JP2012067731A - Exhaust emission control system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such the problem that un-burned fuel by post injection is discharged as it is to the outside of a DPF (diesel particulate filter) as white smoke in regeneration of an exhaust emission control device 50.SOLUTION: The exhaust emission control system is provided with an exhaust emission control device 50 arranged in the discharge system 77 of a common rail type engine 70 and at least one of an intake throttle device 81 and an exhaust throttle device 82 arranged in the intake and exhaust systems 76, 77 of the engine 70. A regeneration mode in which the fuel is supplied into the exhaust emission control device 50 in the post injection E is constituted so as to be executed. Before the regeneration mode, a temperature rising mode of increasing the temperature of the exhaust gas from the engine 70 by the combination of the operation of at least one of the throttle devices 81, 82, after injection D and the proximity post injection F is constituted to be executed.

Description

本願発明は、例えば建設機械、農作業機及びエンジン発電機といった作業機に搭載されるエンジンに対する排気ガス浄化システムに関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas purification system for an engine mounted on a work machine such as a construction machine, a farm work machine, and an engine generator.

昨今、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）に関する高次の排ガス規制が適用されるのに伴い、エンジンが搭載される建設機械、農作業機及びエンジン発電機等に、排気ガス中の大気汚染物質を浄化処理する排気ガス浄化装置を搭載することが要望されつつある。排気ガス浄化装置としては、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）が知られている（特許文献１及び２参照）。ＤＰＦは、排気ガス中の粒子状物質（以下、ＰＭという）等を捕集するためのものであり、ディーゼル酸化触媒とスートフィルタとを備えている。この場合、ＤＰＦにて捕集されたＰＭが規定量を超えると、ＤＰＦ内の流通抵抗が増大してエンジン出力の低下をもたらすため、排気ガスの昇温によってＤＰＦに堆積したＰＭを除去し、ＤＰＦのＰＭ捕集能力を回復させる（ＤＰＦを再生させる）こともよく行われている。   In recent years, as high-level exhaust gas regulations related to diesel engines (hereinafter simply referred to as engines) have been applied, air pollutants in exhaust gas have been introduced into construction machines, agricultural machines, and engine generators on which engines are mounted. There has been a demand for mounting an exhaust gas purification device for purification treatment. A diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF) is known as an exhaust gas purification device (see Patent Documents 1 and 2). The DPF is for collecting particulate matter (hereinafter referred to as PM) in the exhaust gas, and includes a diesel oxidation catalyst and a soot filter. In this case, if the PM collected by the DPF exceeds a specified amount, the flow resistance in the DPF increases and the engine output decreases, so the PM accumulated in the DPF is removed by the temperature rise of the exhaust gas, It is often performed to recover the PM collection ability of the DPF (regenerate the DPF).

特開２０００−１４５４３０号公報JP 2000-145430 A 特開２００３−２７９２２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-27922

ところで、エンジンは例えば建設機械、農作業機並びにエンジン発電機といった多種多様な作業機に搭載される。このため、ＤＰＦ付きエンジンにおいて、排気ガス温度を高めてＤＰＦ再生動作を実行したとしても、ＤＰＦの浄化能力が十分に回復しない場合（再生不十分な場合）があり得る。この点、ＤＰＦ付きエンジンがコモンレール式のもの（燃料噴射装置がコモンレールタイプのもの）であれば、ポスト噴射にてＤＰＦ内に燃料を供給し燃焼させるという積極的な加熱によって、ＤＰＦ再生を促進させることが可能である。   By the way, the engine is mounted on various working machines such as a construction machine, an agricultural machine, and an engine generator. For this reason, in an engine with a DPF, even if the exhaust gas temperature is raised and the DPF regeneration operation is executed, there may be a case where the DPF purification capacity does not sufficiently recover (when regeneration is insufficient). In this regard, if the engine with DPF is of the common rail type (the fuel injection device is of the common rail type), the DPF regeneration is promoted by aggressive heating in which fuel is supplied into the DPF and burned by post injection. It is possible.

しかし、ポスト噴射にてＤＰＦ内に燃料を供給しＰＭを積極的に燃焼させるという態様では、ポスト噴射の頻度が高いと（回数が嵩むと）、大幅に燃費が悪化するばかりか、エンジンの各気筒内に未燃焼の燃料が残留してエンジンオイルを希釈させ、エンジンの耐久性悪化を招来するという問題があった。特に、ＤＰＦ再生の際には、ディーゼル酸化触媒を活性化させるために、ディーゼル酸化触媒を活性温度（例えば約２５０〜３００℃）以上に温めておく必要があるものの、例えばエンジン始動時のように、排気ガス温度が低くてディーゼル酸化触媒が活性温度に達していないときは、ポスト噴射による未燃焼の燃料がそのままＤＰＦ外に白煙として排出されてしまうという問題をはらんでいた。   However, in the aspect in which fuel is supplied into the DPF by post-injection and PM is actively burned, if the frequency of post-injection is high (when the number of times increases), not only the fuel efficiency is greatly deteriorated, but each engine There has been a problem that unburned fuel remains in the cylinder, diluting the engine oil and deteriorating the durability of the engine. In particular, during the DPF regeneration, in order to activate the diesel oxidation catalyst, it is necessary to warm the diesel oxidation catalyst to an activation temperature (for example, about 250 to 300 ° C.) or more. When the exhaust gas temperature is low and the diesel oxidation catalyst does not reach the activation temperature, there is a problem that unburned fuel by post injection is directly discharged as white smoke outside the DPF.

そこで、本願発明は、このような現状を検討して改善を施した排気ガス浄化システムを提供することを技術的課題とするものである。   In view of this, the present invention has a technical problem to provide an exhaust gas purification system that has been improved by examining the current situation.

請求項１の発明は、コモンレール式エンジンの排気系に配置された排気ガス浄化装置と、前記エンジンの吸排気系に配置された吸気絞り装置及び排気絞り装置のうち少なくとも一方とを備えており、ポスト噴射にて燃料を前記排気ガス浄化装置内に供給する再生モードを実行可能に構成されている排気ガス浄化システムであって、前記再生モードの前に、前記少なくとも一方の絞り装置の作動、アフタ噴射及び近接ポスト噴射の組合せによって、前記エンジンからの排気ガス温度を上昇させる昇温モードを実行するように構成されているというものである。   The invention of claim 1 includes an exhaust gas purification device arranged in an exhaust system of a common rail engine, and at least one of an intake throttle device and an exhaust throttle device arranged in an intake / exhaust system of the engine, An exhaust gas purification system configured to be able to execute a regeneration mode in which fuel is supplied into the exhaust gas purification device by post-injection, the operation of the at least one throttle device before and after the regeneration mode, The temperature raising mode for raising the exhaust gas temperature from the engine is executed by a combination of injection and proximity post injection.

請求項２の発明は、請求項１に記載した排気ガス浄化システムにおいて、前記近接ポスト噴射は前記再生モードでのポスト噴射に対して進角させているというものである。   According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purification system according to the first aspect, the proximity post injection is advanced with respect to the post injection in the regeneration mode.

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載した排気ガス浄化システムにおいて、前記昇温モードにおける近接ポスト噴射での燃料噴射量が、前記再生モードにおけるポスト噴射での燃料噴射量よりも少なく設定されているというものである。   According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas purification system according to the first or second aspect, the fuel injection amount in the proximity post injection in the temperature raising mode is smaller than the fuel injection amount in the post injection in the regeneration mode. It is set.

請求項４の発明は、請求項１〜３のうちいずれかに記載した排気ガス浄化システムにおいて、前記昇温モードにて前記エンジンからの排気ガス温度が所定温度以上であれば、前記再生モードに移行するように構成されているというものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification system according to any one of the first to third aspects, if the exhaust gas temperature from the engine is equal to or higher than a predetermined temperature in the temperature raising mode, the regeneration mode is set. It is configured to migrate.

請求項５の発明は、請求項１〜４のうちいずれかに記載した排気ガス浄化システムにおいて、前記昇温モードにて前記エンジンからの排気ガス温度が所定温度未満で且つ所定時間が経過すれば、通常運転モードに復帰するように構成されているというものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification system according to any one of the first to fourth aspects, the exhaust gas temperature from the engine is lower than a predetermined temperature and a predetermined time elapses in the temperature raising mode. It is configured to return to the normal operation mode.

請求項１の発明によると、コモンレール式エンジンの排気系に配置された排気ガス浄化装置と、前記エンジンの吸排気系に配置された吸気絞り装置及び排気絞り装置のうち少なくとも一方とを備えており、ポスト噴射にて燃料を前記排気ガス浄化装置内に供給する再生モードを実行可能に構成されている排気ガス浄化システムであって、前記再生モードの前に、前記少なくとも一方の絞り装置の作動、アフタ噴射及び近接ポスト噴射の組合せによって、前記エンジンからの排気ガス温度を上昇させる昇温モードを実行するように構成されているから、前記昇温モードにおいて、吸排気量制限による燃料噴射量増加と、前記アフタ噴射及び前記近接ポスト噴射による気筒内燃焼とによって、前記エンジンからの排気ガス温度の上昇を図れることになる。   According to the first aspect of the present invention, the exhaust gas purifying device disposed in the exhaust system of the common rail engine and at least one of the intake throttle device and the exhaust throttle device disposed in the intake and exhaust system of the engine are provided. An exhaust gas purification system configured to execute a regeneration mode in which fuel is supplied into the exhaust gas purification device by post-injection, and before the regeneration mode, the operation of at least one of the throttle devices, Since the temperature raising mode for raising the exhaust gas temperature from the engine is executed by a combination of after-injection and proximity post-injection, in the temperature raising mode, an increase in fuel injection amount due to intake / exhaust amount restriction and The exhaust gas temperature from the engine can be increased by in-cylinder combustion by the after injection and the proximity post injection. It made.

このため、例えば前記エンジン始動時でも、前記再生モードを実行する前に、排気ガスひいては前記排気ガス浄化装置を素早く昇温でき、前記排気ガス浄化装置の活性化に至るまでの時間を短縮できる。従って、前記再生モードでの前記ポスト噴射開始時の白煙発生を、従前よりも確実に防止できるという効果を奏する。   For this reason, for example, even when the engine is started, before the regeneration mode is executed, the temperature of the exhaust gas and thus the exhaust gas purification device can be quickly raised, and the time until the exhaust gas purification device is activated can be shortened. Therefore, there is an effect that the generation of white smoke at the start of the post injection in the regeneration mode can be prevented more reliably than before.

請求項２の発明によると、請求項１に記載した排気ガス浄化システムにおいて、前記近接ポスト噴射は前記再生モードでのポスト噴射に対して進角させているから、前記アフタ噴射の後でも気筒内燃焼を行えることになり、前記エンジンからの排気ガス温度を十分に昇温できるという効果を奏する。   According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purification system according to the first aspect, the proximity post injection is advanced with respect to the post injection in the regeneration mode. Combustion can be performed, and the exhaust gas temperature from the engine can be sufficiently raised.

更に、前記近接ポスト噴射においては、白煙の発生防止（排気ガス昇温）に効果が見込めるだけの燃料を噴射すれば足りるから、請求項３の発明のように、前記昇温モードにおける前記近接ポスト噴射での燃料噴射量を、前記再生モードにおける前記ポスト噴射での燃料噴射量よりも少なくすれば、燃費の悪化を抑制できるという効果を奏する。   Furthermore, in the proximity post-injection, it is sufficient to inject fuel that can be expected to prevent white smoke from being generated (exhaust gas temperature increase). Therefore, as in the invention of claim 3, the proximity temperature injection in the temperature increase mode is sufficient. If the fuel injection amount in the post-injection is made smaller than the fuel injection amount in the post-injection in the regeneration mode, there is an effect that deterioration of fuel consumption can be suppressed.

請求項４の発明によると、請求項１〜３のうちいずれかに記載した排気ガス浄化システムにおいて、前記昇温モードにて前記エンジンからの排気ガス温度が所定温度以上であれば、前記再生モードに移行するように構成されているから、前記ポスト噴射にて白煙発生のおそれがある排気ガス温度域では、前記再生モードを実行することがなくなる。従って、前記再生モードでの前記ポスト噴射開始時の白煙発生を確実に防止できるという効果を奏する。   According to the invention of claim 4, in the exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 3, if the exhaust gas temperature from the engine is equal to or higher than a predetermined temperature in the temperature raising mode, the regeneration mode Therefore, the regeneration mode is not executed in the exhaust gas temperature range where white smoke may be generated in the post injection. Therefore, it is possible to reliably prevent the generation of white smoke at the start of the post injection in the regeneration mode.

請求項５の発明によると、請求項１〜４のうちいずれかに記載した排気ガス浄化システムにおいて、前記昇温モードにて前記エンジンからの排気ガス温度が所定温度未満で且つ所定時間が経過すれば、通常運転モードに復帰するように構成されているから、前記排気ガス温度を十分に昇温できない状態で、吸排気量制限、前記アフタ噴射及び前記近接ポスト噴射を延々と実行するのを回避できる。このため、燃費悪化の抑制に効果的である。   According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust gas purification system according to any one of the first to fourth aspects, the exhaust gas temperature from the engine is less than a predetermined temperature and a predetermined time elapses in the temperature raising mode. For example, since it is configured to return to the normal operation mode, it is possible to avoid the exhaust air amount limitation, the after injection, and the proximity post injection from being performed in an endless manner when the exhaust gas temperature cannot be sufficiently increased. it can. For this reason, it is effective for suppression of fuel consumption deterioration.

エンジン及び排気ガス浄化装置の関係を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the relationship between an engine and an exhaust gas purification apparatus. エンジンの燃料系統説明図である。It is fuel system explanatory drawing of an engine. 燃料の噴射タイミングを説明する図である。It is a figure explaining the injection timing of fuel. ＤＰＦ再生制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of DPF regeneration control.

以下に、本願発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（１）．エンジン及びその周辺の構造
まず、図１及び図２を参照しながら、エンジン７０及びその周辺の構造を説明する。図２に示すように、エンジン７０は４気筒型のディーゼルエンジンであり、上面にシリンダヘッド７２が締結されたシリンダブロック７５を備えている。シリンダヘッド７２の一側面には吸気マニホールド７３が接続されており、他側面には排気マニホールド７１が接続されている。シリンダブロック７５の側面のうち吸気マニホールド７３の下方には、エンジン７０の各気筒に燃料を供給するコモンレールシステム１１７が設けられている。吸気マニホールド７３の吸気上流側に接続された吸気管７６には、エンジン７０の吸気圧（吸気量）を調節するための吸気絞り装置８１とエアクリーナ（図示省略）とが接続される。 (1). Engine and its Surrounding Structure First, the engine 70 and its surrounding structure will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the engine 70 is a four-cylinder type diesel engine, and includes a cylinder block 75 having a cylinder head 72 fastened on the upper surface. An intake manifold 73 is connected to one side of the cylinder head 72, and an exhaust manifold 71 is connected to the other side. A common rail system 117 that supplies fuel to each cylinder of the engine 70 is provided below the intake manifold 73 on the side surface of the cylinder block 75. An intake pipe 76 connected to the intake upstream side of the intake manifold 73 is connected to an intake throttle device 81 and an air cleaner (not shown) for adjusting the intake pressure (intake amount) of the engine 70.

図１に示すように、エンジン７０における４気筒分の各インジェクタ１１５に、コモンレールシステム１１７及び燃料供給ポンプ１１６を介して、燃料タンク１１８が接続される。各インジェクタ１１５は電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ１１９を備えている。コモンレールシステム１１７は円筒状のコモンレール１２０を備えている。燃料供給ポンプ１１６の吸入側には、燃料フィルタ１２１及び低圧管１２２を介して燃料タンク１１８が接続されている。燃料タンク１１８内の燃料が燃料フィルタ１２１及び低圧管１２２を介して燃料供給ポンプ１１６に吸い込まれる。実施形態の燃料供給ポンプ１１６は吸気マニホールド７３の近傍に配置されている。一方、燃料供給ポンプ１１６の吐出側には、高圧管１２３を介してコモンレール１２０が接続されている。コモンレール１２０には、４本の燃料噴射管１２６を介して、４気筒分のインジェクタ１１５が接続されている。   As shown in FIG. 1, a fuel tank 118 is connected to injectors 115 for four cylinders in the engine 70 via a common rail system 117 and a fuel supply pump 116. Each injector 115 is provided with an electromagnetic switching control type fuel injection valve 119. The common rail system 117 includes a cylindrical common rail 120. A fuel tank 118 is connected to the suction side of the fuel supply pump 116 via a fuel filter 121 and a low pressure pipe 122. The fuel in the fuel tank 118 is sucked into the fuel supply pump 116 via the fuel filter 121 and the low pressure pipe 122. The fuel supply pump 116 of the embodiment is disposed in the vicinity of the intake manifold 73. On the other hand, a common rail 120 is connected to the discharge side of the fuel supply pump 116 via a high-pressure pipe 123. The common rail 120 is connected to injectors 115 for four cylinders via four fuel injection pipes 126.

上記の構成において、燃料タンク１１８の燃料は燃料供給ポンプ１１６によってコモンレール１２０に圧送され、高圧の燃料がコモンレール１２０に蓄えられる。各燃料噴射バルブ１１９がそれぞれ開閉制御されることによって、コモンレール１２０内の高圧の燃料が各インジェクタ１１５からエンジン７０の各気筒に噴射される。すなわち、各燃料噴射バルブ１１９を電子制御することによって、各インジェクタ１１５から供給される燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間（噴射量）が高精度にコントロールされる。従って、エンジン７０からの窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減できると共に、エンジン７０の騒音振動を低減できる。   In the above configuration, the fuel in the fuel tank 118 is pumped to the common rail 120 by the fuel supply pump 116, and high-pressure fuel is stored in the common rail 120. Each fuel injection valve 119 is controlled to open and close, whereby high-pressure fuel in the common rail 120 is injected from each injector 115 to each cylinder of the engine 70. That is, by electronically controlling each fuel injection valve 119, the injection pressure, injection timing, and injection period (injection amount) of the fuel supplied from each injector 115 are controlled with high accuracy. Therefore, nitrogen oxide (NOx) from the engine 70 can be reduced, and noise and vibration of the engine 70 can be reduced.

図３に示すように、コモンレールシステム１１７は、上死点（ＴＤＣ）を挟む付近でメイン噴射Ａを実行するように構成されている。また、コモンレールシステム１１７は、メイン噴射Ａ以外に、上死点より約６０°以前のクランク角度θ１の時期に、ＮＯｘ及び騒音の低減を目的として少量のパイロット噴射Ｂを実行したり、上死点直前のクランク角度θ２の時期に、騒音低減を目的としてプレ噴射Ｃを実行したり、上死点後のクランク角度θ３及びθ４の時期に、ＰＭの低減や排気ガスの浄化促進を目的としてアフタ噴射Ｄ及びポスト噴射Ｅを実行したりするように構成されている。   As shown in FIG. 3, the common rail system 117 is configured to execute the main injection A in the vicinity of the top dead center (TDC). In addition to the main injection A, the common rail system 117 executes a small amount of pilot injection B for the purpose of reducing NOx and noise at the time of the crank angle θ1 about 60 ° before the top dead center, Pre-injection C is executed for the purpose of reducing noise immediately before the crank angle θ2, and after-injection is performed for the purpose of reducing PM and promoting exhaust gas purification at the crank angles θ3 and θ4 after top dead center. D and post-injection E are executed.

パイロット噴射Ｂは、メイン噴射Ａに対して大きく進角した時期に噴射することによって、燃料と空気との混合を促進させるものである。プレ噴射Ｃは、メイン噴射Ａに先立って噴射することによって、メイン噴射Ａでの着火時期の遅れを短縮するものである。アフタ噴射Ｄは、メイン噴射Ａに対してやや遅角させて噴射することによって、拡散燃焼を活性化させ、エンジン７０からの排気ガス温度を上昇させる（ＰＭを再燃焼させる）ものである。ポスト噴射Ｅは、メイン噴射Ａに対して大きく遅角した時期に噴射することによって、実際の燃焼過程に寄与せずに未燃焼の燃料として後述するＤＰＦ５０に供給するものである。ＤＰＦ５０に供給された未燃焼の燃料は、ディーゼル酸化触媒５３（詳細は後述する）上で反応し、その反応熱によってＤＰＦ５０内の排気ガス温度が上昇することになる。   The pilot injection B is injected at a timing that is greatly advanced with respect to the main injection A, thereby promoting the mixing of fuel and air. The pre-injection C is performed prior to the main injection A to shorten the ignition timing delay in the main injection A. The after-injection D is an injection that is slightly retarded with respect to the main injection A, thereby activating diffusion combustion and raising the temperature of exhaust gas from the engine 70 (reburning PM). The post-injection E is supplied to the DPF 50, which will be described later, as unburned fuel without contributing to the actual combustion process by being injected at a timing that is largely retarded with respect to the main injection A. The unburned fuel supplied to the DPF 50 reacts on the diesel oxidation catalyst 53 (details will be described later), and the exhaust gas temperature in the DPF 50 rises due to the reaction heat.

更に、コモンレールシステム１１７は、アフタ噴射Ｄとポスト噴射Ｅとの間になるクランク角度θ５の時期に、近接ポスト噴射Ｆを実行するように構成されている。近接ポスト噴射Ｆは、アフタ噴射Ｄに対して遅角だがポスト噴射Ｅに対して進角した時期に噴射することによって、実際の燃焼過程に寄与し（気筒内で燃焼し）、エンジン７０からの排気ガス温度を上昇させるものである。図３に示すように、実施形態では、近接ポスト噴射Ｆでの燃料噴射量がポスト噴射Ｅでの燃料噴射量よりも少なく設定されている。ここで、図３におけるグラフの山の高低は、大まかに言って、各噴射段階Ａ〜Ｆでの燃料噴射量の差異を表現している。   Further, the common rail system 117 is configured to execute the proximity post injection F at the time of the crank angle θ5 between the after injection D and the post injection E. The proximity post-injection F contributes to the actual combustion process (combusts in the cylinder) by being injected at a timing that is retarded with respect to the after-injection D but advanced with respect to the post-injection E. The exhaust gas temperature is raised. As shown in FIG. 3, in the embodiment, the fuel injection amount in the proximity post injection F is set to be smaller than the fuel injection amount in the post injection E. Here, the level of the peaks in the graph in FIG. 3 roughly represents the difference in the fuel injection amount at each of the injection stages A to F.

なお、図１に示すように、燃料タンク１１８には、燃料戻り管１２９を介して燃料供給ポンプ１１６が接続されている。円筒状のコモンレール１２０の長手方向の端部に、コモンレール１２０内の燃料の圧力を制限する戻り管コネクタ１３０を介して、コモンレール戻り管１３１が接続されている。すなわち、燃料供給ポンプ１１６の余剰燃料とコモンレール１２０の余剰燃料とが、燃料戻り管１２９及びコモンレール戻り管１３１を介して燃料タンク１１８に回収されることになる。   As shown in FIG. 1, a fuel supply pump 116 is connected to the fuel tank 118 via a fuel return pipe 129. A common rail return pipe 131 is connected to the end of the cylindrical common rail 120 in the longitudinal direction via a return pipe connector 130 that limits the pressure of fuel in the common rail 120. That is, surplus fuel from the fuel supply pump 116 and surplus fuel from the common rail 120 are collected in the fuel tank 118 via the fuel return pipe 129 and the common rail return pipe 131.

排気マニホールド７１の排気下流側に接続された排気管７７には、エンジン７０の排気圧を調節するための排気絞り装置８２と、排気ガス浄化装置の一例であるＤＰＦ５０とが接続される。各気筒から排気マニホールド７１に排出された排気ガスは、排気管７７、排気絞り装置８２及びＤＰＦ５０を経由して浄化処理をされてから外部に放出される。   An exhaust pipe 77 connected to the exhaust downstream side of the exhaust manifold 71 is connected to an exhaust throttle device 82 for adjusting the exhaust pressure of the engine 70 and a DPF 50 which is an example of an exhaust gas purification device. Exhaust gas discharged from each cylinder to the exhaust manifold 71 is purified through the exhaust pipe 77, the exhaust throttle device 82, and the DPF 50, and then released to the outside.

ＤＰＦ５０は、排気ガス中のＰＭ等を捕集するためのものである。実施形態のＤＰＦ５０は、耐熱金属材料製のケーシング５１内にある略筒型のフィルタケース５２に、例えば白金等のディーゼル酸化触媒５３とスートフィルタ５４とを直列に並べて収容したものである。フィルタケース５２の排気上流側にディーゼル酸化触媒５３が配置され、排気下流側にスートフィルタ５４が配置される。スートフィルタ５４は、排気ガスをろ過可能な多孔質隔壁にて区画された多数のセルを有するハニカム構造に構成されている。   The DPF 50 is for collecting PM or the like in the exhaust gas. The DPF 50 according to the embodiment is configured by accommodating a diesel oxidation catalyst 53 such as platinum and a soot filter 54 in series in a substantially cylindrical filter case 52 in a casing 51 made of a heat-resistant metal material. A diesel oxidation catalyst 53 is disposed upstream of the filter case 52 and a soot filter 54 is disposed downstream of the exhaust. The soot filter 54 has a honeycomb structure having a large number of cells partitioned by porous partition walls that can filter exhaust gas.

ケーシング５１の一側部には、排気管７７のうち排気絞り装置８２の排気下流側に連通する排気導入口５５が設けられている。前記ケーシング５１の一側部と、フィルタケース５２の一側部は第１側壁板５６及び第２側壁板５７にて塞がれている。ケーシング５１の他側部は第１蓋板５９及び第２蓋板６０にて塞がれている。両蓋板５９，６０の間は、フィルタケース５２内に複数の連通管６２を介して連通する排気音減衰室６３に構成されている。また、第２蓋板６０を略筒型の排気出口管６１が貫通している。排気出口管６１の外周面には、排気音減衰室６３に向けて開口する複数の連通穴５８が形成されている。排気出口管６１及び排気音減衰室６３等によって消音器６４を構成している。   An exhaust introduction port 55 that communicates with the exhaust downstream side of the exhaust throttle device 82 in the exhaust pipe 77 is provided on one side of the casing 51. One side of the casing 51 and one side of the filter case 52 are closed by a first side wall plate 56 and a second side wall plate 57. The other side of the casing 51 is closed by a first lid plate 59 and a second lid plate 60. Between the two cover plates 59 and 60, an exhaust sound attenuation chamber 63 communicating with the filter case 52 via a plurality of communication pipes 62 is formed. Further, a substantially cylindrical exhaust outlet pipe 61 passes through the second lid plate 60. A plurality of communication holes 58 that open toward the exhaust sound attenuation chamber 63 are formed on the outer peripheral surface of the exhaust outlet pipe 61. The exhaust outlet pipe 61, the exhaust sound attenuation chamber 63, and the like constitute a silencer 64.

ケーシング５１の一側部に形成された排気導入口５５には排気ガス導入管６５が挿入されている。排気ガス導入管６５の先端は、ケーシング５１を横断して排気導入口５５と反対側の側面に突出している。排気ガス導入管６５の外周面には、フィルタケース５２に向けて開口する複数の連通穴６６が形成されている。排気ガス導入管６５のうち排気導入口５５と反対側の側面に突出する部分は、これに着脱可能に螺着された蓋体６７にて塞がれている。   An exhaust gas introduction pipe 65 is inserted into an exhaust introduction port 55 formed on one side of the casing 51. The tip of the exhaust gas introduction pipe 65 projects across the casing 51 to the side surface opposite to the exhaust introduction port 55. A plurality of communication holes 66 opening toward the filter case 52 are formed on the outer peripheral surface of the exhaust gas introduction pipe 65. A portion of the exhaust gas introduction pipe 65 that protrudes from the side surface opposite to the exhaust introduction port 55 is closed by a lid 67 that is detachably screwed to the portion.

ＤＰＦ５０には、検出手段の一例として、ＤＰＦ５０内の排気ガス温度を検出するＤＰＦ温度センサ２６が設けられている。実施形態のＤＰＦ温度センサ２６は、ケーシング５１及びフィルタケース５２を貫通して装着されており、その先端はディーゼル酸化触媒５３とスートフィルタ５４との間に位置させている。   The DPF 50 is provided with a DPF temperature sensor 26 that detects an exhaust gas temperature in the DPF 50 as an example of a detection unit. The DPF temperature sensor 26 of the embodiment is mounted through the casing 51 and the filter case 52, and the tip thereof is located between the diesel oxidation catalyst 53 and the soot filter 54.

ＤＰＦ５０には、検出手段の一例として、スートフィルタ５４の詰まり状態を検出する差圧センサ６８が設けられている。差圧センサ６８は、ＤＰＦ５０内におけるスートフィルタ５４の上流側と下流側との各排気圧の圧力差（入口側と出口側との排気ガス差圧）を検出するものである。この場合、排気ガス導入管６５の蓋体６７に、差圧センサ６８を構成する上流側排気圧センサ６８ａが装着され、スートフィルタ５４と排気音減衰室６３との間に、下流側排気圧センサ６８ｂが装着されている。   The DPF 50 is provided with a differential pressure sensor 68 that detects a clogged state of the soot filter 54 as an example of a detection unit. The differential pressure sensor 68 detects the pressure difference between the upstream and downstream sides of the soot filter 54 in the DPF 50 (exhaust gas differential pressure between the inlet side and the outlet side). In this case, an upstream side exhaust pressure sensor 68 a constituting the differential pressure sensor 68 is attached to the lid body 67 of the exhaust gas introduction pipe 65, and the downstream side exhaust pressure sensor is interposed between the soot filter 54 and the exhaust sound attenuation chamber 63. 68b is attached.

なお、ＤＰＦ５０の上下流間の圧力差と、スートフィルタ５４（ＤＰＦ５０）内のＰＭ堆積量との間に特定の関連性があるから、差圧センサ６８にて検出される圧力差に基づき、ＤＰＦ５０内のＰＭ堆積量が演算にて求められる。そして、ＰＭ堆積量の演算結果に基づき、吸気絞り装置８１、排気絞り装置８２、又はコモンレール１２０を作動制御することにより、スートフィルタ５４（ＤＰＦ５０）の再生制御が実行される。   Since there is a specific relationship between the pressure difference between the upstream and downstream of the DPF 50 and the PM accumulation amount in the soot filter 54 (DPF 50), the DPF 50 is based on the pressure difference detected by the differential pressure sensor 68. The amount of accumulated PM is calculated. Then, the regeneration control of the soot filter 54 (DPF 50) is executed by controlling the operation of the intake throttle device 81, the exhaust throttle device 82, or the common rail 120 based on the calculation result of the PM accumulation amount.

上記の構成において、エンジン７０からの排気ガスは、排気導入口５５を介して排気ガス導入管６５に入って、排気ガス導入管６５に形成された各連通穴６６からフィルタケース５２内に噴出し、ディーゼル酸化触媒５３からスートフィルタ５４の順に通過して浄化処理される。排気ガス中のＰＭは、スートフィルタ５４（各セル間の多孔質隔壁）に捕集される。ディーゼル酸化触媒５３及びスートフィルタ５４を通過した排気ガスは、消音器６４を介して排気出口管６１から機外に放出される。   In the above configuration, the exhaust gas from the engine 70 enters the exhaust gas introduction pipe 65 through the exhaust introduction port 55, and is ejected into the filter case 52 from each communication hole 66 formed in the exhaust gas introduction pipe 65. Then, the diesel oxidation catalyst 53 and the soot filter 54 are passed through in this order for purification treatment. PM in the exhaust gas is collected by the soot filter 54 (porous partition between each cell). Exhaust gas that has passed through the diesel oxidation catalyst 53 and the soot filter 54 is discharged from the exhaust outlet pipe 61 to the outside through the silencer 64.

排気ガスがディーゼル酸化触媒５３及びスートフィルタ５４を通過するに際して、排気ガス温度が再生可能温度（例えば約２５０〜３００℃）を超えていれば、ディーゼル酸化触媒５３の作用によって、排気ガス中のＮＯ（一酸化窒素）が不安定なＮＯ２（二酸化窒素）に酸化される。そして、ＮＯ２がＮＯに戻る際に放出するＯ（酸素）にて、スートフィルタ５４に堆積したＰＭを酸化除去することにより、スートフィルタ５４のＰＭ捕集能力が回復する。すなわち、スートフィルタ５４（ＤＰＦ５０）が再生するのである。 When the exhaust gas passes through the diesel oxidation catalyst 53 and the soot filter 54, if the exhaust gas temperature exceeds a reproducible temperature (for example, about 250 to 300 ° C.), the action of the diesel oxidation catalyst 53 causes NO in the exhaust gas. (Nitric oxide) is oxidized to unstable NO 2 (nitrogen dioxide). The PM collecting ability of the soot filter 54 is restored by oxidizing and removing the PM deposited on the soot filter 54 with O (oxygen) released when NO 2 returns to NO. That is, the soot filter 54 (DPF 50) is regenerated.

（２）．エンジンの制御関連の構成
次に、図１及び図２等を参照しながら、エンジン７０の制御関連の構成を説明する。図１に示す如く、エンジン７０における各気筒の燃料噴射バルブ１１９を作動させるＥＣＵ１１を備えている。ＥＣＵ１１は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵ３１の他、各種データを予め固定的に記憶させたＲＯＭ３２、制御プログラムや各種データを書換可能に記憶するＥＥＰＲＯＭ３３、制御プログラムや各種データを一時的に記憶するＲＡＭ３４、時間計測用のタイマ３５、及び入出力インターフェイス等を有しており、エンジン７０又はその近傍に配置される。 (2). Configuration Related to Engine Control Next, a configuration related to control of the engine 70 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, an ECU 11 is provided for operating a fuel injection valve 119 for each cylinder in the engine 70. The ECU 11 includes a CPU 31 that executes various arithmetic processes and controls, a ROM 32 that stores various data fixedly in advance, an EEPROM 33 that stores control programs and various data in a rewritable manner, and temporarily stores control programs and various data. RAM 34, a timer 35 for time measurement, an input / output interface, and the like, which are arranged in the engine 70 or the vicinity thereof.

ＥＣＵ１１の入力側には、少なくともコモンレール１２０内の燃料圧力を検出するレール圧センサ１２、燃料ポンプ１１６を回転又は停止させる電磁クラッチ１３、エンジン７０の回転速度（クランク軸７４のカムシャフト位置）を検出するエンジン速度センサ１４、インジェクタ１１５の燃料噴射回数（１行程の燃料噴射期間中の回数）を検出及び設定する噴射設定器１５、アクセル操作具（図示省略）の操作位置を検出するスロットル位置センサ１６、吸気経路中の吸気温度を検出する吸気温度センサ１７、排気経路中の排気ガス温度を検出する排気温度センサ１８、エンジン７０の冷却水温度を検出する冷却水温度センサ１９、コモンレール１２０内の燃料温度を検出する燃料温度センサ２０、後述する再生モードの実行の可否を選択操作する再生スイッチ２１、差圧センサ６８（上流側排気圧センサ６８ａ及び下流側排気圧センサ６８ｂ）、並びに、ＤＰＦ５０内の排気ガス温度を検出するＤＰＦ温度センサ２６等が接続されている。   On the input side of the ECU 11, at least the rail pressure sensor 12 that detects the fuel pressure in the common rail 120, the electromagnetic clutch 13 that rotates or stops the fuel pump 116, and the rotational speed of the engine 70 (camshaft position of the crankshaft 74) are detected. An engine speed sensor 14 for detecting, an injection setting device 15 for detecting and setting the number of times of fuel injection of the injector 115 (number of times during the fuel injection period of one stroke), and a throttle position sensor 16 for detecting the operating position of an accelerator operating tool (not shown). An intake air temperature sensor 17 for detecting the intake air temperature in the intake passage, an exhaust temperature sensor 18 for detecting the exhaust gas temperature in the exhaust passage, a coolant temperature sensor 19 for detecting the coolant temperature of the engine 70, and the fuel in the common rail 120 Fuel temperature sensor 20 for detecting temperature, selection of whether or not to execute a regeneration mode to be described later Playback switch 21 to work, differential pressure sensor 68 (the upstream side exhaust pressure sensor 68a and the downstream-side exhaust pressure sensor 68b), and, like the DPF temperature sensor 26 for detecting the exhaust gas temperature in the DPF50 is connected.

ＥＣＵ１１の出力側には、エンジン４気筒分の各燃料噴射バルブ１１９の電磁ソレノイドがそれぞれ接続されている。すなわち、コモンレール１２０に蓄えた高圧燃料が燃料噴射圧力、噴射時期及び噴射期間等を制御しながら、１行程中に複数回に分けて燃料噴射バルブ１１９から噴射されることによって、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑えると共に、すすや二酸化炭素等の発生も低減した完全燃焼を実行し、燃費を向上させるように構成されている。また、ＥＣＵ１１の出力側には、エンジン７０の吸気圧（吸気量）を調節するための吸気絞り装置８１、エンジン７０の排気圧を調節するための排気絞り装置８２、ＥＣＵ１１の故障を警告報知するＥＣＵ故障ランプ２２、ＤＰＦ５０内における排気ガス温度の異常高温を報知する異常高温報知手段としての排気温度警告ランプ２３、及び、ＤＰＦ５０再生動作に伴い点灯する再生ランプ２４が接続されている。各ランプ２２〜２４の明滅に関するデータは予めＥＣＵ１１のＥＥＰＲＯＭ３３に記憶されている。   An electromagnetic solenoid of each fuel injection valve 119 for the four cylinders of the engine is connected to the output side of the ECU 11. That is, the high-pressure fuel stored in the common rail 120 is injected from the fuel injection valve 119 in a plurality of times during one stroke while controlling the fuel injection pressure, the injection timing, the injection period, and the like, so that nitrogen oxide (NOx ), And complete combustion with reduced generation of soot and carbon dioxide is performed to improve fuel efficiency. Further, on the output side of the ECU 11, an intake throttle device 81 for adjusting the intake pressure (intake amount) of the engine 70, an exhaust throttle device 82 for adjusting the exhaust pressure of the engine 70, and a failure notification of the ECU 11 are notified. An ECU failure lamp 22, an exhaust temperature warning lamp 23 as an abnormally high temperature notification means for notifying an abnormally high exhaust gas temperature in the DPF 50, and a regeneration lamp 24 that is turned on in accordance with the DPF 50 regeneration operation are connected. Data relating to blinking of the lamps 22 to 24 is stored in the EEPROM 33 of the ECU 11 in advance.

ＥＣＵ１１は、エンジン速度センサ１４にて検出される回転速度とスロットル位置センサ１６にて検出されるスロットル位置とからエンジン７０の出力トルクを求め、出力トルクと出力特性とを用いて目標燃料噴射量を演算し、当該演算結果に基づきコモンレール装置１１７が作動する燃料噴射制御を実行するように構成されている。なお、コモンレール装置１１７の燃料噴射量は、各燃料噴射バルブ１１９の開弁期間を調節して、各インジェクタ１１５への噴射期間を変更することによって調節される。   The ECU 11 obtains the output torque of the engine 70 from the rotational speed detected by the engine speed sensor 14 and the throttle position detected by the throttle position sensor 16, and uses the output torque and output characteristics to determine the target fuel injection amount. It is configured to perform fuel injection control for calculating and operating the common rail device 117 based on the calculation result. The fuel injection amount of the common rail device 117 is adjusted by adjusting the valve opening period of each fuel injection valve 119 and changing the injection period to each injector 115.

（３）．ＤＰＦ再生制御の態様
次に、図４のフローチャートを参照しながら、ＥＣＵ１１によるＤＰＦ５０再生制御の一例について説明する。さて、エンジン７０の制御モードとしては少なくとも、通常運転モードと、ＤＰＦ５０の詰り状態が規定水準以上の場合に、ポスト噴射Ｅを利用して排気ガス温度を上昇させる再生モードとがある。再生モードでは、ポスト噴射ＥにてＤＰＦ５０内に燃料を供給し、当該燃料をディーゼル酸化触媒５３上で反応させ、その反応熱によってＤＰＦ５０内の排気ガス温度を上昇させる（約６００℃程度）。その結果、ＤＰＦ５０（スートフィルタ５４）内のＰＭが強制的に燃焼除去される。
実施形態の再生モードでは、ポスト噴射Ｅだけに頼って排気ガスを昇温させるのではなく、少なくとも一方の絞り装置８１，８２の作動及びアフタ噴射Ｄを組み合わせることによって、ポスト噴射Ｅでの燃料噴射量を少なくして、燃費悪化及び白煙発生を抑制している。なお、再生モードでポスト噴射Ｅのみに依拠する構成も可能であるし、少なくとも一方の絞り装置８１，８２の作動とポスト噴射Ｅとを組み合わせたり、アフタ噴射Ｄとポスト噴射Ｅとを組み合わせたりしてもよい。 (3). Next, an example of DPF 50 regeneration control by the ECU 11 will be described with reference to the flowchart of FIG. The control mode of the engine 70 includes at least a normal operation mode and a regeneration mode in which the exhaust gas temperature is increased using the post injection E when the clogged state of the DPF 50 is equal to or higher than a specified level. In the regeneration mode, fuel is supplied into the DPF 50 by post-injection E, the fuel is reacted on the diesel oxidation catalyst 53, and the exhaust gas temperature in the DPF 50 is raised by the reaction heat (about 600 ° C.). As a result, the PM in the DPF 50 (soot filter 54) is forcibly removed by combustion.
In the regeneration mode of the embodiment, the fuel injection in the post-injection E is performed by combining the operation of at least one of the expansion devices 81 and 82 and the after-injection D, instead of relying only on the post-injection E to raise the temperature of the exhaust gas. The amount is reduced to suppress fuel consumption deterioration and white smoke generation. Note that a configuration that relies only on the post-injection E in the regeneration mode is possible, and the operation of at least one of the expansion devices 81 and 82 and the post-injection E are combined, or the after-injection D and the post-injection E are combined. May be.

通常運転モード及び再生モードはＥＣＵ１１の指令に基づき実行される。すなわち、図４のフローチャートにて示すアルゴリズムは、ＥＥＰＲＯＭ３３に記憶されている。そして、当該アルゴリズムをＲＡＭ３４に呼び出してからＣＰＵ３１にて処理することによって、前述の各モードが実行されることになる。実施形態のＥＣＵ１１は、前述の燃料噴射制御を実行するだけでなく、再生モードの実行前に、少なくとも一方の絞り装置８１，８２の作動、アフタ噴射Ｄ及び近接ポスト噴射Ｆの組合せによって、エンジン７０からの排気ガス温度を上昇させる昇温モードを実行するように構成されている。   The normal operation mode and the regeneration mode are executed based on a command from the ECU 11. That is, the algorithm shown in the flowchart of FIG. 4 is stored in the EEPROM 33. Each mode described above is executed by calling the algorithm to the RAM 34 and then processing the CPU 31. The ECU 11 of the embodiment not only executes the fuel injection control described above, but also by combining the operation of at least one of the expansion devices 81 and 82, the after injection D, and the proximity post injection F before executing the regeneration mode. The temperature raising mode for raising the exhaust gas temperature from is executed.

図４のフローチャートに示すように、ＤＰＦ５０再生制御では、まず差圧センサ６８からの検出結果に基づきＤＰＦ５０内のＰＭ堆積量を推定し（Ｓ０１）、当該推定結果が規定量（規定水準）以上か否かを判別する（Ｓ０２）。ＰＭ堆積量が規定量未満の場合は（Ｓ０２：ＮＯ）、リターンして通常運転モードに戻る。実施形態の規定量は例えば８ｇ／ｌに設定される。ＰＭ堆積量が規定量以上の場合は（Ｓ０２：ＹＥＳ）、再生ランプ２４を点滅させ（Ｓ０３）、ＤＰＦ５０が詰まっている旨をオペレータに知らせて、注意を喚起する。   As shown in the flowchart of FIG. 4, in the DPF 50 regeneration control, first, the PM accumulation amount in the DPF 50 is estimated based on the detection result from the differential pressure sensor 68 (S01), and whether the estimation result is a specified amount (specified level) or more. It is determined whether or not (S02). If the PM accumulation amount is less than the specified amount (S02: NO), the process returns to the normal operation mode. The prescribed amount in the embodiment is set to 8 g / l, for example. If the PM accumulation amount is equal to or greater than the prescribed amount (S02: YES), the regeneration lamp 24 is blinked (S03), and the operator is informed that the DPF 50 is clogged to call attention.

次いで、再生スイッチ２１を入り操作したら（Ｓ０４：ＹＥＳ）、タイマ３５の時間情報に基づく計測を開始して、ＤＰＦ温度センサ２６にて検出されたＤＰＦ５０内の排気ガス温度Ｔｐが予め設定された下限温度Ｔｐｏ以下か否かを判別する（Ｓ０５）。下限温度Ｔｐｏは、ディーゼル酸化触媒５３での触媒反応を促進（活性化）させる活性温度が基準になっている（例えば約２５０〜３００℃）。   Next, when the regeneration switch 21 is turned on (S04: YES), measurement based on the time information of the timer 35 is started, and the exhaust gas temperature Tp in the DPF 50 detected by the DPF temperature sensor 26 is set to a lower limit set in advance. It is determined whether or not the temperature is equal to or lower than Tpo (S05). The lower limit temperature Tpo is based on the activation temperature that promotes (activates) the catalytic reaction in the diesel oxidation catalyst 53 (for example, about 250 to 300 ° C.).

ＤＰＦ５０内の排気ガス温度Ｔｐが下限温度Ｔｐｏを超えている場合は（Ｓ０５：ＮＯ）、点滅していた再生ランプ２４を点灯させてから（Ｓ０６）、再生モードに移行する（Ｓ０７〜Ｓ０９）。再生モードでは、吸気絞り装置８１及び排気絞り装置８２の少なくとも一方を所定開度まで閉弁することによって、吸気量や排気量を制限する（Ｓ０７）。そうすると、エンジン７０負荷が増大することになるから、アクセル操作具による設定回転速度維持のために燃料噴射量が増加する。その結果、エンジン７０からの排気ガスの昇温が促される。次いで、コモンレールシステム１１７のアフタ噴射Ｄを実行し（Ｓ０８）、高圧燃料を気筒内で燃焼させ（実際の燃焼過程に寄与させ）、エンジン７０からの排気ガス温度を上昇させる。それから、コモンレールシステム１１７のポスト噴射ＥにてＤＰＦ５０内に未燃焼の燃料を供給し（Ｓ０９）、当該燃料をディーゼル酸化触媒５３上で反応させ、その反応熱によって、ＤＰＦ５０内の排気ガス温度Ｔｐを上昇させる。その結果、ＤＰＦ５０内のＰＭが強制的に燃焼除去され、ＤＰＦ５０のＰＭ捕集能力が回復する。実施形態の再生モードは例えば約３０分程度実行され、当該時間の経過後、コモンレールシステム１１７がポスト噴射Ｅを行わなくなる。このように制御すると、ポスト噴射Ｅにて白煙発生のおそれがある排気ガス温度域では、再生モードを実行することがなくなる。従って、再生モードでのポスト噴射Ｅ開始時の白煙発生を確実に防止できる。   If the exhaust gas temperature Tp in the DPF 50 exceeds the lower limit temperature Tpo (S05: NO), the flashing regeneration lamp 24 is turned on (S06), and then the regeneration mode is entered (S07 to S09). In the regeneration mode, the intake amount and the exhaust amount are limited by closing at least one of the intake throttle device 81 and the exhaust throttle device 82 to a predetermined opening (S07). As a result, the engine 70 load increases, and the fuel injection amount increases in order to maintain the set rotational speed by the accelerator operating tool. As a result, the temperature rise of the exhaust gas from the engine 70 is promoted. Next, after injection D of the common rail system 117 is executed (S08), high pressure fuel is combusted in the cylinder (contributes to the actual combustion process), and the exhaust gas temperature from the engine 70 is raised. Then, unburned fuel is supplied into the DPF 50 by the post injection E of the common rail system 117 (S09), the fuel is reacted on the diesel oxidation catalyst 53, and the exhaust gas temperature Tp in the DPF 50 is set by the reaction heat. Raise. As a result, the PM in the DPF 50 is forcibly burned and removed, and the PM collection capability of the DPF 50 is restored. The regeneration mode of the embodiment is executed, for example, for about 30 minutes, and the common rail system 117 does not perform the post injection E after the time has elapsed. By controlling in this way, the regeneration mode is not executed in the exhaust gas temperature range where white smoke may be generated in the post injection E. Therefore, the generation of white smoke at the start of post injection E in the regeneration mode can be reliably prevented.

ＤＰＦ５０内の排気ガス温度Ｔｐが下限温度Ｔｐｏ以下ならば（Ｓ０５：ＹＥＳ）、昇温モードに移行する（Ｓ１０〜Ｓ１４）。昇温モードでは、再生モードでのステップＳ０７と同様に、吸気絞り装置８１及び排気絞り装置８２の少なくとも一方を所定開度まで閉弁することによって、吸気量や排気量を制限する（Ｓ１０）。そうすると、エンジン７０負荷が増大することになるから、アクセル操作具による設定回転速度維持のために燃料噴射量が増加する。その結果、エンジン７０からの排気ガスの昇温が促される。次いで、コモンレールシステム１１７のアフタ噴射Ｄを実行し（Ｓ１１）、高圧燃料を気筒内で燃焼させ（実際の燃焼過程に寄与させ）、エンジン７０からの排気ガス温度を上昇させる。それから、コモンレールシステム１１７の近接ポスト噴射Ｆを実行し（Ｓ１２）、アフタ噴射Ｄの場合と同様に、高圧燃料を気筒内で燃焼させ、エンジン７０からの排気ガス温度を上昇させる。この場合、近接ポスト噴射Ｆでの燃料噴射量はポスト噴射Ｅでの燃料噴射量よりも少ない。   If the exhaust gas temperature Tp in the DPF 50 is equal to or lower than the lower limit temperature Tpo (S05: YES), the process proceeds to the temperature raising mode (S10 to S14). In the temperature raising mode, similarly to step S07 in the regeneration mode, the intake air amount and the exhaust air amount are limited by closing at least one of the intake air throttle device 81 and the exhaust air throttle device 82 to a predetermined opening (S10). As a result, the engine 70 load increases, and the fuel injection amount increases in order to maintain the set rotational speed by the accelerator operating tool. As a result, the temperature rise of the exhaust gas from the engine 70 is promoted. Next, after injection D of the common rail system 117 is executed (S11), high pressure fuel is combusted in the cylinder (contributes to the actual combustion process), and the exhaust gas temperature from the engine 70 is raised. Then, the proximity post injection F of the common rail system 117 is executed (S12), and the high pressure fuel is combusted in the cylinder as in the case of the after injection D, and the exhaust gas temperature from the engine 70 is raised. In this case, the fuel injection amount in the proximity post injection F is smaller than the fuel injection amount in the post injection E.

このように、吸排気量制限による燃料噴射量増加と、アフタ噴射Ｄ及び近接ポスト噴射Ｆによる気筒内燃焼とによって、エンジン７０からの排気ガス温度の上昇を図れるので、例えばエンジン７０始動時であっても、再生モードを実行する前に、排気ガスひいてはＤＰＦ５０を素早く昇温でき、ＤＰＦ５０活性化に至るまでの時間を短縮できる。従って、再生モードでのポスト噴射Ｅ開始時の白煙発生を従前よりも確実に防止できる。   As described above, the increase in the fuel injection amount due to the intake / exhaust amount restriction and the in-cylinder combustion due to the after injection D and the proximity post injection F can raise the temperature of the exhaust gas from the engine 70. However, before the regeneration mode is executed, the temperature of the exhaust gas and thus the DPF 50 can be quickly raised, and the time until the DPF 50 is activated can be shortened. Therefore, the generation of white smoke at the start of the post injection E in the regeneration mode can be prevented more reliably than before.

また、昇温モードでの近接ポスト噴射Ｆは、再生モードでのポスト噴射Ｅに対して進角させているから、アフタ噴射Ｄの後でも気筒内燃焼を行えることになり、エンジン７０からの排気ガス温度を十分に昇温できる。更に、近接ポスト噴射Ｆにおいては、白煙の発生防止（排気ガス昇温）に効果が見込めるだけの燃料を噴射すれば足りるから、昇温モードにおける近接ポスト噴射Ｆでの燃料噴射量を、再生モードにおけるポスト噴射Ｅでの燃料噴射量よりも少なくすれば、燃費の悪化を抑制できる。   Further, since the proximity post injection F in the temperature raising mode is advanced with respect to the post injection E in the regeneration mode, the in-cylinder combustion can be performed even after the after injection D, and the exhaust from the engine 70 is performed. The gas temperature can be raised sufficiently. Further, in the proximity post injection F, it is sufficient to inject the fuel that can be expected to prevent white smoke from being generated (exhaust gas temperature increase), so that the fuel injection amount in the proximity post injection F in the temperature increase mode is regenerated. If the fuel injection amount is less than the post-injection E in the mode, deterioration of fuel consumption can be suppressed.

次いで、ＤＰＦ５０内の排気ガス温度Ｔｐが下限温度Ｔｐｏ以下か否かを再び判別し（Ｓ１３）、下限温度Ｔｐｏを超えていれば（Ｓ１３：ＮＯ）、昇温モードを終了してステップＳ０６以降へ進み、再生モードを実行する。未だ下限温度Ｔｐｏ以下であれば（Ｓ１３：ＹＥＳ）、再生スイッチ２１入り操作後から所定時間Ｔｍｏが経過したか否かを判別し（Ｓ１４）、所定時間Ｔｍｏが経過していなければ（Ｓ１４：ＮＯ）、昇温モードの最初のステップであるステップＳ１０に戻る。所定時間Ｔｍｏが経過していれば（Ｓ１４：ＹＥＳ）、長時間にわたって、吸排気量の制限、アフタ噴射Ｄ及び近接ポスト噴射Ｆを実行していることになるから、排気ガス温度Ｔｐが十分に上昇していなくても、再生モードを実行せずに昇温モードを終了して、通常運転モードに戻る（リターンする）。このように制御すると、排気ガス温度Ｔｐを十分に昇温できない状態で、吸排気量制限、アフタ噴射Ｄ及び近接ポスト噴射Ｆを延々と実行するのを回避でき、燃費悪化の抑制に効果的である。   Next, it is determined again whether or not the exhaust gas temperature Tp in the DPF 50 is equal to or lower than the lower limit temperature Tpo (S13). If the lower limit temperature Tpo is exceeded (S13: NO), the temperature raising mode is terminated and the process proceeds to step S06 and subsequent steps. Advance and execute playback mode. If it is still below the lower limit temperature Tpo (S13: YES), it is determined whether or not the predetermined time Tmo has elapsed since the operation of entering the regeneration switch 21 (S14). If the predetermined time Tmo has not elapsed (S14: NO) ), The process returns to step S10, which is the first step in the temperature raising mode. If the predetermined time Tmo has elapsed (S14: YES), the intake / exhaust amount restriction, the after injection D and the proximity post injection F have been executed for a long time, and therefore the exhaust gas temperature Tp is sufficiently high. Even if the temperature has not risen, the temperature raising mode is terminated without executing the regeneration mode, and the normal operation mode is returned (returned). By controlling in this way, it is possible to avoid endlessly performing the intake / exhaust amount restriction, the after injection D, and the proximity post injection F in a state where the exhaust gas temperature Tp cannot be sufficiently raised, which is effective in suppressing deterioration in fuel consumption. is there.

なお、実施形態では、再生スイッチ２１の入り操作にて昇温モードや再生モードの実行を許可する構成が採用されているが、これに限らず、ＤＰＦ５０内のＰＭ堆積量が規定値以上であれば自動的に昇温モードや再生モードに移行する構成にしてもよいことは言うまでもない。   In the embodiment, a configuration is adopted in which the temperature raising mode or the regeneration mode is permitted by turning on the regeneration switch 21. However, the present invention is not limited to this, and the PM accumulation amount in the DPF 50 is not less than a specified value. Needless to say, it may be configured to automatically shift to the temperature raising mode or the regeneration mode.

（４）．まとめ
上記の記載並びに図１〜図４から明らかなように、コモンレール式エンジン７０の排気系７７に配置された排気ガス浄化装置５０と、前記エンジン７０の吸排気系７６，７７に配置された吸気絞り装置８１及び排気絞り装置８２のうち少なくとも一方とを備えており、ポスト噴射Ｅにて燃料を前記排気ガス浄化装置５０内に供給する再生モードを実行可能に構成されている排気ガス浄化システムであって、前記再生モードの前に、前記少なくとも一方の絞り装置８１，８２の作動、アフタ噴射Ｄ及び近接ポスト噴射Ｆの組合せによって、前記エンジン７０からの排気ガス温度を上昇させる昇温モードを実行するように構成されているから、前記昇温モードにおいて、吸排気量制限による燃料噴射量増加と、前記アフタ噴射Ｄ及び前記近接ポスト噴射Ｆによる気筒内燃焼とによって、前記エンジン７０からの排気ガス温度の上昇を図れることになる。このため、例えば前記エンジン７０始動時であっても、前記再生モードを実行する前に、排気ガスひいては前記排気ガス浄化装置５０を素早く昇温でき、前記排気ガス浄化装置５０活性化に至るまでの時間を短縮できる。従って、前記再生モードでの前記ポスト噴射Ｅ開始時の白煙発生を従前よりも確実に防止できるという効果を奏する。 (4). Summary As is clear from the above description and FIGS. 1 to 4, the exhaust gas purifying device 50 disposed in the exhaust system 77 of the common rail engine 70 and the intake air disposed in the intake and exhaust systems 76 and 77 of the engine 70. An exhaust gas purification system that includes at least one of a throttle device 81 and an exhaust throttle device 82, and is configured to execute a regeneration mode in which fuel is supplied into the exhaust gas purification device 50 by post injection E. Then, before the regeneration mode, the temperature raising mode for raising the temperature of the exhaust gas from the engine 70 is executed by the combination of the operation of the at least one expansion device 81, 82, the after injection D, and the proximity post injection F. In the temperature raising mode, the fuel injection amount increases due to the intake / exhaust amount restriction, the after injection D and the vicinity The exhaust gas temperature from the engine 70 can be increased by the in-cylinder combustion by the contact post injection F. Therefore, for example, even when the engine 70 is started, before the regeneration mode is executed, the temperature of the exhaust gas and thus the exhaust gas purification device 50 can be quickly raised, and the exhaust gas purification device 50 is activated. You can save time. Therefore, there is an effect that the generation of white smoke at the start of the post injection E in the regeneration mode can be prevented more reliably than before.

上記の記載並びに図１〜図４から明らかなように、前記近接ポスト噴射Ｆは前記再生モードでのポスト噴射Ｅに対して進角させているから、前記アフタ噴射Ｄの後でも気筒内燃焼を行えることになり、前記エンジン７０からの排気ガス温度を十分に昇温できるという効果を奏する。   As is clear from the above description and FIGS. 1 to 4, since the proximity post injection F is advanced with respect to the post injection E in the regeneration mode, in-cylinder combustion is performed even after the after injection D. As a result, the exhaust gas temperature from the engine 70 can be sufficiently raised.

更に、前記近接ポスト噴射Ｆにおいては、白煙の発生防止（排気ガス昇温）に効果が見込めるだけの燃料を噴射すれば足りるから、前記昇温モードにおける前記近接ポスト噴射Ｆでの燃料噴射量を、前記再生モードにおける前記ポスト噴射Ｅでの燃料噴射量よりも少なくすれば、燃費の悪化を抑制できるという効果を奏する。   Further, in the proximity post-injection F, it is sufficient to inject fuel that can be effectively used to prevent white smoke from being generated (exhaust gas temperature increase). Therefore, the fuel injection amount in the proximity post-injection F in the temperature increase mode is sufficient. If the fuel injection amount is made smaller than the fuel injection amount in the post-injection E in the regeneration mode, it is possible to suppress the deterioration of fuel consumption.

上記の記載並びに図１〜図４から明らかなように、前記昇温モードにて前記エンジン７０からの排気ガス温度Ｔｐが所定温度Ｔｐｏ以上であれば、前記再生モードに移行するように構成されているから、前記ポスト噴射Ｅにて白煙発生のおそれがある排気ガス温度域では、前記再生モードを実行することがなくなる。従って、前記再生モードでの前記ポスト噴射Ｅ開始時の白煙発生を確実に防止できるという効果を奏する。   As apparent from the above description and FIGS. 1 to 4, when the exhaust gas temperature Tp from the engine 70 is equal to or higher than a predetermined temperature Tpo in the temperature raising mode, the regeneration mode is set. Therefore, the regeneration mode is not executed in the exhaust gas temperature range where white smoke may be generated in the post injection E. Therefore, it is possible to reliably prevent the generation of white smoke at the start of the post injection E in the regeneration mode.

上記の記載並びに図１〜図４から明らかなように、前記昇温モードにて前記エンジン７０からの排気ガス温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ未満で且つ所定時間Ｔｍｏが経過すれば、通常運転モードに復帰するように構成されているから、前記排気ガス温度Ｔｐを十分に昇温できない状態で、吸排気量制限、前記アフタ噴射Ｄ及び前記近接ポスト噴射Ｆを延々と実行するのを回避できる。このため、燃費悪化の抑制に効果的なのである。   As apparent from the above description and FIGS. 1 to 4, when the exhaust gas temperature Tp from the engine 70 is lower than the predetermined temperature Tp and the predetermined time Tmo has elapsed in the temperature increasing mode, the normal operation mode is restored. Since the exhaust gas temperature Tp cannot be sufficiently raised, it is possible to avoid the exhaust air amount limitation, the after injection D, and the proximity post injection F from being executed endlessly. For this reason, it is effective for suppressing deterioration in fuel consumption.

（５）．その他
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。 (5). Others The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in various forms. The configuration of each part is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

１１ ＥＣＵ（制御手段）
５０ ＤＰＦ（排気ガス浄化装置）
５３ ディーゼル酸化触媒
５４ スートフィルタ
６８ 差圧センサ
７０ エンジン
７１ 排気マニホールド
７３ 吸気マニホールド
７６ 吸気管
７７ 排気管
８１ 吸気絞り装置
８２ 排気絞り装置
１１７ コモンレールシステム
１２０ コモンレール 11 ECU (control means)
50 DPF (Exhaust Gas Purifier)
53 Diesel oxidation catalyst 54 Soot filter 68 Differential pressure sensor 70 Engine 71 Exhaust manifold 73 Intake manifold 76 Intake pipe 77 Exhaust pipe 81 Intake throttle device 82 Exhaust throttle device 117 Common rail system 120 Common rail

Claims (5)

コモンレール式エンジンの排気系に配置された排気ガス浄化装置と、前記エンジンの吸排気系に配置された吸気絞り装置及び排気絞り装置のうち少なくとも一方とを備えており、ポスト噴射にて燃料を前記排気ガス浄化装置内に供給する再生モードを実行可能に構成されている排気ガス浄化システムであって、
前記再生モードの前に、前記少なくとも一方の絞り装置の作動、アフタ噴射及び近接ポスト噴射の組合せによって、前記エンジンからの排気ガス温度を上昇させる昇温モードを実行するように構成されている、
排気ガス浄化システム。 An exhaust gas purification device disposed in an exhaust system of a common rail engine, and at least one of an intake throttle device and an exhaust throttle device disposed in the intake and exhaust system of the engine, and the fuel is supplied by post injection An exhaust gas purification system configured to be able to execute a regeneration mode to be supplied into an exhaust gas purification device,
Before the regeneration mode, it is configured to execute a temperature raising mode for raising the temperature of exhaust gas from the engine by a combination of operation of the at least one throttle device, after injection and proximity post injection,
Exhaust gas purification system. 前記近接ポスト噴射は前記再生モードでのポスト噴射に対して進角させている、
請求項１に記載した排気ガス浄化システム。 The proximity post injection is advanced with respect to the post injection in the regeneration mode,
The exhaust gas purification system according to claim 1. 前記昇温モードにおける近接ポスト噴射での燃料噴射量が、前記再生モードにおけるポスト噴射での燃料噴射量よりも少なく設定されている、
請求項１又は２に記載した排気ガス浄化システム。 The fuel injection amount in the proximity post injection in the temperature raising mode is set smaller than the fuel injection amount in the post injection in the regeneration mode,
The exhaust gas purification system according to claim 1 or 2. 前記昇温モードにて前記エンジンからの排気ガス温度が所定温度以上であれば、前記再生モードに移行するように構成されている、
請求項１〜３のうちいずれかに記載した排気ガス浄化システム。 If the exhaust gas temperature from the engine is equal to or higher than a predetermined temperature in the temperature raising mode, it is configured to shift to the regeneration mode.
The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 3. 前記昇温モードにて前記エンジンからの排気ガス温度が所定温度未満で且つ所定時間が経過すれば、通常運転モードに復帰するように構成されている、
請求項１〜４のうちいずれかに記載した排気ガス浄化システム。
When the exhaust gas temperature from the engine is lower than a predetermined temperature and a predetermined time elapses in the temperature raising mode, it is configured to return to the normal operation mode.
The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 4.
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