to the first aspect, when the engine is in an operating state, the outlet side temperature detecting means acquires the temperature of the exhaust gas at the outlet side of the particulate filter, and the white smoke It is determined whether there is a signal indicating that the prevention operation is performed, and when the exhaust gas temperature determination unit determines that there is no signal indicating that the white smoke prevention operation is performed, the particulate filter obtained from the outlet side temperature detection unit is determined. The temperature of the exhaust gas on the outlet side is compared with the first set temperature, which is the temperature at which the activation of the oxidation catalyst begins, and it is determined whether the temperature of the exhaust gas is lower than the first set temperature, thereby preventing white smoke If it is determined that there is a signal indicating that the operation is to be performed, the temperature of the exhaust gas on the outlet side acquired by the outlet side temperature detecting means and the temperature higher than the first set temperature and the oxidation catalyst is sufficient The second set temperature, which is a characteristic temperature, is compared to determine whether to start the white smoke prevention operation. Therefore, even if it is determined that there is no signal indicating the white smoke prevention operation, the white smoke prevention operation is performed. Even when it is determined that there is a signal to do so, it is possible to determine whether to perform white smoke prevention operation only with the exhaust gas temperature on the outlet side of the particulate filter, so it is possible to accurately perform white smoke prevention operation, Fuel consumption can be suppressed.
以下、排気ガス浄化システム100の全体的な構成について説明する。
Hereinafter, the overall configuration of the exhaust
図1に示すように、エンジン20において、吸気マニホールド24は、シリンダヘッド23の一側に設けられ、図示しない燃焼室と連通可能とされている。この吸気マニホールド24には吸気通路25が連通されている。該吸気通路25には絞りを有する吸気スロットル31が設けられている。
As shown in FIG. 1, in the
吸気スロットル31は、エンジン20の吸気マニホールド24への吸気量を調整するものである。吸気スロットル31の開閉により吸気通路25の通路面積が変化し、その通路面積に応じて吸気マニホールド24への吸気量が決まる。吸気スロットル31は制御装置(ECU:エンジンコントロールユニット)50と接続されている。
The
また、エンジン20において、排気マニホールド21は、シリンダヘッド23の他側に設けられ、図示しない燃焼室と連通可能とされている。この排気マニホールド21には排気通路22が連通されている。該排気通路22には絞りを有する排気スロットル32が設けられている。
In the
排気スロットル32は、エンジン20の排気マニホールド21からの排気量を調整するものである。排気スロットル32の開閉により排気通路22の通路面積が変化し、その通路面積に応じて排気マニホールド21からの排気量が決まる。排気スロットル32は制御装置50と接続されている。
The
また、吸気通路25の吸気スロットル31よりも下流側と、排気通路22の排気スロットル32よりも上流側との間には、EGR装置40が設けられる。EGR装置40は、エンジン20の排気マニホールド21から排気される排気ガスの一部をEGRガスとして吸気に還流させるものである。EGR装置40は、吸気通路25と排気通路22との間にこれらを連通させるEGR通路41が配設されている。このEGR通路41には、EGRバルブ42とEGRクーラ43とが配設されている。
In addition, an
EGRバルブ42は、EGRガスの流量を調整するバルブであり、EGR通路41の中途部に設けられている。EGRバルブ42の開閉によりEGR通路41の通路面積が変化し、その通路面積に応じてEGR装置40を介して還流するEGRガスの還流量が決まる。EGRバルブ42は制御装置50と接続されている。EGRクーラ43は、高温のEGRガスを冷却するものであり、EGR通路41の中途部であって、EGR通路41のEGRバルブ42よりも上流側に設けられている。
The
図1に示すように、排気ガス浄化システム100は、エンジン20の排気マニホールド21に接続される排気通路22に、粒子状物質除去装置10を備えている。
As shown in FIG. 1, the exhaust
粒子状物質除去装置10は、エンジン20から排気される排気ガス中に含まれる粒子状物質を除去する装置であり、酸化触媒11と、DPF12と、差圧センサ13と、温度センサ14と、を具備する。
The particulate
酸化触媒11は、粒子状物質除去装置10の上流側に設けられ、排気ガスの流れ方向(矢印90)に格子状(ハニカム状)の通路が形成される、図示せぬモノリス担体を有するものである。当該モノリス担体上には、白金やロジウムやパラジウム等の触媒金属が担持される。
The
DPF12は、粒子状物質除去装置10の下流側に設けられる略円筒形のハニカムフィルタである。DPF12は、コージェライトのようなセラミックスからなる多孔質の隔壁で仕切られた多角形断面を有する。DPF12は、当該隔壁により多数の互いに平行に形成された貫通孔の相隣接する入口部と出口部を、交互に実質的に封止することにより構成される。隔壁には、白金等の触媒金属がコーティングされ、触媒機能が担持される。DPF12は、DPF12の入口側から導入されたエンジン20の排気ガスを隔壁による貫通孔を通過させることで、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するように構成されている。
The
差圧センサ13は、粒子状物質除去装置10の入口側及び出口側の差圧を検出するセンサであり、両端部を粒子状物質除去装置10の入口側と出口側とにそれぞれ接続した導通管15の中途部に設けられている。差圧センサ13の検出結果に基づいて、DPF12における粒子状物質の堆積量が制御装置50により推定される。また、差圧センサ13の検出結果に基づいて、DPF12の再生制御を行うか否かの判断が制御装置50により行われる。
The
温度センサ14は、出口側温度検出手段として、粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側に設けられている。温度センサ14は、粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度、即ちDPF12を通過した直後の排気ガスの温度を検出する。
The
次に、排気ガス浄化システム100の制御構成について説明する。
Next, the control configuration of the exhaust
図1に示すように、排気ガス浄化システム100は、制御装置50を備える。
As shown in FIG. 1, the exhaust
制御装置50は、エンジン20の運転の全般的な制御を行うとともに、DPF12の再生制御を行う。制御装置50では、CPU(中央演算装置)と、記憶装置としてROM、RAM、HDD等がバスで接続される。前記記憶装置には制御プログラムが記憶されている。
The
制御装置50には、差圧センサ13と、温度センサ14とが接続されている。粒子状物質除去装置10の入口側及び出口側の差圧は、差圧センサ13により検出されて制御装置50に入力される。制御装置50は、差圧センサ13の検出結果に基づいて、DPF12における粒子状物質の堆積量を推定する。また、DPF12を通過した直後の排気ガスの温度は、温度センサ14により検出されて制御装置50に入力される。
A
制御装置50には、さらに吸気スロットル31と、排気スロットル32と、EGRバルブ42と、報知手段60とが接続されている。
The
報知手段60は、後述する白煙防止運転が開始されることを操縦者に報知する手段である。報知手段60は、例えば、図示せぬ表示ランプを表示パネルに設けて、白煙防止運転が開始されると点灯又は点滅させるように構成される。ただし、報知手段60は、スピーカやブザー等を表示パネルに設け、白煙防止運転中に報知音がなるようにして構成することも可能である。また、報知手段60は表示パネルに設ける構成に限らず、他の位置に配置する構成にしてもよい。 The notification means 60 is means for notifying the operator that the white smoke prevention operation described later is started. For example, the notification unit 60 is configured to provide a display lamp (not shown) on the display panel and to light or blink when the white smoke prevention operation is started. However, the notification means 60 may be configured such that a speaker, a buzzer, or the like is provided on the display panel so that a notification sound is generated during the white smoke prevention operation. Further, the notification means 60 is not limited to the configuration provided on the display panel, and may be configured to be disposed at another position.
また、図2に示すように、制御装置50には、排気ガス温度判断手段51と、排気ガス温度調整手段52と、白煙タイマ53と、吸気スロットルタイマ57とが備えられている。排気ガス温度判断手段51は、温度センサ14より検出された、DPF12を通過した直後の排気ガスの温度を取得し、その取得した排気ガスの温度と、予め設定した所定の設定値と、を比較することで、取得した排気ガスの温度状態を判断する手段である。
As shown in FIG. 2, the
排気ガス温度調整手段52は、排気ガス温度判断手段51の判断結果、エンジン20の運転状態(定常状態、過渡状態)に応じて、吸気スロットル31、排気スロットル32、及びEGRバルブ42を調整することで、粒子状物質除去装置10を流れる排気ガスの温度を調整する手段である。排気ガス温度調整手段52は、吸気調整手段54と、排気調整手段55と、EGR調整手段56と、を具備する。吸気調整手段54は、エンジン20の吸気スロットル31を調整するものである。吸気調整手段54は、排気ガス温度判断手段51の判断結果、エンジン20の運転状態、又は温度センサ14の検出結果に応じて、吸気スロットル31の開閉速度及び開閉のタイミングを変化させる。排気調整手段55は、エンジン20の排気スロットル32を調整するものである。排気調整手段55は、排気ガス温度判断手段51の判断結果、エンジン20の運転状態、又は温度センサ14の検出結果に応じて、排気スロットル32の開閉速度及び開閉のタイミングを変化させる。EGR調整手段56は、エンジン20のEGRバルブ42を調整するものである。
The exhaust gas temperature adjusting means 52 adjusts the
白煙タイマ53は、後述する白煙防止運転を開始するまでの時間をカウントするものである。白煙タイマ53は任意の時間を設定することができる。制御装置50は、白煙タイマ53のカウントがスタートし、白煙タイマ53において予め設定した設定時間を経過した後、白煙防止運転を開始するように構成されている。
The
吸気スロットルタイマ57は、吸気スロットル31の開閉を開始するまでの時間をカウントするものである。吸気スロットルタイマ57では、任意の時間を設定することができる。制御装置50は、吸気スロットルタイマ57のカウントが解除されるまでは、吸気スロットル31を開閉させず、排気スロットル32が閉じる前に吸気スロットル31が閉じないように各スロットルの閉じるタイミングをずらすことができるように構成されている。
The
次に、白煙防止運転を開始する前に行う白煙異常排出可能性判定について説明する。 Next, the white smoke abnormal discharge possibility determination performed before starting the white smoke prevention operation will be described.
排気ガス浄化システム100は、粒子状物質除去装置10おける、未燃のHCの蓄積によって発生する白煙の異常排出を防止するために、以下で説明する白煙防止運転を行う。まず、排気ガス浄化システム100は、白煙が異常排出される可能性があるか否かを判定する。そして、排気ガス浄化システム100は、当該判定の結果に基づいて当該白煙防止運転を行う。
The exhaust
図3に示すように、エンジン20が運転状態となると(S1)、温度センサ14は、粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)を検出する(S2)。制御装置50は、温度センサ14によって検出された粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)を取得する(S3)。制御装置50は、この取得した排気ガスの温度(Tdpf)に基づいて、白煙防止運転を行う旨(白煙フラグ)の信号が有るか否か(信号が1か0か)を判断する(S4)。
As shown in FIG. 3, when the
ここで、制御装置50は、エンジン20が運転状態となると、繰り返し、以下の一連の白煙異常排出可能性判定を行う。また、白煙異常排出可能性判定においては、以下に述べる所定の条件を満たすと、白煙タイマ53のカウントをスタートさせるとともに、白煙防止運転を行う旨の信号を出す。そして、当該白煙防止運転を行う旨の信号は、白煙タイマ53がリセットされるまで解除されない。従って、白煙異常排出可能性判定を行う前提としてステップS4において白煙防止運転を行う旨の信号が有るか否かを判断する。
Here, when the
まず、制御装置50が、ステップS4において、白煙防止運転を行う旨の信号無しと判断した場合(S4−No)について説明する。
First, the case where the
ステップS4において、白煙防止運転を行う旨の信号無しと判断した場合(S4−No)、制御装置50は、温度センサ14より取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)と、予め設定した第1設定温度とを比較し、この排気ガスの温度(Tdpf)が第1設定温度未満であるか否かを判断する(S5)。ここでの予め設定した第1設定温度とは、酸化触媒11が活性する温度の最低の温度、言い換えれば、活性が始まる温度をいう。取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側温度がこの第1設定温度より低い場合は、粒子状物質除去装置10内の温度が酸化触媒11の活性温度より低いため、排気ガス中のHCが酸化触媒11により酸化されず、酸化触媒11やDPF12に吸着し蓄積される。従って、取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側温度がこの第1設定温度未満の場合には、白煙防止運転を行う必要がある。
In step S4, when it is determined that there is no signal indicating that the white smoke prevention operation is performed (S4-No), the
ステップS5において、取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側温度が第1設定温度未満ではないと判断した場合(S5−No)、即ち、白煙防止運転を行う必要がないと判断した場合、制御装置50は、DPF12の再生制御を行う必要があるか否かを判断する(S6)。
In step S5, when it is determined that the obtained outlet temperature of the particulate matter removing device 10 (DPF 12) is not lower than the first set temperature (S5-No), that is, it is determined that it is not necessary to perform the white smoke prevention operation. If so, the
ステップS6において、DPF12の再生制御を行う必要があると判断した場合(S6−Yes)、制御装置50はDPF12の再生制御を行う(S7)。ステップS6において、DPF12の再生制御を行う必要がないと判断した場合(S6−No)、制御装置50は、温度センサ14によって検出された粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)を取得する(S3)。
When it is determined in step S6 that it is necessary to perform regeneration control of the DPF 12 (S6-Yes), the
また、ステップS5において、取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第1設定温度未満であると判断した場合(S5−Yes)、即ち、白煙防止運転を行う必要があると判断した場合、制御装置50は、白煙タイマ53のカウントをスタートさせるとともに(S8)、白煙防止運転を開始する旨の信号を出す(S9)。この時、制御装置50は、報知手段60を作動させて、排気ガス温度調整手段52による排気ガスの昇温が開始される旨、即ち白煙防止運転を開始する旨を報知する。
In Step S5, when it is determined that the temperature (Tdpf) of the exhaust gas at the outlet side of the acquired particulate matter removing device 10 (DPF 12) is lower than the first set temperature (S5-Yes), that is, white smoke When determining that it is necessary to perform the prevention operation, the
このように、制御装置50は、白煙防止運転を行う旨の信号無しと判断した場合(S4−No)で、且つ温度センサ14より取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第1設定温度未満であると判断した場合(S5−Yes)に、白煙タイマ53によるカウントをスタートさせるとともに(S8)、白煙防止運転を行う旨の信号を出す(S9)。
As described above, the
制御装置50は、ステップS9において、白煙防止運転を行う旨の信号を出すと、白煙タイマ53によるカウントがスタートしてから所定時間(設定時間)が経過しているか否かを判断する(S10)。制御装置50は、白煙タイマ53において設定した設定時間を経過しなければ、白煙防止運転を開始しないため、ここで白煙タイマ53のカウントを判断する。
When the
ステップS10において、白煙タイマ53のカウントがスタートしてから所定時間が経過していると判断した場合(S10−Yes)、制御装置50は、EGR調整手段56によりEGRバルブ42を強制的に全閉とし(S11)、白煙防止運転を開始する(S12)。また、ステップS10において、白煙タイマ53のカウントがスタートしてから所定時間が経過していないと判断した場合(S10−No)、制御装置50は、DPF12の再生制御を行う必要があるか否かを判断する(S6)。
In step S10, when it is determined that the predetermined time has elapsed since the counting of the
次に、制御装置50が、ステップS4において、白煙防止運転を行う旨の信号有りと判断した場合(S4−Yes)について説明する。
Next, the case where the
ステップS4において、白煙防止運転を行う旨の信号有りと判断した場合(S4−Yes)、即ち、白煙タイマ53のカウントがスタートされ、白煙防止運転を行う旨の信号が出された場合、制御装置50は、温度センサ14より取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)と、予め設定した第2設定温度とを比較し、この取得した排気ガスの温度(Tdpf)が第2設定温度未満であるか否かを判断する(S13)。ここでの予め設定した第2設定温度とは、前記第1設定温度よりも高い温度であって、酸化触媒11が十分活性し、溶損に至らない温度である。
In step S4, when it is determined that there is a signal indicating that the white smoke prevention operation is performed (S4-Yes), that is, when the
ステップS13において、取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第2設定温度未満ではないと判断した場合(S13−No)、粒子状物質除去装置10内の排気ガスの温度が高いため白煙防止運転を行う必要がなく、制御装置50は、白煙タイマ53のカウントをリセットするとともに(S14)、白煙防止運転を行う旨の信号を解除する(S15)。即ち、通常の運転に移行する。そして、制御装置50は、DPF12の再生制御を行う必要があるか否かを判断する(S6)。一方、ステップS13において、取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第2設定温度未満であると判断した場合(S13−Yes)、制御装置50は、白煙タイマ53のカウントがスタートしてから所定時間が経過しているか否かを判断する(S10)。この所定時間は、白煙防止運転が可能な運転状態となるまでの時間をいい、エンジン20が冷えた状態等で白煙防止運転を開始すると、更に白煙が多く溜まり異常排出されるおそれがあるために設定されている。
When it is determined in step S13 that the exhaust gas temperature (Tdpf) on the outlet side of the acquired particulate matter removing device 10 (DPF 12) is not lower than the second set temperature (S13-No), the particulate
ステップS10において、白煙タイマ53のカウントがスタートしてから所定時間が経過していると判断した場合(S10−Yes)、制御装置50は、EGR調整手段56によりEGRバルブ42を強制的に全閉とし(S11)、白煙防止運転を開始する(S12)。また、ステップS10において、白煙タイマ53がスタートしてから所定時間が経過していないと判断した場合(S10−No)、制御装置50は、粒子状物質除去装置10の再生制御を行う必要があるか否かを判断する(S6)。
In step S10, when it is determined that the predetermined time has elapsed since the counting of the
次に、排気ガス浄化システム100における白煙防止運転について説明する。
Next, the white smoke prevention operation in the exhaust
図4に示すように、前記白煙異常排出可能性判定を経て、白煙防止運転が開始されると(S12)、温度センサ14は、粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)を検出する(S21)。制御装置50は、温度センサ14によって検出された排気ガスの温度(Tdpf)を取得する(S22)。制御装置50は、温度センサ14より取得した排気ガスの温度(Tdpf)と、予め設定した第1設定温度とを比較し、この取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側温度が第1設定温度以上であるか否かを判断する(S23)。ここでの予め設定した第1設定温度とは、前記の第1設定温度と同様に、酸化触媒11の活性温度の最低値をいう。
As shown in FIG. 4, when the white smoke prevention operation is started after the determination of the possibility of abnormal white smoke discharge (S12), the
当該白煙防止運転は、吸気スロットル31及び排気スロットル32の開閉により、粒子状物質除去装置10内を昇温させ、それにより酸化触媒11を活性温度まで昇温させる運転である。ここで、粒子状物質除去装置10内の温度状態を考慮せずに、温度が低い状態で吸気スロットル31及び排気スロットル32を同時に閉じると、エンジン20に供給される空気の量が減少する一方で完全に燃焼されない燃料が増加する。そのため、制御装置50は、排気ガスの温度に応じて、吸気スロットル31及び排気スロットル32の開閉速度と、開閉のタイミングとを調整して、排気ガスの温度が酸化触媒11の活性温度まで上昇するように制御する。
The white smoke prevention operation is an operation of raising the temperature of the particulate
まず、制御装置50が、ステップS23において、取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第1設定温度以上であると判断した場合(S23−Yes)について説明する。
First, when the
ステップS23において、取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第1設定温度以上であると判断した場合(S23−Yes)、制御装置50は、排気スロットル32の目標開度を求める(S24)。ここでの排気スロットル32の目標開度とは、エンジン20の運転状態(定常状態、過渡状態)に応じてマップにより設定された排気スロットル32の開閉角度をいう。詳しくは、排気スロットル32の目標開度は、エンジン20の回転数又は負荷に対応して設定された排気スロットル32のマップから求められるものである。
In step S23, when it is determined that the temperature (Tdpf) of the exhaust gas on the outlet side of the acquired particulate matter removing device 10 (DPF 12) is equal to or higher than the first set temperature (S23-Yes), the
排気スロットル32の目標開度を求めると(S24)、制御装置50は、排気スロットル32の開閉速度を求める(S25)。ここでの排気スロットル32の開閉速度は、排気スロットル32が開閉する際の排気スロットル32自体の動く速さであり、エンジン20の運転状態(定常状態、過渡状態)に応じて求められる。詳しくは、排気スロットル32の開閉速度は、定常状態のエンジン20の回転数又は負荷、及び過渡状態のエンジン20の回転数又は負荷に対応して設定されるものである。
When the target opening of the
排気スロットル32の開閉速度を求めると(S25)、制御装置50は、排気調整手段55によって、当該目標開度及び開閉速度を排気スロットル32に指示し(S26)、排気スロットル32を調整する。
When the opening / closing speed of the
また一方で、ステップS23において、取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第1設定温度以上であると判断した場合(S23−Yes)、制御装置50は、上述のステップS24を行うと同時に、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号が無いか否かを判断する(S27)。
On the other hand, when it is determined in step S23 that the exhaust gas temperature (Tdpf) on the outlet side of the acquired particulate matter removing device 10 (DPF 12) is equal to or higher than the first set temperature (S23-Yes), the
ステップS27において、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号無しと判断した場合(S27−Yes)、制御装置50は、吸気スロットル31の目標開度を求める(S28)。また、ステップS27において、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号有りと判断した場合(S27−No)、制御装置50は、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号を解除して(S29)、吸気スロットル31の目標開度を求める(S28)。ここでの吸気スロットル31の目標開度とは、エンジン20の運転状態(定常状態、過渡状態)に応じてマップにより設定された吸気スロットル31の開閉角度をいう。詳しくは、吸気スロットル31の目標開度は、エンジン20の回転数及び負荷から作成された吸気スロットル31のマップから求められるものである。
If it is determined in step S27 that there is no signal for operating the intake throttle timer 57 (S27-Yes), the
ステップS28において、吸気スロットル31の目標開度を求めると、制御装置50は、吸気スロットル31の開閉速度を求める(S30)。ここでの吸気スロットル31の開閉速度は、吸気スロットル31が開閉する際の吸気スロットル31自体の動く速度であり、エンジン20の運転状態(定常状態、過渡状態)に応じて求められるものである。詳しくは、吸気スロットル31の開閉速度は、定常状態のエンジン20の回転数又は負荷、及び過渡状態のエンジン20の回転数又は負荷に対応して設定されるものである。
In step S28, when the target opening of the
吸気スロットル31の開閉速度を求めると(S30)、制御装置50は、吸気調整手段54によって、当該目標開度及び開閉速度を吸気スロットル31に指示し(S31)、吸気スロットル31を調整する。
When the opening / closing speed of the
このように、白煙防止運転が開始された後、温度センサ14から取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が、予め設定した第1設定温度以上であると判断した場合(S23−Yes)には、吸気スロットル31及び排気スロットル32を同時に調整することで、白煙防止運転を行う。吸気スロットル31及び排気スロットル32を同時に調整することで、粒子状物質除去装置10に流れる排気ガスの流量が減少し、それにより排気ガスの温度が上昇する。そして、昇温された排気ガスが粒子状物質除去装置10内を流れることで酸化触媒11が昇温される。
Thus, after the white smoke prevention operation is started, the temperature (Tdpf) of the exhaust gas on the outlet side of the particulate matter removing device 10 (DPF 12) acquired from the
次に、制御装置50が、ステップS23において、取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第1設定温度以上ではないと判断した場合(S23−No)について説明する。つまり、粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度が第1設定温度未満の場合には、排気スロットル32を調整する制御を行った後にタイミングをずらせて、吸気スロットル31を調整する制御を行う。
Next, when the
ステップS23において、温度センサ14から取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第1設定温度以上ではないと判断した場合(S23−No)、図5に示すように、制御装置50は、排気スロットル32の目標開度を求め(S41)、排気スロットル32の開閉速度を求める(S42)。このとき、前記同様に目標開度はマップにより求められ、開閉速度はエンジン20の運転状態に応じて求められる。
If it is determined in step S23 that the temperature (Tdpf) of the exhaust gas at the outlet side of the particulate matter removing device 10 (DPF 12) acquired from the
排気スロットル32の目標開度及び開閉速度を求めると(S41、S42)、制御装置50は、排気調整手段55によって、当該目標開度及び開閉速度を排気スロットル32に指示し(S43)、排気スロットル32を調整する。その後、制御装置50は、吸気スロットル31を調整する旨の信号が有るか否かを判断する(S44)。
When the target opening and opening / closing speed of the
ステップS44において、吸気スロットル31を調整する旨の信号有りと判断した場合(S44−Yes)、制御装置50は、吸気スロットル31の目標開度を求めるとともに(S45)、吸気スロットル31の開閉速度を求める(S46)。このとき、前記同様に目標開度はマップにより求められ、開閉速度はエンジン20の運転状態に応じて求められる。吸気スロットル31の目標開度及び開閉速度を求めると(S45、S46)、制御装置50は、吸気調整手段54によって、当該目標開度及び開閉速度を吸気スロットル31に指示し(S47)、排気スロットル32を調整する。
If it is determined in step S44 that there is a signal for adjusting the intake throttle 31 (S44-Yes), the
一方、ステップS44において、吸気スロットル31を調整する旨の信号無しと判断した場合(S44−No)、制御装置50は、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号が有るか否かを判断する(S48)。ここでまず、制御装置50が、ステップS48において、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号有りと判断した場合(S48−Yes)について説明する。
On the other hand, when it is determined in step S44 that there is no signal for adjusting the intake throttle 31 (S44-No), the
ステップS48において、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号有りと判断した場合(S48−Yes)、制御装置50は、温度センサ14によって検出された粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)を取得し、取得した排気ガスの温度(Tdpf)と、予め設定した第2設定温度とを比較し、この取得した排気ガスの温度(Tdpf)が第2設定温度以上であるか否かを判断する(S49)。
In step S48, when it is determined that there is a signal to activate the intake throttle timer 57 (S48-Yes), the
ステップS49において、取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第2設定温度未満であると判断した場合(S49−No)、制御装置50は、吸気スロットル31を調整する旨の信号を出す(S50)。また、ステップS49において、取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第2設定温度以上であると判断した場合(S49−Yes)、酸化触媒11の活性温度以上に排気ガスの温度が上昇しているため、ステップS3(図3)に戻る。
When it is determined in step S49 that the exhaust gas temperature (Tdpf) on the outlet side of the acquired particulate matter removal apparatus 10 (DPF 12) is lower than the second set temperature (S49-No), the control device 50 A signal to adjust the
また一方、ステップS48において、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号有りと判断した場合(S48−Yes)、制御装置50は、上述のステップS49を行うと同時に、吸気スロットルタイマ57によるカウントが所定時間以上経過しているか否かを判断する(S51)。ここでの所定時間とは、排気スロットル32の調整を開始してから、吸気スロットル31の調整が必要となるまでの時間をいう。この所定時間は、排気スロットル32を調整すると、エンジン20に負荷変動が生じ、それにより吸気スロットル31も調整する必要が生じるために設定されている。
On the other hand, if it is determined in step S48 that there is a signal to activate the intake throttle timer 57 (S48-Yes), the
ステップS51において、吸気スロットルタイマ57のカウントが所定時間以上経過していないと判断した場合(S51−No)、制御装置50は、引き続き、吸気スロットルタイマ57のカウントが所定時間以上経過しているか否かを判断する(S51)。また、ステップS51において、吸気スロットルタイマ57のカウントが所定時間以上経過していると判断した場合(S51−Yes)、制御装置50は、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号を解除し(S52)、吸気スロットル31を調整する旨の信号を出す(S50)。
If it is determined in step S51 that the count of the
このように、ステップS48において、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号有りと判断した場合(S48−Yes)、制御装置50は、温度センサ14により取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第2設定温度以上であるか否かを判断する(S49)と同時に、吸気スロットルタイマ57のカウントが所定時間以上経過しているか否かを判断する(S51)。そして、制御装置50は、粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が第2設定温度未満であると判断した場合(S49−No)、及び/又は吸気スロットルタイマ57のカウントが所定時間以上経過していると判断した場合(S51−Yes)に、吸気スロットル31を調整する旨の信号を出す(S50)。
Thus, when it is determined in step S48 that there is a signal to activate the intake throttle timer 57 (S48-Yes), the
ステップS50において、吸気スロットル31を調整する旨の信号を出すと、制御装置50は、吸気スロットル31の目標開度を求めるとともに(S45)、吸気スロットル31の開閉速度を求める(S46)。
In step S50, when a signal to adjust the
吸気スロットル31の目標開度及び開閉速度を求めると(S45、S46)、制御装置50は、吸気調整手段54によって、当該目標開度及び開閉速度を吸気スロットル31に指示し(S47)、吸気スロットル31を調整する。
When the target opening and opening / closing speed of the
次に、制御装置50が、ステップS48において、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号無しと判断した場合(S48−No)について説明する。ステップS48において、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号無しと判断した場合(S48−No)、制御装置50は、吸気スロットルタイマ57をリセットし(S53)、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号を出し(S54)、吸気スロットルタイマ57のカウントを開始させる(S55)。
Next, the case where the
吸気スロットルタイマ57によるカウントを開始させると(S55)、制御装置50は、吸気スロットルタイマ57のカウントが所定時間以上経過しているか否かを判断する(S51)。ステップS51において、吸気スロットルタイマ57によるカウントが所定時間以上経過していないと判断した場合(S51−No)、制御装置50は、引き続き、吸気スロットルタイマ57によるカウントが所定時間以上経過しているか否かを判断する(S51)。ステップS51において、吸気スロットルタイマ57によるカウントが所定時間以上経過していると判断した場合(S51−Yes)、制御装置50は、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号を解除し(S52)、吸気スロットル31を調整する旨の信号を出す(S50)。
When counting by the
このように、ステップS48において、吸気スロットルタイマ57を作動させる旨の信号無しと判断した場合(S48−No)、制御装置50は、吸気スロットルタイマ57を作動させたうえ、吸気スロットルタイマ57のカウントが所定時間以上経過しているか否かの判断のみを行う(S51)。そして、吸気スロットルタイマ57によるカウントが所定時間以上経過していると判断した場合(S51−Yes)に、吸気スロットル31を調整する旨の信号を出す(S50)。
As described above, when it is determined in step S48 that there is no signal for operating the intake throttle timer 57 (S48-No), the
ステップS50において、吸気スロットル31を調整する旨の信号を出すと、制御装置50は、吸気スロットル31の目標開度を求めるとともに(S45)、吸気スロットル31の開閉速度を求める(S46)。
In step S50, when a signal to adjust the
吸気スロットル31の目標開度及び開閉速度を求めると(S45、S46)、制御装置50は、吸気調整手段54によって、当該目標開度及び開閉速度を吸気スロットル31に指示し(S47)、吸気スロットル31を調整する。
When the target opening and opening / closing speed of the
このように、白煙防止運転が開始された後、温度センサ14から取得した粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)が、予め設定した第1設定温度以上ではないと判断した場合(S23−No)には、まず、排気スロットル32を調整することで、酸化触媒11の活性温度まで粒子状物質除去装置10(DPF12)の出口側における排気ガスの温度(Tdpf)を上昇させ、その後、吸気スロットル31を調整するという制御により、白煙防止運転を行う。
Thus, after the white smoke prevention operation is started, the temperature (Tdpf) of the exhaust gas on the outlet side of the particulate matter removing device 10 (DPF 12) acquired from the
以上のように、排気ガス浄化システム100は、エンジン20の排気通路22に、酸化触媒11と、DPF12と、を設け、エンジン20の排気ガスを浄化する排気ガス浄化システム100において、DPF12の出口側に配置されて排気ガスの温度を検出する温度センサ14(出口側温度検出手段)と、温度センサ14(出口側温度検出手段)の検出結果に基づき、DPF12の出口側における排気ガスの温度状態を判断する排気ガス温度判断手段51と、排気ガス温度判断手段51の判断結果に基づき、排気ガスの温度を調整する排気ガス温度調整手段52と、を具備し、排気ガス温度判断手段51によりDPF12の出口側における排気ガスの温度が所定の設定値未満であると判断した場合、排気ガス温度調整手段52により排気ガスを酸化触媒11の活性温度まで昇温させる白煙防止運転を開始するものである。このように構成することで、DPF12の出口側における排気ガス温度のみで、排気ガス温度調整手段52の制御、即ち白煙防止運転を行うか否かを判断するため、白煙防止運転を精度良く行うことができ、燃料の消費を抑制することができる。
As described above, the exhaust
また、排気ガス浄化システム100は、排気ガス温度調整手段52は、エンジン20の吸気スロットル31を調整する吸気調整手段54と、エンジン20の排気スロットル32を調整する排気調整手段55と、を具備し、吸気調整手段54は、吸気スロットル31の開閉速度をエンジン20の運転状態に応じて変更可能とし、排気調整手段55は、排気スロットル32の開閉速度をエンジン20の運転状態に応じて変更可能とするものである。このように構成することで、エンジン20の運転状態が定常状態又は過渡状態にある場合に、その状態に応じて吸気スロットル31及び/又は排気スロットル32の開閉速度を変化させて、定常状態ではエンジン20の急激な変動を抑えることができ、過渡状態では白煙の発生を速やかに低減することができる。
Further, the exhaust
さらに、排気ガス浄化システム100は、吸気調整手段54は、排気ガス温度判断手段51の判断結果に基づいて、排気スロットル32の開閉に対して吸気スロットル31を開閉させるタイミングを変更可能とし、排気調整手段55は、排気ガス温度判断手段51の判断結果に基づいて、吸気スロットル31の開閉に対して排気スロットル32を開閉させるタイミングを変更可能とするものである。このように構成することで、排気ガスの温度が、酸化触媒11の活性温度又は設定温度に達しているか否かに応じて、吸気スロットル31及び排気スロットル32の一方に対して他方を開閉させるタイミングを変化させて、排気ガスに混じる未燃の燃料の量を調整し、白煙の排出を低減することができる。
Further, the exhaust
さらにまた、排気ガス浄化システム100は、白煙防止運転が開始されることを報知する報知手段60を具備するものである。このように構成することで、操縦者に対して、白煙防止運転を行う旨を聴覚、又は、視覚等で報知するので、操縦者は、容易に白煙防止運転を行う旨を知ることができる。
Furthermore, the exhaust
11 酸化触媒
12 DPF
14 温度センサ(出口側温度検出手段)
20 エンジン
31 吸気スロットル
32 排気スロットル
40 EGR装置
42 EGRバルブ
51 排気ガス温度判断手段
52 排気ガス温度調整手段
54 吸気調整手段
55 排気調整手段
60 報知手段
100 排気ガス浄化システム
11
14 Temperature sensor (outlet side temperature detection means)
20
Claims (2)
酸化触媒が活性温度に到達する前に排出される未燃のハイドロカーボンや水蒸気が、前記酸化触媒やパティキュレートフィルタの表面に吸着して蓄積し、該状態で排気ガスの流量が増加した場合に、吸着した未燃のハイドロカーボンが一挙に脱離し、大気中に白煙として放出されるのを解消する白煙防止運転を自動的に行う制御であって、
前記パティキュレートフィルタの出口側に配置されて排気ガスの温度を検出する出口側温度検出手段と、
前記出口側温度検出手段の検出結果に基づいてパティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度状態を判断する排気ガス温度判断手段と、
前記排気ガス温度判断手段の判断結果に基づいて排気ガスの温度を調整する排気ガス温度調整手段とを具備し、
前記排気ガス温度判断手段によりパティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度が所定の設定値未満であると判断した場合、前記排気ガス温度調整手段により排気ガスの温度を酸化触媒の活性温度まで昇温させる白煙防止運転を開始し、
前記排気ガス温度調整手段は、エンジンの吸気スロットルを調整する吸気調整手段と、エンジンの排気スロットルを調整する排気調整手段と、エンジンのEGRバルブを調整するもEGR調整手段とを具備し、
前記吸気調整手段は、吸気スロットルの開閉速度及び開閉タイミングを変更可能とし、前記排気調整手段は、排気スロットルの開閉速度及び開閉タイミングを変更可能とし、
白煙防止運転を開始する場合、前記EGR調整手段は、開始前に、EGR装置のEGRバルブを強制的に全閉とする
ことを特徴とする排気ガス浄化システム。 In an exhaust gas purification system for providing an EGR device, an oxidation catalyst, and a particulate filter in an exhaust passage of an engine to purify the exhaust gas of the engine,
When unburned hydrocarbons and water vapor discharged before the oxidation catalyst reaches the activation temperature are adsorbed and accumulated on the surfaces of the oxidation catalyst and the particulate filter, and the exhaust gas flow rate increases in this state. , A control that automatically performs white smoke prevention operation to eliminate the adsorbed unburned hydrocarbon at once, and release it into the atmosphere as white smoke,
An outlet side temperature detecting means arranged on the outlet side of the particulate filter for detecting the temperature of the exhaust gas;
Exhaust gas temperature determining means for determining the temperature state of the exhaust gas on the outlet side of the particulate filter based on the detection result of the outlet side temperature detecting means;
Exhaust gas temperature adjusting means for adjusting the temperature of the exhaust gas based on the determination result of the exhaust gas temperature determining means,
When the exhaust gas temperature determining means determines that the exhaust gas temperature on the outlet side of the particulate filter is less than a predetermined set value, the exhaust gas temperature adjusting means increases the exhaust gas temperature to the activation temperature of the oxidation catalyst. Start the white smoke prevention operation to warm,
The exhaust gas temperature adjusting means includes an intake air adjusting means for adjusting the intake throttle of the engine, an exhaust gas adjusting means for adjusting the exhaust throttle of the engine, and an EGR adjusting means for adjusting the EGR valve of the engine,
The intake adjustment means can change the opening / closing speed and opening / closing timing of the intake throttle, and the exhaust adjustment means can change the opening / closing speed and opening / closing timing of the exhaust throttle,
When starting the white smoke prevention operation, the EGR adjusting means forcibly fully closes the EGR valve of the EGR device before the start .
前記エンジンが運転状態となると、出口側温度検出手段は、前記パティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度を取得し、白煙防止運転を行う旨の信号が有るか否かを判断し、
排気ガス温度判断手段は、
白煙防止運転を行う旨の信号無しと判断した場合、出口側温度検出手段より取得したパティキュレートフィルタの出口側における排気ガスの温度と、酸化触媒の活性が始まる温度である第1設定温度とを比較し、該排気ガスの温度が第1設定温度未満であるか否かを判断し、
白煙防止運転を行う旨の信号有りと判断した場合、出口側温度検出手段により取得した出口側における排気ガスの温度と、前記第1設定温度よりも高い温度であって酸化触媒が十分活性する温度である第2設定温度とを比較し、白煙防止運転を開始するかどうかを判断する
ことを特徴とする排気ガス浄化システム。 The exhaust gas purification system according to claim 1,
When the engine is in an operating state, the outlet side temperature detection means acquires the temperature of the exhaust gas on the outlet side of the particulate filter, determines whether there is a signal to perform white smoke prevention operation,
The exhaust gas temperature judgment means is
When it is determined that there is no signal indicating that the white smoke prevention operation is performed, the temperature of the exhaust gas at the outlet side of the particulate filter obtained from the outlet side temperature detecting means, and the first set temperature that is the temperature at which the activation of the oxidation catalyst begins. To determine whether the temperature of the exhaust gas is lower than the first set temperature,
When it is determined that there is a signal indicating that the white smoke prevention operation is performed, the temperature of the exhaust gas on the outlet side acquired by the outlet side temperature detecting means is higher than the first set temperature and the oxidation catalyst is sufficiently activated. An exhaust gas purification system characterized by comparing with a second set temperature, which is a temperature, to determine whether to start a white smoke prevention operation.
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