KR102630317B1 - 엔진 작업기 - Google Patents
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Abstract
[과제] 배기 촉매의 기능 부전과 엔진 성능의 저하를 억제할 수 있는 엔진 작업기를 제공한다.
[해결수단] 엔진(E)으로의 더미 부하의 투입 중, 더미 부하와 작업 부하를 포함하는 엔진의 총부하의 상승에 의해, 연료 공급 장치(19a)의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 해제 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치(20)에 의한 부하 전환 장치(7)의 전환으로, 더미 부하의 투입이 해제되고, 더미 부하를 포함하지 않는 엔진으로의 작업 부하의 투입 중, 작업 부하의 하강에 의해, 연료 공급 장치(19a)의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 재투입 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치(20)에 의한 부하 전환 장치(7)의 전환으로, 더미 부하가 재투입되고, 엔진 운전 중, 연료 공급량이 소정의 설정값을 초과하는 값으로 유지되는 것에 의해, 배기 촉매(34)의 입구의 배기 온도가 소정의 설정값을 초과하는 값으로 유지되도록 구성되어 있다.
[해결수단] 엔진(E)으로의 더미 부하의 투입 중, 더미 부하와 작업 부하를 포함하는 엔진의 총부하의 상승에 의해, 연료 공급 장치(19a)의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 해제 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치(20)에 의한 부하 전환 장치(7)의 전환으로, 더미 부하의 투입이 해제되고, 더미 부하를 포함하지 않는 엔진으로의 작업 부하의 투입 중, 작업 부하의 하강에 의해, 연료 공급 장치(19a)의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 재투입 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치(20)에 의한 부하 전환 장치(7)의 전환으로, 더미 부하가 재투입되고, 엔진 운전 중, 연료 공급량이 소정의 설정값을 초과하는 값으로 유지되는 것에 의해, 배기 촉매(34)의 입구의 배기 온도가 소정의 설정값을 초과하는 값으로 유지되도록 구성되어 있다.
Description
본 발명은, 엔진 작업기에 관한 것으로, 상세하게는, 배기 촉매의 기능 부전과 엔진 출력의 저하를 억제할 수 있는 것에 관한 것이다.
종래, 엔진 작업기로서, 엔진과, 엔진의 배기 경로에 설치된 배기 촉매와, HC 부착량 추정 장치와, 흡기 스로틀 밸브를 구비하고, 엔진 운전 중, HC 부착량 추정 장치로 배기 촉매에 부착된 HC를 추정하여, 배기 촉매에 부착된 HC의 부착 추정값이 소정값보다 커지면, 흡기 스로틀 밸브를 조절하여, 배기 온도를 상승시키는 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). HC는 탄화수소의 약칭이다.
특허문헌 1의 것에서는, 엔진 운전 중, 배기 촉매에 부착된 HC의 부착 추정값이 소정값보다 커진 후에 배기 온도를 올리기 때문에, 촉매의 입구나 표면에 고착된 HC가 소각되지 않고 잔류하여, 배기 촉매가 기능 부전에 빠지는 경우가 있다.
또한, 엔진 운전 중, 흡기 스로틀 밸브를 좁히면, 흡기량이 부족하여, 엔진의 출력 저하나 불완전 연소가 일어나서, 엔진 성능이 저하하는 경우가 있다.
본 발명의 과제는, 배기 촉매의 기능 부전과 엔진 성능 저하를 억제할 수 있는, 엔진 작업기를 제공하는 데 있다.
본 발명에서는, 엔진으로의 더미 부하의 투입 중, 더미 부하와 작업 부하를 포함하는 엔진의 총부하의 상승에 의해, 연료 공급 장치의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 해제 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치에 의한 부하 전환 장치의 전환으로, 더미 부하의 투입이 해제되고, 더미 부하를 포함하지 않는 엔진으로의 작업 부하의 투입 중, 작업 부하의 하강에 의해, 연료 공급 장치의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 재투입 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치에 의한 부하 전환 장치의 전환으로, 더미 부하가 재투입되고, 엔진 운전 중, 연료 공급량이 소정의 설정값을 초과하는 값을 유지하는 것에 의해, 배기 촉매의 입구의 배기 온도가 소정의 설정값을 초과하는 값을 유지하도록 구성되어 있다.
이 엔진 작업기는 엔진 발전기에 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 다음의 효과가 얻어진다.
엔진 운전 중, 더미 부하를 포함하지 않는 작업 부하가 낮아져도, 더미 부하의 투입에 의해, 배기 촉매의 입구의 배기 온도가 소정의 설정값을 초과하는 값으로 유지되며, HC는, 배기 촉매의 입구나 표면에서 고착하기 전에 촉매 연소나 증발에 의해 소실되어, 배기 촉매의 입구에서의 HC의 잔류에 의한 배기 촉매의 기능 부전을 억제할 수 있다.
또한, 배기 촉매의 입구의 배기 온도를 상승시키는 데 있어서, 엔진 운전 중, 흡기 스로틀 밸브의 조절을 불필요하게 하여, 혹은 조절량을 저감할 수 있어, 흡기량 부족에 의한 엔진의 출력 저하나 불완전 연소가 억제되어서, 엔진 성능의 저하를 억제할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 실시형태에 따른 엔진 작업기의 모식도이다.
[도 2] 도 1의 엔진 작업기의 부하와 연료 공급량의 관계를 나타내는 그래프이다.
[도 3] 작업 부하 및 더미 부하의 변화에 대한 연료 공급량의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
[도 4] 도 1의 엔진 작업기의 전자 제어 장치에 의한 더미 부하의 투입과 해제의 처리의 플로우 차트이다.
[도 5] 도 1의 엔진 작업기의 전자 제어 장치에 의한 DPF 재생 처리의 플로우 차트이다.
[도 2] 도 1의 엔진 작업기의 부하와 연료 공급량의 관계를 나타내는 그래프이다.
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[도 4] 도 1의 엔진 작업기의 전자 제어 장치에 의한 더미 부하의 투입과 해제의 처리의 플로우 차트이다.
[도 5] 도 1의 엔진 작업기의 전자 제어 장치에 의한 DPF 재생 처리의 플로우 차트이다.
도 1∼도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 엔진 작업기를 설명하는 도면이며, 이 실시형태에서는 배기 처리 장치를 구비한 입형(立形) 수랭의 직렬 4기통 디젤 엔진의 엔진 발전기에 관하여 설명한다.
이 엔진 작업기의 개요는, 다음과 같다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 엔진(E)은, 실린더 블록(11)과, 실린더 블록(11)의 상부에 조립된 실린더 헤드(12)와, 실린더 블록(11)의 후부(後部)에 설치된 플라이 휠(13)과, 실린더 블록(11)의 전부(前部)에 설치된 엔진 냉각 팬(14)과, 실린더 헤드(12)의 횡 일측에 배치된 흡기 매니폴드(도시하지 않음)와, 실린더 헤드(12)의 횡(橫) 타측에 배치된 배기 매니폴드(16)와, 배기 매니폴드(16)에 접속된 과급기(過給機)(17)와, 과급기(17)의 배기 하류측에 설치된 배기 처리 케이스(18)와, 연료 공급 장치(19a)와, 전자 제어 장치(20)를 구비하고 있다.
플라이 휠(13)에는 작업 부하 장치(6)가 접속되어 있다.
작업 부하 장치(6)에는, 발전기(6a)나 유압 장치나 용접기를 이용할 수 있지만, 이 실시형태에서는 발전기(6a)가 이용되고 있다.
흡기 장치의 개요는, 다음과 같다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 흡기 장치는, 과급기(17)의 컴프레서(17a)와, 컴프레서(17a)의 흡기 상류측에 배치된 에어 클리너(21)와, 에어 클리너(21)와 컴프레서(17a) 사이에 배치된 에어 플로우 센서(22)와, 컴프레서(17a)의 흡기 하류측에 배치된 인터쿨러(23)와, 인터쿨러(23)의 흡기 하류측에 배치된 흡기 스로틀 밸브(24)와, 흡기 스로틀 밸브(24)의 흡기 하류측에 배치된 흡기 매니폴드(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
에어 플로우 센서(22)와, 흡기 스로틀 밸브(24)의 전동(電動) 액추에이터(24a)는, 전자 제어 장치(20)에 전기적으로 접속되어 있다.
전자 제어 장치(20)에는 엔진 ECU가 이용되고 있다. ECU는 전자 제어 유닛의 약칭이며, 마이크로컴퓨터이다.
연료 공급 장치(19a)의 개요는, 다음과 같다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 연료 공급 장치(19a)는, 커먼레일 식이며, 각 기통에 삽입된 복수의 연료 인젝터(25)와, 축압(蓄壓)한 연료를 복수의 연료 인젝터(25)로 분배하는 커먼레일(26)과, 커먼레일(26)로 연료를 압송(壓送)하는 연료 서플라이 펌프(27)와, 연료 탱크(28)를 구비하고 있다.
연료 서플라이 펌프(27)와, 연료 인젝터(25)의 전자 밸브(25a)는, 전자 제어 장치(20)에 전기적으로 접속되어 있다. 전자 제어 장치(20)에는, 목표 회전수 센서(29)와, 크랭크축 센서(30)와, 기통 판별 센서(31)가 전기적으로 접속되어 있다. 목표 회전수 센서(29)에서는, 엔진의 목표 회전수가 검출되고, 크랭크축 센서(30)에서는, 엔진의 실제 회전수와 크랭크 각도가 검출된다. 기통 판별 센서(31)에서는, 각 기통의 연소 행정이 검출된다.
트랙터나 콤바인 등, 목표 회전수 설정 레버 대신에 엑셀(accelerator)이 이용되는 경우에는, 목표 회전수 센서 대신에, 엑셀 센서가 이용되며, 엑셀 센서에 의한 엑셀 위치의 검출에 근거하여 목표 회전수가 설정된다.
또한, 엑셀 센서나 차량 ECU로부터의 CAN 통신 등을 통한 신호 등에 의해, 엔진 회전수를 가변 조절하는 것이어도 되는 것은 물론이다.
연료 공급 장치(19a)에서는, 엔진의 목표 회전수와 실제 회전수의 편차에 근거하여, 전자 제어 장치(20)에서 엔진 부하가 연산되며, 엔진의 목표 회전수와 엔진 부하에 따라, 연료 인젝터(25)의 전자 밸브(25a)가 소정 타이밍에서 소정 시간 밸브 개방되어, 연료 인젝터(25)로부터 각 기통에 소정 타이밍에서 소정량의 연료(32)가 분사된다. 연료(32)는 경유이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 목표 회전수 센서(29)는 목표 회전수 설정 레버(29a)의 목표 회전수 설정 위치를 검출하는 것이며, 목표 회전수 센서(29)에는 퍼텐셔미터가 이용되고 있다. 목표 회전수는, 목표 회전수 설정 레버(29a)에 의해, 1800rpm 또는 3600rpm 등의 소정 회전수로 설정된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 크랭크축 센서(30)는, 플라이 휠(13)에 설치된 크랭크축 검출 디스크(30a)의 돌기의 통과를 검출한다. 크랭크축 검출 디스크(30a)는, 주연(周緣)에 1개의 기점 돌기와, 등(等) 피치로 마련된 다수의 위상 돌기를 구비하며, 이들 돌기의 통과 속도에 근거하여, 전자 제어 장치(20)에서 엔진 실제 회전수가 연산되고, 통과한 위상 돌기의 기점 돌기와의 위상 차에 근거하여 크랭크 각도가 연산된다.
기통 판별 센서(31)는, 밸브 작동 캠축(도시하지 않음)에 설치된 기통 판별 디스크(31a)의 돌기의 통과를 검출한다. 기통 판별 디스크(31a)는, 주연에 1개의 돌기를 구비하며, 이 돌기의 통과에 근거하여, 전자 제어 장치(20)에서 4 사이클의 연소 행정이 판별된다.
크랭크축 센서(30)와 기통 판별 센서(31)에는, 전자(電磁) 픽업 센서가 이용되고 있다.
배기 장치의 개요는, 다음과 같다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 배기 장치는, 배기 매니폴드(16)와, 배기 매니폴드(16)의 배기 하류측에 설치된 과급기(17)의 배기 터빈(17b)과, 배기 터빈(17b)의 배기 하류측에 설치된 배기 처리 장치(33)를 구비하고 있다. 배기 매니폴드(16)로부터 배기 처리 장치(33)에 이르는 일련의 경로가 배기 경로(1)로 된다.
배기 처리 장치(33)의 개요는, 다음과 같다.
배기 처리 장치(33)는, 과급기(17)의 배기 터빈(17b)의 배기 하류측에 설치된 배기 처리 케이스(18)와, 배기 처리 케이스(18) 내의 배기 상류측에 배치된 DOC(35)와, 배기 처리 케이스(18) 내의 배기 하류측에 배치된 DPF(2)를 구비하고 있다.
DPF는, 디젤·파티큘레이트·필터의 약칭이며, 엔진 배기 중의 PM을 포착한다. PM은, 입자상 물질의 약칭이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, DPF(2)에는, 내부에 축 길이 방향을 따르는 다수의 셀(도시하지 않음)이 병설되어, 이웃하는 셀의 입구와 출구가 교대로 봉인된 월 플로우 형의 세라믹 하니컴이 이용되고 있다.
DOC는, 디젤 산화 촉매의 약칭이며, 엔진 배기 중의 CO(일산화탄소) 및 NO(일산화질소)를 산화한다. DOC(35)에는, 내부에 축 길이 방향을 따르는 다수의 셀(도시하지 않음)이 관통상(貫通狀)으로 병설된 플로우 스루 식의 세라믹 하니컴이 이용되며, 셀 내에는 백금이나 팔라듐이나 로듐 등의 산화 촉매 성분이 담지되어 있다.
배기 처리 장치(33)는, DPF(2)의 재생 장치(R)를 구비하고 있다.
DPF(2)의 재생 장치(R)는, DPF(2)에 퇴적되는 PM의 퇴적량을 추정하는 PM 퇴적량 추정 장치(4)와, 배기 승온 장치(19)와, 전자 제어 장치(20)를 구비하며, DPF(2)의 PM 퇴적량이 소정의 재생 개시값에 이른 것에 근거하여, 전자 제어 장치(20)가 DPF(2)의 재생 처리를 행하도록 구성되며, DPF(2)의 재생 처리에서는, 배기 승온 장치(19)에서 배기(39)가 승온되어, DPF(2)에 퇴적된 PM이 소각되도록 구성되어 있다.
PM 퇴적량 추정 장치(4)는, 전자 제어 장치(20)로 구성되며, DPF(2)의 배기 입구측과 배기 출구측의 차압을 검출하는 차압 센서(3)에서 검출된 차압에 근거하여, DPF(2)에 퇴적된 PM의 퇴적량을 추정한다. DPF(2)의 차압 대신에, 엔진 운전 시간의 적산값이나 연료 공급량의 적산값에 근거하여, DPF(2)에 퇴적된 PM의 퇴적량을 추정해도 된다.
배기 승온 장치(19)는, 흡기 스로틀 밸브(24)와, 연료 공급 장치(19a)와, DOC(35)와, DOC(35)의 배기 입구측의 배기 온도를 검출하는 DOC 입구측의 배기 온도 센서(37)와, DPF(2)의 배기 출구측의 배기 온도를 검출하는 DPF 출구측의 배기 온도 센서(36)와, DPF(2)의 배기 입구측의 배기 온도를 검출하는 DPF 입구측의 배기 온도 센서(38)를 구비하고 있다.
상기 각 센서(36)(37)(38)는 모두 전자 제어 장치(20)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 배기 처리 장치(33)에서는, DPF(2)에서 엔진의 배기(39) 중의 PM을 포착하고, 배기(39) 중의 NO(일산화질소)를 DOC(35)에서 산화하여 얻어지는 NO2(이산화질소)로, DPF(2)에 퇴적된 PM을 비교적 저온에서 연속적으로 산화 연소시킴과 아울러, 차압 센서(3)에서 검출된 차압이 소정의 재생 필요값에 이른 것에 근거하여, 전자 제어 장치(20)의 제어에 의해, 커먼레일 식의 연료 공급 장치(19a)의 포스트 분사로, 배기(39)에 공급된 미연(未燃) 연료를 DOC(35)에서 촉매 연소시켜, 배기(39)가 승온되어, DPF(2)에 퇴적된 PM을, 비교적 고온에서 연소시켜, DPF(2)를 재생한다.
배기 온도가 낮아, DOC(35)의 입구측 배기 온도가 DOC(35)의 활성화 온도에 도달해 있지 않은 경우에는, 전자 제어 장치(20)의 제어에 의해, 흡기 스로틀 밸브(24)가 조절되어, 배기 온도의 상승이 도모된다.
DPF의 재생 처리의 개시 시점은, 다음과 같다.
차압 센서(3)에서 검출된 차압이 재생 필요값에 이른 시점에서, DOC(35)의 입구측 배기 온도가 DOC(35)의 활성화 온도에 도달해 있고, 그 시점에서 포스트 분사가 개시되는 경우에는, 포스트 분사의 개시 시점이, DPF의 재생 처리의 개시 시점이 된다.
차압 센서(3)에서 검출된 차압이 재생 필요값에 이른 시점에서는, DOC(35)의 입구측 배기 온도가 DOC(35)의 활성화 온도에 도달해 있지 않고, 흡기 스로틀 밸브(24)가 조절되는 경우에는, 흡기 스로틀 밸브(24)의 스로틀 개시 시점이, DPF의 재생 처리의 개시 시점이 된다. 이 경우, DOC(35)의 입구측 배기 온도가 DOC(35)의 활성화 온도에 도달하고, 포스트 분사가 개시되는 시점을 DPF의 재생 처리의 개시 시점으로 정의해도 된다.
또한, 커먼레일 식의 연료 공급 장치(19a)의 포스트 분사 대신에, 과급기(17)의 배기 터빈(17b)과 DOC(35) 사이에 배치한 배기관 연료 인젝터(도시하지 않음)에서 배기(39)에 미연 연료를 분사하는 배기관 분사를 이용해도 된다. 또한, 커먼레일 식의 연료 공급 장치(19a)의 포스트 분사 대신에, 전기 히터의 발열이나, 배기 스로틀 밸브의 배기 스로틀에 의해 배기 승온을 행해도 된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 이 엔진 작업기는, 엔진(E)과, 엔진(E)의 배기 경로(1)에 배치된 배기 촉매(34)와, 엔진 부하의 증감에 따라 연소실로의 연료 공급량이 증감 조절되는 연료 공급 장치(19a)와, 더미 부하 장치(5)와, 작업 부하 장치(6)와, 엔진(E)으로의 더미 부하의 투입과 해제를 전환하는 부하 전환 장치(7)와, 부하 전환 장치(7)의 전환을 제어하는 전자 제어 장치(20)을 구비하고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 이 엔진 작업기는, 엔진(E)으로의 더미 부하의 투입 중, 더미 부하와 작업 부하를 포함하는 엔진의 총부하의 상승에 의해, 연료 공급 장치(19a)의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 해제 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치(20)에 의한 부하 전환 장치(7)의 전환으로, 더미 부하의 투입이 해제되고, 더미 부하를 포함하지 않는 엔진으로의 작업 부하의 투입 중, 작업 부하의 하강에 의해, 연료 공급 장치(19a)의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 재투입 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치(20)에 의한 부하 전환 장치(7)의 전환으로, 더미 부하가 재투입되고, 엔진 운전 중, 연료 공급량이 소정의 설정값을 초과하는 값으로 유지되는 것에 의해, 배기 촉매(34)의 입구의 배기 온도가 소정의 설정값을 초과하는 값으로 유지되도록 구성되어 있다.
이 때문에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 엔진 운전 중, 더미 부하를 포함하지 않는 작업 부하가 낮아져도, 더미 부하의 투입에 의해, 배기 촉매(34)의 입구의 배기 온도가 소정의 설정값을 초과하는 값으로 유지되며, HC는, 배기 촉매(34)의 입구나 표면에서 고착하기 전에 촉매 연소나 증발에 의해 소실되어, 배기 촉매(34)의 입구에서의 HC의 잔류에 의한 배기 촉매(34)의 기능 부전을 억제할 수 있다.
또한, 배기 촉매(34)의 입구의 배기 온도를 상승시키는 데 있어서, 엔진 운전 중, 흡기 스로틀 밸브(24)의 조절을 불필요로 하거나, 혹은 스로틀양을 저감할 수 있어, 흡기량 부족에 의한 엔진의 출력 저하나 불완전 연소가 억제되어, 엔진 성능의 저하를 억제할 수 있다.
HC는, 탄화수소의 약칭이며, PM이나 SOF분을 말한다. PM은 입자상 물질의 약칭, SOF분은 가용(可溶) 유기분(有機分)의 약칭이며, 미연 연료나 윤활유로 이루어진다.
배기 촉매(34)는 DOC(35)이지만, SCR 촉매 등의 다른 배기 촉매를 이용할 수도 있다. SCR 촉매는, 선택 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction)형의 촉매의 약칭으로, 내부에 축 길이 방향을 따르는 다수의 셀이 관통상으로 병설된 플로우 스루 하니컴형의 것이 이용되고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 이 엔진 발전기는, 작업 부하 장치(6)가 발전기(6a)이며, 발전기(6a)의 출력부(6b)는, 전기 장치(8)로의 출력 회로(6c)와, 더미 전기 저항기(5a)를 구비한 상기 더미 부하 장치(5)와, 출력 회로(6c)와 더미 전기 저항기(5a)로의 출력을 전환하는 상기 부하 전환 장치(7)를 구비하고, 이 부하 전환 장치(7)는, 발전기(6a)의 출력을 더미 전기 저항기(5a)와 전기 장치(8) 양쪽 모두에 출력하는 총부하 투입 위치(7a)와, 발전기(6a)의 출력을 더미 전기 저항기(5a)에 출력하는 일없이 전기 장치(8)에 출력하는 작업 부하 투입 위치(7b)를 구비하고 있다.
전기 장치(8)에는, 조명 기기나 공조 기기 등이 있다.
이 때문에, 엔진 운전 중, 전기 장치(8)로의 출력이 없거나, 또는 낮은 운전 상태가 장시간 계속하는 경우가 많은 엔진 발전기의 경우라도, 더미 전기 저항기(5a)로의 출력에 의해, 배기 촉매(34)의 입구의 배기 온도가 소정의 설정 온도를 초과하는 값으로 유지되며, HC는, 배기 촉매(34)의 입구나 표면에서 고착하기 전에 촉매 연소나 증발에 의해 소실되어, 배기 촉매(34)의 입구에서의 HC의 잔류에 의한 배기 촉매(34)의 기능 부전을 억제할 수 있다.
전자 제어 장치(20)에 의한 부하 투입의 제어를 도 2의 그래프 및 도 3의 타임 차트에 의해 설명한다.
엔진(E)의 시동 직후, 엔진 냉각수의 수온(엔진 오일의 유온(油溫)이어도 된다)이 소정의 값에 이른다면, 도 2 또는 도 3에 나타내는 바와 같이, 더미 부하의 초기 투입에 의해, 연료 공급 장치(19a)의 연료 공급량은 초기 투입값으로 설정되며, 더미 부하와 작업 부하를 포함하는 엔진의 총부하 투입 중, 작업 부하의 상승에 의해, 연료 공급 장치(19a)의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 해제 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치(20)에 의한 부하 전환 장치(7)의 전환으로, 더미 부하의 투입이 해제되고, 연료 공급량은 소정의 하강값까지 저하한다.
이어서, 더미 부하를 포함하지 않는 엔진으로의 작업 부하의 투입 중, 작업 부하의 하강에 의해, 연료 공급 장치(19a)의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 재투입 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치(20)에 의한 부하 전환 장치(7)의 전환으로, 더미 부하가 재투입되고, 연료 공급량은 소정의 상승값까지 상승한다.
엔진 운전 중, 연료 공급량이 소정의 하한 설정값을 초과하는 값으로 유지되는 것에 의해, 배기 촉매(34)의 입구의 배기 온도가 소정의 설정값을 초과하는 값으로 유지된다.
더미 부하의 해제 판정값은, 더미 부하의 재투입시의 연료 공급량의 상승값보다 높게 설정되며, 더미 부하의 재투입 판정값은, 더미 부하의 해제시의 연료 공급량의 하강값보다 낮게 설정되어, 히스테리시스에 의해, 더미 부하의 해제와 투입의 헌팅이 일어나지 않도록 하고 있다.
더미 부하의 초기 투입값과 재투입 판정값은, 하한 설정값을 초과하는 값으로 설정되며, 엔진 운전 중, 연료 공급량이 소정의 하한 설정값을 초과하는 값으로 유지되도록 되어 있다.
연료 공급량의 하한 설정값은, DOC의 입구 배기 온도가 DOC 활성화 온도(예를 들면, 200∼250℃)를 초과하여, DOC의 입구나 표면에 부착되는 HC가 촉매 연소나 증발에 의해 소실되는 값으로 설정되어 있다.
전자 제어 장치(20)에 의한 더미 부하의 투입과 해제의 처리 순서를, 도 4의 플로우 차트로 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 스텝(S1)에서 엔진이 시동되면, 스텝(S2)에서, 엔진 냉각수의 수온(엔진 오일의 유온이어도 된다)이 소정의 더미 부하 투입 판정값에 이른 경우에는, 스텝(S3)에서 더미 부하가 투입되고, 스텝(S4)에서 총부하가 더미 부하 해제 판정값에 이르렀는지 아닌지가 판정된다. 스텝(S4)의 판정은, 긍정될 때까지 반복되며, 판정이 긍정된 경우에는, 스텝(S5)에서 더미 부하가 해제되고, 스텝(S6)에서 작업 부하가 더미 부하 재투입 판정값에 이르렀는지 아닌지가 판정된다. 스텝(S6)의 판정은, 긍정될 때까지 반복되며, 판정이 긍정된 경우에는, 스텝(S3)에서 더미 부하가 재투입된다.
전자 제어 장치(20)에 의한 DPF의 재생 처리의 순서를 도 5의 플로우 차트로 설명한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 스텝(S11)에서 DPF(2)에 퇴적되는 PM의 퇴적 추정값이 재생 필요값에 이르렀는지 아닌지가 판정된다. 스텝(S11)에서의 판정은 긍정될 때까지 반복되며, 판정이 긍정되면, 스텝(S12)에서 DOC(35)가 활성화 온도에 이르고 있는지 아닌지가 판정되고, 판정이 긍정된 경우에는, 스텝(S13)에서 DPF(2)의 재생이 개시되고, 스텝(S14)에서 DPF(2)의 재생 종료 조건이 충족되었는지 아닌지가 판정되고, 판정이 긍정된 경우에는, 처리는 종료하며, 판정이 부정된 경우에는, 스텝(S12)으로 돌아온다.
재생 종료 조건은, 포스트 분사에 의해, DPF 입구 배기 온도가 소정의 재생 요구 온도(예를 들면 500℃ 전후)를 유지한 적산(積算) 시간이 소정의 종료 설정 시간에 이르는 것이다.
또한, DPF(2)의 재생 도중에, DPF 출구측 배기 온도가 이상(異常) 고온(예를 들면 700℃ 전후)에 이른 경우에는, DPF(2)의 열 손상을 피하기 위해, 포스트 분사는 중지된다.
스텝(S12)에서, DOC(35)의 입구측 배기 온도가 DOC(35)의 활성화 온도에 도달해 있지 않은 경우에는, 스텝(S15)에서 흡기 스로틀 밸브(24)에 의한 흡기 조절로, 배기(39)이 승온되고, 스텝(S12)으로 돌아온다.
더미 부하의 투입에 의해, 통상은, 엔진 운전 중, DOC(35)의 입구측 배기 온도는 DOC(35)의 활성화 온도를 초과해 있지만, 외기 온도가 극단적으로 낮은 한랭시나 시동 초기 등, 더미 부하의 투입에도 불구하고, DOC(35)의 입구측 배기 온도가 DOC(35)의 활성화 온도에 이르지 않는 경우에는, 스텝(S15)에서 흡기 스로틀 밸브(24)에 의한 흡기 스로틀이 행해진다. 단, 더미 부하의 투입에 의해 DOC(35)의 입구측 배기 온도는, 더미 부하가 없는 경우보다 높게 설정되기 때문에, 흡기 스로틀 밸브(24)의 스로틀양은 저감된다.
(E)...엔진 (1)...배기 경로
(5)...더미 부하 장치 (5a)...더미 부하 저항기
(6)...작업 부하 장치 (6a)...발전기
(6b)...출력부 (6c)...출력 회로
(7)...부하 전환 장치 (7a)...총부하 투입 위치
(7b)...작업 부하 투입 위치 (8)...전기 장치
(19a)...연료 공급 장치 (20)...전자 제어 장치
(34)...배기 촉매.
(5)...더미 부하 장치 (5a)...더미 부하 저항기
(6)...작업 부하 장치 (6a)...발전기
(6b)...출력부 (6c)...출력 회로
(7)...부하 전환 장치 (7a)...총부하 투입 위치
(7b)...작업 부하 투입 위치 (8)...전기 장치
(19a)...연료 공급 장치 (20)...전자 제어 장치
(34)...배기 촉매.
Claims (2)
- 엔진(E)과, 엔진(E)의 배기 경로(1)에 배치된 DOC(35)와, 엔진 부하의 증감에 따라서 연소실로의 연료 공급량을 증감 조절하고, 포스트 분사로 배기에 공급한 미연 연료를 DOC(35)에서 촉매 연소시키는 연료 공급 장치(19a)와, 더미 부하 장치(5)와, 작업 부하 장치(6)와, 엔진(E)으로의 더미 부하의 투입과 해제를 전환하는 부하 전환 장치(7)와, 부하 전환 장치(7)의 전환을 제어하는 전자 제어 장치(20)를 구비하며, 또한, DPF(2)와, DPF(2)에 퇴적되는 PM의 퇴적량을 추정하는 PM 퇴적량 추정 장치(4)를 구비하고,
엔진(E)으로의 더미 부하의 투입 중, 더미 부하와 작업 부하를 포함하는 엔진의 총부하의 상승에 의해, 연료 공급 장치(19a)의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 해제 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치(20)에 의한 부하 전환 장치(7)의 전환으로, 더미 부하의 투입이 해제되고, 더미 부하를 포함하지 않는 엔진으로의 작업 부하의 투입 중, 작업 부하의 하강에 의해, 연료 공급 장치(19a)의 연료 공급량이 소정의 더미 부하 재투입 판정값에 이른 경우에는, 전자 제어 장치(20)에 의한 부하 전환 장치(7)의 전환으로, 더미 부하가 재투입되고, 엔진 운전 중, 연료 공급량이 소정의 설정값을 초과하는 값으로 유지되는 것에 의해, DPF(2)에 퇴적되는 PM의 퇴적 추정값이 재생 필요값에 이를 때까지의 DPF(2)의 재생 처리를 따르지 않는 엔진 운전 중이라도, DPF(2)의 배기 상류측에 배치된 DOC(35)의 입구의 배기 온도가 DOC(35)의 활성화 온도를 초과하는 값으로 유지되어, DOC(35)의 입구나 표면에 부착되는 탄화수소가 촉매 연소나 증발에 의해 소실되도록 구성되어 있음과 함께, DPF(2)에 퇴적되는 PM의 퇴적 추정값이 재생 필요값에 이른 경우에는, 연료 공급 장치(19a)의 포스트 분사로, DPF(2)의 재생이 행해지도록 구성되며,
엔진 시동 시에는, 엔진 냉각수의 수온 또는 엔진 오일의 유온이 소정의 더미 부하 투입 판정값에 이르고 나서, 더미 부하가 투입되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진 작업기. - 청구항 1에 있어서,
작업 부하 장치(6)가 발전기(6a)이고, 발전기(6a)의 출력부(6b)는, 전기 장치(8)로의 출력 회로(6c)와, 더미 전기 저항기(5a)를 구비한 상기 더미 부하 장치(5)와, 출력 회로(6c)와 더미 전기 저항기(5a)로의 출력을 전환하는 상기 부하 전환 장치(7)를 구비하고, 이 부하 전환 장치(7)는, 발전기(6a)의 출력을 더미 전기 저항기(5a)와 전기 장치(8)의 양쪽 모두로 출력하는 총부하 투입 위치(7a)와, 발전기(6a)의 출력을 더미 전기 저항기(5a)로 출력하는 일없이 전기 장치(8)로 출력하는 작업 부하 투입 위치(7b)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 작업기.
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