JP4193778B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、特にパティキュレートフィルタの捕集能力を再生させる技術に関する。
近年、車両などに搭載される内燃機関の排気浄化装置として、パティキュレートフィルタを備えたものが普及してきている。パティキュレートフィルタが捕集可能なパティキュレート(以下、PMと記す)の量には限りがあるため、パティキュレートフィルタに捕集されたPMを強制的に酸化除去するPM強制再生処理が必要となる。このような要求に対し、運転者の手動操作によりPM強制再生処理を所定時間実行する技術が提案されている(たとえば、特許文献1を参照)。
特開2003−155914号公報 特開2003−120259号公報 特開平10−18834号公報 特開2004−19496号公報
ところで、運転者による手動操作のタイミングが区々となる可能性があるため、PM強制再生処理が実行される際のPM捕集量も毎回異なることが予想される。
このため、所定時間が比較的短く設定された場合には、パティキュレートフィルタの捕集能力を十分に再生させることができない可能性がある。
これに対し、所定時間を十分に長く設定することも考えられるが、手動PM強制再生処理実行中はアイドル停車状態等を維持する必要があるため、運転者等が長期間の走行制限を受ける可能性がある。
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、PM強制再生処理を実行する際に車両の走行を制限する内燃機関の排気浄化装置において、PM強制再生処理に起因した走行制限の長期化を抑制するとともに再生効率の低下を抑制する点にある。
本発明は、上記したような課題を解決するために以下のような手段を採用した。本発明の特徴は、PM強制再生処理の実行時に車両の走行を制限する内燃機関の排気浄化装置において、PM強制再生処理の実行時間が一定時間を超えた時には、車両走行制限を解除した上でPM強制再生処理を継続する点にある。
例えば、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタと、内燃機関および/または車両の状態が再生条件を満たしているときにパティキュレートフィルタのPM強制再生処理を実行する再生処理手段と、PM強制再生処理実行時に車両の走行を制限する制限手段と、PM強制再生処理実行開始からの経過時間を計測する計時手段と、PM強制再生処理の実行終了条件が成立する前に計時手段の計測値が一定時間を超えた場合に制限手段による制限を解除させるとともに再生処理手段によるPM強制再生処理を継続させる再生制御手段とを備える。
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、PM強制再生処理の実行時間が一
定時間を超えると、PM強制再生処理の実行終了条件が成立していなくとも車両走行制限が解除される。このため、走行制限の期間が過剰に長引くようなことがなくなる。更に、走行制限が解除されたときにPM強制再生処理は終了されずに継続されるため、再生効率の低下を抑えることが可能となる。
走行制限が解除された後は運転者等が自由に車両を走行させることができるため、内燃機関の運転状態や車両の走行状態が再生条件を満たさなくなる場合がある。但し、走行制限が解除された時点で運転者等が直ちに車両を走行させるとは限らないため、走行制限の解除後も再生条件が成立する限り(すなわち、再生条件が不成立となるまで)PM強制再生処理を継続するようにすれば、再生効率の低下を最小限に抑えることができる。
尚、走行制限が解除された時点から再生条件が不成立となる時点までに時間的な余裕が十分にある場合には、再生条件が不成立となる前にPM強制再生処理の実行終了条件が成立することも考えられる。従って、再生条件が不成立となる前にPM強制再生処理の実行終了条件が成立した場合には、実行終了条件が終了した時点でPM強制再生処理が終了されるようにすればよい。
一方、走行制限が解除された時、若しくは走行制限が解除された後の再生条件が不成立となった時に、パティキュレートフィルタに残存しているPM量が十分に少なければ、PM強制再生処理の実行終了条件が成立するまでPM強制再生処理が継続されるようにしてもよい。
これは、パティキュレートフィルタに残存するPM量が十分に少なければ、内燃機関の運転状態や車両の走行状態が如何様に変化した場合であっても、パティキュレートフィルタが過熱する可能性が低いからである。
本発明において、再生条件としては、機関回転数が所定回転数以下である、アクセル開度が零である、シフトポジションがニュートラルポジション又はパーキングポジションにある等の条件を例示することができる。
本発明において、車両の走行を制限する方法としては、ランプ、スピーカ、若しくはディスプレイ装置等を介して運転者等へ車両の走行を控えるように促すことにより間接的に走行制限を行う方法や、シフトロックや速度制限等のように直接的に走行制限を行う方法を例示することができる。
本発明によれば、PM強制再生処理が実行される際に車両の走行を制限する内燃機関の排気浄化装置において、PM強制再生処理の実行時間が一定時間を超えると、走行制限が解除されるとともにPM強制再生処理が継続されるため、走行制限期間の長期化を抑制することができるとともにパティキュレートフィルタの再生効率低下を抑制することが可能となる。
以下、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
先ず、本発明の第1の実施例について図1〜図2に基づいて説明する。図1は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
図1において、内燃機関1は、軽油を燃料として運転される圧縮着火式の内燃機関(ディーゼルエンジン)である。内燃機関1は、複数のシリンダ2を有し、各シリンダ2にはシリンダ2内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁3が設けられている。
内燃機関1には吸気通路4が接続されている。吸気通路4には遠心過給器(ターボチャージャ)5のコンプレッサハウジング50が配置されている。コンプレッサハウジング50より上流の吸気通路4にはエアフローメータ12が配置されている。コンプレッサハウジング50より下流の吸気通路4には給気冷却器(インタークーラ)6が配置されている。インタークーラ6より下流の吸気通路4には吸気絞り弁13が配置されている。
また、内燃機関1には排気通路7が接続されている。排気通路7の途中には、ターボチャージャ5のタービンハウジング51が配置されている。タービンハウジング51より下流の排気通路7にはパティキュレートフィルタ8が配置されている。パティキュレートフィルタ8の担体には酸化触媒が担持されている。
タービンハウジング51より上流の排気通路7には、該排気通路7内を流れる排気中へ燃料を添加する燃料添加弁9が配置されている。パティキュレートフィルタ8より下流の排気通路7には排気温度センサ10が配置されている。
このように構成された内燃機関1には、ECU11が併設されている。ECU11は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成される算術論理演算回路である。
ECU11は、上記した排気温度センサ10やエアフローメータ12等の各種センサに加え、再生ボタン14、アクセルポジションセンサ16、及びシフトポジションセンサ17と電気的に接続されている。
再生ボタン14は、内燃機関1を搭載する車両の運転者等が手動PM強制再生処理を行うときに操作するボタンである。
また、ECU11は、燃料噴射弁3、燃料添加弁9、吸気絞り弁13等に加え、報知ランプ18と電気的に接続されている。
報知ランプ18は、車両の運転席近傍に設けられ、パティキュレートフィルタ8のPM強制再生処理を手動により行う必要があるときに点灯するランプである。尚、報知ランプ18は、再生ボタン14を点灯させるように構成されてもよい。
このように構成された内燃機関1では、ECU11が燃料噴射制御等の既知の制御に加え、本発明の要旨となるPM再生制御を実行する。
PM再生制御では、ECU11は、先ずパティキュレートフィルタ8のPM捕集量を演算する。PM捕集量を演算する方法としては、パティキュレートフィルタ8の前後差圧をPM捕集量に換算する方法、機関負荷と機関回転数をパラメータとして内燃機関1から排出されるPM量を求めそのPM量を積算することによりPM捕集量を算出する方法等を例示することできる。
ECU11は、PM捕集量が所定量以上であるか否かを判別する。PM捕集量が所定量以上である場合には、ECU11は、報知ランプ18を点灯させることにより、パティキュレートフィルタ8のPM強制再生処理を実行する必要がある旨を運転者等に報知する。
報知ランプ18の点灯中であり且つ内燃機関1の運転状態および/または車両の走行状態が再生条件を満たしている時に再生ボタン14が操作されると、ECU11はPM強制再生処理を実行する。
前記した再生条件としてはアイドル停車状態を例示することができる。アイドル停車状態が成立しているか否かを判別する条件としては、機関回転数が所定回転数(例えば、800rpm程度)以下である、アクセルポジションセンサ16の出力信号が零(アクセル開度=0)を示している、シフトポジションセンサ17の出力信号がニュートラルポジション又はパーキングポジションを示している等の条件を例示することができる。
PM強制再生処理の実行方法としては、吸気絞り弁13の開度を減少させ、アイドル回転数を所定のアイドルアップ回転数(例えば、1200rpm程度)まで高めるべく燃料噴射量を増量補正し、更に燃料添加弁9から排気中へ燃料を添加させる方法を例示することができる。
吸気絞り弁13の開度が小さくされると、内燃機関1の吸入空気量が減少するため、それに応じて内燃機関1から排出される排気量も減少する。排気量が減少すると、単位排気量当たりの熱量が増加するため、排気温度が上昇する。
アイドルアップ制御が行われると、燃料噴射弁3から噴射される燃料量が増加するため、それに応じて内燃機関1から排出される熱量が増加する。このような熱量の増加は、吸気絞り弁13による排気量の減少に相乗して排気温度を一層上昇させる。
燃料添加弁9から排気中へ燃料が添加されると、添加燃料及び排気がパティキュレートフィルタ8へ流入する。パティキュレートフィルタ8へ流入した添加燃料はパティキュレートフィルタ8に担持された触媒によって酸化されるため、その際に発生する酸化反応熱によりパティキュレートフィルタ8が加熱される。
従って、パティキュレートフィルタ8は、少量且つ高温な排気によって加熱されると同時に添加燃料の酸化反応熱によっても加熱されることとなり、速やかにPM酸化可能温度域まで昇温するようになる。
尚、PM強制再生処理の他の実行方法として、吸気絞り弁13の開度を減少させる代わりに若しくは吸気絞り弁13の開度を減少させると同時に、排気絞り弁の開度を減少させるようにしてもよい。
PM強制再生処理の他の実行方法として、燃料添加弁9から排気中へ燃料を添加する代わりに若しくは燃料添加弁9から排気中への燃料添加と併行して、燃料噴射弁3の燃料噴射時期を遅角させ、或いは燃料噴射弁3からポスト噴射させるようにしてもよい。
上記したようなPM強制再生処理は、PM強制再生処理実行終了条件が成立した時点で終了される。PM強制再生処理実行終了条件としては、パティキュレートフィルタ8に残存しているPM量が所定量(例えば、零)以下である等を例示することができる。
また、ECU11は、PM強制再生処理の実行中に車両の走行を制限する。具体的には、ECU11は、PM強制再生処理実行中に報知ランプ18を点灯或いは点滅させ続けることにより、車両の走行を控えるよう運転者等へ促すようにしている。
尚、報知ランプ18を点灯させる代わりに、ナビゲーションシステム等の表示装置やスピーカ等の音声出力装置から車両の走行を控える旨を出力させるようにしてもよい。また
、上記したような間接的な走行制限を実施する代わりに若しくは併行して、シフトロックや速度制限等のような直接的な走行制限を実施するようにしてもよい。
ところで、運転者等が再生ボタン14を操作するタイミングは区々となるため、PM強制再生処理実行開始時のPM捕集量が過剰に多くなる場合がある。そのような場合には、PM強制再生処理の実行時間が過剰に長くなることが予想される。特にアイドル停車中はパティキュレートフィルタ8へ流入する排気流量の減少に伴ってパティキュレートフィルタ8へ供給される酸素量が少なくなるため、PM強制再生処理の実行時間が一層長くなる可能性がある。このようにPM強制再生処理の実行時間が長くなると、運転者等が長期間の走行制限を受けることになる。
これに対し、車両走行時のように排気流量が比較的多くなる時にPM強制再生処理を実行する方法も考えられるが、PM捕集量が比較的多い時にパティキュレートフィルタ8へ多量の酸素が供給されると、多量のPMが一斉に酸化してパティキュレートフィルタ8を過昇温させる可能性があるため、アイドル停車状態以外のときにPM強制再生処理を実行することは困難である。
そこで、本実施例では、ECU11は、PM強制再生処理の実行時間が一定時間を超えた時点で走行制限を解除しつつPM強制再生処理を続行するようにした。具体的には、ECU11は、PM強制再生処理の実行時間が一定時間を超えた時に報知ランプ18を消灯させ、それ以後はアイドル停車状態が継続する限りPM強制再生処理を続行するようにした。
以下、本実施例におけるPM再生制御について図2に沿って詳細に説明する。図2は、PM再生制御ルーチンを示すフローチャートである。このPM再生制御ルーチンは、ECU11のROMに予め記憶されているルーチンであり、ECU11によって所定時間毎に繰り返し実行される。
PM再生制御ルーチンでは、ECU11は、先ずS101においてパティキュレートフィルタ8のPM捕集量ΣPMを演算する。
S102では、ECU11は前記S101で算出されたPM捕集量ΣPMが所定量Apm以上であるか否かを判別する。
前記S102において前記PM捕集量ΣPMが所定量Apmより少ないと判定された場合は、ECU11は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
前記S102において前記PM捕集量ΣPMが所定量Apm以上であると判定された場合は、ECU11は、S103へ進み、報知ランプ18を点灯させる。
S104では、ECU11は、再生ボタン14がオンであるか否かを判別する。このS104において再生ボタン14がオンではないと判定された場合は、ECU11は本ルーチンの実行を一旦終了する。
一方、S104において再生ボタン14がオンであると判定された場合は、ECU11はS105へ進む。S105では、ECU11は、再生条件が成立しているか否かを判別する。具体的には、ECU11は、S105において、機関回転数が所定回転数以下であり、アクセルポジションセンサ16の出力信号が零(アクセル開度が零)であり、且つシフトポジションセンサ17の出力信号がニュートラルポジション又はパーキングポジションを示しているか否かを判別する。
前記S105において否定判定された場合は、ECU11は本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記S105において肯定判定された場合は、ECU11はS106へ進む。
S106では、ECU11は、車両の走行制限を開始する。本実施例では、ECU11は報知ランプ18を点灯又は点滅させることにより運転者等に走行を控えるように促す。
S107では、ECU11はPM強制再生処理を実行する。すなわち、ECU11は、吸気絞り弁13の開度を減少させ、アイドル回転数をアイドルアップ回転数まで上昇させるべく燃料噴射量を増量補正し、更に燃料添加弁9から排気中へ燃料を添加させる。
S108では、ECU11は、タイマTを起動させる。このタイマTは、PM強制再生処理の実行時間を計測するタイマである。
S109では、ECU11は、PM強制再生処理実行終了条件が成立しているか否かを判別する。具体的には、ECU11は、パティキュレートフィルタ8において酸化されたPMの総量(PM酸化量)ΣOpmがS101で算出されたPM捕集量ΣPM以上であるか否かを判別する。PM酸化量ΣOpmは、パティキュレートフィルタ8の温度やパティキュレートフィルタ8へ流入する排気量(酸化量)の積算値などをパラメータとして求めることができる。
前記S109においてPM強制再生処理実行終了条件が不成立であると判定された場合は、ECU11は、S110へ進む。S110では、ECU11は、タイマTの計時時間が一定時間Tbase以上であるか否か(PM強制再生処理が一定時間以上実行されたか否か)を判別する。
前記S110においてタイマTの計時時間が一定時間Tbase未満であると判定された場合は、ECU11は前記したS109以降の処理を再度実行する。
一方、前記S110においてタイマTの計時時間が一定時間Tbase以上であると判定された場合は、ECU11は、S111へ進む。S111では、ECU11は、車両の走行制限を解除すべく報知ランプ18を消灯させる。このとき、アイドル回転数を通常のアイドル回転数に復帰させるようにしてもよい。これは、アイドル回転数が高められた状態で運転者が車両を走行させようとすると、車両の発進性が低下する可能性があるからである。
S112では、ECU11は、再生条件が成立しているか否かを判別する。このS112において再生条件が成立していると判定された場合は、ECU11はS113へ進む。
S113では、ECU11は、PM強制再生処理実行終了条件が成立しているか否かを再度判別する。このS113においてPM強制再生処理実行終了条件が不成立であると判定された場合は、ECU11は、前記S112以降の処理を再度実行する。
一方、前記S113においてPM強制再生処理実行終了条件が成立していると判定された場合は、ECU11は、S114へ進む。S114では、ECU11は、PM強制再生処理の実行を終了する。具体的には、ECU11は、吸気絞り弁13の開度を通常の開度へ復帰させるとともに、燃料添加弁9からの燃料添加を停止させる(アイドルアップ制御が継続されている場合は、アイドルアップ制御も終了する)。
前記したS112において再生条件が不成立であると判定された場合、すなわちPM強制再生処理実行終了条件が成立する前に車両が走行した場合には、ECU11は、S113をスキップしてS114へ進み、PM強制再生処理の実行を直ちに終了する。
前記したS109においてPM強制再生処理実行終了条件が成立していると判定された場合、すなわちPM強制再生処理の実行時間が一定時間Tbaseに達する前にPM強制再生処理実行終了条件が成立した場合には、ECU11は、S115においてPM強制再生処理の実行を終了し、次いでS116において車両の走行制限を解除すべく報知ランプ18を消灯させる。
このようにECU11がPM再生制御ルーチンを実行することにより、PM強制再生処理の実行時間が一定時間Tbaseに達した場合にはパティキュレートフィルタ8の再生が完了していなくとも車両の走行制限が解除されるため、走行制限の期間が過剰に長引くようなことがなくなる。
更に、走行制限が解除された後は、再生条件が成立している限り(アイドル停車状態が継続される限り)PM強制再生処理が続行されるため、再生効率の低下を最小限に抑えることも可能となる。
従って、本実施例によれば、PM強制再生処理実行時に車両の走行が制限される内燃機関の排気浄化装置において、走行制限期間の長期化を防止しつつ再生効率の低下を最小限に抑えることが可能となる。
次に、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の第2の実施例について図3に基づいて説明する。
前述した実施例1では走行制限が解除された後は再生条件が成立している限りPM強制再生処理を続行する例について述べたが、本実施例では走行制限が解除された時点でパティキュレートフィルタ8に残存するPM量が十分に少なくなっている場合には再生条件の成立/不成立に関わらずPM強制再生処理を続行する例について述べる。
パティキュレートフィルタ8に残存しているPM量が比較的多い場合に車両が自由に走行させられると、多量のPMが一斉に酸化する可能性がある。例えば、PM強制再生処理実行中に内燃機関1が減速運転され且つフューエルカット制御が実施されると、パティキュレートフィルタ8が酸素過剰な雰囲気に曝される。PM強制再生処理実行中にパティキュレートフィルタ8が酸化過剰な雰囲気に曝されると、パティキュレートフィルタ8に残存していた多量のPMが一斉に酸化する場合がある。この場合、酸化熱の発生量が急増するため、パティキュレートフィルタ8が過昇温する可能性がある。
一方、パティキュレートフィルタ8に残存しているPM量が比較的少ない場合には、パティキュレートフィルタ8に残存しているPMが一斉に酸化してもパティキュレートフィルタ8が過昇温し難くい。
従って、走行制限が解除された時点でパティキュレートフィルタ8に残存しているPM量が少なくなっている場合には、再生条件の成立/不成立に関わらずPM強制再生処理実行終了条件が成立するまでPM強制再生処理が続行されるようにすれば、再生効率の低下を一層少なくすることが可能となる。
以下、本実施例に係るPM再生制御について図3に沿って説明する。図3は、本実施例
におけるPM再生制御ルーチンを示すフローチャートである。
図3のPM再生制御ルーチンにおいてS201〜S211の処理は前述した実施例1のS101〜S111の処理と同様であり、S216〜S217の処理は前述した実施例1のS115〜S116の処理と同様であるため、説明を省略する。
S212では、ECU11は、パティキュレートフィルタ8に残存しているPM量(以下、残存PM量と記す)△ΣPMが所定量Bpmより少ないか否かを判別する。残存PM量△ΣPMは、PM捕集量ΣPMからPM酸化量ΣOpmを減算することにより求めることができる。前記した所定量Bpmは、車両走行中に内燃機関1が減速運転されてもパティキュレートフィルタ8が過昇温しないPM量である。
その際、PM酸化量ΣOpmは、S209において算出された値を用いてもよく、或いはS212を実行する時点で新たに算出してもよい。
前記S212において残存PM量△ΣPMが所定量Bpm以上であると判定された場合は、ECU11は、S213〜S215の処理を実行する。
前記S212において残存PM量△ΣPMが所定量Bpmより少ないと判定された場合は、ECU11は、S218へ進み、PM強制再生処理実行終了条件が成立するまでPM強制再生処理を続行する。前記S218においてPM強制再生処理実行終了条件が成立していると判定されると、ECU15は、S215へ進んでPM強制再生処理の実行を終了する。尚、ECU11は、前記S212において残存PM量△ΣPMが所定量Bpmより少ないと判定した時点でアイドルアップ制御を解除するようにしてもよい。
この場合、ECU11は、再生条件が不成立となってもPM強制再生処理実行終了条件が終了するまでPM強制再生処理が続行されることになる。
以上述べた実施例によれば、前述した実施例1と同様に走行制限期間の長期化を防止することができる上、再生効率の低下を一層少なくすることが可能となる。
尚、本実施例では、走行制限が解除された時点の残存PM量が所定量より少なければ、PM強制再生処理実行終了条件が成立するまでPM強制再生処理を続行する例について述べたが、走行制限が解除された時点から再生条件が不成立となる時点までの期間に残存PM量が所定量より少なくなった場合、及び再生条件が不成立となった時点で残存PM量が所定量より少なくなっている場合にも、PM強制再生処理実行終了条件が成立するまでPM強制再生処理が続行されるようにしてもよい。
また、本実施例において一定時間Tbaseが固定値とされているが、PM強制再生処理実行開始時のPM捕集量ΣPMに応じて変更される可変値であってもよい。その際の可変値は、走行制限が解除される時点の残存PM量△ΣPMが所定量Bpm未満となるように定められるようにしてもよい。このように可変値が定められると、前述した実施例に比べて走行制限期間が多少長引く可能性はあるものの、再生効率が殆ど低下しなくなるという効果を得ることができる。
本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図 実施例1におけるPM再生制御ルーチンを示すフローチャート 実施例2におけるPM再生制御ルーチンを示すフローチャート
符号の説明
1・・・・・内燃機関
8・・・・・パティキュレートフィルタ
9・・・・・燃料添加弁
11・・・・ECU
13・・・・吸気絞り弁
14・・・・再生ボタン
18・・・・報知ランプ

Claims (3)

  1. 内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタと、
    前記内燃機関および/または前記内燃機関を搭載した車両の状態が再生条件を満たしている時に前記パティキュレートフィルタのPM強制再生処理を行う再生処理手段と、
    PM強制再生処理実行時に前記内燃機関を搭載した車両の走行を制限する制限手段と、
    PM強制再生処理実行開始からの経過時間を計測する計時手段と、
    PM強制再生処理の実行終了条件が成立する前に前記計時手段の計測値が一定時間を超えると、前記制限手段による制限を解除させるとともに前記再生処理手段によるPM強制再生処理を継続させる再生制御手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  2. 請求項1において、前記再生制御手段は、前記制限手段による制限を解除した後に前記再生条件が不成立となるまで又はPM強制再生処理の実行終了条件が成立するまで前記再生処理手段によるPM強制再生処理を継続させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  3. 請求項1において、前記再生制御手段は、前記制限手段による制限を解除した時点で前記パティキュレートフィルタに残存しているPM量が所定量より少ない場合は、PM強制再生処理の実行終了条件が成立するまで、前記再生処理手段によるPM強制再生処理を継続させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4100449B1 (ja) * 2007-01-26 2008-06-11 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
US8322132B2 (en) * 2008-04-30 2012-12-04 Perkins Engines Company Limited Exhaust treatment system implementing regeneration control
JP5863415B2 (ja) * 2011-11-25 2016-02-16 株式会社クボタ 作業機
US8973351B2 (en) 2011-11-29 2015-03-10 Kubota Corporation Work machine
JP2013113215A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Kubota Corp 作業機
JP2014238057A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 ヤンマー株式会社 排気ガス浄化装置
JP5999264B2 (ja) * 2013-07-08 2016-09-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御方法
JP5856111B2 (ja) * 2013-07-29 2016-02-09 ヤンマー株式会社 エンジン装置
JP6686964B2 (ja) 2017-04-27 2020-04-22 トヨタ自動車株式会社 機械式過給システム
JP7472880B2 (ja) 2021-09-03 2024-04-23 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3580606D1 (de) 1984-03-31 1991-01-03 Mitsubishi Motors Corp Regenerationssystem fuer eine diesel-partikel-oxydierungseinrichtung.
US4884398A (en) * 1987-10-19 1989-12-05 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. Method of and apparatus for reducing engine smoke emissions
JPH04134115A (ja) * 1990-09-27 1992-05-08 Mazda Motor Corp ディーゼルエンジンの排気装置
JPH1018834A (ja) 1996-07-02 1998-01-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 排気ガスのパティキュレート除去方法及び装置
JP2003120259A (ja) * 2001-10-09 2003-04-23 Tadano Ltd ディーゼル微粒子除去装置の使用確認装置およびディーゼル微粒子除去装置の使用確認装置の使用方法
JP4007085B2 (ja) 2002-06-13 2007-11-14 株式会社デンソー 内燃機関の排ガス浄化装置
US6948486B2 (en) * 2002-06-28 2005-09-27 Fleetguard, Inc. System and method for derating an engine to encourage servicing of a vehicle

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