(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、加速再生開始操作手段(７)と、加速再生の再要求報知手段(４１)と、サービスマンコール要求情報報知手段(４２)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、これらの判定値(Ｊ２)(Ｊ３)よりも高い値の通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４)と、通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４)を超えるＤＰＦ再生禁止及びサービスマンコール要求判定値(Ｊ５)が記憶され、
ＤＰＦ再生制御手段(４)は、ＰＭ堆積量推定手段(２)で推定されたＰＭ堆積量推定値と上記複数の判定値(Ｊ２)(Ｊ３)(Ｊ４)(Ｊ５)とを比較し、ＰＭ堆積量推定値が、通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇すると、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を開始(Ｓ２)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の報知を開始(Ｓ８)し、
加速再生要求情報の報知を開始(Ｓ８)した後、加速再生開始操作手段(７)で加速再生開始操作を行った場合には、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(Ｓ１０)、通常再生処理と同様、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、
加速再生要求情報の報知を開始(Ｓ８)した後、加速再生開始操作手段(７)で加速再生開始操作を行わなかった場合には、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継続(Ｓ１１)し、ＰＭ堆積量推定値が、通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４)以上になると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理を禁止(Ｓ１３)するとともに、加速再生の再要求報知手段(４１)で加速再生の再要求情報の報知を開始(Ｓ１４)し、その後は、加速再生開始操作手段(７)で加速再生開始操作を開始(Ｓ１６)することにより、ＤＰＦ再生制御手段(４)にＤＰＦ再生手段(３)による加速再生処理を実施させなければ、サービスマンコール要求情報の報知を開始(Ｓ２０)する前のＤＰＦ(１)の再生処理が実施されないようにし、
ＰＭ堆積量推定値が、サービスマンコール要求判定値(Ｊ５)以上になると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が、ＤＰＦ再生手段(３)による通常再生と加速再生とを禁止し、サービスマンコール要求情報報知手段(４２)でサービスマンコール要求情報の報知を開始(Ｓ２０)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、
エンジン制御手段(１４)を備え、
記憶手段(５)に、通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４)を超えるリンプホーム運転モード切り替え判定値(Ｊ６)が記憶され、  補正の根拠  当初請求項１に基づく誤記の訂正
ＰＭ堆積量推定値が、リンプホーム運転モード切り替え判定値(Ｊ６)以上になると、エンジン制御手段(１４)がエンジン運転状態をリンプホーム運転モードに切り替え(Ｓ２２)、エンジン出力を制限する、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３】
請求項１または請求項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、
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(Ｓ５)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４】
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、
記憶手段(５)に、加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)が記憶され、
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)が通常再生処理を継続(Ｓ２９)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の報知を開始(Ｓ８)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(Ｓ３２)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再生制御手段(４)がＤＰＦ再生手段(３)により加速再生処理を行っている場合で、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、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、
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(Ｓ５)(Ｓ３２)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、十分なＤＰＦの再生処理を行うことができる、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堆積量推定手段と、ＤＰＦ再生手段と、ＤＰＦ再生制御手段と、記憶手段と、加速再生要求情報報知手段とを備え、ＰＭ堆積推定値が、通常再生開始判定値まで上昇すると、ＤＰＦ再生制御手段が自動的にＤＰＦ再生手段による通常再生処理を開始させ、ＤＰＦに通過させる排気の温度を高め、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以上の場合には、ＤＰＦ再生制御手段が加速再生要求情報報知手段により加速再生要求情報を報知し、加速再生要求情報を報知した後、加速再生開始操作手段で加速再生開始操作を行った場合には、ＤＰＦ再生制御手段がＤＰＦ再生手段による通常再生処理を加速再生処理に切り替え、ＤＰＦに通過させる排気の温度を高め、通常再生の場合よりもＤＰＦの再生速度を加速させるようにしたものがある(例えば、特許文献１参照)。
この種のディーゼルエンジンの排気処理装置では、通常再生でのＤＰＦの再生に時間を要する場合には、加速再生により、速やかにＤＰＦの再生を終了させ、ＤＰＦの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利点がある。
しかし、加速再生要求情報を報知した後、加速再生開始操作手段で加速再生開始操作を行わなかった場合に、ＤＰＦ再生制御手段がＤＰＦ再生手段による通常再生処理を継続し続けると、問題が生じることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−３２９４３号公報(図１、図２参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
《問題》  ＤＰＦの再生が不十分なまま終了するおそれがある。
加速再生要求情報を報知した後、加速再生開始操作手段で加速再生開始操作を行わなかった場合に、ＤＰＦ再生制御手段がＤＰＦ再生手段による通常再生処理を継続し続けると、ＤＰＦに相当量のＰＭが堆積しているにも拘わらず、ＤＰＦの堆積量が十分に減少しないまま、例えば、５００°Ｃ以上の排気温度状態が所定時間累積した等の通常再生の終了条件が満たされてしまい、ＤＰＦの再生が不十分なまま終了するおそれがある。
【０００５】
本発明の課題は、十分なＤＰＦの再生処理を行うことができる、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、図２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、加速再生開始操作手段(７)と、加速再生の再要求報知手段(４１)と、サービスマンコール要求情報報知手段(４２)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、これらの判定値(Ｊ２)(Ｊ３)よりも高い値の通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４) と、通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４)を超えるＤＰＦ再生禁止及びサービスマンコール要求判定値(Ｊ５)が記憶され、
ＤＰＦ再生制御手段(４)は、ＰＭ堆積量推定手段(２)で推定されたＰＭ堆積量推定値と上記複数の判定値(Ｊ２)(Ｊ３)(Ｊ４)(Ｊ５)とを比較し、
ＰＭ堆積量推定値が、通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇すると、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を開始(Ｓ２)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の報知を開始(Ｓ８)し、
加速再生要求情報の報知を開始(Ｓ８)した後、加速再生開始操作手段(７)で加速再生開始操作を行った場合には、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(Ｓ１０)、通常再生処理と同様、ＤＰＦ(１)に通過させる排気の温度(１１)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、
加速再生要求情報の報知を開始(Ｓ８)した後、加速再生開始操作手段(７)で加速再生開始操作を行わなかった場合には、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継続(Ｓ１１)し、ＰＭ堆積量推定値が、通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４)以上になると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理を禁止(Ｓ１３)するとともに、加速再生の再要求報知手段(４１)で加速再生の再要求情報の報知を開始(Ｓ１４)し、その後は、加速再生開始操作手段(７)で加速再生開始操作を開始(Ｓ１６)することにより、ＤＰＦ再生制御手段(４)にＤＰＦ再生手段(３)による加速再生処理を実施させなければ、サービスマンコール要求情報の報知を開始(Ｓ２０)する前のＤＰＦ(１)の再生処理が実施されないようにし、
ＰＭ堆積量推定値が、サービスマンコール要求判定値(Ｊ５)以上になると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が、ＤＰＦ再生手段(３)による通常再生と加速再生とを禁止し、サービスマンコール要求情報報知手段(４２)でサービスマンコール要求情報の報知を開始(Ｓ２０)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。
【発明の効果】
【０００７】
(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》  十分なＤＰＦの再生処理を行うことができる。
図１、図２に例示するように、加速再生要求情報の報知を開始(Ｓ８)した後、加速再生開始操作手段(７)で加速再生開始操作を行わなかった場合には、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継続(Ｓ１１)し、ＰＭ堆積量推定値が、通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４)以上になると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理を禁止(Ｓ１３)するとともに、加速再生の再要求報知手段(４１)で加速再生の再要求情報の報知を開始(Ｓ１４)し、その後は、加速再生開始操作手段(７)で加速再生開始操作を開始(Ｓ１６)することにより、ＤＰＦ再生制御手段(４)にＤＰＦ再生手段(３)による加速再生処理を実施させなければ、ＤＰＦ(１)の再生処理が実施されないようにしたので、ＤＰＦ(１)に相当量のＰＭが堆積している場合には、加速再生開始操作を開始(Ｓ１６)するよう、作業者或いは運転者を誘導し、再生速度の速い加速再生処理を実施させて、十分なＤＰＦ(１)の再生処理を行うことができる。
【０００８】
《効果》  緊急措置の必要性を運転者に喚起することができる。
図１、図２に例示するように、ＰＭ堆積量推定値が、再生禁止及びサービスマンコール要求判定値(Ｊ５)以上になると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が、ＤＰＦ再生手段(３)による通常再生と加速再生とを禁止し、サービスマンコール要求情報報知手段(４２)でサービスマンコール要求情報の報知を開始(Ｓ２０)するので、整備工場での専門家によるＤＰＦ再生やＤＰＦ交換等の緊急措置の必要性を運転者に喚起することができる。
【０００９】
《効果》  ＤＰＦの熱損傷を防止することができる。
図１、図２に例示するように、ＰＭ堆積量推定値が、再生禁止及びサービスマンコール要求判定値(Ｊ５)以上になると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が、ＤＰＦ再生手段(３)による通常再生と加速再生とを禁止するため、運転者の誤った再生処理操作に起因するＤＰＦ(１)の熱損傷を防止することができる。
運転者の誤った再生処理操作とは、ＤＰＦ(１)に堆積したＰＭが燃焼しているにも拘わらず、通常再生処理で、アイドリング運転を行い、或いは、加速再生処理を途中で中断する等の操作をいい、このような操作が行われた場合には、排気量の減少により、燃焼しているＰＭの熱がＤＰＦ(１)に蓄積され、ＤＰＦ(１)の熱損傷が起こるおそれがある。
【００１０】
(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》  ＤＰＦの熱損傷を防止することができる。
図１、図２に例示するように、ＰＭ堆積量推定値が、リンプホーム運転モード切替判定値(Ｊ６)以上になると、エンジン制御手段(１４)がエンジン運転状態を通常運転モードからリンプホーム運転モードに切り替え(Ｓ２２)、通常運転モードの場合よりもエンジン出力を制限するので、ＤＰＦ(１)に堆積したＰＭの燃焼を抑制して、ＤＰＦ(１)の熱損傷を防止することができる。
【００１１】
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  燃費悪化や出力低下を抑制することができる。
図２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)が自動的に通常再生処理を開始(Ｓ２)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を開始(Ｓ８)するため、通常再生処理から加速再生処理への切り替え(Ｓ１０)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。
【００１２】
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、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２に例示するように、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(Ｓ３２)するか、加速再生要求情報を報知を開始(Ｓ８)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。
【００１３】
(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》  加速再生処理の長期化を抑制することができる。
図２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しても、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した後のエンジン運転に支障は生じない。
【００１４】
(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２に例示するように、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(Ｓ５)(Ｓ３２)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。
【００１５】
(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。
【００１６】
(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】
【００１７】
【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による再生処理のタイムチャートである。
【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再生処理のフローチャートの一部である。
【図４】図３に示すフローチャートのステップ(Ｓ１１)の続きの部分である。
【図５】図３、図４に示すフローチャートのステップ(Ｓ１０)(Ｓ１６)の続きの部分である。
【図６】図３に示すフローチャートのステップ(Ｓ７)の続きの部分である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
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。
【００１９】
図１に示すように、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)とをエンジン制御手段(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。エンジン制御手段(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。
エンジン制御手段(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。
【００２０】
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、加速再生開始操作手段(７)と、加速再生の再要求報知手段(４１)と、サービスマンコール要求情報報知手段(４２)を備えている。
【００２１】
図１に示すように、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、エンジン制御手段(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。
【００２２】
図１に示すように、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(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(１１)が通過するようになっている。
【００２３】
図１に示すように、ＤＯＣ上流側排気温度センサ(４０)によるＤＯＣ上流側の排気(１１)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(１１)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(１１)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。
【００２４】
図１に示すように、ＤＰＦ再生制御手段(４)は、エンジン制御手段(１４)であるエンジンＥＣＵに設けられている。
記憶手段(５)は、エンジン制御手段(１４)であるエンジンＥＣＵに設けたメモリである。
記憶手段(５)に、図２に示す加速再生要求判定値(Ｊ２)と、通常再生開始判定値(Ｊ３)と、これらの判定値(Ｊ２)(Ｊ３)よりも高い値の通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４)と、通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４)を超えるＤＰＦ再生禁止及びサービスマンコール要求判定値(Ｊ５)が記憶されている。
【００２５】
図１、図２に示すように、ＤＰＦ再生制御手段(４)は、ＰＭ堆積量推定手段(２)で推定されたＰＭ堆積量推定値と上記複数の判定値(Ｊ２)(Ｊ３)(Ｊ４)(Ｊ５)とを比較し、ＰＭ堆積量推定値が、通常再生開始判定値(Ｊ３)まで上昇すると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が自動的にＤＰＦ再生処理手段(３)による通常再生処理を開始(Ｓ２)させ、ＤＰＦ(１)に通過させる排気(１１)の温度を高める。
【００２６】
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の報知を開始(Ｓ８)する。
【００２７】
加速再生要求情報の報知を開始(Ｓ８)した後、加速再生開始操作手段(７)で加速再生開始操作を行った場合には、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(Ｓ１０)、通常再生処理と同様、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。
【００２８】
加速再生要求情報の報知を開始(Ｓ８)した後、加速再生開始操作手段(７)で加速再生開始操作を行わなかった場合には、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継続(Ｓ１１)し、ＰＭ堆積量推定値が、通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４)以上になると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が通常再生処理を禁止(Ｓ１３)するとともに、加速再生の再要求報知手段(４１)で加速再生の再要求情報の報知を開始(Ｓ１４)し、その後は、加速再生開始操作手段(７)で加速再生開始操作を開始(Ｓ１６)することにより、ＤＰＦ再生制御手段(４)にＤＰＦ再生手段(３)による加速再生処理を実施させなければ、サービスマンコール要求情報の報知を開始(Ｓ２０)する前のＤＰＦ(１)の再生処理が実施されないようにしている。
【００２９】
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(平均温度)をより高め、ＤＰＦ(１)の再生速度を加速させる。
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、加速再生要求をする旨の情報の報知を行う。加速再生要求情報報知手段(６)には、ダッシュボード等に設けた表示灯、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、警報ブザー等を用いることができる。ＬＥＤは発光ダイオード、ＥＬはエレクトロルミネッセンスの略称である。
加速再生開始操作手段(７)は、上記ダッシュボードに設けた操作ボタンであり、運転者等が人為的に操作ボタンを押すことにより加速再生開始操作を行う。加速再生開始操作手段(７)には、ダッシュボード等に設けた操作ボタン、操作スイッチ、操作レバー、運転席の足元に設けた操作ペダル等を用いることができる。
加速再生の再要求報知手段(４１)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、加速再生の再要求をする旨の情報の報知を行う。加速再生の再要求報知手段(４１)には、ダッシュボード等に設けた表示灯、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、警報ブザー等を用いることができる。
加速再生の再要求をする旨の情報の報知を行う場合には、ＤＰＦ再生制御手段(４)が同時に通常再生禁止情報報知手段(４４)により通常再生処理が禁止される旨の通常再生禁止情報の報知も並行して行う。
通常再生禁止情報報知手段(４４)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、通常再生処理が禁止される旨の情報の報知を行う。通常再生禁止情報報知手段(４４)には、ダッシュボード等に設けた表示灯、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、警報ブザー等を用いることができる。
【００３０】
図１、図２に示すように、ＰＭ堆積量推定値が、再生禁止及びサービスマンコール要求判定値(Ｊ５)以上になると、ＤＰＦ再生制御手段(４)が、ＤＰＦ再生手段(３)による通常再生と加速再生とを禁止し、サービスマンコール要求情報報知手段(４２)でサービスマンコール要求情報の報知を開始(Ｓ２０)する。
サービスマンコール要求情報報知手段(４２)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、サービスマンコールを要求する旨の情報の報知を行う。サービスマンコール要求情報報知手段(４２)には、ダッシュボード等に設けた表示灯、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、警報ブザー等を用いることができる。
【００３１】
図１、図２に示すように、エンジン制御手段(１４)を備え、記憶手段(５)に、通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値(Ｊ４)を超えるリンプホーム運転モード切替判定値(Ｊ６)が記憶され、ＰＭ堆積量推定値が、リンプホーム運転モード切替判定値(Ｊ６)以上になると、エンジン制御手段(１４)がエンジン運転状態を通常運転モードからリンプホーム運転モードに切り替え(Ｓ２２)、通常運転モードの場合よりもエンジン出力を制限する。
このエンジンは、リンプホーム運転モード報知手段(４３)を備えている。このリンプホーム運転モード報知手段(４３)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、運転状態が通常運転モードからリンプホーム運転モードに切り替わっている旨の報知を行う。リンプホーム運転モード報知手段(４３)には、ダッシュボード等に設けた表示灯、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、警報ブザー等を用いることができる。
【００３２】
図１、図２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、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(Ｓ５)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。
【００３３】
図１、図２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、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)が通常再生処理を継続(Ｓ２９)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の報知を開始(Ｓ８)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(Ｓ３２)させる。
【００３４】
図１、図２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行っている場合で、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。
【００３５】
図１、図２に示すように、記憶手段(５)に、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、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(Ｓ５)(Ｓ３２)させる。
通常再生処理や加速再生処理の終了は、５００°Ｃ以上の排気温度状態が所定時間累積したことや、６００°Ｃ以上の排気温度状態が所定時間累積したことを条件としてもよい。
【００３６】
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。
【００３７】
エンジン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３に示すように、ステップ(Ｓ１)でＰＭ堆積量推定値が通常再生判定値(Ｊ３)まで上昇したか否かを判定し、否定の場合には、判定を繰り返し、肯定の場合には、ステップ(Ｓ２)で通常再生処理を開始する。
次に、ステップ(Ｓ３)で通常再生処理の開始から加速再生要求の判定留保期間(Ｔ１)が経過したか否かを判定し、否定の場合には、ステップ(Ｓ４)でＰＭ堆積量推定値が通常再生終了判定値(Ｊ１)まで下降したか否かを判定し、肯定の場合には、ステップ(Ｓ５)で通常再生処理を終了する。ステップ(Ｓ４)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ６)で通常再生処理を継続し、ステップ(Ｓ３)に戻る。
【００３８】
図３に示すように、ステップ(Ｓ３)での判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ７)でＰＭ堆積推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)以上か否かを判定し、肯定の場合には、ステップ(Ｓ８)で加速再生要求情報の報知を開始する。
次に、ステップ(Ｓ９)で加速再生開始操作はなされたか否かを判定し、肯定の場合には、ステップ(Ｓ１０)で通常再生処理を加速再生処理に切り換える。ステップ(Ｓ９)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ１１)で通常再生処理を継続し、ステップ(Ｓ１２)に進む。
【００３９】
図４に示すように、ステップ(Ｓ１２)でＰＭ堆積推定値が加速再生要求判定値(Ｊ４)以上か否かを判定し、肯定の場合には、ステップ(Ｓ１３)で通常再生処理を禁止し、ステップ(Ｓ１４)で加速再生の再要求情報の報知を開始し、ステップ(Ｓ１５)で加速再生開始操作はなされたか否かを判定する。
ステップ(Ｓ１５)での判定が肯定である場合には、ステップ(Ｓ１６)で加速再生処理を開始し、ステップ(Ｓ２４)に進む。
ステップ(Ｓ１５)での判定が否定である場合には、ステップ(Ｓ１７)でＰＭ堆積推定値が再生禁止及びサービスマンコール要求判定値(Ｊ５)以上か否かを判定する。
ステップ(Ｓ１７)での判定が肯定である場合には、ステップ(Ｓ１９)に進み、判定が否定である場合には、ステップ(Ｓ１８)で加速再生の再要求情報の報知を継続し、ステップ(Ｓ１５)に戻る。
【００４０】
図４に示すように、ステップ(Ｓ１９)では、通常再生の禁止に加えて、加速再生処理も禁止し、ステップ(Ｓ２０)でサービスマンコール要求情報の報知を開始する。同時に再生処理が禁止されたことの再生禁止情報の報知も開始する。
次のステップ(Ｓ２１)ではＰＭ堆積推定値がリンプホーム運転モード切替判定値(Ｊ６)以上か否かを判定し、判定が肯定である場合には、ステップ(Ｓ２２)でエンジン運転状態を通常運転モードからリンプホーム運転モードに切り替え、通常運転モードの場合よりもエンジン出力を制限し、ステップ(Ｓ２３)でリンプホーム運転モード情報の報知を開始する。ステップ(Ｓ２１)での判定が否定である場合には、ステップ(Ｓ２１)での判定を繰り返す。なお、ステップ(Ｓ１２)での判定が否定である場合には、ステップ(Ｓ９)に戻る。
【００４１】
図５に示すように、ステップ(Ｓ１０)で通常再生処理を加速再生処理に切り換えた後、ステップ(Ｓ２４)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)まで下降したか否かを判定する。
ステップ(Ｓ２４)での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させ、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)での判定が否定である場合には、ステップ(Ｓ２７)で加速再生処理を継続し、ステップ(Ｓ２８)でＰＭ堆積量推定値が再生禁止及びサービスマンコール要求判定値(Ｊ５)以上になったか否かを判定する。
ステップ(Ｓ２８)での判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ１９)に移行し、ステップ(Ｓ２８)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ２４)に戻る。
【００４２】
図６に示すように、ステップ(Ｓ７)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ２９)で通常再生処理を継続し、ステップ(Ｓ３０)で加速再生要求の再判定期間(Ｔ２)が経過したか否かを判定する。
ステップ(Ｓ３０)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ３１)でＰＭ堆積量推定値が通常再生終了判定値(Ｊ１)まで下降したか否かを判定する。
ステップ(Ｓ３１)での判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ３２)で通常再生処理を終了する。
ステップ(Ｓ３１)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ３３)でＤＰＦ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を判定する。
ステップ(Ｓ３３)での判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ８)に移行する。
ステップ(Ｓ３３)での判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ２９)に戻る。
ステップ(Ｓ３０)での判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ３４)でＰＭ堆積量推定値が加速再生要求判定値(Ｊ２)まで上昇しているか否かを判定し、否定の場合には、通常再生終了判定値(Ｊ１)まで下降していない場合でも、ステップ(Ｓ３２)で通常再生処理を終了する。
ステップ(Ｓ３４)での判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ８)に進む。
【符号の説明】
【００４３】
(１) ＤＰＦ
(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
(７) 加速再生開始操作手段
(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
(１４) エンジン制御手段
(４１) 加速再生の再要求報知手段
(４２) サービスマンコール要求情報報知手段
(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) 通常再生禁止及び加速再生の再要求判定値
(Ｊ５) 再生禁止及びサービスマンコール要求判定値
(Ｊ６) リンプホーム運転モード切替判定値
(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
(Ｓ２) 通常再生処理を開始
(Ｓ５) 通常再生処理を終了
(Ｓ８) 加速再生要求情報の報知を開始
(Ｓ１０) 通常再生処理を加速再生処理に切り替え
(Ｓ１１) 通常再生処理を継続
(Ｓ１２) 加速再生処理を終了
(Ｓ１３) 通常再生処理を禁止
(Ｓ１４) 加速再生の再要求情報の報知を開始
(Ｓ１６) 加速再生開始操作を開始
(Ｓ２０) サービスマンコール要求情報の報知を開始
(Ｓ２２) 通常運転モードをリンプホーム運転モードに切り替え
(Ｓ２５) 加速再生処理を終了
(Ｓ２９) 通常再生処理を継続
(Ｓ３２) 通常再生処理を終了
【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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