JP6530351B2 - ディーゼルエンジンの排気処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ディーゼルエンジンの排気処理装置に関し、詳しくは、自動再生処理の中断でＤＰＦの再生ができなくなる不具合を抑制することができるディーゼルエンジンの排気処理装置に関する。
従来、ディーゼルエンジンの排気処理装置として、次のものがある (例えば、特許文献１参照)。
エンジン排気経路に配置されたＤＰＦと、ガス生成触媒を内蔵した可燃性ガス生成器と、電子制御装置を備え、
電子制御装置の指令でＤＰＦの再生処理がなされ、
ＤＰＦの再生処理では、エンジン運転中、可燃性ガス生成器に液体燃料と空気が供給され、これらの混合気のガス生成触媒による触媒反応で可燃性ガスが生成され、この可燃性ガスの排気中での燃焼で排気が昇温され、この排気の熱でＤＰＦに堆積したＰＭが焼却されるように構成された、ディーゼルエンジンの排気処理装置。
この種の排気処理装置では、ＤＰＦの再生によりＤＰＦの継続使用が可能となる利点がある。
特許文献１の発明では、ＤＦＰの再生処理は、エンジン搭載機械の運転者や作業者(以下、「運転者等」という)の自発的意思によらない自動再生処理のみで行われ、自動再生処理は、ＤＦＰのＰＭ堆積量推定値が所定の再生開始判定値に至ったことに基づいて、自動的に開始される。
特開２０１１−２１４４４０号公報(図１４参照)
《問題点》 自動再生処理の中断でＤＰＦの再生ができなくなる不具合がある。
特許文献１の発明では、ＤＰＦの再生処理は、運転者等の自発的意思によらない自動再生処理のみで行われるため、運転者等に再生処理を完結させようとする意識付けを行うことが困難で、再生処理の途中であっても、エンジン搭載機械の走行や作業が終了すると、キースイッチによるエンジン停止操作がなされ、再生処理が中断されやすい。また、自動再生処理は、エンジン搭載機械の走行中や作業中にもなされるため、走行や作業の過負荷によるエンストで、再生処理が中断されることも多い。
このように、特許文献１の発明では、自動再生処理の中断が起こり易く、中断が頻繁に繰り返されると、可燃性ガス生成器内に多量の液体燃料が残留し、再生処理を再開しても、可燃性ガス生成器内の混合気の燃料濃度が濃くなりすぎて、触媒反応が阻害され、ＤＰＦの再生ができなくなる不具合がある。
本発明の課題は、自動再生処理の中断でＤＰＦの再生ができなくなる不具合を抑制することができるディーゼルエンジンの排気処理装置を提供することにある。
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１、図２に例示するように、エンジン排気経路(２)に配置されたＤＰＦ(３)と、ガス生成触媒(４)を内蔵した可燃性ガス生成器(５)と、電子制御装置(１)を備え、
電子制御装置(１)の指令でＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)がなされ、
ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)では、エンジン運転中、可燃性ガス生成器(５)に液体燃料(６)と空気(７)が供給され、これらの混合気(１４)のガス生成触媒(４)による触媒反応で可燃性ガス(８)が生成され、この可燃性ガス(８)の燃焼でエンジン排気(９)が昇温され、このエンジン排気(９)の熱でＤＰＦ(３)に堆積したＰＭが焼却されるように構成された、ディーゼルエンジンの排気処理装置において、
駐車再生要求報知部品(１０)と、駐車再生開始操作部品(１１)を備え、
ＤＦＰ再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)は、自動再生処理(Ｓ２)と駐車再生処理(Ｓ１１)から成り、
自動再生処理(Ｓ２)は、ＤＦＰ(３)のＰＭ堆積量推定値(Ｆ)が所定の自動再生開始判定値(ＳＪ)に至ったことに基づいて自動的に開始され、
駐車再生処理(Ｓ１１)は、次の第１条件と第２条件が満たされた場合になされ、第１条件は、自動再生処理(Ｓ２)の中断回数(Ｎ)が所定の駐車再生要求判断値(ＮＳ)以上に至ったことに基づいて、駐車再生要求報知部品(１０)で駐車再生要求の報知(Ｓ８)がなされたこととされ、
第２条件は、エンジン搭載機械が走行と作業のいずれもがなされていない駐車状態で、駐車再生開始操作部品(１１)が開始操作されたこととされている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 自動再生処理の中断でＤＰＦの再生ができなくなる不具合を抑制することができる。
本発明では、自動再生処理(Ｓ２)の中断回数(Ｎ)が所定値(ＮＳ)に至り、駐車再生要求の報知(Ｓ８)がなされ、エンジン搭載機械が駐車状態で、駐車再生開始操作装置(１１)の開始操作がなされた場合には、駐車再生処理(Ｓ１１)がなされる。この駐車再生処理(Ｓ１１)は、運転者等の自発的意思に基づいてさなれるものであるため、運転者等に再生処理を完結させようとする意識付けを行うことができ、再生処理の途中に、エンジン搭載機械の走行や作業が終了した場合でも、キースイッチ(１２)によるエンジン停止操作等、運転者等の意思による再生処理の中断はされ難い。また、駐車再生処理(Ｓ１１)は、エンジン搭載機械が走行と作業のいずれもがなされていない駐車状態でなされるため、走行や作業の過負荷によるエンストで再生処理が中断されるおそれもない。
このように、本発明では、自動再生処理(Ｓ２)の中断が頻繁に繰り返される前に、再生処理が中断され難い駐車再生処理(Ｓ１１)を行うよう、作業者等を誘導するため、可燃性ガス生成器(５)内に多量の液体燃料(６)が残留することがなく、自動再生処理(Ｓ２)の中断でＤＰＦ(３)の再生ができなくなる不具合を抑制することができる。
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 実情に即した自動再生処理の中断回数を正確に算出することができる。
本発明では、自動再生処理(Ｓ２)の中断回数(Ｎ)には、自動再生処理(Ｓ２)中になされたキースイッチ(１２)のエンジン停止操作による中断と、自動再生処理(Ｓ２)中に発生したエンストによる中断が含まれるため、運転者等の自発的中断か否かに拘わらず、実情に即した自動再生処理(Ｓ２)の中断回数を正確に算出することができる。
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 自動再生処理の中断回数を正確に算出することができる。
本発明では、自動再生処理(Ｓ２)の中断回数(Ｎ)には、自動再生中断操作部品(１３)による運転者等の自発的中断も含まれるため、自動再生処理(Ｓ２)の中断回数を正確に算出することができる。
《効果》 高温排気の排出が制限される環境下でのエンジン搭載機械の走行や作業が可能となる。
本発明では、自動再生中断操作部品(１３)で、自動再生処理(Ｓ２)の中断操作を行うことができるため、エンジン排気(９)の排出温度を低くする必要がある公園内や室内等でのエンジン搭載機械の走行や作業が可能となる。
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 実情に即した駐車状態の判定を正確に行うことができる。
本発明では、駐車状態の判定は、サイドブレーキ(１４)が制動状態にあり、かつ作業装置への伝動が切断状態にある場合になされるため、実情に即した駐車状態の判定を正確に行うことができる。
(請求項５に係る発明)
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 次回のＤＰＦの再生処理が容易になる。
本発明では、ＤＰＦ(３)の再生処理終了(Ｓ６)(Ｓ１４)の後、燃料パージ処理(Ｓ７)(Ｓ１５)で、可燃性ガス生成器(５)に残留した液体燃料(６)がパージされるため、ＤＰＦ(３)の正常な再生処理終了(Ｓ６)(Ｓ１４)がなされた場合には、可燃性ガス生成器(５)に液体燃料(６)が残留せず、次回のＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)が容易になる。
(請求項６に係る発明)
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 燃料パージ処理に用いる部品や制御をＤＰＦ再生処理に用いるものと兼用することができる。
本発明では、燃料パージ処理(Ｓ７)(Ｓ１５)は、ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)と同様にして行われるため、燃料パージ処理(Ｓ７)(Ｓ１５)に用いる部品や制御をＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)に用いるものと兼用することができる。
(請求項７に係る発明)
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 ＤＰＦの再生処理に要する電力消費を抑制することができる。
本発明では、ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)で、可燃性ガス(８)をＤＯＣ(１６)で触媒燃焼させて、エンジン排気(９)を昇温させるため、電気ヒータの発熱等を用いる場合に比べ、ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)に要する電力消費を抑制することができる。
(請求項８に係る発明)
請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 エンジン排気の温度が低い場合でも、ＤＰＦの再生処理が可能となる。
本発明では、ＤＰＦ再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)で、ＤＯＣ(１６)の推定温度が所定の活性化温度に至っていない場合には、着火部品(１７)で可燃性ガス(８)に着火がなされ、可燃性ガス(８)の火炎燃焼でＤＯＣ(１６)が昇温されるため、エンジン排気(９)の温度が低い場合でも、ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)が可能となる。
(請求項９に係る発明)
請求項９に係る発明は、請求項１から請求項８のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 ＤＰＦの再生の成功率を高めることができる。
本発明では、自動再生処理(Ｓ２)が終了しないまま長時間継続している場合にも、駐車再生処理(Ｓ１１)を行うように、運転者等を誘導することができ、ＤＰＦ(３)の再生の成功率を高めることができる。
(請求項１０に係る発明)
請求項１０に係る発明は、請求項１から請求項９のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 駐車再生処理によるＤＰＦの再生時間を短縮することができる。
本発明では、ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)による昇温後のエンジン排気(９)の温度は、自動再生処理(Ｓ２)の場合よりも駐車再生処理(Ｓ１１)の場合の方が高くなるため、駐車再生処理(Ｓ１１)によるＤＰＦ(３)の再生時間を短縮することができる。
本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの搭載機械の模式図である。 図１の実施形態で用いる電子制御装置によるＤＰＦの再生処理のフローチャートである。
図１〜図２は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの搭載機械を説明する図である。
このエンジン搭載機械は、ディーゼルエンジン(１５)を搭載し、走行部(図示せず)と、作業装置(図示せず)を備えている。
このエンジン搭載機械には、農業用トラクタ、田植え機等の農業機械、バックホー等の建設機械、フォークリフト等の運搬機械等、走行部と作業装置を備えた産業用機械を用いることができる。
作業装置には、農業用トラクタではロータリー装置等、田植え機では植え付け装置等が用いられる。
図１に示すように、このエンジン搭載機械に搭載したディーゼルエンジン(１５)は、クランクケース(１８)内に架設されたクランク軸(１９)と、シリンダ(２０)に内嵌されたピストン(２１)と、クランク軸(１９)とピストン(２１)の間に介設されたコンロッド(２１ａ)と、シリンダ(２０)内に形成された燃焼室(２２)と、吸気装置(図示せず)と、燃料供給装置(２３)と、電子ガバナ(３０)と、排気装置(２４)を備えている。
吸気装置は、燃焼室(２２)に空気(７)を供給する。
燃料供給装置(２３)は、燃料タンク(２５)と、燃料フィードポンプ(２６)と、燃料噴射ポンプ(２７)と、燃料噴射カム軸(２８)と、燃焼室(２２)に設けられた燃料噴射弁(２９)を備え、燃料タンク(２５)内の液体燃料(６)は、燃料フィードポンプ(２６)で燃料噴射ポンプ(２７)に圧送され、燃料噴射カム(２８)で駆動される燃料噴射ポンプ(２７)で、燃料噴射弁(２９)から燃焼室(２２)に噴射され、燃焼室(２２)内の空気(７)の圧縮熱で燃焼する。液体燃料(６)は、軽油である。
電子ガバナ(３０)は、エンジン回転数を制御する。
電子ガバナ(３０)は、電子制御装置(１)の調量制御部と、ガバナアクチュエータ(３１)と、付勢部品(３２)を備え、燃料噴射ポンプ(２７)の燃料調量ラック(３３)は、付勢部品(３２)の付勢力でガバナアクチュエータ(３２)に押し付けられ、ガバナアクチュエータ(３１)の作動に追従して調量位置が調節される。
電子制御装置(１)には、アクセル操作部品(３４)の調速設定位置情報を検出するアクセルセンサ(３５)と、クランク軸(１９)の回転数情報を検出する実回転数センサ(３６)が電気的に接続されている。
電子ガバナ(３０)は、アクセル操作位置情報に基づいて検出した目標回転数と実回転数との回転偏差が小さくなるように、電子制御装置(１)の調量制御部でガバナアクチュエータ(３１)を駆動し、燃料噴射ポンプ(２７)の燃料調量ラック(３３)の調量位置を制御し、燃料噴射弁(２９)から燃焼室(２２)に噴射される液体燃料(６)の噴射量を調節する。
電子制御装置(１)には、エンジンＥＣＵが用いられている。エンジンＥＣＵは、エンジン電子制御ユニットの略称であり、マイコンである。
ガバナアクチュエータ(３１)には、リニアソレノイドが用いられている。
アクセル操作部品(３４)には、アクセル操作レバーが用いられている。アクセル操作部品(３４)には、アクセル操作ペダルやアクセル操作ボタンやアクセル操作スイッチを用いることができる。
電子制御装置(１)には、バッテリ(３７)とキースイッチ(１２)が接続され、キースイッチ(１２)をエンジン運転位置に投入すると、バッテリ(３７)からエンジン各部への通電で、エンジン運転がなされ、キースイッチ(１２)をエンジン停止位置に投入すると、バッテリ(３７)からエンジン各部への通電が停止され、ガバナアクチュエータ(３１)内のエンジン停止スプリング(図示せず)の付勢力で、燃料調量ラック(３３)は燃料無噴射位置に押され、燃料噴射弁(２９)からの液体燃料(６)の噴射は停止し、ディーゼルエンジン(１５)は停止する。
排気装置(２４)は、燃焼室(２２)からエンジン排気(９)を排出する。
排気装置(２４)は、エンジン排気経路(２)を備え、エンジン排気経路(２)は、排気ポート(３８)と、排気マニホルド(３９)と、排気マニホルド(３９)の排気下流側に配置されたエンジン排気処理経路(４０)と、エンジン排気処理経路(４０)に設けられた排気処理装置(４１)を備え、燃焼室(２２)から排出されたエンジン排気(９)は、排気処理装置(４１)で処理された後、エンジン排気経路(２)から大気に放出される。
排気処理装置(４１)は、エンジン排気(９)を処理する。
排気処理装置(４１)は、エンジン排気経路(２)に配置されたＤＰＦ(３)と、ガス生成触媒(４)を内蔵した可燃性ガス生成器(５)と、電子制御装置(１)を備えている。
排気処理装置(４１)では、電子制御装置(１)の指令でＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)がなされる。
ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)では、エンジン運転中、可燃性ガス生成器(５)に液体燃料(６)と空気(７)が供給され、これらの混合気(１４)のガス生成触媒(４)による触媒反応で可燃性ガス(８)が生成され、この可燃性ガス(８)の燃焼でエンジン排気(９)が昇温され、このエンジン排気(９)の熱でＤＰＦ(３)に堆積したＰＭが焼却される。
このため、この排気処理装置(４１)では、ＤＰＦ(３)の再生によりＤＰＦ(３)の継続使用が可能となる利点がある。
ＤＰＦ(３)は、エンジン排気(９)に含まれるＰＭを捕捉する。
ＤＰＦは、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称であり、ＰＭは、粒子状物質の略称である。ＤＰＦ(３)には、内部に軸長方向に沿う多数のセルが並設され、隣り合うセルの入口と出口が交互に目封じされたウォールフロー型のセラミックハニカムが用いられている。
エンジン排気処理経路(４０)にＤＰＦケース(４２)が配置され、このＤＰＦケース(４２)にＤＰＦ(３)が収容されている。
電子制御装置(１)は、電子ガバナ(３０)との共用品である。
ＤＰＦ(３)の排気上流側で、エンジン排気処理経路(４０)に可燃性ガス生成器(５)が設けられている。
可燃性ガス生成器(５)は、混合気ミキサ(４３)と、混合気ミキサ(４３)の混合気出口に連通する触媒収容室(４４)と、触媒収容室(４４)に収容されたガス生成触媒(４)と、ガス生成触媒(４)のガス出口に連通する可燃性ガス通路(４５)と、可燃性ガス通路(４５)のガス出口に連通する二次空気ミキサ(４６)と、二次空気ミキサ(４６)のガス出口に連通する着火室(４７)と、着火室(４７)のガス出口に連通する可燃性ガス合流排気通路(４８)を備え、可燃性ガス合流排気通路(４８)は、ＤＰＦ(３)の排気上流側でエンジン排気処理経路(４０)の一部を構成している。
可燃性ガス生成器(５)は、二次空気通路(６６)を備え、その二次空気出口(６７)に二次空気ミキサ(４６)が連通している。二次空気ミキサ(４６)には可燃性ガス通路(４５)のガス出口に連通するキャップ状のガスノズル(６８)が設けられ、ガスノズル(６８)から二次空気ミキサ(４６)の径方向に噴出する可燃性ガス(８)がガスノズル(６８)の周方向に沿って旋回する二次空気(７)とミキシングされる。
混合気ミキサ(４３)には、空気供給ポンプ(４９)から導出された空気導入通路(５０)と、燃料供給ポンプ(５１)から導出された燃料導入通路(５２)が接続され、エアクリーナ(５３)で浄化された空気(７)と、燃料タンク(２５)の液体燃料(６)が混合気ミキサ(４３)に導入され、液体燃料(６)と空気(７)の混合気(１４)が形成される。
ガス生成触媒(４)は、酸化触媒で、触媒反応により混合気(１４)の酸化を促進させ、その反応熱で液体燃料(６)を熱分解させ、低温着火性の可燃性ガス(８)を生成する。ガス生成触媒(４)の触媒担体は、鉄クロム線を織って、円錐台型にしたもので、この触媒担体には触媒成分としてロジウムを担持させている。
二次空気ミキサ(４６)には、可燃性ガス通路(４５)のガス出口と二次空気通路(６６)の二次空気出口(６７)が連通し、二次空気通路(６６)の二次空気入口には、空気供給ポンプ(５１)から導出された二次空気導入通路(５５)が接続されている。
二次空気ミキサ(４６)には、可燃性ガス(８)と、エアクリーナ(５３)で浄化された二次空気(７)が導入され、二次空気ミキサ(４６)では、可燃性ガス(８)と二次空気(７)がミキシングされ、二次空気(７)を含む可燃性ガス(８)が二次空気ミキサ(４６)から着火室(４７)を介して可燃性ガス合流排気通路(４８)を通過するエンジン排気(９)と合流し、排気下流側のＤＰＦ(３)に送られる。着火室(４７)では必要に応じ、可燃性ガス(８)に着火がさなれる。
ガス生成触媒(４)の混合気入口には起動触媒(５６)が設けられ、起動触媒(５６)には電気ヒータ(５７)が差し込まれ、ガス生成触媒(４)のガス出口側には触媒温度センサ(５８)が差し込まれている。
起動触媒(５６)の触媒担体はアルミナ繊維のマットで、この触媒担体には触媒成分としてロジウムを担持させている。起動触媒(５６)の触媒担体は、可燃性ガス生成触媒(４)の触媒担体に比べ、組織内の空隙が狭く、液体燃料(６)の保持性が高い。
空気供給ポンプ(４９)は電動式ブロワ、燃料供給ポンプ(５１)は電動式ポンプである。
空気導入通路(５０)と燃料導入通路(５２)と二次空気導入通路(５５)に電動式の調量弁(５０ａ)(５２ａ)(５５ａ)がそれぞれ設けられている。
空気供給ポンプ(４９)、燃料供給ポンプ(５１)、各調量弁(５０ａ)(５２ａ)(５５ａ)、電気ヒータ(５７)、触媒温度センサ(５８)は、いずれも電子制御装置(１)に電気的に接続されている。
ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)では、電子制御装置(１)の指令で、電気ヒータ(５７)が発熱され、その熱で起動触媒(５６)が予熱された後、混合気(１４)が起動触媒(５６)に供給され、起動触媒(５６)の触媒燃焼でガス生成触媒(４)が暖機され、ガス生成触媒(４)の温度が所定の暖機終了温度に達したら、ガス生成触媒(４)への混合気(１４)の供給量が増量され、ガス生成触媒(４)全体に混合気(１４)が拡散し、触媒反応により可燃性ガス(８)が生成される。
排気処理装置(４１)は、駐車再生要求報知部品(１０)と、駐車再生開始操作部品(１１)を備えている。
ＤＦＰ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)は、自動再生処理(Ｓ２)と駐車再生処理(Ｓ１１)から成る。
自動再生処理(Ｓ２)は、ＤＦＰ(３)のＰＭ堆積量推定値(Ｆ)が所定の自動再生開始判定値(ＳＪ)に至ったことに基づいて自動的に開始される。
駐車再生処理(Ｓ１１)は、次の第１条件と第２条件が満たされた場合になされる。
第１条件は、自動再生処理(Ｓ２)の中断回数(Ｎ)が所定の駐車再生要求判定値(ＮＳ)以上に至ったことに基づいて、駐車再生要求報知部品(１０)で駐車再生要求の報知(Ｓ８)がなされたこととされている。
第２条件は、エンジン搭載機械が走行と作業のいずれもがなされていない駐車状態で、駐車再生開始操作部品(１１)が開始操作されたこととされている。
上記の条件下で、駐車再生開始操作部品(１１)が開始操作されると、自動再生処理(Ｓ２)は駐車再生処理(Ｓ１１)に切り替えられる。
このように、この排気処理装置(４１)では、自動再生処理(Ｓ２)の中断が頻繁に繰り返される前に、再生処理の中断がされ難い駐車再生処理(Ｓ１１)を行うよう、作業者等を誘導するため、可燃性ガス生成器(５)内に多量の液体燃料(６)が残留することがなく、自動再生処理(Ｓ２)の中断でＤＰＦ(３)の再生ができなくなる不具合を抑制することができる。
排気処理装置(４１)は、自動再生報知部品(６９)を備えている。自動再生処理(Ｓ２)中は自動再生報知部品(６９)でその旨を報知する。
自動再生報知部品(６９)と駐車再生要求報知部品(１０)には、エンジン搭載機械のダッシュボード(５９)に配置されたランプが用いられ、自動再生処理(Ｓ２)中の報知は、自動再生報知部品(６９)のランプの連続的な点灯によりなされ、駐車再生要求の報知(Ｓ８)は、駐車再生要求報知部品(１０)のランプの点滅によりなされ、駐車再生中の報知は、駐車再生要求報知部品(１０)のランプの連続的な点灯によりなされる。
自動再生報知部品(６９)と駐車再生要求報知部品(１０)には、ダッシュボード(５９)等に設けた表示灯、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、警報ブザー等を用いることができる。ＬＥＤは発光ダイオード、ＥＬはエレクトロルミネッセンスの略称である。
駐車再生開始操作部品(１１)には、エンジン搭載機械のダッシュボード(５９)に配置された開始操作レバーが用いられ、その停止位置から開始位置への投入の切り替えで、開始操作がなされる。
駐車再生開始操作部品(１１)には、ダッシュボード(５９)等に配置された開始操作ボタンや運転席に配置された開始操作ペダルを用いることができる。
ＤＦＰ(３)のＰＭ堆積量推定値(Ｆ)は、差圧センサ(６５)で検出したＤＰＦ(３)の出入口間のエンジン排気(９)の圧力差に基づいて、電子制御装置(１)が推定する。
排気処理装置(４１)では、自動再生処理(Ｓ２)の中断回数(Ｎ)には、自動再生処理(Ｓ２)中になされたキースイッチ(１２)のエンジン停止操作による中断と、自動再生処理(Ｓ２)中に発生したエンストによる中断が含まれるように構成されている。
このため、この排気処理装置(４１)では、運転者等の自発的中断か否かに拘わらず、実情に即した自動再生処理(Ｓ２)の中断回数を正確に算出することができる。
キースイッチ(１２)のエンジン停止操作による中断は、キースイッチ(１２)のエンジン停止操作情報の検出に基づいて、エンストによる中断は、エンジン実回転数検出センサによるエンジン実回転数情報の検出に基づいて、電子制御装置(１)が判定し、中断回数(Ｎ)を算出する。
自動再生処理(Ｓ２)の中断回数(Ｎ)には、故障による自動再生処理(Ｓ２)の中断を含めてもよい。
駐車再生要求判定値(ＮＳ)には、４〜７回のいずれかの値が望ましい。駐車再生要求判定値(ＮＳ)は、他の値を用いてもよい。
排気処理装置(４１)は、自動再生中断操作部品(１３)を備えている。
自動再生処理(Ｓ２)の中断回数(Ｎ)には、自動再生中断操作部品(１３)の中断操作による中断も含まれるように構成されている。
このため、この排気処理装置(４１)では、自動再生処理(Ｓ２)の中断回数を正確に算出することができる。また、自動再生中断操作部品(１３)の中断操作による中断で、エンジン排気(９)の排出温度を低くする必要がある公園内や室内等でのエンジン搭載機械の走行や作業が可能となる。
自動再生中断操作部品(１３)には、エンジン搭載機械のダッシュボード(５９)に配置された中断操作レバーが用いられ、その継続位置から中断位置への投入の切り替えで、中断操作がなされる。
自動再生中断操作部品(１３)には、ダッシュボード(５９)等に配置された中断操作ボタンや運転席に配置された中断操作ペダルを用いることができる。
自動再生中断操作部品(１３)の中断操作による中断は、自動再生中断操作部品(１３)の操作位置を検出したセンサの操作位置情報に基づいて電子制御装置(１)が判定し、その中断数(Ｎ)を算出する。
請求項４の手段 駐車状態の判定
排気処理装置(４１)では、エンジン搭載機械が駐車状態にあることの判定は、エンジン搭載機械のサイドブレーキが制動状態にあり、かつ、エンジン搭載機械のエンジン(１５)から作業装置に動力を伝達するクラッチが切断状態にある場合になされるように構成されている。
このため、この排気処理装置(４１)では、実情に即した駐車状態の判定を正確に行うことができる。
駐車状態の判定は、サイドブレーキが制動状態にある場合のブレーキ操作部品(６０)の操作位置を検出したセンサの操作位置情報や、クラッチが切断状態にある場合のクラッチ操作部品(６１)の操作位置を検出したセンサの操作位置情報に基づいて電子制御装置(１)が判定する。
排気処理装置(４１)では、ＤＰＦ(３)の再生処理終了(Ｓ６)(Ｓ１４)の後、燃料パージ処理(Ｓ７)(Ｓ１５)がなされるように構成されている。
燃料パージ処理(Ｓ７)(Ｓ１５)では、可燃性ガス生成器(５)に残留した液体燃料(６)がパージされる。
このため、この排気処理装置(４１)では、ＤＰＦ(３)が正常に再生処理終了(Ｓ６)(Ｓ１４)した場合には、可燃性ガス生成器(５)に液体燃料(６)が残留せず、次回のＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)が容易になる。
排気処理装置(４１)では、燃料パージ処理(Ｓ７)(Ｓ１５)で、可燃性ガス生成器(５)に空気(７)が供給され、この空気(７)と可燃性ガス生成器(５)に残留した液体燃料(６)の混合気(１４)のガス生成触媒(４)による触媒反応で可燃性ガス(８)が生成され、この可燃性ガス(８)がエンジン排気経路(２)内に排出されるように構成されている。
このように、この排気処理装置(４１)では、燃料パージ処理(Ｓ７)(Ｓ１５)は、ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)と同様にして行われるため、燃料パージ処理(Ｓ７)(Ｓ１５)に用いる部品や制御をＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)に用いるものと兼用することができる。
排気処理装置(４１)は、ＤＰＦ(３)の排気上流側に配置されたＤＯＣ(１６)を備えている。
排気処理装置では、ＤＰＦ再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)は、可燃性ガス(８)をＤＯＣ(１６)で触媒燃焼させて、エンジン排気(９)を昇温させるように構成されている。
このため、この排気処理装置(４１)では、電気ヒータの発熱等を用いる場合に比べ、ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)に要する電力消費を抑制することができる。
ＤＯＣはディーゼル酸化触媒の略称である。
ＤＯＣ(１６)は、円柱形で、内部に軸長方向に沿う多数のセルが貫通状に並設されたフロースルー式のセラミックハニカムで、セル内に白金やパラジウムのロジウム等の酸化触媒成分が担持されている。
ＤＯＣ(１６)は、ＤＰＦ(３)の排気上流側でＤＰＦケース(４２)に収容されている。
排気処理装置(４１)は、ＤＯＣ(１６)の排気上流側に配置された着火部品(１７)を備えている。
排気処理装置(４１)では、ＤＰＦ再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)は、ＤＯＣ(１６)の推定温度が所定の活性化温度に至っていないことに基づいて、着火部品(１７)で可燃性ガス(８)に着火がなされ、この可燃性ガス(８)の火炎燃焼でエンジン排気(９)が昇温され、このエンジン排気(９)の熱でＤＯＣ(１６)が昇温されて、ＤＯＣ(１６)が活性化されるように構成されている。
このため、この排気処理装置(４１)では、エンジン排気(９)の温度が低い場合でも、ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)が可能となる。
着火部品(１７)は排気処理装置(４１)の着火室(４７)に配置され、ＤＯＣ(３)の排気入口にＤＯＣ入口排気温度センサ(６２)が配置され、着火部品(１７)とＤＯＣ入口排気温度センサ(６２)が燃料制御装置(１)に電気的に接続され、ＤＯＣ(３)の入口排気温度がＤＯＣ(３)の活性化温度に至っていない場合には、ＤＯＣ(３)の入口排気温度情報に基づく電子制御装置(１)の指令で、着火部品(１７)が発熱され、可燃性ガス(８)に着火がなされる。
着火部品(１７)には、グロープラグが用いられている。着火部品(１７)には、点火プラグやバーナーを用いることができる。
着火室(４７)には着火検出センサ(５４)が配置され、この着火検出センサ(５４)が電子制御装置(１)に電気的に接続され、着火検出センサ(５４)で検出された着火室(４７)の温度情報に基づいて電子制御装置(１)が可燃性ガス(８)の着火の有無を判定する。
排気処理装置(４１)では、駐車再生処理(Ｓ１１)は、前記第１条件に代わる次の代替第１条件と前記第２条件が満たされた場合にもなされるように構成されている。
代替第１条件は、自動再生処理(Ｓ２)が終了しないまま経過した経過時間(Ｔ)の累積値が所定の駐車再生要求判定値(ＴＪ)以上に至ったことに基づいて、駐車再生要求報知装置(１０)で駐車再生要求の報知(Ｓ８)がなされたこととされている。
このため、この排気処理装置(４１)では、自動再生処理(Ｓ２)が終了しないまま長時間継続している場合にも、駐車再生処理(Ｓ１１)を行うように、運転者等を誘導することができ、ＤＰＦ(３)の再生の成功率を高めることができる。
排気処理装置(４１)では、ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)による昇温後のエンジン排気(９)の温度は、自動再生処理(Ｓ２)の場合よりも駐車再生処理(Ｓ１１)の場合の方が高くなるように構成されている。
このため、この排気処理装置(４１)では、駐車再生処理(Ｓ１１)によるＤＰＦ(３)の再生時間を短縮することができる。
エンジン排気(９)の温度は、可燃性ガス(８)の生成量の調節により制御する。
ＤＰＦ(３)の排気入口にＤＰＦ入口排気温度センサ(６３)が配置され、このセンサ(６３)で検出したＤＰＦ入口排気温度情報に基づく電子制御装置(１)の指令で、可燃性ガス(８)の生成量が調節され、ＤＰＦ入口排気温度が所定の再生温度に制御される。
なお、ＤＰＦ(３)の排気出口にＤＰＦ出口排気温度センサ(６４)が配置され、このセンサ(６４)で検出したＤＰＦ出口排気温度情報に基づく電子制御装置(１)の指令で、ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)が停止され、ＤＰＦ(３)でのＰＭの過剰燃焼が防止される。
図２に示す電子制御装置によるＤＰＦ再生処理の流れは次の通りである。
ステップ(Ｓ１)では、ＤＰＦ(３)のＰＭ堆積量推定値(Ｆ)が自動再生開始判定値(ＳＪ)に至っているか否かが判定され、判定が肯定されるまで、ステップ(Ｓ１)の判定が繰り返され、判定が肯定されると、ステップ(Ｓ２)に進む。
ステップ(Ｓ２)では、ＤＰＦ(３)の自動再生処理がなされ、ステップ(Ｓ３)に進む。
ステップ(Ｓ３)では、自動再生の中断回数(Ｎ)が駐車再生要求判定値(ＮＪ)に至っているか否かが判定され、判定が否定された場合には、ステップ(Ｓ４)に進む。
ステップ(Ｓ４)では、ＤＰＦ(３)のＰＭ堆積量推定値(Ｆ)が再生終了判定値(ＦＪ)に至っているか否かが判定され、判定が否定された場合には、ステップ(Ｓ５)に進む。
ステップ(Ｓ５)では、自動再生処理の経過時間(Ｔ)の累積値が駐車再生要求判定値(ＴＪ)に至っているか否かが判定され、判定が否定された場合には、ステップ(Ｓ１)に戻る。
ステップ(Ｓ４)での判定が肯定された場合、すなわち、ＤＰＦ(３)のＰＭ堆積量推定値(Ｆ)が再生終了判定値(ＦＪ)に至っている場合には、ステップ(Ｓ６)に進む。
ステップ(Ｓ６)では、自動再生処理が終了され、ステップ(Ｓ７)に進む。
ステップ(Ｓ７)では、燃料パージ処理がなされ、ステップ(Ｓ１)に戻る。
ステップ(Ｓ３)での判定が肯定される場合、すなわち、自動再生の中断回数(Ｎ)が駐車再生要求判定値(ＮＪ)に至っている場合、ステップ(Ｓ８)に進む。
ステップ(Ｄ８)では、駐車再生要求の報知がなされ、ステップ(Ｓ９)に進む。
ステップ(Ｓ９)では、エンジン搭載機械が駐車状態か否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ１０)に進む。
ステップ(Ｓ１０)では、駐車再生の開始操作がなされたか否かが判定され、判定が肯定された場合、ステップ(Ｓ１１)に進む。
ステップ(Ｓ１１)では、駐車再生処理がなされ、ステップ(Ｓ１２)に進む。
ステップ(Ｓ１２)では、駐車再生停止操作があったか否かが判定され、判定が否定された場合、ステップ(Ｓ１３)に進む。
ステップ(Ｓ１３)では、ＤＰＦ(３)のＰＭ堆積量推定値(Ｆ)が再生終了判定値(ＦＪ)に至っているか否かが判定され、判定が否定された場合には、ステップ(Ｓ１１)に戻る。ステップ(Ｓ１３)での判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ１４)に進む。
ステップ(Ｓ１４)では駐車再生処理が終了され、ステップ(Ｓ１５)に進む。
ステップ(Ｓ１５)では燃料パージ処理がなされ、ステップ(Ｓ１)に戻る。
ステップ(Ｓ５)の判定が肯定された場合、すなわち、自動再生処理の経過時間(Ｔ)の累積値が駐車再生要求判定値(ＴＪ)に至っている場合には、ステップ(Ｓ８)に進む。
ステップ(Ｓ９)での判定が否定された場合、ステップ(Ｓ１０)での判定が否定された場合、ステップ(Ｓ１２)での判定が肯定された場合、すなわち、エンジン搭載機械が駐車状態にないと判定された場合、駐車状態にあるが、駐車再生の開始操作がないと判定された場合、駐車再生中に駐車再生停止操作があったと判定された場合には、いずれもステップ(Ｓ１)に戻る。
(１)…電子制御装置、(２)…エンジン排気通路、(３)…ＤＰＦ、(４)…ガス生成触媒、(５)…可燃性ガス生成器、(６)…液体燃料、(７)…空気、(８)…可燃性ガス、(９)…エンジン排気、(１０)…駐車再生要求報知部品、(１１)…駐車再生開始操作部品、(１２)…キースイッチ、(１３)… 自動再生中断操作部品、(１４)…混合気、(１５)…エンジン、(１６)…ＤＯＣ、(１７)…着火部品、(Ｓ２)…自動再生処理、(Ｓ７)…燃料パージ処理、(Ｓ８)…駐車再生要求の報知、(Ｓ１１)…駐車再生処理、(Ｓ１５)…燃料パージ処理、(Ｆ)…ＰＭ堆積量推定値、(ＳＪ)…自動再生開始判定値、(Ｎ)…中断回数、(ＮＪ)…駐車再生要求判定値、(Ｔ)…経過時間、(ＴＪ)…駐車再生要求判定値。

Claims (10)

  1. エンジン排気経路(２)に配置されたＤＰＦ(３)と、ガス生成触媒(４)を内蔵した可燃性ガス生成器(５)と、電子制御装置(１)を備え、
    電子制御装置(１)の指令でＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)がなされ、
    ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)では、エンジン運転中、可燃性ガス生成器(５)に液体燃料(６)と空気(７)が供給され、これらの混合気(１４)のガス生成触媒(４)による触媒反応で可燃性ガス(８)が生成され、この可燃性ガス(８)の燃焼でエンジン排気(９)が昇温され、このエンジン排気(９)の熱でＤＰＦ(３)に堆積したＰＭが焼却されるように構成された、ディーゼルエンジンの排気処理装置において、
    駐車再生要求報知部品(１０)と、駐車再生開始操作部品(１１)を備え、
    ＤＦＰ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)は、自動再生処理(Ｓ２)と駐車再生処理(Ｓ１１)から成り、
    自動再生処理(Ｓ２)は、ＤＦＰ(３)のＰＭ堆積量推定値(Ｆ)が所定の自動再生開始判定値(ＳＪ)に至ったことに基づいて自動的に開始され、
    駐車再生処理(Ｓ１１)は、次の第１条件と第２条件が満たされた場合になされ、第１条件は、自動再生処理(Ｓ２)の中断回数(Ｎ)が所定の駐車再生要求判定値(ＮＳ)以上に至ったことに基づいて、駐車再生要求報知部品(１０)で駐車再生要求の報知(Ｓ８)がなされたこととされ、
    第２条件は、エンジン搭載機械が走行と作業のいずれもがなされていない駐車状態で、駐車再生開始操作部品(１１)が開始操作されたこととされている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
  2. 請求項１に記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
    自動再生処理(Ｓ２)の中断回数(Ｎ)には、自動再生処理(Ｓ２)中になされたキースイッチ(１２)のエンジン停止操作による中断と、自動再生処理(Ｓ２)中に発生したエンストによる中断が含ま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の排気処理装置。
  3. 請求項２に記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
    自動再生中断操作部品(１３)を備え、
    自動再生処理(Ｓ２)の中断回数(Ｎ)には、自動再生中断操作部品(１３)の中断操作による中断も含ま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の排気処理装置。
  4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
    エンジン搭載機械が駐車状態にあることの判定は、エンジン搭載機械のサイドブレーキが制動状態にあり、かつ、エンジン搭載機械のエンジン(１５)から作業装置に動力を伝達するクラッチが切断状態にある場合に、これらの状態を電子制御装置(１)が検出したことに基づいて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の排気処理装置。
  5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
    ＤＰＦ(３)の再生処理終了(Ｓ６)(Ｓ１４)の後、燃料パージ処理(Ｓ７)(Ｓ１５)がなされ、
    燃料パージ処理(Ｓ７)(Ｓ１５)では、可燃性ガス生成器(５)に残留した液体燃料(６)がパージ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の排気処理装置。
  6. 請求項５に記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
    燃料パージ処理(Ｓ７)(Ｓ１５)では、可燃性ガス生成器(５)に空気(７)が供給され、この空気(７)と可燃性ガス生成器(５)に残留した液体燃料(６)の混合気(１４)のガス生成触媒(４)による触媒反応で可燃性ガス(８)が生成され、この可燃性ガス(８)がエンジン排気経路(２)内に排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の排気処理装置。
  7. 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の排気処理装置において、
    ＤＰＦ(３)の排気上流側に配置されたＤＯＣ(１６)を備え、
    ＤＰＦ再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)では、可燃性ガス(８)をＤＯＣ(１６)で触媒燃焼させて、エンジン排気(９)を昇温させ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の排気処理装置。
  8. 請求項７に記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
    ＤＯＣ(１６)の排気上流側に配置された着火部品(１７)を備え、
    ＤＰＦ再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)では、ＤＯＣ(１６)の推定温度が所定の活性化温度に至っていないことに基づいて、着火部品(１７)で可燃性ガス(８)に着火がなされ、この可燃性ガス(８)の火炎燃焼でエンジン排気(９)が昇温され、このエンジン排気(９)の熱でＤＯＣ(１６)が昇温されて、ＤＯＣ(１６)が活性化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の排気処理装置。
  9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
    駐車再生処理(Ｓ１１)は、前記第１条件に代わる次の代替第１条件と前記第２条件が満たされた場合にもなされるように構成され、
    代替第１条件は、自動再生処理(Ｓ２)が終了しないまま経過した経過時間(Ｔ)の累積値が所定の駐車再生要求判定値(ＴＪ)以上に至ったことに基づいて、駐車再生要求報知装置(１０)で駐車再生要求の報知(Ｓ８)がなされたこととされている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
  10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
    ＤＰＦ(３)の再生処理(Ｓ２)(Ｓ１１)による昇温後のエンジン排気(９)の温度は、自動再生処理(Ｓ２)の場合よりも駐車再生処理(Ｓ１１)の場合の方が高くな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の排気処理装置。
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