(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＰＦ(１)と、ＤＰＦ(１)に堆積するＰＭのＰＭ堆積量推定手段(２)と、ＤＰＦ再生手段(３)と、ＤＰＦ再生制御手段(４)と、記憶手段(５)と、加速再生要求情報報知手段(６)と、ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)と、ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)とを備え、
記憶手段(５)に、加速再生要求判定値(Ｊ２)と、通常再生開始判定値(Ｊ３)とが記憶され、
ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)は、ＤＰＦ再生モードを、通常・加速再生並存モード(５１)と加速再生単独モード(５２)とに切り替えることができるようにし、
ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)は、通常再生許可位置(５３)と通常再生キャンセル位置(５４)と加速再生実施位置(５５)とに切り替えられるようにし、
ＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５１)にして、通常再生許可位置(５３)を選択した場合には、
ＰＭ堆積量推定値が、通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇してから、ＤＰＦ再生制御手段(４)が自動的にＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理の実施(Ｓ４)を開始させ、ＤＰＦ(１)に通過させる排気(１１)の温度を高め、
その後の加速再生要求の判定に際し、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)以上の場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生要求情報報知手段(６)により加速再生要求情報を報知(Ｓ１１)し、
その後、通常・加速再生並存モード(５１)のまま加速再生実施位置(５５)を選択した場合には、
ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理を加速再生処理に切り替え(Ｓ１３)、ＤＰＦ(１)に通過させる排気(１１)の温度を高め、通常再生処理の場合よりもＤＰＦ(１)の再生速度を加速させるようにし、
通常・加速再生並存モード(５１)で通常再生処理の実施(Ｓ４)(Ｓ１６)中、通常再生キャンセル位置(５４)を選択した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理の実施(Ｓ４)(Ｓ１６)をキャンセルしてその実施を禁止(Ｓ８)し、
ＤＰＦ再生モードを加速再生単独モード(５２)にした場合には、ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)の選択位置に拘わらず、
ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理を禁止(Ｓ８)し、
加速再生要求の判定に際し、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)以上の場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生要求情報報知手段(６)により加速再生要求情報を報知(Ｓ１１)し、
その後、加速再生単独モード(５２)のまま加速再生実施位置(５５)を選択した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)により加速再生処理を開始させ、
その後、加速再生単独モード(５２)のまま加速再生実施位置(５５)の選択を解除すると、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による加速再生処理を禁止(Ｓ３３)する、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
記憶手段(５)に、加速再生要求の判定留保期間(Ｔ１)が記憶され、
通常再生開始判定値(Ｊ３)を加速再生要求判定値(Ｊ２)よりも高い値とし、
ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)でＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５１)にした場合には、
加速再生要求の判定時(Ｔ３)は、ＰＭ堆積量推定値が通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇してから通常再生処理を終了(Ｓ７)させないまま、加速再生要求の判定留保期間(Ｔ１)が経過した時点とした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
記憶手段(５)に、加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)が記憶され、
ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)でＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５２)にした場合には、
加速再生要求の判定時(Ｔ３)に、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)よりも低い場合には、加速再生要求の判定時(Ｔ３)に続く加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)に入ってからも、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理の実施(Ｓ１６)を継続させ、加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)中にＰＭ堆積量推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)まで上昇した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生要求情報報知手段(６)で加速再生要求情報を報知(Ｓ１１)し、
加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)が経過した時点を再判定終了時(Ｔ４)とし、この再判定終了時(Ｔ４)に、ＤＰＦ堆積推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)まで上昇していない場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理を終了(Ｓ１９)させる、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)により加速再生処理を実施(Ｓ３０)している場合で、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求の下限値である加速再生要求判定値(Ｊ２)まで下降した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生処理を終了(Ｓ２５)させる、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
ＤＰＦ異常情報報知手段(８)を備え、
記憶手段(５)に、加速再生要求判定値(Ｊ２)や通常再生開始判定値(Ｊ３)よりも高い値のＤＰＦ異常判定値(Ｊ４)が記憶され、
ＰＭ堆積量推定値がＤＰＦ異常判定値(Ｊ４)まで上昇すると、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ異常情報報知手段(８)によりＤＰＦ異常情報を報知(Ｓ３２)する、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
記憶手段(５)に、通常再生開始判定値(Ｊ３)や加速再生要求判定値(Ｊ２)よりも低い値の通常再生終了判定値(Ｊ１)が記憶され、
ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)でＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５１)にした場合には、
通常再生処理によりＰＭ堆積推定値が通常再生終了判定値(Ｊ１)まで下降すると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理を終了(Ｓ７)(Ｓ１９)させる、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
通常再生処理は、エンジン搭載機械の走行と作業の少なくとも一方が行われている機械稼働中に実施され、
加速再生処理は、エンジン搭載機械の走行と作業のいずれもが中断されている機械非稼働中に実施されるものである、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
ＤＰＦ再生手段(３)がコモンレールシステム(９)とＤＰＦ(１)の上流に配置したＤＯＣ(１０)の組み合わせから成り、通常再生処理と加速再生処理とが、コモンレールシステム(９)のインジェクタ(２７)から主噴射後に行うポスト噴射により、排気中に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料をＤＯＣ(１０)により排気中の酸素で酸化燃焼させて、ＤＰＦ(１)を通過する排気の温度を上昇させるものである、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気処理装置に関し、詳しくは、ＤＰＦ再生処理が不適当な状況下で、ＤＰＦ再生処理の実施を禁止することができる、ディーゼルエンジンの排気処理装置に関する。
この明細書及び特許請求の範囲の用語で、ＤＰＦはディーゼル・パティキュレート・フィルタ、ＰＭは排気中の粒子状物質、ＤＯＣは酸化触媒を意味する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの排気処理装置として、ＤＰＦと、ＤＰＦに堆積するＰＭのＰＭ堆積量検出手段と、強制再生手段と、強制再生制御手段と、強制再生報知手段を備えたものがある(例えば、特許文献１の図１、図２を参照)。
この従来技術では、ＤＰＦで排気中のＰＭを捕捉し、ＰＭ堆積量検出値が第１設定値に達する第１の状態となったときには、車両走行時に強制再生手段を作動させる走行時強制再生を自動的に開始・継続してＰＭを燃焼除去し、走行時強制再生ではＰＭが燃焼除去できずに、ＰＭ堆積量検出値が更に増加して、第１設定値よりも高い第２設定値に達する第２の状態になったときには、強制再生報知手段を作動させて、停車時に強制再生手段を再生させる停車時強制再生を行う必要があることを報知するようになっている。
しかし、この従来技術では、自動的に開始・継続する走行時強制再生を禁止する手段がないため、問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１３７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
《問題》  ＤＰＦ再生処理が不適当な状況下で、ＤＰＦ再生処理の実施を禁止することができない。
自動的に開始・継続する走行時強制再生を禁止する手段がないため、走行時強制再生の実施を運転者の意思により禁止することができず、排気温度や排気有害成分濃度を低く維持したい場合等のＤＰＦ再生処理が不適当な状況下で、ＤＰＦ再生処理の実施を禁止することができない。
【０００５】
本発明の課題は、ＤＰＦ再生処理が不適当な状況下で、ＤＰＦ再生処理の実施を禁止することができる、ディーゼルエンジンの排気処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、ＤＰＦ(１)と、ＤＰＦ(１)に堆積するＰＭのＰＭ堆積量推定手段(２)と、ＤＰＦ再生手段(３)と、ＤＰＦ再生制御手段(４)と、記憶手段(５)と、加速再生要求情報報知手段(６)と、ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)と、ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)とを備え、
記憶手段(５)に、加速再生要求判定値(Ｊ２)と、通常再生開始判定値(Ｊ３)とが記憶され、
図２に例示するように、ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)は、ＤＰＦ再生モードを、通常・加速再生並存モード(５１)と加速再生単独モード(５２)とに切り替えることができるようにし、ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)は、通常再生許可位置(５３)と通常再生キャンセル位置(５４)と加速再生実施位置(５５)とに切り替えられるようにしている。
【０００７】
そして、ＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５１)にして、通常再生許可位置(５３)を選択した場合には、
図３に例示するように、ＰＭ堆積量推定値が、通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇してから、ＤＰＦ再生制御手段(４)が自動的にＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理の実施(Ｓ４)を開始させ、ＤＰＦ(１)に通過させる排気(１１)の温度を高め、
その後の加速再生要求の判定に際し、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)以上の場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生要求情報報知手段(６)により加速再生要求情報を報知(Ｓ１１)し、
その後、通常・加速再生並存モード(５１)のまま加速再生実施位置(５５)を選択した場合には、
ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理を加速再生処理に切り替え(Ｓ１３)、ＤＰＦ(１)に通過させる排気(１１)の温度を高め、通常再生処理の場合よりもＤＰＦ(１)の再生速度を加速させるようにする。
【０００８】
そして、通常・加速再生並存モード(５１)で通常再生処理の実施(Ｓ４)(Ｓ１６)中、通常再生キャンセル位置(５４)を選択した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理の実施(Ｓ４)(Ｓ１６)をキャンセルしてその実施を禁止(Ｓ８)する。
【０００９】
そして、図２に例示するＤＰＦ再生モードを加速再生単独モード(５２)にした場合には、
ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)の選択位置に拘わらず、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理を禁止(Ｓ８)し、
加速再生要求の判定に際し、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)以上の場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生要求情報報知手段(６)により加速再生要求情報を報知(Ｓ１１)し、
その後、加速再生単独モード(５２)のまま加速再生実施位置(５５)を選択した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)による加速再生を開始させる。
【００１０】
その後、加速再生単独モード(５２)のまま加速再生実施位置(５５)の選択を解除すると、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による加速再生処理を禁止(Ｓ３３)することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》  ＤＰＦ再生処理が不適当な状況下で、ＤＰＦ再生処理の実施を禁止することができる。
図３に例示するように、通常・加速再生並存モード(５１)で通常再生処理の実施(Ｓ４)(Ｓ１６)中、通常再生キャンセル位置(５４)を選択した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理の実施(Ｓ４)(Ｓ１６)をキャンセルしてその実施の禁止(Ｓ８)を維持させ、ＤＰＦ再生モードを加速再生単独モード(５２)にした場合には、ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)の選択位置に拘わらず、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理を禁止(Ｓ８)するので、自動的に開始・維持される通常再生処理の実施を運転者の意思により禁止することができ、排気温度や排気有害成分濃度を低く維持したい場合等のＤＰＦ再生処理が不適当な状況下で、ＤＰＦ再生処理の実施を禁止することができる。
【００１２】
《効果》  加速再生単独モードでは、運転者は通常再生許可やそのキャンセルを判断する煩わしさから開放される。
図２に例示するＤＰＦ再生モードを加速再生単独モード(５２)にした場合には、ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)の選択位置に拘わらず、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理を禁止(Ｓ８)するので、加速再生単独モード(５２)では、常に通常再生処理が禁止され、運転者は通常再生許可やそのキャンセルを判断する煩わしさから開放される。
【００１３】
《効果》  エンジン搭載機種の使用状況に応じたＤＰＦ再生モードを選択することができる。
図２に例示するように、通常再生処理の実施とそのキャンセルを選択できる通常・加速再生並存モード(５１)と、通常再生処理が常に禁止される加速再生単独モード(５２)とを切り替えることができるため、エンジン搭載機種の使用状況に応じたＤＰＦ再生モードを選択することができる。
【００１４】
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  燃費悪化や出力低下を抑制することができる。
図３に例示するように、ＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５１)にした場合には、ＰＭ堆積量推定値が、通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇してから、ＤＰＦ再生制御手段(４)が自動的に通常再生処理の実施(Ｓ４)を開始させるものの、ＰＭ燃焼除去速度とＰＭ堆積速度が拮抗する等の理由により、ＰＭ堆積量推定値が通常再生開始判定値(Ｊ３)付近に留まる場合でも、加速再生要求の判定留保期間(Ｔ１)が経過した加速再生要求の判定時(Ｔ３)に加速再生要求情報を報知(Ｓ１１)するため、通常再生処理から加速再生処理への切り替え(Ｓ１３)を速やかに行うことができ、通常再生処理の長期化による燃費悪化や出力低下を抑制することができる。
【００１５】
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  加速再生要求の判定留保期間が経過した後の通常再生処理の長期化を抑制することができる。
図３に例示するように、ＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５１)にした場合には、加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)中に、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理を終了(Ｓ１９)するか、加速再生要求情報を報知(Ｓ１１)するかのいずれかの処理を実施するので、加速再生要求の判定留保期間(Ｔ１)が経過した後の通常再生処理の長期化を抑制することができる。
【００１６】
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  加速再生処理の長期化を抑制することができる。
図３に例示するように、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求の下限値である加速再生要求判定値(Ｊ２)まで下降した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生処理を終了(Ｓ２５)させるので、加速再生処理の長期継続を抑制することができる。
この場合、加速再生処理を終了(Ｓ２５)させても、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求の下限値まで下降しているので、ＤＰＦ(１)の目詰まりも相当程度解消され、背圧上昇による出力低下も或る程度抑制され、加速再生処理を終了(Ｓ２５)させた後のエンジン運転に支障は生じない。
【００１７】
(請求項５に係る発明)
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  緊急措置の実施を喚起することができる。
図３に例示するように、ＰＭ堆積量推定値がＤＰＦ異常判定値(Ｊ４)まで上昇すると、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ異常情報報知手段(８)によりＤＰＦ異常情報の報知(Ｓ３２)を開始するので、異常なＰＭ堆積が起こった場合等には、エンジン停止や整備工場でのＤＰＦ清掃処理等の緊急措置の必要性を喚起することができる。
【００１８】
(請求項６に係る発明)
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  通常再生処理の長期化を抑制することができる。
図３に例示するように、ＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５１)にした場合、通常再生処理によりＰＭ堆積推定値が通常再生終了判定値(Ｊ１)まで下降すると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理を終了(Ｓ７)(Ｓ１９)させるので、通常再生処理の長期化を抑制することができる。
【００１９】
(請求項７に係る発明)
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  加速再生処理によって、エンジン搭載機械の走行や作業に支障を及ぼすことはない。
通常再生処理は、エンジン搭載機械の走行と作業の少なくとも一方が行われている間に並行して実施され、加速再生処理は、エンジン搭載機械の走行と作業のいずれもが中断されている間に実施されるため、加速再生処理によって、エンジン搭載機械の走行や作業に支障を及ぼすことはない。
【００２０】
(請求項８に係る発明)
請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  コモンレールシステムとＤＯＣの組み合わせによってＤＰＦの再生が可能となる。
図１に示すように、コモンレールシステム(９)とＤＯＣ(１０)の組み合わせによってＤＰＦ(１)の再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気処理装置の模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気処理装置のＤＰＦ再生モード切り替え操作とＤＰＦ再生選択操作との関係を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気処理装置によるＤＰＦ再生処理のタイムチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気処理装置による再生処理のフローチャートの一部である。
【図５】図４に示すフローチャートのステップ(Ｓ１０)の続きの部分である。
【図６】図４に示すフローチャートのステップ(Ｓ１３)の続きの部分である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１〜図６は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気処理装置を説明する図であり、この実施形態では、多気筒ディーゼルエンジンの排気処理装置について説明する。
【００２３】
図１に示すディーゼルエンジンの概要は、次の通りである。
シリンダブロック(１８)の上部にシリンダヘッド(１９)を組み付け、シリンダブロック(１８)の前部にエンジン冷却ファン(２０)を配置し、シリンダブロック(１８)の後部にはフライホイル(２１)を配置し、フライホイル(２１)にロータプレート(２２)を取り付けている。また、シリンダブロック(１８)の後部には動弁カム軸(２３)に取り付けたセンサプレート(２４)を配置している。シリンダヘッド(１９)の一側には排気マニホルド(２５)を配置し、この排気マニホルド(２５)に過給機(２６)を連通させている。この過給機(２６)のタービン(１５)の下流にＤＰＦ(１)を収容したＤＰＦケース(１６)を配置している。ＤＰＦケース(１６)にはＤＯＣ(１０)も収容している。シリンダヘッド(１９)には気筒毎にインジェクタ(２７)を配置し、各インジェクタ(２７)はコモンレール(２８)に接続している。各インジェクタ(２７)には電磁弁(２９)が設けられている。コモンレール(２８)には燃料サプライポンプ(３０)を介して燃料タンク(３１)を接続している。
【００２４】
目標エンジン回転数設定手段(３２)と実エンジン回転数検出手段(３３)とクランク角検出手段(３４)と気筒判別手段(３５)とを制御手段(１４)を介してインジェクタ(２７)の電磁弁(２９)に連係させている。目標エンジン回転数設定手段(３２)は、調速レバーの設定位置から目標エンジン回転数を電圧値として出力するポテンショメータである。実エンジン回転数検出手段(３３)とクランク角検出手段(３４)はロータプレート(２２)の外周に臨ませたピックアップコイルで、ロータプレート(２２)の外周に一定間隔で多数設けた歯の数を検出し、実エンジン回転数とクランク角を検出する。気筒判別手段(３５)は、センサプレート(２４)に設けた突起の検出により、各気筒の燃焼サイクルがいかなる行程にあるかを判別するためのセンサである。制御手段(１４)は、エンジンＥＣＵである。ＥＣＵは、電子制御ユニットの略称である。
制御手段(１４)は、目標エンジン回転数と実エンジン回転数の偏差を小さくするように、インジェクタ(２７)の電磁弁(２９)の開弁タイミングと開弁継続時間を制御し、インジェクタ(２７)から燃焼室に所定の噴射タイミングで所定量の燃料噴射を行わせる。
【００２５】
排気処理装置の構成は、次の通りである。
図１に示すように、ＤＰＦ(１)と、ＤＰＦ(１)に堆積するＰＭのＰＭ堆積量推定手段(２)と、ＤＰＦ再生手段(３)と、ＤＰＦ再生制御手段(４)と、記憶手段(５)と、加速再生要求情報報知手段(６)と、ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)と、ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)とを備えている。
【００２６】
ＤＰＦ(１)は、セラミックのハニカム担体で、隣合うセル(１ａ)の端部を交互に目封じたウォールフローモノリスである。セル(１ａ)の内部とセル(１ａ)の壁(１ｂ)を排気(１１)が通過し、セル(１ａ)の壁(１ｂ)でＰＭを捕捉する。
ＰＭ堆積量推定手段(２)は、制御手段(１４)であるエンジンＥＣＵの所定の演算部であり、エンジン負荷、エンジン回転数、ＤＰＦ上流側排気温度センサ(３６)による検出排気温度、ＤＰＦ上流側排気圧センサ(３８)によるＤＰＦ上流側の排気圧、差圧センサ(３７)によるＤＰＦ(１)の上流と下流の差圧等に基づいて、予め実験的に求めたマップデータからＰＭ堆積量を推定する。
【００２７】
ＤＰＦ再生手段(３)は、コモンレールシステム(９)とＤＰＦ(１)の上流に配置したＤＯＣ(１０)の組み合わせから成り、通常再生処理と加速再生処理では、コモンレールシステム(９)のインジェクタ(２７)から主噴射後に行うポスト噴射により、排気中に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料をＤＯＣ(１０)により排気中の酸素で酸化燃焼させて、ＤＰＦ(１)を通過する排気(１１)の温度を上昇させる。
ＤＯＣ(１０)は、セラミックのハニカム担体で、酸化触媒を担持させ、セル(１０ａ)の両端を開口したフロースルー構造で、セル(１０ａ)の内部を排気(１２)が通過するようになっている。
【００２８】
ＤＯＣ上流側排気温度センサ(４０)によるＤＯＣ上流側の排気(１２)の検出温度がＤＯＣ(１０)の活性化温度よりも低い場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)がコモンレールシステム(９)のインジェクタ(２７)から主噴射よりも後でポスト噴射よりも前のアフター噴射を行わせ、或いは、吸気スロットルの開度を絞り、排気(１２)の温度を高め、ＤＯＣ(１０)の活性化を図る。
ＤＰＦ下流側排気温度センサ(３９)によるＤＰＦ下流側の排気(１３)の検出温度が所定の異常判定温度よりも高い場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ異常情報報知手段(８)によりＤＰＦ異常情報の報知を開始し、同時に、ポスト噴射の停止やポスト噴射の噴射量の減量を行う。
ＤＰＦ再生手段(３)は、排気管内に燃料を噴射するインジェクタとＤＯＣの組み合わせから成るものや、ＤＰＦの入口に配置した電熱ヒータから成るものでもよい。
【００２９】
ＤＰＦ再生制御手段(４)は、制御手段(１４)であるエンジンＥＣＵに設けられている。
記憶手段(５)は、制御手段(４)であるエンジンＥＣＵに設けたメモリである。
記憶手段(５)に、ＰＭ堆積量推定値に関する複数の判定値(Ｊ１)(Ｊ２)(Ｊ３)と、加速再生要求の判定留保期間(Ｔ１)とが記憶され、図２に示すように、この複数の判定値(Ｊ１)(Ｊ２)(Ｊ３)は、値の低い方から順に、通常再生終了判定値(Ｊ１)と、加速再生要求判定値(Ｊ２)と、通常再生開始判定値(Ｊ３)とからなる。
【００３０】
図２に示すように、ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)は、ＤＰＦ再生モードを、通常・加速再生並存モード(５１)と加速再生単独モード(５２)とに切り替えることができるようにしている。
ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)は、通常再生許可位置(５３)と通常再生キャンセル位置(５４)と加速再生実施位置(５５)とに切り替えられるようにしている。
ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)でＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５１)にした場合には、ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)で選択する位置 (５３)(５４)(５５)に基づく指令、すなわち通常再生許可指令、通常再生キャンセル指令、加速再生実施指令がいずれも有効となるようにしている。
【００３１】
図３に示すように、通常・加速再生並存モード(５１)で通常再生許可位置(５３)を選択した場合には、ＰＭ堆積量推定値が、通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇してから、ＤＰＦ再生制御手段(４)が自動的にＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理の実施(Ｓ４)を開始させ、ＤＰＦ(１)に通過させる排気(１１)の温度を高める。
その後、ＰＭ堆積量推定値が通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇した後の加速再生要求の判定時(Ｔ３)に、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)以上の場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生要求情報報知手段(６)により加速再生要求情報を報知(Ｓ１１)する。
【００３２】
その後、通常・加速再生並存モード(５１)のまま加速再生実施位置(５５)を選択した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理を加速再生処理に切り替え(Ｓ１３)、加速再生を実施(Ｓ３０)することによりＤＰＦ(１)に通過させる排気(１１)の温度を高め、通常再生処理の場合よりもＤＰＦ(１)の再生速度を加速させるようにする。
通常・加速再生並存モード(５１)で通常再生処理の実施(Ｓ４)(Ｓ１６)中、通常再生キャンセル位置(５４)を選択した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理の実施(Ｓ４)(Ｓ１６)をキャンセルしてその実施を禁止(Ｓ８)する。
【００３３】
図２に示すように、ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)でＤＰＦ再生モードを加速再生単独モード(５２)にした場合には、ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)の選択位置に拘わらず、ＰＭ堆積量推定値が、通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇してからも、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理を禁止(Ｓ８)することにより通常再生処理の実施(Ｓ４)を開始させず、ＰＭ堆積量推定値が通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇した後の加速再生要求の判定時(Ｔ３)に、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)以上の場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生要求情報報知手段(６)により加速再生要求情報を報知(Ｓ１１)する。
加速再生単独モード(５２)では、ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)で加速再生実施位置(５５)を選択した場合には、この選択に基づく加速再生実施指令は有効となるが、通常再生許可位置(５３)を選択した場合には、この選択に基づく通常再生許可指令は無効となり、通常再生キャンセル位置(５４)を選択した場合にも、この選択に基づく通常再生キャンセル指令は無効となる。
【００３４】
その後、加速再生単独モード(５２)のまま加速再生実行位置(５５)を選択した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生処理の実施を開始させることによりＤＰＦ(１)に通過させる排気(１１)の温度を高め、通常・加速再生並存モード(５１)での通常再生処理の場合よりもＤＰＦ(１)の再生速度を加速させるようにする。
その後、加速再生単独モード(５２)のまま加速再生実施位置(５５)の選択を解除すると、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による加速再生処理を禁止(Ｓ３３)する。
加速再生処理の開始は、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)による通常再生処理の禁止(Ｓ８)(Ｓ２１)の継続を加速再生処理に切り替え(Ｓ１３)することによりなされる。
加速再生処理では、通常再生処理に比べ、主噴射やポスト噴射の噴射量を多くして、排気(１１)の温度をより高め、ＤＰＦ(１)の再生速度を加速させる。
【００３５】
図２に示すように、加速再生要求情報報知手段(６)は、ディーゼルエンジンの搭載機械のダッシュボードに設けたランプであり、ランプの点灯により、加速再生要求情報の報知(Ｓ１１)を行う。
ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)と、ＤＰＦ再生選択操作手段(７ｂ)とは、いずれも上記ダッシュボードに設けた操作レバーであり、運転者等が操作レバーを切り替えることにより、ＤＰＦ再生モードとＤＰＦ再生選択位置とを選択する。
図１中の符合(４１)は上記ダッシュボードに設けた通常再生報知手段(４１)としてのランプであり、ランプの連続的な点灯により通常再生実施中の報知を行い、ランプの点滅により通常再生処理のキャンセルの報知を行う。
【００３６】
図３に示すように、記憶手段(５)に、加速再生要求の判定留保期間(Ｔ１)が記憶され、通常再生開始判定値(Ｊ３)を加速再生要求判定値(Ｊ２)よりも高い値とし、ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)でＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５１)にした場合には、加速再生要求の判定時(Ｔ３)は、ＰＭ堆積量推定値が通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇してから通常再生処理を終了(Ｓ７)させないまま、加速再生要求の判定留保期間(Ｔ１)が経過した時点としている。
【００３７】
図３に示すように、ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)でＤＰＦ再生モードを加速再生単独モード(５２)にした場合には、加速再生要求の判定時(Ｔ３)は、ＰＭ堆積量推定値が通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇してから通常再生処理を禁止(Ｓ８)したまま、加速再生要求の判定留保期間(Ｔ１)が経過した時点としている。
【００３８】
図３に示すように、記憶手段(５)に、加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)が記憶され、ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)でＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５２)にした場合には、加速再生要求の判定時(Ｔ３)に、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)よりも低い場合には、加速再生要求の判定時(Ｔ３)に続く加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)に入ってからも、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理の実施(Ｓ１６)を継続させ、加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)中にＰＭ堆積量推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)まで上昇した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生要求情報報知手段(６)で加速再生要求情報を報知(Ｓ１１)する。
加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)が経過した時点を再判定終了時(Ｔ４)とし、この再判定終了時(Ｔ４)に、ＤＰＦ堆積推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)まで上昇していない場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理を終了(Ｓ１９)させる。
【００３９】
図３に示すように、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)により加速再生処理を実施(Ｓ３０)している場合で、ＰＭ堆積量推定値が加速再生要求の下限値である加速再生要求判定値(Ｊ２)まで下降した場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が加速再生処理を終了(Ｓ２５)させる。
【００４０】
図１に示すように、ＤＰＦ異常情報報知手段(８)を備え、図３に示すように、記憶手段(５)に、加速再生要求判定値(Ｊ２)や通常再生開始判定値(Ｊ３)よりも高い値のＤＰＦ異常判定値(Ｊ４)が記憶され、ＰＭ堆積量推定値がＤＰＦ異常判定値(Ｊ４)まで上昇すると、ＤＰＦ再生制御手段(４)がＤＰＦ異常情報報知手段(８)によりＤＰＦ異常情報を報知(Ｓ３２)する。
ＤＰＦ異常情報報知手段(８)は前記ダッシュボードに設けたランプであり、ランプの点灯により、ＤＰＦ異常情報を報知(Ｓ３２)する。
【００４１】
図３に示すように、記憶手段(５)に、通常再生開始判定値(Ｊ３)や加速再生要求判定値(Ｊ２)よりも低い値の通常再生終了判定値(Ｊ１)が記憶され、ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段(７ａ)でＤＰＦ再生モードを通常・加速再生並存モード(５１)にした場合には、通常再生処理によりＰＭ堆積推定値が通常再生終了判定値(Ｊ１)まで下降すると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理を終了(Ｓ７)(Ｓ１９)させる。
【００４２】
通常再生処理は、エンジン搭載機械の走行と作業の少なくとも一方が行われている機械稼働中に実施され、加速再生処理は、エンジン搭載機械の走行と作業のいずれもが中断されている機械非稼働中に実施される。
例えば、ロータリを牽引する農業用トラクタでは、通常再生処理は、走行や耕耘作業が行われている機械稼働中に実施され、加速再生処理は、走行も耕耘作業も中断されている機械非稼働中に実施される。
エンジン運転中に、オートマチックトランスミッションの変速用シフトレバー(４５)がニュートラル位置にあること、エンジンの回転数がアイドル回転領域にあること、サイドブレーキ(４６)が引かれていることの３条件が満たされた場合には、これらをセンサで検出したことに基づいて、制御手段(１４)が機械非稼働中であるとの判別を行い、エンジン運転中、３条件のいずれかが満たされていない場合には、制御手段(１４)が機械稼動中との判別を行うようになっている。
上記３条件のうち、サイドブレーキ(４６)に関する条件を除き、変速用シフトレバー(４５)がニュートラル位置にあること、エンジンの回転数がアイドル回転領域にあることの２条件が満たされた場合には、これらをセンサで検出したことに基づいて、制御手段(１４)が機械非稼働中であるとの判別を行い、エンジン運転中、２条件のいずれかが満たされていない場合には、制御手段(１４)が機械稼動中との判別を行うようにしてもよい。
【００４３】
制御手段であるエンジンＥＣＵによる再生処理のフローは次の通りである。
図４に示すように、ステップ(Ｓ１)でＤＰＦ(１)のＰＭ堆積推定値が通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇したか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ２)で通常・加速再生並列モードが選択されているか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ３)で通常再生許可指令があるか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ４)で通常再生処理の実施がなされる。次に、ステップ(Ｓ５)で加速再生用要求の判定留保期間(Ｔ１)が経過したか否かが判定され、判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ６)でＤＰＦ(１)のＰＭ堆積推定値が通常再生終了判定値(Ｊ１)まで下降したか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ７)で通常再生処理を終了する。ステップ(Ｓ６)での判定が否定の場合にはステップ(Ｓ２)に戻る。
【００４４】
ステップ(Ｓ２)での判定が否定の場合、すなわち、加速再生単独モードが選択されている場合、或いは、ステップ(Ｓ３)での判定が否定の場合、すなわち、通常・加速再生並存モードで通常再生許可指令がない場合には、ステップ(Ｓ８)で通常再生処理の禁止処理がなされる。次に、ステップ(Ｓ９)で加速再生用要求の判定留保期間(Ｔ１)が経過したか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ１０)でＤＰＦ(１)のＰＭ堆積推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)以上か否かが判定される。ステップ(Ｓ５)での判定が肯定の場合にも、ステップ(Ｓ１０)での判定がなされる。ステップ(Ｓ１０)での判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ１１)で加速再生要求情報を報知する。次に、ステップ(Ｓ１２)で加速再生実施指令があるか否かが判定され、ステップ(Ｓ１２)での判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ４)による通常再生処理の実施や、ステップ(Ｓ８)による通常再生処理の禁止が、ステップ(Ｓ１３)で、加速再生処理に切り替えられ、加速再生処理が開始される。ステップ(Ｓ１２)での判定が否定の場合にはステップ(Ｓ２)に戻る。
【００４５】
ステップ(Ｓ１０)での判定が否定の場合には、図５に示すように、ステップ(Ｓ１４)で通常・加速再生並列モードが選択されているか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ１５)で通常再生許可指令があるか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ１６)で通常再生処理の実施がなされる。次に、ステップ(Ｓ１７)で加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)が経過したか否かが判定され、判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ１８)でＰＭ堆積推定値が通常再生終了判定値(Ｊ１)まで下降したか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ１９)で通常再生処理を終了する。ステップ(Ｓ１７)での判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ２０)でＰＭ堆積推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)まで上昇したか否かが判定され、判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ１９)に移行し、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ１１)に移行する。
【００４６】
ステップ(Ｓ１４)での判定が否定の場合、すなわち、加速再生単独モードが選択されている場合、或いは、ステップ(Ｓ１５)での判定が否定の場合、すなわち、通常・加速再生並存モードで通常再生許可指令がない場合には、ステップ(Ｓ２１)で通常再生処理の禁止処理がなされる。次に、ステップ(Ｓ２２)で加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)が経過したか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ２３)でＰＭ堆積推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)以上か否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ１１)に移行する。ステップ(Ｓ１８)の判定が否定の場合にも、ステップ(Ｓ２３)に移行する。ステップ(Ｓ２２)とステップ(Ｓ２３)での判定が否定の場合には、いずれの場合もステップ(Ｓ１４)に戻る。
【００４７】
図６に示すように、ステップ(Ｓ１３)から移行したステップ(Ｓ２４)では、ＰＭ堆積推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)まで下降したか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ２５)で加速再生処理を終了し、次に、ステップ(Ｓ２６)で加速再生要求情報の報知を終了する。ステップ(Ｓ２４)での判定が否定の場合、ステップ(Ｓ２７)で通常・加速再生並列モードが選択されているか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ２８)で通常再生許可指令があるか否かが判定され、判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ２９)で加速再生実施指令はあるか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ３０)で加速再生処理を実施する。次に、ステップ(Ｓ３１)でＤＰＦ(１)のＰＭ堆積推定値がＤＰＦ異常判定値(Ｊ４)まで上昇したか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ３２)でＤＰＦ異常情報を報知する。ステップ(Ｓ３１)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ２４)に戻る。ステップ(Ｓ２７)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ２９)に移行する。ステップ(Ｓ２８)での判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ１６)に移行する。ステップ(Ｓ２９)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ３３)で加速再生処理を禁止し、ステップ(Ｓ３１)に移行する。
【符号の説明】
【００４８】
(１) ＤＰＦ
(１ａ) セル
(１ｂ) 壁
(２) ＰＭ堆積量推定手段
(３) ＤＰＦ再生手段
(４) ＤＰＦ再生制御手段
(５) 記憶手段
(６) 加速再生要求情報報知手段
(７ａ) ＤＰＦ再生モード切り替え操作手段
(７ｂ) ＤＰＦ再生選択操作手段
(８) ＤＰＦ異常情報報知手段
(９) コモンレールシステム
(１０) ＤＯＣ
(１１) 排気
(５１) 通常・加速再生並存モード
(５２) 加速再生単独モード
(５３) 通常再生許可位置
(５４) 通常再生キャンセル位置
(５５) 加速再生実施位置
(Ｊ１) 通常再生終了判定値
(Ｊ２) 加速再生要求判定値
(Ｊ３) 通常再生開始判定値
(Ｊ４) ＤＰＦ異常判定値
(Ｔ１) 加速再生要求の判定留保期間
(Ｔ２) 加速再生要求の再判定期間
(Ｔ３) 加速再生要求の判定時
(Ｔ４) 再判定終了時
(Ｓ４) 通常再生処理の実施
(Ｓ７) 通常再生処理を終了
(Ｓ８) 通常実施処理を禁止
(Ｓ１１) 加速再生要求情報を報知
(Ｓ１３) 加速再生処理に切り替え
(Ｓ１６) 通常再生処理を実施
(Ｓ１９) 通常再生処理を終了
(Ｓ２１) 通常実施処理を禁止
(Ｓ２５) 加速再生処理を終了
(Ｓ３２) ＤＰＦ異常情報を報知
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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