KR20120091405A - 엔진의 배기 가스 정화 장치 - Google Patents

엔진의 배기 가스 정화 장치 Download PDF

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Abstract

엔진의 운전 상태로부터 수트 퇴적량을 산출하는 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)과, 엔진의 운전 누적 시간, 누적 연료 소비량 파티큘레이트 필터의 전후 차압값 등으로부터 퇴적량을 산출하는 제 2 수트 퇴적량 산출 수단(51)과, 제 2 수트 퇴적량 산출 수단(51)의 산출값에 근거하여 강제 재생의 개시가 판정되었을 때, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해 산출된 수트 퇴적량을 증대 보정하는 제 1 수트 퇴적량 보정 수단(55)과, 보저 후의 수트 퇴적량을 기초로 재생을 개시하고 재생 완료 문턱값보다 감소했을 때 강제 재생을 종료하는 재생 완료 수단(57)을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

엔진의 배기 가스 정화 장치{EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE FOR AN ENGINE}
본 발명은, 엔진, 특히 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 관하여, 배기 가스 중에 포함되는 수트(그을음)를 포집하는 디젤 파티큘레이트 필터(DPF라고 생략함)를 구비하는 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 관한 것이다.
디젤 엔진의 배기 가스 규제에 있어서, NOx 저감과 마찬가지로 중요한 것이, 수트의 저감이다. 이것에 대한 유효한 기술로서, DPF가 알려져 있다.
DPF는, 필터를 이용한 포집 장치이며, 배기 가스 온도가 낮은 엔진 운전 상태에서는, 이 DPF에 수트가 계속 쌓이므로, 강제적으로 온도를 올려 이 수트를 연소하는 강제 재생을 한다.
DPF에 퇴적한 수트량의 추정 정밀도가 낮으면, 강제 재생의 개시 시기나 재생 종료시를 정확하게 판정하지 못하고, 수트가 과퇴적 상태가 되어 엔진 성능에 악영향을 미치는 동시에, 과퇴적 상태에서 강제 재생을 실행하면 대량의 수트가 연소하고, 그 결과 DPF가 과승온이 되어 용손(溶損)의 우려도 있어, 수트 퇴적 상태를 정밀도 양호하게 추정하는 것이 필요하다.
또한, 트럭 등의 온 로드 차량에 비하여 엔진 운전 상태의 변동이 비교적 큰 포크리프트(Forklift)나 건설 기계 등의 오프 로드 차량에 있어서는, 강제 재생 중에 재생에 필요한 배기 가스 온도 조건의 변동이 크게 재생 조건을 충족하지 않게 되는 경우가 많고, 또한 조작자의 의사에 의해서 엔진을 정지하는 경우도 많아, 빈번히 강제 재생의 중단이 일어날 가능성이 있다.
따라서, 중단 후의 다음의 강제 재생 개시 시기나 강제 재생 시간 등의 조건을 적절히 제어할 필요가 있어, 중단 후의 강제 재생을 적절한 타이밍에 개시하지 않으면 중단 후의 재생 빈도가 많아져 연료 소비율의 악화, 또한 오일 희석(oil dilution)을 초래할 문제도 있다.
이와 같이, 강제 재생의 개시 시기나 재생 종료시, 또한 중단 후의 강제 재생 개시 시기 등을 정밀도 양호하게 판정할 필요가 있으며, 이 때문에, 수트 퇴적 상태를 정밀도 양호하게 추정하는 것이 필요하다.
수트 퇴적량의 추정에는 수트 배출량으로부터 산출한 수트 퇴적량 추정값 이외에, DPF의 전후 차압값, 엔진의 운전 시간(운전 거리), 연료 소비량 등 복수의 지표로부터 추정하는 방법이 제안되고 있다.
예를 들면, 특허 문헌(1)(일본 특허 제 4070687 호 공보)에는, DPF의 PM(입자형상 물질) 퇴적량의 산출값(추정값), 배기 가스 정화 장치의 전후 차압, 운전 시간(또는 운전 거리)을 기본으로 PM 퇴적량을 추정하여 재생 개시 시기를 판정하고, 그 결과로부터 강제 재생 모드를 선택하여 강제 재생을 개시하는 기술이 나타나 있다. 또한, 도 7에 도시하는 바와 같이 각각의 재생 모드에 따른 강제 재생 시간, 강제 재생 온도가 미리 설정되어 있다.
일본 특허 제 4070687 호 공보
특허 문헌 1의 기술은, 지표마다 강제 재생 시간, 강제 재생 온도를 미리 설정할 필요가 있기 때문에, 강제 재생 모드에 따른 파라 미터의 설정에 공수(工數)를 필요로 하는 문제가 있다. 또한, PM 퇴적량의 산출값에 의한 퇴적 상태와 그 이외의 엔진 운전 시간 등의 각 지표에 의한 퇴적 상태가 동기하고 있는가의 문제가 있다.
또한, 특허 문헌 1에는, 강제 재생의 중단 후의 재차의 재생에 대하여, 중단 전의 재생 개시시에 설정된 강제 재생 시간을 이용하여 남은 시간을 재생하도록 제어하기 때문에, 강제 재생 빈도가 높아져 연비의 악화나 오일 희석의 증대를 일으키기 쉽다.
그래서, 본 발명은, 이들의 문제에 감안하여 이루어진 것으로서, 수트(그을음) 퇴적량의 산출값(추정값), 및 그 이외의 DPF 전후 차압, 엔진 운전 시간(주행 거리), 연료 소비율 등의 복수의 지표를 기초로 강제 재생 개시 시기, 강제 재생 종료 시기, 및 강제 재생 중단 후의 재생 개시 시기 등을 판정 가능하게 하고, 수트 퇴적량의 추정 정밀도를 높여 수트의 완전한 제거 및 오일 희석을 방지하는 엔진의 배기 가스 정화 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 발명은, 엔진의 배기 가스 중에 포함되는 미연 성분을 촉매 작용에 의해 연소시키는 전단 산화 촉매와, 해당 산화 촉매의 하류측에 개재되어 배기 중에 포함되는 수트를 포집하는 파티큘레이트 필터와, 상기 전단 산화 촉매에 인도되는 미연 성분을 증가하여 상기 파티큘레이트 필터의 강제 재생을 실행하는 승온 수단을 구비한 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적하는 수트 퇴적량을 제 1 지표인 엔진의 운전 상태로부터 산출하는 제 1 수트 퇴적량 산출 수단과, 상기 제 1 지표 이외의 엔진의 운전 누적 시간, 누적 연료 소비량, 파티큘레이트 필터의 전후 차압값 중 적어도 1개로 이루어지는 제 2 지표에 의해서 수트 퇴적량을 산출하는 제 2 수트 퇴적량 산출 수단과, 상기 제 2 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출된 수트 퇴적량에 근거하여 강제 재생이 개시되었을 때, 상기 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출된 수트 퇴적량을 해당 산출된 퇴적량 이상으로 증대 보정하는 제 1 수트 퇴적량 보정 수단과, 해당 제 1 수트 퇴적량 보정 수단에 의해서 보정된 보정 후의 수트 퇴적량으로부터 강제 재생을 개시하고, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출되는 수트 퇴적량이 재생 종료 문턱값보다 감소했을 때 강제 재생을 종료하는 강제 재생 종료 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
이러한 제 1 발명에 의하면, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단은, 수트 퇴적량을 제 1 지표인 엔진 운전 상태로부터 산출하는, 즉, 엔진 회전수와 연료 분사량으로부터 엔진으로부터 배출되는 수트 배출량이 산출되고, 그에 대한 배기 유량과 배기 온도로부터 수트 재생량이 산출되어, 그 수트 배출량으로부터 수트 재생량을 감산하여 엔진의 운전 시간으로 적분함으로써, 엔진의 운전 상태에 근거하는 수트 퇴적량이 산출된다.
그리고, 이 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출되는 수트 퇴적량에 근거하지 않고, 제 1 지표 이외의 엔진의 운전 누적 시간, 누적 연료 소비량, 파티큘레이트 필터의 전후 차압값 등의 제 2 지표에 의해서 산출된 퇴적량에 근거하여, 강제 재생 개시가 판정되었을 때, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출된 수트 퇴적량을, 해당 산출된 퇴적량 이상으로 증대 보정한다. 예를 들면, 제 2 지표에 의해서 산출된 수트 퇴적량 중 최대값으로 보정한다.
그리고, 보정 후의 수트 퇴적량으로부터 강제 재생을 개시하고, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출되는 수트 퇴적량이 재생 종료 문턱값보다 감소했을 때 강제 재생을 종료한다.
이와 같이, 제 2 지표에 의해서 강제 재생의 개시가 판단되기 때문에, 강제 재생의 개시 판정의 정밀도를 높여 재생 제어의 안정성을 높일 수 있다. 즉, 강제 재생의 개시의 판정은, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출된 수트 퇴적량을 기초로 기본적으로는 판정되지만, 엔진의 운전 상태 이외의 지표(제 2 지표)를 이용한 판정이 더욱 실행됨으로써, 개시 시기의 판정 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 강제 재생 종료 시기에 대해서는, 제 1 지표에 의한 일원 관리하에 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의한 산출값에 근거하여 강제 재생 종료 시기가 판정되기 때문에, 판단이 흐트러지지 않고 적확하게 실행할 수 있다.
또한, 제 2 지표인 운전 누적 시간, 누적 연료 소비량, 파티큘레이트 필터의 전후 차압값의 각각 대하여 강제 재생 시간이나 재생 온도 등의 강제 재생 조건을 설정할 필요가 없이, 제어용 데이터나 제어 장치를 간단화 할 수 있다.
또한, 제 1 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제 1 수트 퇴적량 보정 수단은, 제 2 수트 퇴적량 산출 수단에 의해 산출된 수트 퇴적량에 의해서 강제 재생의 개시 시기를 판정했을 때, 상기 제 1 지표 및 제 2 지표에 의해서 구해지는 각각의 수트 퇴적량의 중 가장 큰 퇴적량을 상기 보정 후의 수트 퇴적량으로 하면 좋다.
이와 같이, 제 2 지표에 의해서 강제 재생의 개시 시기를 판정했을 때에, 제 1 지표 및 제 2 지표에 의해서 구해지는 각각의 수트 퇴적량 중 가장 큰 퇴적량을 보정 후의 수트 퇴적량으로 함으로써, 포집 수트가 완전하게 제거되도록 안전측에 보정되기 때문에, 재생 제어의 신뢰성이 향상한다.
또한, 제 1 발명에 있어서 바람직하게는, 파티큘레이트 필터의 퇴적량이 복수의 포집 스테이지로 분할되고, 각각의 스테이지에 있어서의 강제 재생 개시시의 스테이지 퇴적량이 설정되며, 제 2 수트 퇴적량 산출 수단에 의해 산출된 수트 퇴적량에 의해서 어떤 스테이지의 강제 재생 개시 시기를 판정했을 때, 상기 제 1 수트 퇴적량 보정 수단은, 상기 스테이지 퇴적량과 상기 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출된 수트 퇴적량 중 큰 쪽의 퇴적량을 상기 보정 후의 수트 퇴적량으로 하면 좋다.
이와 같이, 포집 스테이지마다 설정된 스테이지 퇴적량과 제 1 수트 퇴적량 산출에 의해 산출되는 수트 퇴적량 중 큰 쪽의 퇴적량을 상기 보정 후의 수트 퇴적량으로 하기 때문에, 강제 재생이 개시된 포집 스테이지에 있어서 포집 수트를 완전하게 제거할 수 있도록 안전측에 보정되어 재생 제어의 신뢰성이 향상한다.
또한, 파티큘레이트 필터의 퇴적량이 복수의 포집 스테이지에 분할되며, 각각의 스테이지에 있어서의 강제 재생 개시시의 스테이지 퇴적량이 설정되어 있기 때문에, 포집 스테이지에 따른 재생 방법의 설정이 가능하게 된다. 예를 들면, 퇴적량이 초기의 단계에서는 자동 강제 재생을 실시시키도록 하고, 자동 강제 재생이 실시되지 않으며, 혹은 충분히 재생되지 않고, 또한 퇴적량이 증가한 단계의 포집 스테이지에서는, 유저의 수동에 의한 강제 재생을 재촉하도록 유저에게 강제 재생의 개시 시기를 알리도록 할 수 있다.
또한, 제 1 발명에 있어서 바람직하게는, 강제 재생 중에, 상기 운전 누적 시간 및 상기 누적 연료 소비량의 카운트값을, 상기 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량으로 갱신하는 재생 중 갱신 수단을 가지면 좋다.
이와 같이, 강제 재생 중에 재생 중 갱신 수단에 의해서, 운전 누적 시간 및 상기 누적 연료 소비량의 카운트값을, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량으로 갱신하므로, 강제 재생이 도중에 중단하여도, 그 후의 재차의 강제 재생 개시 시기의 판단에 있어서, 적절한 운전 누적 시간 및 상기 누적 연료 소비량을 이용할 수 있다. 이 때문에, 중단 후의 재차의 강제 재생에 대하여, 재생 빈도가 높아져 연비의 악화나 오일 희석의 증대를 방지할 수 있다.
또한, 제 1 발명에 있어서 바람직하게는, 강제 재생이 중단하였을 때에, 상기 운전 누적 시간 및 상기 누적 연료 소비량의 카운트값을, 상기 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량으로 갱신하는 중단시 갱신 수단을 가지면 좋다.
이와 같이, 강제 재생 중이 아니고, 강제 재생이 중단되었을 때에, 중단시 갱신 수단에 의해서, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량으로 갱신하도록 해도 좋다. 상기의 강제 재생 중에 재생 중 갱신 수단에 의해서 상시 갱신하는 경우와 마찬가지로, 중단 후의 재차의 강제 재생의 판정에 있어서 적절한 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량을 이용할 수 있기 때문에, 재생 빈도가 높아지는 것에 의한 연비의 악화나 오일 희석의 증대를 방지할 수 있다.
다음, 본 발명의 제 2 발명은, 엔진의 배기 가스 중에 포함되는 미연 성분을 촉매 작용에 의해 연소시키는 전단 산화 촉매와, 해당 산화 촉매의 하류측에 개재되어 배기 중에 포함되는 수트를 포집하는 파티큘레이트 필터와, 상기 전단 산화 촉매에 인도되는 미연 성분을 증가하여 상기 파티큘레이트 필터의 강제 재생을 실행하는 승온 수단을 구비한 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서, 상기 파티큘레이트 필터에 퇴적하는 수트 퇴적량을 제 1 지표인 엔진의 운전 상태로부터 산출하는 제 1 수트 퇴적량 산출 수단과, 상기 제 1 지표 이외의 엔진의 운전 누적 시간, 누적 연료 소비량, 파티큘레이트 필터의 전후 차압값 중 적어도 1개로 이루어지는 제 2 지표에 의해서 수트 퇴적량을 산출하는 제 2 수트 퇴적량 산출 수단과, 상기 제 2 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출된 수트 퇴적량에 근거하여 강제 재생 개시가 판정되며, 강제 재생이 개시되었을 때, 재생 중 또는 중단시에 상기 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량의 카운트값을, 상기 제 1 지표에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량으로 갱신하는 누적량 갱신 수단을 구비한 것이 특징이다.
이러한 제 2 발명에 의하면, 누적량 갱신 수단에 의해서, 운전 누적 시간 및 상기 누적 연료 소비량의 카운트값을, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량으로 갱신하므로, 강제 재생이 도중에 중단하여도, 그 후의 재차의 강제 재생 개시 시기의 판단에 있어서, 적절한 운전 누적 시간 및 상기 누적 연료 소비량을 이용할 수 있다. 이 때문에, 중단 후의 재차의 강제 재생에 대하여, 재생 빈도가 높아져 연비의 악화나 오일 희석의 증대를 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 수트(그을음) 퇴적량의 산출값(추정값) 및 그 이외의 DPF 전후 차압, 엔진 운전 시간(주행 거리), 연료 소비율 등의 복수의 지표를 기초로 강제 재생 개시 시기, 강제 재생 종료 시기 및 강제 재생 중단 후의 재생 개시 시기 등을 판정 가능하게 하고, 수트 퇴적량의 추정 정밀도를 높여 수트의 완전한 제거 및 오일 희석을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 엔진의 배기 가스 정화 장치의 전체 개요 구성도,
도 2는 제 1 실시 형태의 강제 재생 제어 장치의 제어 흐름도,
도 3은 강제 재생에 의한 수트 퇴적량의 변화 상태를 도시하는 설명도,
도 4는 제 2 실시 형태의 강제 재생 제어 장치의 제어 흐름도,
도 5(a)는 제 3 실시 형태의 강제 재생 제어 장치의 제어 흐름도이며, 5(b)는 누적 운전 시간과 수트 퇴적량의 관계도,
도 6(a)는 제 4 실시 형태의 강제 재생 제어 장치의 제어 흐름도이며, 6(b)는 누적 운전 시간과 수트 퇴적량의 관계도,
도 7은 종래 기술의 설명 도표.
이하, 본 발명을 도면에 도시한 실시 형태를 이용하여 상세하게 설명한다. 단, 이 실시 형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것에만 한정하는 취지는 아니다.
(제 1 실시 형태)
도 1을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 대하여 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 디젤 엔진(이하 엔진이라고 함)(1)의 배기 통로(3)에는, DOC(전단 산화 촉매)(5)와 해당 DOC(5)의 하류측에 수트(그을음)를 포집하는 DPF(파티큘레이트 필터)(7)로 이루어지는 배기 가스 후 처리 장치(9)가 마련되어 있다.
또한, 배기 통로(3)에는 배기 터빈(11)과 이것에 동축 구동되는 컴프레서(13)를 갖는 배기 터보 과급기(15)를 구비하고 있으며, 해당 배기 터보 과급기(15)의 컴프레서(13)로부터 토출된 공기는 급기 통로(17)를 통과하여, 인터 쿨러(19)에 들어가 급기가 냉각된 후, 흡기 스로틀 밸브(21)에서 급기유량이 제어되고, 그 후, 인테이크 매니폴드(23)로부터 실린더마다 마련된 흡기 포토로부터 엔진(1)의 흡기 밸브를 거쳐서 연소실내에 유입하도록 되어 있다.
또한, 엔진(1)에 있어서는, 도시하지 않지만, 연료의 분사 시기, 분사량, 분사 압력을 제어하여 연소실내에 연료를 분사하는 코먼 레일 연료 분사 장치가 마련되어 있으며, 해당 코먼 레일 연료 분사 장치가 각 기통의 연료 분사 밸브에 대하여 소정의 연료 분사 시기에, 소정의 연료 압력에 제어된 연료를 공급하도록 되어 있다.
또한, 배기 통로(3)의 도중으로부터, EGR(배기 가스 재순환) 통로(25)가 분기되고, 배기 가스의 일부가 흡기 스로틀 밸브(21)의 하류측 부위에 EGR 밸브(27)를 거쳐서 투입되도록 되어 있다.
엔진(1)의 연소실에서 연소된 연소 가스 즉 배기 가스(29)는, 실린더마다 마련된 배기 포토가 집합한 배기 매니폴드 및 배기 통로(3)를 통과하고, 상기 배기 터보 과급기(15)의 배기 터빈(11)을 구동하여 컴프레서(13)의 동력원이 된 후, 배기 통로(3)를 통과하여 배기 가스 후 처리 장치(9)에 유입한다.
또한, DOC(5)의 하류측에 DPF(7)가 배치되어 있고, 해당 DPF(7)의 재생 제어 장치(31)에는, 컴프레서(13)에 유입하는 급류량을 검출하는 에어 플로우 미터(33), 급기 온도를 검출하는 급기 온도 센서(35)가 마련되며, 또한, DOC 입구 온도 센서(37), DPF 입구 온도 센서(39), DPF 출구 온도 센서(41), DPF(7)의 전후 차압을 검출하는 차압 센서(43)가 마련되어 있다.
또한, 엔진 회전 수 신호(45), 코먼 레일 연료 분사 장치로부터의 연료 분사량(엔진 부하) 신호(47)가 각각 재생 제어 장치(ECU)(31)에 입력되어 있다.
강제 재생을 제어하는 재생 제어 장치(31)는, DPF(7)에 일정량 이상의 수트가 퇴적했을 경우에, 강제적으로 연소시켜 DPF(7)를 재생한다.
재생 제어 장치(31)에는, DPF(7)에 퇴적하는 수트 퇴적량을 제 1 지표인 엔진의 운전 상태로부터 산출하는 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)과, 제 1 지표 이외의 엔진의 운전 누적 시간, 누적 연료 소비량, DPF의 전후 차압값의 신호(제 2 지표)에 의해서 수트 퇴적량을 산출하는 제 2 수트 퇴적량 산출 수단(51)을 구비하고 있다.
또한, 재생 제어 장치(31)에는, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49) 및 제 2 수트 퇴적량 산출 수단(51)에 의해서 산출되는 수트 퇴적량이, 재생 개시 문턱값에 도달했을 때에 강제 재생을 개시하는 강제 재생 개시 수단(53)과, 제 2 수트 퇴적량 산출 수단(51)에 의해서 산출된 수트 퇴적량에 근거하여 강제 재생 개시가 판정되었을 때, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량을 보정하는 제 1 수트 퇴적량 보정 수단(55)과, 제 1 수트 퇴적량 보정 수단(55)에 의해서 보정된 보정 후의 수트 퇴적량으로부터 강제 재생을 개시하고, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량이 재생 종료 문턱값보다 감소했을 때 강제 재생을 종료하는 강제 재생 종료 수단(57)을 구비하고 있다.
또한, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)은, 수트 퇴적량을 제 1 지표인 엔진 운전 상태로부터 산출한다, 즉, 엔진 회전수와 연료 분사량으로부터 엔진으로부터 배출되는 수트 배출량이 산출되고, 그에 대하여 배기 유량과 배기 온도로부터 수트 재생량이 산출되며, 그 수트 배출량으로부터 수트 재생량을 감산하고, 엔진의 운전 시간으로 적분함으로써, 엔진의 운전 상태를 기초로 산출되어 수트 퇴적량이 산출된다.
또한, 제 2 수트 퇴적량 산출 수단(51)은, 도 2의 단계(S4)에 도시하는 바와 같이, 수트 퇴적량과 DPF(7)의 전후 차압값의 관계, 수트 퇴적량과 누적 연료 소비량의 관계, 수트 퇴적량과 엔진의 운전 누적 시간의 관계의 각각에 대하여, 미리 시험에 의해서 데이터를 수집하여 맵(M1, M2, M3)으로서 설정하여 기억해 두고, 차압 센서(43)의 검출값, 엔진 회전수 데이터값, 코먼 레일 연료 분사 장치로부터의 연료량 데이터값을 기초로 각각의 맵(M1, M2, M3)을 이용하여 수트 퇴적량이 산출된다.
이상과 같이 구성된 DPF(7)의 재생 제어 장치(31)에 의한 강제 재생 제어를 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 강제 재생 제어를 나타내는 흐름도이다.
우선, 단계(S1)에서 제어가 개시되면, 단계(S2)에서 포집 운전 중인지가 판정된다. 즉, 강제 재생이 개시되었는지를 판정한다.
강제 재생의 개시의 판정은, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량을 기본으로 판정되지만, 엔진의 운전 상태 이외의 지표(제 2 지표)를 이용하여, 그 개시 시기의 판정이 되어 있다.
즉, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량이 재생 개시 문턱값에 도달했을 경우, 또는, 제 2 수트 퇴적량 산출 수단(51)의 누적 운전 시간을 기초로 산출한 수트 퇴적량이 재생 개시 문턱값에 도달했을 경우, 또는, 누적 연료 소비량을 기초로 산출한 수트 퇴적량이 재생 개시 문턱값에 도달했을 경우, 또한, DPF(7)의 전후 차압을 기본으로 산출한 수트 퇴적량이 재생 개시 문턱값에 도달했을 경우의 각각 중, 가장 빨리 재생 개시 문턱값에 도달한 판정에 근거하여 재생 개시를 실행한다. 또한, 재생 개시 문턱값은, 각각의 지표에 대하여 미리 설정되는 문턱값을 이용하여 판정한다.
이와 같이, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49) 및 제 2 수트 퇴적량 산출 수단(51)에 의해서 산출된 수트 퇴적량 중 어느 하나가 재생 개시 문턱값에 도달했을 때에 강제 재생의 개시를 판정한다. 또한, 이 판정은 강제 재생 개시 수단(53)에 의해서 실행된다.
단계(S2)에서 강제 재생이 개시되었다고 판정했을 경우에는 단계(S3)로 진행되며, 강제 재생이 개시되어 있지 않으면, 포집 운전 중으로 판정하고, 단계(S9)에 진행되어 종료한다. 단계(S3)에서는, 재생 개시 최초의 실행(연산) 주기인지를 판정하여, Yes인 경우에는, 단계(S4, S5)로 진행되고, 재생 개시 최초로 제 1 수트 퇴적량 보정 수단(55)에 의해서 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량을, 누적 운전 시간, 누적 연료 소비량 및 DPF(7)의 전후 차압(제 2 지표)에 의해서 산출된 수트 퇴적량에 근거하여 보정하고, 보정 후의 수트 퇴적량으로부터 강제 재생을 개시한다.
이 보정은 구체적으로는, 단계(S4)에 있어서, (1) 누적 운전 시간, (2) 누적 연료 소비량, (3) DPF의 전후 차압 각각 대하여, 수트 퇴적량을, 누적 운전 시간 맵(M1), 누적 연료 소비 맵(M2), 차압 맵(M3)을 이용하여 산출한다.
그리고, 단계(S5)에서는, 단계(S4)에서 제 2 수트 퇴적량 산출 수단(51)에 의해 산출된 (1) 누적 운전 시간, (2) 누적 연료 소비량, (3) DPF의 전후 차압에 근거하는 수트 퇴적량과, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량 중 가장 큰 퇴적량을 보정 후의 수트 퇴적량으로 한다.
다음 단계(S6)에서, 보정 후의 수트 퇴적량을, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출한 퇴적량이 재생 개시 문턱값(X)(도 3 참조)에 도달한 퇴적량으로 하고, 그 보정 후의 수트 퇴적량으로부터, 라인(L1)을 따라서 강제 재생을 실행한다.
비교 예에서는, 보정하지 않은 예를 나타내고, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량(Y) 점으로부터, 보정하지 않고 강제 재생을 개시하여 라인(L2)을 따라서 강제 재생이 실행되지만, 본 실시 형태의 경우에는, (1) 누적 운전 시간, (2) 누적 연료 소비량, (3) DPF의 전후 차압의 지표를 기초로 산출한 수트 퇴적량에 의해서 재생 개시가 되었을 경우에는, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출한 Y점을 보정하고, 즉, 누적 운전 시간, 누적 연료 소비량, DPF의 전후 차압에 근거하여 산출한 수트 퇴적량과, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출한 수트 퇴적량 중 가장 큰 퇴적량을 보정 후의 수트 퇴적량으로 한다. 그리고, 이 보정 후의 수트 퇴적량이 재생 개시 문턱값(X)에 도달하고 있다고 하고, 그 후의 강제 재생을, 이 보정 후의 수트 퇴적량을 기초로 실행한다.
따라서, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량을 제 1 수트 퇴적량 보정 수단(55)에 의해서, 해당 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의한 산출값 이상으로 증대 보정되고, 보정 후의 수트 퇴적량에 의해서 강제 재생이 실행되기 때문에, 재생 종료 판단이 적확하게 실행되며, 수트의 타다 남음을 없애 수트의 완전한 제거가 가능하게 되어 신뢰성이 향상한다. 도 3에 도시하는 바와 같이 강제 재생 시간이 길어져 수트의 타다 남은 것이 없어진다.
다음, 강제 재생의 실행에 대하여, 다음에 간단하게 설명한다.
강제 재생이 개시되면, DOC(5)를 활성화하기 위한 DOC 승온 제어가 실행된다. 이 DOC 승온 제어는, 예를 들면, 흡기 스로틀 밸브(21)의 개도가 좁혀져 연소실내에의 유입 공기량을 줄이고, 배기 가스 중의 미연 연료를 증가시켜, 또한, 얼리 포스트 분사(주 분사의 직후에 실린더내의 압력이 아직 높은 상태에서 주 분사보다 소량의 연료를 분사하는 포스트 분사)에 의해 DOC(5)의 활성화를 실시한다.
이 얼리 포스트 분사에 의해서, 엔진의 출력에는 영향을 주지 않고 배기 가스 온도를 높여, 이 고온화 된 배기 가스가 DOC(5)에 유입함으로써, DOC(5)를 활성화시키며, 그리고 DOC(5)의 활성화에 수반하여 배기 가스 중의 미연 연료가 산화될 때에 발생하는 산화열로 배기 가스 온도를 상승시킨다.
그리고, DOC(5)의 입구 온도가 200 내지 400℃에 도달했을 경우에는, 레이트 포스트 분사(얼리 포스트 분사 후의 크랭크 각도가 하사점 근방까지 나아간 상태로 분사하는 포스트 분사)에 의해서 DPF(7)의 입구 온도를 더욱 상승시킨다. 이 레이트 포스트 분사에 의해서, 배기 밸브가 열린 상태 시에 연소실로부터 배기 통로(3)로 연료를 유출시켜, 배출된 연료는 이미 활성화 된 DOC(5)에 대하여 반응하고, 발생한 산화열에 의해 배기 가스 온도를 더욱 상승시켜 DPF(7)의 재생에 필요한 온도, 예를 들면 600℃로 하여 수트의 연소를 촉진시킨다.
다음, 단계(S7)에서는, 강제 재생 종료 수단(57)에 의해서 재생을 개시하고 나서의 재생 시간이, 재생 완료 문턱값에 도달하는 목표 재생 시간보다 크고, 또한 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량이 재생 완료 문턱값(Z)보다 작은 조건이 성립하고 있는지를 판정한다.
그리고, 성립하고 있으면 단계(S8)에서 강제 재생을 완료시켜 종료한다. 재생 완료 조건이 성립하고 있지 않으면 단계(S9)로 진행되어 강제 재생을 완료시키지 않고 종료한다. 또한, 재생을 개시하고 나서 재생 완료 문턱값에 도달하는 목표 재생 시간은, 재생 개시시의 수트 퇴적량에 따라 미리 설정되어 있는 데이터값을 이용하며, 또한 재생 완료 문턱값(Z)에 대해서도 미리 설정되어 있다.
제 1 실시 형태에 의하면, 제 2 지표의 누적 운전 시간, 누적 연료 소비량, 또는 DPF의 전후 차압에 의해서 강제 재생의 개시가 판단되기 때문에, 강제 재생의 개시 판정의 정밀도를 높여 재생 제어의 안정성을 높일 수 있다. 즉, 강제 재생의 개시의 판정은, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출된 수트 퇴적량을 기초로 기본적으로는 판정되지만, 엔진의 운전 상태 이외의 지표(제 2 지표)를 이용한 판정이 더욱 실행됨으로써, 개시 시기의 판정 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 강제 재생 종료 시기에 대해서는, 제 1 지표에 의한 일원 관리 하에 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의한 산출값에 근거하여 강제 재생 종료 시기가 판정되기 때문에, 판단이 흐트러지지 않고 적확하게 실행할 수 있다.
또한, 제 2 지표인 운전 누적 시간, 누적 연료 소비량, 파티큘레이트 필터의 전후 차압값의 각각 대하여 강제 재생 시간이나 재생 온도 등의 강제 재생 조건을 설정할 필요가 없이, 제어용 데이터나 제어 장치를 간단화 할 수 있다.
(제 2 실시 형태)
다음, 제 2 실시 형태에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. 이 제 2 실시 형태는, DPF(7)에 퇴적되는 수트량에 복수의 포집 스테이지가 마련되는 것이다.
우선, 단계(S11)에서 제어가 개시되면, 단계(S12)에서 포집 운전 중인지 아닌지가 판정된다. 이 판정에 대해서는 후술한다.
단계(S12)에서, 강제 재생이 개시되어 있지 않은 경우에는, 단계(S13)으로 진행되고, 여기서 포집 운전 중에 포집 스테이지를 판정한다. DPF(7)에 퇴적한 수트량을 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량을 기초로 포집 스테이지가 판정된다. 퇴적량이 A, B, C, D의 스테이지 문턱값을 경계로 하여, 포집 스테이지(1) 내지 포집 스테이지(5)의 5단계로 분할되어 있다.
포집 스테이지(2) 이상으로 재생을 허가하도록 되어 있으며, 포집 스테이지(2)에서는 엔진 운전 중의 자동 강제 재생을 실행하고, 포집 스테이지(3, 4)에서는, 유저에 의한 수동에 의한 메뉴얼 강제 재생을 실행시키고, 또한, 포집 스테이지(5)에서는, 정비 공장 등에의 반입에 의한 재생을 실행시키도록 분할되어 있다. 즉, 강제 재생의 구체적인 수법을 따라 분할되어 있다.
또한, 단계(S13)의 그래프에는, 포집 스테이지의 분할 상태와 함께, 횡축에 시간, 세로축에 수트 퇴적량이 나타나고, 시간과 함께 수트 퇴적량의 변화 상태를 나타내는 특성선이, (a) 누적 운전 시간, (b) 누적 연료 소비량, (c) 수트 퇴적량, (d) DPF의 전후 차압의 각각을 지표로 했을 경우에 대하여 4개 나타나 있다.
예를 들면, 포집 스테이지(2)에 주목했을 경우, 시간의 경과에 따라서, (a) 누적 운전 시간에 의해서 산출한 수트 퇴적량이 최초로 포집 스테이지(2)에 들어가고, 다음에 (b) 누적 연료 소비량, 다음에 (c) 수트 퇴적량, 다음에 (d) DPF의 전후 차압에 의한 경우를 나타내고 있다.
이와 같이 단계(S13)에서, 포집 스테이지를 판정하고, 다음에 단계(S18), 단계(S20)로 진행되어 종료한다.
한편, 단계(S12)에서, 포집 운전 중인가의 판정, 즉 강제 재생이 개시되었는지를 판정한다. 강제 재생의 개시의 판정은, 단계(S13)에 도시하는 바와 같이 재생을 허가하는 포집 스테이지(2) 이상의 포집 스테이지에, (a) 누적 운전 시간, (b) 누적 연료 소비량, (c) 수트 퇴적량, (d) DPF의 전후 차압을 기초로 산출한 퇴적량 중 몇개의 퇴적량이, 최초로 들어갔을 때에, 그 스테이지에 있어서의 강제 재생의 개시로 판정한다.
단계(S13)에 나타내는 바와 같이 최초로, (a)의 누적 운전 시간에 의해서 산출되는 수트 퇴적량이 최초로 수트 퇴적량 문턱값(A) 이상이 되기 때문에 그 때(t0)에 강제 재생의 개시로 판정한다.
이와 같이 하여, 강제 재생의 개시가 판정되었을 경우에는, 단계(S14)에서, 재생 개시 최초의 실행(연산) 주기인지를 판정하고, Yes인 경우에는, 단계(S15, 16)로 진행되고, 제 1 수트 퇴적량 보정 수단(55)에 의해서, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해 산출된 수트 퇴적량이 보정된다
이 보정은 구체적으로는, 단계(S15)에 있어서, 5분할된 포집 스테이지(1) 내지 포집 스테이지(5)의 스테이지 퇴적량이 판독된다. 스테이지 퇴적량은, 각 스테이지에 천이(遷移)하는 수트 퇴적 문턱값과 동일한 값을 이용하고 있다. 포집 스테이지(2)에서는 A, 포집 스테이지(3)에서는 B, 포집 스테이지(4)에서는 C, 포집 스테이지(5)에서는 D이다.
다음, 단계(S16)에서, 포집 스테이지(2)에서의 스테이지 퇴적량(A)과, 상기 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의한 산출값 중 큰 쪽의 퇴적량을, 보정 후의 수트 퇴적량으로 한다. 　
예를 들면, 재생 개시시의 포집 스테이지가 스테이지(2)의 경우에는, 단계(S13)의 시간(t0)에 있어서, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의한 산출값은, (c)의 수트 퇴적량이기 때문에, 포집 스테이지(2)의 스테이지 퇴적량(A)보다 작고, 보정 후의 수트 퇴적량은, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의한 산출값보다 큰 스테이지 퇴적량(A)로 설정된다. 만일, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의한 산출값인 (c) 수트 퇴적량이, 스테이지 퇴적량(A) 보다 클 때에는, 그 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의한 산출값이 보정 후의 수트 퇴적량이 된다.
또한, 포집 스테이지(2)에 들어갔을 때에 설정된 보정 후의 수트 퇴적량은, 다음의 포집 스테이지(3)에 들어갈 때까지, 강제 재생이 중단 또는 재생이 완료될 때까지 보지된다. 강제 재생의 중단에 대하여 실시 형태(3, 4)에서 후술한다.
다음, 단계(S17)에서는, 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 보정 후의 수트 퇴적량을, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출한 퇴적량이 재생 개시 문턱값(X)(도 3 참조)에 도달한 퇴적량으로 하고, 그 보정 후의 수트 퇴적량을 기초로 거기에서 강제 재생을 실행한다.
그리고, 단계(S18)에서는, 강제 재생 종료 수단(57)에 의해서 재생을 개시하고 나서의 재생 시간이, 재생 완료 문턱값에 도달하는 목표 재생 시간보다 크고, 또한 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량이 재생 완료 문턱값(Z)보다 작은 조건이 성립했는지를 판정한다. 그리고, 성립하고 있으면 단계(S19)에서 강제 재생을 완료시켜 종료한다. 재생 완료 조건이 성립하고 있지 않으면 단계(S20)로 진행되어 강제 재생을 완료시키지 않고, 종료한다.
제 2 실시 형태에 의하면, 포집 스테이지마다 설정된 스테이지 퇴적량과 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출되는 수트 퇴적량 중 큰 쪽의 퇴적량을 보정 후의 수트 퇴적량으로 하기 때문에, 강제 재생이 개시된 포집 스테이지에 있어서는, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출되는 수트 퇴적량 이상으로 보정되기 위해 포집 수트를 완전하게 제거할 수 있도록 안전측에 보정되어 재생 제어의 신뢰성이 향상한다.
또한, DPF(7)의 퇴적량이 복수의 포집 스테이지에 분할되어, 각각의 스테이지에 있어서의 강제 재생 개시시의 스테이지 퇴적량이 설정되기 때문에, 포집 스테이지에 따른 재생 방법의 설정이 가능하게 된다.
예를 들면, 퇴적량이 초기의 단계에서는 자동 강제 재생을 실시시키도록 하여, 자동 강제 재생이 실시되지 않고, 혹은 충분히 재생되지 않으며, 또한 퇴적량이 증가한 단계의 포집 스테이지에서는, 유저의 수동에 의한 강제 재생을 재촉하도록 유저에게 강제 재생의 개시 시기를 알리도록 할 수 있다.
(제 3 실시 형태)
다음, 제 3 실시 형태에 대해 도 5를 참조하여 설명한다. 이 제 3 실시 형태는, 강제 재생 중에, 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량의 카운트값을, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량으로 갱신하는 갱신 수단(60)을 구비하는 것이다. 이 갱신 수단(60)에는, 재생 중 항상 계산을 하여 그 결과를 반영하여 갱신하는 재생 중 갱신 수단(62), 또는 다음의 제 4 실시 형태에서 설명하는 강제 재생이 중단했을 때에, 계산 결과를 반영하여 갱신하는 중단시 갱신 수단(64)을 갖고 있다. 제 3 실시 형태에서는, 이 재생 중 갱신 수단(62)에 대하여 설명한다.
도 5(a)의 흐름도에 있어서, 개시하면 단계(S32)에서 강제 재생 중인지를 판정한다. 이 판정은, 제 1 실시 형태의 단계(S2), 제 2 실시 형태의 단계(S12)와 마찬가지이며, 강제 재생 중이면 단계(S33)에서 누적 운전 시간을, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량으로부터 산출한다. 이 산출에는, 도 5(b)에 나타내는 누적 운전 시간과 수트 퇴적량의 관계가 미리 설정된 관계식 또는 관계 그래프를 이용하여 구한다. 그리고, 수트 퇴적량에 상당하는 누적 운전 시간을 상시 산출하여 기억 데이터값을 갱신한다.
단계(S32)에서 강제 재생 중이 아니라고 판정했을 경우에는, 단계(S34)에서 누적 운전 시간을 카운트한다. 다음, 단계(S35)에서 강제 재생이 완료되었는지를 판정하고, 완료되었으면 단계(S36)에서 누적 운전 시간을 리셋하고, 완료되지 않았으면 단계(S37)로 진행되어 종료한다.
또한, 누적 운전 시간에 대하여 설명했지만, 누적 연료 소비량에 있어서도 마찬가지이며, 도 5(a)의 누적 운전 시간을 누적 연료 소비량으로 치환함으로써 동일한 것을 말할 수 있다. 또한, 누적 운전 시간을 누적 연료 소비량의 양쪽을 동시에 계산하여 갱신해도 좋은 것은 물론이다.
제 3 실시 형태와 같이, 강제 재생 중에 재생 중 갱신 수단(62)에 의해서, 운전 누적 시간 또는 상기 누적 연료 소비량의 카운트값을, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 또는 누적 연료 소비량으로 갱신하므로, 강제 재생이 도중에 중단하여도, 그 후의 재차의 강제 재생 개시 시기의 판단에 있어서, 적절한 운전 누적 시간 또는 누적 연료 소비량을 이용할 수 있다.
이 때문에, 중단 후의 재차의 강제 재생에 대하여, 재생 빈도가 높아져 연비의 악화나 오일 희석의 증대를 방지할 수 있다. 또한, 수트가 너무 퇴적하여 강제 재생시에 DPF(7)가 과승온해 버리는 것을 방지할 수 있다.
(제 4 실시 형태)
다음, 제 4 실시 형태에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 이 제 4 실시 형태는, 제 3 실시 형태의 재생 중 갱신 수단(62)을 대신하여, 강제 재생이 중단했을 때에, 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량의 카운트값을, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량으로 갱신하는 중단시 갱신 수단(64)에 대해 설명한다.
중단시 갱신 수단(64)에 의한 제어 흐름도를 도 6(a)에 나타낸다. 개시하면 단계(S42)에서 강제 재생 중인지를 판정한다. 이 판정은, 제 1 실시 형태의 단계(S2), 제 2 실시 형태의 단계(S12)와 동일하며, 강제 재생 중이면 단계(S43)에서 강제 재생이 도중에 중단되었는지를 판정하고, 중단되었을 경우에는 단계(S44)에서, 누적 운전 시간을, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출된 수트 퇴적량으로부터 산출한다. 이 산출에는, 도 6(b)에 나타내는 바와 같은 누적 운전 시간과 수트 퇴적량의 관계가 미리 설정된 관계식 또는 관계 그래프를 이용하여 구한다. 그리고, 수트 퇴적량에 상당하는 누적 운전 시간을 산출하여 기억 데이터값을 갱신한다. 즉, 중단이 있었을 때에 산출하여 갱신을 실행한다.
단계(S42)에서 강제 재생 중이 아니라고 판정했을 경우에는, 단계(S45)에서 누적 운전 시간을 카운트한다. 다음, 단계(S46)에서 강제 재생이 완료되었는지를 판정하고, 완료되었으면 단계(S47)에서 누적 운전 시간을 리셋하고, 완료되지 않으면 단계(S48)로 진행되어 종료한다.
또한, 누적 운전 시간에 대하여 설명했지만, 누적 연료 소비량에 있어서도 마찬가지이며, 도 6(a) 중의 누적 운전 시간을 누적 연료 소비량으로 치환함으로써 동일한 것을 말할 수 있다. 또한, 누적 운전 시간을 누적 연료 소비량과의 양을 동시에 계산하여 갱신해도 좋은 것은 물론이다.
제 4 실시 형태에 의하면, 제 3 실시 형태와 같이 강제 재생 중이 아니고, 강제 재생이 중단되었을 때에, 중단시 갱신 수단(64)에 의해서, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단(49)에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 또는 누적 연료 소비량을 산출하여 갱신하기 때문에, 상기 제 3 실시 형태의 강제 재생 중에 재생 중 갱신 수단(62)에 의해서 상시 갱신하는 경우와 마찬가지로, 중단 후의 재차의 강제 재생의 판정에 있어서 적절한 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량을 이용할 수 있기 때문에, 재생 빈도가 높아져 연비의 악화나 오일 희석의 증대를 방지할 수 있다. 또한, 수트가 너무 퇴적하여 강제 재생시에 DPF(7)가 과승온해 버리는 것을 방지할 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 의하면, 수트(그을음) 퇴적량의 산출값(추정값), 및 그 이외의 DPF 전후 차압, 엔진 운전 시간(주행 거리), 연료 소비율 등의 복수의 지표를 기초로 강제 재생 개시 시기, 강제 재생 종료 시기 및 강제 재생 중단 후의 재생 개시 시기 등을 판정 가능하게 하고, 수트 퇴적량의 추정 정밀도를 높여 수트의 완전한 제거 및 오일 희석을 방지할 수 있으므로, 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에의 이용에 적절하다.

Claims (6)

  1. 엔진의 배기 가스 중에 포함되는 미연 성분을 촉매 작용에 의해 연소시키는 전단 산화 촉매와, 상기 산화 촉매의 하류측에 개재되어 배기 중에 포함되는 수트를 포집하는 파티큘레이트 필터와, 상기 전단 산화 촉매에 인도되는 미연 성분을 증가하여 상기 파티큘레이트 필터의 강제 재생을 실행하는 승온 수단을 구비한 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서,
    상기 파티큘레이트 필터에 퇴적하는 수트 퇴적량을 제 1 지표인 엔진의 운전 상태로부터 산출하는 제 1 수트 퇴적량 산출 수단과,
    상기 제 1 지표 이외의 엔진의 운전 누적 시간, 누적 연료 소비량, 파티큘레이트 필터의 전후 차압값 중 적어도 1개로 이루어지는 제 2 지표에 의해서 수트 퇴적량을 산출하는 제 2 수트 퇴적량 산출 수단과,
    상기 제 2 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출된 수트 퇴적량에 근거하여 강제 재생이 개시되었을 때, 상기 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출된 수트 퇴적량을 상기 산출된 퇴적량 이상으로 증대 보정하는 제 1 수트 퇴적량 보정 수단과,
    상기 제 1 수트 퇴적량 보정 수단에 의해서 보정된 보정 후의 수트 퇴적량으로부터 강제 재생을 개시하고, 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출되는 수트 퇴적량이 재생 종료 문턱값보다 감소했을 때 강제 재생을 종료하는 강제 재생 종료 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 수트 퇴적량 보정 수단은, 제 2 수트 퇴적량 산출 수단에 의해 산출된 수트 퇴적량에 의해서 강제 재생의 개시 시기를 판정했을 때, 상기 제 1 지표 및 제 2 지표에 의해서 구해지는 각각의 수트 퇴적량 중 가장 큰 퇴적량을 상기 보정 후의 수트 퇴적량으로 하는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    파티큘레이트 필터의 퇴적량이 복수의 포집 스테이지로 분할되고, 각각의 스테이지에 있어서의 강제 재생 개시시의 스테이지 퇴적량이 설정되며, 제 2 수트 퇴적량 산출 수단에 의해 산출된 수트 퇴적량에 의해서 어느 스테이지의 강제 재생 개시 시기를 판정했을 때, 상기 제 1 수트 퇴적량 보정 수단은, 상기 스테이지 퇴적량과 상기 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출된 수트 퇴적량 중 큰 쪽의 퇴적량을 상기 보정 후의 수트 퇴적량으로 하는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    강제 재생 중에, 상기 운전 누적 시간 및 상기 누적 연료 소비량의 카운트값을, 상기 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량으로 갱신하는 재생 중 갱신 수단을 갖는 것을 특징으로 하는
    배기 가스 정화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    강제 재생이 중단했을 때에, 상기 운전 누적 시간 및 상기 누적 연료 소비량의 카운트값을, 상기 제 1 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량으로 갱신하는 중단시 갱신 수단을 갖는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 장치.
  6. 엔진의 배기 가스 중에 포함되는 미연 성분을 촉매 작용에 의해 연소시키는 전단 산화 촉매와, 상기 산화 촉매의 하류측에 개재되어 배기중에 포함되는 수트를 포집하는 파티큘레이트 필터와, 상기 전단 산화 촉매에 인도되는 미연 성분을 증가하여 상기 파티큘레이트 필터의 강제 재생을 실행하는 승온 수단을 구비한 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서,
    상기 파티큘레이트 필터에 퇴적하는 수트 퇴적량을 제 1 지표인 엔진의 운전 상태로부터 산출하는 제 1 수트 퇴적량 산출 수단과,
    상기 제 1 지표 이외의 엔진의 운전 누적 시간, 누적 연료 소비량, 파티큘레이트 필터의 전후 차압값 중 적어도 1개로 이루어지는 제 2 지표에 의해서 수트 퇴적량을 산출하는 제 2 수트 퇴적량 산출 수단과,
    상기 제 2 수트 퇴적량 산출 수단에 의해서 산출된 수트 퇴적량에 근거하여 강제 재생 개시가 판정되어 강제 재생이 개시되었을 때, 재생 중 또는 중단시에 상기 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량의 카운트값을, 상기 제 1 지표에 의해서 산출한 수트 퇴적량에 상당하는 운전 누적 시간 및 누적 연료 소비량으로 갱신하는 누적량 갱신 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 장치.
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