JP7152988B2 - 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、無負荷及び/又は軽負荷運転時でも、DPFを再生できるディーゼルエンジンに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a diesel engine, and more particularly to a diesel engine capable of regenerating a DPF even during no-load and/or light-load operation.
従来、ディーゼルエンジンとして、PMの堆積でDPFの再生開始条件が成立した場合には、DOCの活性化後、ポスト噴射制御が開始され、DOCでのポスト噴射燃料の触媒燃焼で、排気がDPF再生温度まで昇温し、DPFに堆積したPMが焼却されるものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a diesel engine, when the conditions for starting regeneration of the DPF are satisfied due to accumulation of PM, post-injection control is started after the activation of the DOC, and the catalytic combustion of the post-injection fuel in the DOC exhausts the DPF regeneration. There is one in which the temperature is raised to a certain temperature and the PM deposited on the DPF is incinerated (see, for example, Patent Document 1).
《問題点》 無負荷及び軽負荷運転時には、DPFを再生できないおそれがある。
特許文献1のエンジンでは、DPF再生開始時に、吸気絞り弁の開度を絞るが、これのみでは排気の昇温効率が低く、排気温度が低い無負荷及び軽負荷運転時には、DOCが活性化せず、ポスト噴射を行うことができず、DPFを再生できないおそれがある。
<<Problems>> There is a possibility that the DPF cannot be regenerated during no-load and light-load operation.
In the engine of
本発明の課題は、無負荷び/又は軽負荷運転時でも、DPFを再生できるディーゼルエンジンを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a diesel engine capable of regenerating the DPF even during no-load and/or light-load operation.
本願発明の構成は、次の通りである。
図1に例示するように、燃焼室(1)に燃料(2)を噴射する燃料噴射装置(3)と、排気経路(4)に配置された排気絞り弁(5)と、その排気下流側に配置された弁下流側DOC(6)と、その排気下流側に配置されたDPF(7)と、排気絞り弁(5)の開度と燃料噴射装置(3)の燃料噴射を制御する電子制御装置(8)を備え、
図2に例示するように、PMが堆積したDPFの再生処理の開始条件(S1)が成立した場合には、その後に排気絞り弁の開度減少制御(S2)がなされ、排気絞り弁(5)の弁上流側の排気が所定のアフター噴射許可温度(TA)以上の温度になった場合には、その後にアフター噴射制御が開始(S5)され、アフター噴射燃料の燃焼で排気絞り弁(5)の弁上流側の排気がアフター噴射許可温度(TA)よりも高い所定のポスト噴射許可温度(TP)以上の温度になった場合には、その後にポスト噴射制御が開始(S7)され、図1に例示する弁下流側DOC(6)でのポスト噴射燃料の触媒燃焼で昇温した排気で、DPF(7)に堆積したPMが焼却されるように構成されている。
アフター噴射制御により、膨張行程で燃焼室(1)内に噴射が開始されたアフター噴射燃料が排気(9)の熱で燃焼し、無負荷及び低負荷運転で排気(9)の温度が低い場合でも、排気(9)が弁下流側DOC(6)に堆積する未燃焼堆積物が気化または焼却される温度まで昇温され、未燃焼堆積物で低下した弁下流側DOC(6)の触媒機能が回復すると共に、弁下流側DOC(6)が活性化されるように構成されている。
The configuration of the present invention is as follows.
As illustrated in FIG. 1, a fuel injection device (3) for injecting fuel (2) into a combustion chamber (1), an exhaust throttle valve (5) arranged in an exhaust path (4), and an exhaust downstream side thereof valve downstream side DOC (6) arranged in the exhaust downstream side DPF (7) arranged in the comprising a control device (8),
As exemplified in FIG. 2, when the start condition (S1) for the regeneration process of the DPF with accumulated PM is established, the exhaust throttle valve opening degree reduction control (S2) is performed thereafter, and the exhaust throttle valve (5 ) reaches a predetermined after-injection permission temperature (TA) or higher, then after-injection control is started (S5), and after-injected fuel is burned, the exhaust throttle valve (5 ) reaches a predetermined post-injection permission temperature (TP) higher than the after-injection permission temperature (TA), then post-injection control is started (S7). 1, the PM accumulated in the DPF (7) is burnt by the exhaust whose temperature is raised by the catalytic combustion of the post-injected fuel in the valve downstream DOC (6).
After-injection control causes after-injected fuel that has started to be injected into the combustion chamber (1) in the expansion stroke to burn with the heat of the exhaust (9), and the temperature of the exhaust (9) is low during no-load and low-load operation. However, the exhaust gas (9) is heated to a temperature at which unburned deposits deposited on the valve downstream DOC (6) are vaporized or incinerated, and the unburned deposits lower the catalytic function of the valve downstream DOC (6). recovers, the valve downstream DOC (6) is activated.
本願発明は、次の効果を奏する。
《効果1》無負荷及び/又は軽負荷運転時でも、DPFを再生できる。
このエンジンでは、図2に例示するように、DPFの再生処理の開始条件(S1)が成立した場合には、排気絞り弁の開度減少による背圧の上昇、及びアフター噴射燃料の燃焼が起こるため、吸気絞りの場合に比べ、排気の昇温効率が高く、排気温度が低い無負荷及び/又は軽負荷運転時でも、図1に例示する弁下流側DOC(6)が活性化され、ポスト噴射で、DPF(7)を再生できる。
The present invention has the following effects.
<<
In this engine, as shown in FIG. 2, when the DPF regeneration process start condition (S1) is satisfied, back pressure rises due to a decrease in the opening of the exhaust throttle valve, and after-injected fuel is burned. Therefore, compared to the intake throttling, the exhaust temperature rise efficiency is high, and the valve downstream DOC (6) illustrated in FIG. Injection can regenerate the DPF (7).
《効果2》エンジン出力を高くできる。
このエンジンでは、アフター噴射燃料の燃焼で排気が昇温するため、排気絞り弁(5)の開度減少の度合いが小さくて済み、背圧による出力ロスが小さく、エンジン出力を高くできる。
<
In this engine, the combustion of the after-injected fuel raises the temperature of the exhaust gas, so the degree of decrease in opening of the exhaust throttle valve (5) can be small, and the output loss due to the back pressure is small, and the engine output can be increased.
《効果3》DPF再生時に弁下流側DOCの低下した触媒機能を回復できる。
このエンジンでは、排気温度が低い無負荷及び/又は軽負荷運転の継続で、弁下流側DOCに未燃焼燃料やPMからなる未燃焼堆積物が堆積し、その触媒機能が低下している場合でも、図2に例示するように、DPFの再生処理の開始条件(S1)が成立した場合には、排気絞り弁の開度減少やアフター噴射で、排気が昇温し、未燃焼堆積物が気化或いは燃焼され、DPFの再生時に図1に例示する弁下流側DOC(6)の低下した触媒機能を回復できる。また、白煙の原因である未燃焼堆積物がないため、白煙発生も抑えられる。
<
In this engine, due to continuous no-load and/or light-load operation with low exhaust temperature, unburned fuel and unburned deposits composed of PM accumulate on the DOC on the downstream side of the valve, even if the catalytic function is reduced. As shown in FIG. 2, when the DPF regeneration process start condition (S1) is satisfied, the temperature of the exhaust gas rises due to the decrease in opening of the exhaust throttle valve and after-injection, and unburned deposits evaporate. Alternatively, it can be combusted to recover the reduced catalytic function of the valve downstream DOC (6) illustrated in FIG. 1 when the DPF is regenerated. In addition, since there is no unburned deposit that causes white smoke, the generation of white smoke is suppressed.
《効果4》 排気の昇温効率が高い。
このエンジンと異なる構造、すなわち排気絞り弁がDPFよりも排気下流側に配置されている場合に比べ、このエンジンでは、図1に例示するように、排気絞り弁(5)がDPF(7)よりも排気上流側に配置されているため、排気絞り弁(5)の排気上流側の排気経路(4)の容積が小さくなり、排気絞り弁(5)の開度減少で弁上流側排気圧(P0)が速やかに昇圧し、排気(9)の昇温効率が高い。
<<Effect 4>> Exhaust temperature rise efficiency is high.
Compared to the structure different from this engine, that is, the case where the exhaust throttle valve is arranged downstream of the DPF, in this engine, as illustrated in FIG. is arranged on the exhaust upstream side, the volume of the exhaust path (4) on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (5) becomes small, and the valve upstream side exhaust pressure ( P0) quickly rises in pressure, and the temperature rise efficiency of the exhaust gas (9) is high.
《効果5》 排気絞り弁の弁鳴り音が排気経路外に放出され難い。
このエンジンでは、図1に例示するように、排気絞り弁(5)の排気下流側に弁下流側DOC(6)とDPF(7)が配置されるため、排気絞り弁(5)の弁鳴り音が排気経路(4)外に放出され難い。
<Effect 5> The valve noise of the exhaust throttle valve is less likely to be released outside the exhaust path.
In this engine, as shown in FIG. 1, the valve downstream DOC (6) and DPF (7) are arranged on the exhaust downstream side of the exhaust throttle valve (5), so the valve noise of the exhaust throttle valve (5) Sound is less likely to be emitted outside the exhaust path (4).
図1~図4は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンを説明する図で、この実施形態ではコモンレール式の立形直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。 1 to 4 are diagrams for explaining a diesel engine according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, a common rail vertical in-line multi-cylinder diesel engine will be explained.
このエンジンの構成は、次の通りである。
図1に示すように、クランク軸(21)の架設方向を前後方向、フライホイール(22)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(23)の横一側に組みつけられた吸気マニホルド(24)と、シリンダヘッド(23)の横他側に組み付けられた排気マニホルド(25)を備えている。
図1に示すように、このエンジンは、電子制御装置(8)を備えている。
電子制御装置(8)は、エンジンECUである。エンジンECUは、電子制御ユニットの略称で、マイコンである。
The configuration of this engine is as follows.
As shown in FIG. 1, the direction of installation of the crankshaft (21) is the longitudinal direction, the side where the flywheel (22) is arranged is the rear side, the opposite side is the front side, and the width direction of the engine perpendicular to the longitudinal direction is the lateral direction. and
As shown in FIG. 1, this engine has an intake manifold (24) assembled on one lateral side of the cylinder head (23) and an exhaust manifold (25) assembled on the other lateral side of the cylinder head (23). It has
As shown in FIG. 1, this engine is equipped with an electronic control unit (8).
The electronic control unit (8) is an engine ECU. Engine ECU is an abbreviation for electronic control unit, and 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(25)と、排気マニホルド(25)に接続された過給機(26)の排気タービン(26a)と、排気タービン(26a)の排気出口(26b)から導出された排気導出通路(26c)を備えている。
As shown in FIG. 1, this engine has an exhaust system.
The exhaust system includes an exhaust manifold (25), an exhaust turbine (26a) of a supercharger (26) connected to the exhaust manifold (25), and an exhaust outlet (26b) of the exhaust turbine (26a). A lead-out passage (26c) 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(26)のコンプレッサ(26d)と、コンプレッサ(26d)の吸気入口(26e)の吸気上流側に設けられた吸気流量センサ(16)と、コンプレッサ(26d)の過給気出口(26f)と吸気マニホルド(24)の間に配置されたインタークーラ(28)と、インタークーラ(28)と吸気マニホルド(24)の間に配置された吸気絞り弁(11)と、排気マニホルド(25)と吸気マニホルド(24)の間に配置されたEGRクーラ(30)と、EGRクーラ(30)と吸気マニホルド(24)の間に配置されたEGR弁(31)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(11)とEGR弁(31)は、いずれも電動式開閉弁で、これらは電子制御装置(8)を介して電源(29)に電気的に接続されている。吸気流量センサ(16)は吸気温度センサを備え、電子制御装置(8)に電気的に接続されている。電源(29)はバッテリである。
As shown in FIG. 1, this engine has an intake system.
The intake device includes a compressor (26d) of the turbocharger (26), an intake flow rate sensor (16) provided upstream of an intake inlet (26e) of the compressor (26d), and a turbocharger of the compressor (26d). an intercooler (28) arranged between an air outlet (26f) and an intake manifold (24); an intake throttle valve (11) arranged between the intercooler (28) and the intake manifold (24); It has an EGR cooler (30) located between the manifold (25) and the intake manifold (24), and an EGR valve (31) located between the EGR cooler (30) and the intake manifold (24). EGR is an abbreviation for exhaust gas recirculation.
Both the intake throttle valve (11) and the EGR valve (31) are electric on-off valves, and are electrically connected to the power supply (29) through the electronic control unit (8). An intake air flow sensor (16) includes an intake air temperature sensor and is electrically connected to the electronic control unit (8). The power source (29) is a battery.
図1に示すように、このエンジンは、コモンレール式の燃料噴射装置(3)を備えている。
この燃料噴射装置(3)は、各燃焼室(1)に設けられた燃料噴射弁(34)と、燃料噴射弁(34)から噴射する燃料を蓄圧するコモンレール(35)と、コモンレール(35)に燃料タンク(36)から燃料を圧送する燃料サプライポンプ(37)を備えている。
燃料噴射弁(34)は電磁式開閉弁を備え、燃料サプライポンプ(37)は、電動式調圧弁を備え、これらは電子制御装置(8)を介して電源(29)に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, this engine is equipped with a common rail fuel injection system (3).
This fuel injection device (3) includes a fuel injection valve (34) provided in each combustion chamber (1), a common rail (35) for accumulating fuel injected from the fuel injection valve (34), and a common rail (35). is equipped with a fuel supply pump (37) for pumping fuel from a fuel tank (36).
The fuel injection valve (34) has an electromagnetic open/close valve, and the fuel supply pump (37) has an electric pressure regulating valve, which are electrically connected to the power supply (29) via the electronic control unit (8). ing.
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(38)の設定位置を検出するアクセルセンサ(39)と、エンジンの実回転数を検出する実回転数センサ(40)を備え、これらセンサ(39)(40)は電子制御装置(8)に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, this engine has a governor.
The speed governor includes an accelerator sensor (39) that detects the set position of an accelerator lever (38) that sets a target engine speed, and an actual engine speed sensor (40) that detects the actual engine speed.
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(41)と、キースイッチ(42)を備え、スタータモータ(41)とキースイッチ(42)は、電子制御装置(8)を介して電源(29)に電気的に接続されている。キースイッチ(42)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, this engine is equipped with a starter.
The starting device comprises a starter motor (41) and a key switch (42), the starter motor (41) and key switch (42) being electrically connected to the power supply (29) through the electronic control unit (8). It is A
電子制御装置(8)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(34)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(11)とEGR弁(31)の開度を調節し、吸気量やEGR率を調節する。
キースイッチ(42)がスタート位置に投入されると、スタータモータ(41)を駆動し、エンジンの始動を行う。キースイッチ(42)がON位置に投入されると、電源(29)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(42)がOFF位置に投入されると、燃料噴射弁(34)からの燃料噴射が停止され、エンジンが停止される。
The electronic control unit (8) is configured to perform the following operational control.
The fuel injection amount and injection timing from the fuel injection valve (34) are set so as to reduce the rotational speed deviation between the target rotational speed and the actual rotational speed of the engine, thereby reducing fluctuations in the engine rotational speed due to load fluctuations.
The intake throttle valve (11) and the EGR valve (31) are 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 (42) is turned to the start position, the starter motor (41) is driven to start the engine. When the key switch (42) is turned on, the power source (29) energizes the various parts of the engine to keep the engine running. When the key switch (42) is turned off, the fuel injection valve Fuel injection from (34) is stopped and the engine is stopped.
このエンジンは、排気処理装置を備えている。
図1に示すように、排気処理装置は、燃焼室(1)に燃料(2)を噴射する燃料噴射装置(3)と、排気経路(4)に配置された排気絞り弁(5)と、その排気下流側に配置された弁下流側DOC(6)と、その排気下流側に配置されたDPF(7)と、排気絞り弁(5)の開度と燃料噴射装置(3)の燃料噴射を制御する電子制御装置(8)を備えている。
This engine is equipped with an exhaust treatment device.
As shown in FIG. 1, the exhaust treatment device includes a fuel injection device (3) for injecting fuel (2) into a combustion chamber (1), an exhaust throttle valve (5) arranged in an exhaust path (4), Valve downstream side DOC (6) arranged on the exhaust downstream side, DPF (7) arranged on the exhaust downstream side, opening degree of exhaust throttle valve (5) and fuel injection of fuel injection device (3) It has an electronic controller (8) that controls the
このエンジンと異なる構成、すなわち排気絞り弁がDPFよりも排気下流側に配置されている場合に比べ、このエンジンでは、図1に示すように、排気絞り弁(5)がDPF(7)よりも排気上流側に配置されているため、排気絞り弁(5)の排気上流側の排気経路(4)の容積が小さくなり、排気絞り弁(5)の開度減少で弁上流側排気圧(P0)が速やかに昇圧し、排気(9)の昇温効率が高い。
また、このエンジンでは、図1に示すように、排気絞り弁(5)の排気下流側に弁下流側DOC(6)とDPF(7)が配置されるため、排気絞り弁(5)の弁鳴り音が排気経路(4)外に放出され難い。
Compared to a configuration different from this engine, in which the exhaust throttle valve is arranged downstream of the DPF, in this engine, as shown in FIG. Since it is arranged on the exhaust upstream side, the volume of the exhaust path (4) on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (5) becomes small, and the valve upstream side exhaust pressure (P0 ) rapidly raises the pressure, and the temperature rise efficiency of the exhaust gas (9) is high.
Further, in this engine, as shown in FIG. 1, the valve downstream side DOC (6) and DPF (7) are arranged on the exhaust downstream side of the exhaust throttle valve (5), so the valve of the exhaust throttle valve (5) The ringing sound is less likely to be emitted outside the exhaust path (4).
上記各要素について説明する。
図1に示す燃焼室(1)は、シリンダ内に形成されている。燃料(2)は軽油である。排気絞り弁(5)は、電動式開閉弁で、電子制御装置(8)を介して電源(29)に電気的に接続されている。DOCは、ディーゼル排気触媒の略称で、セラミックハニカム担体に白金やパラジウム等の酸化触媒成分が担持されたスルーフロー型で、排気(9)中のCO(一酸化炭素)及び、NO(一酸化窒素)を酸化する。DPFは、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称で、セラミックハニカムの隣り合うセルの出入口を交互に塞いだウォールフロー型で、排気(9)中のPMを捕捉する。PMは、粒子状物質の略称である。
弁下流側DOC(6)とDPF(7)は、排気経路(4)の途中に配置された排気処理ケース(4a)の排気上流側と下流側にそれぞれ収容されている。
Each of the above elements will be explained.
A combustion chamber (1) shown in FIG. 1 is formed in a cylinder. Fuel (2) is light oil. The exhaust throttle valve (5) is an electric opening/closing valve and is electrically connected to the power source (29) through the electronic control device (8). DOC is an abbreviation for diesel exhaust catalyst. It is a through-flow type in which oxidation catalyst components such as platinum and palladium are supported on a ceramic honeycomb carrier. ). DPF is an abbreviation for Diesel Particulate Filter, and is a wall-flow type in which the entrances and exits of adjacent cells of a ceramic honeycomb are alternately blocked, and traps PM in the exhaust gas (9). PM is an abbreviation for particulate matter.
The valve downstream DOC (6) and DPF (7) are accommodated respectively on the exhaust upstream side and downstream side of an exhaust treatment case (4a) arranged in the middle of the exhaust path (4).
このDPFシステムは、DPF(7)で排気(9)中のPMを捕捉し、排気(9)中のNO(一酸化窒素)を弁下流側DOC(6)で酸化して得られるNO2(二酸化窒素)で、DPF(7)に堆積したPMを比較的低温で連続的に酸化燃焼させるとともに、コモンレール式の燃料噴射装置(3)のポスト噴射によって排気(9)に供給された未燃燃料を弁下流側DOC(6)で触媒燃焼させ、DPF(7)に堆積したPMを、比較的高温で燃焼させて、DPF(7)を再生する。 This DPF system traps PM in the exhaust gas (9) with the DPF (7), NO (nitrogen monoxide) in the exhaust gas (9) is oxidized with the valve downstream side DOC (6), and produces NO 2 ( Nitrogen dioxide) continuously oxidizes and burns the PM accumulated in the DPF (7) at a relatively low temperature, and unburned fuel supplied to the exhaust (9) by post-injection of the common rail fuel injection device (3). is catalytically burned in the DOC (6) on the downstream side of the valve, and the PM accumulated in the DPF (7) is burned at a relatively high temperature to regenerate the DPF (7).
この排気処理装置は、DPF(7)の再生処理のため、次の構成を備えている。
図2に示すように、PMが堆積したDPFの再生処理の開始条件(S1)が成立した場合には、その後に排気絞り弁の開度減少制御(S2)がなされ、排気が所定のアフター噴射許可温度(TA)以上の温度になった場合には、その後にアフター噴射制御が開始(S5)され、アフター噴射燃料の燃焼で排気が所定のポスト噴射許可温度(TP)以上の温度になった場合には、その後にポスト噴射制御が開始(S7)され、図1に示す弁下流側DOC(6)でのポスト噴射燃料の触媒燃焼で昇温した排気(9)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。
This exhaust treatment device has the following configuration for regeneration of the DPF (7).
As shown in FIG. 2, when the condition (S1) for starting the regeneration process of the DPF with accumulated PM is established, the exhaust throttle valve opening degree reduction control (S2) is performed after that, and the exhaust gas is injected after a predetermined amount. When the temperature reaches the permission temperature (TA) or higher, the after-injection control is started (S5) after that, and the temperature of the exhaust gas reaches a predetermined post-injection permission temperature (TP) or higher due to the combustion of the after-injection fuel. , the post-injection control is started (S7) after that, and the temperature of the exhaust gas (9), which has been raised by the catalytic combustion of the post-injected fuel in the valve downstream side DOC (6) shown in FIG. It is configured so that deposited PM is incinerated.
このエンジンでは、次の利点がある。
図2に示すように、DPFの再生処理の開始条件(S1)が成立した場合には、排気絞り弁の開度減少による背圧の上昇、及びアフター噴射燃料の燃焼が起こるため、吸気絞りの場合に比べ、排気の昇温効率が高く、排気温度が低い無負荷及び/又は軽負荷運転時でも、図1に示す弁下流側DOC(6)が活性化され、ポスト噴射で、DPF(7)を再生できる。
This engine has the following advantages:
As shown in FIG. 2, when the DPF regeneration process start condition (S1) is satisfied, the back pressure rises due to the decrease in the opening of the exhaust throttle valve and the combustion of the after-injected fuel occurs. Even during no-load and/or light-load operation where the exhaust temperature is low, the valve downstream side DOC (6) shown in FIG. 1 is activated, and the DPF (7 ) can be played.
また、このエンジンでは、アフター噴射燃料の燃焼で排気が昇温するため、排気絞り弁(5)の開度減少の度合いが小さくて済み、背圧による出力ロスが小さく、エンジン出力を高くできる。 Also, in this engine, since the temperature of the exhaust gas rises due to the combustion of the after-injected fuel, the degree of decrease in opening of the exhaust throttle valve (5) can be small, and the output loss due to back pressure is small, and the engine output can be increased.
このエンジンでは、排気温度が低い無負荷及び/又は軽負荷運転の継続で、弁下流側DOCに未燃焼燃料やPMからなる未燃焼堆積物が堆積し、その触媒機能が低下している場合でも、図2に示すように、DPFの再生開始条件(S1)が成立した場合には、排気絞り弁の開度減少やアフター噴射で、排気が昇温し、未燃焼堆積物が気化或いは燃焼され、DPF再生時に図1に示す弁下流側DOC(6)の低下した触媒機能を回復できる。 In this engine, due to continuous no-load and/or light-load operation with low exhaust temperature, unburned fuel and unburned deposits composed of PM accumulate on the DOC on the downstream side of the valve, even if the catalytic function is reduced. As shown in FIG. 2, when the DPF regeneration start condition (S1) is satisfied, the temperature of the exhaust gas rises due to the decrease in the opening degree of the exhaust throttle valve and the after-injection, and the unburned deposits are vaporized or burned. , the reduced catalytic function of the valve downstream DOC (6) shown in FIG. 1 can be recovered during DPF regeneration.
DPF(7)の再生の場合の各要素について説明する。
図2に示すように、DPFの再生処理の開始条件(S1)は、DPFに堆積したPM堆積量推定値(APM)がDPFの再生処理の開始判定値(RSJ)以上になった場合に成立する。PM堆積量推定値(APM)としては、例えば、図1に示すDPF(7)の出入口間の差圧(ΔP)に基づいて、PM堆積量推定値演算装置(32)が推定する方法等がある。PM堆積量推定値演算装置(32)は、電子制御装置(8)の演算部で構成されている。
Each element for regeneration of the DPF (7) will be described.
As shown in FIG. 2, the DPF regeneration process start condition (S1) is established when the PM deposition amount estimated value (APM) accumulated in the DPF becomes equal to or greater than the DPF regeneration process start determination value (RSJ). do. As the PM deposition amount estimated value (APM), for example, there is a method of estimating by the PM deposition amount estimated value calculation device (32) based on the differential pressure (ΔP) between the inlet and outlet of the DPF (7) shown in FIG. be. The PM deposition amount estimated value calculation device (32) is composed of the calculation section of the electronic control device (8).
燃料噴射装置(3)から一燃焼サイクル中に行われるの噴射の種類には、ブレ噴射(パイロット噴射)と、メイン噴射と、アフター噴射と、ポスト噴射がある。
一燃焼サイクルは、4サイクルエンジンでは、吸気行程と圧縮行程と膨張行程と排気行程からなる。
ブレ噴射(パイロット噴射)は、メイン噴射燃料の着火遅れを抑制するための噴射で、吸気行程中または圧縮行程中に開始される。
メイン噴射は、出力を得るための主たる噴射で、圧縮上死点前に開始される。
アフター噴射は、排気を昇温させるための噴射で、メイン噴射の後、膨張行程中に開始される。
ポスト噴射は、排気を昇温させるための噴射で、アフター噴射の後、膨張行程中に開始される。ポスト噴射は、排気行程中に開始されるものであってもよい。
The types of injection performed from the fuel injection device (3) during one combustion cycle include brake injection (pilot injection), main injection, after injection, and post injection.
One combustion cycle in a four-cycle engine consists of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke.
The brake injection (pilot injection) is injection for suppressing the ignition delay of the main injected fuel, and is started during the intake stroke or the compression stroke.
Main injection is the main injection for obtaining output, and is started before compression top dead center.
The after injection is an injection for raising the temperature of the exhaust gas, and is started during the expansion stroke after the main injection.
The post-injection is an injection for raising the temperature of the exhaust gas, and is started during the expansion stroke after the after-injection. Post-injection may be initiated during the exhaust stroke.
図2に示すDPFの再生処理の場合、アフター噴射は次のように設定されている。
アフター噴射許可温度(TA)は、150°C以上、700°C以下に設定する。
アフター噴射制御では、図1に示す弁下流側DOC(6)の入口側排気温度(T1)が400°C以上、700°C以下に維持されるように設定されている。
In the case of the DPF regeneration process shown in FIG. 2, the after injection is set as follows.
The after injection permission temperature (TA) is set to 150°C or higher and 700°C or lower.
In the after injection control, the inlet side exhaust temperature (T1) of the valve downstream side DOC (6) shown in FIG. 1 is set to be maintained at 400° C. or more and 700° C. or less.
アフター噴射許可温度(TA)は、弁上流側排気温度センサ(19)で検出される弁上流側排気温度(T0)についての判定温度であり、弁上流側排気温度(T0)は、弁上流側排気温度センサ(19)で検出され、電子制御装置(8)による噴射タイミングや燃料噴射量の調節によって制御される。
弁下流側DOC(6)の入口側排気温度(T1)は、弁上流側排気温度センサ(19)で検出される弁上流側排気温度(T0)から推定され、電子制御装置(8)による噴射タイミングや燃料噴射量の調節によって制御される。
The after injection permission temperature (TA) is a judgment temperature for the valve upstream side exhaust temperature (T0) detected by the valve upstream side exhaust temperature sensor (19). It is detected by the exhaust temperature sensor (19) and controlled by adjusting the injection timing and fuel injection amount by the electronic control unit (8).
The inlet side exhaust temperature (T1) of the valve downstream side DOC (6) is estimated from the valve upstream side exhaust temperature (T0) detected by the valve upstream side exhaust temperature sensor (19). It is controlled by adjusting timing and fuel injection amount.
アフター噴射では、膨張行程で燃焼室(1)内に噴射が開始されたアフター噴射燃料が排気(9)の熱で燃焼し、無負荷及び低負荷運転で排気(9)の温度が低い場合でも、排気(9)が弁下流側DOC(6)に堆積する未燃焼堆積物が気化または焼却される温度まで昇温され、未燃焼堆積物で低下した弁下流側DOC(6)の触媒機能が回復すると共に、弁下流側DOC(6)が活性化される。 In the after-injection, the after-injected fuel that started to be injected into the combustion chamber (1) in the expansion stroke burns with the heat of the exhaust (9), and even if the temperature of the exhaust (9) is low during no-load and low-load operation. , the exhaust gas (9) is heated to a temperature at which unburned deposits deposited on the valve downstream DOC (6) are vaporized or incinerated, and the catalytic function of the valve downstream DOC (6) lowered by the unburned deposits Upon recovery, valve downstream DOC (6) is activated.
図2に示すDPFの再生処理の場合、ポスト噴射は次のように設定されている。
ポスト噴射許可温度(TP)は、200°C以上、700°C以下に設定されている。
ポスト噴射許可温度(TP)は、アフター噴射許可温度(TA)よりも高い温度に設定されている。
ポスト噴射制御では、弁下流側DOC(6)の入口側排気温度(T1)が400°C以上、700°C以下に維持されると共に、DPF(7)の入口側排気温度(T2)が550°C以上、700°C以下に維持されるように設定されている。特に、DPF(7)の入口側排気温度(T2)は、堆積したPMの異常燃焼を防止するため、700°C以下に設定することが望ましい。
ポスト噴射許可温度(TP)は、弁上流側排気温度センサ(19)で検出される弁上流側排気温度(T0)についての判定温度であり、弁上流側排気温度(T0)は、弁上流側排気温度センサ(19)で検出され、電子制御装置(8)で制御される。
弁下流側DOC(6)の入口側排気温度(T1)は、弁上流側排気温度センサ(19)で検出される弁上流側排気温度(T0)により、電子制御装置(8)による噴射タイミングや燃料噴射量の調節によって制御される。
DPF(7)の入口側排気温度(T2)は、DPF入口側排気温度センサ(27)で検出され、電子制御装置(8)による噴射タイミングや燃料噴射量の調節によって制御される。
なお、DPF出口側排気温度センサ(33)で検出されるDPF出口側排気温度(T3)が所定の上限温度以上の温度になった場合には、電子制御装置(8)の制御によりアフター噴射やポスト噴射は緊急停止される。
ポスト噴射では、膨張行程又は排気行程で燃焼室内に噴射が開始されたポスト噴射燃料が弁下流側DOC(6)で触媒燃焼し、排気(9)が昇温し、DPF(7)に溜まったPMが焼却除去される。
In the case of the DPF regeneration process shown in FIG. 2, post-injection is set as follows.
The post-injection permission temperature (TP) is set to 200°C or higher and 700°C or lower.
The post-injection permission temperature (TP) is set to a temperature higher than the after-injection permission temperature (TA).
In the post-injection control, the inlet-side exhaust temperature (T1) of the valve downstream DOC (6) is maintained at 400°C or higher and 700°C or lower, and the inlet-side exhaust temperature (T2) of the DPF (7) is maintained at 550°C. The temperature is set to be maintained at 700°C or higher. In particular, it is desirable to set the inlet-side exhaust temperature (T2) of the DPF (7) to 700° C. or less in order to prevent abnormal combustion of accumulated PM.
The post-injection permission temperature (TP) is a judgment temperature for the valve upstream side exhaust temperature (T0) detected by the valve upstream side exhaust temperature sensor (19). It is detected by the exhaust temperature sensor (19) and controlled by the electronic controller (8).
The inlet side exhaust temperature (T1) of the valve downstream side DOC (6) is determined by the valve upstream side exhaust temperature (T0) detected by the valve upstream side exhaust temperature sensor (19), and the injection timing or the like by the electronic control device (8). It is controlled by adjusting the fuel injection quantity.
The inlet-side exhaust temperature (T2) of the DPF (7) is detected by a DPF inlet-side exhaust temperature sensor (27) and controlled by adjusting the injection timing and fuel injection amount by the electronic control unit (8).
When the DPF outlet side exhaust temperature (T3) detected by the DPF outlet side exhaust temperature sensor (33) exceeds a predetermined upper limit temperature, after injection or Post-injection is emergency stopped.
In the post-injection, the post-injection fuel that started to be injected into the combustion chamber during the expansion stroke or the exhaust stroke is catalytically combusted in the DOC (6) on the downstream side of the valve, and the temperature of the exhaust (9) rises and accumulates in the DPF (7). PM is incinerated and removed.
この排気処理装置は、弁下流側DOC(6)の触媒機能回復処理のため、次の構成を備えている。
図3に示すように、未燃燃料やPMからなる未燃焼堆積物の堆積に基づいて機能低下した弁下流側DOC(6)の触媒機能回復処理の開始条件(S13)が成立した場合には、その後に排気絞り弁(5)の開度減少制御(S15)がなされ、排気が所定のアフター噴射許可温度(TA)以上の温度になった場合には、その後にアフター噴射制御が開始(S18)され、アフター噴射燃料の燃焼で昇温した排気(9)で、弁下流側DOC(6)に堆積した未燃焼堆積物が気化または焼却されるように構成されている。
This exhaust treatment device has the following configuration for catalytic function recovery processing of the DOC (6) on the downstream side of the valve.
As shown in FIG. 3, when the start condition (S13) of the catalyst function recovery process of the valve downstream side DOC (6) whose function has deteriorated due to the accumulation of unburned deposits consisting of unburned fuel and PM is satisfied. After that, the exhaust throttle valve (5) is controlled to decrease the degree of opening (S15), and when the temperature of the exhaust gas reaches a predetermined after-injection permission temperature (TA) or higher, the after-injection control is started (S18 ), and the exhaust gas (9) heated by the combustion of the after-injected fuel evaporates or incinerates unburned deposits deposited on the valve downstream side DOC (6).
このエンジンでは、DPF再生時でなくても、図3に示すように、弁下流側DOCの触媒機能回復の開始条件(S13)が成立した場合には、排気絞り弁の開度減少やアフター噴射で、排気が昇温し、未燃焼堆積物が気化或いは燃焼され、DPF再生前に図1に示す弁下流側DOC(6)の低下した触媒機能が回復され、触媒機能の低下が進行し難い。また、白煙の原因である未燃焼堆積物がないため、白煙の発生も抑えられる。 In this engine, even if the DPF is not being regenerated, as shown in FIG. , the temperature of the exhaust gas rises, the unburned deposits are vaporized or burned, and the lowered catalytic function of the valve downstream side DOC (6) shown in FIG. . In addition, since there is no unburned deposit that causes white smoke, the generation of white smoke is suppressed.
図3に示すように、弁下流側DOC(6)の触媒機能回復処理の開始条件(S13)は、無負荷及び軽負荷の運転時間の積算値(tL)が所定の触媒機能回復処理の開始判定値(ISJ)以上になった場合に成立する。無負荷及び軽負荷の運転時間の積算値(tL)は、弁上流側排気温度(T0)が無負荷及び軽負荷運転の判定温度(LJ)以下であることに基づいて、運転時間積算装置(18)が算出する。運転時間積算装置(18)は、電子制御装置(8)の演算部で構成されている。 As shown in FIG. 3, the start condition (S13) of the catalytic function recovery process for the DOC (6) on the downstream side of the valve is that the integrated value (tL) of the no-load and light-load operating times is a predetermined value (tL) to start the catalytic function recovery process. Established when the judgment value (ISJ) is exceeded. The integrated value (tL) of the no-load and light-load operation times is determined by the operation time accumulator ( 18) is calculated. The operating time accumulating device (18) is composed of the computing section of the electronic control device (8).
図3に示す弁下流側DOC(6)の触媒機能回復処理の場合、アフター噴射は次のように設定されている。
アフター噴射許可温度(TA)は、150°C以上、700°C以下に設定されている。
アフター噴射制御では、弁下流側DOC(6)の入口側排気温度(T1)が180°C以上、700°C以下に維持されるように設定されている。
アフター噴射では、膨張行程で燃焼室内に噴射されたアフター噴射燃料が排気の熱で燃焼し、無負荷及び低負荷運転で排気の温度が低い場合でも、排気が弁下流側DOCに堆積する未燃焼堆積物が気化または焼却される温度まで昇温され、未燃焼堆積物で低下した図1に示す弁下流側DOC(6)の触媒機能が回復され、触媒機能の低下が進行し難い。
In the case of the catalyst function recovery processing of the valve downstream side DOC (6) shown in FIG. 3, the after injection is set as follows.
The after injection permission temperature (TA) is set to 150°C or higher and 700°C or lower.
In the after injection control, the inlet side exhaust temperature (T1) of the valve downstream side DOC (6) is set to be maintained at 180°C or higher and 700°C or lower.
In the after-injection, the after-injected fuel injected into the combustion chamber in the expansion stroke burns with the heat of the exhaust, and even when the temperature of the exhaust is low during no-load and low-load operation, the exhaust accumulates in the DOC downstream of the valve. The temperature is raised to a temperature at which the deposits are vaporized or incinerated, and the catalytic function of the valve downstream DOC (6) shown in FIG.
このエンジンは、図1に示すように、吸気経路(10)に配置された吸気絞り弁(11)を備え、その開度が電子制御装置(8)で制御されるように構成され、図2に示すように、DPFの再生処理の開始条件(S1)が成立した場合又は図3に示すように、弁下流側DOCの触媒機能回復処理の開始条件(13)が成立した場合には、排気絞り弁(5)の開度減少制御(S2)(S15)がなされると共に、吸気絞り弁(11)の開度減少制御(S2)(S15)がなされるように構成されている。
このため、このエンジンでは、排気絞りと共に吸気絞りが行われるため、吸気量の減少により排気の昇温効率が高まる。
As shown in FIG. 1, this engine is provided with an intake throttle valve (11) arranged in an intake path (10), the opening of which is controlled by an electronic control unit (8). As shown in FIG. 3, when the DPF regeneration process start condition (S1) is satisfied, or when the valve downstream side DOC catalyst function recovery process start condition (13) is satisfied as shown in FIG. It is constructed such that opening degree reduction control (S2) (S15) of the throttle valve (5) is performed, and opening degree reduction control (S2) (S15) of the intake throttle valve (11) is performed.
For this reason, in this engine, intake air is throttled together with exhaust throttle, so the efficiency of temperature rise of the exhaust gas increases due to the reduction of the intake air amount.
このエンジンでは、図2または図3に示すように、排気絞り弁の開度減少制御(S2)(S15)がなされた後、弁上流側排気圧(P0)が所定の圧力上限値(Pmax)を超えた場合には、その後に排気絞り弁の開度増加制御(S4-2)(S17-2)がなされるように構成されている。
このため、このエンジンでは、弁上流側排気圧(P0)の過剰な昇圧が抑制されるため、その加圧で排気絞り弁(5)やその上流側の部品が故障し難い。
圧力上限値(Pmax)は、図1に示す排気絞り弁(11)、EGR弁(31)、過給機(26)等の仕様又は排気経路(4)の配管の気密性などから決められる。
排気絞り弁(5)は、排気経路(4)の途中に配置されている。
In this engine, as shown in FIG. 2 or 3, after the exhaust throttle valve opening degree reduction control (S2) (S15) is performed, the valve upstream side exhaust pressure (P0) is reduced to a predetermined pressure upper limit (Pmax). is exceeded, control for increasing the degree of opening of the exhaust throttle valve (S4-2) (S17-2) is performed.
Therefore, in this engine, excessive increase in the exhaust pressure (P0) on the upstream side of the valve is suppressed, so that the exhaust throttle valve (5) and its upstream parts are less likely to malfunction due to the pressurization.
The pressure upper limit (Pmax) is determined from the specifications of the exhaust throttle valve (11), EGR valve (31), turbocharger (26), etc. shown in FIG.
The exhaust throttle valve (5) is arranged in the middle of the exhaust path (4).
このエンジンでは、図1に示すように、弁上流側排気圧(P0)の演算装置(12)を備え、図4に示すように、弁上流側排気圧(P0)は、排気の質量流量(G)と、弁上流側排気温度(T0)と、弁下流側排気圧(P1)から演算で算出されるように構成されている。弁上流側排気圧(P0)の演算装置(12)は、電子制御装置(8)の演算部で構成されている。 As shown in FIG. 1, this engine is provided with a computing device (12) for the upstream exhaust pressure (P0) of the valve, and as shown in FIG. G), the exhaust temperature on the upstream side of the valve (T0), and the exhaust pressure on the downstream side of the valve (P1). The calculation device (12) for the valve upstream side exhaust pressure (P0) is composed of the calculation section of the electronic control device (8).
このエンジンでは、図4に示すように、排気の質量流量(G)等から演算で弁上流側排気圧(P0)を精度よく算出できるため、図1に示す排気絞り弁(5)の制御精度を高くできる。 In this engine, as shown in FIG. 4, the exhaust pressure (P0) on the upstream side of the valve can be calculated with high accuracy from the mass flow rate (G) of the exhaust, etc. Therefore, the control accuracy of the exhaust throttle valve (5) shown in FIG. can be raised.
このエンジンでは、弁上流側排気圧(P0)は、排気絞り弁(5)の排気上流側に配置した排気圧センサで検出してもかまわない。この場合、弁上流側排気圧(P0)を迅速に検出できるため、図1に示す排気絞り弁(5)の制御精度を高くできる。 In this engine, the valve upstream side exhaust pressure (P0) may be detected by an exhaust pressure sensor arranged on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (5). In this case, since the valve upstream side exhaust pressure (P0) can be quickly detected, the control accuracy of the exhaust throttle valve (5) shown in FIG. 1 can be improved.
弁上流側排気圧(P0)を演算で算出する場合には、次の関係式を用いることができる。
弁上流側排気圧(P0)は、図4の式1により、排気(9)の質量流量(G)と、弁上流側排気温度(T0)と、弁下流側排気圧(P1)から演算で算出することができる。
排気(9)の質量流量(G)は、図4の式2により、排気(9)の密度(ρ0)と排気(9)の体積流量(V)から演算で算出することができる。
排気(9)の体積流量(V)は、図4の式3により、排気(9)の質量流量(G)と燃料噴射量(Q)等から演算で算出することができる。
燃料噴射量(Q)は、1秒当たりのブレ噴射(パイロット噴射)と、メイン噴射と、アフター噴射と、ポスト噴射を加算した燃料噴射量である。
When calculating the upstream valve exhaust pressure (P0), the following relational expression can be used.
The valve upstream side exhaust pressure (P0) can be calculated from the mass flow rate (G) of the exhaust gas (9), the valve upstream side exhaust temperature (T0), and the valve downstream side exhaust pressure (P1) by
The mass flow rate (G) of the exhaust gas (9) can be calculated from the density (ρ0) of the exhaust gas (9) and the volumetric flow rate (V) of the exhaust gas (9) using
The volumetric flow rate (V) of the exhaust gas (9) can be calculated from the mass flow rate (G) of the exhaust gas (9), the fuel injection amount (Q), etc., using
The fuel injection quantity (Q) is the fuel injection quantity obtained by adding the blur injection (pilot injection), main injection, after injection, and post injection per second.
なお、排気流量の代用値として吸気流量を用いることができるため、図4の式3の精密な排気(9)の体積流量(V)の演算に代え、吸気流量センサ(16)で計量された吸気流量を排気(9)の体積流量(V)とみなして、式2の演算を行ってもよい。
In addition, since the intake flow rate can be used as a substitute value for the exhaust flow rate, instead of calculating the precise volumetric flow rate (V) of the exhaust gas (9) in
このエンジンでは、図1に示すように、DPF(7)の出入口間の差圧(ΔP)を検出する差圧センサ(13)と、大気圧(P3)を検出する大気圧センサ(14)を備え、図4の式4に示すように、弁下流側排気圧(P1)は、DPF(7)の出入口間の差圧(ΔP)と大気圧(P3)から演算で算出されるように構成されている。 In this engine, as shown in FIG. 1, a differential pressure sensor (13) for detecting the differential pressure (ΔP) between the inlet and outlet of the DPF (7) and an atmospheric pressure sensor (14) for detecting the atmospheric pressure (P3) are provided. 4, the valve downstream exhaust pressure (P1) is calculated from the differential pressure (ΔP) between the inlet and outlet of the DPF (7) and the atmospheric pressure (P3). It is
このエンジンでは、図4に示すように、DPFの出入口間の差圧(ΔP)と大気圧(P3)から演算で弁下流側排気圧(P1)を精度よく算出できるため、図1に示す排気絞り弁(5)の制御精度を高くできる。 In this engine, as shown in FIG. 4, the exhaust pressure (P1) on the downstream side of the valve can be accurately calculated from the differential pressure (ΔP) between the inlet and outlet of the DPF and the atmospheric pressure (P3). Control accuracy of the throttle valve (5) can be increased.
このエンジンでは、弁下流側排気圧(P1)を排気絞り弁(5)の排気下流側に配置した排気圧センサで検出してもかまわない。この場合、弁下流側排気圧(P1)を迅速に検出できるため、図1に示す排気絞り弁(5)の制御精度を高くできる。 In this engine, the valve downstream side exhaust pressure (P1) may be detected by an exhaust pressure sensor arranged on the exhaust downstream side of the exhaust throttle valve (5). In this case, since the valve downstream side exhaust pressure (P1) can be detected quickly, the control accuracy of the exhaust throttle valve (5) shown in FIG. 1 can be improved.
このエンジンでは、図1に示すように、弁上流側排気温度センサ(19)を備え、これで検出される弁上流側排気温度(T0)が、弁上流側排気圧(P0)の演算に用いられていると共に、図2に示すように、アフター噴射許可温度(TA)及びポスト噴射許可温度(TP)との温度比較判定にも用いられている。 As shown in FIG. 1, this engine is provided with a valve upstream exhaust temperature sensor (19), and the valve upstream exhaust temperature (T0) detected by this sensor is used to calculate the valve upstream exhaust pressure (P0). In addition, as shown in FIG. 2, it is also used for temperature comparison determination with the after-injection permission temperature (TA) and the post-injection permission temperature (TP).
このエンジンでは、単一の弁上流側排気温度センサ(19)で検出した弁上流側排気温度(T0)を用いて、上記演算と比較判定を行うため、センサの数を少なくできる。 In this engine, the upstream valve exhaust temperature (T0) detected by a single valve upstream exhaust temperature sensor (19) is used to perform the above calculation and comparison determination, so the number of sensors can be reduced.
このエンジンでは、弁上流側排気圧(P0)を排気絞り弁(5)の排気上流側に排気した排気圧センサで検出し、アフター噴射許可温度(TA)の比較判定に弁上流側排気温度センサ(19)の検出温度を用い、ポスト噴射許可温度(TP)の比較判定に弁下流側排気温度センサの検出温度を用いてもかまわない。この場合、弁上流側排気圧(P0)の検出、アフター噴射許可温度(TA)の比較判定、ポスト噴射許可温度(TP)の比較判定を迅速に行うことができる。 In this engine, the valve upstream side exhaust pressure (P0) is detected by an exhaust pressure sensor exhausted to the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (5), and the valve upstream side exhaust temperature sensor is used for comparison determination of the after injection permission temperature (TA). The detected temperature of (19) may be used, and the detected temperature of the valve downstream side exhaust temperature sensor may be used for the comparison determination of the post-injection permission temperature (TP). In this case, detection of the valve upstream side exhaust pressure (P0), comparison determination of the after injection permission temperature (TA), and comparison determination of the post injection permission temperature (TP) can be performed quickly.
このエンジンでは、図1に示すように、排気絞り弁(5)の排気上流側に配置される弁上流側DOC(17)を備えている。
このエンジンでは、無負荷及び/又は運転の継続で、弁下流側DOC(6)に未燃焼燃料やPMからなる未燃焼堆積物が堆積し、弁下流側DOC(6)の触媒機能が低下している場合でも、図2に示すように、DPFの再生開始条件が成立した場合には、その後のアフター噴射やポスト噴射により、アフター噴射燃料やポスト噴射燃料が弁上流側DOCで触媒燃焼され、排気が大幅に昇温するため、未燃焼堆積物が速やかに気化或いは燃焼し、DPF再生時に図1に示す弁下流側DOC(6)の低下した触媒機能を回復できる。
弁上流側DOC(17)は、排気経路(4)の途中に配置された弁上流側DOCケース(4b)内に収容されている。弁上流側排気温度センサ(19)は、弁上流側DOC(17)と排気絞り弁(5)の間に配置されている。
As shown in FIG. 1, this engine is provided with a valve upstream DOC (17) arranged on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (5).
In this engine, with no load and/or continued operation, unburned fuel and unburned deposits consisting of PM accumulate in the valve downstream DOC (6), and the catalytic function of the valve downstream DOC (6) deteriorates. 2, when the conditions for starting regeneration of the DPF are satisfied, the after-injection fuel and post-injection fuel are catalytically combusted in the valve upstream side DOC by subsequent after-injection and post-injection. Since the temperature of the exhaust gas rises significantly, the unburned deposits are quickly vaporized or burned, and the lowered catalytic function of the valve downstream side DOC (6) shown in FIG. 1 can be recovered during DPF regeneration.
The valve upstream DOC (17) is housed in a valve upstream DOC case (4b) arranged in the middle of the exhaust path (4). The valve upstream side exhaust temperature sensor (19) is arranged between the valve upstream side DOC (17) and the exhaust throttle valve (5).
このエンジンでは、図1に示すように、弁上流側DOC(17)と弁下流側DOC(6)には、セル内を排気が通過するハニカム担体に触媒成分を担持させたフロースルー型の酸化触媒が用いられている。
このため、このエンジンでは、図1に示すように、弁上流側DOC(17)と弁下流側DOC(6)にフロースルー型の酸化触媒が用いられているため、背圧による出力ロスが小さく、エンジン出力を高くできる。
In this engine, as shown in FIG. 1, the valve upstream DOC (17) and the valve downstream DOC (6) are flow-through type oxidation catalysts in which a catalyst component is supported on a honeycomb carrier through which exhaust gas passes through the cells. A catalyst is used.
Therefore, in this engine, as shown in FIG. 1, a flow-through type oxidation catalyst is used for the valve upstream side DOC (17) and the valve downstream side DOC (6), so the output loss due to back pressure is small. , the engine output can be increased.
このエンジンでは、図1に示すように、弁上流側DOC(17)の径は、弁下流側DOC(6)の径よりも小さく形成されている。
このため、エンジンでは、弁上流側DOC(17)のセルを通過する排気(9)の通過速度は、弁下流側DOC(6)のセルを通過する排気(9)の通過速度よりも速くなるため、弁上流側DOC(17)には未燃焼燃料やPMからなる未燃焼堆積物が堆積し難い。
In this engine, as shown in FIG. 1, the diameter of the valve upstream DOC (17) is smaller than the diameter of the valve downstream DOC (6).
Therefore, in the engine, the passing speed of the exhaust gas (9) passing through the cells of the valve upstream DOC (17) is faster than the passing speed of the exhaust gas (9) passing through the cells of the valve downstream DOC (6). Therefore, it is difficult for unburned fuel and unburned deposits made of PM to accumulate on the valve upstream side DOC (17).
このエンジンでは、図1に示すように、弁上流側DOC(17)の(全域の)セル密度は、弁下流側DOC(6)のセル密度よりも大きく形成されている。
このため、このエンジンでは、図1に示すように、弁上流側DOC(17)のセルを通過する排気(9)の通過速度は、弁下流側DOC(6)のセルを通過する排気(9)の通過速度よりも速くなるため、弁上流側DOC(17)には未燃焼燃料やPMからなる未燃焼堆積物が堆積し難い。
In this engine, as shown in FIG. 1, the cell density (over the whole area) of the valve upstream DOC (17) is higher than the cell density of the valve downstream DOC (6).
Therefore, in this engine, as shown in FIG. ), the DOC (17) on the upstream side of the valve is less susceptible to accumulation of unburned fuel and unburned deposits composed of PM.
このエンジンでは、図1に示すように、無負荷及び/又は軽負荷運転の運転時間を積算する運転時間積算装置(18)を備え、図3に示すように、無負荷及び/又は軽負荷の運転時間の積算値(tL)が所定の触媒機能回復処理の開始判定値(ISJ)に至った場合には、弁下流側DOC(6)の触媒機能回復処理の開始条件(S13)が成立するように構成されている。
このため、このエンジンでは、弁下流側DOCの触媒機能の低下の確度が高い時期に、触媒機能の改善を開始できるため、無駄な排気絞りやアフター噴射を無くすことができる。
As shown in FIG. 1, this engine is provided with an operating time accumulating device (18) for accumulating the operating time of no-load and/or light-load operation, and as shown in FIG. When the integrated value (tL) of the operating time reaches a predetermined catalyst function recovery process start determination value (ISJ), the catalyst function recovery process start condition (S13) of the valve downstream DOC (6) is satisfied. is configured as
Therefore, in this engine, improvement of the catalytic function can be started at a time when the likelihood of deterioration of the catalytic function of the DOC on the downstream side of the valve is high, so unnecessary exhaust throttling and after-injection can be eliminated.
このエンジンでは、電子制御装置(8)によるDPF(7)の再生処理の流れは次の通りである。
図2に示すように、ステップ(S1)では、DPFの再生処理の開始条件が満たされたか否かが判定される。具体的には、DPFのPM堆積量推定値(APM)がDPFの再生処理の開始判定値(RSJ)以上の値になったか否かが判別される。DPFのPM堆積量推定値(APM)は、図1に示すDPF(7)の出入口間の差圧(ΔP)に基づいてPM堆積量推定値演算装置(32)で算出される。PM堆積量推定値演算装置(32)は、電子制御装置(8)の演算部で構成されている。DPFのPM堆積量推定値(APM)は、差圧(ΔP)による算出以外の方法で算出してもよい。
図2に示すように、ステップ(S1)の判定は、肯定されるまで繰り返され、判定が肯定された場合には、ステップ(S2)に進む。
In this engine, the flow of regeneration processing of the DPF (7) by the electronic control unit (8) is as follows.
As shown in FIG. 2, in step (S1), it is determined whether or not the conditions for starting the DPF regeneration process are satisfied. Specifically, it is determined whether or not the DPF PM deposition amount estimated value (APM) has reached a value equal to or greater than the DPF regeneration process start determination value (RSJ). The PM deposition amount estimated value (APM) of the DPF is calculated by the PM deposition amount estimated value calculation device (32) based on the differential pressure (ΔP) between the entrance and exit of the DPF (7) shown in FIG. The PM deposition amount estimated value calculation device (32) is composed of the calculation section of the electronic control device (8). The DPF PM deposition amount estimated value (APM) may be calculated by a method other than the calculation based on the differential pressure (ΔP).
As shown in FIG. 2, the determination of step (S1) is repeated until the determination is affirmative, and when the determination is affirmative, the process proceeds to step (S2).
図2に示すように、ステップ(S2)では、排気絞り弁の開度減少制御と、排気絞り弁の開度減少制御が行われ、ステップ(S3)に進む。
ステップ(S2)の吸気絞り弁や排気絞り弁の開度減少制御は、吸気絞り弁(11)を駆動するアクチュエータ(11a)と、排気絞り弁(5)を駆動するアクチュエータ(5a)を電子制御装置(8)が制御することにより行われる。
As shown in FIG. 2, in step (S2), exhaust throttle valve opening degree reduction control and exhaust throttle valve opening degree reduction control are performed, and the process proceeds to step (S3).
In step (S2), the opening degree reduction control of the intake throttle valve and the exhaust throttle valve electronically controls the actuator (11a) that drives the intake throttle valve (11) and the actuator (5a) that drives the exhaust throttle valve (5). This is done under the control of the device (8).
図2に示すように、ステップ(S3)では、弁上流側排気圧(P0)が圧力上限値(Pmax)以下か否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(S4-1)に進む。
ステップ(S4-1)では、弁上流側排気温度(T0)がアフター噴射許可温度(TA)以上か否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(S5)に進む。
ステップ(S5)では、アフター噴射制御が開始され、ステップ(S6)に進む。
尚、ステップ(S3)での判定が否定された場合には、ステップ(S4-2)に進み、排気絞り弁の開度増加制御がなされ、ステップ(S4-1)に進む。
ステップ(S4-2)の排気絞り弁の開度増加制御は、排気絞り弁(5)を駆動するアクチュエータ(5a)を電子制御装置(8)が制御することにより行われる。
ステップ(S4-1)での判定が否定された場合にはステップ(S3)に戻る。
As shown in FIG. 2, in step (S3), it is determined whether or not the valve upstream side exhaust pressure (P0) is equal to or lower than the upper pressure limit (Pmax). ).
In step (S4-1), it is determined whether or not the exhaust gas temperature (T0) on the upstream side of the valve is equal to or higher than the after injection permission temperature (TA), and if the determination is affirmative, the process proceeds to step (S5).
In step (S5), after-injection control is started, and the process proceeds to step (S6).
When the determination in step (S3) is negative, the process proceeds to step (S4-2), control is performed to increase the opening degree of the exhaust throttle valve, and the process proceeds to step (S4-1).
The control for increasing the degree of opening of the exhaust throttle valve in step (S4-2) is performed by the electronic control unit (8) controlling the actuator (5a) that drives the exhaust throttle valve (5).
If the determination in step (S4-1) is negative, the process returns to step (S3).
ステップ(S6)では、弁上流側排気温度(T0)がポスト噴射許可温度(TP)以上か否かが判定される。ステップ(S6)の判定は肯定されるまで繰り返され、判定が肯定されるとステップ(S7)に進む。
ステップ(S7)では、ポスト噴射制御が開始され、ステップ(S8)に進む。
In step (S6), it is determined whether or not the valve upstream side exhaust temperature (T0) is equal to or higher than the post-injection permission temperature (TP). The determination of step (S6) is repeated until the determination is affirmative, and when the determination is affirmative, the process proceeds to step (S7).
In step (S7), post-injection control is started, and the process proceeds to step (S8).
ステップ(S8)では、DPFの再生処理の終了条件が満たされたか否かが判定される。具体的には、DPFのPM堆積量推定値(APM)がDPFの再生処理の終了判定値(REJ)以下の値になることが終了条件とされ、ステップ(S8)では、この終了条件が肯定されたか否かが判定される。
ステップ(S8)の判定は、肯定されるまで判定が繰り返され、判定が肯定された場合には、ステップ(S9)に進む。
ステップ(S9)では、ポスト噴射制御が終了されると共に、アフター噴射制御も終了され、ステップ(S10)に進む。
ステップ(S10)では、吸気絞り弁が全開にリセットされると共に、排気絞り弁も全開にリセットされ、ステップ(S1)に戻る。
In step (S8), it is determined whether or not a condition for terminating the DPF regeneration process is satisfied. Specifically, the end condition is that the estimated amount of PM accumulated in the DPF (APM) becomes equal to or less than the DPF regeneration process end judgment value (REJ). It is determined whether or not
The determination of step (S8) is repeated until the determination is affirmative, and when the determination is affirmative, the process proceeds to step (S9).
In step (S9), the post-injection control is ended, and the after-injection control is also ended, and the routine proceeds to step (S10).
In step (S10), the intake throttle valve is reset to fully open, and the exhaust throttle valve is also reset to fully open, and the process returns to step (S1).
尚、ステップ(S8)のDPFのPM堆積量推定値(APM)は、DPFの出入口間の差圧(ΔP)に基づいてPM堆積量推定値演算装置(32)で算出される。
ステップ(S8)のDPFの再生処理の終了条件は、図1に示すDPF(7)の入口側排気温度(T2)が所定のDPF再生処理温度以上の値を所定時間維持したこととしてもよい。
The estimated PM deposition amount (APM) of the DPF in step (S8) is calculated by the PM deposition amount estimation value calculation device (32) based on the differential pressure (ΔP) between the entrance and exit of the DPF.
The DPF regeneration process end condition in step (S8) may be that the inlet-side exhaust temperature (T2) of the DPF (7) shown in FIG. 1 maintains a value equal to or higher than a predetermined DPF regeneration process temperature for a predetermined period of time.
このエンジンでは、電子制御装置(8)による弁下流側DOC(6)の触媒機能回復処理の流れは次の通りである。
図3に示すように、ステップ(S11)では、弁上流側排気温度(T0)が無負荷及び軽負荷運転の判定温度(LJ)以下の値になったか否かが判定される。ステップ(S11)の判定は、肯定されるまで繰り返され、判定が肯定されるとステップ(S12)に進む。
ステップ(S11)では、弁上流側排気温度(T0)が無負荷又は軽負荷運転の判定温度(LJ)以下の値になったか否かを判定するようにしてもよい。
ステップ(S12)では、無負荷及び軽負荷運転時間を積算し、ステップ(S13)に進む。
ステップ(S13)では触媒機能回復処理の開始条件が満たされたか否かが判定される。具体的には、無負荷及び軽負荷の運転時間の積算値(tL)が触媒機能回復処理の開始判定値(ISJ)以上の値になったか否かが判定され、判定が肯定された場合にはステップ(S14)に進む。ステップ(S13)で判定が否定された場合には、ステップ(S11)に戻る。
In this engine, the flow of catalytic function recovery processing of the valve downstream side DOC (6) by the electronic control unit (8) is as follows.
As shown in FIG. 3, in step (S11), it is determined whether or not the valve upstream side exhaust temperature (T0) has become equal to or lower than the determination temperature (LJ) for no-load and light-load operation. The determination of step (S11) is repeated until the determination is affirmative, and when the determination is affirmative, the process proceeds to step (S12).
In step (S11), it may be determined whether or not the valve upstream side exhaust temperature (T0) has become equal to or lower than the determination temperature (LJ) for no-load or light-load operation.
In step (S12), no-load and light-load operating times are integrated, and the process proceeds to step (S13).
At step (S13), it is determined whether or not the conditions for starting the catalyst function recovery process are satisfied. Specifically, it is determined whether or not the integrated value (tL) of the no-load and light-load operation times has reached a value equal to or greater than the start determination value (ISJ) of the catalyst function recovery process, and if the determination is affirmative, goes to step (S14). If the determination in step (S13) is negative, the process returns to step (S11).
ステップ(S14)では、ステップ(S12)で積算した無負荷及び軽負荷の運転時間の積算値(tL)を0にリセットし、事後に行われる触媒機能回復処理時間の積算を開始し、ステップ(S15)に進む。
ステップ(S15)では、排気絞り弁の開度減少制御と、排気絞り弁の開度減少制御が行われ、ステップ(S16)に進む。
ステップ(S15)の吸気絞り弁や排気絞り弁の開度減少制御は、前記ステップ(S2)の場合と同様にして行われる。
In step (S14), the integrated value (tL) of the no-load and light-load operating times integrated in step (S12) is reset to 0, the integration of catalyst function recovery processing time to be performed after the fact is started, and step ( Go to S15).
In step (S15), exhaust throttle valve opening degree reduction control and exhaust throttle valve opening degree reduction control are performed, and the process proceeds to step (S16).
The opening degree reduction control of the intake throttle valve and the exhaust throttle valve in step (S15) is performed in the same manner as in step (S2).
ステップ(S16)では、弁上流側排気圧(P0)が圧力上限値(Pmax)以下か否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(S17-1)に進む。
ステップ(S17-1)では、弁上流側排気温度(T0)がアフター噴射許可温度(TA)以上か否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(S18)に進む。
ステップ(S18)では、アフター噴射制御が開始され、ステップ(S19)に進む。
ステップ(S16)での判定が否定された場合には、ステップ(S17-2)に進み、排気絞り弁の開度増加制御がなされ、ステップ(S17-1)に進む。
ステップ(S17-1)での排気絞り弁の開度減少制御は、前記ステップ(S4-2)の場合と同様にして行われる。
ステップ(S17-1)での判定が否定された場合にはステップ(S16)に戻る。
In step (S16), it is determined whether or not the valve upstream side exhaust pressure (P0) is equal to or lower than the upper pressure limit (Pmax), and if the determination is affirmative, the process proceeds to step (S17-1).
In step (S17-1), it is determined whether or not the exhaust gas temperature (T0) on the upstream side of the valve is equal to or higher than the after injection permission temperature (TA), and if the determination is affirmative, the process proceeds to step (S18).
In step (S18), after-injection control is started, and the process proceeds to step (S19).
If the determination in step (S16) is negative, the process proceeds to step (S17-2), control is performed to increase the opening degree of the exhaust throttle valve, and the process proceeds to step (S17-1).
The exhaust throttle valve opening reduction control in step (S17-1) is performed in the same manner as in step (S4-2).
If the determination in step (S17-1) is negative, the process returns to step (S16).
ステップ(S19)では、触媒機能回復処理の終了条件が満たされたか否かが判定される。具体的には、触媒機能回復処理時間の積算値(tI)が触媒機能回復処理の終了判定値(IEJ)以上の値になることが終了条件とされ、ステップ(S19)では、この終了条件が満たされたか否かが判定される。
ステップ(S19)の判定は、肯定されるまで判定が繰り返され、判定が肯定された場合には、ステップ(S20)に進む。
ステップ(S20)では、アフター噴射制御が終了され、ステップ(S21)に進む。
ステップ(S21)では、吸気絞り弁が全開にリセットされると共に、排気絞り弁も全開にリセットされ、ステップ(S14)下段の触媒機能回復処理時間の積算の積算値(tI)を0にリセットし、ステップ(S11)に戻る。なお、ステップ(S14)上段の無負荷及び軽負荷の運転時間の積算値(tL)の0へのリセットも、ステップ(S14)ではなく、ステップ(S21)で行ってもよい。
In step (S19), it is determined whether or not conditions for ending the catalyst function recovery process are satisfied. Specifically, the termination condition is that the integrated value (tI) of the catalyst function recovery processing time becomes equal to or greater than the termination judgment value (IEJ) of the catalyst function recovery processing. It is determined whether it is satisfied.
The determination of step (S19) is repeated until the determination is affirmative, and when the determination is affirmative, the process proceeds to step (S20).
At step (S20), the after-injection control is terminated, and the process proceeds to step (S21).
In step (S21), the intake throttle valve is reset to fully open, and the exhaust throttle valve is also reset to fully open. , the process returns to step (S11). It should be noted that resetting the integrated value (tL) of the no-load and light-load operating times in the upper part of step (S14) to 0 may also be performed in step (S21) instead of step (S14).
(1)…燃焼室、(2)…燃料、(3)…燃料噴射装置、(4)…排気経路、(5)…排気絞り弁、(6)…弁下流側DOC、(7)…DPF、(8)…電子制御装置、(9)…排気、(10)…吸気経路、(11)…吸気絞り弁、(12)…弁上流側排気圧の演算装置、(13)…差圧センサ、(14)…大気圧センサ、(15)…排気流量の演算装置、(16)…吸気流量センサ、(17)…弁上流側DOC、(18)…運転時間積算装置、(19)…弁上流側排気温度センサ、(20)…吸気、(S1)…DPFの再生処理の開始条件、(S2)…排気絞り弁の開度減少制御、(S4-2)…排気絞り弁の開度増加制御、(S5)…アフター噴射制御が開始、(T0)…弁上流側排気温度、(TA)…アフター噴射許可温度、(TP)…ポスト噴射許可温度、(P0)…弁上流側排気圧、(Pmax)…圧力上限値、(G)…排気の質量流量、(P1)…弁下流側排気圧、(ΔP)…差圧、(P3)…大気圧。 (1) Combustion chamber (2) Fuel (3) Fuel injector (4) Exhaust path (5) Exhaust throttle valve (6) Valve downstream side DOC (7) DPF , (8)...Electronic control unit, (9)...Exhaust, (10)...Intake path, (11)...Intake throttle valve, (12)...Valve upstream side exhaust pressure computing device, (13)...Differential pressure sensor , (14) atmospheric pressure sensor, (15) exhaust gas flow rate calculator, (16) intake air flow rate sensor, (17) valve upstream DOC, (18) operating time integrating device, (19) valve Upstream side exhaust temperature sensor (20) Intake air (S1) DPF regeneration start condition (S2) Exhaust throttle valve opening reduction control (S4-2) Exhaust throttle valve opening increase Control, (S5) ... after-injection control starts, (T0) ... valve upstream side exhaust temperature, (TA) ... after-injection permission temperature, (TP) ... post-injection permission temperature, (P0) ... valve upstream side exhaust pressure, (Pmax) ... pressure upper limit value, (G) ... exhaust mass flow rate, (P1) ... valve downstream side exhaust pressure, (ΔP) ... differential pressure, (P3) ... atmospheric pressure.
Claims (13)
PMが堆積したDPFの再生処理の開始条件(S1)が成立した場合には、その後に排気絞り弁の開度減少制御(S2)がなされ、排気絞り弁(5)の弁上流側の排気が所定のアフター噴射許可温度(TA)以上の温度になった場合には、その後にアフター噴射制御が開始(S5)され、アフター噴射燃料の燃焼で排気絞り弁(5)の弁上流側の排気がアフター噴射許可温度(TA)よりも高い所定のポスト噴射許可温度(TP)以上の温度になった場合には、その後にポスト噴射制御が開始(S7)され、弁下流側DOCでのポスト噴射燃料の触媒燃焼で昇温した排気で、DPFに堆積したPMが焼却されるように構成され、
アフター噴射制御により、膨張行程で燃焼室(1)内に噴射が開始されたアフター噴射燃料が排気(9)の熱で燃焼し、無負荷及び低負荷運転で排気(9)の温度が低い場合でも、排気(9)が弁下流側DOC(6)に堆積する未燃焼堆積物が気化または焼却される温度まで昇温され、未燃焼堆積物で低下した弁下流側DOC(6)の触媒機能が回復すると共に、弁下流側DOC(6)が活性化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。 A fuel injection device (3) for injecting fuel (2) into a combustion chamber (1), an exhaust throttle valve (5) arranged in an exhaust path (4), and a valve downstream DOC arranged on the exhaust downstream side thereof. (6), a DPF (7) arranged downstream of the exhaust, and an electronic control device (8) that controls the opening of the exhaust throttle valve (5) and the fuel injection of the fuel injection device (3),
When the condition (S1) for starting the regeneration process of the DPF with accumulated PM is established, the exhaust throttle valve opening degree reduction control (S2) is performed after that, and the exhaust on the upstream side of the exhaust throttle valve (5) is discharged. When the temperature reaches a predetermined after-injection permission temperature (TA) or higher, the after-injection control is started (S5) after that, and the combustion of the after-injected fuel reduces the exhaust upstream of the exhaust throttle valve (5). When the temperature reaches a predetermined post-injection permission temperature (TP) higher than the after-injection permission temperature (TA) , post-injection control is started (S7) after that, and post-injection fuel at the valve downstream side DOC is The PM accumulated in the DPF is burned with the exhaust heated by the catalytic combustion of
After-injection control causes after-injected fuel that has started to be injected into the combustion chamber (1) in the expansion stroke to burn with the heat of the exhaust (9), and the temperature of the exhaust (9) is low during no-load and low-load operation. However, the exhaust gas (9) is heated to a temperature at which unburned deposits deposited on the valve downstream DOC (6) are vaporized or incinerated, and the unburned deposits lower the catalytic function of the valve downstream DOC (6). is restored and the valve downstream DOC (6) is activated.
アフター噴射許可温度(TA)が150°C以上、700°C以下に設定されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。A diesel engine, wherein an after-injection permission temperature (TA) is set to 150°C or more and 700°C or less.
アフター噴射制御では、弁下流側DOC(6)の入口側排気温度(T1)が400°C以上、700°C以下になるように設定されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。A diesel engine characterized in that in the after injection control, the inlet side exhaust temperature (T1) of the valve downstream side DOC (6) is set to 400°C or more and 700°C or less.
ポスト噴射許可温度(TP)は、200°C以上、700°C以下に設定されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。A diesel engine, wherein a post-injection permission temperature (TP) is set to 200°C or more and 700°C or less.
ポスト噴射制御では、弁下流側DOC(6)の入口側排気温度(T1)が400°C以上、700°C以下になると共に、DPF(7)の入口側排気温度(T2)が550°C以上、700°C以下になるように設定されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。In the post-injection control, the inlet side exhaust temperature (T1) of the valve downstream side DOC (6) is 400°C or higher and 700°C or lower, and the inlet side exhaust temperature (T2) of the DPF (7) is 550°C. A diesel engine, characterized in that the temperature is set to 700°C or less.
吸気経路(10)に配置された吸気絞り弁(11)を備え、その開度が電子制御装置(8)で制御されるように構成され、
DPFの再生処理の開始条件(S1)が成立した場合には、排気絞り弁(5)の開度減少制御(S2)がなされると共に、吸気絞り弁(11)の開度減少制御(S2)がな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。 In the diesel engine according to any one of claims 1 to 5 ,
Equipped with an intake throttle valve (11) arranged in the intake path (10), the opening of which is configured to be controlled by an electronic control unit (8),
When the DPF regeneration process start condition (S1) is established, the opening degree reduction control (S2) of the exhaust throttle valve (5) is performed, and the opening degree reduction control (S2) of the intake throttle valve (11) is performed. A diesel engine, characterized in that:
排気絞り弁の開度減少制御(S2)がなされた後、弁上流側排気圧(P0)が所定の圧力上限値(Pmax)を超えた場合には、その後に排気絞り弁の開度増加制御(S4-2)がな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。 In the diesel engine according to any one of claims 1 to 6 ,
After exhaust throttle valve opening reduction control (S2) is performed, if the valve upstream side exhaust pressure (P0) exceeds a predetermined pressure upper limit (Pmax), the exhaust throttle valve opening increase control is performed thereafter. A diesel engine characterized in that it is configured to perform (S4-2).
弁上流側排気圧(P0)の演算装置(12)を備え、弁上流側排気圧(P0)は、排気の質量流量(G)と、弁上流側排気温度(T0)と、弁下流側排気圧(P1)から演算で算出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。 In a diesel engine according to claim 7 ,
A calculation device (12) for the valve upstream side exhaust pressure (P0) is provided, and the valve upstream side exhaust pressure (P0) is calculated based on the mass flow rate (G) of the exhaust, the valve upstream side exhaust temperature (T0), and the valve downstream side exhaust pressure. A diesel engine characterized by being constructed so as to be calculated from an atmospheric pressure (P1).
弁上流側排気温度センサ(19)を備え、これで検出される弁上流側排気温度(T0)が、弁上流側排気圧(P0)の演算に用いられていると共に、アフター噴射許可温度(TA)及びポスト噴射許可温度(TP)との温度比較判定に用いられている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In a diesel engine according to claim 8 ,
A valve upstream exhaust temperature sensor (19) is provided, and the valve upstream exhaust temperature (T0) detected by this sensor is used to calculate the valve upstream exhaust pressure (P0), and the after injection permission temperature (TA ) and a post-injection permission temperature (TP) for temperature comparison determination.
排気絞り弁(5)の排気上流側に配置される弁上流側DOC(17)を備えている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In the diesel engine according to any one of claims 1 to 9 ,
A diesel engine comprising a valve upstream DOC (17) disposed upstream of an exhaust throttle valve (5).
弁上流側DOC(17)と弁下流側DOC(6)には、セル内を排気が通過するハニカム担体に触媒成分を担持させたフロースルー型の酸化触媒が用いられている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In a diesel engine according to claim 10 ,
The valve upstream DOC (17) and the valve downstream DOC (6) are characterized by using a flow-through type oxidation catalyst in which a catalyst component is supported on a honeycomb carrier through which exhaust gas passes through the cells. diesel engine.
このエンジンでは、弁上流側DOC(17)の径は、弁下流側DOC(6)の径よりも小さく形成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 A diesel engine according to claim 11 , wherein
In this engine, the diameter of the valve upstream side DOC (17) is smaller than the diameter of the valve downstream side DOC (6).
弁上流側DOC(17)のセル密度は、弁下流側DOC(6)のセル密度よりも大きく形成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In the diesel engine according to claim 11 or claim 12 ,
A diesel engine, wherein the cell density of the valve upstream side DOC (17) is higher than the cell density of the valve downstream side DOC (6).
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