JP7156051B2 - Control device - Google Patents
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Description
排気管燃料噴射器が取り付けられた機械で内燃機関の燃焼状態を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for controlling the combustion state of an internal combustion engine in a machine fitted with an exhaust pipe fuel injector.
近年の排ガス規制の強化に伴って、内燃機関の排気を今迄以上に浄化すべく、排気管にフィルタを取り付ける事で内燃機関の排気に含有された粒子状物質を捕集する事が為されている。 With the tightening of exhaust gas regulations in recent years, in order to purify the exhaust gas of internal combustion engines more than ever, filters are attached to exhaust pipes to collect particulate matter contained in the exhaust gas of internal combustion engines. ing.
フィルタに捕集された粒子状物質の捕集量が規定量に到達した場合は、フィルタに捕集された粒子状物質を燃焼させる事でフィルタに捕集された粒子状物質を除去する必要が有る。 When the amount of particulate matter collected by the filter reaches a specified amount, it is necessary to remove the particulate matter collected by the filter by burning the particulate matter collected by the filter. There is
フィルタに捕集された粒子状物質を効率的に燃焼させるには、排気温度を効率的に上昇させる必要が有る為、フィルタの排気上流側に排気管燃料噴射器を取り付ける事で排気管で燃料を噴射させ、排気温度を効率的に上昇させる技術が採用されている。 In order to efficiently burn the particulate matter collected by the filter, it is necessary to increase the exhaust temperature efficiently. is injected to efficiently raise the exhaust temperature.
然し乍ら、内燃機関の組み立て後(排気管燃料噴射器を新規に取り付けた後)や排気管燃料噴射器の交換後は、排気から排気管燃料噴射器への熱伝達を阻害する煤が排気管燃料噴射器の表面に全く堆積していない為、排気管燃料噴射器が熱害を受け損傷し易い。 However, after assembly of an internal combustion engine (after installing a new exhaust pipe fuel injector) or after replacement of an exhaust pipe fuel injector, soot, which inhibits heat transfer from the exhaust to the exhaust pipe fuel injector, is generated in the exhaust pipe fuel. Since there is no deposit on the surface of the injector, the exhaust pipe fuel injector is susceptible to heat damage and damage.
以上の事情に鑑み、内燃機関の組み立て後や排気管燃料噴射器の交換後に排気管燃料噴射器が熱害を受け損傷する事を抑制する事が出来る制御装置を提供する。 In view of the above circumstances, there is provided a control device capable of suppressing heat damage and damage to an exhaust pipe fuel injector after assembly of an internal combustion engine or replacement of the exhaust pipe fuel injector.
排気管燃料噴射器が取り付けられた機械で内燃機関の燃焼状態を制御する制御装置であって、前記排気管燃料噴射器が取り外された状態から前記排気管燃料噴射器が取り付けられた状態に変更された場合に、前記内燃機関の燃焼状態を通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更する制御装置を提供する。 A control device for controlling the combustion state of an internal combustion engine in a machine to which an exhaust pipe fuel injector is attached, wherein the state in which the exhaust pipe fuel injector is removed is changed to the state in which the exhaust pipe fuel injector is attached. Provided is a control device for changing the combustion state of the internal combustion engine from a normal combustion state to a combustion state in which soot is intentionally generated when a soot is generated.
前記内燃機関の燃焼状態が前記通常の燃焼状態から前記煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更された後の前記内燃機関の駆動時間が所定の累積時間に到達した場合に、前記内燃機関の燃焼状態を前記煤を意図的に発生させる燃焼状態から前記通常の燃焼状態に戻す事が望ましい。 When the driving time of the internal combustion engine after the combustion state of the internal combustion engine is changed from the normal combustion state to the combustion state that intentionally generates soot reaches a predetermined cumulative time, It is desirable to return the combustion state from the combustion state that intentionally generates the soot to the normal combustion state.
前記排気管燃料噴射器が取り外された状態から前記排気管燃料噴射器が取り付けられた状態への変更は、外部装置からの入力信号を基に検出する事が望ましい。 It is desirable to detect the change from the state in which the exhaust pipe fuel injector is removed to the state in which the exhaust pipe fuel injector is attached based on an input signal from an external device.
内燃機関の組み立て後や排気管燃料噴射器の交換後に排気管燃料噴射器が熱害を受け損傷する事を抑制する事が出来る制御装置を提供する事が出来る。 It is possible to provide a control device that can prevent the exhaust pipe fuel injector from being damaged by heat damage after the internal combustion engine is assembled or after the exhaust pipe fuel injector is replaced.
以下、実施の形態を添付図面に順って説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in order of the accompanying drawings.
図1に示す様に、制御装置100は、排気管燃料噴射器101が取り付けられた機械(以下、車両)102で内燃機関103の燃焼状態を制御するものであって、電子制御装置(ECU;Electronic Control Unit)や電気回路又は電子回路で構成される。
As shown in FIG. 1, a
排気管燃料噴射器101は、排気管104に取り付けられたフィルタ105の排気上流側に取り付けられる。排気管燃料噴射器101は、排気管104で燃料を噴射する事で排気温度を効率的に上昇させ、フィルタ105に捕集された粒子状物質(PM;Particulate Matter)の燃焼を促進させる。内燃機関103は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンで構成される。
The exhaust
制御装置100は、排気管燃料噴射器101が取り外された状態から排気管燃料噴射器101が取り付けられた状態に変更された場合に、内燃機関103の燃焼状態を通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更する。
When the state in which the exhaust
通常の燃焼状態とは、内燃機関103がガソリンエンジンであれば、内燃機関103の燃焼効率を最大化すべく、実空燃比を理論空燃比に近付ける様に制御された理想的な燃焼状態を意味する。尚、内燃機関103がディーゼルエンジンであれば、本来の燃料噴射量マップに従って燃料噴射を行った場合の燃焼状態を意味する。即ち、内燃機関103の燃焼状態は、原則的には、通常の燃焼状態と成る様に制御される。
If the
煤を意図的に発生させる燃焼状態とは、煤を通常の燃焼状態よりも多く発生させる様に制御された非理想的な燃焼状態を意味する。煤を意図的に発生させる燃焼状態は、一般的には、回避すべき燃焼状態と言え、本来は、内燃機関103の燃焼状態が煤を意図的に発生させる燃焼状態と成る様に制御される事は無い。
Combustion conditions that intentionally generate soot refer to non-ideal combustion conditions that are controlled to generate more soot than normal combustion conditions. A combustion state that intentionally generates soot can generally be said to be a combustion state that should be avoided. Originally, the combustion state of the
煤を意図的に発生させる燃焼状態は、実空燃比を理論空燃比よりも低下させたり、着火点を通常の着火点よりも遅角化させたりする事で実現される。実空燃比は、吸気絞り弁106の開度(吸入空気量)や筒内燃料噴射器107の通電時間(燃料噴射量)を制御する事で調整する事が出来る。着火点は、筒内燃料噴射器107の通電時期を調整する事で変化させる事が出来る。
A combustion state that intentionally generates soot is realized by lowering the actual air-fuel ratio below the stoichiometric air-fuel ratio or by retarding the ignition point from the normal ignition point. The actual air-fuel ratio can be adjusted by controlling the opening of the intake throttle valve 106 (intake air amount) and the energization time of the in-cylinder fuel injector 107 (fuel injection amount). The ignition point can be changed by adjusting the energization timing of the in-
車両102が排気再循環(EGR;Exhaust Gas Recirculation)装置を備える場合は、煤が排気再循環流路に流入する事を防止する為、煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更する前に排気再循環弁を閉じておく事が望ましい。
If the
更に言えば、内燃機関103の運転に支障が無い限り、煤が排気管燃料噴射器101に到達する迄に通過する経路を除く他の経路に煤が流入する事が無い様に他の経路を閉じておく事が望ましい。
Furthermore, as long as there is no problem with the operation of the
制御装置100は、内燃機関103の燃焼状態が通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更された後の内燃機関103の駆動時間が所定の累積時間に到達した場合に、内燃機関103の燃焼状態を煤を意図的に発生させる燃焼状態から通常の燃焼状態に戻す。
The
所定の累積時間は、排気管燃料噴射器101の表面に熱害を阻害するのに十分な量の煤が堆積する時間を基に決定される。従って、煤を意図的に発生させる燃焼状態が所定の累積時間に亘って断続的又は継続的に維持された場合は、排気管燃料噴射器101の表面に熱害を阻害するのに十分な量の煤が堆積される。
The predetermined cumulative time is determined based on the time required for a sufficient amount of soot to accumulate on the surface of the exhaust
例えば、内燃機関103の燃焼状態が通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更された直後に内燃機関103が停止され、排気管燃料噴射器101の表面への煤の堆積が不十分な場合にも、次に内燃機関103が始動された時に内燃機関103の燃焼状態が煤を意図的に発生させる燃焼状態に維持される為、排気管燃料噴射器101の表面への煤の堆積が確実に行われる。
For example, immediately after the combustion state of the
排気管燃料噴射器101が取り外された状態から排気管燃料噴射器101が取り付けられた状態への変更は、外部装置108からの入力信号を基に検出する事が出来る。
A change from a state in which the exhaust
例えば、排気管燃料噴射器101の交換後に、整備士が外部装置108を使用し制御装置100に信号を手動で送信する事で実現される。更に、制御装置100が排気管燃料噴射器101の取り付けや取り外しを自ら自動で検出する機能を有する事も出来る。
For example, after replacement of the exhaust
次に、制御装置100の動作を具体的に説明する。
Next, the operation of the
図2に示す様に、ステップS101では、外部装置108からの入力信号を基に排気管燃料噴射器101が取り外された状態から排気管燃料噴射器101が取り付けられた状態に変更されたか否かを検出する。具体的に言えば、外部装置108からの入力信号が存在する場合に、制御装置100は、排気管燃料噴射器101が取り外された状態から排気管燃料噴射器101が取り付けられた状態に変更されたと判定すると共に、外部装置108からの入力信号を受信した事を示す応答信号を外部装置108に送信し、外部装置108は、制御装置100からの応答信号を受信した場合に、制御装置100への入力信号の送信を停止(リセット)する。
As shown in FIG. 2, in step S101, based on an input signal from the
排気管燃料噴射器101が取り外された状態から排気管燃料噴射器101が取り付けられた状態への変更が検出された場合は、ステップS102に進み、変更が検出されなかった場合は、リターンする。
If a change from the state in which the exhaust
ステップS102では、フラグがオフであればフラグをオンにすると共に、内燃機関103の燃焼状態を通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更する。
In step S102, if the flag is off, the flag is turned on, and the combustion state of the
次のステップS103では、内燃機関103の燃焼状態が通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更された後の内燃機関103の駆動時間が所定の累積時間に到達したか否かを判定する。
In the next step S103, it is determined whether the driving time of the
内燃機関103の燃焼状態が通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更された後の内燃機関103の駆動時間が所定の累積時間に到達したと判定された場合は、ステップS104に進み、内燃機関103の駆動時間が所定の累積時間に到達したと判定されなかった場合は、ステップS103を繰り返す。
If it is determined that the driving time of the
ステップS104では、フラグをオフにすると共に、内燃機関103の燃焼状態を煤を意図的に発生させる燃焼状態から通常の燃焼状態に戻す。
In step S104, the flag is turned off, and the combustion state of the
尚、最初のステップS105で、フラグがオンであるか否かを判定し、フラグがオンである場合は、ステップS102に進み、フラグがオフである場合は、ステップS101に進む事で、内燃機関103の駆動時間が所定の累積時間に到達する前に内燃機関103が停止された場合でも、内燃機関103の駆動時間が所定の累積時間に到達する迄、煤を意図的に発生させる燃焼状態を継続させる事が出来る。
In the first step S105, it is determined whether or not the flag is ON. If the flag is ON, the process proceeds to step S102, and if the flag is OFF, the process proceeds to step S101. Even if the
以上に説明された様に、制御装置100では、内燃機関103の組み立て後や排気管燃料噴射器101の交換後に、内燃機関103の燃焼状態を本来と異なる燃焼状態に制御し、排気から排気管燃料噴射器101への熱伝達を阻害する煤を排気管燃料噴射器101の表面に堆積させる為、排気管燃料噴射器101が熱害を受け損傷する事を抑制する事が出来る。
As described above, in the
尚、制御装置100は、車両102の内燃機関103の他、産業機械の産業エンジン等にも適用する事が出来る。
Note that the
100 制御装置
101 排気管燃料噴射器
102 車両
103 内燃機関
104 排気管
105 フィルタ
106 吸気絞り弁
107 筒内燃料噴射器
108 外部装置
100
Claims (3)
前記排気管燃料噴射器が取り外された状態から前記排気管燃料噴射器が取り付けられた状態に変更された場合に、前記内燃機関の燃焼状態を通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更する
事を特徴とする制御装置。 A control device for controlling the combustion state of an internal combustion engine in a machine equipped with an exhaust pipe fuel injector,
Combustion that intentionally generates soot from a normal combustion state of the internal combustion engine when the state in which the exhaust pipe fuel injector is removed is changed to the state in which the exhaust pipe fuel injector is attached. A control device characterized by changing state.
請求項1に記載の制御装置。 When the driving time of the internal combustion engine after the combustion state of the internal combustion engine is changed from the normal combustion state to the combustion state that intentionally generates soot reaches a predetermined cumulative time, 2. The control device according to claim 1, wherein the combustion condition is returned from the intentionally soot-generating combustion condition to the normal combustion condition.
請求項1又は2に記載の制御装置。 The control device according to claim 1 or 2, wherein a change from a state in which the exhaust pipe fuel injector is removed to a state in which the exhaust pipe fuel injector is attached is detected based on an input signal from an external device.
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