KR20110009661A - 배기 가스 정화 장치 - Google Patents

배기 가스 정화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110009661A
KR20110009661A KR1020107023971A KR20107023971A KR20110009661A KR 20110009661 A KR20110009661 A KR 20110009661A KR 1020107023971 A KR1020107023971 A KR 1020107023971A KR 20107023971 A KR20107023971 A KR 20107023971A KR 20110009661 A KR20110009661 A KR 20110009661A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
engine
hydraulic
filter
exhaust gas
Prior art date
Application number
KR1020107023971A
Other languages
English (en)
Inventor
히로시 마스다
미치히코 하라
슈지 시오자키
히로시 마츠야마
Original Assignee
얀마 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 얀마 가부시키가이샤 filed Critical 얀마 가부시키가이샤
Publication of KR20110009661A publication Critical patent/KR20110009661A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1021—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D2041/026—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus using an external load, e.g. by increasing generator load or by changing the gear ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0812—Particle filter loading
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/04—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving pumps

Abstract

엔진에 설치된 배기 가스 정화 장치에 있어서, 화학 반응에 의해 필터 수단의 PM 포집 능력을 회복시키는 필터 재생 제어를 간단한 구성으로 효율적으로 실행할 수 있게 한다. 본원 발명의 배기 가스 정화 장치는 엔진(5)의 배기 경로에 배치된 배기 가스 정화용 파티큘레이트 필터(50)과, 엔진(5)의 동력에 의해 구동하는 작업부용 유압 펌프(101)와, 파티큘레이트 필터(50)의 막힘 상태를 검출 가능한 압력 센서(68)와, 작업부용 유압 펌프(101)의 작동량을 강제적으로 증대시키기 위한 압력 조정 밸브(104) 및 스위칭 전자 밸브(106)를 구비하고 있다. 압력 센서(68)의 검출 정보에 의거한 압력 조정 밸브(104)의 압력 조정에 의해 작업부용 유압 펌프(101)의 토출 압력을 증대시킴으로써 엔진 부하를 증대시키는 필터 재생 제어를 실행한다.

Description

배기 가스 정화 장치{EXHAUST GAS PURIFIER}
본원 발명은 디젤 엔진과 같은 내연 기관에 있어서 배기 가스를 정화 처리하기 위한 배기 가스 정화 장치에 관한 것이다.
종래부터, 내연 기관, 특히 디젤 엔진에 있어서는 배기 가스 정화를 위해 파티큘레이트 필터(particulate filter)(이하, 필터라 함)를 사용하여 배기 가스 중의 입자상 물질(이하, PM이라 함) 등을 포집하는 것이 행해지고 있다. 이 경우, 필터에 의해 포집된 PM이 소정량을 초과하면 필터 내의 유통 저항이 증대되어 엔진 출력의 저하를 초래하기 때문에 필터에 퇴적된 PM을 제거하여 필터의 PM 포집 능력을 회복시키는(필터를 재생시키는) 것도 행해지고 있다.
이 종류의 재생 방식의 일례로서 화학 반응형 재생 방식이 있다. 화학 반응형 재생 방식은 엔진의 배기 경로 중 필터의 상류측에 있는 산화 촉매에 의해 배기 가스 중의 NO(일산화 질소)를 불안정한 NO2(이산화질소)로 산화시키고, NO2가 NO로 되돌아올 때에 방출되는 O(산소)를 사용해서 PM을 산화 제거하는 것이다. 이러한 산화 촉매의 산화 작용을 이용함으로써 엔진 구동 중의 필터 재생이 가능하게 되어 있다.
단, 화학 반응형 재생 방식은 배기 가스 온도가 재생 가능 온도(예를 들면 약 300℃) 이상이 아니면 상술한 화학 반응이 행하여지지 않는다. 즉, 배기 가스 온도가 재생 가능 온도 미만인 상태가 계속되면 PM이 필터 내에 대량으로 퇴적되고, 그 결과 필터의 막힘을 초래하게 된다. 따라서, PM 퇴적량이 소정량에 도달한 경우는 배기 가스 온도를 재생 가능 온도 이상으로 상승시킬 필요가 있다.
이 점, 특허문헌 1에서는 엔진의 배기 경로 중 산화 촉매 첨부 필터의 상류측에 전열식의 히터를 설치하고, 산화 촉매 첨부 필터로 유도되는 배기 가스 온도를 히터 가열에 의해 상승시키는 것이 개시되어 있다.
: 일본 특허 공개 2001-280121호 공보
그러나, 특허문헌 1의 구성에서는 배기 가스 승온을 위한 전용 히터가 필요하기 때문에 부품점수가 늘어나고, 가격 상승의 한가지 원인이 되는 문제가 있었다. 또한, 히터에 의한 배기 가스의 가열이 국부적으로 되지 않을 수 없어 배기 가스를 일률적으로 가열할 수 없기 때문에 배기 가스를 균일하게 정화할 수 없을뿐만 아니라 히터에 근접하는 산화 촉매 첨부 필터의 온도도 불균일해져서 산화 촉매 첨부 필터에 갈라짐 등의 손상이 발생할 우려가 높다는 문제도 있었다.
따라서, 본원 발명은 이들 문제를 해소한 배기 가스 정화 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 하는 것이다.
청구항 1의 발명에 의한 배기 가스 정화 장치는 엔진의 배기 경로에 배치된 배기 가스 정화용 필터 수단과, 상기 엔진의 동력에 의해 구동하는 유압 부하 기구와, 상기 필터 수단의 막힘 상태를 검출 가능한 막힘 검출 수단과, 상기 유압 부하 기구의 작동량을 강제적으로 증대시키기 위한 강제 작동 밸브 수단을 구비하고 있고, 상기 막힘 검출 수단의 검출 정보에 의거한 상기 강제 작동 밸브 수단의 작동에 의해 상기 유압 부하 기구의 작동량을 증대시킴으로써 엔진 회전수를 유지하면서 엔진 부하를 증대시켜서 상기 필터 수단을 재생시키도록 구성되어 있는 것이다.
청구항 2의 발명은 청구항 1에 기재된 배기 가스 정화 장치에 있어서, 상기 강제 작동 밸브 수단은 상기 유압 부하 기구로서의 작업부용 유압 펌프와 상기 작업부용 유압 펌프의 하류측에 있는 작업부 유압 회로 사이에 설치된 압력 조정 밸브이며, 상기 압력 조정 밸브는 상기 작업부 유압 회로측의 압력 유량을 일정하게 유지하고 상기 작업부용 유압 펌프측의 압력을 증대시킬 수 있도록 구성되어 있는 것이다.
청구항 3의 발명은 청구항 2에 기재된 배기 가스 정화 장치에 있어서, 상기 압력 조정 밸브는 엔진 부하가 미리 설정된 기준 부하값 이하인 경우에 상기 작업부용 유압 펌프측의 압력을 소정압만 증대시키도록 작동하는 구성으로 되어 있는 것이다.
청구항 4의 발명은 청구항 3에 기재된 배기 가스 정화 장치에 있어서, 엔진 부하가 상기 기준 부하값을 초과한 경우는 상기 압력 조정 밸브에 의한 상기 작업부용 유압 펌프측의 압력 증대를 해제하도록 구성되어 있는 것이다.
[발명의 효과]
본원 발명에 의하면 엔진의 배기 경로에 배치된 배기 가스 정화용 필터 수단과, 상기 엔진의 동력에 의해 구동하는 유압 부하 기구와, 상기 필터 수단의 막힘 상태를 검출 가능한 막힘 검출 수단과, 상기 유압 부하 기구의 작동량을 강제적으로 증대시키는 강제 작동 밸브 수단을 구비하고 있고, 상기 막힘 검출 수단의 검출 정보에 의거한 상기 강제 작동 밸브 수단의 작동에 의해 상기 유압 부하 기구의 작동량을 증대시킴으로써 엔진 회전수를 유지하면서 엔진 부하를 증대시켜서 상기 필터 수단을 재생시키도록 구성되어 있기 때문에, 예를 들면 현시점의 엔진의 구동 상태가 PM을 산화 제거할 수 없고 상기 필터 수단에 퇴적시키는 상태라고 하더라도 배기 가스 온도를 강제적으로 상승시켜서 PM을 산화 제거 가능하게 되고, 상기 엔진이 구동 상태(회전수나 부하의 상태)임에도 불구하고 상기 필터 수단의 PM 포집 능력을 확실하게 회복시킬 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은 제 1 실시형태에 있어서의 트랙터의 측면도이다.
도 2는 트랙터의 평면도이다.
도 3은 엔진 및 배기 가스 정화 장치의 관계를 나타낸 기능 블록도이다.
도 4는 트랙터의 작업부 유압 회로도이다.
도 5는 파티큘레이트 필터의 확대 측면 단면도이다.
도 6은 전자 거버너 컨트롤러의 기능 블록도이다.
도 7은 엔진 부하와 엔진 회전수의 관계를 나타낸 설명도이다.
도 8은 필터 재생 제어의 플로우차트이다.
도 9는 강제 작동 밸브 수단의 주변 구조의 별예를 나타낸 기능 블록도이다.
도 10은 강제 작동 밸브 수단의 제 2 실시형태를 나타낸 기능 블록도이다.
도 11은 제 2 실시형태에 있어서의 강제 작동 밸브 수단의 주변 구조의 별예를 나타낸 기능 블록도이다.
이하에, 본원 발명을 구체화한 실시형태를 트랙터의 엔진에 적용한 경우의 도면(도 1∼도 11)에 의거해서 설명한다. 또한, 도 2에서는 편의상 캐빈의 도시를 생략하고 있다.
(1). 트랙터의 개요
우선 처음에, 도 1 및 도 2을 참조하면서 트랙터(1)의 개요에 대해서 설명한다.
제 1 실시형태에 있어서의 트랙터(1)의 주행 기체(2)는 주행부로서의 좌우 한쌍의 전차륜(3)과 마찬가지로 좌우 한쌍의 후차륜(4)으로 지지되어 있다. 주행 기체(2)의 전방부에 탑재된 디젤식의 엔진(5)에 의해 후차륜(4) 및 전차륜(3)을 구동함으로써 트랙터(1)는 전후진 주행하도록 구성되어 있다. 엔진(5)은 본네트(6)에 의해 덮여져 있다. 엔진(5)의 하면측에는 엔진(5) 내의 크랭크축(도시 생략) 등을 윤활하는 윤활유를 저류하기 위한 오일팬(10)이 설치되어 있다.
주행 기체(2)의 상면에는 캐빈(7)이 설치되고, 이 캐빈(7)의 내부에는 조종 좌석(8)과, 조타함으로써 전차륜(3)의 조향 방향을 좌우로 움직이도록 한 조종 핸들(원 핸들)(9)이 배치되어 있다. 캐빈(7)의 저부보다 하측에는 엔진(5)에 연료를 공급하는 연료 탱크(11)가 설치되어 있다.
캐빈(7) 내의 조종 핸들(9)은 조종 좌석(8)의 전방에 입설(立設)된 스티어링 컬럼(25) 상에 설치되어 있다. 스티어링 컬럼(25)의 우측에는 엔진(5)의 출력 회전수를 설정 유지하는 스로틀 레버(30)와, 주행 기체(2)를 제동 조작하기 위한 좌우 한쌍의 브레이크 페달(31)이 배치되어 있다. 스티어링 컬럼(25)의 좌측에는 주행 기체(2)의 진행 방향을 전진과 후진으로 스위칭 조작하기 위한 전후진 스위칭 레버(32)와, 메인 클러치(도시 생략)를 스위칭 작동시키기 위한 클러치 페달(33)이 배치되어 있다. 스티어링 컬럼(25)의 배면측에는 좌우 브레이크 페달(31)을 밟는 위치에 유지하기 위한 주차 브레이크 레버(34)가 배치되어 있다.
캐빈(7) 내의 바닥판(28) 중 스티어링 컬럼(25)의 우측에는 스로틀 레버(30)에 의해 설정된 엔진 회전수를 최저 회전수로 하여 그 이상의 범위에서 엔진 회전수를 증감속시키기 위한 액셀 페달(35)이 배치되어 있다.
조종 좌석(8)의 좌측에는 후술하는 미션 케이스(17)로부터의 출력 범위를 저속과 고속으로 스위칭하기 위한 부변속 레버(40)와, 후술하는 PTO 축(23)의 구동 속도를 스위칭 조작하기 위한 PTO 변속 레버(36)가 배치되어 있다. 조종 좌석(8)의 우측에는 변속 조작용 주변속 레버(38)와, 후술하는 로터리 경운기(15)의 높이 위치를 수동으로 변경 조절하기 위한 작업부 포지션 레버(39)가 배치되어 있다. 조종 좌석(8)의 하측에는 좌우의 후차륜(4)을 등속으로 회전 구동시키는 조작을 실행하기 위한 디퍼렌셜 록 페달(differential lock pedal)(37)이 배치되어 있다.
한편, 주행 기체(2)는 프론트 범퍼(12) 및 전차축 케이스(13)를 가진 엔진 프레임(14)과, 엔진 프레임(14)의 후부에 볼트에 의해 착탈 가능하게 고정되는 좌우의 기체 프레임(16)에 의해 구성되어 있다. 기체 프레임(16)의 후부에는 엔진(5)으로부터의 회전 동력을 적절히 변속해서 전후 4륜(3, 3, 4, 4)에 전달하는 미션 케이스(17)가 탑재되어 있다. 후차륜(4)은 미션 케이스(17)의 외측면으로부터 외향으로 돌출되도록 장착된 후차축 케이스(18)를 통해 미션 케이스(17)에 부착되어 있다. 좌우의 후차륜(4)의 상방은 기체 프레임(16)에 고정된 펜더(19)에 의해 덮여져 있다.
미션 케이스(17)의 후부 상면에는 작업부로서의 로터리 경운기(15)를 승강 이동시키기 위한 유압식 승강 기구(20)가 착탈 가능하게 부착되어 있다. 로터리 경운기(15)는 미션 케이스(17)의 후부에 한쌍의 좌우 로우어 링크(lower link)(21) 및 탑 링크(22)로 이루어진 3점 링크 기구를 통해 연결되어 있다. 미션 케이스(17)의 후측면에는 로터리 경운기(15)에 PTO 구동력을 전달하기 위한 PTO 축(23)이 후향으로 돌출되어 있다.
유압식 승강 기구(20)에는 단동형의 승강 제어 유압 실린더(95)(도 4 참조)에 의해 상하 회동 가능한 한쌍의 좌우 리프트 암(96)이 설치되어 있다. 진행 방향을 향해서 좌측의 로우어 링크(21)와 리프트 암(96)은 좌 리프트 로드(97)를 통해 연결되어 있다. 진행 방향을 향해서 우측의 로우어 링크(21)와 리프트 암(96)은 우 리프트 로드로서의 복동형의 경사 제어 유압 실린더(98) 및 그 피스톤 로드(99)를 통해 연결되어 있다.
(2). 엔진 및 그 주변의 구조
이어서, 도 3∼도 5를 참조하면서 엔진 및 그 주변의 구조에 대해서 설명한다.
제 1 실시형태에 있어서의 트랙터(1)의 엔진(5)은 상면에 실린더 헤드(41)가 체결된 실린더 블록(도시 생략)을 구비하고 있고, 실린더 블록의 하면에 윤활유 저류용 오일팬(10)이 체결되어 있다. 실린더 헤드(41)의 일측면에는 흡기 매니폴드(42)가 접속되어 있고, 타측면에는 배기 매니폴드(43)가 접속되어 있다. 실린더 블록의 측면 중 흡기 매니폴드(42)의 하측에는 엔진(5)의 각 연소실(부실) 내에 연료를 송입(送入)하기 위한 연료 분사 펌프(44)(도 6 참조)가 설치되어 있다. 상세한 것은 도시하지 않고 있지만, 흡기 매니폴드(42)의 선단측에는 흡기관(45)을 통해 에어 클리너가 부착되어 있다.
이 경우, 에어 클리너에 의해 일단 여과된 공기가 흡기관(45) 및 흡기 매니폴드(42)를 통해 엔진(5)의 각 기통 내(흡기 행정의 기통 내)에 도입된다. 그리고, 각 기통의 압축 행정 완료시에 연료 탱크(11)로부터 흡입 상승된 연료를 연료 분사 펌프(44)에 의해 각 연소실(부실) 내에 압송함으로써 각 연소실에서 혼합기의 자기착화 연소에 따르는 팽창 행정이 행해진다.
배기 매니폴드(43)의 선단측에는 배기관(46)을 통해 필터 수단의 일례인 파티큘레이트 필터(50)(이하, 필터라 함)가 접속되어 있다. 팽창 행정 후의 배기 행정에 있어서 각 기통으로부터 배기 매니폴드(43)로 배출된 배기 가스는 배기관(46) 및 필터(50)를 경유해서 정화 처리를 하고나서 외부로 방출된다.
필터(50)는 배기 가스 중의 입자상 물질(이하, PM이라 함) 등을 포집하기 위한 것이다. 제 1 실시형태의 필터(50)는 내열 금속 재료제의 케이싱(51) 내에 있는 거의 통형상의 필터 케이스(52)에, 예를 들면 백금 등의 산화 촉매(53)와 필터 본체(54)를 직렬로 나열하여 수용해서 이루어진 것이다.
흡기 매니폴드(42) 및 흡기관(45)은 엔진(5)의 흡기 경로에 상당하고, 배기 매니폴드(43) 및 배기관(46)은 엔진(5)의 배기 경로에 상당한다. 제 1 실시형태에서는 필터 케이스(52) 중 배기 상류측에 산화 촉매(53)가 배치되고, 배기 하류측에 필터 본체(54)가 배치되어 있다. 필터 본체(54)는 다공질인(여과 가능한) 격벽에 의해 구획된 다수의 셀을 가진 벌집 구조로 되어 있다.
케이싱(51)의 일측부에는 배기관(46)에 연통하는 배기 도입구(55)가 형성되어 있다. 케이싱(51)의 일단부는 제 1 저판(56)에 의해 막혀 있고, 필터 케이스(52) 중 제 1 저판(56)에 면하는 일단부는 제 2 저판(57)에 의해 막혀 있다. 케이싱(51)과 필터 케이스(52) 사이의 환상 간극, 및 양 저판(56, 57) 사이의 간극에는 글라스 울과 같은 단열재(58)가 산화 촉매(53) 및 필터 본체(54)의 주위를 둘러싸도록 충전되어 있다.
케이싱(51)의 타측부는 2장의 뚜껑판(59, 60)에 의해 막혀 있고, 이들 양 뚜껑판(59, 60)을 거의 통 형상의 배기 배출구(61)가 관통하고 있다. 또한, 양 뚜껑판(59, 60) 사이는 필터 케이스(52) 내에 복수의 연통관(62)을 통해 연통하는 공명실(63)로 되어 있다.
케이싱(51)의 일측부에 형성된 배기 도입구(55)에는 배기 가스 도입관(65)이 삽입되어 있다. 배기 가스 도입관(65)의 선단은 케이싱(51)을 횡단해서 배기 도입구(55)와 반대측의 측면에 돌출되어 있다. 배기 가스 도입관(65)의 외주면에는 필터 케이스(52)를 향해서 개구된 복수의 연통 구멍(66)이 형성되어 있다. 배기 가스 도입관(65) 중 배기 도입구(55)와 반대측의 측면에 돌출된 부분은 이에 착탈 가능하게 나사 부착된 뚜껑체(67)에 의해 막혀 있다.
뚜껑체(67)에는 필터 본체(54)의 막힘 상태를 검출하는 막힘 검출 수단의 일례로서, 압력 센서(68)가 설치되어 있다. 압력 센서(68)는 예를 들면 피에조 저항 효과를 이용한 주지 구조의 것이 좋다. 이 경우는 필터 본체(54)에 PM이 퇴적되지 않고 있을 때[필터(50)가 신품일 때]에 있어서의 필터(50) 상류측의 압력(Ps)(기준 압력값)을 후술하는 컨트롤러(80)의 ROM(82) 등에 미리 기억시켜 두고, 같은 측정 개소에 있어서의 현재의 압력(P)을 압력 센서(68)에 의해 검출하고, 기준 압력값(Ps)과 압력 센서(68)의 검출값(P)의 차(ΔP)를 구하고, 해당 압력차(ΔP)에 의거해서 필터 본체(54)의 PM 퇴적량이 환산(추정)된다(도 8 참조).
또한, 엔진(5)의 배기 경로 중 필터(50)를 사이에 두고 상하류측에 각각 압력 센서를 배치하고, 양자의 검출값의 차로부터 필터 본체(54)의 PM 퇴적량을 환산(추정)하도록 해도 좋다.
상기 구성에 있어서, 엔진(5)으로부터의 배기 가스는 배기 도입구(55)를 통해 배기 가스 도입관(65)에 인입되어 배기 가스 도입관(65)에 형성된 각 연통구멍(66)으로부터 필터 케이스(52) 내로 분출되고, 필터 케이스(52) 내의 넓은 영역에 분산된 후 산화 촉매(53)로부터 필터 본체(54)의 순서로 통과해서 정화 처리된다. 배기 가스 중의 PM은 이 단계에서 필터 본체(54)에 있어서의 각 셀간의 다공질의 칸막이 벽을 통과하여 빠지지 못하여 포집된다. 그 후, 산화 촉매(53) 및 필터 본체(54)를 통과한 배기 가스가 배기 배출구(61)로부터 방출된다.
배기 가스가 산화 촉매(53) 및 필터 본체(54)를 통과할 때에 배기 가스 온도가 재생 가능 온도(예를 들면 약 300℃)를 초과하고 있으면 산화 촉매(53)의 작용에 의해 배기 가스 중의 NO(일산화 질소)가 불안정한 NO2(이산화질소)로 산화된다. 그리고, NO2가 NO로 되돌아올 때에 방출되는 O(산소)에 의해 필터 본체(54)에 퇴적된 PM이 산화 제거됨으로써 필터 본체(54)의 PM 포집 능력이 회복되게[필터 본체(54)가 재생되게] 된다.
그런데, 엔진(5)의 일측면에는 유압 부하 기구의 일례로서, 엔진(5)에 있어서의 출력축(24)의 회전 동력에 의해 구동하는 작업부용 유압 펌프(101) 및 파일럿 펌프(102)가 설치되어 있다. 작업부용 유압 펌프(101)는 유압식 승강 기구(20) 내에 있는 승강 제어 유압 실린더(95)나 경사 제어 유압 실린더(98)에 작동유(作動由)를 공급하기 위한 것이다. 파일럿 펌프(102)는 후술하는 스위칭 전자 밸브(106)에 파일럿압을 부가하기 위한 것이다.
양 펌프(101, 102)에는 엔진(5)으로부터 돌출된 출력축(24)이 관통하고 있고, 양 펌프(101, 102)는 출력축(24)의 회전에 의해 구동하도록 구성되어 있다. 즉, 양 펌프(101, 102)를 구동시키는 회전축[출력축(24)]은 공통된 1개의 축으로 되어 있다.
작업부용 유압 펌프(101)의 흡인측은 작동유 탱크로서의 미션 케이스(17)에 접속되어 있다. 작업부용 유압 펌프(101)의 토출측은 후술하는 배압 기구(105)가 장착된 압력 조정 밸브(104)를 통해 작업부 유압 회로(103)에 접속되어 있다. 파일럿 펌프(102)의 흡인측은 작동유 탱크로서의 미션 케이스(17)에 접속되어 있다. 파일럿 펌프(102)의 토출측은 스위칭 전자 밸브(106)의 펌프측 제 1 포트(106a)에 접속되어 있다.
압력 조정 밸브(104)는 작업부 유압 회로(103)측의 압력ㆍ유량을 일정하게 유지하고, 작업부용 유압 펌프(101)측의 압력을 2단계로 스위칭 하기 위한 것이고, 배압 기구(105)에 있어서의 피스톤(105b)을 통한 용수철(105c)의 탄성력에 의해 작업부용 유압 펌프(101)측에서 압력 상승이 없는 통상 상태와, 작업부용 유압 펌프(101)측의 압력을 소정압만 증대시키는 고압 상태로 스위칭 구동하도록 구성되어 있다.
스위칭 전자 밸브(106)는 파일럿 펌프(102)로부터의 파일럿압을 압력 조정 밸브(104)의 배압 기구(105)에 부가하는 3포트 2위치 스위칭형의 것이고, 후술하는 컨트롤러(80)로부터의 제어 정보에 의거한 전자 솔레노이드(107)의 여자에 의해 배압 기구(105)의 배압실(105a)로의 파일럿압 부가 상태와, 배압실(105a)로부터의 파일럿압 배출 상태로 스위칭 구동하도록 구성되어 있다.
전술한 바와 같이, 스위칭 전자 밸브(106)의 펌프측 제 1 포트(106a)는 파일럿 펌프(102)의 토출측에 접속되어 있다. 스위칭 전자 밸브(106)의 펌프측 제 2 포트(106b)는 작동유 탱크로서의 미션 케이스(17)에 접속되어 있다. 스위칭 전자 밸브(106)의 배압측 포트(106c)는 배압 기구(105)의 배압실(105a)에 접속되어 있다.
스위칭 전자 밸브(106)가 파일럿압 부가 상태로 스위칭 구동하면 파일럿 펌프(102)로부터 스위칭 전자 밸브(106)를 경유한 작동유가 배압 기구(105)의 배압실(105a)로 유입되어 피스톤(105b)을 통해 용수철(105c)을 압축함으로써 압력 조정 밸브(104)가 작업부용 유압 펌프(101)측의 압력을 소정압만 증대시키는 고압 상태로 스위칭 구동한다.
이와 같이 하면, 압력 조정 밸브(104)의 작용에 의해 작업부용 유압 펌프(101)의 토출 압력(작동량 또는 부하라고 해도 좋음)이 증대되고, 이에 따른 엔진 부하가 증대된다. 그 결과, 스로틀 레버(30)에 의한 설정 회전수 유지를 위해 엔진 출력(연료 분사량)이 증대되고, 배기 가스 온도가 상승하게 된다.
스위칭 전자 밸브(106)가 파일럿압 배출 상태로 스위칭 구동하면 배압 기구(105)의 배압실(105a)로부터 작동유가 유출되고, 용수철(105c)이 자신의 탄성 복원력에 의해 신장됨으로써 압력 조정 밸브(104)의 작용에 의해 작업부용 유압 펌프(101)의 토출 압력이 통상 상태까지 저하되고, 이에 따른 엔진 부하가 저감하게 된다.
이 경우, 작업부 유압 회로(103)측으로는 압력 조정 밸브(104)가 없는 경우와 거의 같은 압력 및 유량의 작동유가 공급되기 때문에 압력 조정 밸브(104)의 존재에 기인한 작업부 유압 회로(103)로의 영향은 최소한으로 억제되게 된다.
압력 조정 밸브(104)와 스위칭 전자 밸브(106)의 조합은 특허청구의 범위에 기재된 강제 작동 밸브 수단에 상당한 것이다. 또한, 스위칭 전자 밸브(106)는 통상[컨트롤러(80)로부터의 제어 정보가 없을 때] 작업부용 유압 펌프(101)와 작업부 유압 회로(103) 사이에서의 작동유의 순환 공급을 부드럽게 행하기 위해서 파일럿압 배출 상태로 되어 있다. 따라서, 압력 조정 밸브(104)는 평소 작업부용 유압 펌프(101)측에서 압력 상승이 없는 통상 상태로 되어 있다.
도 4에 상세히 도시된 바와 같이, 작업부 유압 회로(103)는 단동형의 승강 제어 유압 실린더(95)와 복동형의 경사 제어 유압 실린더(98)를 구비하고 있고, 작업부용 유압 펌프(101)는 승강 제어 유압 실린더(95)로의 작동유의 공급을 제어하기 위한 승강용 유압 스위칭 밸브(111)와, 경사 제어 유압 실린더(98)에 작동유을 공급 제어하기 위한 경사 제어 전자 밸브(112)에 분류 밸브(113)를 통해 접속되어 있다.
승강용 유압 스위칭 밸브(111)는 작업부 포지션 레버(39)의 수동 조작에 의해 스위칭 작동 가능하게 구성되어 있다. 경사 제어 전자 밸브(112)는 유압식 승강 기구(20)의 상면에 배치된 롤링 센서(도시 생략) 및 작업부 포지션 센서(도시 생략)의 검출 정보에 대응한 전자 솔레노이드의 구동에 의해 자동적으로 스위칭 작동하도록 구성되어 있다.
작업부 포지션 레버(39)의 수동 조작에 의해 승강용 유압 스위칭 밸브(111)가 스위칭 작동되면 승강 제어 유압 실린더(95)가 신축 구동하여 좌우 리프트 암(96)을 승강 회동시킨다. 그 결과, 좌우 로우어 링크(21)를 통해 로터리 경운기(15)가 승강 이동하게 된다.
또한, 롤링 센서 및 작업기 포지션 센서의 검출 정보에 의거해서 경사 제어 전자 밸브(112)가 자동적으로 스위칭 작동되면 경사 제어 유압 실린더(98)가 신축 구동하여 피스톤 로드(99)의 길이가 변화된다. 그 결과, 좌우 로우어 링크(21)를 통해 로터리 경운기(15)가 좌우로 경사지게 된다. 또한, 작업부 유압 회로(103)에는 릴리프 밸브나 유량 조정 밸브, 체크 밸브 등도 구비하고 있다(도 4 참조).
(3). 필터 재생 제어를 실행하기 위한 구성
이어서, 도 3, 도 6 및 도 7을 참조하면서 필터 재생 제어를 실행하기 위한 구성에 대해서 설명한다.
트랙터(1)에 탑재된 제어 수단으로서의 컨트롤러(80)는 압력 센서(68)의 검출 정보에 의거한 압력 조정 밸브(104)의 압력 조정에 의해 작업부용 유압 펌프(101)의 토출 압력을 증대시킴으로써 엔진 부하(L)를 증대시키는 필터 재생 제어를 실행하는 것이며, 각종 연산 처리나 제어를 실행하는 CPU(81) 외에 제어 프로그램이나 데이터를 기억시키기 위한 ROM(82), 제어 프로그램이나 데이터를 일시적으로 기억시키기 위한 RAM(83), 및 입출력 인터페이스 등을 구비하고 있다.
컨트롤러(80)에는 연료 공급 장치인 연료 분사 펌프(44)에 설치된 전자 거버너(87)와, 엔진 회전수를 검출하는 회전수 검출 수단으로서의 엔진 회전 센서(88)와, 연료 분사 펌프(44)의 랙(rack) 위치로부터 연료 분사량을 검출하는 부하 검출 수단으로서의 랙 위치 센서(89)와, 스로틀 레버(30)의 조작 위치를 검출하는 스로틀 포텐셔미터(90)와, 막힘 검출 수단으로서의 압력 센서(68)와, 스위칭 전자 밸브(106)의 구동을 제어하는 전자 솔레노이드(107)가 접속되어 있다.
스로틀 레버(30)를 수동 조작하면 컨트롤러(80)는 엔진 회전수(R)가 스로틀 레버(30)에 의한 설정 회전수가 되도록 스로틀 포텐셔미터(90)의 검출 정보에 의거해서 랙 구동용 전자 솔레노이드(도시 생략)를 구동시켜서 연료 분사 펌프(44)의 랙 위치를 조절한다. 이에 따라, 엔진 회전수(R)는 스로틀 레버(30)의 위치에 따른 값으로 유지된다.
(4). 필터 재생 제어의 설명
이어서, 도 7 및 도 8을 참조하면서 필터 재생 제어의 일례에 대해서 설명한다. 또한, 압력 조정 밸브(104) 작동의 트리거가 되는 기준 부하율, 즉 기준 부하(Ls)(기준 부하값)는 컨트롤러(80)의 ROM(82) 등에 기억시키는 등 하여 미리 설정되어 있는 것으로 한다. 여기서, 엔진(5)의 부하율은 랙 위치 센서(89)에 의해 검출된 엔진 부하(L)가 최고일 때를 100%로 하여 작업중인 엔진 부하(L)의 비율을 산출한 것이며, 아이들링 상태의 부하율이 0(영)으로 된다.
도 7에 도시된 설명도는 제 1 실시형태의 엔진(5) 구동시에 있어서의 엔진 회전수(R)와 엔진 부하(L)(랙 위치라고 해도 좋음)의 관계를 나타낸 부하 패턴(LP)의 도면이다. 도 7에서는 엔진 회전수(R)를 횡축에 쓰고, 랙 위치와 상관 관계에 있는 엔진 부하(L)를 종축에 쓰고 있다. 이 경우, 기준 부하값(Ls)은 L=Ls의 수평한 직선으로 표시되어 있다.
제 1 실시형태의 부하 패턴(LP)은 상방을 향해 볼록한 선에 의해 둘러싸여진 영역이며, 배기 가스 온도가 재생 가능 온도(예를 들면 약 300℃)인 경우에 있어서의 엔진 회전수(R)와 엔진 부하(L)의 관계를 나타낸 경계 라인(BL)에 의해 상하로 분단된다. 경계 라인(BL)을 사이에 두고 상측의 영역은 필터 본체(54)에 퇴적된 PM을 산화 제거할 수 있는[산화 촉매(53)에 의한 산화 작용이 작용하는] 재생 가능 영역이며, 하측의 영역은 PM이 산화 제거되지 않고 필터 본체(54)에 퇴적되는 재생 불능 영역이다.
도 8에 도시된 플로우차트를 이용하여 필터 재생 제어의 흐름을 설명한다. 우선, 개시에 이어서 ROM(82)에 미리 기억시킨 기준 부하값(Ls)과, 랙 위치 센서(109)의 검출값[엔진 부하(L1)]과, 엔진 회전 센서(88)의 검출값[엔진 회전수(R1)]과, ROM(82)에 미리 기억된 기준 압력값(Ps)과, 압력 센서(68)의 검출값(P)을 판독하고(스텝 S1), 기준 압력값(Ps)과 압력 센서(68)의 검출값(P)의 압력차(ΔP)의 대소로부터 엔진 출력에 지장을 초래할 만큼 필터 본체(54)에 PM이 퇴적되고 있는지의 여부를 판별한다(스텝 S2).
필터 본체(54)에 PM이 퇴적되지 않고 있으면(S2:NO), 그대로 리턴한다. 필터 본체(54)에 PM이 퇴적되고 있으면(S2:YES), 필터(50) 내의 유통 저항이 증대되어 엔진 출력의 저하를 초래한다. 따라서, 현시점의 엔진 부하(L1)가 기준 부하값(Ls) 이하인지의 여부를 판별한다(스텝 S3).
현시점의 엔진 부하(L1)는 예를 들면 파워 스티어링 기구(도시 생략), 유압식 승강 기구(20), PTO 축(23) 및 후륜(4) 등을 구동시키는데에 필요한 부하의 총화에 상당한 것이다. 현시점의 엔진 부하(L1)가 기준 부하값(Ls)보다 크면(S3:NO), 현시점의 엔진 부하(L1)는 재생 가능 영역에 있을 가능성이 높고, 필터 본체(54)에 퇴적된 PM을 산화 제거할 수 있는[산화 촉매(53)에 의한 산화 작용이 작용하는] 상태라고 말할 수 있기 때문에 압력 조정 밸브(104)를 작동시킬 필요가 없다. 따라서, 그대로 리턴한다.
현시점의 엔진 부하(L1)가 기준 부하값(Ls) 이하이면(S3:YES), 현시점의 엔진 부하(L1)는 재생 불능 영역에 있을 가능성이 높고, PM이 산화 제거되지 않고 필터 본체(54)에 퇴적되는 상태라고 할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(80)는 스위칭 전자 밸브(106)의 전자 솔레노이드(107)를 여자시켜서 스위칭 전자 밸브(106)를 파일럿압 부가 상태로 스위칭 구동시킨다(스텝 S4).
이와 같이 하면, 압력 조정 밸브(104)가 배압 기구(105)의 작용에 의해 작업부용 유압 펌프(101)측의 압력을 소정압만 증대시키는 고압 상태로 스위칭 구동시킴으로써 작업부용 유압 펌프(101)에 더미 부하(ΔL)가 걸리고, 작업부용 유압 펌프(101)의 토출 압력이 증대한다. 그리고, 작업부용 유압 펌프(101)의 토출 압력의 증대에 따라 엔진 부하(L1)가 경계 라인(BL)을 초과해서 상기 소정압에 대응하는 더미 부하(ΔL)만큼 증대되어 엔진 부하(L2)(=L1+ΔL)가 된다. 이와 더불어, 스로틀 레버(30)에 의한 설정 회전수 유지를 위해 엔진 출력(연료 분사량)이 증대되어 배기 가스 온도가 상승한다.
그 결과, 배기 가스가 산화 촉매(53) 및 필터 본체(54)를 통과할 때에 배기 가스 온도가 재생 가능 온도를 초과하기 때문에 산화 촉매(53)의 작용에 의해 배기 가스 중의 NO가 불안정한 NO2로 산화되고 NO2가 NO로 되돌아올 때에 방출되는 O(산소)에 의해 필터 본체(54)에 퇴적된 PM이 산화 제거되어 필터 본체(54)의 PM 포집 능력이 회복되게[필터 본체(54)가 재생되게] 된다.
스위칭 전자 밸브(106)를 파일럿압 부가 상태로 스위칭 구동한 후에는 랙 위치 센서(109)의 검출값[엔진 부하(L2')]과, 압력 센서(68)의 검출값(P')을 다시 판독하고(스텝 S5), 엔진 부하(L2')가 기준 부하값(Ls)을 초과했는지의 여부를 판별한다(스텝 S6).
엔진 부하(L2')가 기준 부하값(Ls)을 초과하지 않고 있으면(S6:NO), 압력 조정 밸브(104)에 의한 압력 조정을 계속하기 위해서 스텝 S5로 돌아간다. 엔진 부하(L2')가 기준 부하값(Ls)을 초과하고 있으면(S6:YES), 더미 부하(ΔL)가 없어도 예를 들면 파워 스티어링 기구 등을 구동시키는데에 필요한 부하의 총화만으로 재생 가능 영역에 도달할 가능성이 높은 상태라고 말할 수 있다. 따라서, 압력 조정 밸브(104)에 의한 작업부용 유압 펌프(101)의 토출 압력 증대를 해제하기 위해서 컨트롤러(80)는 스위칭 전자 밸브(106)의 전자 솔레노이드(107)를 여자시켜서 스위칭 전자 밸브(106)를 파일럿압 배출 상태로 되돌림으로써 압력 조정 밸브(104)를 통상 상태로 스위칭 구동시켜서 작업부용 유압 펌프(101)의 토출 압력을 원래의 상태까지 저하시키는 것이다(스텝 S7).
이상의 제어에 의하면 압력 센서(68)의 검출 정보에 의거한 압력 조정 밸브(104)의 압력 조정에 의해 작업부용 유압 펌프(101)의 토출 압력을 증대시킴으로써 엔진 부하(L)를 증대시키는 결과, 배기 가스 온도가 상승하기 때문에 예를 들면 현시점의 엔진 부하(L1)가 재생 불능 영역에 있어서 PM이 산화 제거되지 않고 필터 본체(54)에 퇴적되는 상태라고 하더라도 배기 가스 온도를 재생 가능 온도 이상으로 상승시켜서 PM을 산화 제거할 수 있고, 엔진(5)이 구동 상태(회전수나 부하의 상태)임에도 불구하고 필터 본체(54)의 PM 포집 능력을 확실하게 회복시킬 수 있다.
또한, 작업부용 유압 펌프(101)의 토출 압력을 조절하는 스위칭 전자 밸브(106) 및 압력 조정 밸브(104)는 엔진 부하(L1)가 기준 부하값(Ls) 이하인 경우에 작동하기 때문에 예를 들면 현시점의 엔진 부하(L1)가 재생 가능 영역에 있어서 필터 본체(54)에 퇴적된 PM이 그대로 산화 제거되는 상태에서는 압력 조정 밸브(104)는 통상 상태로 유지되고, 작업부용 유압 펌프(101)로부터 엔진(5)에 과잉 부하가 걸릴 일은 없다. 즉, 필터 재생 제어는 행해지지 않는다. 따라서, 필터(50)의 재생을 효율적으로 실행할 수 있고, 필터 재생 제어에 따른 연비(연료 소비율)의 악화를 억제할 수 있다.
또한, 엔진 부하(L)가 기준 부하값(Ls)을 초과했을 경우는 압력 조정 밸브(104)의 압력 조정이 해제되기 때문에 작업부용 유압 펌프(101)의 부하에 기인하여 엔진(5)에 과잉 부하가 걸릴 일은 없다. 따라서, 작업부용 유압 펌프(101)로의 더미 부하에 기인하는 엔진 스톨(engine stall)을 확실히 억제할 수 있는 것이면서 에너지 손실을 저감해서 엔진 출력을 효율적으로 이용할 수 있다.
(5). 강제 작동 밸브 수단의 주변 구조의 별예
도 9에는 강제 작동 밸브 수단의 주변 구조의 별예를 게시하고 있다. 해당 별예에서는 제 1 실시형태의 파일럿 펌프(102)를 없애고 스위칭 전자 밸브(106)의 펌프측 제 1 포트(106a)를 작업부용 유압 펌프(101)의 토출측에 접속한 점에 있어서 전술한 실시형태와 상위하다. 그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 압력 조정 밸브(104)를 작업부용 유압 펌프(101)로부터 토출되는 작동유의 자기압(自己壓)에 의해 제어하는 것도 가능하다. 즉, 작업부용 유압 펌프(101)의 토출측을 스위칭 전자 밸브(106)의 펌프측 제 1 포트(106a)에 분기 접속하고, 컨트롤러(80)로부터의 스위칭 지령에 의해 배압 기구(105)의 배압실(105a)에 자기압이 유입되도록 구성하면 좋다. 이 경우, 배압실(105a)의 피스톤 단면적을 압력 조정 밸브(104)의 압력 조정실 단면적보다 크게 함으로써 압력 조정 밸브(104)의 스위칭 구동(압력 조정)이 가능하게 된다. 이러한 구성을 사용하면 제 1 실시형태의 경우보다 필요 펌프수가 적어지므로 구성이 간단해져서 제조 가격의 억제에 기여할 수 있는 것이다.
(6). 강제 작동 밸브 수단의 제 2 실시형태
도 10에는 강제 작동 밸브 수단의 제 2 실시형태를 나타내고 있다. 제 2 실시형태에서는 ONㆍOFF 제어 타입의 스위칭 전자 밸브(106)를 배압실(105a)로의 작동유 공급 압력을 조절 가능한 파일럿압 조정 전자 밸브(116)로 변경한 점에 있어서 제 1 실시형태와 상위하다.
파일럿압 조정 전자 밸브(116)는 컨트롤러(80)로부터의 제어 정보에 의거한 전자 솔레노이드(117)의 여자에 의해 배압 기구(105)의 배압실(105a)에 부가되는 파일럿압을 조절하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 압력 조정 밸브(104)에 있어서의 작업부용 유압 펌프(101)측의 조정 압력은 파일럿압 조정 전자 밸브(116)를 경유한 작동유 공급 압력에 따라서 조절되게 된다. 압력 조정 밸브(104)에 있어서의 작업부 유압 회로(103)측의 압력은 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로 일정하게 유지된다. 또한, 파일럿압 조정 전자 밸브(116)는 통상[컨트롤러(80)로부터의 제어 정보가 없을 때] 압력 조정 밸브(104)에 파일럿압을 부가하지 않도록 설정되어 있다. 그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
별예에 있어서의 필터 재생 제어의 실시형태는 기본적으로 제 1 실시형태와 마찬가지이다. 이 경우는 도 8의 스텝 S4에 있어서 컨트롤러(80)가 파일럿압 조정 전자 밸브(116)의 전자 솔레노이드(117)를 여자시켜서 파일럿압 조정 전자 밸브(116)의 작동유 공급 압력을 높임으로써 압력 조정 밸브(104)의 조정 압력을 높게 하고, 엔진 부하(L)를 기준 부하값(Ls)보다 크게 하게 된다.
이러한 제어를 사용한 경우도 제 1 실시형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다. 특히, 제 2 실시형태에 있어서는 파일럿압 조정 전자 밸브(116)의 작동유 공급 압력을 임의로 변경할 수 있기 때문에 압력 조정 밸브(104)의 조정 압력, 나아가서는 엔진 부하(L)의 상승 폭(더미 부하)(ΔL)을 임의로 조절할 수 있다. 따라서, 필터 재생 제어에 따른 연비(연료 소비율) 악화의 억제에 높은 효과를 발휘하는 것이다.
또한, 제 2 실시형태의 경우도, 도 11의 별예에 도시된 바와 같이, 압력 조정 밸브(104)를 작업부용 유압 펌프(101)로부터 토출되는 작동유의 자기압에 의해 제어하는 것이 가능하다. 즉, 작업부용 유압 펌프(101)의 토출측을 파일럿압 조정 전자 밸브(116)의 흡인측에 분기 접속하고, 컨트롤러(80)로부터의 스위칭 지령에 의해 배압 기구(105)의 배압실(105a)에 자기압이 유입되도록 구성하면 좋은 것이다.
(7). 기타
본원 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 여러가지 실시형태로 구체화할 수 있다. 예를 들면, 본원 발명을 적용하는 엔진은 디젤식에 한정되지 않고 가스 엔진이나 가솔린 엔진이여도 좋다. 또한, 트랙터 등의 농작업기에 탑재되는 엔진에 한정되지 않고, 특수 작업용 차량, 자동차 또는 발전기 등에 탑재되는 엔진에도 본원 발명을 적용할 수 있다. 그 외, 각 부의 구성은 도시된 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경이 가능하다.
5 : 엔진 30 : 스로틀 레버
44 : 연료 분사 펌프
50 : 필터 수단으로서의 파티큘레이트 필터
53 : 산화 촉매 54 : 필터 본체
68 : 막힘 검출 수단으로서의 압력 센서
80 : 제어 수단으로서의 컨트롤러
87 : 전자 거버너 88 : 엔진 회전 센서
89 : 랙 위치 센서
101 : 유압 부하 기구로서의 작업부용 유압 펌프
104 : 압력 조정 밸브 106 : 스위칭 전자 밸브

Claims (4)

  1. 엔진의 배기 경로에 배치된 배기 가스 정화용 필터 수단과, 상기 엔진의 동력에 의해 구동하는 유압 부하 기구와, 상기 필터 수단의 막힘 상태를 검출 가능한 막힘 검출 수단과, 상기 유압 부하 기구의 작동량을 강제적으로 증대시키기 위한 강제 작동 밸브 수단을 구비하고 있고:
    상기 막힘 검출 수단의 검출 정보에 의거한 상기 강제 작동 밸브 수단의 작동에 의해 상기 유압 부하 기구의 작동량을 증대시킴으로써 엔진 회전수를 유지하면서 엔진 부하를 증대시켜서 상기 필터 수단을 재생시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 강제 작동 밸브 수단은 상기 유압 부하 기구로서의 작업부용 유압 펌프와 상기 작업부용 유압 펌프의 하류측에 있는 작업부 유압 회로 사이에 설치된 압력 조정 밸브이며;
    상기 압력 조정 밸브는 상기 작업부 유압 회로측의 압력 유량을 일정하게 유지하고 상기 작업부용 유압 펌프측의 압력을 증대시킬 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 압력 조정 밸브는 엔진 부하가 미리 설정된 기준 부하값 이하인 경우에 상기 작업부용 유압 펌프측의 압력을 소정압만 증대시키도록 작동하는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    엔진 부하가 상기 기준 부하값을 초과했을 경우는 상기 압력 조정 밸브에 의한 상기 작업부용 유압 펌프측의 압력 증대를 해제하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치.
KR1020107023971A 2008-04-28 2008-09-10 배기 가스 정화 장치 KR20110009661A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008116983A JP2009264315A (ja) 2008-04-28 2008-04-28 排気ガス浄化装置
JPJP-P-2008-116983 2008-04-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110009661A true KR20110009661A (ko) 2011-01-28

Family

ID=41254863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107023971A KR20110009661A (ko) 2008-04-28 2008-09-10 배기 가스 정화 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8613192B2 (ko)
EP (1) EP2284368B1 (ko)
JP (1) JP2009264315A (ko)
KR (1) KR20110009661A (ko)
CN (1) CN102016245B (ko)
WO (1) WO2009133635A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2841726A1 (en) 2012-04-24 2015-03-04 Perkins Engines Company Limited An inlet module for an emissions cleaning module

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011032975A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Yanmar Co Ltd ディーゼル機関における排気ガス浄化装置
JP5132662B2 (ja) * 2009-11-27 2013-01-30 住友建機株式会社 建設機械のｄｐｆ強制再生回路
JP5359857B2 (ja) * 2009-12-25 2013-12-04 コベルコクレーン株式会社 建設機械
JPWO2011093400A1 (ja) * 2010-01-28 2013-06-06 日立建機株式会社 油圧作業機械の排気ガス浄化システム
JP2011163250A (ja) 2010-02-12 2011-08-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の排気ガス処理方法及び装置
JP2011247157A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 油圧作業機械の排気浄化装置
JP2011256767A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Yanmar Co Ltd 作業機の排気ガス浄化システム
JP5368414B2 (ja) * 2010-11-05 2013-12-18 日立建機株式会社 排気ガス浄化装置を備えた建設機械用油圧駆動システム
JP5707178B2 (ja) * 2011-03-02 2015-04-22 フタバ産業株式会社 排気浄化装置
CN102146832A (zh) * 2011-03-17 2011-08-10 三一重机有限公司 一种工程机械后处理再生控制方法及装置
JP5588027B2 (ja) * 2013-01-21 2014-09-10 ヤンマー株式会社 エンジン
JP6040078B2 (ja) * 2013-03-28 2016-12-07 日野自動車株式会社 排気浄化装置
JP5920289B2 (ja) * 2013-07-18 2016-05-18 株式会社デンソー 燃料供給制御装置
US9574714B2 (en) * 2013-07-29 2017-02-21 Nordson Corporation Adhesive melter and method having predictive maintenance for exhaust air filter
CN103768986B (zh) * 2013-09-25 2015-12-02 淄博助友润滑油科技有限公司 用于工业废油再生生产线的尾气处理器
JP5731047B2 (ja) * 2014-06-05 2015-06-10 ヤンマー株式会社 エンジン装置
CN107120198B (zh) * 2017-07-12 2023-11-28 恒天九五重工有限公司 液压工程机械发动机排放控制装置及方法
CN111214949A (zh) * 2019-11-29 2020-06-02 北京首钢冷轧薄板有限公司 脱硝催化装置防堵塞监控方法、装置、系统和存储介质
GB2598352A (en) * 2020-08-27 2022-03-02 Bamford Excavators Ltd A control system
CN113786681B (zh) * 2021-10-12 2023-02-28 上海市计量测试技术研究院 一种用于催化净化工业有机废气的装置
CN114183427A (zh) * 2021-12-09 2022-03-15 广西柳工机械股份有限公司 一种能加速驻车再生的液压系统、控制方法以及工程车辆
CN114458463A (zh) * 2022-01-29 2022-05-10 徐州徐工挖掘机械有限公司 一种工程机械排放的热管理系统、方法及工程机械

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61208111A (ja) 1985-03-12 1986-09-16 Daikin Ind Ltd 減圧弁
JPH06202739A (ja) 1992-12-28 1994-07-22 Tokimec Inc 電気制御式液圧制御装置
JP2001280121A (ja) 2000-03-31 2001-10-10 Isuzu Motors Ltd 連続再生型パティキュレートフィルタ装置
JP2003106137A (ja) * 2001-09-27 2003-04-09 Komatsu Ltd 内燃機関の排気ガス浄化装置
JP2004137968A (ja) * 2002-10-17 2004-05-13 Toyota Industries Corp 産業車両用エンジンの排気浄化装置および排気浄化方法
US20050155345A1 (en) 2002-03-29 2005-07-21 Tokyo Electron Limited Device and method for purifying exhaust gas from industrial vehicle engine
JP3894125B2 (ja) * 2003-01-28 2007-03-14 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2005337062A (ja) 2004-05-25 2005-12-08 Toyota Industries Corp 排ガス浄化フィルタ再生装置
US7380396B2 (en) * 2005-05-25 2008-06-03 General Motors Corporation Method for protecting an exhaust aftertreatment system
JP4162017B2 (ja) * 2006-06-12 2008-10-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置および内燃機関の排気浄化方法
JP2008002519A (ja) 2006-06-21 2008-01-10 Sony Corp 自動平衡装置、回転装置及びディスク駆動装置
JP2008025159A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Hitachi Constr Mach Co Ltd ブームシリンダ制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2841726A1 (en) 2012-04-24 2015-03-04 Perkins Engines Company Limited An inlet module for an emissions cleaning module

Also Published As

Publication number Publication date
EP2284368B1 (en) 2014-11-05
US20110120104A1 (en) 2011-05-26
JP2009264315A (ja) 2009-11-12
US8613192B2 (en) 2013-12-24
EP2284368A1 (en) 2011-02-16
CN102016245A (zh) 2011-04-13
WO2009133635A1 (ja) 2009-11-05
CN102016245B (zh) 2013-09-11
EP2284368A4 (en) 2013-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110009661A (ko) 배기 가스 정화 장치
JP5420513B2 (ja) 油圧作業機
JP5101436B2 (ja) ディーゼルエンジン
WO2010024013A1 (ja) 排気浄化装置
WO2014157284A1 (ja) エンジン装置
KR20130107270A (ko) 작업차량의 구동계 제어장치
JP5674393B2 (ja) 作業車両の駆動系制御装置
JP2008223612A (ja) 排気浄化装置
JP5667781B2 (ja) 作業機の排気ガス浄化システム
JP6147214B2 (ja) ハイブリッド式エンジン装置
JP6057808B2 (ja) エンジン装置
WO2011016454A1 (ja) ディーゼル機関における排気ガス浄化装置
JP5588027B2 (ja) エンジン
JP6010575B2 (ja) 作業車両
JP6030964B2 (ja) エンジン装置
JP5788148B2 (ja) 作業機の排気ガス浄化システム
JP2013224665A (ja) ディーゼル機関における排気ガス浄化装置
WO2018159718A1 (ja) 建設機械
JP6010574B2 (ja) 作業車両
WO2011136184A1 (ja) 作業機の排気ガス浄化システム
JP6008775B2 (ja) エンジン装置
JP5976760B2 (ja) 作業車両
JP5667782B2 (ja) 作業機の排気ガス浄化システム
JP2014190318A (ja) エンジン装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application