WO2010026813A1 - ディーゼルエンジン - Google Patents

ディーゼルエンジン Download PDF

Info

Publication number
WO2010026813A1
WO2010026813A1 PCT/JP2009/060363 JP2009060363W WO2010026813A1 WO 2010026813 A1 WO2010026813 A1 WO 2010026813A1 JP 2009060363 W JP2009060363 W JP 2009060363W WO 2010026813 A1 WO2010026813 A1 WO 2010026813A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
particulate filter
low
rotation
diesel engine
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/060363
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宏司 増田
Original Assignee
ヤンマー株式会社
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 ヤンマー株式会社 filed Critical ヤンマー株式会社
Priority to CN2009801337452A priority Critical patent/CN102137989B/zh
Priority to EP09811342.6A priority patent/EP2320040B1/en
Priority to US13/061,861 priority patent/US8646256B2/en
Publication of WO2010026813A1 publication Critical patent/WO2010026813A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0084—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours provided with safety means
    • B01D46/0086—Filter condition indicators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0084—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours provided with safety means
    • B01D46/0091—Including arrangements for environmental or personal protection
    • B01D46/0093—Including arrangements for environmental or personal protection against fire or explosion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/44—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration
    • B01D46/448—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration by temperature measuring
    • 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
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • 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
    • 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
    • F01N3/033—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 in combination with other devices
    • F01N3/035—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 in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • 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
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • 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
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • 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
    • 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
    • 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
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • 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
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1448—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an exhaust gas pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/30—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for treatment of exhaust gases from IC 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
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/36—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an exhaust flap
    • 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
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature 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
    • 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
    • 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
    • F02D2041/0265—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to decrease temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • 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
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/228—Warning displays
    • 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
    • F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • 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
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a diesel engine technology, and more particularly, to a diesel engine technology having a particulate filter and a purification device having a regeneration means for forcibly regenerating the particulate accumulated in the particulate filter.
  • a particulate filter is installed in the exhaust passage of diesel engines. It is known to be equipped with an engine exhaust gas purification device.
  • the particulate filter has a porous honeycomb structure made of ceramic or the like, the inlets of the respective flow paths partitioned in a lattice shape are alternately sealed, and the flow paths in which the inlets are not sealed are as follows: Only the exhaust gas which permeate
  • a predetermined low It is prohibited to enter the rotational low load range.
  • the particulate filter when the temperature of the particulate filter is lowered by a predetermined temperature from the temperature at which the control for prohibiting the particulate filter from entering the low-rotation low-load rotational region is started, the particulate filter enters the low-rotation low-load region. The control which prohibits is canceled.
  • an excessive temperature rise in the particulate filter can be surely prevented, and thermal deterioration of the particulate filter can be prevented. Also, thermal degradation only occurs when excessive temperature rise has occurred reliably by prohibiting entry into the predetermined low rotation and low load range only when the temperature is continuously above the specified regulation temperature for a certain time or longer. It becomes possible to prevent.
  • the seventh aspect of the present invention by canceling the control that prohibits entry into the low rotation and low load range, it is possible to quickly operate in the low rotation and low load range, thereby preventing wasteful fuel consumption. Even if the temperature does not drop to a predetermined temperature, the operating range is reduced when the temperature of the particulate filter is lowered by a predetermined temperature from the temperature at which control for prohibiting the particulate filter from entering the low rotation and low load rotation range is started. Reduce the impact on driving by quickly recovering.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an exhaust emission control device for a diesel engine according to the present invention
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between engine load and engine speed
  • FIG. 3 shows the flow of low-rotation low-load prohibition control.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the low rotation / low load prohibition control
  • FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the low rotation / low load prohibition control
  • FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the low rotation / low load prohibition control. It is.
  • an exhaust emission control device 1 for a diesel engine is provided in a diesel engine 2 that is an embodiment of a diesel engine in the present invention.
  • the exhaust gas purification device 1 for a diesel engine purifies and discharges exhaust gas generated in the diesel engine 2.
  • the diesel engine exhaust gas purification apparatus 1 includes a particulate filter 10, a detection means 20, a controller 21, a regeneration means 30, a notification means 40, and the like.
  • the particulate filter 10 is disposed in the exhaust passage 2b of the diesel engine 2 and removes particulates (carbon soot, high-boiling hydrocarbon components (SOF), etc.) in the exhaust gas.
  • the particulate filter 10 has a honeycomb structure composed of a porous wall of ceramic or the like, and the exhaust gas is configured to be discharged after passing through the porous wall. When the exhaust gas passes through the porous wall, particulates in the exhaust gas are collected on the porous wall. As a result, the particulates are removed from the exhaust gas.
  • Detecting means 20 detects the exhaust pressure and the like on the upstream side and downstream side of the particulate filter 10.
  • the detection means 20 includes an inlet-side pressure sensor 20 a disposed on the inlet side of the particulate filter 10, an outlet-side pressure sensor 20 b disposed on the outlet side of the particulate filter 10, and the particulate filter 10.
  • the exhaust gas temperature is detected by a temperature sensor 20c and the like, and is connected to the controller 21.
  • the operation state detection unit 35 detects the operation state of the diesel engine 2 by calculating the engine load and the like from detection values from the engine rotation detection unit 36, the engine rotation number setting unit 37, and the like. In the case of an electronic governor type engine, the rack position is also detected.
  • the regeneration means 30 includes fuel injection valves 32, 32,..., An intake throttle valve 33, an inlet side exhaust throttle valve 34a, an outlet side exhaust throttle valve 34b, and the like, and is connected to the controller 21 respectively. .
  • the controller 21 appropriately operates the fuel injection valves 32, 32,..., The intake throttle valve 33, the inlet side exhaust throttle valve 34a, and the outlet side exhaust throttle valve 34b to maintain the set rotational speed.
  • the engine is controlled to operate in a reproducible region to be described later.
  • a specific regeneration method is to perform regeneration by burning the particulates by the particulate filter 10 by increasing the fuel injection amount or by restricting the intake throttle valve 33 to increase the unburned fuel, or at the inlet side
  • the fuel injection valves 32, 32,... are constituted by electromagnetic valves or the like, and directly inject fuel into a plurality of cylinders configured in the diesel engine 2. By changing the timing of fuel injection into the cylinder, it is possible to change the number of revolutions, load, etc., change the exhaust temperature, and supply unburned fuel to the exhaust gas.
  • the intake throttle valve 33 is provided with a valve body that is opened and closed by an electromagnetic valve or an actuator, and is disposed in the intake path 2a of the diesel engine 2 to adjust the air inflow amount of the diesel engine 2. By changing the opening of the intake throttle valve 33, it is possible to change the exhaust gas flow rate, the exhaust temperature, and the exhaust speed.
  • the inlet side exhaust throttle valve 34a includes a valve body that is opened and closed by an electromagnetic valve or an actuator, and is disposed on the inlet side of the particulate filter 10 to adjust the exhaust gas inflow amount of the particulate filter 10. .
  • an electromagnetic valve or an actuator By changing the opening degree of the inlet side exhaust throttle valve 34a, the exhaust gas exhaust pressure, the exhaust flow rate, and the exhaust speed can be changed.
  • the engine rotation detection means 36 is a sensor disposed on the crankshaft or flywheel to detect the rotation angle and rotation speed of the crankshaft, and is connected to the controller 21. In other words, the piston position of each cylinder is detected so that the injection timing, the injection amount, and the like can be controlled.
  • the visual notification means 42 notifies the worker of the reproduction method of the particulate filter 10 with visual information.
  • the visual notification means 42 is a control lamp for notifying that the low-rotation low-load prohibition mode described later has been started.
  • the visual notification means 42 is not limited to this, and can be constituted by, for example, a liquid crystal screen.
  • controller 21 can change the exhaust gas pressure and the exhaust speed by controlling the opening degree of the inlet side exhaust throttle valve 34a and changing the exhaust gas pressure before the particulate filter 10.
  • controller 21 can control the opening degree of the outlet side exhaust throttle valve 34b, change the exhaust gas pressure in the particulate filter 10, and change the exhaust gas pressure and the exhaust speed.
  • the explanatory diagram shown in FIG. 2 is a diagram of a load pattern representing the relationship between the engine speed R and the engine load L when the diesel engine 2 is driven, and is stored in the storage unit 22.
  • the engine speed is plotted on the horizontal axis
  • the engine load correlated with the rack position is plotted on the vertical axis.
  • the load pattern LP of the present embodiment is a region surrounded by a maximum torque line ML that is an upwardly convex line, and represents the relationship between the engine speed R and the engine load L when the exhaust gas temperature is a renewable temperature. Divided vertically at the boundary line BL.
  • the upper area across the boundary line BL is a reproducible area Area1 from which particulates deposited on the particulate filter 10 can be removed, and the lower area is non-reproducible that accumulates on the filter body without removing particulates. This is the area Area2.
  • the filter regeneration control it is determined whether or not the particulates collected by the particulate filter 10 are accumulated in a certain amount or more in the particulate filter 10, and the load pattern LP
  • the filter regeneration control is performed in the non-reproducible area Area2.
  • the regeneration means 30 is operated to raise the exhaust gas temperature, and the particulate filter 10 is regenerated by burning and removing the particulates deposited on the particulate filter 10.
  • the second set temperature T2 as the predetermined release temperature is configured to be lower than the first set temperature T1 as the predetermined regulation temperature.
  • step S110 it is first determined whether or not the low rotation / low load prohibition mode is set. If it is not in the low rotation / low load prohibition mode, it is determined whether the exhaust temperature T of the particulate filter 10 detected by the temperature sensor 20c is equal to or higher than a third set temperature T3 that is a predetermined regulation temperature (step S120). If the exhaust temperature T is lower than the third set temperature T3, it is determined that there is no danger of excessive temperature rise, and the low rotation and low load prohibition control is terminated.
  • step S130 If the exhaust temperature T is equal to or higher than the third set temperature T3, it is determined whether or not the time during which the exhaust temperature T is equal to or higher than the third set temperature T3 is equal to or longer than t1 (step S130). If it is shorter than t1, it is determined that there is no danger of excessive temperature rise, and the low rotation and low load prohibition control is terminated. If it is t1 or more, it is determined that there is a risk of excessive temperature rise, the low rotation / low load prohibition mode is started (step S140), and the notification means 40 is started. Specifically, the control lamp which is the visual notification means 42 is turned on (step S150). The third set temperature T3 is lower than the first set temperature T1.
  • step S160 it is determined whether or not the exhaust gas temperature T continues to decrease for a predetermined time t2 or more. If the exhaust temperature T continues to decrease for a certain time t2 or more, it is determined that there is no danger of excessive temperature rise, the low rotation / low load prohibition mode is canceled (step S170), and the notification means 40 is stopped. . Specifically, the control lamp which is the visual notification means 42 is turned off (step S180). If the exhaust temperature T does not continue to decrease for a certain period of time t2 or more, it is determined that there is a high possibility of re-heating, and that there is a continued risk of excessive temperature rise. To finish the low-rotation low-load prohibition control.
  • step S210 it is determined whether or not the low rotation / low load prohibition mode is set. If it is not in the low rotation / low load prohibition mode, it is determined whether the exhaust temperature T of the particulate filter 10 detected by the temperature sensor 20c is equal to or higher than the third set temperature T3 (step S220). If the exhaust temperature T is equal to or lower than the third set temperature T3, it is determined that there is no danger of excessive temperature rise, the integrated value P is reset (step S222), and the low rotation / low load prohibition control is terminated. If the exhaust temperature T is equal to or higher than the third set temperature T3, the temperature time integration calculation is performed and the integration value P is updated (step S221).
  • the exhaust gas temperature T which is the temperature of the particulate filter 10
  • the control start temperature Tst which is the temperature at which control for preventing the exhaust temperature T from entering the low rotation / low load rotation area Area3 is started.
  • step S310 it is first determined whether or not the low-rotation / low-load prohibition mode is set. If not in the low rotation / low load prohibit mode, it is determined whether the exhaust temperature T of the particulate filter 10 detected by the temperature sensor 20c is equal to or higher than the third set temperature T3 (step S320). If the exhaust temperature T is equal to or lower than the third set temperature T3, the integrated value P is reset (step S321), the maximum temperature Tmax is reset (step S322), and the process ends. If the exhaust temperature T is equal to or higher than the third set temperature T3, it is next determined whether or not the exhaust temperature T is equal to or higher than the maximum temperature Tmax (step S330).
  • step S340 it is determined whether or not the integrated value P is greater than or equal to a predetermined value P1 (step S340). If the integrated value P is smaller than the predetermined value P1, it is determined that there is no danger of excessive temperature rise, and the control is terminated. If the integrated value P is equal to or greater than the predetermined value P1, it is determined that there is a risk of excessive temperature rise, the low rotation / low load prohibition mode is started (step S350), and the notification means 40 is started. Specifically, the control lamp which is the visual notification means 42 is turned on (step S360).
  • step S370 If it is in the low rotation / low load prohibition mode, it is determined whether or not the exhaust temperature T has fallen by a predetermined temperature T5 or more from the maximum temperature Tmax (step S370). If the exhaust temperature T has dropped from the maximum temperature Tmax by a predetermined temperature T5 or more, it is determined that there is no danger of excessive temperature rise, the low rotation / low load prohibition mode is canceled (step S380), and the notification means 40 is stopped. Let Specifically, the control lamp which is the visual notification means 42 is turned off (step S390). If the exhaust temperature T is not lower than the maximum temperature Tmax by a predetermined temperature T5 or more, it is determined that there is a continuing risk of excessive temperature rise, and the low rotation and low load prohibition mode is continued to reduce the low rotation speed. End the load prohibition control.
  • the present invention can be used for a diesel engine having a particulate filter and a purification device having a regeneration means for forcibly regenerating the particulate accumulated in the particulate filter.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

パティキュレートフィルタ（１０）内の過度の温度上昇を確実に防ぐことができ、かつ、過度の温度上昇の危険がなくなった場合に、速やかに低回転低負荷域での運転を行えるようにして無駄な燃料の消費を防ぐことができるディーゼルエンジン（２）を提供することを課題とする。パティキュレートフィルタ（１０）と、該パティキュレートフィルタ（１０）に溜まったパティキュレートを強制的に除去し、パティキュレートフィルタ（１０）を再生する再生手段（３０）を有するディーゼルエンジン用排気浄化装置（１）とを有するディーゼルエンジン（２）において、パティキュレートフィルタ（１０）の温度が第一設定温度Ｔ１以上でありさらにパティキュレートが所定量以上溜まっているときに負荷回転が変動しても予め決められた低回転低負荷域に入ることを禁じるとともに、禁じられていることをオペレータに通知する通知手段（４０）を具備する。

Description

ディーゼルエンジン
　本発明は、ディーゼルエンジンの技術に関し、特に、パティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタに溜まったパティキュレートを強制的に再生する再生手段を有する浄化装置とを有するディーゼルエンジンの技術に関する。
　従来、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中に含まれるパティキュレート（炭素質からなる煤、高沸点炭化水素成分（ＳＯＦ）等）を収集する技術として、ディーゼルエンジンの排気通路途中にパティキュレートフィルタを有するエンジン用排気浄化装置を装備することが知られている。前記パティキュレートフィルタは、セラミック等からなる多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるように構成され、各流路を区画する多孔質壁を透過した排気ガスのみが下流へ排出される。
　このようなパティキュレートフィルタでは、捕集したパティキュレートがパティキュレートフィルタ内に堆積することにより、次第に排気抵抗が増大するため、適宜堆積したパティキュレートを焼却して、パティキュレートフィルタを再生する必要がある。パティキュレートフィルタの再生方法としては、ディーゼルエンジンの排気経路のうち酸化触媒付きフィルタの上流側に電熱式のヒータを設け、酸化触媒付きフィルタに導かれる排気ガス温度をヒータ加熱にして上昇させる技術が公知となっている（特許文献１参照）。
　パティキュレートフィルタを昇温して強制再生を行っているときに、ディーゼルエンジンがアイドル運転のように排気流量の少ない運転状態になった場合、パティキュレートの燃焼によって発生した熱が排気によってパティキュレートフィルタ外にあまり持ち出されなくなるため、パティキュレートフィルタ内の過度の温度上昇が発生し、パティキュレートフィルタが熱劣化すると言う問題がある。そこで、パティキュレートフィルタの温度が基準温度より高いときに車両の減速が検出された場合において、パティキュレートフィルタの温度が前記基準温度より高い状態が基準時間以上継続したときは排気流量低減抑制手段を作動させてパティキュレートフィルタに流入する排気の流量の低減を抑制し、パティキュレートフィルタの温度が前記基準温度より高い状態の継続時間が前記基準時間より短いときは排気流量抑制手段の作動を禁止する技術が公知となっている（例えば特許文献２参照）。
特開２００１－２８０１２１号公報 特開２００６－１１８４６１号公報
　しかし、特許文献２の制御では、基準時間よりも速く高温になり過度の温度上昇が発生した場合に、パティキュレートフィルタが熱劣化する可能性がある。また、基準時間よりも速く温度が下がった場合に、パティキュレートフィルタが過度の温度上昇の危険がなくなった場合であっても、継続して排気流量抑制手段を作動させることとなる。これにより、ディーゼルエンジンの低回転低負荷域での運転が行えず、無駄な燃料を消費することとなっていた。
　そこで、本発明はかかる課題に鑑み、パティキュレートフィルタ内の過度の温度上昇を確実に防ぐことができ、かつ、過度の温度上昇の危険がなくなった場合に、速やかに低回転低負荷域での運転を行えるようにして無駄な燃料の消費を防ぐことができるディーゼルエンジンを提供する。
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
　即ち、請求項１においては、パティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタに溜まったパティキュレートを強制的に除去し、前記パティキュレートフィルタを再生する再生手段を有するディーゼルエンジン用排気浄化装置とを有するディーゼルエンジンにおいて、パティキュレートフィルタの温度が所定規制温度以上でありさらにパティキュレートが所定量以上溜まっているときに負荷回転が変動しても予め決められた低回転低負荷域に入ることを禁じるとともに、禁じられていることをオペレータに通知する通知手段を具備するものである。
　請求項２においては、前記パティキュレートフィルタの温度が所定規制温度以上になるだけでなく一定時間以上連続して所定規制温度以上にあった場合にのみ負荷回転が変動しても予め決められた低回転低負荷域に入ることを禁じるものである。
　請求項３においては、前記パティキュレートフィルタの温度が所定規制温度以上になるだけでなく一定時間での温度積分値が所定値を超えた場合にのみ負荷回転が変動しても予め決められた低回転低負荷域に入ることを禁じるものである。
　請求項４においては、前記パティキュレートフィルタの温度が所定解除温度以下に下がった場合低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除するものである。
　請求項５においては、前記パティキュレートフィルタの温度が一定時間下がり続けた場合低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除するものである。
　請求項６においては、前記パティキュレートフィルタの温度が達した最高温度から予め定められた温度幅以上に下がった場合低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除するものである。
　請求項７においては、前記パティキュレートフィルタの温度が低回転低負荷回転域に入るのを禁じる制御を開始した時の温度から予め定められた温度だけ低くなった場合低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除するものである。
　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
　請求項１においては、パティキュレートフィルタ内の過度の温度上昇を確実に防ぐことができ、パティキュレートフィルタの熱劣化を防ぐことができる。
　請求項２においては、パティキュレートフィルタ内の過度の温度上昇を確実に防ぐことができ、パティキュレートフィルタの熱劣化を防ぐことができる。また、一定時間以上連続して所定規制温度以上にあった場合にのみ予め決められた低回転低負荷域に入ることを禁じることで確実に過度の温度上昇が起こっている場合にのみ熱劣化を防ぐことが可能となる。
　請求項３においては、パティキュレートフィルタ内の過度の温度上昇を確実に防ぐことができ、パティキュレートフィルタの熱劣化を防ぐことができる。また、一定時間での温度積分値が所定値を超えた場合にのみ予め決められた低回転低負荷域に入ることを禁じることにより、所定規制温度を大きく超えて過度の温度上昇が起こっている場合には早急に低回転低負荷域に入ることを禁じることができ、熱劣化を防ぐことができる。
　請求項４においては、低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除することで速やかに低回転低負荷域での運転を行えるようにして無駄な燃料の消費を防ぐことができる。また運転範囲を速やかに回復することで運転への影響を少なくする。
　請求項５においては、低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除することで速やかに低回転低負荷域での運転を行えるようにして無駄な燃料の消費を防ぐことができる。また、所定温度まで下がらなくても、パティキュレートフィルタの温度が一定時間下がり続けた場合には運転範囲を速やかに回復することで運転への影響を少なくする。
　請求項６においては、低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除することで速やかに低回転低負荷域での運転を行えるようにして無駄な燃料の消費を防ぐことができる。また、所定温度まで下がらなくても、パティキュレートフィルタの最高温度から予め定められた温度幅以上に下がった場合には運転範囲を速やかに回復することで運転への影響を少なくする。
　請求項７においては、低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除することで速やかに低回転低負荷域での運転を行えるようにして無駄な燃料の消費を防ぐことができる。また、所定温度まで下がらなくても、パティキュレートフィルタの温度が低回転低負荷回転域に入るのを禁じる制御を開始した時の温度から予め定められた温度だけ低くなった場合には運転範囲を速やかに回復することで運転への影響を少なくする。
本発明に係るディーゼルエンジン用排気浄化装置の構成を示す概略図。 エンジン負荷とエンジン回転数との関係を示す説明図。 低回転低負荷禁止制御の流れを示すフローチャート図。 低回転低負荷禁止制御の流れを示すフローチャート図。 低回転低負荷禁止制御の流れを示すフローチャート図。 低回転低負荷禁止制御の流れを示すフローチャート図。
　次に、発明の実施の形態を説明する。
　図１は本発明に係るディーゼルエンジン用排気浄化装置の構成を示す概略図、図２はエンジン負荷とエンジン回転数との関係を示す説明図、図３は低回転低負荷禁止制御の流れを示すフローチャート図、図４は低回転低負荷禁止制御の流れを示すフローチャート図、図５は低回転低負荷禁止制御の流れを示すフローチャート図、図６は低回転低負荷禁止制御の流れを示すフローチャート図である。
　以下に、図１を用いて本発明に係るディーゼルエンジン用排気浄化装置の実施の一形態であるディーゼルエンジン用排気浄化装置１について説明する。
＜排気浄化装置の構成＞
　図１に示すように、ディーゼルエンジン用排気浄化装置１は、本発明におけるディーゼルエンジンの実施の一形態であるディーゼルエンジン２に具備される。ディーゼルエンジン用排気浄化装置１は、ディーゼルエンジン２で発生した排気ガスを浄化し、排出するものである。
　ディーゼルエンジン用排気浄化装置１は、パティキュレートフィルタ１０、検出手段２０、コントローラ２１、再生手段３０、通知手段４０等を具備する。
　パティキュレートフィルタ１０は、ディーゼルエンジン２の排気経路２ｂに配設され、排気ガス中のパティキュレート（炭素質からなる煤、高沸点炭化水素成分（ＳＯＦ）等）を除去するものである。パティキュレートフィルタ１０は、具体的にはセラミック等の多孔質壁からなるハニカム構造であり、排気ガスは必ず前記多孔質壁を透過した後に排出されよう構成される。排気ガスは前記多孔質壁を通過する際に、前記多孔質壁に排気ガス中のパティキュレートが捕集される。その結果、排気ガスからパティキュレートが除去される。
　検出手段２０は、パティキュレートフィルタ１０の上流側と下流側の排気圧力等を検出するものである。検出手段２０は、具体的にはパティキュレートフィルタ１０の入口側に配設された入口側圧力センサ２０ａ、パティキュレートフィルタ１０の出口側に配設された出口側圧力センサ２０ｂ、およびパティキュレートフィルタ１０の排気ガス温度を検出する温度センサ２０ｃ等で構成され、コントローラ２１と接続される。
　コントローラ２１は、検出手段２０、再生手段３０、通知手段４０、運転状態検出部３５等と接続されている。前記コントローラ２１は主として記憶部２２、演算部等からなり、記憶部２２は、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ及びデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ等により構成される。
　前記コントローラ２１は、検出手段２０により検出されたパティキュレートフィルタ１０の圧力等からパティキュレートフィルタ１０の詰まり状態を演算し、パティキュレートフィルタ１０に堆積したパティキュレートの除去が必要か否か判定する。
　また、前記コントローラ２１は、ディーゼルエンジン２の運転状態に対応したパティキュレートフィルタ１０の再生方法を決定し、再生手段３０を作動させて、排ガス温度を上昇させ、パティキュレートフィルタ１０に堆積したパティキュレートを燃焼除去してパティキュレートフィルタ１０を再生するものである。
　運転状態検出部３５は、エンジン回転検出手段３６やエンジン回転数設定手段３７等からの検出値からエンジン負荷等を演算してディーゼルエンジン２の運転状態を検出するものである。なお、電子ガバナ式のエンジンの場合、ラック位置も検出する。
　再生手段３０は、具体的には、燃料噴射弁３２・３２・・・、吸気絞り弁３３、入口側排気絞り弁３４ａ、出口側排気絞り弁３４ｂ等で構成され、それぞれコントローラ２１と接続される。そして、再生時には、コントローラ２１が、燃料噴射弁３２・３２・・・、吸気絞り弁３３、入口側排気絞り弁３４ａ、出口側排気絞り弁３４ｂを適宜作動させて、設定した回転数を維持したまま後述する再生可能領域でエンジンを運転するように制御する。具体的な再生方法は、燃料噴射量を増加させたり、吸気絞り弁３３を絞ったりして未燃燃料を増加させることによりパティキュレートフィルタ１０でパティキュレートを燃焼させて再生を行う、若しくは入口側排気絞り弁３４ａまたは出口側排気絞り弁３４ｂを絞って負荷を増加させて再生を行う等の方法があるが、その再生方法は限定するものではない。
　燃料噴射弁３２・３２・・・は、電磁弁等で構成され、ディーゼルエンジン２に構成される複数のシリンダ内へ直接燃料を噴射するものである。シリンダ内への燃料噴射のタイミングを変更することにより、回転数や負荷等を変更可能とするとともに、排気温度の変更や排気ガスへ未燃燃料の供給が可能となる。
　吸気絞り弁３３は、電磁弁またはアクチュエータにより開閉される弁体を備えるもので、ディーゼルエンジン２の吸気経路２ａに配設され、ディーゼルエンジン２の空気流入量を調節するものである。吸気絞り弁３３の開度を変更することにより、排気ガスの排気流量、排気温度および排気速度の変更が可能となる。
　入口側排気絞り弁３４ａは、電磁弁またはアクチュエータにより開閉される弁体を備えるもので、パティキュレートフィルタ１０の入口側に配設され、パティキュレートフィルタ１０の排気ガス流入量を調節するものである。入口側排気絞り弁３４ａの開度を変更することにより、排気ガスの排気圧力や排気流量や排気速度の変更が可能となる。
　出口側排気絞り弁３４ｂは、電磁弁またはアクチュエータにより開閉される弁体を備えるもので、パティキュレートフィルタ１０の出口側に配設され、パティキュレートフィルタ１０の排気ガス流出量を調節するものである。出口側排気絞り弁３４ｂの開度を変更することにより、排気ガスの排気圧力や排気流量や排気速度の変更が可能となる。
　エンジン回転検出手段３６は、センサをクランク軸またはフライホイール等に配置して、クランク軸の回転角度や回転数を検出するものであり、コントローラ２１と接続される。つまり、各シリンダのピストン位置を検知して、噴射タイミングや噴射量等を制御できるようにしている。
　エンジン回転数設定手段３７は、アクセルレバーまたはコントロールレバー等によりエンジン回転数を設定し、その設定位置を検出するものであり、コントローラ２１と接続される。
　通知手段４０は、パティキュレートフィルタ１０を再生しているかを通知する手段であり、再生開始前に通知したり、再生方法を通知したりする。通知手段４０は、視覚通知手段４２または聴覚通知手段４３からなり、コントローラ２１と接続される。
　視覚通知手段４２は、パティキュレートフィルタ１０の再生方法を視覚情報で作業者に通知するものである。視覚通知手段４２は、具体的には後述する低回転低負荷禁止モードを開始したことを知らせるための制御ランプである。なお、前記視覚通知手段４２はこれに限定されるものではなく、例えば液晶画面等で構成することも可能である。
　また、聴覚通知手段４３は、パティキュレートフィルタ１０を再生しているかを聴覚情報で作業者に通知するものである。前記聴覚通知手段４３は、具体的にはコントローラ２１が判定したパティキュレートフィルタ１０の再生時期の通知や、パティキュレートフィルタ１０の再生実行中にパティキュレートフィルタ１０の再生方法が変更される場合の通知を、聴覚情報としてスピーカやブザー等から行うものである。
　前記コントローラ２１は、吸気絞り弁３３の開度を制御して、ディーゼルエンジン２の空気流入量を調節することができ、その結果、排気ガスの排気流量、排気温度および排気速度を変更することができる。
　また、前記コントローラ２１は、燃料噴射弁３２・３２・・・の燃料噴射量や燃料噴射弁３２・３２・・・の燃料噴射タイミングを制御して、燃焼タイミングをずらすことで排気温度の変更や排気ガスに未燃燃料を添加することができる。
　また、前記コントローラ２１は、入口側排気絞り弁３４ａの開度を制御して、パティキュレートフィルタ１０の前の排気ガス圧力を変更して、排気ガスの圧力や排気速度を変更することができる。
　また、前記コントローラ２１は、出口側排気絞り弁３４ｂの開度を制御して、パティキュレートフィルタ１０の中の排気ガス圧力を変更し、排気ガスの圧力や排気速度を変更することができる。
　次に、前記パティキュレートフィルタ１０のフィルタ再生制御について説明する。
　図２に示す説明図は、ディーゼルエンジン２の駆動時おけるエンジン回転数Ｒとエンジン負荷Ｌとの関係を表した負荷パターンの図であり、記憶部２２に記憶されている。図２では、エンジン回転数を横軸にとり、ラック位置と相関関係にあるエンジン負荷を縦軸にとっている。この場合、基準負荷値ＬｓはＬ＝Ｌｓの水平な直線で表されている。
　本実施形態の負荷パターンＬＰは上向き凸の線である最大トルク線ＭＬで囲まれた領域であり、排気ガス温度が再生可能温度の場合におけるエンジン回転数Ｒとエンジン負荷Ｌとの関係を表した境界ラインＢＬにて上下に分断される。境界ラインＢＬを挟んで上側の領域は、パティキュレートフィルタ１０に堆積したパティキュレートを除去できる再生可能領域Ａｒｅａ１であり、下側の領域は、パティキュレートが除去されずにフィルタ本体に堆積する再生不能領域Ａｒｅａ２である。
　前記フィルタ再生制御は、前記パティキュレートフィルタ１０の捕集したパティキュレートがパティキュレートフィルタ１０内に一定量以上堆積しているか否かを判断し、堆積している場合であって、前記負荷パターンＬＰの再生不能領域Ａｒｅａ２にある場合に、前記フィルタ再生制御を行うものである。この場合再生手段３０を作動させて、排ガス温度を上昇させ、パティキュレートフィルタ１０に堆積したパティキュレートを燃焼除去してパティキュレートフィルタ１０を再生する。
　次に、前記フィルタ再生制御中の低回転低負荷禁止制御について説明する。前記パティキュレートフィルタ１０にパティキュレートが大量に溜まっている状態で、急激にディーゼルエンジン２が低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入った場合、パティキュレートフィルタ１０内の温度が急激に上昇し過度の温度上昇が発生し、パティキュレートフィルタ１０が熱劣化する場合がある。そこで、前記フィルタ再生制御を行う際に、一定の条件を満たした場合には、負荷回転が変動しても図２の斜線部で示す予め決められた低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入るのを禁止するものである。ここで、低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入るのを禁止する制御モードのことを低回転低負荷禁止モードとする。以下制御方法をフローチャートに従って説明する。
［実施形態１］
　図３に示すように、まず、低回転低負荷禁止モードか否かを判断する（ステップＳ１０）。低回転低負荷禁止モードで無ければ温度センサ２０ｃで検知したパティキュレートフィルタ１０の排気温度Ｔが所定規制温度である第一設定温度Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。前記排気温度Ｔが第一設定温度Ｔ１以上であれば、過度の温度上昇の危険が有ると判断し、低回転低負荷禁止モードを開始し（ステップＳ３０）、通知手段４０を始動させる。具体的には視覚通知手段４２である制御ランプを点灯させる（ステップＳ４０）。前記排気温度Ｔが第一設定温度Ｔ１より小さければ、過度の温度上昇の危険は無いものと判断し終了する。
　一方、低回転低負荷禁止モードであった場合には、パティキュレートフィルタ１０の排気温度Ｔが第二設定温度Ｔ２以下であるか否かを判断する（ステップＳ５０）。前記排気温度Ｔが所定解除温度である第二設定温度Ｔ２以下であれば過度の温度上昇の危険は無くなったと判断し、低回転低負荷禁止モードを解除し（ステップＳ６０）、通知手段４０を停止させる。具体的には視覚通知手段４２である制御ランプを消灯させる（ステップＳ７０）。前記排気温度Ｔが第二設定温度Ｔ２より高ければ、過度の温度上昇の危険は継続して有るものと判断し、低回転低負荷禁止モードを続行して低回転低負荷域禁止制御を終了する。なお、前記所定解除温度としての第二設定温度Ｔ２は前記所定規制温度としての第一設定温度Ｔ１よりも低く構成している。
　このように構成することにより、パティキュレートフィルタ１０内が過度の温度上昇の状態となるのを確実に防ぐことができ、パティキュレートフィルタ１０の熱劣化を防ぐことができる。
　また、低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入ることを禁じる制御を解除することで速やかに低回転低負荷域Ａｒｅａ３での運転を行えるようにして無駄な燃料の消費を防ぐことができる。また運転範囲を速やかに回復することで運転への影響を少なくする。
［実施形態２］
　また、別の実施形態では、図４に示すように、まず、低回転低負荷禁止モードか否かを判断する（ステップＳ１１０）。低回転低負荷禁止モードで無ければ温度センサ２０ｃで検知したパティキュレートフィルタ１０の排気温度Ｔが所定規制温度である第三設定温度Ｔ３以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２０）。前記排気温度Ｔが第三設定温度Ｔ３より小さければ、過度の温度上昇の危険は無いものと判断し低回転低負荷禁止制御を終了する。前記排気温度Ｔが第三設定温度Ｔ３以上であれば、継続して第三設定温度Ｔ３以上である時間がｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３０）。ｔ１より短ければ、過度の温度上昇の危険は無いものと判断し低回転低負荷禁止制御を終了する。ｔ１以上であれば、過度の温度上昇の危険が有ると判断し、低回転低負荷禁止モードを開始し（ステップＳ１４０）、通知手段４０を始動させる。具体的には視覚通知手段４２である制御ランプを点灯させる（ステップＳ１５０）。なお、第三設定温度Ｔ３は前記第一設定温度Ｔ１に比べて低く構成されている。
　一方、低回転低負荷禁止モードであった場合には、一定時間ｔ２以上継続して前記排気温度Ｔが低下しつづけているか否かを判断する（ステップＳ１６０）。一定時間ｔ２以上継続して前記排気温度Ｔが低下しつづけてれば過度の温度上昇の危険は無くなったと判断し、低回転低負荷禁止モードを解除し（ステップＳ１７０）、通知手段４０を停止させる。具体的には視覚通知手段４２である制御ランプを消灯させる（ステップＳ１８０）。一定時間ｔ２以上継続して前記排気温度Ｔが低下しつづけていなければ、再昇温の可能性が高く、過度の温度上昇の危険は継続して有るものと判断し、低回転低負荷禁止モードを続行して低回転低負荷禁止制御を終了する。
　このように構成することにより、パティキュレートフィルタ１０内の過度の温度上昇を確実に防ぐことができ、パティキュレートフィルタ１０の熱劣化を防ぐことができる。また、一定時間ｔ１以上連続して前記第三設定温度Ｔ３以上にあった場合にのみ予め決められた低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入ることを禁じることで確実に過度の温度上昇が起こっている場合にのみ熱劣化を防ぐことが可能となる。
　また、低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入ることを禁じる制御を解除することで速やかに低回転低負荷域Ａｒｅａ３での運転を行えるようにして無駄な燃料の消費を防ぐことができる。また、所定の温度まで下がらなくても、パティキュレートフィルタ１０の温度である排気温度Ｔが一定時間ｔ２下がり続けた場合には運転範囲を速やかに回復することで運転への影響を少なくする。
［実施形態３］
　また、別の実施形態では、図５に示すように、まず、低回転低負荷禁止モードか否かを判断する（ステップＳ２１０）。低回転低負荷禁止モードで無ければ温度センサ２０ｃで検知したパティキュレートフィルタ１０の排気温度Ｔが第三設定温度Ｔ３以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２０）。前記排気温度Ｔが第三設定温度Ｔ３以下であれば、過度の温度上昇の危険は無いものと判断し、積算値Ｐをリセットして（ステップＳ２２２）、低回転低負荷禁止制御を終了する。前記排気温度Ｔが第三設定温度Ｔ３以上であれば、温度時間積算計算を行い、積算値Ｐを更新する（ステップＳ２２１）。次に積算値Ｐが所定値Ｐ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ２３０）。積算値Ｐが所定値Ｐ１より小さければ、過度の温度上昇の危険は無いものと判断し低回転低負荷禁止制御を終了する。積算値Ｐが所定値Ｐ１以上であれば、過度の温度上昇の危険が有ると判断し、低回転低負荷禁止モードを開始し（ステップＳ２４０）、通知手段４０を始動させる。具体的には視覚通知手段４２である制御ランプを点灯させる（ステップＳ２５０）。また、低回転低負荷回転域に入るのを禁じる制御を開始した時の温度である制御開始温度Ｔｓｔを記憶部２２に記憶させる（ステップＳ２６０）。
　また、低回転低負荷禁止モードであった場合には、前記排気温度Ｔが前記制御開始温度Ｔｓｔから所定温度Ｔ４以上下がったか否かを判断する（ステップＳ２７０）。前記排気温度Ｔが前記制御開始温度Ｔｓｔから所定温度Ｔ４以上下がった場合には、過度の温度上昇の危険は無くなったと判断し、低回転低負荷禁止モードを解除し（ステップＳ２８０）、通知手段４０を停止させる。具体的には視覚通知手段４２である制御ランプを消灯させる（ステップＳ２９０）。前記排気温度Ｔが前記制御開始温度Ｔｓｔから所定温度Ｔ４以上下がっていない場合には、過度の温度上昇の危険は継続して有るものと判断し、低回転低負荷禁止モードを続行して低回転低負荷禁止制御を終了する。
　このように構成することにより、パティキュレートフィルタ１０内の過度の温度上昇を確実に防ぐことができ、パティキュレートフィルタ１０の熱劣化を防ぐことができる。また、一定時間での温度積算値Ｐが所定値Ｐ１を超えた場合にのみ予め決められた低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入ることを禁じることにより、第三設定温度Ｔ３を大きく超えて過度の温度上昇が起こっている場合には早急に低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入ることを禁じることができ、熱劣化を防ぐことができる。
　また、低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入ることを禁じる制御を解除することで速やかに低回転低負荷域Ａｒｅａ３での運転を行えるようにして無駄な燃料の消費を防ぐことができる。また、所定の温度まで下がらなくても、パティキュレートフィルタ１０の温度である排気温度Ｔが低回転低負荷回転域Ａｒｅａ３に入るのを禁じる制御を開始した時の温度である制御開始温度Ｔｓｔから予め定められた温度だけ低くなった場合には運転範囲を速やかに回復することで運転への影響を少なくする。
［実施形態４］
　また、別の実施形態では、図６に示すように、まず、低回転低負荷禁止モードか否かを判断する（ステップＳ３１０）。低回転低負荷禁止モードで無ければ温度センサ２０ｃで検知したパティキュレートフィルタ１０の排気温度Ｔが第三設定温度Ｔ３以上であるか否かを判断する（ステップＳ３２０）。前記排気温度Ｔが第三設定温度Ｔ３以下であれば、積算値Ｐをリセットし（ステップＳ３２１）、最高温度Ｔｍａｘをリセットして（ステップＳ３２２）、終了する。前記排気温度Ｔが第三設定温度Ｔ３以上であれば、次に前記排気温度Ｔが最高温度Ｔｍａｘ以上であるか否かを判断する（ステップＳ３３０）。前記排気温度Ｔが最高温度Ｔｍａｘ以上であれば、温度時間積算計算を行い、積算値Ｐを更新し（ステップＳ３３１）、最高温度Ｔｍａｘを更新する（ステップＳ３３２）。次に積算値Ｐが所定値Ｐ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ３４０）。積算値Ｐが所定値Ｐ１より小さければ、過度の温度上昇の危険は無いものと判断し制御を終了する。積算値Ｐが所定値Ｐ１以上であれば、過度の温度上昇の危険が有ると判断し、低回転低負荷禁止モードを開始し（ステップＳ３５０）、通知手段４０を始動させる。具体的には視覚通知手段４２である制御ランプを点灯させる（ステップＳ３６０）。
　また、低回転低負荷禁止モードであった場合には、前記排気温度Ｔが最高温度Ｔｍａｘより所定温度Ｔ５以上下がったか否かを判断する（ステップＳ３７０）。前記排気温度Ｔが最高温度Ｔｍａｘから所定温度Ｔ５以上下がった場合には、過度の温度上昇の危険は無くなったと判断し、低回転低負荷禁止モードを解除し（ステップＳ３８０）、通知手段４０を停止させる。具体的には視覚通知手段４２である制御ランプを消灯させる（ステップＳ３９０）。前記排気温度Ｔが前記最高温度Ｔｍａｘから所定温度Ｔ５以上下がっていない場合には、過度の温度上昇の危険は継続して有るものと判断し、低回転低負荷禁止モードを続行して低回転低負荷禁止制御を終了する。
　このように構成することにより、パティキュレートフィルタ１０内の過度の温度上昇を確実に防ぐことができ、パティキュレートフィルタ１０の熱劣化を防ぐことができる。また、一定時間での温度積算値Ｐが所定値Ｐ１を超えた場合にのみ予め決められた低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入ることを禁じることにより、第三設定温度Ｔ３を大きく超えて過度の温度上昇が起こっている場合には早急に低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入ることを禁じることができ、熱劣化を防ぐことができる。
　また、低回転低負荷域Ａｒｅａ３に入ることを禁じる制御を解除することで速やかに低回転低負荷域Ａｒｅａ３での運転を行えるようにして無駄な燃料の消費を防ぐことができる。また、所定の温度まで下がらなくても、前記排気温度Ｔがパティキュレートフィルタ１０の最高温度Ｔｍａｘから予め定められた温度幅以上に下がった場合には運転範囲を速やかに回復することで運転への影響を少なくする。
　本発明は、パティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタに溜まったパティキュレートを強制的に再生する再生手段を有する浄化装置とを有するディーゼルエンジンに利用可能である。
 

Claims (7)

  1. 　パティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタに溜まったパティキュレートを強制的に除去し、前記パティキュレートフィルタを再生する再生手段を有するディーゼルエンジン用排気浄化装置とを有するディーゼルエンジンにおいて、パティキュレートフィルタの温度が所定規制温度以上でありさらにパティキュレートが所定量以上溜まっているときに負荷回転が変動しても予め決められた低回転低負荷域に入ることを禁じるとともに、禁じられていることをオペレータに通知する通知手段を具備することを特徴とするディーゼルエンジン。
  2. 　前記パティキュレートフィルタの温度が所定規制温度以上になるだけでなく一定時間以上連続して所定規制温度以上にあった場合にのみ負荷回転が変動しても予め決められた低回転低負荷域に入ることを禁じることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。
  3. 　前記パティキュレートフィルタの温度が所定規制温度以上になるだけでなく一定時間での温度積分値が所定値を超えた場合にのみ負荷回転が変動しても予め決められた低回転低負荷域に入ることを禁じることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。
  4. 　前記パティキュレートフィルタの温度が所定解除温度以下に下がった場合低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。
  5. 　前記パティキュレートフィルタの温度が一定時間下がり続けた場合低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除することを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエンジン。
  6. 　前記パティキュレートフィルタの温度が達した最高温度から予め定められた温度幅以上に下がった場合低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除することを特徴とする請求項３に記載のディーゼルエンジン。
  7. 　前記パティキュレートフィルタの温度が低回転低負荷回転域に入るのを禁じる制御を開始した時の温度から予め定められた温度だけ低くなった場合低回転低負荷域に入ることを禁じる制御を解除することを特徴とする請求項３に記載のディーゼルエンジン。
     
PCT/JP2009/060363 2008-09-03 2009-06-05 ディーゼルエンジン WO2010026813A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009801337452A CN102137989B (zh) 2008-09-03 2009-06-05 柴油发动机
EP09811342.6A EP2320040B1 (en) 2008-09-03 2009-06-05 Diesel engine
US13/061,861 US8646256B2 (en) 2008-09-03 2009-06-05 Diesel engine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008226300A JP5270265B2 (ja) 2008-09-03 2008-09-03 ディーゼルエンジン
JP2008-226300 2008-09-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010026813A1 true WO2010026813A1 (ja) 2010-03-11

Family

ID=41796987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/060363 WO2010026813A1 (ja) 2008-09-03 2009-06-05 ディーゼルエンジン

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8646256B2 (ja)
EP (1) EP2320040B1 (ja)
JP (1) JP5270265B2 (ja)
KR (1) KR101562917B1 (ja)
CN (1) CN102137989B (ja)
WO (1) WO2010026813A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5533260B2 (ja) * 2010-05-25 2014-06-25 いすゞ自動車株式会社 Ｄｐｆシステム
US8822887B2 (en) 2010-10-27 2014-09-02 Shaw Arrow Development, LLC Multi-mode heater for a diesel emission fluid tank
US9458782B2 (en) * 2014-04-08 2016-10-04 Komatsu America Corp. Selective catalyst reduction heat management method and system
USD729141S1 (en) 2014-05-28 2015-05-12 Shaw Development LLC Diesel emissions fluid tank
USD729722S1 (en) 2014-05-28 2015-05-19 Shaw Development LLC Diesel emissions fluid tank floor
DE102017115599A1 (de) * 2017-07-12 2019-01-17 Man Truck & Bus Ag Brennkraftmaschine, insbesondere als Antriebsmotor für ein Fahrzeug
CN108757188B (zh) * 2018-05-07 2019-03-19 中国舰船研究设计中心 船舶推进柴油机双重负荷的保护方法
EP4134536A4 (en) * 2020-04-08 2023-02-22 NISSAN MOTOR Co., Ltd. VEHICLE CONTROL METHOD AND VEHICLE CONTROL DEVICE

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2003161139A (ja) * 2001-11-28 2003-06-06 Isuzu Motors Ltd 排ガス浄化システム及びその再生制御方法
JP2004044524A (ja) * 2002-07-15 2004-02-12 Mazda Motor Corp エンジンの排気微粒子処理装置及びそのコンピュータ・プログラム
JP2004360480A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化方法及びそのシステム
JP3719393B2 (ja) * 2001-04-06 2005-11-24 三菱ふそうトラック・バス株式会社 ハイブリッドシステムの制御装置
JP2006118461A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2006266221A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 後処理装置の昇温制御装置
JP2006316733A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排ガス浄化装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6843340B2 (en) * 2001-07-20 2005-01-18 Finn Corporation Hydraulic apparatus for vehicles
JP2003278575A (ja) * 2002-03-25 2003-10-02 Nissan Diesel Motor Co Ltd 車両のエンジン制御装置
JP2005083305A (ja) * 2003-09-10 2005-03-31 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置
JP4305402B2 (ja) * 2005-03-03 2009-07-29 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP3719393B2 (ja) * 2001-04-06 2005-11-24 三菱ふそうトラック・バス株式会社 ハイブリッドシステムの制御装置
JP2003161139A (ja) * 2001-11-28 2003-06-06 Isuzu Motors Ltd 排ガス浄化システム及びその再生制御方法
JP2004044524A (ja) * 2002-07-15 2004-02-12 Mazda Motor Corp エンジンの排気微粒子処理装置及びそのコンピュータ・プログラム
JP2004360480A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化方法及びそのシステム
JP2006118461A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2006266221A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 後処理装置の昇温制御装置
JP2006316733A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排ガス浄化装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2320040A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP2320040B1 (en) 2016-09-14
CN102137989A (zh) 2011-07-27
JP2010059861A (ja) 2010-03-18
CN102137989B (zh) 2013-07-24
US20110265462A1 (en) 2011-11-03
KR101562917B1 (ko) 2015-10-23
EP2320040A4 (en) 2015-08-19
JP5270265B2 (ja) 2013-08-21
EP2320040A1 (en) 2011-05-11
US8646256B2 (en) 2014-02-11
KR20110058803A (ko) 2011-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010026813A1 (ja) ディーゼルエンジン
JP5101436B2 (ja) ディーゼルエンジン
JP6036855B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2008180154A (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP2013060834A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2009257264A (ja) 排気浄化装置
WO2010024013A1 (ja) 排気浄化装置
JP4862590B2 (ja) 排気浄化装置
JP2015010470A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2005171855A (ja) 排気浄化装置
JP2015031166A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2006132458A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2008215264A (ja) ディーゼルエンジン制御方法
JP4033189B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP6770486B2 (ja) エンジンの排気処理装置
JP5621322B2 (ja) 排気ガス浄化システム
JP2013127252A (ja) 排気浄化装置
JP5457073B2 (ja) 排気ガス浄化システム
JP7167869B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2009167839A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2005155442A (ja) 排気浄化装置
JP5540130B2 (ja) 排気浄化装置
JP2014196741A (ja) 排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980133745.2

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09811342

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2009811342

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009811342

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117005568

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2154/DELNP/2011

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13061861

Country of ref document: US