JP6636863B2 - diesel engine - Google Patents

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Description

本発明は、ディーゼルエンジンに関し、詳しくは、低負荷運転時のDPFの再生を促進することができるディーゼルエンジンに関する。   The present invention relates to a diesel engine, and more particularly, to a diesel engine that can promote regeneration of a DPF during low-load operation.

従来、ディーゼルエンジンの発明として、次のものがある (例えば、特許文献1参照)。
エンジンECUと、DOCと、DOCの排気下流側に配置されたDPFと、DOCの排気上流側に配置された燃料供給装置を備え、DPFのPM堆積量推定値が所定のDPF再生開始判定値に至っているが、DOCの推定温度が活性化温度領域に至っていない場合、その情報を検出したエンジンECUの指令で、DOC活性化処理がなされ、DOC活性化処理では、排気が昇温され、DOCの推定温度が活性化温度領域に至った場合、その情報を検出したエンジンEUCの指令で、DPF再生処理がなされ、DPF再生処理では、燃料供給装置から排気に燃料が供給され、この燃料のDOCでの触媒燃焼で、排気が昇温され、この排気の熱で、DPFに堆積したPMが焼却されるように構成されている、ディーゼルエンジン。
DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, as the invention of a diesel engine, there exists the following (for example, refer patent document 1).
An engine ECU, a DOC, a DPF disposed downstream of the DOC exhaust gas, and a fuel supply device disposed upstream of the DOC exhaust gas, and the PM accumulated amount estimation value of the DPF becomes a predetermined DPF regeneration start determination value. However, when the estimated temperature of the DOC has not reached the activation temperature range, the DOC activation process is performed in accordance with a command from the engine ECU that has detected the information, and in the DOC activation process, the exhaust gas temperature is increased and the DOC is increased. When the estimated temperature reaches the activation temperature range, a DPF regeneration process is performed according to a command from the engine EUC that has detected the information. In the DPF regeneration process, fuel is supplied from the fuel supply device to the exhaust gas, and the DOC of the fuel is used. A diesel engine configured to raise the temperature of exhaust gas by the catalytic combustion described above and to incinerate PM deposited on the DPF by the heat of the exhaust gas.

この種の発明では、排気温度が低い場合でも、DOC活性化処理で、DPFの再生が可能となる利点がある。   This type of invention has an advantage that the DPF can be regenerated by the DOC activation process even when the exhaust gas temperature is low.

特許文献1の発明では、DOC活性化処理は、吸気絞り弁の開度を小さくすることにより行われている。   In the invention of Patent Document 1, the DOC activation process is performed by reducing the opening of the intake throttle valve.

特開2010−151058号(図1〜図4参照)JP-A-2010-151058 (see FIGS. 1 to 4)

《問題点》 低負荷運転時のDPF再生が停滞する。
特許文献1の発明では、DOC活性化処理は、吸気絞り弁の開度を小さくすることにより行われているため、DOCの昇温効率が低く、排気温度が低い低負荷運転時には、DOCの活性化に時間がかかり、低負荷時のDPF再生が停滞する。
<< Problems >> DPF regeneration during low load operation is stagnant.
In the invention of Patent Document 1, since the DOC activation process is performed by reducing the opening of the intake throttle valve, the DOC activation is low during low load operation with low DOC temperature increase efficiency and low exhaust gas temperature. It takes a long time, and the DPF regeneration at low load stagnates.

本発明の課題は、低負荷運転時のDPFの再生を促進することができるディーゼルエンジンを提供することにある。   It is an object of the present invention to provide a diesel engine capable of promoting DPF regeneration during low-load operation.

請求項1に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図1に例示するように、エンジンECU(5)と、DOC(2)と、DOC(2)の排気下流側に配置されたDPF(7)と、DOC(2)の排気上流側に配置された燃料供給装置(8)を備え、
図2に例示するように、DPF(7)のPM堆積量推定値(F)が所定のDPF再生開始判定値(FS)に至っているが、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至っていない場合、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、DOC活性化処理がなされ、DOC活性化処理では、排気(9)が昇温され、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至った場合、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、DPF再生処理(S10)がなされ、DPF再生処理(S10)では、図1に例示する燃料供給装置(8)から排気(9)に燃料が供給され、この燃料のDOC(2)での触媒燃焼で、排気(9)が昇温され、この排気(9)の熱で、DPF(7)に堆積したPMが焼却されるように構成されている、ディーゼルエンジンにおいて、
図1に例示するように、DOC(2)とDPF(7)の間に排気絞り弁(9a)が設けられ、DOC活性化処理では、排気絞り弁(9a)の開度が減少(S5)されるように構成され、
図2,3に例示するように、DOC(2)の排気上流側に電気ヒータ(3)が設けられ、
DOC活性化処理で、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至らない低温度領域(T1)にある場合、その情報の検出に基づくエンジンECU(5)の指令で、電気ヒータ(3)が発熱(S4)するように構成され、
図2,3に例示するように、DOC活性化処理で、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)未満で、低温度領域(T1)よりも高い中温度領域(T3)にある場合、その情報の検出に基づくエンジンECU(5)の指令で、電気ヒータ(3)の発熱(S4)が禁止されるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
The matters specifying the invention of claim 1 are as follows.
As illustrated in FIG. 1, the engine ECU (5), the DOC (2), the DPF (7) disposed downstream of the DOC (2) exhaust gas, and the DPF (7) disposed upstream of the DOC (2) exhaust gas. Fuel supply device (8),
As illustrated in FIG. 2, although the estimated PM accumulation amount (F) of the DPF (7) has reached a predetermined DPF regeneration start determination value (FS), the estimated temperature (T) of the DOC (2) is activated. When the temperature has not reached the temperature range (T5), DOC activation processing is performed in accordance with a command from the engine ECU (5) that has detected the information. In the DOC activation processing, the exhaust gas (9) is heated and the DOC (2) When the estimated temperature (T) reaches the activation temperature region (T5), a DPF regeneration process (S10) is performed by a command from the engine ECU (5) that has detected the information, and in the DPF regeneration process (S10) Fuel is supplied to the exhaust gas (9) from the fuel supply device (8) illustrated in FIG. 1, and the temperature of the exhaust gas (9) is raised by catalytic combustion of the fuel in the DOC (2). In a diesel engine, wherein heat is configured to incinerate PM deposited on the DPF (7),
As illustrated in FIG. 1, an exhaust throttle valve (9a) is provided between the DOC (2) and the DPF (7), and in the DOC activation process, the opening of the exhaust throttle valve (9a) decreases (S5). Is configured to be
As illustrated in FIGS. 2 and 3, an electric heater (3) is provided on the exhaust upstream side of the DOC (2),
In the DOC activation process, when the estimated temperature (T) of the DOC (2) is in the low temperature region (T1) which does not reach the activation temperature region (T5), the command of the engine ECU (5) based on the detection of the information is given. The electric heater (3) is configured to generate heat (S4).
As illustrated in FIGS. 2 and 3, in the DOC activation process, the estimated temperature (T) of the DOC (2) is lower than the activation temperature region (T5) and higher than the low temperature region (T1). (T3) A diesel engine characterized in that heat generation (S4) of the electric heater (3) is prohibited by a command of the engine ECU (5) based on the detection of the information.

(請求項1に係る発明)
請求項1に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 低負荷運転時のDPFの再生を促進することができる。
本発明では、図1に例示するように、DOC(2)とDPF(7)の間に排気絞り弁(9a)が設けられ、図2に例示するように、DOC活性化処理では、排気絞り弁(9a)の開度が減少(S5)されるように構成されているため、図1に例示する排気絞り弁(9a)の排気上流側の排気圧力(P)が上昇し、DOC(2)周辺の排気(9)がスムーズに昇温され、DOC(2)の昇温効率が高まり、排気(9)の温度が低い低負荷運転時でも、DOC(2)の活性化に時間がかからず、低負荷運転時のDPF(7)の再生を促進することができる。
《効果》 低負荷運転時のDPFの再生を促進することができる。
本発明では、図2,図3に例示するように、DOC活性化処理で、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至らない低温度領域(T1)にある場合、その情報の検出に基づくエンジンECU(5)の指令で、電気ヒータ(3)の発熱(S4)がなされるように構成されているため、DOC(2)の昇温が一層促進され、低負荷運転時のDPF(7)の再生を促進することができる。
《効果》 非効率な電気ヒータの発熱による電力消費を抑制することができる。
本発明では、図2,3に例示するように、DOC活性化処理で、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)未満で、低温度領域(T1)よりも高い中温度領域(T3)にある場合、その情報の検出に基づくエンジンECU(5)の指令で、電気ヒータ(3)の発熱(S4)が禁止されるように構成されているため、比較的温度が高く、加熱効率の低い中温度領域(T3)での非効率な電気ヒータ(3)の発熱(S4)による電力消費を抑制することができる。
(Invention according to claim 1)
The invention according to claim 1 has the following effects.
<< Effect >> The regeneration of the DPF during the low load operation can be promoted.
In the present invention, as illustrated in FIG. 1, an exhaust throttle valve (9a) is provided between the DOC (2) and the DPF (7), and as illustrated in FIG. Since the opening degree of the valve (9a) is configured to be reduced (S5), the exhaust pressure (P) on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (9a) illustrated in FIG. ) The temperature of the surrounding exhaust gas (9) rises smoothly, the efficiency of raising the temperature of the DOC (2) increases, and even during low-load operation where the temperature of the exhaust gas (9) is low, it takes time to activate the DOC (2). Therefore, regeneration of the DPF (7) during low load operation can be promoted.
<< Effect >> The regeneration of the DPF during the low load operation can be promoted.
In the present invention, as illustrated in FIGS. 2 and 3, in the DOC activation process, the estimated temperature (T) of the DOC (2) is in the low temperature region (T1) that does not reach the activation temperature region (T5). In this case, since the heat generation (S4) of the electric heater (3) is performed by a command of the engine ECU (5) based on the detection of the information, the temperature rise of the DOC (2) is further promoted, The regeneration of the DPF (7) during low-load operation can be promoted.
<< Effect >> Power consumption due to inefficient heat generation of the electric heater can be suppressed.
In the present invention, as illustrated in FIGS. 2 and 3, in the DOC activation process, the estimated temperature (T) of the DOC (2) is lower than the activation temperature region (T5) and higher than the low temperature region (T1). When the temperature is in the medium temperature range (T3), the heat generation (S4) of the electric heater (3) is prohibited by a command of the engine ECU (5) based on the detection of the information, so that the temperature is relatively high. Power consumption due to inefficient heat generation (S4) of the electric heater (3) in the middle temperature region (T3) where the heating efficiency is high and the heating efficiency is low.

(請求項2に係る発明)
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 背圧の上昇による出力低下を防止することができる。
本発明では、図2に例示するように、DOC活性化処理で、排気絞り弁(9a)の排気上流側の排気圧力(P)が所定の過剰圧力領域(P3)に至った場合、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、排気絞り弁(9a)の開度が増加(S15)されるように構成されているため、背圧の上昇による出力低下を防止することができる。
(Invention according to claim 2)
The invention according to claim 2 has the following effect in addition to the effects of the invention according to claim 1.
<< Effect >> It is possible to prevent a decrease in output due to an increase in back pressure.
In the present invention, as illustrated in FIG. 2, when the exhaust pressure (P) on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (9a) reaches a predetermined excess pressure region (P3) in the DOC activation process, the information is obtained. Since the opening degree of the exhaust throttle valve (9a) is increased (S15) in response to the command from the engine ECU (5) that detects the above, it is possible to prevent a decrease in output due to an increase in back pressure.

(請求項3に係る発明)
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 背圧の上昇による出力低下を防止することができる。
本発明では、図2に例示するように、DOC活性化処理で、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至った場合には、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、排気絞り弁(9a)が全開(S9)されるように構成されているため、背圧の上昇による出力低下を防止することができる。
(Invention according to claim 3)
The invention according to claim 3 has the following effect in addition to the effects of the invention according to claim 1 or 2.
<< Effect >> It is possible to prevent a decrease in output due to an increase in back pressure.
In the present invention, as shown in FIG. 2, when the estimated temperature (T) of the DOC (2) reaches the activation temperature region (T5) in the DOC activation process, the engine ECU detects the information. Since the exhaust throttle valve (9a) is configured to be fully opened (S9) according to the command (5), it is possible to prevent a decrease in output due to an increase in back pressure.

(請求項4に係る発明)
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 低負荷運転時のDPFの再生を促進することができる。
本発明では、図1に例示するように、電気ヒータ(3)は、DOC入口(2a)に沿って配置されているため、電気ヒータ(3)からDOC(2)への熱の伝導ロスが小さく、DOC(2)の昇温効率が高まり、排気温度が低い低負荷運転時でも、DOC(2)の活性化に時間がかからず、低負荷運転時のDPF(7)の再生を促進することができる。
(Invention according to claim 4 )
The invention according to claim 4 has the following effect in addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 3 .
<< Effect >> The regeneration of the DPF during the low load operation can be promoted.
In the present invention, as illustrated in FIG. 1, since the electric heater (3) is arranged along the DOC inlet (2a), the conduction loss of heat from the electric heater (3) to the DOC (2) is reduced. Small, DOC (2) temperature rise efficiency is high, and even during low load operation with low exhaust gas temperature, activation of DOC (2) does not take much time and promotes regeneration of DPF (7) during low load operation can do.

(請求項5に係る発明)
請求項5に係る発明は、請求項1から請求項4のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 DPFの再生効率を高めることができる。
本発明では、図1に例示するように、DOC(2)の排気上流側にハニカム構造体(10)が設けられ、図4(A)に例示するように、ハニカム構造体(10)は、排気経路(1)の排気通過方向に貫通する多数のセル(10a)(10b)を備え、ハニカム構造体(10)のうち、中心ハニカム部(10d)のみが前記電気ヒータ(3)とされているため、排気経路(1)外への熱の逃げが起こり難い中心ハニカム部(10d)の電気ヒータ(3)で、排気(9)の温度が上昇され、排気(9)の昇温効率が高く、排気(9)の温度が低い軽負荷運転時でも、速やかにDOC(2)が活性化され、DPF(7)の再生効率を高めることができる。
(Invention according to claim 5 )
The invention according to claim 5 has the following effect in addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 4 .
<< Effect >> The regeneration efficiency of the DPF can be improved.
In the present invention, as illustrated in FIG. 1, a honeycomb structure (10) is provided on the exhaust upstream side of the DOC (2), and as illustrated in FIG. 4 (A), the honeycomb structure (10) A plurality of cells (10a) (10b) penetrating in the exhaust passage direction of the exhaust passage (1) are provided, and only the central honeycomb portion (10d) of the honeycomb structure (10) serves as the electric heater (3). Therefore, the temperature of the exhaust gas (9) is increased by the electric heater (3) of the central honeycomb portion (10d) where the heat is hard to escape to the outside of the exhaust gas passage (1), and the temperature rising efficiency of the exhaust gas (9) is reduced. Even during a light load operation in which the temperature of the exhaust gas (9) is high and the temperature of the exhaust gas (9) is low, the DOC (2) is quickly activated and the regeneration efficiency of the DPF (7) can be increased.

(請求項6に係る発明)
請求項6に係る発明は、請求項5に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 DPFの再生効率を高めることができる。
本発明では、図4(A)に例示するように電気ヒータ(3)を構成する中心ハニカム部(10d)は、その周囲を取り囲む周囲ハニカム部(10e)よりも高いセル密度で構成されているため、電気ヒータ(3)の放熱面積が広く、排気(9)の昇温効率が高まり、排気(9)の温度が低い軽負荷運転時でも、速やかにDOC(2)が活性化され、DPF(7)の再生効率を高めることができる。
(Invention according to claim 6 )
The invention according to claim 6 has the following effect in addition to the effect of the invention according to claim 5 .
<< Effect >> The regeneration efficiency of the DPF can be improved.
In the present invention, as exemplified in FIG. 4A, the central honeycomb part (10d) constituting the electric heater (3) has a higher cell density than the surrounding honeycomb part (10e) surrounding the periphery. Therefore, the radiator area of the electric heater (3) is large, the efficiency of raising the temperature of the exhaust gas (9) is increased, and the DOC (2) is quickly activated even in a light load operation in which the temperature of the exhaust gas (9) is low, and the DPF is activated. The regeneration efficiency of (7) can be improved.

本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの模式図である。1 is a schematic diagram of a diesel engine according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態で用いるエンジンECUによるDOC活性化処理とDPF再生処理のフローチャートである。5 is a flowchart of a DOC activation process and a DPF regeneration process by the engine ECU used in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態で用いるエンジンECUによる排気絞り弁の開度調節と電気ヒータの発熱の組み合わせを説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a combination of adjustment of an opening degree of an exhaust throttle valve by an engine ECU and heat generation of an electric heater used in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態で用いる電気ヒータとDOCを説明する図で、図4(A)は電気ヒータを備えたハニカム構造体をその中心軸線と平行な向きに見た正面図、図4(B)はDOCをその中心軸線と平行な向きに見た正面図である。FIG. 4A is a diagram illustrating an electric heater and a DOC used in an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a front view of a honeycomb structure provided with the electric heater viewed in a direction parallel to a central axis thereof, and FIG. Is a front view of the DOC as viewed in a direction parallel to the central axis thereof.

図1〜図4は本発明の実施形態に係るエンジンを説明する図であり、この実施形態では、立形の直列4気筒ディーゼルエンジンについて説明する。   1 to 4 are diagrams illustrating an engine according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, a vertical in-line four-cylinder diesel engine will be described.

エンジンの構成は、次の通りである。
クランク軸(11)の架設方向を前後方向、フライホイール(12)の配置された側を後側、その反対側を前側、前後方向と直交するエンジン幅方向を横方向とする。
図1に示すように、このエンジンは、シリンダヘッド(13)の横一側に組みつけられた吸気マニホルド(14)と、シリンダヘッド(13)の横他側に組み付けられた排気マニホルド(15)を備えている。
図1に示すように、このエンジンは、エンジンECU(5)を備えている。
エンジンECUは、電子制御ユニットの略称で、エンジンECU(5)はマイコンである。
The configuration of the engine is as follows.
The direction in which the crankshaft (11) is installed is the front-rear direction, the side on which the flywheel (12) is disposed is the rear side, the opposite side is the front side, and the engine width direction orthogonal to the front-rear direction is the lateral direction.
As shown in FIG. 1, the engine includes an intake manifold (14) mounted on one side of a cylinder head (13) and an exhaust manifold (15) mounted on the other side of the cylinder head (13). It has.
As shown in FIG. 1, the engine includes an engine ECU (5).
The engine ECU is an abbreviation of an electronic control unit, and the engine ECU (5) is a microcomputer.

図1に示すように、このエンジンは、排気装置を備えている。
排気装置は、排気マニホルド(15)と、排気マニホルド(15)に設けられた過給機(16)の排気タービン(16a)と、排気タービン(16a)の排気出口(16b)から導出された排気導出通路(16c)を備えている。
As shown in FIG. 1, the engine includes an exhaust device.
The exhaust device includes an exhaust manifold (15), an exhaust turbine (16a) of a supercharger (16) provided in the exhaust manifold (15), and exhaust gas discharged from an exhaust outlet (16b) of the exhaust turbine (16a). An outlet passage (16c) is provided.

図1に示すように、このエンジンは、吸気装置を備えている。
吸気装置は、過給機(16)のコンプレッサ(16d)と、コンプレッサ(16d)の吸気入口(16e)の吸気上流側に設けられたエアフローセンサ(17)と、コンプレッサ(16d)の過給気出口(16f)と吸気マニホルド(14)の間に配置されたインタークーラ(18)と、インタークーラ(18)と吸気マニホルド(14)の間に配置された吸気絞り弁(19)と、排気マニホルド(15)と吸気マニホルド(14)の間に配置されたEGRクーラ(20)と、EGRクーラ(20)と吸気マニホルド(14)の間に配置されたEGR弁(21)を備えている。EGRは、排気ガス還流の略称である。
吸気絞り弁(19)とEGR弁(21)は、いずれも電動式開閉弁で、これらはエンジンECU(5)を介して電源(4)に電気的に接続されている。エアフローセンサ(17)は吸気温度センサを備え、エンジンECU(5)に電気的に接続されている。電源(4)はバッテリである。
As shown in FIG. 1, the engine includes an intake device.
The intake device includes a compressor (16d) of the supercharger (16), an air flow sensor (17) provided upstream of the intake port (16e) of the compressor (16d), and a supercharger of the compressor (16d). An intercooler (18) disposed between the outlet (16f) and the intake manifold (14); an intake throttle valve (19) disposed between the intercooler (18) and the intake manifold (14); and an exhaust manifold. An EGR cooler (20) arranged between the (15) and the intake manifold (14), and an EGR valve (21) arranged between the EGR cooler (20) and the intake manifold (14). EGR is an abbreviation for exhaust gas recirculation.
Each of the intake throttle valve (19) and the EGR valve (21) is an electric open / close valve, and these are electrically connected to a power supply (4) via an engine ECU (5). The air flow sensor (17) includes an intake air temperature sensor and is electrically connected to the engine ECU (5). The power supply (4) is a battery.

図1に示すように、このエンジンは、燃料噴射装置を備えている。
燃料噴射装置は、各燃焼室(23)に設けられた燃料噴射弁(24)と、燃料噴射弁(24)から噴射する燃料を蓄圧するコモンレール(25)と、コモンレール(25)に燃料タンク(26)から燃料を圧送する燃料サプライポンプ(27)を備えている。
燃料噴射弁(24)は電磁式開閉弁を備え、燃料サプライポンプ(27)は、電動式調圧弁を備え、これらはエンジンECU(5)を介して電源(4)に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the engine includes a fuel injection device.
The fuel injection device includes a fuel injection valve (24) provided in each combustion chamber (23), a common rail (25) for accumulating fuel injected from the fuel injection valve (24), and a fuel tank (25) in the common rail (25). 26), a fuel supply pump (27) for pumping fuel from the fuel supply pump.
The fuel injection valve (24) includes an electromagnetic on-off valve, the fuel supply pump (27) includes an electric pressure regulating valve, and these are electrically connected to a power supply (4) via an engine ECU (5). I have.

図1に示すように、このエンジンは、調速装置を備えている。
調速装置は、エンジンの目標回転数を設定するアクセルレバー(28)の設定位置を検出するアクセルセンサ(29)と、エンジンの実回転数を検出する実回転数センサ(30)を備え、これらセンサ(29)(30)はエンジンECU(5)に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the engine includes a speed control device.
The speed governor includes an accelerator sensor (29) for detecting a set position of an accelerator lever (28) for setting a target engine speed, and an actual speed sensor (30) for detecting the actual engine speed. The sensors (29) and (30) are electrically connected to the engine ECU (5).

図1に示すように、このエンジンは、始動装置を備えている。
始動装置は、スタータモータ(31)と、キースイッチ(22)を備え、スタータモータ(31)とキースイッチ(22)は、エンジンECU(5)を介して電源(4)に電気的に接続されている。キースイッチ(22)は、OFF位置と、ON位置と、スタート位置を備えている。
As shown in FIG. 1, the engine includes a starting device.
The starter includes a starter motor (31) and a key switch (22). The starter motor (31) and the key switch (22) are electrically connected to a power supply (4) via an engine ECU (5). ing. The key switch (22) has an OFF position, an ON position, and a start position.

エンジンECU(5)は、次のような運転制御を行うように構成されている。
エンジンの目標回転数と実回転数の回転数偏差を小さくするように、燃料噴射弁(24)からの燃料噴射量や噴射タイミングを設定し、負荷変動によるエンジンの回転数変動を小さくする。
エンジンの回転数と負荷と吸気量と吸気温度に応じ、吸気絞り弁(19)とEGR弁(21)の開度を調節し、吸気量やEGR率を調節する。
キースイッチ(22)がスタート位置に投入されると、スタータモータ(31)を駆動し、エンジンの始動を行う。キースイッチ(22)がON位置に投入されると、電源(4)からエンジン各部への通電により、エンジン運転状態が維持され、キースイッチ(22)がOFF位置に投入されると、燃料噴射弁(24)からの燃料噴射が停止され、エンジンが停止される。
The engine ECU (5) is configured to perform the following operation control.
The fuel injection amount and the injection timing from the fuel injection valve (24) are set so as to reduce the rotation speed deviation between the target rotation speed and the actual rotation speed of the engine, and the fluctuation of the rotation speed of the engine due to load fluctuation is reduced.
The opening degree of the intake throttle valve (19) and the EGR valve (21) is adjusted according to the engine speed, load, intake air amount, and intake air temperature to adjust the intake air amount and EGR rate.
When the key switch (22) is turned on to the start position, the starter motor (31) is driven to start the engine. When the key switch (22) is turned on , the engine operating state is maintained by energizing the power supply (4) to each part of the engine, and when the key switch (22) is turned on to the off position, the fuel injection valve is turned on. The fuel injection from (24) is stopped, and the engine is stopped.

図1に示すように、この排気処理装置は、エンジンECU(5)と、DOC(2)と、DOC(2)の排気下流側に配置されたDPF(7)と、DOC(2)の排気上流側に配置された燃料供給装置(8)を備えている。
図2に示すように、この排気処理装置では、DPF(7)のPM堆積量推定値(F)が所定のDPF再生開始判定値(FS)に至っているが、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至っていない場合、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、DOC活性化処理がなされ、DOC活性化処理では、排気(9)が昇温され、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至った場合、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、DPF再生処理(S10)がなされ、DPF再生処理(S10)では、図1に示す燃料供給装置(8)から排気(9)に燃料が供給され、この燃料のDOC(2)での触媒燃焼で、排気(9)が昇温され、この排気(9)の熱で、DPF(7)に堆積したPMが焼却されるように構成されている。
このため、この排気処理装置では、排気(9)の温度が低い場合でも、DOC活性化処理で、DPF(7)の再生が可能となる。
As shown in FIG. 1, the exhaust treatment device includes an engine ECU (5), a DOC (2), a DPF (7) disposed downstream of the DOC (2), and an exhaust gas of the DOC (2). A fuel supply device (8) is provided on the upstream side.
As shown in FIG. 2, in this exhaust treatment device, the PM accumulation amount estimated value (F) of the DPF (7) has reached a predetermined DPF regeneration start determination value (FS), but the estimated temperature (DOC) of the DOC (2) If (T) does not reach the activation temperature region (T5), the DOC activation process is performed according to a command from the engine ECU (5) that has detected the information, and in the DOC activation process, the exhaust gas (9) is heated. When the estimated temperature (T) of the DOC (2) reaches the activation temperature region (T5), a DPF regeneration process (S10) is performed according to a command from the engine ECU (5) that has detected the information, and a DPF regeneration process is performed. In (S10), fuel is supplied to the exhaust gas (9) from the fuel supply device (8) shown in FIG. 1, and the temperature of the exhaust gas (9) is raised by catalytic combustion of the fuel in the DOC (2). The heat accumulated in (9) is configured to incinerate the PM deposited on the DPF (7).
Therefore, in this exhaust treatment device, even when the temperature of the exhaust gas (9) is low, the DPF (7) can be regenerated by the DOC activation process.

図1に示すように、この排気処理装置では、DOC(2)とDPF(7)の間に排気絞り弁(9a)が設けられ、図2に示すように、DOC活性化処理では、排気絞り弁(9a)の開度が減少(S5)されるように構成されている。
このため、この排気処理装置では、図1に示す排気絞り弁(9a)の排気上流側の排気圧力(P)が上昇し、DOC(2)周辺の排気(9)がスムーズに昇温され、DOC(2)の昇温効率が高く、排気(9)の温度が低い低負荷運転時でも、DOC(2)の活性化に時間がかからず、低負荷運転時のDPF(7)の再生を促進することができる。図1に示すように、排気絞り弁(9a)は電動式開閉弁で、これはエンジンECU(5)を介して電源(4)に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, in this exhaust treatment device, an exhaust throttle valve (9a) is provided between the DOC (2) and the DPF (7). As shown in FIG. The opening degree of the valve (9a) is reduced (S5).
For this reason, in this exhaust treatment device, the exhaust pressure (P) on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (9a) shown in FIG. 1 rises, and the temperature of the exhaust gas (9) around the DOC (2) rises smoothly, Even during low load operation with high DOC (2) temperature rise efficiency and low exhaust (9) temperature, activation of DOC (2) does not take much time and regeneration of DPF (7) during low load operation Can be promoted. As shown in FIG. 1, the exhaust throttle valve (9a) is an electric open / close valve, which is electrically connected to a power supply (4) via an engine ECU (5).

DOCは、ディーゼル酸化触媒の略称である。
図1に示すように、DOC(2)は、酸化触媒成分を担持する担体を備えている。担体は、内部に軸長方向に沿う多数のセルが貫通状に並設されたフロースルー式のメタルハニカムであり、セル内に白金やパラジウムやロジウム等の酸化触媒成分が担持されている。
DOC is an abbreviation for diesel oxidation catalyst.
As shown in FIG. 1, the DOC (2) includes a carrier for supporting an oxidation catalyst component. The carrier is a flow-through type metal honeycomb in which a number of cells along the axial direction are arranged in a penetrating manner inside, and an oxidation catalyst component such as platinum, palladium, and rhodium is carried in the cells.

DPFは、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称であり、DPF(7)は、排気(9)に含まれるPMを捕捉する。PMは、粒子状物質の略称である。
DPF(7)は、内部に軸長方向に沿う多数のセルが並設され、隣り合うセルの入口と出口が交互に目封じされたウォールフロー型のセラミックハニカムである。
DPF is an abbreviation for diesel particulate filter, and DPF (7) captures PM contained in exhaust gas (9). PM is an abbreviation for particulate matter.
The DPF (7) is a wall-flow type ceramic honeycomb in which a number of cells are arranged side by side in the axial direction and the inlets and outlets of adjacent cells are alternately plugged.

図1に示すように、DOC(2)とDPF(7)は、排気経路(1)に配置されている。
排気経路(1)は、排気タービン(16a)の排気出口(16b)から導出された排気導出通路(16c)の下流に配置され、途中にDOC収容ケース(1a)と、その排気下流側に配置されたDPF収容ケース(1b)を備え、DOC収容ケース(1a)に電気ヒータ(3)とDOC(2)が収容され、DPF収容ケース(1b)にDPF(7)が収容されている。
As shown in FIG. 1, the DOC (2) and the DPF (7) are arranged in the exhaust path (1).
The exhaust path (1) is disposed downstream of an exhaust outlet passage (16c) derived from an exhaust outlet (16b) of the exhaust turbine (16a), and is disposed on the way to the DOC storage case (1a) and the exhaust downstream thereof. The DOC housing case (1a) houses the electric heater (3) and the DOC (2), and the DPF housing case (1b) houses the DPF (7).

DPF(7)のPM堆積量の推定は、次のようにして行われる。
図1に示すように、排気処理装置は、DPF(7)の出入口の差圧を検出する差圧センサ(32)を備え、差圧センサ(32)はエンジンECU(5)に電気的に接続され、DPF(7)の出入口の差圧に基づいて、エンジンECU(5)がDPF(7)に堆積したPMの堆積量の推定値を演算する。
The PM accumulation amount of the DPF (7) is estimated as follows.
As shown in FIG. 1, the exhaust treatment device includes a differential pressure sensor (32) for detecting a differential pressure between the entrance and exit of the DPF (7), and the differential pressure sensor (32) is electrically connected to the engine ECU (5). Then, based on the pressure difference between the entrance and exit of the DPF (7), the engine ECU (5) calculates an estimated value of the amount of PM accumulated in the DPF (7).

DOC(2)の温度推定は、次のようにして行われる。
図1に示すように、排気処理装置は、DOC(2)のDOC入口側排気温度センサ(34)とDOC出口側排気温度センサ(35)を備え、これらセンサ(34)(35)はエンジンECU(5)に電気的に接続されている。エンジンECU(5)では、これらセンサ(34)(35)からの排気温度の情報に基づいて、DOC(2)の推定温度を演算する。
The temperature of the DOC (2) is estimated as follows.
As shown in FIG. 1, the exhaust treatment device includes a DOC inlet-side exhaust temperature sensor (34) and a DOC outlet-side exhaust temperature sensor (35) of the DOC (2), and these sensors (34) and (35) are engine ECUs. It is electrically connected to (5). The engine ECU (5) calculates the estimated temperature of the DOC (2) based on the exhaust temperature information from the sensors (34) and (35).

燃料供給装置(8)には、コモンレール式の燃料噴射装置が用いられ、DPF再生処理では、燃料噴射弁(24)からポスト噴射がなされ、燃料が排気(9)に混入され、この燃料のDOC(2)での触媒燃焼で、排気(9)が昇温され、この排気(9)の熱で、DPF(7)に堆積したPMが焼却される。
ポスト噴射とは、燃焼サイクル中、燃料噴射弁(24)からメイン噴射後、膨張行程または排気行程で燃焼室(23)に行われる燃料噴射である。
DPF再生処理では、DPF(7)の入口排気温度が所定の再生可能温度を維持するよう、ポスト噴射量が調節される。
DPF再生処理では、ポスト噴射に代え、排気管に設けた燃料噴射弁から排気に燃料を噴射する排気管噴射を行ってもよい。
A common rail type fuel injection device is used for the fuel supply device (8). In the DPF regeneration process, post injection is performed from the fuel injection valve (24), fuel is mixed into the exhaust gas (9), and the DOC of the fuel is used. The exhaust gas (9) is heated by the catalytic combustion in (2), and the PM accumulated in the DPF (7) is incinerated by the heat of the exhaust gas (9).
The post-injection is a fuel injection performed in the combustion chamber (23) in the expansion stroke or the exhaust stroke after the main injection from the fuel injection valve (24) during the combustion cycle.
In the DPF regeneration process, the post injection amount is adjusted so that the exhaust gas temperature at the inlet of the DPF (7) maintains a predetermined regenerable temperature.
In the DPF regeneration process, exhaust pipe injection for injecting fuel to exhaust gas from a fuel injection valve provided in an exhaust pipe may be performed instead of post injection.

DPF(7)に堆積するPM堆積量推定値がDPF(7)の再生終了判定値(FF)を下回った場合、その検出に基づくエンジンECU(5)の指令により、DPF再生処理は終了する。
DPF再生処理は、DPF(7)の再生処理が開始された後、DPF(7)の入口排気温度が所定の再生可能温度を維持した時間が所定の再生終了判定値に至った場合に終了させてもよい。DPF(7)の入口排気温度は、DPF入口側排気温度センサ(38)で検出することができる。
なお、排気処理装置は、DPF(7)の出口側排気温度センサ(33)を備え、DPF(7)の排気側出口温度が所定の異常燃焼基準値を越えた場合、その検出に基づくエンジンECU(5)の指令により、DPF再生処理を緊急終了させる。
When the estimated value of the accumulated amount of PM accumulated in the DPF (7) is lower than the regeneration end determination value (FF) of the DPF (7), the DPF regeneration process is terminated by a command from the engine ECU (5) based on the detection.
The DPF regeneration process is terminated when the time during which the exhaust gas temperature at the inlet of the DPF (7) maintains the predetermined regenerable temperature reaches a predetermined regeneration end determination value after the DPF (7) regeneration process is started. You may. The exhaust gas temperature at the inlet of the DPF (7) can be detected by the exhaust gas temperature sensor (38) at the inlet of the DPF.
The exhaust treatment device includes an exhaust gas temperature sensor (33) on the outlet side of the DPF (7), and when the exhaust gas outlet temperature of the DPF (7) exceeds a predetermined abnormal combustion reference value, the engine ECU based on the detection. The DPF regeneration process is terminated urgently by the command of (5).

図2に示すように、この排気処理装置では、DOC活性化処理で、排気絞り弁(9a)の排気上流側の排気圧力(P)が所定の過剰圧力領域(P3)に至った場合、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、排気絞り弁(9a)の開度が増加(S15)されるように構成されているため、背圧の上昇による出力低下を防止することができる。
排気絞り弁(9a)の排気上流側の排気圧力(P)は、吸気量とDOC出口側排気温度から排気圧力を算出するマップに基づいて、エンジンECU(5)が推定値を演算する。
As shown in FIG. 2, in this exhaust treatment device, when the exhaust pressure (P) on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (9a) reaches a predetermined excess pressure region (P3) in the DOC activation process, Since the opening degree of the exhaust throttle valve (9a) is increased (S15) by a command from the engine ECU (5) that has detected the information, it is possible to prevent a decrease in output due to an increase in back pressure. .
The engine ECU (5) calculates an estimated value of the exhaust pressure (P) on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (9a) based on a map for calculating the exhaust pressure from the intake air amount and the DOC outlet exhaust temperature.

図2に示すように、この排気処理装置では、DOC活性化処理で、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至った場合には、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、排気絞り弁(9a)が全開(S9)されるように構成されているため、背圧の上昇による出力低下を防止することができる。。   As shown in FIG. 2, in the exhaust treatment device, when the estimated temperature (T) of the DOC (2) reaches the activation temperature region (T5) in the DOC activation process, the engine that detects the information is used. Since the exhaust throttle valve (9a) is configured to be fully opened (S9) in response to a command from the ECU (5), it is possible to prevent a decrease in output due to an increase in back pressure. .

図1に示すように、この排気処理装置では、DOC(2)の排気上流側に電気ヒータ(3)が設けられ、図2,図3に示すように、DOC活性化処理で、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至らない低温度領域(T1)にある場合、その情報の検出に基づくエンジンECU(5)の指令で、電気ヒータ(3)が発熱(S4)するように構成されている。
このため、この排気処理装置では、DOC(2)の昇温が一層促進され、低負荷運転時のDPF(7)の再生を促進することができる。
As shown in FIG. 1, in this exhaust treatment device, an electric heater (3) is provided on the exhaust upstream side of the DOC (2), and as shown in FIGS. ) Is in the low temperature region (T1) which does not reach the activation temperature region (T5), the electric heater (3) generates heat by a command of the engine ECU (5) based on the detection of the information. (S4).
For this reason, in this exhaust treatment device, the temperature rise of the DOC (2) is further promoted, and the regeneration of the DPF (7) during the low-load operation can be promoted.

図2,図3に示すように、この排気処理装置では、DOC活性化処理で、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)未満で、低温度領域(T1)よりも高い中温度領域(T3)にある場合、その情報の検出に基づくエンジンECU(5)の指令で、電気ヒータ(3)の発熱(S4)が禁止されるように構成されている。
このため、この排気処理装置では、比較的温度が高く、加熱効率の低い中温度領域(T3)での非効率な電気ヒータ(3)の発熱(S4)による電力消費を抑制することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, in this exhaust treatment device, in the DOC activation process, the estimated temperature (T) of the DOC (2) is lower than the activation temperature region (T5) and is lower than the low temperature region (T1). Is also in the high medium temperature range (T3), the heat generation (S4) of the electric heater (3) is prohibited by a command of the engine ECU (5) based on the detection of the information.
For this reason, in this exhaust treatment device, it is possible to suppress power consumption due to inefficient heat generation (S4) of the electric heater (3) in the medium temperature region (T3) where the temperature is relatively high and the heating efficiency is low.

図1に示すように、この排気処理装置では、電気ヒータ(3)は、DOC入口(2a)に沿って配置されているため、電気ヒータ(3)からDOC(2)への熱の伝導ロスが小さく、DOC(2)の昇温効率が高まり、排気温度が低い低負荷運転時でも、DOC(2)の活性化に時間がかからず、DPF(7)の再生を促進することができる。   As shown in FIG. 1, in this exhaust treatment device, the electric heater (3) is arranged along the DOC inlet (2a), so that the heat conduction loss from the electric heater (3) to the DOC (2) is reduced. , The DOC (2) can be activated quickly, and the regeneration of the DPF (7) can be promoted without activating the DOC (2) even during low load operation with low exhaust gas temperature. .

図1に示すように、この排気処理装置では、DOC(2)の排気上流側にハニカム構造体(10)が設けられ、図4(A)に示すように、ハニカム構造体(10)は、排気経路(1)の排気通過方向に貫通する多数のセル(10a)(10b)を備え、ハニカム構造体(10)のうち、中心ハニカム部(10d)のみが前記電気ヒータ(3)とされている。
このため、この排気処理装置では、排気経路(1)外への熱の逃げが起こり難い中心ハニカム部(10d)の電気ヒータ(3)で、排気(9)の温度が上昇され、排気(9)の昇温効率が高く、排気(9)の温度が低い軽負荷運転時でも、速やかにDOC(2)が活性化され、DPF(7)の再生効率を高めることができる。
電気ヒータ(3)を周囲から取り囲む周囲ハニカム部(10e)は、絶縁体(10f)を介して電気ヒータ(3)と電気的に絶縁されている。
As shown in FIG. 1, in this exhaust treatment device, a honeycomb structure (10) is provided on the exhaust gas upstream side of the DOC (2), and as shown in FIG. A plurality of cells (10a) (10b) penetrating in the exhaust passage direction of the exhaust passage (1) are provided, and only the central honeycomb portion (10d) of the honeycomb structure (10) serves as the electric heater (3). I have.
For this reason, in this exhaust treatment device, the temperature of the exhaust gas (9) is increased by the electric heater (3) of the central honeycomb portion (10d) where heat is hardly released to the outside of the exhaust gas passage (1), and the exhaust gas (9) is increased. ), The DOC (2) is quickly activated even during a light load operation in which the temperature of the exhaust gas (9) is low and the regeneration efficiency of the DPF (7) can be increased.
A peripheral honeycomb portion (10e) surrounding the electric heater (3) from the periphery is electrically insulated from the electric heater (3) via an insulator (10f).

図4(A)に示すように、この排気処理装置では、電気ヒータ(3)を構成する中心ハニカム部(10d)は、その周囲を取り囲む周囲ハニカム部(10e)よりも高いセル密度で構成されている。
このため、この排気処理装置では、電気ヒータ(3)の放熱面積が広く、排気(9)の昇温効率が高く、排気(9)温度が低い軽負荷運転時でも、速やかにDOC(2)が活性化され、DPF(7)の再生効率を高めることができる。
セル密度は、ハニカムの中心軸線と直交する面の単位面積当たりのセルの数で示され、数値が大きい程、セル密度は高くなる。
As shown in FIG. 4A, in this exhaust treatment device, the central honeycomb portion (10d) constituting the electric heater (3) has a higher cell density than the surrounding honeycomb portion (10e) surrounding the periphery thereof. ing.
For this reason, in this exhaust treatment device, the DOC (2) can be quickly operated even in a light load operation in which the heat radiating area of the electric heater (3) is large, the temperature of the exhaust (9) is high, and the temperature of the exhaust (9) is low. Is activated, and the regeneration efficiency of the DPF (7) can be increased.
The cell density is indicated by the number of cells per unit area of a surface orthogonal to the central axis of the honeycomb, and the higher the numerical value, the higher the cell density.

図4(A)(B)に示すハニカム構造体(10)とDOC(2)の関係は、次の通りである。
図4(A)に示すハニカム構造体(10)は、電気ヒータ(3)となる中心ハニカム部(10d)と、電気ヒータ(3)を周囲から取り囲む周囲ハニカム部(10e)のいずれも、内部に軸長方向に沿う多数のセルが貫通状に並設されたフロースルー式のメタルハニカムである。ハニカム構造体(10)とDOC(2)はいずれも円筒径で同じ外径寸法となっており、ハニカム構造体(10)の中心軸線(10c)とDOC(2)の中心軸線(2b)は同一の直線状に位置し、ハニカム構造体(10)の電気ヒータ(3)は、DOC(2)の中心部(36)と対向し、ハニカム構造体(10)の周囲ハニカム部(10e)は、DOC(2)の中心部(36)を取り囲む周囲部(37)と対向している。ハニカム構造体(10)の周囲ハニカム部(10e)とDOC(2)のセル密度は同じに設定されている。
The relationship between the honeycomb structure (10) and the DOC (2) shown in FIGS. 4A and 4B is as follows.
The honeycomb structure (10) shown in FIG. 4 (A) has a central honeycomb portion (10d) serving as an electric heater (3) and a peripheral honeycomb portion (10e) surrounding the electric heater (3) from the periphery. This is a flow-through type metal honeycomb in which a number of cells along the axial direction are arranged in a penetrating manner. Both the honeycomb structure (10) and the DOC (2) have a cylindrical diameter and the same outer diameter, and the central axis (10c) of the honeycomb structure (10) and the central axis (2b) of the DOC (2) are Located in the same straight line, the electric heater (3) of the honeycomb structure (10) faces the central portion (36) of the DOC (2), and the peripheral honeycomb portion (10e) of the honeycomb structure (10) is , DOC (2) and a peripheral portion (37) surrounding a central portion (36). The cell density of the peripheral honeycomb portion (10e) of the honeycomb structure (10) and the DOC (2) is set to be the same.

図2に示すエンジンECU(5)によるDOC活性化処理とDPF再生処理の流れは、次の通りである。
ステップ(S1)では、DPF(7)のPM堆積量の推定が行われ、ステップ(S2)に進む。
ステップ(S2)では、DPF(7)のPM堆積量推定値(F)がDPF再生開始判定値(FS)以上であるか否かが判定され、判定が肯定されるまで、ステップ(S1)とステップ(S2)が繰り返され、ステップ(S2)での判定が肯定されると、ステップ(S3)に進む。
ステップ(S3)では、DOC(2)の推定温度(T)が、活性化判定値(T4)未満の中温度判定値(T2)以上か否かが判定され、判定が否定された場合、すなわち、DOC(2)の推定温度(T)が低温度領域(T1)にある場合、ステップ(S4)に進み、DOC活性化処理がなされる。
The flow of the DOC activation process and the DPF regeneration process by the engine ECU (5) shown in FIG. 2 is as follows.
In step (S1), the PM accumulation amount of the DPF (7) is estimated, and the process proceeds to step (S2).
In step (S2), it is determined whether or not the estimated PM accumulation value (F) of the DPF (7) is equal to or greater than the DPF regeneration start determination value (FS). Until the determination is affirmed, the process proceeds to step (S1). Step (S2) is repeated, and if the determination in step (S2) is affirmative, the process proceeds to step (S3).
In step (S3), it is determined whether or not the estimated temperature (T) of the DOC (2) is equal to or more than the medium temperature determination value (T2) less than the activation determination value (T4). If the estimated temperature (T) of the DOC (2) is in the low temperature region (T1), the process proceeds to step (S4), and a DOC activation process is performed.

ステップ(S4)では、電気ヒータ(3)が発熱され、ステップ(S5)に進む。ス
ステップ(S5)では、排気絞り弁(9a)の開度が減少され、ステップ(S6)に進む。
ステップ(S6)では、吸気絞り弁(19)の開度が増加され、吸気量が増加し、排気量の増加で、排気圧力(P)が増加し、排気(9)の昇温が促進され、ステップ(S7)に進む。
ステップ(S7)では、DOC(2)の排気上流側の排気圧力(P)が過剰判定値(P2)以上か否かが判定され、判定が否定された場合、すなわち、排気圧力(P)が許容圧力領域(P1)にある場合、ステップ(S8)に進む。
ステップ(S8)では、DOC(2)の推定温度(T)が活性化判定値(T4)以上か否かが判定され、判定が肯定の場合、すなわちDOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至っている場合には、DOC活性化処理を終了し、ステップ(S9)に進む。
In step (S4), the electric heater (3) generates heat, and proceeds to step (S5). In step (S5), the opening degree of the exhaust throttle valve (9a) is reduced, and the process proceeds to step (S6).
In step (S6), the opening degree of the intake throttle valve (19) is increased, the intake air amount is increased, and the exhaust pressure is increased by increasing the exhaust air amount, thereby promoting the temperature rise of the exhaust gas (9). Then, the process proceeds to step (S7).
In step (S7), it is determined whether or not the exhaust pressure (P) on the exhaust upstream side of the DOC (2) is equal to or greater than an excess determination value (P2). If the determination is negative, that is, the exhaust pressure (P) is If it is in the allowable pressure range (P1), the process proceeds to step (S8).
In step (S8), it is determined whether the estimated temperature (T) of the DOC (2) is equal to or higher than the activation determination value (T4). If the determination is affirmative, that is, the estimated temperature (T) of the DOC (2) is If the temperature has reached the activation temperature region (T5), the DOC activation process ends, and the process proceeds to step (S9).

ステップ(S9)では、排気絞り弁(9a)が全開され、ステップ(S10)に進む。
ステップ(S10)では、DPF再生処理がなされ、ステップ(S11)に進む。
ステップ(S11)では、DPF(7)のPM堆積量の推定が行われ、ステップ(S12)に進む。
ステップ(S12)では、DPF(7)のPM堆積量推定値(F)がDPF再生終了判定値(FF)以下であるか否かが判定され、判定が肯定された場合、すなわち、DPF再生終了判定がなされた場合、ステップ(S13)に進む。ステップ(S13)では、DPF再生処理が終了され、ステップ(S1)に戻る。
In step (S9), the exhaust throttle valve (9a) is fully opened, and the process proceeds to step (S10).
In step (S10), DPF regeneration processing is performed, and the process proceeds to step (S11).
In step (S11), the PM accumulation amount of the DPF (7) is estimated, and the process proceeds to step (S12).
In step (S12), it is determined whether the PM accumulation amount estimated value (F) of the DPF (7) is equal to or less than the DPF regeneration end determination value (FF), and when the determination is affirmed, that is, the DPF regeneration end. When the determination is made, the process proceeds to step (S13). In step (S13), the DPF regeneration process ends, and the process returns to step (S1).

ステップ(S3)で、判定が否定された場合、すなわち、DOC(2)の推定温度(T)が中温度領域(T3)または活性化温度領域(T5)に至っている場合、ステップ(S14)に進む。
ステップ(S14)では、DOC(2)の推定温度(T)が活性化判定値(T4)以上か否かが判定され、判定が否定された場合、すなわち、DOC(2)の推定温度(T)が中温度領域(T3)にある場合、ステップ(S5)に進み、電気ヒータ(3)の発熱(S4)が禁止された状態で、DOC活性化処理がなされる。ステップ(S14)で判定が肯定された場合、すなわち、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至っている場合、ステップ(S9)に進み、DOC活性化処理がなされずに、DPF再生処理(S10)がなされる。
ステップ(S7)で、判定が肯定された場合、すなわち、排気圧力(P)が過剰圧力領域(P3)に至っている場合、ステップ(S15)に進む。ステップ(S15)では、排気絞り弁(9a)の開度が増加され、ステップ(S8)に進む。
ステップ(S8)で、判定が否定された場合、すなわち、DOC(2)の推定温度(T)が低温度領域(T1)か中温度領域(T3)である場合、ステップ(S3)に戻る。
ステップ(S12)で、判定が否定された場合、すなわち、DPF再生終了判定がなされない場合、ステップ(S10)に戻り、DPF再生処理(S10)が継続される。
If the determination is negative in step (S3), that is, if the estimated temperature (T) of the DOC (2) has reached the medium temperature region (T3) or the activation temperature region (T5), the process proceeds to step (S14). move on.
In step (S14), it is determined whether or not the estimated temperature (T) of the DOC (2) is equal to or higher than the activation determination value (T4). If the determination is negative, that is, the estimated temperature (T) of the DOC (2) is determined. ) Is in the middle temperature region (T3), the process proceeds to step (S5), and the DOC activation process is performed in a state where the heat generation (S4) of the electric heater (3) is prohibited. If the determination is affirmative in step (S14), that is, if the estimated temperature (T) of the DOC (2) has reached the activation temperature region (T5), the process proceeds to step (S9), and the DOC activation process is performed. Instead, a DPF regeneration process (S10) is performed.
If the determination in step (S7) is affirmative, that is, if the exhaust pressure (P) has reached the excessive pressure region (P3), the process proceeds to step (S15). In step (S15), the opening of the exhaust throttle valve (9a) is increased, and the process proceeds to step (S8).
If the determination is negative in step (S8), that is, if the estimated temperature (T) of the DOC (2) is in the low temperature region (T1) or the medium temperature region (T3), the process returns to step (S3).
When the determination is negative in step (S12), that is, when the DPF regeneration end determination is not made, the process returns to step (S10), and the DPF regeneration process (S10) is continued.

(1)…排気経路、(1a)…DOC収容ケース、(1b)…DPF収容ケース、(2)…DOC、(2a)…DOC入口、(3)…電気ヒータ、(5)…エンジンECU、(7)…DPF、(8)…燃料供給装置、(9)…排気、(9a)…排気絞り弁、(10)…ハニカム構造体、(10a)…セル、(10b)…セル、(10d)…中心ハニカム部、(10e)…周囲ハニカム部、(F)…PM堆積量推定値、(FS)…DPF再生開始判定値、(T)…DOCの推定温度、(T1)…低温度領域、(T3)…中温度領域、(T5)…活性化温度領域、(S4)…電気ヒータが発熱、(S6)…排気絞り弁の開度が減少、(S9)…排気絞り弁が全開、(S10)…DPF再生処理、(S15)…排気絞り弁の開度が増加、(P)…排気圧力、(P3)…過剰圧力領域。   (1) ... exhaust passage, (1a) ... DOC housing case, (1b) ... DPF housing case, (2) ... DOC, (2a) ... DOC inlet, (3) ... electric heater, (5) ... engine ECU, (7) ... DPF, (8) ... fuel supply device, (9) ... exhaust, (9a) ... exhaust throttle valve, (10) ... honeycomb structure, (10a) ... cell, (10b) ... cell, (10d) ): Central honeycomb portion, (10e): peripheral honeycomb portion, (F): estimated value of PM accumulation amount, (FS): DPF regeneration start determination value, (T): estimated temperature of DOC, (T1): low temperature region (T3): Medium temperature range, (T5): Activation temperature range, (S4): Electric heater generates heat, (S6): Exhaust throttle valve opening decreases, (S9): Exhaust throttle valve fully open, (S10): DPF regeneration processing, (S15): The opening degree of the exhaust throttle valve increases, (P): exhaust pressure, (P3): excessive pressure region.

Claims (6)

エンジンECU(5)と、DOC(2)と、DOC(2)の排気下流側に配置されたDPF(7)と、DOC(2)の排気上流側に配置された燃料供給装置(8)を備え、
DPF(7)のPM堆積量推定値(F)が所定のDPF再生開始判定値(FS)に至っているが、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至っていない場合、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、DOC活性化処理がなされ、DOC活性化処理では、排気(9)が昇温され、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至った場合、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、DPF再生処理(S10)がなされ、DPF再生処理(S10)では、燃料供給装置(8)から排気(9)に燃料が供給され、この燃料のDOC(2)での触媒燃焼で、排気(9)が昇温され、この排気(9)の熱で、DPF(7)に堆積したPMが焼却されるように構成されている、ディーゼルエンジンにおいて、
DOC(2)とDPF(7)の間に排気絞り弁(9a)が設けられ、DOC活性化処理では、排気絞り弁(9a)の開度が減少(S5)されるように構成され、
DOC(2)の排気上流側に電気ヒータ(3)が設けられ、
DOC活性化処理で、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至らない低温度領域(T1)にある場合、その情報の検出に基づくエンジンECU(5)の指令で、電気ヒータ(3)が発熱(S4)するように構成され、
DOC活性化処理で、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)未満で、低温度領域(T1)よりも高い中温度領域(T3)にある場合、その情報の検出に基づくエンジンECU(5)の指令で、電気ヒータ(3)の発熱(S4)が禁止されるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
The engine ECU (5), the DOC (2), the DPF (7) arranged on the exhaust downstream side of the DOC (2), and the fuel supply device (8) arranged on the exhaust upstream side of the DOC (2) Prepared,
The PM accumulation amount estimation value (F) of the DPF (7) has reached the predetermined DPF regeneration start determination value (FS), but the estimated temperature (T) of the DOC (2) has not reached the activation temperature region (T5). In this case, a DOC activation process is performed in response to a command from the engine ECU (5) that has detected the information, and in the DOC activation process, the temperature of the exhaust gas (9) is increased, and the estimated temperature (T) of the DOC (2) is activated. When the temperature reaches the activation temperature region (T5), the DPF regeneration process (S10) is performed by a command of the engine ECU (5) that has detected the information, and in the DPF regeneration process (S10), the exhaust gas is discharged from the fuel supply device (8). The fuel is supplied to (9), and the exhaust gas (9) is heated by catalytic combustion of the fuel in the DOC (2), and the PM accumulated in the DPF (7) is incinerated by the heat of the exhaust gas (9). In a diesel engine configured to be
An exhaust throttle valve (9a) is provided between the DOC (2) and the DPF (7), and in the DOC activation process, the opening degree of the exhaust throttle valve (9a) is reduced (S5) .
An electric heater (3) is provided on the exhaust upstream side of the DOC (2),
In the DOC activation process, when the estimated temperature (T) of the DOC (2) is in the low temperature region (T1) which does not reach the activation temperature region (T5), the command of the engine ECU (5) based on the detection of the information is given. The electric heater (3) is configured to generate heat (S4) .
In the DOC activation process, when the estimated temperature (T) of the DOC (2) is lower than the activation temperature region (T5) and is in the middle temperature region (T3) higher than the low temperature region (T1), the information is detected. A diesel engine characterized in that heat generation (S4) of the electric heater (3) is prohibited by a command of the engine ECU (5) based on the following.
請求項1に記載されたディーゼルエンジンにおいて、
DOC活性化処理で、排気絞り弁(9a)の排気上流側の排気圧力(P)が所定の過剰圧力領域(P3)に至った場合、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、排気絞り弁(9a)の開度が増加(S15)されるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
The diesel engine according to claim 1,
In the DOC activation process, when the exhaust pressure (P) on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (9a) reaches a predetermined excessive pressure region (P3), a command from the engine ECU (5) that has detected the information indicates: A diesel engine, wherein the degree of opening of the exhaust throttle valve (9a) is increased (S15).
請求項1または請求項2に記載されたディーゼルエンジンにおいて、
DOC活性化処理で、DOC(2)の推定温度(T)が活性化温度領域(T5)に至った場合には、その情報を検出したエンジンECU(5)の指令で、排気絞り弁(9a)が全開(S9)されるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
The diesel engine according to claim 1 or claim 2,
In the DOC activation process, when the estimated temperature (T) of the DOC (2) reaches the activation temperature region (T5), the exhaust throttle valve (9a) is instructed by the engine ECU (5) that has detected the information. ) Is fully opened (S9).
請求項1から請求項3のいずれかに記載されたディーゼルエンジンにおいて、
電気ヒータ(3)は、DOC入口(2a)に沿って配置されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
The diesel engine according to any one of claims 1 to 3 ,
A diesel engine, wherein the electric heater (3) is arranged along the DOC inlet (2a).
請求項1から請求項4のいずれかに記載されたディーゼルエンジンにおいて、
DOC(2)の排気上流側にハニカム構造体(10)が設けられ、ハニカム構造体(10)は、排気経路(1)の排気通過方向に貫通する多数のセル(10a)(10b)を備え、ハニカム構造体(10)のうち、中心ハニカム部(10d)のみが前記電気ヒータ(3)とされている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
The diesel engine according to any one of claims 1 to 4 ,
A honeycomb structure (10) is provided on the exhaust upstream side of the DOC (2), and the honeycomb structure (10) includes a large number of cells (10a) (10b) penetrating in the exhaust passage direction of the exhaust path (1). A diesel engine, wherein only the central honeycomb portion (10d) of the honeycomb structure (10) is the electric heater (3).
請求項5に記載されたディーゼルエンジンにおいて、
電気ヒータ(3)を構成する中心ハニカム部(10d)は、その周囲を取り囲む周囲ハニカム部(10e)よりも高いセル密度で構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
The diesel engine according to claim 5 ,
A diesel engine characterized in that the central honeycomb part (10d) constituting the electric heater (3) has a higher cell density than the surrounding honeycomb part (10e) surrounding the central honeycomb part (10d).
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