(57)【要約】【課題】尿素水タンクの尿素水の残量レベルが所定値未満となってエンジンの運転制限がなされている場合でも、災害時等に、緊急にエンジンを運転する必要がある場合には、エンジンの運転制限を一時的に解除することができるエンジンの尿素ＳＣＲシステを提供する。  【解決手段】運転制限解除装置８を備え、制御装置５によりエンジン１の運転制限がなされた後、運転制限解除装置６の運転制限解除操作がなされた場合には、制御装置５によりエンジン１の運転制限が解除され、その後、所定時間が経過すると、制御装置５によりエンジン１の運転制限が再開され、その後は、尿素水タンク４への尿素水４ａの補充の有無に拘わらず、制御装置５によりエンジン１の運転制限が継続されるように構成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン(１)と排気浄化装置(２)と制御手段(５)とを備え、
排気浄化装置(２)は、尿素ＳＣＲ触媒(３)と尿素水タンク(４)と尿素水レベルセンサ(６)と尿素水インジェクタ(９)とを備え、尿素水タンク(４)内の尿素水(４ａ)が尿素水インジェクタ(９)で排気(１０)に混合され、排気(１０)中の窒素酸化物が尿素ＳＣＲ触媒(３)で還元され、
尿素水タンク(４)の尿素水(４ａ)の残量レベルが所定値未満となったことが、尿素水レベルセンサ(６)で検出されたことに基づいて、制御手段(５)によりエンジン(１)の運転制限がなされるように構成された、エンジンの尿素ＳＣＲシステムにおいて、
運転制限解除装置(８)を備え、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限(Ｓ２)がなされた後、運転制限解除装置(６)の運転制限解除操作がなされた場合には、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限が解除(Ｓ４)され、その後、所定時間が経過すると、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限(Ｓ６)が再開され、その後は、尿素水タンク(４)への尿素水(４ａ)の補充の有無に拘わらず、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限(Ｓ６)が継続されるように構成されている、ことを特徴とするエンジンの尿素ＳＣＲシステム。
【請求項２】
請求項１に記載されたエンジンの尿素ＳＣＲシステムにおいて、
制御装置(５)によるエンジン(１)の運転制限が、エンジン(１)の再始動禁止である、ことを特徴とするエンジンの尿素ＳＣＲシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されたエンジンの尿素ＳＣＲシステムにおいて、
尿素水タンク(４)が尿素水レベルセンサ(６)とその残量レベル信号出力端子(６ａ)を備え、制御装置(５)が残量レベル信号入力電線(７)とその入力端子(７ａ)と運転制限解除信号出力端子(５ａ)とを備え、
運転制限解除装置(８)が残量レベル信号入力電線(７)の入力端子(７ａ)と運転制限解除信号出力端子(５ａ)とで構成され、
運転制限解除操作が、残量レベル信号入力電線(７)の入力端子(７ａ)を尿素水レベルセンサ(６)の残量レベル信号出力端子(６ａ)から運転制限解除信号出力端子(５ａ)に接続し直す操作とされ、運転制限解除操作により、運転制限解除信号出力端子(５ａ)から残量レベル信号入力電線(７)の入力端子(７ａ)に運転制限解除信号が出力されて、制御装置(５)によるエンジン(１)の運転制限が解除されるように構成されている、ことを特徴とするエンジンの尿素ＳＣＲシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの尿素ＳＣＲシステムに関し、詳しくは、尿素水タンクの
尿素水の残量レベルが所定値未満となってエンジンの運転制限がなされている場合でも、災害時に、緊急にエンジンを運転する必要がある場合には、エンジンの運転制限を一時的に解除することができるエンジンの尿素ＳＣＲシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの尿素ＳＣＲシステムとして、エンジンと排気浄化装置と制御装置とを備え、排気浄化装置は、尿素ＳＣＲ触媒と尿素水タンクと尿疎水レベルセンサと尿素水インジェクタと制御装置とを備え、尿素水タンク内の尿素水が尿素水インジェクタで排気に混合され、排気中の窒素酸化物が尿素ＳＣＲ触媒で還元され、尿素水タンクの尿素水の残量レベルが所定値未満となったことが、尿素水レベルセンサで検出されたことに基づいて、制御装置によりエンジンの運転制限がなされるように構成されたものがある(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
この種の尿素ＳＣＲシステムによれば、排気中の窒素酸化物を尿素水と尿素ＳＣＲ触媒で効率的に浄化できるとともに、尿素水の補充を怠った場合には、エンジンの運転制限がなされるため、尿素水の補充をせずにエンジンを運転するエンジンの不正使用を防止することができる利点がある。
【０００４】
しかし、この特許文献１のものでは、エンジンの運転制限を解除できる手段を備えていないため、問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２０６１号公報(図４参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
《問題点》  災害時に、緊急にエンジンを運転する必要がある場合であっても、エンジンの運転制限を解除することができない不具合がある。
特許文献１のものでは、災害等による道路の寸断等、尿素水の調達が不可能になった結果、エンジンの運転制限がなされても、運転制限を解除する手段を備えていないため、災害時等に、緊急にエンジンを運転する必要がある場合であっても、エンジンの運転制限を解除することができない不具合がある。この場合、エンジン搭載機械を用いて救助活動や物資輸送等、災害時に必要な活動を行うことができない。
【０００７】
本発明の課題は、尿素水タンクの尿素水の残量レベルが所定値未満となってエンジンの運転制限がなされている場合でも、災害時に、緊急にエンジンの運転が必要な場合には、エンジンの運転制限を一時的に解除することができるエンジンの尿素ＳＣＲシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、エンジン(１)と排気浄化装置(２)と制御手段(５)とを備え、
排気浄化装置(２)は、尿素ＳＣＲ触媒(３)と尿素水タンク(４)と尿素水レベルセンサ(６)と尿素水インジェクタ(９)とを備え、尿素水タンク(４)内の尿素水(４ａ)が尿素水インジェクタ(９)で排気(１０)に混合され、排気(１０)中の窒素酸化物が尿素ＳＣＲ触媒(３)で還元され、
尿素水タンク(４)の尿素水(４ａ)の残量レベルが所定値未満となったことが、尿素水レベルセンサ(６)で検出されたことに基づいて、制御手段(５)によりエンジン(１)の運転制限がなされるように構成された、エンジンの尿素ＳＣＲシステムにおいて、
図１、図２に例示するように、運転制限解除装置(８)を備え、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限(Ｓ２)がなされた後、運転制限解除装置(６)の運転制限解除操作がなされた場合には、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限が解除(Ｓ４)され、その後、所定時間が経過すると、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限(Ｓ６)が再開され、その後は、尿素水タンク(４)への尿素水(４ａ)の補充の有無に拘わらず、エンジン(１)の運転制限(Ｓ６)が継続されるように構成されている、ことを特徴とするエンジンの尿素ＳＣＲシステム。
【発明の効果】
【０００９】
(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》  災害時に、緊急にエンジンの運転をする必要がある場合には、エンジンの運転制限を一時的に解除することができる。
図１、図２に例示するように、運転制限解除装置(８)を備え、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限(Ｓ２)がなされた後、運転制限解除装置(６)の運転制限解除操作がなされた場合には、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限が解除(Ｓ４)されるので、災害時に、緊急にエンジンの運転をする必要がある場合には、エンジンの運転制限を一時的に解除することができる。このため、エンジン搭載機械を用いて、救助活動や物資輸送等、災害時に必要な活動を行うことができる。
【００１０】
《効果》  災害時でもないのに、故意に尿素水を補充しないで運転するエンジンの不正使用は抑制される。
図１、図２に例示するように、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限が解除(Ｓ４)され、その後、所定時間が経過すると、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限(Ｓ６)が再開され、その後は、尿素水タンク(４)への尿素水(４ａ)の補充の有無に拘わらず、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限(Ｓ６)が継続されるように構成されているので、災害時でもないのに、故意に尿素水(４ａ)を補充しないで運転すると、エンジン(１)の運転制限(Ｓ６)を解除できなくなり、尿素水(４ａ)の補充に要する費用とは比較にならない大きな損失を受けることになるため、災害時でもないのに、故意に尿素水を補充しないで運転するエンジンの不正使用は抑制される。
【００１１】
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》  エンジンの不正使用の抑制効果が高まる。
制御装置(５)によるエンジン(１)の運転制限が、エンジン(１)の再始動禁止であるため、尿素水(４ａ)を補充しないで運転するエンジン(１)の不正使用者は極めて大きな損失を受けることになり、エンジン(１)の不正使用の抑制効果が高まる。
【００１２】
(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》  制限解除の誤操作が起こりにくい。  
図１に例示するように、運転制限解除操作が、残量レベル信号入力電線(７)の入力端子(７ａ)を尿素水レベルセンサ(６)の残量レベル信号出力端子(６ａ)から運転制限解除信号出力端子(５ａ)に接続し直す操作とされているので、エンジンの振動や、メンテナンス時の作業者の接触等による、運制限解除の誤操作が起こりにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの尿素ＳＣＲシステムの模式図である。
【図２】図１のシステムで用いる制御装置によるエンジンの運転制限とその解除に関する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１〜図２は本発明の実施形態に係るエンジンの尿素ＳＣＲシステムを説明する図であり、この実施形態では、ディーゼルエンジンの尿素ＳＣＲシステムについて説明する。ＳＣＲは、Selective Catalytic Reduction(選択触媒還元)の略である。
【００１５】
尿素ＳＣＲシステムの概要は、次の通りである。
図１に示すように、エンジン(１)と排気浄化装置(２)と制御手段(５)とを備えている。
排気浄化装置(２)は、尿素ＳＣＲ触媒(３)と尿素水タンク(４)と尿素水レベルセンサ(６)と尿素水インジェクタ(９)とを備え、尿素水タンク(４)内の尿素水(４ａ)が尿素水インジェクタ(９)で排気(１０)に混合され、排気(１０)中の窒素酸化物が尿素ＳＣＲ触媒(３)で還元される。
尿素水タンク(４)の尿素水(４ａ)の残量レベルが所定値未満となったことが、尿素水レベルセンサ(６)で検出されたことに基づいて、制御手段(５)によりエンジン(１)の運転制限がなされるように構成されている。
【００１６】
エンジン(１)の構成は、次の通りである。
図１に示すように、エンジン(１)は、シリンダブロック(１１)の上部にシリンダヘッド(１２)が組み付けられ、シリンダヘッド(１２)の上部にシリンダヘッドカバー(１３)が組み付けられ、シリンダブロック(１１)の前部には伝動ギヤケース(１４)が組み付けられ、その前部にエンジン冷却ファン(１５)が配置され、シリンダブロック(１１)の後部にフライホイール(１６)が配置され、シリンダブロック(１１)の下部にオイルパン(１７)が組み付けられている。
シリンダヘッド(１２)の横一側には、排気マニホルド(１８)が組み付けられ、シリンダヘッド(１２)の横他側には、吸気マニホルド(図外)が組み付けられている。シリンダブロック(１１)の横一側にはスターティングモータ(１９)が組み付けられている。
【００１７】
排気浄化装置(２)の構成は、次の通りである。
図１に示すように、排気浄化装置(２)は、ＤＰＦケース(２０)とＳＣＲケース(２１)と尿素水タンク(４)とを備えている。
ＤＰＦケース(２０)とＳＣＲケース(２１)は、排気マニホルド(１８)の下流に直列接続され、上流側がＤＰＦケース(２０)で、下流側がＳＣＲケース(２１)である。ＤＰＦケース(２０)内にはＤＯＣ(２２)とＤＰＦ(２３)が収容され、上流側がＤＯＣ(２２)で、下流側がＤＰＦ(２３)である。ＳＣＲケース(２１)内には、尿素ＳＣＲ触媒(３)とアンモニア浄化用酸化触媒(２４)が収容されている。上流側が尿素ＳＣＲ触媒(３)で、下流側がアンモニア浄化用酸化触媒(２４)である。ＤＯＣはディーゼル酸化触媒の略称、ＤＰＦはディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称である。
ＤＰＦケース(２０)とＳＣＲケース(２１)とは、尿素水混合通路(２５)で接続され、尿素水混合通路(２５)には尿素水インジェクタ(９)が配置されている。
【００１８】
尿素水の供給構造は、次の通りである。
図１に示すように、尿素水タンク(４)の尿素水(４ａ)は、尿疎水供給ライン(２６)で尿素水インジェクタ(９)に供給される。尿疎水供給ライン(２６)には、尿素水供給ポンプ(２７)が設けられている。尿素水インジェクタ(９)と尿素水タンク(４)との間には尿素水戻りライン(２８)が設けられ、尿素水インジェクタ(９)に供給された尿素水(４ａ)の一部は、尿素水インジェクタ(９)で噴射されることなく、尿素水インジェクタ(９)を冷却して、尿素水戻りライン(２８)から尿素水タンク(４)に戻る。
尿素水タンク(４)は、尿素水レベルセンサ(６)を備え、尿素水レベルセンサ(６)は、尿素水タンク(４)内の尿素水(４ａ)の残量レベル信号を制御装置(５)に出力している。
【００１９】
制御装置(５)は、エンジンＥＣＵである。ＥＣＵは、電子制御ユニットの略称であり、マイクロコンピュータである。
図１に示すように、制御装置(５)には、尿素水レベルセンサ(６)及びスターティングモータ(１９)が電気的に接続されている。
【００２０】
図１、図２に示すように、尿素ＳＣＲシステムは、運転制限解除装置(８)を備え、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限(Ｓ２)がなされた後、運転制限解除装置(６)の運転制限解除操作がなされた場合には、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限が解除(Ｓ４)され、その後、所定時間が経過すると、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限(Ｓ６)が再開され、その後は、尿素水タンク(４)への尿素水(４ａ)の補充の有無に拘わらず、制御装置(５)によりエンジン(１)の運転制限(Ｓ６)が継続されるように構成されている。
【００２１】
運転制限の内容は、次の通りである。
制御装置(５)によるエンジン(１)の運転制限は、エンジン(１)の再始動の禁止である。尿素水タンク(４)の尿素水(４ａ)が所定量未満となった場合には、制御装置(５)により、スターティングモータ(１９)の機能が停止され、エンジンの再始動が禁止される。
エンジン(１)の運転制限は、エンジン(１)の再始動の禁止に代えて、エンジン(１)の出力制限であってもよい。
【００２２】
運転制限解除操作は、次のように行われる。
図１に示すように、尿素水タンク(４)が尿素水レベルセンサ(６)とその残量レベル信号出力端子(６ａ)を備え、制御装置(５)が残量レベル信号入力電線(７)とその入力端子(７ａ)と運転制限解除信号出力端子(５ａ)とを備えている。
運転制限解除装置(８)が残量レベル信号入力電線(７)の入力端子(７ａ)と運転制限解除信号出力端子(５ａ)とで構成されている。
運転制限解除操作が、残量レベル信号入力電線(７)の入力端子(７ａ)を尿素水レベルセンサ(６)の残量レベル信号出力端子(６ａ)から運転制限解除信号出力端子(５ａ)に接続し直す操作とされ、運転制限解除操作により、運転制限解除信号出力端子(５ａ)から残量レベル信号入力電線(７)の入力端子(７ａ)に運転制限解除信号が出力されて、制御装置(５)によるエンジン(１)の運転制限が解除されるように構成されている。
【００２３】
制御手段(５)によるエンジン(１)の運転制限と運転制限解除の処理の流れは、次の通りである。
図２に示すように、ステップ(Ｓ１)では、尿素タンク(４)の尿素水(４ａ)の残量レベルが所定値未満か否かが判断される。判断が否定された場合には、ステップ(Ｓ１)での判断が繰り返され、判断が肯定された場合には、ステップ(Ｓ２)に進む。
ステップ(Ｓ２)では、エンジンの運転制限がなされる。具体的には、エンジンの再始動が禁止される。すなわち、エンジンが停止されると、再始動することができなくなる。
ステップ(Ｓ２)でエンジンの運転制限がなされると、ステップ(Ｓ３)に進む。
ステップ(Ｓ３)では、運転制限解除操作がなされたか否かが判断される。判断が否定された場合には、ステップ(Ｓ３)での判断が繰り返され、判断が肯定された場合には、ステップ(Ｓ４)に進む。
【００２４】
ステップ(Ｓ４)では、エンジンの運転制限が解除される。具体的には、エンジンの再始動が許可される。
ステップ(Ｓ４)でエンジンの運転制限が解除されると、ステップ(Ｓ５)に進む。
ステップ(Ｓ５)では、エンジンの始動制限が解除されてから所定時間が経過したか否かが判断される。具体的には、２４時間が経過したか否かが判断される。
判断が否定された場合には、ステップ(Ｓ５)での判断を繰り返され、判断が肯定された場合には、ステップ(Ｓ６)に進む。
ステップ(Ｓ６)では、エンジンの運転制限が再開され、その後は、尿素水タンク(４)への尿素水(４ａ)の補充の有無に拘わらず、ステップ(Ｓ６)の運転制限が継続する。
ステップ(Ｓ２)とステップ(Ｓ６)のエンジンの運転制限は、エンジン(１)の再始動の禁止に代えて、エンジン(１)の出力制限であってもよい。
【符号の説明】
【００２５】
(１) エンジン
(２) 排気浄化装置
(３) 尿素ＳＣＲ触媒
(４) 尿素水タンク
(４ａ) 尿素水
(５) 制御装置
(５ａ) 運転制限解除信号出力端子
(６) 尿素水レベルセンサ
(６ａ) 残量レベル信号出力端子
(７) 残量レベル信号入力電線
(７ａ) 入力端子
(８) 制限解除装置
(９) 尿素水インジェクタ
(１０) 排気
(Ｓ２) エンジンの運転制限
(Ｓ４) エンジンの運転制限が解除
(Ｓ６) エンジンの運転制限
【図１】
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【図２】
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