JP2020204306A - diesel engine - Google Patents

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Abstract

To provide a diesel engine capable of regenerating a DPF even during no-load and/or light-load driving.SOLUTION: If a start condition S1 of regeneration processing of a DPF having PM deposited thereon is satisfied, then opening-reduction control S2 of an exhaust throttle valve is performed. If the temperature of the exhaust has become equal to or greater than a prescribed after-injection permission temperature TA, then after-injection control is started S5. If the combustion of an after-injection fuel has made the temperature of the exhaust equal to or greater than a prescribed post-injection permission temperature TP, then post-injection control is started S7. The exhaust heated by catalytic combustion of a post-injection fuel on a valve downstream side DOC causes the PM deposited on the DPF to be incinerated.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ディーゼルエンジンに関し、詳しくは、無負荷及び／又は軽負荷運転時でも、ＤＰＦを再生できるディーゼルエンジンに関する。 The present invention relates to a diesel engine, and more particularly to a diesel engine capable of regenerating a DPF even during no-load and / or light-load operation.

従来、ディーゼルエンジンとして、ＰＭの堆積でＤＰＦの再生開始条件が成立した場合には、ＤＯＣの活性化後、ポスト噴射制御が開始され、ＤＯＣでのポスト噴射燃料の触媒燃焼で、排気がＤＰＦ再生温度まで昇温し、ＤＰＦに堆積したＰＭが焼却されるものがある(例えば、特許文献１参照)。 Conventionally, as a diesel engine, when the DPF regeneration start condition is satisfied by PM accumulation, post injection control is started after DOC activation, and exhaust gas is DPF regeneration by catalytic combustion of post injection fuel in DOC. In some cases, the temperature is raised to a temperature and the PM deposited on the DPF is incinerated (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１０−１５１０５８号公報(図１，２参照)JP-A-2010-151558 (see FIGS. 1 and 2)

《問題点》 無負荷及び軽負荷運転時には、ＤＰＦを再生できないおそれがある。
特許文献１のエンジンでは、ＤＰＦ再生開始時に、吸気絞り弁の開度を絞るが、これのみでは排気の昇温効率が低く、排気温度が低い無負荷及び軽負荷運転時には、ＤＯＣが活性化せず、ポスト噴射を行うことができず、ＤＰＦを再生できないおそれがある。 << Problem >> The DPF may not be regenerated during no-load and light-load operation.
In the engine of Patent Document 1, the opening degree of the intake throttle valve is narrowed at the start of DPF regeneration, but this alone has a low exhaust temperature raising efficiency, and the DOC is activated during no-load and light-load operation when the exhaust temperature is low. Therefore, there is a possibility that the post injection cannot be performed and the DPF cannot be regenerated.

本発明の課題は、無負荷び／又は軽負荷運転時でも、ＤＰＦを再生できるディーゼルエンジンを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a diesel engine capable of regenerating a DPF even during no-load and / or light-load operation.

本願発明の構成は、次の通りである。
図１に例示するように、燃焼室(１)に燃料(２)を噴射する燃料噴射装置(３)と、排気経路(４)に配置された排気絞り弁(５)と、その排気下流側に配置された弁下流側ＤＯＣ(６)と、その排気下流側に配置されたＤＰＦ(７)と、排気絞り弁(５)の開度と燃料噴射装置(３)の燃料噴射を制御する電子制御装置(８)を備え、
図２に例示するように、ＰＭが堆積したＤＰＦの再生処理の開始条件(Ｓ１)が成立した場合には、その後に排気絞り弁の開度減少制御(Ｓ２)がなされ、その後にアフター噴射制御が開始(Ｓ５)され、その後にポスト噴射制御が開始(Ｓ７)され、図１に例示する弁下流側ＤＯＣ(６)でのポスト噴射燃料の触媒燃焼で昇温した排気で、ＤＰＦ(７)に堆積したＰＭが焼却されるように構成されている。 The configuration of the present invention is as follows.
As illustrated in FIG. 1, a fuel injection device (3) that injects fuel (2) into a combustion chamber (1), an exhaust throttle valve (5) arranged in an exhaust path (4), and an exhaust downstream side thereof. The DOC (6) on the downstream side of the valve arranged in, the DPF (7) arranged on the downstream side of the exhaust, the opening degree of the exhaust throttle valve (5), and the electron controlling the fuel injection of the fuel injection device (3). Equipped with a control device (8)
As illustrated in FIG. 2, when the start condition (S1) of the regeneration process of the DPF in which PM is deposited is satisfied, the opening degree reduction control (S2) of the exhaust throttle valve is subsequently performed, and then the after injection control is performed. Is started (S5), and then the post-injection control is started (S7), and the exhaust gas heated by the catalytic combustion of the post-injection fuel at the valve downstream side DOC (6) illustrated in FIG. 1 is the exhaust gas (7). The PM accumulated in the plant is configured to be incinerated.

本願発明は、次の効果を奏する。
《効果１》無負荷及び／又は軽負荷運転時でも、ＤＰＦを再生できる。
このエンジンでは、図２に例示するように、ＤＰＦの再生処理の開始条件(Ｓ１)が成立した場合には、排気絞り弁の開度減少による背圧の上昇、及びアフター噴射燃料の燃焼が起こるため、吸気絞りの場合に比べ、排気の昇温効率が高く、排気温度が低い無負荷及び／又は軽負荷運転時でも、図１に例示する弁下流側ＤＯＣ(６)が活性化され、ポスト噴射で、ＤＰＦ(７)を再生できる。 The invention of the present application has the following effects.
<< Effect 1 >> The DPF can be regenerated even during no-load and / or light-load operation.
In this engine, as illustrated in FIG. 2, when the start condition (S1) of the DPF regeneration process is satisfied, the back pressure increases due to the decrease in the opening degree of the exhaust throttle valve, and the after-injection fuel burns. Therefore, as compared with the case of the intake throttle, the valve downstream side DOC (6) illustrated in FIG. 1 is activated and the post is performed even during no-load and / or light-load operation in which the exhaust temperature rise efficiency is high and the exhaust temperature is low. The DPF (7) can be regenerated by injection.

《効果２》エンジン出力を高くできる。
このエンジンでは、アフター噴射燃料の燃焼で排気が昇温するため、排気絞り弁(５)の開度減少の度合いが小さくて済み、背圧による出力ロスが小さく、エンジン出力を高くできる。 << Effect 2 >> The engine output can be increased.
In this engine, since the exhaust gas rises due to the combustion of the after-injection fuel, the degree of decrease in the opening degree of the exhaust throttle valve (5) is small, the output loss due to back pressure is small, and the engine output can be increased.

《効果３》ＤＰＦ再生時に弁下流側ＤＯＣの低下した触媒機能を回復できる。
このエンジンでは、排気温度が低い無負荷及び／又は軽負荷運転の継続で、弁下流側ＤＯＣに未燃焼燃料やＰＭからなる未燃焼堆積物が堆積し、その触媒機能が低下している場合でも、図２に例示するように、ＤＰＦの再生処理の開始条件(Ｓ１)が成立した場合には、排気絞り弁の開度減少やアフター噴射で、排気が昇温し、未燃焼堆積物が気化或いは燃焼され、ＤＰＦの再生時に図１に例示する弁下流側ＤＯＣ(６)の低下した触媒機能を回復できる。また、白煙の原因である未燃焼堆積物がないため、白煙発生も抑えられる。 << Effect 3 >> The reduced catalytic function of the DOC on the downstream side of the valve can be restored during DPF regeneration.
In this engine, even when unburned deposits consisting of unburned fuel and PM are deposited on the DOC on the downstream side of the valve due to continuous no-load and / or light-load operation with low exhaust temperature, the catalytic function is deteriorated. As illustrated in FIG. 2, when the start condition (S1) of the DPF regeneration process is satisfied, the exhaust gas rises due to the decrease in the opening degree of the exhaust throttle valve and the after injection, and the unburned deposit is vaporized. Alternatively, it is burned and the reduced catalytic function of the valve downstream DOC (6) illustrated in FIG. 1 can be restored when the DPF is regenerated. In addition, since there are no unburned deposits that cause white smoke, white smoke generation can be suppressed.

《効果４》 排気の昇温効率が高い。
このエンジンと異なる構造、すなわち排気絞り弁がＤＰＦよりも排気下流側に配置されている場合に比べ、このエンジンでは、図１に例示するように、排気絞り弁(５)がＤＰＦ(７)よりも排気上流側に配置されているため、排気絞り弁(５)の排気上流側の排気経路(４)の容積が小さくなり、排気絞り弁(５)の開度減少で弁上流側排気圧(Ｐ０)が速やかに昇圧し、排気(９)の昇温効率が高い。 << Effect 4 >> The efficiency of raising the temperature of the exhaust is high.
Compared to the case where the exhaust throttle valve is arranged on the exhaust downstream side of the DPF, which is different from the structure of this engine, in this engine, the exhaust throttle valve (5) is more than the DPF (7) as illustrated in FIG. Is also located on the upstream side of the exhaust, so the volume of the exhaust path (4) on the upstream side of the exhaust of the exhaust throttle valve (5) becomes small, and the exhaust pressure on the upstream side of the valve (5) decreases as the opening of the exhaust throttle valve (5) decreases. P0) is rapidly boosted, and the temperature rise efficiency of the exhaust (9) is high.

《効果５》 排気絞り弁の弁鳴り音が排気経路外に放出され難い。
このエンジンでは、図１に例示するように、排気絞り弁(５)の排気下流側に弁下流側ＤＯＣ(６)とＤＰＦ(７)が配置されるため、排気絞り弁(５)の弁鳴り音が排気経路(４)外に放出され難い。 << Effect 5 >> It is difficult for the valve noise of the exhaust throttle valve to be emitted outside the exhaust path.
In this engine, as illustrated in FIG. 1, since the valve downstream side DOC (6) and DPF (7) are arranged on the exhaust downstream side of the exhaust throttle valve (5), the valve noise of the exhaust throttle valve (5) It is difficult for sound to be emitted outside the exhaust path (4).

本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの模式図である。It is a schematic diagram of the diesel engine which concerns on embodiment of this invention. 図１のエンジンのＤＰＦの再生処理のフローチャートである。It is a flowchart of the regeneration process of the DPF of the engine of FIG. 図１のエンジンの弁下流側ＤＯＣの触媒機能回復処理のフローチャートである。It is a flowchart of the catalyst function recovery processing of the valve downstream side DOC of the engine of FIG. 図１のエンジンの弁上流側排気圧力(Ｐ０)を演算するために用いられる関係式で、式１は排気の質量流量(ｍ)と弁上流側排気圧力(Ｐ０)等の関係式、式２は排気の質量流量(Ｇ)と排気の体積流量(Ｖ)等の関係式、式３は排気の体積流量(Ｖ)と排気の質量流量(Ｇ)と燃料噴射量(Ｑ)等の関係式、式４は弁下流側排気圧(Ｐ１)と大気圧(Ｐ３)とＤＰＦの出入口間の差圧(ΔＰ)の関係式である。Equation 1 is a relational expression used to calculate the valve upstream side exhaust pressure (P0) of the engine of FIG. 1, and equation 1 is a relational expression such as exhaust mass flow rate (m) and valve upstream side exhaust pressure (P0), equation 2 Is the relational expression between the exhaust mass flow rate (G) and the exhaust volume flow rate (V), and Equation 3 is the relational expression between the exhaust mass flow rate (V), the exhaust mass flow rate (G) and the fuel injection amount (Q). , Equation 4 is a relational expression of the exhaust pressure (P1) on the downstream side of the valve, the atmospheric pressure (P3), and the differential pressure (ΔP) between the inlet and outlet of the DPF.

図１〜図４は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンを説明する図で、この実施形態ではコモンレール式の立形直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。 1 to 4 are views for explaining the diesel engine according to the embodiment of the present invention, and in this embodiment, a common rail type vertical in-line multi-cylinder diesel engine will be described.

このエンジンの構成は、次の通りである。
図１に示すように、クランク軸(２１)の架設方向を前後方向、フライホイール(２２)の配置された側を後側、その反対側を前側、前後方向と直交するエンジン幅方向を横方向とする。
図１に示すように、このエンジンは、シリンダヘッド(２３)の横一側に組みつけられた吸気マニホルド(２４)と、シリンダヘッド(２３)の横他側に組み付けられた排気マニホルド(２５)を備えている。
図１に示すように、このエンジンは、電子制御装置(８)を備えている。
電子制御装置(８)は、エンジンＥＣＵである。エンジンＥＣＵは、電子制御ユニットの略称で、マイコンである。 The configuration of this engine is as follows.
As shown in FIG. 1, the erection direction of the crankshaft (21) is the front-rear direction, the side where the flywheel (22) is arranged is the rear side, the opposite side is the front side, and the engine width direction orthogonal to the front-rear direction is the lateral direction. And.
As shown in FIG. 1, this engine has an intake manifold (24) assembled on one lateral side of the cylinder head (23) and an exhaust manifold (25) assembled on the other lateral side of the cylinder head (23). Is equipped with.
As shown in FIG. 1, this engine includes an electronic control device (8).
The electronic control device (8) is an engine ECU. The engine ECU is an abbreviation for an electronic control unit and is a microcomputer.

図１に示すように、このエンジンは、排気装置を備えている。
排気装置は、排気マニホルド(２５)と、排気マニホルド(２５)に接続された過給機(２６)の排気タービン(２６ａ)と、排気タービン(２６ａ)の排気出口(２６ｂ)から導出された排気導出通路(２６ｃ)を備えている。 As shown in FIG. 1, this engine is equipped with an exhaust system.
The exhaust device includes an exhaust manifold (25), an exhaust turbine (26a) of a supercharger (26) connected to the exhaust manifold (25), and an exhaust derived from an exhaust outlet (26b) of the exhaust turbine (26a). It has a lead-out passage (26c).

図１に示すように、このエンジンは、吸気装置を備えている。
吸気装置は、過給機(２６)のコンプレッサ(２６ｄ)と、コンプレッサ(２６ｄ)の吸気入口(２６ｅ)の吸気上流側に設けられた吸気流量センサ(１６)と、コンプレッサ(２６ｄ)の過給気出口(２６ｆ)と吸気マニホルド(２４)の間に配置されたインタークーラ(２８)と、インタークーラ(２８)と吸気マニホルド(２４)の間に配置された吸気絞り弁(１１)と、排気マニホルド(２５)と吸気マニホルド(２４)の間に配置されたＥＧＲクーラ(３０)と、ＥＧＲクーラ(３０)と吸気マニホルド(２４)の間に配置されたＥＧＲ弁(３１)を備えている。ＥＧＲは、排気ガス還流の略称である。
吸気絞り弁(１１)とＥＧＲ弁(３１)は、いずれも電動式開閉弁で、これらは電子制御装置(８)を介して電源(２９)に電気的に接続されている。吸気流量センサ(１６)は吸気温度センサを備え、電子制御装置(８)に電気的に接続されている。電源(２９)はバッテリである。 As shown in FIG. 1, this engine is equipped with an intake system.
The intake device includes a compressor (26d) of a supercharger (26), an intake flow sensor (16) provided on the intake upstream side of the intake inlet (26e) of the compressor (26d), and supercharging of the compressor (26d). An intercooler (28) arranged between the air outlet (26f) and the intake manifold (24), an intake throttle valve (11) arranged between the intercooler (28) and the intake manifold (24), and an exhaust gas recirculation. It includes an EGR cooler (30) arranged between the manifold (25) and the intake manifold (24) and an EGR valve (31) arranged between the EGR cooler (30) and the intake manifold (24). EGR is an abbreviation for exhaust gas recirculation.
The intake throttle valve (11) and the EGR valve (31) are both electric on-off valves, and these are electrically connected to the power supply (29) via the electronic control device (8). The intake flow rate sensor (16) includes an intake temperature sensor and is electrically connected to the electronic control device (8). The power source (29) is a battery.

図１に示すように、このエンジンは、コモンレール式の燃料噴射装置(３)を備えている。
この燃料噴射装置(３)は、各燃焼室(１)に設けられた燃料噴射弁(３４)と、燃料噴射弁(３４)から噴射する燃料を蓄圧するコモンレール(３５)と、コモンレール(３５)に燃料タンク(３６)から燃料を圧送する燃料サプライポンプ(３７)を備えている。
燃料噴射弁(３４)は電磁式開閉弁を備え、燃料サプライポンプ(３７)は、電動式調圧弁を備え、これらは電子制御装置(８)を介して電源(２９)に電気的に接続されている。 As shown in FIG. 1, this engine includes a common rail type fuel injection device (3).
The fuel injection device (3) includes a fuel injection valve (34) provided in each combustion chamber (1), a common rail (35) for accumulating fuel injected from the fuel injection valve (34), and a common rail (35). Is equipped with a fuel supply pump (37) that pumps fuel from the fuel tank (36).
The fuel injection valve (34) is provided with an electromagnetic on-off valve, the fuel supply pump (37) is provided with an electric pressure regulating valve, and these are electrically connected to the power supply (29) via the electronic control device (8). ing.

図１に示すように、このエンジンは、調速装置を備えている。
調速装置は、エンジンの目標回転数を設定するアクセルレバー(３８)の設定位置を検出するアクセルセンサ(３９)と、エンジンの実回転数を検出する実回転数センサ(４０)を備え、これらセンサ(３９)(４０)は電子制御装置(８)に電気的に接続されている。 As shown in FIG. 1, this engine is equipped with a speed governor.
The speed control device includes an accelerator sensor (39) for detecting the set position of the accelerator lever (38) for setting the target rotation speed of the engine, and an actual rotation speed sensor (40) for detecting the actual rotation speed of the engine. The sensors (39) and (40) are electrically connected to the electronic control device (8).

図１に示すように、このエンジンは、始動装置を備えている。
始動装置は、スタータモータ(４１)と、キースイッチ(４２)を備え、スタータモータ(４１)とキースイッチ(４２)は、電子制御装置(８)を介して電源(２９)に電気的に接続されている。キースイッチ(４２)は、ＯＦＦ位置と、ＯＮ位置と、スタート位置を備えている。 As shown in FIG. 1, this engine includes a starting device.
The starting device includes a starter motor (41) and a key switch (42), and the starter motor (41) and the key switch (42) are electrically connected to a power source (29) via an electronic control device (8). Has been done. The key switch (42) has an OFF position, an ON position, and a start position.

電子制御装置(８)は、次のような運転制御を行うように構成されている。
エンジンの目標回転数と実回転数の回転数偏差を小さくするように、燃料噴射弁(３４)からの燃料噴射量や噴射タイミングを設定し、負荷変動によるエンジンの回転数変動を小さくする。
エンジンの回転数と負荷と吸気量と吸気温度に応じ、吸気絞り弁(１１)とＥＧＲ弁(３１)の開度を調節し、吸気量やＥＧＲ率を調節する。
キースイッチ(４２)がスタート位置に投入されると、スタータモータ(４１)を駆動し、エンジンの始動を行う。キースイッチ(４２)がＯＮ位置に投入されると、電源(２９)からエンジン各部への通電により、エンジン運転状態が維持され、キースイッチ(４２)がＯＦＦ位置に投入されると、燃料噴射弁(３４)からの燃料噴射が停止され、エンジンが停止される。 The electronic control device (8) is configured to perform the following operation control.
The fuel injection amount and injection timing from the fuel injection valve (34) are set so as to reduce the rotation speed deviation between the target rotation speed and the actual rotation speed of the engine, and the rotation speed fluctuation of the engine due to the load fluctuation is reduced.
The opening degrees of the intake throttle valve (11) and the EGR valve (31) are adjusted according to the engine speed, the load, the intake amount, and the intake temperature, and the intake amount and the EGR rate are adjusted.
When the key switch (42) is turned to the start position, the starter motor (41) is driven to start the engine. When the key switch (42) is turned on, the power supply (29) energizes each part of the engine to maintain the engine operating state, and when the key switch (42) is turned on, the fuel injection valve The fuel injection from (34) is stopped and the engine is stopped.

このエンジンは、排気処理装置を備えている。
図１に示すように、排気処理装置は、燃焼室(１)に燃料(２)を噴射する燃料噴射装置(３)と、排気経路(４)に配置された排気絞り弁(５)と、その排気下流側に配置された弁下流側ＤＯＣ(６)と、その排気下流側に配置されたＤＰＦ(７)と、排気絞り弁(５)の開度と燃料噴射装置(３)の燃料噴射を制御する電子制御装置(８)を備えている。 This engine is equipped with an exhaust treatment device.
As shown in FIG. 1, the exhaust treatment device includes a fuel injection device (3) for injecting fuel (2) into a combustion chamber (1), an exhaust throttle valve (5) arranged in an exhaust path (4), and an exhaust throttle valve (5). The valve downstream side DOC (6) arranged on the exhaust downstream side, the DPF (7) arranged on the exhaust downstream side, the opening degree of the exhaust throttle valve (5), and the fuel injection of the fuel injection device (3). The electronic control device (8) for controlling the fuel is provided.

このエンジンと異なる構成、すなわち排気絞り弁がＤＰＦよりも排気下流側に配置されている場合に比べ、このエンジンでは、図１に示すように、排気絞り弁(５)がＤＰＦ(７)よりも排気上流側に配置されているため、排気絞り弁(５)の排気上流側の排気経路(４)の容積が小さくなり、排気絞り弁(５)の開度減少で弁上流側排気圧(Ｐ０)が速やかに昇圧し、排気(９)の昇温効率が高い。
また、このエンジンでは、図１に示すように、排気絞り弁(５)の排気下流側に弁下流側ＤＯＣ(６)とＤＰＦ(７)が配置されるため、排気絞り弁(５)の弁鳴り音が排気経路(４)外に放出され難い。 Compared to a configuration different from this engine, that is, when the exhaust throttle valve is arranged on the exhaust downstream side of the DPF, in this engine, the exhaust throttle valve (5) is larger than the DPF (7) as shown in FIG. Since it is located on the upstream side of the exhaust, the volume of the exhaust path (4) on the upstream side of the exhaust of the exhaust throttle valve (5) becomes small, and the exhaust pressure on the upstream side of the valve (P0) decreases as the opening of the exhaust throttle valve (5) decreases. ) Rapidly increases the pressure, and the temperature rise efficiency of the exhaust (9) is high.
Further, in this engine, as shown in FIG. 1, since the valve downstream side DOC (6) and DPF (7) are arranged on the exhaust downstream side of the exhaust throttle valve (5), the valve of the exhaust throttle valve (5). It is difficult for the noise to be emitted outside the exhaust path (4).

上記各要素について説明する。
図１に示す燃焼室(１)は、シリンダ内に形成されている。燃料(２)は軽油である。排気絞り弁(５)は、電動式開閉弁で、電子制御装置(８)を介して電源(２９)に電気的に接続されている。ＤＯＣは、ディーゼル排気触媒の略称で、セラミックハニカム担体に白金やパラジウム等の酸化触媒成分が担持されたスルーフロー型で、排気(９)中のＣＯ(一酸化炭素)及び、ＮＯ(一酸化窒素)を酸化する。ＤＰＦは、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称で、セラミックハニカムの隣り合うセルの出入口を交互に塞いだウォールフロー型で、排気(９)中のＰＭを捕捉する。ＰＭは、粒子状物質の略称である。
弁下流側ＤＯＣ(６)とＤＰＦ(７)は、排気経路(４)の途中に配置された排気処理ケース(４ａ)の排気上流側と下流側にそれぞれ収容されている。 Each of the above elements will be described.
The combustion chamber (1) shown in FIG. 1 is formed in a cylinder. The fuel (2) is light oil. The exhaust throttle valve (5) is an electric on-off valve, which is electrically connected to the power supply (29) via the electronic control device (8). DOC is an abbreviation for diesel exhaust catalyst, which is a through-flow type in which an oxidation catalyst component such as platinum or palladium is supported on a ceramic honeycomb carrier. CO (carbon monoxide) and NO (nitric oxide) in the exhaust (9) ) Is oxidized. DPF is an abbreviation for diesel particulate filter, which is a wall-flow type that alternately blocks the entrance and exit of adjacent cells of ceramic honeycomb, and captures PM in the exhaust gas (9). PM is an abbreviation for particulate matter.
The valve downstream side DOC (6) and DPF (7) are housed in the exhaust upstream side and the exhaust downstream side of the exhaust treatment case (4a) arranged in the middle of the exhaust path (4), respectively.

このＤＰＦシステムは、ＤＰＦ(７)で排気(９)中のＰＭを捕捉し、排気(９)中のＮＯ(一酸化窒素)を弁下流側ＤＯＣ(６)で酸化して得られるＮＯ２(二酸化窒素)で、ＤＰＦ(７)に堆積したＰＭを比較的低温で連続的に酸化燃焼させるとともに、コモンレール式の燃料噴射装置(３)のポスト噴射によって排気(９)に供給された未燃燃料を弁下流側ＤＯＣ(６)で触媒燃焼させ、ＤＰＦ(７)に堆積したＰＭを、比較的高温で燃焼させて、ＤＰＦ(７)を再生する。 This DPF system captures the PM in the exhaust (9) with the DPF (7) and oxidizes NO (nitric oxide) in the exhaust (9) with the valve downstream DOC (6) to obtain NO 2 ( Nitric oxide) continuously oxidizes and burns the PM deposited on the DPF (7) at a relatively low temperature, and the unburned fuel supplied to the exhaust (9) by the post injection of the common rail type fuel injection device (3). Is catalytically burned at the DOC (6) on the downstream side of the valve, and the PM deposited on the DPF (7) is burned at a relatively high temperature to regenerate the DPF (7).

この排気処理装置は、ＤＰＦ(７)の再生処理のため、次の構成を備えている。
図２に示すように、ＰＭが堆積したＤＰＦの再生処理の開始条件(Ｓ１)が成立した場合には、その後に排気絞り弁の開度減少制御(Ｓ２)がなされ、排気が所定のアフター噴射許可温度(ＴＡ)以上の温度になった場合には、その後にアフター噴射制御が開始(Ｓ５)され、アフター噴射燃料の燃焼で排気が所定のポスト噴射許可温度(ＴＰ)以上の温度になった場合には、その後にポスト噴射制御が開始(Ｓ７)され、図１に示す弁下流側ＤＯＣ(６)でのポスト噴射燃料の触媒燃焼で昇温した排気(９)で、ＤＰＦ(７)に堆積したＰＭが焼却されるように構成されている。 This exhaust treatment device has the following configuration for the regeneration processing of the DPF (7).
As shown in FIG. 2, when the start condition (S1) of the regeneration process of the DPF in which PM is accumulated is satisfied, the opening degree reduction control (S2) of the exhaust throttle valve is subsequently performed, and the exhaust gas is injected after a predetermined amount. When the temperature exceeds the permitted temperature (TA), the after-injection control is started (S5) after that, and the exhaust gas becomes the temperature above the predetermined post-injection permitted temperature (TP) due to the combustion of the after-injection fuel. In this case, the post injection control is started (S7) after that, and the exhaust gas (9) heated by the catalytic combustion of the post injection fuel at the valve downstream side DOC (6) shown in FIG. 1 is applied to the DPF (7). It is configured so that the accumulated PM is incinerated.

このエンジンでは、次の利点がある。
図２に示すように、ＤＰＦの再生処理の開始条件(Ｓ１)が成立した場合には、排気絞り弁の開度減少による背圧の上昇、及びアフター噴射燃料の燃焼が起こるため、吸気絞りの場合に比べ、排気の昇温効率が高く、排気温度が低い無負荷及び／又は軽負荷運転時でも、図１に示す弁下流側ＤＯＣ(６)が活性化され、ポスト噴射で、ＤＰＦ(７)を再生できる。 This engine has the following advantages:
As shown in FIG. 2, when the start condition (S1) of the DPF regeneration process is satisfied, the back pressure increases due to the decrease in the opening degree of the exhaust throttle valve and the after-injection fuel burns. Compared to the case, the exhaust gas temperature rise efficiency is high, and the exhaust temperature is low even during no-load and / or light-load operation, the valve downstream side DOC (6) shown in FIG. 1 is activated, and the DPF (7) is post-injected. ) Can be played.

また、このエンジンでは、アフター噴射燃料の燃焼で排気が昇温するため、排気絞り弁(５)の開度減少の度合いが小さくて済み、背圧による出力ロスが小さく、エンジン出力を高くできる。 Further, in this engine, since the exhaust gas rises due to the combustion of the after-injection fuel, the degree of decrease in the opening degree of the exhaust throttle valve (5) is small, the output loss due to the back pressure is small, and the engine output can be increased.

このエンジンでは、排気温度が低い無負荷及び／又は軽負荷運転の継続で、弁下流側ＤＯＣに未燃焼燃料やＰＭからなる未燃焼堆積物が堆積し、その触媒機能が低下している場合でも、図２に示すように、ＤＰＦの再生開始条件(Ｓ１)が成立した場合には、排気絞り弁の開度減少やアフター噴射で、排気が昇温し、未燃焼堆積物が気化或いは燃焼され、ＤＰＦ再生時に図１に示す弁下流側ＤＯＣ(６)の低下した触媒機能を回復できる。 In this engine, even when unburned deposits consisting of unburned fuel and PM are deposited on the DOC on the downstream side of the valve due to continuous no-load and / or light-load operation with low exhaust temperature, the catalytic function is deteriorated. As shown in FIG. 2, when the DPF regeneration start condition (S1) is satisfied, the exhaust gas rises due to the decrease in the opening degree of the exhaust throttle valve and the after injection, and the unburned deposit is vaporized or burned. , The reduced catalytic function of the valve downstream DOC (6) shown in FIG. 1 can be restored during DPF regeneration.

ＤＰＦ(７)の再生の場合の各要素について説明する。
図２に示すように、ＤＰＦの再生処理の開始条件(Ｓ１)は、ＤＰＦに堆積したＰＭ堆積量推定値(ＡＰＭ)がＤＰＦの再生処理の開始判定値(ＲＳＪ)以上になった場合に成立する。ＰＭ堆積量推定値(ＡＰＭ)としては、例えば、図１に示すＤＰＦ(７)の出入口間の差圧(ΔＰ)に基づいて、ＰＭ堆積量推定値演算装置(３２)が推定する方法等がある。ＰＭ堆積量推定値演算装置(３２)は、電子制御装置(８)の演算部で構成されている。 Each element in the case of regeneration of the DPF (7) will be described.
As shown in FIG. 2, the start condition (S1) of the DPF regeneration process is satisfied when the estimated PM accumulation amount (APM) deposited on the DPF becomes equal to or higher than the start determination value (RSJ) of the DPF regeneration process. To do. As the PM deposition amount estimation value (APM), for example, a method of estimating the PM deposition amount estimation value calculation device (32) based on the differential pressure (ΔP) between the entrance and exit of the DPF (7) shown in FIG. 1 may be used. is there. The PM deposition amount estimation value calculation device (32) is composed of a calculation unit of the electronic control device (8).

燃料噴射装置(３)から一燃焼サイクル中に行われるの噴射の種類には、ブレ噴射(パイロット噴射)と、メイン噴射と、アフター噴射と、ポスト噴射がある。
一燃焼サイクルは、４サイクルエンジンでは、吸気行程と圧縮行程と膨張行程と排気行程からなる。
ブレ噴射(パイロット噴射)は、メイン噴射燃料の着火遅れを抑制するための噴射で、吸気行程中または圧縮行程中に開始される。
メイン噴射は、出力を得るための主たる噴射で、圧縮上死点前に開始される。
アフター噴射は、排気を昇温させるための噴射で、メイン噴射の後、膨張行程中に開始される。
ポスト噴射は、排気を昇温させるための噴射で、アフター噴射の後、膨張行程中に開始される。ポスト噴射は、排気行程中に開始されるものであってもよい。 The types of injections performed from the fuel injection device (3) during one combustion cycle include blur injection (pilot injection), main injection, after injection, and post injection.
In a four-stroke engine, one combustion cycle consists of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke.
The blur injection (pilot injection) is an injection for suppressing the ignition delay of the main injection fuel, and is started during the intake stroke or the compression stroke.
The main injection is the main injection for obtaining output and is started before the compression top dead center.
The after injection is an injection for raising the temperature of the exhaust gas, and is started during the expansion stroke after the main injection.
The post injection is an injection for raising the temperature of the exhaust gas, and is started during the expansion stroke after the after injection. The post injection may be initiated during the exhaust stroke.

図２に示すＤＰＦの再生処理の場合、アフター噴射は次のように設定されている。
アフター噴射許可温度(ＴＡ)は、１５０°Ｃ以上、７００°Ｃ以下に設定する。
アフター噴射制御では、図１に示す弁下流側ＤＯＣ(６)の入口側排気温度(Ｔ１)が４００°Ｃ以上、７００°Ｃ以下に維持されるように設定されている。 In the case of the DPF regeneration process shown in FIG. 2, the after injection is set as follows.
The after-injection permitted temperature (TA) is set to 150 ° C. or higher and 700 ° C. or lower.
In the after injection control, the inlet side exhaust temperature (T1) of the valve downstream side DOC (6) shown in FIG. 1 is set to be maintained at 400 ° C. or higher and 700 ° C. or lower.

アフター噴射許可温度(ＴＡ)は、弁上流側排気温度センサ(１９)で検出される弁上流側排気温度(Ｔ０)についての判定温度であり、弁上流側排気温度(Ｔ０)は、弁上流側排気温度センサ(１９)で検出され、電子制御装置(８)による噴射タイミングや燃料噴射量の調節によって制御される。
弁下流側ＤＯＣ(６)の入口側排気温度(Ｔ１)は、弁上流側排気温度センサ(１９)で検出される弁上流側排気温度(Ｔ０)から推定され、電子制御装置(８)による噴射タイミングや燃料噴射量の調節によって制御される。 The after-injection permitted temperature (TA) is a determination temperature for the valve upstream side exhaust temperature (T0) detected by the valve upstream side exhaust temperature sensor (19), and the valve upstream side exhaust temperature (T0) is the valve upstream side exhaust gas temperature (T0). It is detected by the exhaust temperature sensor (19) and controlled by adjusting the injection timing and fuel injection amount by the electronic control device (8).
The inlet side exhaust temperature (T1) of the valve downstream side DOC (6) is estimated from the valve upstream side exhaust temperature (T0) detected by the valve upstream side exhaust temperature sensor (19), and is injected by the electronic control device (8). It is controlled by adjusting the timing and fuel injection amount.

アフター噴射では、膨張行程で燃焼室(１)内に噴射が開始されたアフター噴射燃料が排気(９)の熱で燃焼し、無負荷及び低負荷運転で排気(９)の温度が低い場合でも、排気(９)が弁下流側ＤＯＣ(６)に堆積する未燃焼堆積物が気化または焼却される温度まで昇温され、未燃焼堆積物で低下した弁下流側ＤＯＣ(６)の触媒機能が回復すると共に、弁下流側ＤＯＣ(６)が活性化される。 In the after-injection, the after-injection fuel that has been injected into the combustion chamber (1) in the expansion stroke burns with the heat of the exhaust (9), and even when the temperature of the exhaust (9) is low in no-load and low-load operation. , The exhaust gas (9) is heated to the temperature at which the unburned deposits deposited on the valve downstream DOC (6) are vaporized or incinerated, and the catalytic function of the valve downstream DOC (6) lowered by the unburned deposits As it recovers, the valve downstream DOC (6) is activated.

図２に示すＤＰＦの再生処理の場合、ポスト噴射は次のように設定されている。
ポスト噴射許可温度(ＴＰ)は、２００°Ｃ以上、７００°Ｃ以下に設定されている。
ポスト噴射許可温度(ＴＰ)は、アフター噴射許可温度(ＴＡ)よりも高い温度に設定されている。
ポスト噴射制御では、弁下流側ＤＯＣ(６)の入口側排気温度(Ｔ１)が４００°Ｃ以上、７００°Ｃ以下に維持されると共に、ＤＰＦ(７)の入口側排気温度(Ｔ２)が５５０°Ｃ以上、７００°Ｃ以下に維持されるように設定されている。特に、ＤＰＦ(７)の入口側排気温度(Ｔ２)は、堆積したＰＭの異常燃焼を防止するため、７００°Ｃ以下に設定することが望ましい。
ポスト噴射許可温度(ＴＰ)は、弁上流側排気温度センサ(１９)で検出される弁上流側排気温度(Ｔ０)についての判定温度であり、弁上流側排気温度(Ｔ０)は、弁上流側排気温度センサ(１９)で検出され、電子制御装置(８)で制御される。
弁下流側ＤＯＣ(６)の入口側排気温度(Ｔ１)は、弁上流側排気温度センサ(１９)で検出される弁上流側排気温度(Ｔ０)により、電子制御装置(８)による噴射タイミングや燃料噴射量の調節によって制御される。
ＤＰＦ(７)の入口側排気温度(Ｔ２)は、ＤＰＦ入口側排気温度センサ(２７)で検出され、電子制御装置(８)による噴射タイミングや燃料噴射量の調節によって制御される。
なお、ＤＰＦ出口側排気温度センサ(３３)で検出されるＤＰＦ出口側排気温度(Ｔ３)が所定の上限温度以上の温度になった場合には、電子制御装置(８)の制御によりアフター噴射やポスト噴射は緊急停止される。
ポスト噴射では、膨張行程又は排気行程で燃焼室内に噴射が開始されたポスト噴射燃料が弁下流側ＤＯＣ(６)で触媒燃焼し、排気(９)が昇温し、ＤＰＦ(７)に溜まったＰＭが焼却除去される。 In the case of the DPF regeneration process shown in FIG. 2, the post injection is set as follows.
The post injection permitted temperature (TP) is set to 200 ° C. or higher and 700 ° C. or lower.
The post-injection permit temperature (TP) is set to a temperature higher than the after-injection permit temperature (TA).
In the post injection control, the inlet side exhaust temperature (T1) of the valve downstream side DOC (6) is maintained at 400 ° C. or higher and 700 ° C. or lower, and the inlet side exhaust temperature (T2) of the DPF (7) is 550. It is set to be maintained above ° C and below 700 ° C. In particular, the inlet side exhaust temperature (T2) of the DPF (7) is preferably set to 700 ° C. or lower in order to prevent abnormal combustion of the accumulated PM.
The post injection permitted temperature (TP) is a determination temperature for the valve upstream side exhaust temperature (T0) detected by the valve upstream side exhaust temperature sensor (19), and the valve upstream side exhaust temperature (T0) is the valve upstream side exhaust gas temperature (T0). It is detected by the exhaust temperature sensor (19) and controlled by the electronic control device (8).
The inlet side exhaust temperature (T1) of the valve downstream side DOC (6) is determined by the injection timing by the electronic control device (8) depending on the valve upstream side exhaust temperature (T0) detected by the valve upstream side exhaust temperature sensor (19). It is controlled by adjusting the fuel injection amount.
The inlet side exhaust temperature (T2) of the DPF (7) is detected by the DPF inlet side exhaust temperature sensor (27) and is controlled by adjusting the injection timing and the fuel injection amount by the electronic control device (8).
When the DPF outlet side exhaust temperature (T3) detected by the DPF outlet side exhaust temperature sensor (33) reaches a temperature equal to or higher than a predetermined upper limit temperature, after injection is performed under the control of the electronic control device (8). The post injection is urgently stopped.
In the post injection, the post injection fuel that was started to be injected into the combustion chamber in the expansion stroke or the exhaust stroke was catalytically burned in the DOC (6) on the downstream side of the valve, the exhaust (9) was heated, and accumulated in the DPF (7). PM is incinerated and removed.

この排気処理装置は、弁下流側ＤＯＣ(６)の触媒機能回復処理のため、次の構成を備えている。
図３に示すように、未燃燃料やＰＭからなる未燃焼堆積物の堆積に基づいて機能低下した弁下流側ＤＯＣ(６)の触媒機能回復処理の開始条件(Ｓ１３)が成立した場合には、その後に排気絞り弁(５)の開度減少制御(Ｓ１５)がなされ、排気が所定のアフター噴射許可温度(ＴＡ)以上の温度になった場合には、その後にアフター噴射制御が開始(Ｓ１８)され、アフター噴射燃料の燃焼で昇温した排気(９)で、弁下流側ＤＯＣ(６)に堆積した未燃焼堆積物が気化または焼却されるように構成されている。 This exhaust treatment device has the following configuration for the catalytic function recovery treatment of the valve downstream side DOC (6).
As shown in FIG. 3, when the start condition (S13) of the catalytic function recovery treatment of the valve downstream side DOC (6) whose function has deteriorated due to the accumulation of unburned deposits composed of unburned fuel and PM is satisfied. After that, the opening degree reduction control (S15) of the exhaust throttle valve (5) is performed, and when the exhaust reaches a temperature equal to or higher than the predetermined after-injection permitted temperature (TA), the after-injection control is started (S18). ), And the exhaust gas (9) heated by the combustion of the after-injection fuel is configured to vaporize or incinerate the unburned deposits deposited on the DOC (6) on the downstream side of the valve.

このエンジンでは、ＤＰＦ再生時でなくても、図３に示すように、弁下流側ＤＯＣの触媒機能回復の開始条件(Ｓ１３)が成立した場合には、排気絞り弁の開度減少やアフター噴射で、排気が昇温し、未燃焼堆積物が気化或いは燃焼され、ＤＰＦ再生前に図１に示す弁下流側ＤＯＣ(６)の低下した触媒機能が回復され、触媒機能の低下が進行し難い。また、白煙の原因である未燃焼堆積物がないため、白煙の発生も抑えられる。 In this engine, as shown in FIG. 3, when the start condition (S13) for recovering the catalytic function of the DOC on the downstream side of the valve is satisfied, the opening degree of the exhaust throttle valve is reduced or after injection is performed even when the DPF is not regenerated. Then, the temperature of the exhaust gas rises, the unburned deposits are vaporized or burned, and the reduced catalytic function of the valve downstream DOC (6) shown in FIG. 1 is restored before the DPF regeneration, and the deterioration of the catalytic function is unlikely to proceed. .. In addition, since there is no unburned sediment that causes white smoke, the generation of white smoke can be suppressed.

図３に示すように、弁下流側ＤＯＣ(６)の触媒機能回復処理の開始条件(Ｓ１３)は、無負荷及び軽負荷の運転時間の積算値(ｔＬ)が所定の触媒機能回復処理の開始判定値(ＩＳＪ)以上になった場合に成立する。無負荷及び軽負荷の運転時間の積算値(ｔＬ)は、弁上流側排気温度(Ｔ０)が無負荷及び軽負荷運転の判定温度(ＬＪ)以下であることに基づいて、運転時間積算装置(１８)が算出する。運転時間積算装置(１８)は、電子制御装置(８)の演算部で構成されている。 As shown in FIG. 3, the start condition (S13) of the catalyst function recovery process of the valve downstream side DOC (6) is the start of the catalyst function recovery process in which the integrated value (tL) of the operation time of no load and light load is predetermined. It is established when the judgment value (ISJ) or more is reached. The integrated value (tL) of the operation time of no load and light load is based on the fact that the exhaust temperature (T0) on the upstream side of the valve is equal to or less than the judgment temperature (LJ) of no load and light load operation. 18) is calculated. The operation time integrating device (18) is composed of a calculation unit of the electronic control device (8).

図３に示す弁下流側ＤＯＣ(６)の触媒機能回復処理の場合、アフター噴射は次のように設定されている。
アフター噴射許可温度(ＴＡ)は、１５０°Ｃ以上、７００°Ｃ以下に設定されている。
アフター噴射制御では、弁下流側ＤＯＣ(６)の入口側排気温度(Ｔ１)が１８０°Ｃ以上、７００°Ｃ以下に維持されるように設定されている。
アフター噴射では、膨張行程で燃焼室内に噴射されたアフター噴射燃料が排気の熱で燃焼し、無負荷及び低負荷運転で排気の温度が低い場合でも、排気が弁下流側ＤＯＣに堆積する未燃焼堆積物が気化または焼却される温度まで昇温され、未燃焼堆積物で低下した図１に示す弁下流側ＤＯＣ(６)の触媒機能が回復され、触媒機能の低下が進行し難い。 In the case of the catalytic function recovery treatment of the valve downstream side DOC (6) shown in FIG. 3, the after injection is set as follows.
The after-injection permitted temperature (TA) is set to 150 ° C. or higher and 700 ° C. or lower.
In the after injection control, the inlet side exhaust temperature (T1) of the valve downstream side DOC (6) is set to be maintained at 180 ° C. or higher and 700 ° C. or lower.
In the after-injection, the after-injection fuel injected into the combustion chamber in the expansion stroke is burned by the heat of the exhaust gas, and the exhaust gas is deposited in the DOC on the downstream side of the valve even when the exhaust gas temperature is low in no-load and low-load operation. The temperature is raised to the temperature at which the deposit is vaporized or incinerated, and the catalytic function of the valve downstream DOC (6) shown in FIG. 1, which was lowered by the unburned deposit, is restored, and the deterioration of the catalytic function is unlikely to proceed.

このエンジンは、図１に示すように、吸気経路(１０)に配置された吸気絞り弁(１１)を備え、その開度が電子制御装置(８)で制御されるように構成され、図２に示すように、ＤＰＦの再生処理の開始条件(Ｓ１)が成立した場合又は図３に示すように、弁下流側ＤＯＣの触媒機能回復処理の開始条件(１３)が成立した場合には、排気絞り弁(５)の開度減少制御(Ｓ２)(Ｓ１５)がなされると共に、吸気絞り弁(１１)の開度減少制御(Ｓ２)(Ｓ１５)がなされるように構成されている。
このため、このエンジンでは、排気絞りと共に吸気絞りが行われるため、吸気量の減少により排気の昇温効率が高まる。 As shown in FIG. 1, this engine includes an intake throttle valve (11) arranged in an intake path (10), and the opening degree thereof is controlled by an electronic control device (8). FIG. When the start condition (S1) of the DPF regeneration process is satisfied as shown in FIG. 3, or when the start condition (13) of the catalytic function recovery process of the valve downstream DOC is satisfied as shown in FIG. The opening degree reduction control (S2) (S15) of the throttle valve (5) is performed, and the opening degree reduction control (S2) (S15) of the intake throttle valve (11) is performed.
Therefore, in this engine, the intake air throttle is performed together with the exhaust gas throttle, so that the efficiency of raising the temperature of the exhaust gas is increased by reducing the intake air amount.

このエンジンでは、図２または図３に示すように、排気絞り弁の開度減少制御(Ｓ２)(Ｓ１５)がなされた後、弁上流側排気圧(Ｐ０)が所定の圧力上限値(Ｐmax)を超えた場合には、その後に排気絞り弁の開度増加制御(Ｓ４−２)(Ｓ１７−２)がなされるように構成されている。
このため、このエンジンでは、弁上流側排気圧(Ｐ０)の過剰な昇圧が抑制されるため、その加圧で排気絞り弁(５)やその上流側の部品が故障し難い。
圧力上限値(Ｐmax)は、図１に示す排気絞り弁(１１)、ＥＧＲ弁(３１)、過給機(２６)等の仕様又は排気経路(４)の配管の気密性などから決められる。
排気絞り弁(５)は、排気経路(４)の途中に配置されている。 In this engine, as shown in FIG. 2 or 3, after the opening degree reduction control (S2) (S15) of the exhaust throttle valve is performed, the exhaust pressure (P0) on the upstream side of the valve becomes a predetermined pressure upper limit value (Pmax). If the pressure exceeds the above, the exhaust throttle valve opening degree increase control (S4-2) (S17-2) is subsequently performed.
Therefore, in this engine, excessive boosting of the exhaust pressure (P0) on the upstream side of the valve is suppressed, so that the pressure does not easily cause the exhaust throttle valve (5) and the parts on the upstream side to break down.
The pressure upper limit value (Pmax) is determined from the specifications of the exhaust throttle valve (11), the EGR valve (31), the supercharger (26), etc. shown in FIG. 1, or the airtightness of the piping of the exhaust path (4).
The exhaust throttle valve (5) is arranged in the middle of the exhaust path (4).

このエンジンでは、図１に示すように、弁上流側排気圧(Ｐ０)の演算装置(１２)を備え、図４に示すように、弁上流側排気圧(Ｐ０)は、排気の質量流量(Ｇ)と、弁上流側排気温度(Ｔ０)と、弁下流側排気圧(Ｐ１)から演算で算出されるように構成されている。弁上流側排気圧(Ｐ０)の演算装置(１２)は、電子制御装置(８)の演算部で構成されている。 As shown in FIG. 1, this engine is provided with an arithmetic unit (12) for the valve upstream side exhaust pressure (P0), and as shown in FIG. 4, the valve upstream side exhaust pressure (P0) is the mass flow rate of the exhaust gas (P0). It is configured to be calculated from G), the valve upstream side exhaust temperature (T0), and the valve downstream side exhaust pressure (P1). The arithmetic unit (12) of the valve upstream exhaust pressure (P0) is composed of the arithmetic unit of the electronic control device (8).

このエンジンでは、図４に示すように、排気の質量流量(Ｇ)等から演算で弁上流側排気圧(Ｐ０)を精度よく算出できるため、図１に示す排気絞り弁(５)の制御精度を高くできる。 In this engine, as shown in FIG. 4, the exhaust pressure (P0) on the upstream side of the valve can be accurately calculated from the mass flow rate (G) of the exhaust gas, etc., so that the control accuracy of the exhaust throttle valve (5) shown in FIG. Can be raised.

このエンジンでは、弁上流側排気圧(Ｐ０)は、排気絞り弁(５)の排気上流側に配置した排気圧センサで検出してもかまわない。この場合、弁上流側排気圧(Ｐ０)を迅速に検出できるため、図１に示す排気絞り弁(５)の制御精度を高くできる。 In this engine, the exhaust pressure on the upstream side of the valve (P0) may be detected by an exhaust pressure sensor arranged on the upstream side of the exhaust of the exhaust throttle valve (5). In this case, since the exhaust pressure (P0) on the upstream side of the valve can be detected quickly, the control accuracy of the exhaust throttle valve (5) shown in FIG. 1 can be improved.

弁上流側排気圧(Ｐ０)を演算で算出する場合には、次の関係式を用いることができる。
弁上流側排気圧(Ｐ０)は、図４の式１により、排気(９)の質量流量(Ｇ)と、弁上流側排気温度(Ｔ０)と、弁下流側排気圧(Ｐ１)から演算で算出することができる。
排気(９)の質量流量(Ｇ)は、図４の式２により、排気(９)の密度(ρ０)と排気(９)の体積流量(Ｖ)から演算で算出することができる。
排気(９)の体積流量(Ｖ)は、図４の式３により、排気(９)の質量流量(Ｇ)と燃料噴射量(Ｑ)等から演算で算出することができる。
燃料噴射量(Ｑ)は、１秒当たりのブレ噴射(パイロット噴射)と、メイン噴射と、アフター噴射と、ポスト噴射を加算した燃料噴射量である。 When calculating the valve upstream exhaust pressure (P0) by calculation, the following relational expression can be used.
The valve upstream side exhaust pressure (P0) is calculated from the mass flow rate (G) of the exhaust (9), the valve upstream side exhaust temperature (T0), and the valve downstream side exhaust pressure (P1) according to Equation 1 in FIG. Can be calculated.
The mass flow rate (G) of the exhaust (9) can be calculated by calculation from the density (ρ0) of the exhaust (9) and the volume flow rate (V) of the exhaust (9) according to Equation 2 of FIG.
The volumetric flow rate (V) of the exhaust gas (9) can be calculated by calculation from the mass flow rate (G) of the exhaust gas (9), the fuel injection amount (Q), and the like according to the formula 3 of FIG.
The fuel injection amount (Q) is the fuel injection amount obtained by adding the blur injection (pilot injection), the main injection, the after injection, and the post injection per second.

なお、排気流量の代用値として吸気流量を用いることができるため、図４の式３の精密な排気(９)の体積流量(Ｖ)の演算に代え、吸気流量センサ(１６)で計量された吸気流量を排気(９)の体積流量(Ｖ)とみなして、式２の演算を行ってもよい。 Since the intake flow rate can be used as a substitute value for the exhaust flow rate, it was measured by the intake flow rate sensor (16) instead of the precise calculation of the volume flow rate (V) of the exhaust (9) in Equation 3 of FIG. The calculation of Equation 2 may be performed by regarding the intake flow rate as the volumetric flow rate (V) of the exhaust (9).

このエンジンでは、図１に示すように、ＤＰＦ(７)の出入口間の差圧(ΔＰ)を検出する差圧センサ(１３)と、大気圧(Ｐ３)を検出する大気圧センサ(１４)を備え、図４の式４に示すように、弁下流側排気圧(Ｐ１)は、ＤＰＦ(７)の出入口間の差圧(ΔＰ)と大気圧(Ｐ３)から演算で算出されるように構成されている。 In this engine, as shown in FIG. 1, a differential pressure sensor (13) for detecting the differential pressure (ΔP) between the entrance and exit of the DPF (7) and an atmospheric pressure sensor (14) for detecting the atmospheric pressure (P3) are used. As shown in Equation 4 of FIG. 4, the exhaust pressure (P1) on the downstream side of the valve is configured to be calculated from the differential pressure (ΔP) between the inlet and outlet of the DPF (7) and the atmospheric pressure (P3). Has been done.

このエンジンでは、図４に示すように、ＤＰＦの出入口間の差圧(ΔＰ)と大気圧(Ｐ３)から演算で弁下流側排気圧(Ｐ１)を精度よく算出できるため、図１に示す排気絞り弁(５)の制御精度を高くできる。 In this engine, as shown in FIG. 4, the exhaust pressure on the downstream side of the valve (P1) can be accurately calculated from the differential pressure (ΔP) between the entrance and exit of the DPF and the atmospheric pressure (P3). The control accuracy of the throttle valve (5) can be improved.

このエンジンでは、弁下流側排気圧(Ｐ１)を排気絞り弁(５)の排気下流側に配置した排気圧センサで検出してもかまわない。この場合、弁下流側排気圧(Ｐ１)を迅速に検出できるため、図１に示す排気絞り弁(５)の制御精度を高くできる。 In this engine, the exhaust pressure on the downstream side of the valve (P1) may be detected by an exhaust pressure sensor arranged on the downstream side of the exhaust of the exhaust throttle valve (5). In this case, since the exhaust pressure (P1) on the downstream side of the valve can be detected quickly, the control accuracy of the exhaust throttle valve (5) shown in FIG. 1 can be improved.

このエンジンでは、図１に示すように、弁上流側排気温度センサ(１９)を備え、これで検出される弁上流側排気温度(Ｔ０)が、弁上流側排気圧(Ｐ０)の演算に用いられていると共に、図２に示すように、アフター噴射許可温度(ＴＡ)及びポスト噴射許可温度(ＴＰ)との温度比較判定にも用いられている。 As shown in FIG. 1, this engine is provided with a valve upstream side exhaust temperature sensor (19), and the valve upstream side exhaust temperature (T0) detected by the sensor is used for calculating the valve upstream side exhaust pressure (P0). As shown in FIG. 2, it is also used for temperature comparison determination between the after-injection permitted temperature (TA) and the post-injection permitted temperature (TP).

このエンジンでは、単一の弁上流側排気温度センサ(１９)で検出した弁上流側排気温度(Ｔ０)を用いて、上記演算と比較判定を行うため、センサの数を少なくできる。 In this engine, the number of sensors can be reduced because the above calculation and comparison determination are performed using the valve upstream side exhaust temperature (T0) detected by a single valve upstream side exhaust temperature sensor (19).

このエンジンでは、弁上流側排気圧(Ｐ０)を排気絞り弁(５)の排気上流側に排気した排気圧センサで検出し、アフター噴射許可温度(ＴＡ)の比較判定に弁上流側排気温度センサ(１９)の検出温度を用い、ポスト噴射許可温度(ＴＰ)の比較判定に弁下流側排気温度センサの検出温度を用いてもかまわない。この場合、弁上流側排気圧(Ｐ０)の検出、アフター噴射許可温度(ＴＡ)の比較判定、ポスト噴射許可温度(ＴＰ)の比較判定を迅速に行うことができる。 In this engine, the exhaust pressure on the upstream side of the valve (P0) is detected by the exhaust pressure sensor exhausted to the upstream side of the exhaust of the exhaust throttle valve (5), and the exhaust temperature sensor on the upstream side of the valve is used for comparison judgment of the after-injection permitted temperature (TA). The detected temperature of (19) may be used, and the detected temperature of the exhaust gas temperature sensor on the downstream side of the valve may be used for the comparative determination of the post-injection permitted temperature (TP). In this case, the valve upstream side exhaust pressure (P0) can be detected, the after-injection permitted temperature (TA) can be compared and determined, and the post-injection permitted temperature (TP) can be compared and determined quickly.

このエンジンでは、図１に示すように、排気絞り弁(５)の排気上流側に配置される弁上流側ＤＯＣ(１７)を備えている。
このエンジンでは、無負荷及び／又は運転の継続で、弁下流側ＤＯＣ(６)に未燃焼燃料やＰＭからなる未燃焼堆積物が堆積し、弁下流側ＤＯＣ(６)の触媒機能が低下している場合でも、図２に示すように、ＤＰＦの再生開始条件が成立した場合には、その後のアフター噴射やポスト噴射により、アフター噴射燃料やポスト噴射燃料が弁上流側ＤＯＣで触媒燃焼され、排気が大幅に昇温するため、未燃焼堆積物が速やかに気化或いは燃焼し、ＤＰＦ再生時に図１に示す弁下流側ＤＯＣ(６)の低下した触媒機能を回復できる。
弁上流側ＤＯＣ(１７)は、排気経路(４)の途中に配置された弁上流側ＤＯＣケース(４ｂ)内に収容されている。弁上流側排気温度センサ(１９)は、弁上流側ＤＯＣ(１７)と排気絞り弁(５)の間に配置されている。 As shown in FIG. 1, this engine includes a valve upstream side DOC (17) arranged on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (5).
In this engine, with no load and / or continued operation, unburned deposits consisting of unburned fuel and PM are deposited on the valve downstream side DOC (6), and the catalytic function of the valve downstream side DOC (6) deteriorates. Even in this case, as shown in FIG. 2, when the DPF regeneration start condition is satisfied, the after-injection fuel and the post-injection fuel are catalytically burned at the valve upstream DOC by the subsequent after-injection and post-injection. Since the exhaust gas rises significantly, the unburned deposits are rapidly vaporized or burned, and the reduced catalytic function of the valve downstream DOC (6) shown in FIG. 1 can be restored during DPF regeneration.
The valve upstream DOC (17) is housed in a valve upstream DOC case (4b) arranged in the middle of the exhaust path (4). The valve upstream side exhaust temperature sensor (19) is arranged between the valve upstream side DOC (17) and the exhaust throttle valve (5).

このエンジンでは、図１に示すように、弁上流側ＤＯＣ(１７)と弁下流側ＤＯＣ(６)には、セル内を排気が通過するハニカム担体に触媒成分を担持させたフロースルー型の酸化触媒が用いられている。
このため、このエンジンでは、図１に示すように、弁上流側ＤＯＣ(１７)と弁下流側ＤＯＣ(６)にフロースルー型の酸化触媒が用いられているため、背圧による出力ロスが小さく、エンジン出力を高くできる。 In this engine, as shown in FIG. 1, the valve upstream side DOC (17) and the valve downstream side DOC (6) are flow-through type oxidation in which a catalyst component is supported on a honeycomb carrier through which exhaust gas passes through the cell. A catalyst is used.
Therefore, in this engine, as shown in FIG. 1, a flow-through type oxidation catalyst is used for the valve upstream side DOC (17) and the valve downstream side DOC (6), so that the output loss due to back pressure is small. , The engine output can be increased.

このエンジンでは、図１に示すように、弁上流側ＤＯＣ(１７)の径は、弁下流側ＤＯＣ(６)の径よりも小さく形成されている。
このため、エンジンでは、弁上流側ＤＯＣ(１７)のセルを通過する排気(９)の通過速度は、弁下流側ＤＯＣ(６)のセルを通過する排気(９)の通過速度よりも速くなるため、弁上流側ＤＯＣ(１７)には未燃焼燃料やＰＭからなる未燃焼堆積物が堆積し難い。 In this engine, as shown in FIG. 1, the diameter of the valve upstream side DOC (17) is formed to be smaller than the diameter of the valve downstream side DOC (6).
Therefore, in the engine, the passing speed of the exhaust gas (9) passing through the cell of the valve upstream side DOC (17) is faster than the passing speed of the exhaust gas (9) passing through the cell of the valve downstream side DOC (6). Therefore, it is difficult for unburned deposits composed of unburned fuel and PM to accumulate on the DOC (17) on the upstream side of the valve.

このエンジンでは、図１に示すように、弁上流側ＤＯＣ(１７)の(全域の)セル密度は、弁下流側ＤＯＣ(６)のセル密度よりも大きく形成されている。
このため、このエンジンでは、図１に示すように、弁上流側ＤＯＣ(１７)のセルを通過する排気(９)の通過速度は、弁下流側ＤＯＣ(６)のセルを通過する排気(９)の通過速度よりも速くなるため、弁上流側ＤＯＣ(１７)には未燃焼燃料やＰＭからなる未燃焼堆積物が堆積し難い。 In this engine, as shown in FIG. 1, the cell density (over the entire area) of the valve upstream DOC (17) is formed higher than the cell density of the valve downstream DOC (6).
Therefore, in this engine, as shown in FIG. 1, the passing speed of the exhaust gas (9) passing through the cell of the valve upstream DOC (17) is the exhaust gas (9) passing through the valve downstream DOC (6) cell. ) Is faster than the passing speed, so that unburned deposits composed of unburned fuel and PM are unlikely to be deposited on the DOC (17) on the upstream side of the valve.

このエンジンでは、図１に示すように、無負荷及び／又は軽負荷運転の運転時間を積算する運転時間積算装置(１８)を備え、図３に示すように、無負荷及び／又は軽負荷の運転時間の積算値(ｔＬ)が所定の触媒機能回復処理の開始判定値(ＩＳＪ)に至った場合には、弁下流側ＤＯＣ(６)の触媒機能回復処理の開始条件(Ｓ２３)が成立するように構成されている。
このため、このエンジンでは、弁下流側ＤＯＣの触媒機能の低下の確度が高い時期に、触媒機能の改善を開始できるため、無駄な排気絞りやアフター噴射を無くすことができる。 As shown in FIG. 1, this engine is provided with an operation time integrating device (18) that integrates the operating time of no-load and / or light-load operation, and as shown in FIG. 3, the no-load and / or light-load operation. When the integrated value (tL) of the operation time reaches the predetermined start determination value (ISJ) of the catalyst function recovery process, the start condition (S23) of the catalyst function recovery process of the valve downstream side DOC (6) is satisfied. It is configured as follows.
Therefore, in this engine, improvement of the catalyst function can be started at a time when the probability of deterioration of the catalyst function of the DOC on the downstream side of the valve is high, so that unnecessary exhaust throttle and after injection can be eliminated.

このエンジンでは、電子制御装置(８)によるＤＰＦ(７)の再生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、ＤＰＦの再生処理の開始条件が満たされたか否かが判定される。具体的には、ＤＰＦのＰＭ堆積量推定値(ＡＰＭ)がＤＰＦの再生処理の開始判定値(ＲＳＪ)以上の値になったか否かが判別される。ＤＰＦのＰＭ堆積量推定値(ＡＰＭ)は、図１に示すＤＰＦ(７)の出入口間の差圧(ΔＰ)に基づいてＰＭ堆積量推定値演算装置(３２)で算出される。ＰＭ堆積量推定値演算装置(３２)は、電子制御装置(８)の演算部で構成されている。ＤＰＦのＰＭ堆積量推定値(ＡＰＭ)は、差圧(ΔＰ)による算出以外の方法で算出してもよい。
図２に示すように、ステップ(Ｓ１)の判定は、肯定されるまで繰り返され、判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ２)に進む。 In this engine, the flow of the regeneration process of the DPF (7) by the electronic control device (8) is as follows.
As shown in FIG. 2, in step (S1), it is determined whether or not the start condition of the DPF regeneration process is satisfied. Specifically, it is determined whether or not the estimated PM accumulation amount (APM) of the DPF becomes a value equal to or higher than the start determination value (RSJ) of the regeneration process of the DPF. The PM accumulated amount estimated value (APM) of the DPF is calculated by the PM accumulated amount estimated value calculation device (32) based on the differential pressure (ΔP) between the entrance and exit of the DPF (7) shown in FIG. The PM deposition amount estimation value calculation device (32) is composed of a calculation unit of the electronic control device (8). The PM deposition amount estimated value (APM) of the DPF may be calculated by a method other than the calculation by the differential pressure (ΔP).
As shown in FIG. 2, the determination in step (S1) is repeated until the determination is affirmed, and when the determination is affirmed, the process proceeds to step (S2).

図２に示すように、ステップ(Ｓ２)では、排気絞り弁の開度減少制御と、排気絞り弁の開度減少制御が行われ、ステップ(Ｓ３)に進む。
ステップ(Ｓ２)の吸気絞り弁や排気絞り弁の開度減少制御は、吸気絞り弁(１１)を駆動するアクチュエータ(１１ａ)と、排気絞り弁(５)を駆動するアクチュエータ(５ａ)を電子制御装置(８)が制御することにより行われる。 As shown in FIG. 2, in step (S2), the opening degree reduction control of the exhaust throttle valve and the opening degree reduction control of the exhaust throttle valve are performed, and the process proceeds to step (S3).
In the opening reduction control of the intake throttle valve and the exhaust throttle valve in step (S2), the actuator (11a) for driving the intake throttle valve (11) and the actuator (5a) for driving the exhaust throttle valve (5) are electronically controlled. This is done under the control of the device (8).

図２に示すように、ステップ(Ｓ３)では、弁上流側排気圧(Ｐ０)が圧力上限値(Ｐｍａｘ)以下か否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ４−１)に進む。
ステップ(Ｓ４−１)では、弁上流側排気温度(Ｔ０)がアフター噴射許可温度(ＴＡ)以上か否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ５)に進む。
ステップ(Ｓ５)では、アフター噴射制御が開始され、ステップ(Ｓ６)に進む。
尚、ステップ(Ｓ３)での判定が否定された場合には、ステップ(Ｓ４−２)に進み、排気絞り弁の開度増加制御がなされ、ステップ(Ｓ４−１)に進む。
ステップ(Ｓ４−２)の排気絞り弁の開度増加制御は、排気絞り弁(５)を駆動するアクチュエータ(５ａ)を電子制御装置(８)が制御することにより行われる。
ステップ(Ｓ４−１)での判定が否定された場合にはステップ(Ｓ３)に戻る。 As shown in FIG. 2, in step (S3), it is determined whether or not the valve upstream exhaust pressure (P0) is equal to or less than the pressure upper limit value (Pmax), and if the determination is affirmed, step (S4-1). ).
In step (S4-1), it is determined whether or not the valve upstream side exhaust temperature (T0) is equal to or higher than the after-injection permitted temperature (TA), and if the determination is affirmed, the process proceeds to step (S5).
In step (S5), after injection control is started, and the process proceeds to step (S6).
If the determination in step (S3) is denied, the process proceeds to step (S4-2), the opening degree increase control of the exhaust throttle valve is performed, and the process proceeds to step (S4-1).
The opening degree increase control of the exhaust throttle valve in step (S4-2) is performed by the electronic control device (8) controlling the actuator (5a) that drives the exhaust throttle valve (5).
If the determination in step (S4-1) is denied, the process returns to step (S3).

ステップ(Ｓ６)では、弁上流側排気温度(Ｔ０)がポスト噴射許可温度(ＴＰ)以上か否かが判定される。ステップ(Ｓ６)の判定は肯定されるまで繰り返され、判定が肯定されるとステップ(Ｓ７)に進む。
ステップ(Ｓ７)では、ポスト噴射制御が開始され、ステップ(Ｓ８)に進む。 In step (S6), it is determined whether or not the valve upstream side exhaust temperature (T0) is equal to or higher than the post injection permitted temperature (TP). The determination in step (S6) is repeated until the determination is affirmed, and when the determination is affirmed, the process proceeds to step (S7).
In step (S7), post injection control is started, and the process proceeds to step (S8).

ステップ(Ｓ８)では、ＤＰＦの再生処理の終了条件が満たされたか否かが判定される。具体的には、ＤＰＦのＰＭ堆積量推定値(ＡＰＭ)がＤＰＦの再生処理の終了判定値(ＲＥＪ)以下の値になることが終了条件とされ、ステップ(Ｓ８)では、この終了条件が肯定されたか否かが判定される。
ステップ(Ｓ８)の判定は、肯定されるまで判定が繰り返され、判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ９)に進む。
ステップ(Ｓ９)では、ポスト噴射制御が終了されると共に、アフター噴射制御も終了され、ステップ(Ｓ１０)に進む。
ステップ(Ｓ１０)では、吸気絞り弁が全開にリセットされると共に、排気絞り弁も全開にリセットされ、ステップ(Ｓ１)に戻る。 In step (S8), it is determined whether or not the end condition of the DPF regeneration process is satisfied. Specifically, the end condition is that the estimated PM accumulation amount (APM) of the DPF is equal to or less than the end determination value (REJ) of the DPF regeneration process, and this end condition is affirmed in step (S8). It is determined whether or not it has been done.
The determination in step (S8) is repeated until the determination is affirmed, and when the determination is affirmed, the process proceeds to step (S9).
In step (S9), the post injection control is terminated, the after injection control is also terminated, and the process proceeds to step (S10).
In step (S10), the intake throttle valve is reset to fully open, and the exhaust throttle valve is also reset to fully open, returning to step (S1).

尚、ステップ(Ｓ８)のＤＰＦのＰＭ堆積量推定値(ＡＰＭ)は、ＤＰＦの出入口間の差圧(ΔＰ)に基づいてＰＭ堆積量推定値演算装置(３２)で算出される。
ステップ(Ｓ８)のＤＰＦの再生処理の終了条件は、図１に示すＤＰＦ(７)の入口側排気温度(Ｔ２)が所定のＤＰＦ再生処理温度以上の値を所定時間維持したこととしてもよい。 The PM accumulated amount estimated value (APM) of the DPF in step (S8) is calculated by the PM accumulated amount estimated value calculation device (32) based on the differential pressure (ΔP) between the entrance and exit of the DPF.
The end condition of the DPF regeneration process in step (S8) may be that the inlet side exhaust temperature (T2) of the DPF (7) shown in FIG. 1 is maintained at a value equal to or higher than the predetermined DPF regeneration process temperature for a predetermined time.

このエンジンでは、電子制御装置(８)による弁下流側ＤＯＣ(６)の触媒機能回復処理の流れは次の通りである。
図３に示すように、ステップ(Ｓ１１)では、弁上流側排気温度(Ｔ０)が無負荷及び軽負荷運転の判定温度(ＬＪ)以下の値になったか否かが判定される。ステップ(Ｓ１１)の判定は、肯定されるまで繰り返され、判定が肯定されるとステップ(Ｓ１２)に進む。
ステップ(Ｓ１１)では、弁上流側排気温度(Ｔ０)が無負荷又は軽負荷運転の判定温度(ＬＪ)以下の値になったか否かを判定するようにしてもよい。
ステップ(Ｓ１２)では、無負荷及び軽負荷運転時間を積算し、ステップ(Ｓ１３)に進む。
ステップ(Ｓ１３)では触媒機能回復処理の開始条件が満たされたか否かが判定される。具体的には、無負荷及び軽負荷の運転時間の積算値(ｔＬ)が触媒機能回復処理の開始判定値(ＩＳＪ)以上の値になったか否かが判定され、判定が肯定された場合にはステップ(Ｓ１４)に進む。ステップ(Ｓ１３)で判定が否定された場合には、ステップ(Ｓ１１)に戻る。 In this engine, the flow of the catalytic function recovery processing of the valve downstream side DOC (6) by the electronic control device (8) is as follows.
As shown in FIG. 3, in step (S11), it is determined whether or not the valve upstream side exhaust temperature (T0) is equal to or lower than the determination temperature (LJ) for no-load and light-load operation. The determination in step (S11) is repeated until the determination is affirmed, and the process proceeds to step (S12) when the determination is affirmed.
In step (S11), it may be determined whether or not the valve upstream side exhaust temperature (T0) becomes a value equal to or lower than the determination temperature (LJ) for no-load or light-load operation.
In step (S12), the no-load and light-load operation times are integrated, and the process proceeds to step (S13).
In step (S13), it is determined whether or not the start condition of the catalyst function recovery process is satisfied. Specifically, when it is determined whether or not the integrated value (tL) of the operation time of no load and light load is equal to or higher than the start determination value (ISJ) of the catalyst function recovery process, and the determination is affirmed. Proceeds to step (S14). If the determination is denied in step (S13), the process returns to step (S11).

ステップ(Ｓ１４)では、ステップ(Ｓ１２)で積算した無負荷及び軽負荷の運転時間の積算値(ｔＬ)を０にリセットし、事後に行われる触媒機能回復処理時間の積算を開始し、ステップ(Ｓ１５)に進む。
ステップ(Ｓ１５)では、排気絞り弁の開度減少制御と、排気絞り弁の開度減少制御が行われ、ステップ(Ｓ１６)に進む。
ステップ(Ｓ１５)の吸気絞り弁や排気絞り弁の開度減少制御は、前記ステップ(Ｓ２)の場合と同様にして行われる。 In step (S14), the integrated value (tL) of the operation time of no load and light load integrated in step (S12) is reset to 0, the integration of the catalyst function recovery processing time performed after the fact is started, and the integration of the catalyst function recovery processing time performed after the fact is started. Proceed to S15).
In step (S15), the opening degree reduction control of the exhaust throttle valve and the opening degree reduction control of the exhaust throttle valve are performed, and the process proceeds to step (S16).
The opening degree reduction control of the intake throttle valve and the exhaust throttle valve in step (S15) is performed in the same manner as in the case of step (S2).

ステップ(Ｓ１６)では、弁上流側排気圧(Ｐ０)が圧力上限値(Ｐｍａｘ)以下か否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ１７−１)に進む。
ステップ(Ｓ１７−１)では、弁上流側排気温度(Ｔ０)がアフター噴射許可温度(ＴＡ)以上か否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ１８)に進む。
ステップ(Ｓ１８)では、アフター噴射制御が開始され、ステップ(Ｓ１９)に進む。
ステップ(Ｓ１６)での判定が否定された場合には、ステップ(Ｓ１７−２)に進み、排気絞り弁の開度増加制御がなされ、ステップ(Ｓ１７−１)に進む。
ステップ(Ｓ１７−１)での排気絞り弁の開度減少制御は、前記ステップ(Ｓ４−２)の場合と同様にして行われる。
ステップ(Ｓ１７−１)での判定が否定された場合にはステップ(Ｓ１６)に戻る。 In step (S16), it is determined whether or not the valve upstream exhaust pressure (P0) is equal to or less than the pressure upper limit value (Pmax), and if the determination is affirmed, the process proceeds to step (S17-1).
In step (S17-1), it is determined whether or not the valve upstream side exhaust temperature (T0) is equal to or higher than the after-injection permitted temperature (TA), and if the determination is affirmed, the process proceeds to step (S18).
In step (S18), after injection control is started, and the process proceeds to step (S19).
If the determination in step (S16) is denied, the process proceeds to step (S17-2), the opening degree increase control of the exhaust throttle valve is performed, and the process proceeds to step (S17-1).
The control of reducing the opening degree of the exhaust throttle valve in step (S17-1) is performed in the same manner as in the case of step (S4-2).
If the determination in step (S17-1) is denied, the process returns to step (S16).

ステップ(Ｓ１９)では、触媒機能回復処理の終了条件が満たされたか否かが判定される。具体的には、触媒機能回復処理時間の積算値(ｔＩ)が触媒機能回復処理の終了判定値(ＩＥＪ)以上の値になることが終了条件とされ、ステップ(Ｓ１９)では、この終了条件が満たされたか否かが判定される。
ステップ(Ｓ１９)の判定は、肯定されるまで判定が繰り返され、判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ２０)に進む。
ステップ(Ｓ２０)では、アフター噴射制御が終了され、ステップ(Ｓ２１)に進む。
ステップ(Ｓ２１)では、吸気絞り弁が全開にリセットされると共に、排気絞り弁も全開にリセットされ、ステップ(Ｓ１４)下段の触媒機能回復処理時間の積算の積算値(ｔＩ)を０にリセットし、ステップ(Ｓ１１)に戻る。なお、ステップ(Ｓ１４)上段の無負荷及び軽負荷の運転時間の積算値(ｔＬ)の０へのリセットも、ステップ(Ｓ１４)ではなく、ステップ(Ｓ２１)で行ってもよい。 In step (S19), it is determined whether or not the termination condition of the catalyst function recovery process is satisfied. Specifically, it is a termination condition that the integrated value (tI) of the catalyst function recovery processing time becomes a value equal to or higher than the end determination value (IEJ) of the catalyst function recovery processing, and in step (S19), this termination condition is set. Whether or not it is satisfied is determined.
The determination in step (S19) is repeated until the determination is affirmed, and when the determination is affirmed, the process proceeds to step (S20).
In step (S20), after injection control is completed, and the process proceeds to step (S21).
In step (S21), the intake throttle valve is reset to full open, and the exhaust throttle valve is also reset to full open, and the integrated value (tI) of the integrated catalyst function recovery processing time in the lower stage of step (S14) is reset to 0. , Return to step (S11). The integrated value (tL) of the no-load and light-load operating times in the upper stage of step (S14) may be reset to 0 in step (S21) instead of step (S14).

(１)…燃焼室、(２)…燃料、(３)…燃料噴射装置、(４)…排気経路、(５)…排気絞り弁、(６)…弁下流側ＤＯＣ、(７)…ＤＰＦ、(８)…電子制御装置、(９)…排気、(１０)…吸気経路、(１１)…吸気絞り弁、(１２)…弁上流側排気圧の演算装置、(１３)…差圧センサ、(１４)…大気圧センサ、(１５)…排気流量の演算装置、(１６)…吸気流量センサ、(１７)…弁上流側ＤＯＣ、(１８)…運転時間積算装置、(１９)…弁上流側排気温度センサ、(２０)…吸気、(Ｓ１)…ＤＰＦの再生処理の開始条件、(Ｓ２)…排気絞り弁の開度減少制御、(Ｓ４−２)…排気絞り弁の開度増加制御、(Ｓ５)…アフター噴射制御が開始、(Ｔ０)…弁上流側排気温度、(ＴＡ)…アフター噴射許可温度、(ＴＰ)…ポスト噴射許可温度、(Ｐ０)…弁上流側排気圧、(Ｐmax)…圧力上限値、(Ｇ)…排気の質量流量、(Ｐ１)…弁下流側排気圧、(ΔＰ)…差圧、(Ｐ３)…大気圧。 (1) ... combustion chamber, (2) ... fuel, (3) ... fuel injection device, (4) ... exhaust path, (5) ... exhaust throttle valve, (6) ... valve downstream side DOC, (7) ... DPF , (8) ... Electronic control device, (9) ... Exhaust, (10) ... Intake path, (11) ... Intake throttle valve, (12) ... Valve upstream side exhaust pressure calculation device, (13) ... Differential pressure sensor , (14) ... Atmospheric pressure sensor, (15) ... Exhaust gas flow rate calculation device, (16) ... Intake flow rate sensor, (17) ... Valve upstream side DOC, (18) ... Operating time integrating device, (19) ... Valve Upstream exhaust temperature sensor, (20) ... Intake, (S1) ... Start condition of DPF regeneration processing, (S2) ... Exhaust throttle valve opening reduction control, (S4-2) ... Exhaust throttle valve opening increase Control, (S5) ... After injection control starts, (T0) ... Valve upstream side exhaust temperature, (TA) ... After injection permitted temperature, (TP) ... Post injection permitted temperature, (P0) ... Valve upstream side exhaust pressure, (Pmax) ... Pressure upper limit value, (G) ... Exhaust mass flow rate, (P1) ... Valve downstream side exhaust pressure, (ΔP) ... Differential pressure, (P3) ... Atmospheric pressure.

Claims (10)

燃焼室(１)に燃料(２)を噴射する燃料噴射装置(３)と、排気経路(４)に配置された排気絞り弁(５)と、その排気下流側に配置された弁下流側ＤＯＣ(６)と、その排気下流側に配置されたＤＰＦ(７)と、排気絞り弁(５)の開度と燃料噴射装置(３)の燃料噴射を制御する電子制御装置(８)を備え、
ＰＭが堆積したＤＰＦの再生処理の開始条件(Ｓ１)が成立した場合には、その後に排気絞り弁の開度減少制御(Ｓ２)がなされ、排気が所定のアフター噴射許可温度(ＴＡ)以上の温度になった場合には、その後にアフター噴射制御が開始(Ｓ５)され、アフター噴射燃料の燃焼で排気が所定のポスト噴射許可温度(ＴＰ)以上の温度になった場合には、その後にポスト噴射制御が開始(Ｓ７)され、弁下流側ＤＯＣでのポスト噴射燃料の触媒燃焼で昇温した排気で、ＤＰＦに堆積したＰＭが焼却されるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 A fuel injection device (3) that injects fuel (2) into the combustion chamber (1), an exhaust throttle valve (5) arranged in the exhaust path (4), and a valve downstream side DOC arranged on the exhaust downstream side thereof. It is provided with (6), a DPF (7) arranged on the downstream side of the exhaust, and an electronic control device (8) that controls the opening degree of the exhaust throttle valve (5) and the fuel injection of the fuel injection device (3).
When the start condition (S1) of the regeneration process of the DPF in which PM is accumulated is satisfied, the opening degree reduction control (S2) of the exhaust throttle valve is subsequently performed, and the exhaust is equal to or higher than the predetermined after-injection permitted temperature (TA). When the temperature is reached, the after-injection control is started (S5) after that, and when the exhaust gas reaches a temperature equal to or higher than the predetermined post-injection permitted temperature (TP) due to the combustion of the after-injection fuel, the post is performed after that. Diesel characterized in that the injection control is started (S7), and the PM deposited on the DPF is incinerated by the exhaust gas heated by the catalytic combustion of the post-injection fuel at the DOC on the downstream side of the valve. engine. 請求項１に記載されたディーゼルエンジンにおいて、
吸気経路(１０)に配置された吸気絞り弁(１１)を備え、その開度が電子制御装置(８)で制御されるように構成され、
ＤＰＦの再生処理の開始条件(Ｓ１)が成立した場合には、排気絞り弁(５)の開度減少制御(Ｓ２)がなされると共に、吸気絞り弁(１１)の開度減少制御(Ｓ２)がなされるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In the diesel engine according to claim 1,
An intake throttle valve (11) arranged in the intake path (10) is provided, and the opening degree thereof is controlled by an electronic control device (8).
When the start condition (S1) of the DPF regeneration process is satisfied, the opening degree reduction control (S2) of the exhaust throttle valve (5) is performed, and the opening degree reduction control (S2) of the intake throttle valve (11) is performed. A diesel engine characterized by being configured to be made. 請求項１または請求項２に記載されたディーゼルエンジンにおいて、
排気絞り弁の開度減少制御(Ｓ２)がなされた後、弁上流側排気圧(Ｐ０)が所定の圧力上限値(Ｐmax)を超えた場合には、その後に排気絞り弁の開度増加制御(Ｓ４−２)がなされるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In the diesel engine according to claim 1 or 2.
If the exhaust pressure (P0) on the upstream side of the valve exceeds the predetermined upper limit value (Pmax) after the opening reduction control (S2) of the exhaust throttle valve is performed, the opening opening control of the exhaust throttle valve is subsequently performed. A diesel engine characterized in that (S4-2) is configured to be made. 請求項３に記載されたディーゼルエンジンにおいて、
弁上流側排気圧(Ｐ０)の演算装置(１２)を備え、弁上流側排気圧(Ｐ０)は、排気の質量流量(Ｇ)と、弁上流側排気温度(Ｔ０)と、弁下流側排気圧(Ｐ１)から演算で算出されるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In the diesel engine according to claim 3,
The valve upstream side exhaust pressure (P0) arithmetic unit (12) is provided, and the valve upstream side exhaust pressure (P0) includes the mass flow rate (G) of the exhaust, the valve upstream side exhaust temperature (T0), and the valve downstream side exhaust. A diesel engine characterized in that it is configured to be calculated from atmospheric pressure (P1). 請求項４に記載されたディーゼルエンジンにおいて、
ＤＰＦ(７)の出入口間の差圧(ΔＰ)を検出する差圧センサ(１３)と、大気圧(Ｐ３)を検出する大気圧センサ(１４)を備え、
弁下流側排気圧(Ｐ１)は、ＤＰＦの出入口間の差圧(ΔＰ)と大気圧(Ｐ３)から演算で算出されるように構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In the diesel engine according to claim 4,
It is equipped with a differential pressure sensor (13) for detecting the differential pressure (ΔP) between the entrance and exit of the DPF (7) and an atmospheric pressure sensor (14) for detecting the atmospheric pressure (P3).
A diesel engine characterized in that the exhaust pressure on the downstream side of the valve (P1) is calculated from the differential pressure (ΔP) between the entrance and exit of the DPF and the atmospheric pressure (P3). 請求項４または請求項５に記載されたディーゼルエンジンにおいて、
弁上流側排気温度センサ(１９)を備え、これで検出される弁上流側排気温度(Ｔ０)が、弁上流側排気圧(Ｐ０)の演算に用いられていると共に、アフター噴射許可温度(ＴＡ)及びポスト噴射許可温度(ＴＰ)との温度比較判定に用いられている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In the diesel engine according to claim 4 or 5.
A valve upstream side exhaust temperature sensor (19) is provided, and the valve upstream side exhaust temperature (T0) detected by the sensor is used for calculating the valve upstream side exhaust pressure (P0), and the after-injection permitted temperature (TA) is used. ) And a diesel engine characterized in that it is used for temperature comparison determination with post-injection permitted temperature (TP). 請求項１から請求項６のいずれかに記載されたディーゼルエンジンにおいて、
排気絞り弁(５)の排気上流側に配置される弁上流側ＤＯＣ(１７)を備えている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In the diesel engine according to any one of claims 1 to 6.
A diesel engine characterized by having a valve upstream side DOC (17) arranged on the exhaust upstream side of the exhaust throttle valve (5). 請求項７に記載されたディーゼルエンジンにおいて、
弁上流側ＤＯＣ(１７)と弁下流側ＤＯＣ(６)には、セル内を排気が通過するハニカム担体に触媒成分を担持させたフロースルー型の酸化触媒が用いられている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In the diesel engine according to claim 7.
The valve upstream side DOC (17) and the valve downstream side DOC (6) are characterized in that a flow-through type oxidation catalyst in which a catalyst component is supported on a honeycomb carrier through which exhaust gas passes through the cell is used. Diesel engine. 請求項８に記載されたディーゼルエンジンにおいて、
このエンジンでは、弁上流側ＤＯＣ(１７)の径は、弁下流側ＤＯＣ(６)の径よりも小さく形成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。 In the diesel engine according to claim 8.
The diesel engine is characterized in that the diameter of the valve upstream side DOC (17) is formed smaller than the diameter of the valve downstream side DOC (6). 請求項８または請求項９に記載されたディーゼルエンジンにおいて、
弁上流側ＤＯＣ(１７)のセル密度は、弁下流側ＤＯＣ(６)のセル密度よりも大きく形成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
In the diesel engine according to claim 8 or 9.
A diesel engine characterized in that the cell density of the valve upstream side DOC (17) is formed higher than the cell density of the valve downstream side DOC (6).
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