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JP2006241975A - Diesel engine exhaust purification device and control means - Google Patents

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JP2006241975A
JP2006241975A JP2003142458A JP2003142458A JP2006241975A JP 2006241975 A JP2006241975 A JP 2006241975A JP 2003142458 A JP2003142458 A JP 2003142458A JP 2003142458 A JP2003142458 A JP 2003142458A JP 2006241975 A JP2006241975 A JP 2006241975A
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diesel engine
exhaust gas
throttle
temperature
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Yoshimasa Matsuyoshi
悦正 松良
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TOKUDAIJI JIDOSHA BUNKA KENKYUSHO KK
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DEPRO CORP
TOKUDAIJI JIDOSHA BUNKA KENKYUSHO KK
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

【課題】排気効率改善による燃費向上や出力向上を図ることが可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置を提供する。
【解決手段】排気を燃焼前のシリンダ内に戻すことによって、排気の温度を所定の温度範囲に制御して排気の浄化効果を高めるディーゼルエンジンの排気浄化装置であって、高負荷時に排出される多量の排気を処理するメインＤＰＦ４０と低負荷時に排出される少量の排気を処理するマイクロＤＰＦ３０とに排気の流路を切り替える切替弁２８と、ディーゼルエンジンの吸気を絞る吸気絞り２４と、アクセルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じて切替弁２８及び吸気絞り２４を制御する情報をマップとして記録する手段と、検出したアクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して前記記録手段に記録されているマップを参照し、切替弁２８及び前記吸気絞り２４を制御する情報を出力する制御手段２０とを備えた。
【選択図】 図１Disclosed is an exhaust emission control device for a diesel engine that can improve fuel efficiency and output by improving exhaust efficiency.
An exhaust emission control device for a diesel engine that increases the exhaust gas purification effect by controlling the exhaust gas temperature within a predetermined temperature range by returning the exhaust gas into a cylinder before combustion, and is exhausted at a high load. A switching valve 28 for switching an exhaust flow path between a main DPF 40 that processes a large amount of exhaust gas and a micro DPF 30 that processes a small amount of exhaust gas discharged at a low load, an intake throttle 24 that throttles intake air of a diesel engine, and an accelerator depression The information for controlling the switching valve 28 and the intake throttle 24 according to the amount and the engine speed is recorded as a map, and the detected depression amount of the accelerator pedal and the engine speed are input and recorded in the recording means. And a control means 20 for outputting information for controlling the switching valve 28 and the intake throttle 24.
[Selection] Figure 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置に係り、特にカーボンを主成分とするパティキュレートの排出を低減するディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特許文献１の請求項８等には、第１のＥＧＲ通路と吸気通路の連結部よりも上流側の吸気通路に配設された吸気シャッタと、第１のＥＧＲ通路と排気通路の連結部よりも下流側の排気通路に配設された排気シャッタと、エンジンの排気温度領域を検出する排気温度領域検出手段と、排気温度領域検出手段により検出されたエンジンの排気温度領域が酸化触媒の活性温度領域よりも低温領域となる場合に、吸気シャッタと排気シャッタのいずれか一方又は双方を絞る制御を行なうことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置が示されている（特許文献１参照。)。
【０００３】
また、特許文献２の請求項１等には、有害物質を処理する排気処理用主触媒を備えたエンジンに於いて、エンジンの低負荷時における小排気流量時には、エンジンの排気ポートと主触媒との間の主排気通路に両端部を接続して設けた小排気通路に排気流を流通し、この小排気通路に接続して設けた補助触媒と排気流とを接触して排気流の処理を行なうと共に、エンジンの高負荷時に於ける排気流量の増大時には、排気流の全量を切替弁を介して主排気通路に流通させることにより主触媒と接触させて排気流の処理を行なうことを特徴とするエンジンの排気処理方法が示されている（特許文献２参照。)。
【０００４】
その他、特許文献３、特許文献４、特許文献５にも排気浄化装置に関連する発明が示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２７６４０５号公報 （第１−２ページ、第２−４図）
【特許文献２】
特開２００２−３２２９０９号公報 （第１−２ページ、第１図）
【特許文献３】
特開平６−１２９２３１号公報 （第１−２ページ、第１図）
【特許文献４】
特開昭５２−５６２１１号公報 （第１−２ページ、第１図）
【特許文献５】
特開２００１−３３６４４０号公報 （第１−３ページ、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の特許文献１に記載の発明では、特許文献１の図４（ａ）に示されているとおり、負荷が低くてエンジン回転数が高回転の場合であっても、吸気シャッタの開度を１／４〜２／４と絞る制御を行なっている。この負荷領域で吸気を絞る制御を行なうと、エンジン回転数が高回転の時に吸気する空気量が減少するために、排気にスモークが多く含まれるという不具合や、吸気流量の減少により燃費が悪化するという不具合を生じる。
【０００７】
また、従来の特許文献２に記載の発明では、アクセルペダルの非動作時及びアクセルペダルの踏み込み時に連動して作動するアクチュエータにより切替弁を作動して主触媒と補助触媒とを切り替える構成となっているが、アクセルペダルの踏み込み量が２５％〜３５％と少ない場合であっても、エンジンの回転数が増加した場合には排出される排ガス量が増加するので、補助触媒を用いていると排気干渉を生じて排気効率が悪化し、出力の低下や燃費の悪化を生ずることとなる。
【０００８】
そこで本発明は、従来の状況に鑑みて、アクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とに応じて主触媒と補助触媒とを切り替えるポイントを変更することにより、エンジンの排気効率改善による燃費向上や出力向上を図ることが可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段を提供することを目的としている。
【０００９】
また本発明は、より広い運転領域でメインＤＰＦ（メイン・ディーゼル・パティキュレート・フィルタ。以降ｍＤＰＦと省略して記載する。）又はマイクロＤＰＦ（マイクロ・ディーゼル・パティキュレート・フィルタ。以降μＤＰＦと省略して記載する。）を機能させることが可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段を提供することを目的としている。
【００１０】
また本発明は、通常の排気経路を通ってｍＤＰＦに到達した排気ガスの温度がＰＭ（パティキュレート・マター）の連続再生に十分でない運転領域では吸気を絞る制御を行い、それでも十分な排気温度が得られない運転領域ではｍＤＰＦからμＤＰＦに切り替えて、排気に含まれるＰＭを処理することが可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段を提供することを目的としている。
【００１１】
また本発明は、負荷と回転速度が低く通常では排気温度がＰＭを処理可能な温度まて上昇しない領域では、排気を絞ることによって排気の温度をＤＰＦに要求される２６０℃乃至３００℃以上の所定の温度に上昇させて、ＤＰＦの捕集、燃焼除去、ＤＰＦ自身の再生を実施することが可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段を提供することを目的としている。
【００１２】
また本発明は、アイドリング時や定速走行時等の低負荷時を含む広範囲な運転領域においてＤＰＦに流入する排気の温度を所定の温度以上に維持し、排気に含まれるＰＭを連続再生することが可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段を提供することを目的としている。
【００１３】
また本発明は、ＤＰＦを用いることによる燃費の悪化や走行性能の低下を防止することが可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段を提供することを目的としている。
【００１４】
また本発明は、運転状況によって負荷が減少し、ｍＤＰＦからμＤＰＦに排気の流れを切り替えた場合であっても、切替直後からμＤＰＦがＰＭを連続処理することが可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段を提供することを目的としている。
【００１５】
また本発明は、ＤＰＦ内にＰＭが過剰に堆積した場合であっても、その旨を早期に検出してＰＭを適度に燃焼させることが可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段を提供することを目的としている。
【００１６】
また本発明は、外気温度や環境が変化した場合であっても、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段を提供することを目的としている。
【００１７】
また本発明は、吸気絞りを設けた場合であっても排気ブレーキ作動時に吸気する空気量を確保して、排気ブレーキの効き具合の低下を防止し、大型車両の安全を確保することが可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に係る発明は、ディーゼルエンジンの排気をＥＧＲ機構を用いて燃焼前のシリンダ内に戻すことによって、排気の温度を所定の温度範囲に制御して排気を浄化するディーゼルエンジンの排気浄化装置において、ディーゼルエンジンの排気に含まれるパティキュレートマターを捕集して処理する２種類のＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）のうちディーゼルエンジンの高負荷時に排出される多量の排気を処理するｍＤＰＦと、ディーゼルエンジンの低負荷時に排出される少量の排気を処理するμＤＰＦとに排気の流路を切り替える切替弁と、ディーゼルエンジンの吸気を絞る吸気絞りと、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じて切替弁及び吸気絞りを制御する情報をマップとして記録する記録手段と、検出したアクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して前記記録手段に記録されているマップを参照し、前記切替弁及び前記吸気絞りを制御する情報を出力する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１９】
本発明によれば、ディーゼルエンジンの高負荷時に排出される多量の排気を処理するｍＤＰＦとディーゼルエンジンの低負荷時に排出される少量の排気を処理するμＤＰＦとに排気の流路を切り替える切替弁と、ディーゼルエンジンの吸気を絞る吸気絞りと、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じて切替弁及び吸気絞りを制御する情報をマップとして記録する記録手段と、検出したアクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して記録手段に記録されているマップを参照し、切替弁及び吸気絞りを制御する情報を出力する制御手段とを備えたので、定速走行時を含む広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。これにより、定速走行時の広範囲な運転領域で排気に含まれるＰＭを連続再生することが可能となる。
【００２０】
また、上記課題を解決するために請求項２に係る発明では、請求項１に記載の切替弁をディーゼルエンジンの排気マニホールドとｍＤＰＦとの間に設け、μＤＰＦはｍＤＰＦよりも切替弁に近い位置に設けられていることを特徴としている。
【００２１】
本発明によれば、ディーゼルエンジンの低負荷時には、排気マニホールド及び切替弁に近い位置に設けたμＤＰＦに排気を流すように構成したので、低負荷時であってもμＤＰＦに流入する排気の温度を所定の温度以上に維持することが可能となる。また、中負荷時であっても、μＤＰＦに排気を流すことによって、吸気絞りを開いた状態でμＤＰＦに流入する排気の温度を所定の温度以上に維持することが可能となるので、ＤＰＦを用いることによる燃費の悪化や走行性能の低下を防止することが可能となる。
【００２２】
また、上記課題を解決するために請求項３に係る発明では、請求項１又は２に記載の発明において、μＤＰＦを経由した排気を、ｍＤＰＦを経由せずに直接大気に放出する構造としたことを特徴としている。
【００２３】
本発明によれば、排気抵抗を減少させることが可能となるので、ＤＰＦを用いることによる燃費の悪化や走行性能の低下を防止することが可能となる。
【００２４】
また、上記課題を解決するために請求項４に係る発明では、請求項１、２又は３に記載の発明に加えてディーゼルエンジンの排気を絞る排気絞りを備え、記録手段に記録されているマップには、エンジンの回転数が所定の回転数よりも低く、かつ、アクセルペダルの踏み込み量が所定の踏み込み量よりも少ない場合に排気絞りを絞る情報が記録されており、制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して記録手段に記録されているマップを参照し、排気絞りを制御する情報を出力することを特徴としている。
【００２５】
本発明によれば、請求項１、２又は３に記載の発明に加えてディーゼルエンジンの排気を絞る排気絞りを備え、制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して記録手段に記録されているマップを参照し、排気絞りを制御する情報を出力するようにしたので、アイドリング時や定速走行時等を含む広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。これにより、アイドリング時や定速走行時等の広範囲な運転領域で排気に含まれるＰＭを連続再生することが可能となる。
【００２６】
また、上記課題を解決するために請求項５に係る発明では、請求項１乃至４に記載の切替弁は、ｍＤＰＦ側に排気の流路を切り替えている際にも、μＤＰＦ側に少量の排気を流す機構を備えていることを特徴としている。
【００２７】
本発明によれば、ｍＤＰＦ使用時にもμＤＰＦに少量の排気を流し続けることによって、μＤＰＦの温度を所定の温度に維持することが可能となり、運転状況によって負荷が減少し、μＤＰＦに排気の流れを切り替えた場合であっても、切替直後からμＤＰＦはＰＭを連続処理することが可能となる。したがって、運転状況が急に変化した場合であってもＰＭを連続再生することが可能となる。
【００２８】
また、上記課題を解決するために請求項６に係る発明では、請求項１乃至５に記載の発明に加えて、μＤＰＦ又はｍＤＰＦの圧力損失を測定する圧力センサを備え、制御手段は、圧力センサから入力した圧力損失と、エンジン回転数と、アクセルペダルの踏み込み量とに基づいて吸気絞り又は排気絞りを制御する情報を出力することを特徴としている。
【００２９】
本発明によれば、μＤＰＦ又はｍＤＰＦの圧力損失を測定する圧力センサを備え、制御手段は、圧力センサから入力した圧力損失と、エンジン回転数と、アクセルペダルの踏み込み量とに基づいて吸気絞り又は排気絞りを制御する情報を出力するようにしたので、ＤＰＦ内にＰＭが過剰に堆積した場合であっても、その旨を早期に検出してＰＭを適度に燃焼させることが可能となる。
【００３０】
また、上記課題を解決するために請求項７に係る発明では、請求項１乃至６に記載の発明に加えて、μＤＰＦ又はｍＤＰＦに流入する排気の温度を測定する排気温度センサを備え、制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて、吸気絞り、排気絞り、又は切替弁を制御する情報を出力することを特徴としている。
【００３１】
本発明によれば、μＤＰＦ又はｍＤＰＦに流入する排気の温度を測定する排気温度センサを備え、制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて、吸気絞り、排気絞り、又は切替弁を制御する情報を出力するようにしたので、外気温度や環境が変化した場合であっても、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。
【００３２】
また、上記課題を解決するために請求項８に係る発明では、請求項１乃至７に記載の発明に加えて、ディーゼルエンジンの吸気温度を測定する吸気温度センサを備え、制御手段は、吸気温度センサから入力した吸気温度に基づいて、吸気絞り、排気絞り、又は切替弁を制御する情報を出力することを特徴としている。
【００３３】
本発明によれば、ディーゼルエンジンの吸気温度を測定する吸気温度センサを備え、制御手段は、吸気温度センサから入力した吸気温度に基づいて、吸気絞り、排気絞り、又は切替弁を制御する情報を出力するようにしたので、外気温度や環境が変化した場合であっても、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。
【００３４】
また、上記課題を解決するために請求項に９係る発明では、請求項１乃至８に記載の発明に加えて、制御手段が排気ブレーキスイッチから排気ブレーキを働かせる指示を入力した場合には、吸気絞りを開く指示を出力することを特徴としている。
【００３５】
本発明によれば、制御手段が排気ブレーキスイッチから排気ブレーキを働かせる指示を入力した場合には、制御手段は吸気絞りを開く指示を出力するようにしたので、吸気する空気量を確保して、吸気絞りを設けたことによる排気ブレーキの効き具合の低下を防止することが可能となる。
【００３６】
また、上記課題を解決するために請求項１０に係る制御手段は、ディーゼルエンジンの排気をＥＧＲ機構を用いて燃焼前のシリンダ内に戻すことによって、排気の温度を所定の温度範囲に制御して排気を浄化するディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いられ、ディーゼルエンジンの出力を制御するアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサからアクセルペダルの踏み込み量を入力し、ディーゼルエンジンの回転数を検出する回転センサからエンジンの回転数を入力し、ディーゼルエンジンの排気に含まれるパティキュレートマターを捕集して処理する２種類のＤＰＦであってディーゼルエンジンの高負荷時に排出される多量の排気を処理するｍＤＰＦとディーゼルエンジンの低負荷時に排出される少量の排気を処理するμＤＰＦとに排気の流路を切り替える切替弁を制御する情報を出力し、かつ、ディーゼルエンジンの吸気を絞る吸気絞りを制御する情報を出力する制御手段であって、該制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じて切替弁及び吸気絞りを制御する情報をマップとして記録する記録手段を備え、アクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して、記録手段に記録されているマップを参照し、切替弁及び吸気絞りを制御する情報を出力することを特徴としている。
【００３７】
本発明によれば制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して、記録手段に記録されているマップを参照し、ｍＤＰＦとμＤＰＦとに排気の流路を切り替える切替弁を制御する情報と吸気を絞る吸気絞りを制御する情報を出力するようにしたので、定速走行時を含む広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。これにより、定速走行時の広範囲な運転領域で排気に含まれるＰＭを連続再生することが可能となる。
【００３８】
また、上記課題を解決するために請求項１１に係る発明では、請求項１０に記載の発明に加えて、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、吸気を絞る制御を行なう領域を備えていることを特徴としている。
【００３９】
本発明によれば、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、吸気を絞る制御を行なう領域を備えたので、広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となるとともに、吸気絞りを設けたことによる燃費の悪化や走行性能の悪化を防止することが可能となる。
【００４０】
また、上記課題を解決するために請求項１２に係る発明では、請求項１１に記載の発明に加えて、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の増加及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、吸気を絞る制御を行なう領域を備えていることを特徴としている。
【００４１】
本発明によれば、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の増加及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、吸気を絞る制御を行なう領域を備えたので、エンジンの回転数の増加及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴う排気温度の低い領域が存在する場合であっても、より広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。
【００４２】
また、上記課題を解決するために請求項１３に係る発明では、請求項１０、１１又は１２に記載の発明に加えて、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、排気をμＤＰＦに切り替える制御を行なう領域を備えていることを特徴としている。
【００４３】
本発明によれば、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、排気をμＤＰＦに切り替える制御を行なう領域を備えたので、広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となるとともに、吸気絞りを設けたことによる燃費の悪化や走行性能の悪化を防止することが可能となる。
【００４４】
また、上記課題を解決するために請求項１４に係る発明では、請求項１３に記載の発明に加えて、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、排気を絞る制御を行なう領域を備えていることを特徴としている。
【００４５】
本発明によれば、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、排気を絞る制御を行なう領域を備えたので、アイドリング時や定速走行時等を含む広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。これにより、アイドリング時や定速走行時等の広範囲な運転領域で排気に含まれるＰＭを連続再生することが可能となる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００４７】
図１は、本発明に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成を示す図である。
【００４８】
同図に示すように、ディーゼルエンジンの排気浄化システムには、排気を浄化する対象となるディーゼルエンジン１０と、ディーゼルエンジンの各シリンダに新気を導入する吸気マニホールド１２と、各シリンダから排出される燃焼後の排気を通す排気マニホールド１４と、運転手がディーゼルエンジンの出力を制御する情報を入力するためのアクセルペタルの踏み込み量を検出して制御手段２０等に伝達するアクセルポジションセンサ１６と、ディーゼルエンジンのクランクシャフトの回転角などを読み取って制御手段２０に対して回転角信号（エンジンの回転数信号を含む）を出力する回転センサ１８とが設けられている。
【００４９】
なお、アクセルペダルの踏み込み量は、図示しない燃料噴射装置に伝達され、エンジンの出力を制御することが可能となっている。
【００５０】
またディーゼルエンジンの排気浄化システムには、エンジンの吸気温度を測定する吸気温度センサ２２と、エンジンの吸気を絞ることによってシリンダに吸入される新気の量を調節する吸気絞り２４と、エンジンの排気を絞ることによって排圧を高くしてシリンダに戻す排気のガス量を増やす制御を行なう排気絞り２６と、排気の流路を切り替える切替弁２８とが設けられている。
【００５１】
ディーゼルエンジンの排気に含まれるＰＭを捕集して処理する２種類のＤＰＦのうちのｍＤＰＦ４０は、ディーゼルエンジンの高負荷時に排出される多量の排気に含まれるＰＭを連続再生処理する大型のＤＰＦである。一方のμＤＰＦ３０は、ディーゼルエンジンの低負荷時に排出される少量の排気に含まれるＰＭを連続再生処理する小型のＤＰＦである。切替弁２８は、ｍＤＰＦ４０とμＤＰＦ３０とに排気の流路切り替える機能を備えている。
【００５２】
また、ディーゼルエンジンの排気浄化システムには、μＤＰＦ３０に流入する排気の温度を測定する排気温度センサ３２と、メイン排気管３４と、μＤＰＦを通る排気の流路となるマイクロ排気管３６と、ｍＤＰＦ４０に流入する排気の温度を測定する排気温度センサ４２とが設けられている。
【００５３】
また同図に示すように、切替弁２８は、ディーゼルエンジン１０の排気マニホールド１４とｍＤＰＦ４０との間に設けられ、μＤＰＦ３０はｍＤＰＦ４０よりも切替弁２８に近い位置に設けられている。この切替弁２８に、ｍＤＰＦ４０側に排気の流路を切り替えている際にもμＤＰＦ３０側に少量の排気を流すための隙間（機構）を切替弁２８内に備えてもよいし、μＤＰＦ３０へ常に排気が流れるようにバイパス流路（機構）を備えるようにしてもよい。また、μＤＰＦ３０に少量の排気を流す際の流量を調節するアジャストスクリューを設けてもよい。
【００５４】
吸気絞り２４には、吸気絞り弁のアクチュエータが備えられており、制御手段２０から出力される制御情報に基づいて吸気絞り弁を任意の開度に設定可能となっている。また吸気絞り２４に、吸気の絞り弁開度を検出するｉＴＰ開度センサを設け、ｉＴＰ開度フィードバック用の開度信号を制御手段２０に出力するようにしてもよい。また同図では、吸気絞り２４を吸気マニホールド１２の集合管路に１つ設けた実施例で説明しているが、本発明は吸気絞り２４の取付位置等を図１に示したように限定するものではなく、吸気マニホールド１２内の各シリンダへの枝内に独立して設けるようにしてもよい。
【００５５】
また図１には、排気マニホールド１４から吸気マニホールド１２に排気を戻す制御を行なうことによって、排気温度を高めることが可能なＥＧＲバルブ４４が設けられている（外部ＥＧＲ方式）。このＥＧＲバルブ４４は、アクセル踏み込み量とエンジンの回転数等のパラメータに基づいて、開閉のタイミングや開度を適宜設定することが可能となっている。
【００５６】
排気絞り２６は、μＤＰＦ３０の下流（排気絞り２６Ｂ）に設けてもよいし、ｍＤＰＦ４０の上流（排気絞り２６Ｃ）、又は下流（排気絞り２６Ｄ）に設けてもよい。また、μＤＰＦ３０を経由した排気を、ｍＤＰＦ４０を経由せずに直接大気に放出する構造としてもよい。
【００５７】
なお、多気筒の排気管が集合している場合であっても、排気の脈動を利用することによって排気効率を高める寸法に排気管を設定するのが常であるが、ｍＤＰＦ４０に流入する排気の温度を所定の温度以上に確保するためにμＤＰＦ３０を排気ポートの近くに置くと排気干渉を生じたり、ポンピング損失が増大して排気効率が悪化するという不具合を生じるので、ｍＤＰＦ４０に到達する排気の温度が高い運転領域では、なるべくｍＤＰＦ４０を使用するのが望ましい。
【００５８】
連続再生型排ガス浄化装置としては、前段のディーゼル用酸化触媒ＤＯＣと後段のＰＭ捕集フィルターから構成するか、又は触媒担持型の単独ＰＭ捕集フィルターである連続再生型排気浄化装置を用いるのが一般的である。
【００５９】
また、高温の排気を燃焼前の燃焼室に送り込むために、前述のＥＧＲバルブ４４を用いる代わりに、図２及び図３に示す特殊な排気カムを用いたＥＧＲ機構（内部ＥＧＲ方式）によって高温の排気を燃焼前のシリンダに供給するようにしてもよい。
【００６０】
図２は、燃焼前のシリンダに排気を直接戻すＥＧＲ機構を備えたディーゼルエンジンの燃焼室部分の断面図である。
【００６１】
同図に示すように、ディーゼルエンジンの燃焼室部分には、吸気バルブ５２、排気バルブ５４及び噴射ノズル６２を備えるとともに燃焼室を形成しているシリンダヘッド５０と、燃焼圧力を受け止めてクランクシャフトに回転力を伝達するピストン６０と、ピストン６０の摺動面となるシリンダ５８とが設けられている。
【００６２】
排気バルブ５４の排気タイミングとリフト量を定めている排気カム５６には、通常の排気工程を行なうために排気バルブ５４を開く第１のカム山と、吸気工程の終了時期付近で排気バルブ５４を少し開く第２のカム山との２つのカム山が設けられている。
【００６３】
このように排気カム５６に２つのカム山を形成することにより、通常の燃焼後の排気工程で排気バルブ５４を開いて燃焼後の排気を排気マニホールドに出す機能と、吸気工程の終了付近で再び排気バルブ５４を適量開いて排気を燃焼室に戻す機能とを備えることが可能となっている。
【００６４】
図３は、ピストン６０の位置と吸気バルブ５２のリフト量及び排気バルブ５４のリフト量との関係を示す図である。
【００６５】
通常のディーゼルエンジンの給排気のタイミングと同様に、燃焼後ピストン６０が下死点に到達する前から排気バルブ５４が開き始め、燃焼ガスの排気を開始する。クランクシャフトが約半回転してピストン６０が上死点に近づくと、その排気工程の終了付近で吸気バルブを開き始めて次の燃焼のための新気の導入を開始する。
【００６６】
ピストンが再び下死点に近づき、吸気工程が終了する近傍では、一般のエンジンでもシリンダ５８内の圧力よりも排気マニホールド１４内の圧力の方が高いので、ここで再度排気バルブ５４を開いた場合には、排気マニホールド１４から高温の排気がシリンダ内に逆流して、吸入した新気とともに排気がシリンダ内に充填される。
【００６７】
ピストンが下死点を通過した後から圧縮工程を開始する。一般に圧縮前のシリンダ内の気体の温度Ｔ１及び圧力Ｐ１と、圧縮工程終了後の気体温度Ｔ２及びＰ２との関係は以下の式で表される。
Ｔ２＝Ｔ１（Ｐ２／Ｐ１）（κ−１）／κ…（式１）
ｋ：気体の比熱比（空気の場合１．４）
【００６８】
ディーゼルエンジンの圧縮比を、Ｐ２／Ｐ１＝１６とした場合には、（Ｐ２／Ｐ１）（κ−１）／κ＝２．２０８となる。したがって、圧縮前の空気に燃焼後の高温の排気を混入して、圧縮前の気体の温度が１０℃上昇した場合には、圧縮後の温度は２２．０８℃上昇することになり、過剰空気が少ないこともあいまって燃焼後の排気温度も上昇するので、ＤＰＦ内に捕集したＰＭ（スート、煤などを含む）を連続再生しやすくすることが可能となる。また、排気を現状のＮＯｘ還元触媒に通す場合にも、触媒を有効に機能させるために、広範囲な運転状況における排気温度維持のための制御は必須である。
【００６９】
ただ単に排気温度を上昇させるのであれば、排気カムの第２のカム山のリフトを高く、又は動作角度を広く設定し、シリンダ内に逆流する排気の量を増大させて排気温度を高く設定することが可能である。
【００７０】
ところが、第２のカム山による排気バルブ５４のリフトは、エンジン運転領域全域でリフトするため、高負荷時のように燃料供給量と比較して空気量が少なくなる領域では、排圧が高くなるので排気の逆流も多くなり、不完全燃焼となりやすく、ＰＭ（スート、煤、スモーク等）がＤＰＦにおける再生可能量を超えて大量に発生することになる。
【００７１】
ＰＭがＤＰＦの再生可能量を超えて大量に発生すると、ＤＰＦ内部においてＰＭが堆積して排圧の急増を招き、燃費を大幅に悪化させることとなる。また、運転状況の変動により排気温度が上昇した場合には、堆積している大量のＰＭが連鎖的に燃焼を開始し、ＤＰＦを熔損に至らしめる可能性もある。
【００７２】
また逆に、第２のカム山による排気バルブ５４のリフトを低く、又は動作角度を狭く設定すると、シリンダ５８内への排気の逆流量が少なくなり、低負荷時には排気温度が低くなるなど、所定の排気温度を維持することが可能なエンジン運転領域が狭くなってしまう。
【００７３】
排気カムのカム山をずらしたり、排気バルブのリフト量を可変する技術（可変バルブタイミング機構など）も知られているが、現在走行中のディーゼルエンジン車両に対してレトロフィットの形で本願発明に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置を装着し、排出されるＰＭを減少させようとする場合には、固定のカム山を備えていた方が改造作業を行なうにあたってのコストが安価となるので好都合である。
【００７４】
また一般に、排気の量が少ない低負荷の運転領域では、吸気絞り２４及び排気絞り２６を制御しても十分に排気温度が上昇しない場合が多い。したがって、排気効率を良くする目的等のため長く延ばした排気管の先にのみＤＰＦを設けると、排気がＤＰＦに到達するまでに排気のガス温度が低下してしまうので、排気に含まれるＰＭをＤＰＦで連続再生できないと言う不具合を生ずる。
【００７５】
そこで本発明では、まずシリンダ内に逆流する排気の流量を細かく調節するために吸気絞り２４を備え、低負荷運転時のように排気温度の低くなりがちな領域においては、排気マニホールド１４の直下に設けたμＤＰＦ３０に排気を流すようにして、より広範囲な負荷範囲で排気温度を維持してＰＭの排出量を減少させている。一方の高負荷運転時のように十分な排気温度が得られる領域では、ｍＤＰＦ４０を主に用いることによって従来のディーゼルエンジンと同様な排気効率を確保して、燃費や出力を維持することが可能となっている。
【００７６】
また、アイドリング時や低負荷低回転の運転領域では、吸気絞り２４を絞っても排気温度が所定の温度に到達しない領域が一般に存在する。この場合には、吸気絞り２４を絞ると同時に排気絞り２６を絞ることによって排圧を高め、シリンダに戻す排気の量を多くして排気温度を確保することが可能となっている。また、このようにして、より広い運転領域で排気に含まれるＰＭを連続再生する処理を行なうことが可能となっている。
【００７７】
図４は、本発明に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いるｉＴＰ制御マップを示す図である。
【００７８】
同図に示すｉＴＰマップは制御手段２０内に設けられた記憶手段に記憶されており、制御手段２０は、アクセルポジションセンサ１６から入力したアクセルペダル踏み込み量（ＡＰＰ）と、回転センサ１８から入力したエンジンの回転数（Ｎｅ）とに基づいて、前記記録手段に記録されているｉＴＰマップを参照し、吸気絞り２４（ｉＴＰ開度）と、排気絞り２６と、切替弁２８とを制御する情報を出力する。なおｉＴＰマップを記録する記録手段は、制御手段２０の内部に設けてもよいし、制御手段２０の外部に独立して設けて制御手段２０と通信可能に接続してもよい。
【００７９】
同図に示すように、たとえばエンジン回転数が１０００ｒｐｍの場合であって、運転手がアクセルペダルを４０％踏み込んでいる中負荷の運転状態では、排気温度が所定の温度に上昇しているので、制御手段２０は吸気絞り２４に対して１００％の開度（ｉＴＰ＝１００％）となるように制御する情報を出力している。また、切替弁２８に対しては、ｍＤＰＦ４０に排気を流すように制御信号を出力する。
【００８０】
なお，このようにｍＤＰＦ４０に排気を流している場合に、全ての排気をｍＤＰＦ４０のみに流すのではなく、μＤＰＦ３０にも少量の排気が流れるように排気弁２８等を構成してもよい。ｍＤＰＦ４０使用時にもμＤＰＦ３０に少量の排気を流し続けることによって、μＤＰＦ３０の温度を所定の温度に維持することが可能となり、運転状況によって負荷が減少し、μＤＰＦ３０に排気の流れを切り替えた場合であっても、切替直後からμＤＰＦ３０はＰＭを連続処理することが可能となる。したがって、運転状況が急に変化した場合であってもＰＭを連続再生することが可能となる。
【００８１】
前記のエンジン回転数が１０００ｒｐｍの中負荷の運転状態であって、運転手がアクセルペダルの踏み込み量を４０％から３０％まで戻した場合には、制御手段２０はｉＴＰ制御マップを参照して、吸気絞り２４を３０％まで絞る制御情報を出力する。
【００８２】
すると吸気絞り２４は、制御手段２０から取得した制御情報に基づいて、シャッタ又はバタフライバルブ等によって吸気経路を３０％まで絞り、吸気の流量を減少させる。すると吸気工程のシリンダに吸入される空気量は減少するので、吸入工程終了付近でシリンダ内の圧力が下がり、シリンダ内に逆流する排気の量が増加する。すると圧縮前の気体温度が上昇するので、圧縮、燃焼後の排気の温度が上昇し、ｍＤＰＦ４０に流入する排気の温度をＰＭを連続再生可能な温度に維持することが可能となる。
【００８３】
エンジン回転数が１０００ｒｐｍの運転状態で、運転手がアクセルペダルの踏み込み量を更に２５％付近まで戻した場合には、制御手段２０はｉＴＰ制御マップを参照して、吸気絞り２４を約１０％まで絞る制御情報を出力する。
【００８４】
すると吸気絞り２４は、制御手段２０から取得した制御情報に基づいて吸気経路を約１０％まで絞り、吸気の流量を更に減少させる。すると吸気工程のシリンダに吸入される空気量は更に減少するので、吸入工程終了付近でシリンダ内の圧力が更に下がり、シリンダ内に逆流する排気の量が増加する。すると圧縮前の気体温度が上昇するので、圧縮、燃焼後の排気の温度が上昇し、ｍＤＰＦ４０に流入する排気の温度をＰＭを連続再生可能な温度に維持することが可能となる。
【００８５】
なお、制御手段２０が出力する吸気絞り２４の絞り量の制御情報は、同図に示すｉＴＰ１００％の線とｉＴＰ３０％の線の間は直線補間を行なってもよいし、二次曲線以上の曲線補間を行なうようにして、細かい制御を行なうようにしてもよい。
【００８６】
エンジン回転数が１０００ｒｐｍの運転状態で、運転手がアクセルペダルの踏み込み量を更に２３％付近まで戻した場合には、制御手段２０はｉＴＰ制御マップを参照して、切替弁２８を制御して排気をμＤＰＦ３０に流すように制御信号を出力するとともに、吸気絞り２４を１００％まで開く制御情報を出力する。
【００８７】
この状態では、吸気絞り２４を開くので排気温度は低下するが、排気を通すＤＰＦを大型のｍＤＰＦ４０から小型で排気マニホールド直下に設けた小型のμＤＰＦ３０に切り替えるので、排気抵抗が増大してエンジン排気圧力がｍＤＰＦ４０の場合よりも高くなるので、排気の逆流が増大して排気温度が上がりμＤＰＦ３０に流れ込む排気の温度はＰＭを連続再生可能な温度となっている。なお、負荷が低い運転状態では排気の流量が少ないので、小型のＤＰＦであっても十分処理可能であるとともに、吸気を絞らないので燃費の悪化や出力の低下を防止することが可能となる。
【００８８】
また、設計段階でμＤＰＦ３０の容量（大きさ）を決定する場合には、排気を処理するディーゼルエンジンの排気温度特性と排気の流量に応じて決定するとよい。また、ｍＤＰＦ４０の容量（大きさ）や、各ＤＰＦまでの排気管の長さ、切替弁２８の取付位置なども、対象となる車種やエンジンの構成などによって適宜決定する。
【００８９】
エンジン回転数が１０００ｒｐｍの運転状態で、運転手がアクセルペダルの踏み込み量を更に１０％付近まで戻した場合には、制御手段２０はｉＴＰ制御マップを参照して、吸気絞り２４を約５％まで絞る制御情報を出力する。そして、更に排気絞り２６に対しても所定の開度まで絞る制御情報を出力する。
【００９０】
吸気絞り２４は、制御手段２０から取得した制御情報に基づいて吸気経路を約５％まで絞り、吸気の流量を減少させる。また、排気絞り２６も所定の開度まで絞るので、排気マニホールド１４内の排圧が維持されるか、又は排圧が上昇する。
【００９１】
すると吸気工程のシリンダに吸入される空気量は更に減少するので、シリンダ内に逆流する排気の量が増加する。そして圧縮前の気体温度が更に上昇するので、圧縮、燃焼後の排気の温度が上昇し、μＤＰＦ３０に流入する排気の温度をＰＭを連続再生可能な温度に維持することが可能となる。
【００９２】
このとき、排気絞り２６の絞り量も、アクセルペダルの踏み込み量又はエンジンの回転数に応じて絞り量を制御するようにしてもよい。その場合にはｉＴＰ制御マップに、エンジンの回転数が所定の回転数よりも低く、かつ、アクセルペダルの踏み込み量が所定の踏み込み量よりも少ない場合に、排気絞り２６を絞るように情報を入力しておき、制御手段２０はアクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して前記ｉＴＰ制御マップを参照し、排気絞り２６を制御する情報を出力するようにしてもよい。
【００９３】
また同図に示すようにｉＴＰ制御マップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、吸気を絞る制御を行なう領域を備えている。
【００９４】
また同図に示すようにｉＴＰ制御マップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、排気をｍＤＰＦ４０からμＤＰＦ３０に切り替える制御を行なう領域を備えている。
【００９５】
また、同図に示すようにｉＴＰ制御マップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、排気を絞る制御を行なう領域を備えている。
【００９６】
また制御手段２０は、μＤＰＦ３０又はｍＤＰＦ４０に流入する排気の温度を測定する排気温度センサ３２から入力した排気温度に基づいて、吸気絞り２４、排気絞り２６、又は切替弁２８を制御する情報を出力し、排気温度を所定の温度範囲に制御するようにしてもよい。この場合に制御手段２０は、排気温度に応じてｉＴＰ制御マップをずらす処理を行なってもよいし、吸気絞り２４、排気絞り２６、又は切替弁２８に出力する制御情報に対して所定の係数を加算又は乗算する処理を行なってもよい。
【００９７】
一般的な傾向としては、排気温度が低い場合には吸気絞り２４を絞る制御情報、排気絞り２６を絞る制御情報等を出力するが、ディーゼルエンジン１０の運転状況に応じて切替弁２８をμＤＰＦ３０側に切り替える制御情報を出力するようにしてもよい。
【００９８】
また、図１に示すようにディーゼルエンジンの吸気温度を測定する吸気温度センサ２２を吸気マニホールド１２等に備え、制御手段２０は、吸気温度センサ２２から入力した吸気温度に基づいて、吸気絞り２４、排気絞り２６、又は切替弁２８を制御する情報を出力するようにしてもよい。この場合に制御手段２０は、吸気温度に応じてｉＴＰ制御マップをずらす処理を行なってもよいし、吸気絞り２４、排気絞り２６、又は切替弁２８に出力する制御情報に対して所定の係数を加算又は乗算する処理を行なってもよい。
【００９９】
このように、制御手段２０が排気温度又は吸気温度を入力して排気温度を制御することによって、安定した使用条件から逸脱して排気の温度が変化した場合であっても、所定の排気温度を維持することが可能となる。
【０１００】
また制御手段２０は、排気ブレーキスイッチから排気ブレーキを働かせる指示を入力した場合には、吸気絞り２４を開く指示を出力するようにしてもよい。これは、吸気を絞ったまま排気ブレーキを作動させても、吸気する空気量が少ないために排圧が上昇せず、排気ブレーキとしての効き具合が低下することを防止するためである。
【０１０１】
図５は、エンジン回転数を１０００ｒｐｍに固定した場合の、アクセル踏み込み量（ＡＰＰ）に対する吸気絞りの開度（ｉＴＰ）と、μＤＰＦ３０及びｍＤＰＦ４０の切替状態を示す図である。
【０１０２】
同図に示すように、エンジン回転数が１０００ｒｐｍで一定の場合であって、アクセル踏み込み量（ＡＰＰ）を６０％から減少していった場合には、アクセルペダルの踏み込み量が３３％を下回った位から徐々に吸気絞り（ｉＴＰ）を絞る制御情報を出力し、アクセルペダルの踏み込み量が約２３％位で排気の流路をｍＤＰＦ４０からμＤＰＦ３０に切り替える情報を出力する。
【０１０３】
なお、μＤＰＦ３０とｍＤＰＦ４０との切り替え点の位置や吸気絞りの開度（ｉＴＰ）は、個々のディーゼルエンジンの排気温度特性によって異なるので、本発明は図４及び図５等に示すマップに限定するものではない。
【０１０４】
また同図に示すように、μＤＰＦ３０を用いる場合及びｍＤＰＦ４０を用いる場合共に、吸気絞りの絞り量（ｉＴＰ％）は、負荷（アクセル踏み込み量ＡＰＰ）が小さい状態ほど吸気を絞る制御を行い、負荷が大きくなるにしたがって徐々に吸気の絞り量を減少（吸気絞り２４の開度を大きく）する制御を行い、最終的には吸気絞り２４を最大開度になるように制御している。
【０１０５】
図６は、アクセル踏み込み量（ＡＰＰ）を３６％に固定した場合の、エンジン回転数（Ｎｅ）に対する吸気絞りの開度（ｉＴＰ）を示す図である。
【０１０６】
今回ｉＴＰマップの説明に使用しているＥＧＲ機能付ディーゼルエンジンでは、エンジン回転数が約１２００ｒｐｍ〜２４００ｒｐｍの間で排気温度が低くなる傾向があるので、同図に示すように、その領域で吸気を絞ってシリンダ５８が吸入する新気の量を減らして排気の逆流を多くし、燃焼後の排気温度を所定の温度に維持する制御を行なっている。
【０１０７】
したがって、排気温度が比較的高い１２００ｒｐｍ以下の領域や２４００ｒｐｍ以上の領域では、吸気絞り２４の開度を１００％とする制御を行なっている。なお、エンジンの回転数に応じた吸気絞りの開度（ｉＴＰ）は、第２の排気カムの動作タイミングやリフト量、その他ディーゼルエンジン固有の排気温度特性等によって異なるので、本発明は図６に示すマップに限定されるものではない。
【０１０８】
図７は、アクセル踏み込み量（ＡＰＰ）を２０％に固定した場合の、エンジン回転数（Ｎｅ）に対する吸気絞りの開度（ｉＴＰ）と、μＤＰＦ３０及びｍＤＰＦ４０の切替状態を示す図である。
【０１０９】
同図に示すように、アクセル踏み込み量（ＡＰＰ）が２０％一定の場合であって、エンジン回転数が２５００ｒｐｍから減少した場合には、排気温度が低下するので吸気を絞ってシリンダが吸入する新気の量を減らし、排気の逆流を多くし、燃焼後の排気温度を所定の温度に維持する制御を行なっている。
【０１１０】
更にエンジンの回転数が低下して１９００ｒｐｍを下回った場合には、ｍＤＰＦ４０に流入する排気の温度が更に低下するので、排気の流路をμＤＰＦ３０に切り替える制御を行なっている。なお、μＤＰＦ３０は排気マニホールド１４の直下に設けてあるので、ｍＤＰＦ４０使用時と同じｉＴＰ開度を維持するとμＤＰＦ３０入り口の排気の温度が高くなりすぎるのと、燃費や走行性能をより改善するために吸気絞りを開く制御を行なっている。
【０１１１】
１５００ｒｐｍ程度までエンジンの回転数が低下すると、排気の温度が低下するので、排気温度の低下に応じて吸気絞り２４を絞る制御を行なう。１５００ｒｐｍから更にエンジンの回転数が低下すると、今度は排気の温度は上昇する傾向があるので、吸気絞り２４の開度を開けて、排気温度を所定の温度に維持する制御を行なう。
【０１１２】
以上のように、新気に対して混入する高温の排気の量を、エンジンの負荷状態に応じて細かく制御することができれば、より広範囲な負荷状態で燃焼後の排気を所定の温度範囲に設定することが可能となる。なお、本発明の作用により排気温度が高温になった場合であっても、排気温度は高負荷時ほどの高温になるわけではなく、本発明では、あくまでも低負荷時の排気温度の低下を防止する目的で、燃焼室やピストン６０等に悪影響を与えない範囲で所定の排気温度を維持することを可能とするものである。
【０１１３】
本発明に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置は、排気マニフォールド１４から外部に配管を施し、ＥＧＲバルブ４４を経由して吸気マニフォールド１２またはその上流に排気を戻す外部ＥＧＲ方式、及び、特殊な排気カム５６を用いた内部ＥＧＲ方式のいずれのＥＧＲ機構においても利用可能である。
【０１１４】
外部ＥＧＲ方式では、排気は途中の管路で冷却されてからシリンダに導入される傾向があるので、排気を新気と混入してもさほど排気温度は上昇はしない場合が多い。またこの外部ＥＧＲ方式は、一般に排気の温度を上昇させる目的よりは、吸気を不活性な排気で置き換えることによって燃料と空気の接触を減じ、燃焼温度が高温にならないようにすることによってＮＯｘの発生を抑止することが主たる目的であるので、本願発明のように排気の温度を高く維持させようとすることを主目的とする場合には、内部ＥＧＲ方式の方が有利な場合が多いが、排気に含まれる多種類の有害物質について処理を行なう場合には、外部ＥＧＲ方式を採用する利点も存在すると考えられる。
【０１１５】
図８は、ＤＰＦの前後の差圧と、排ガスの流量特性と運転安全域との関係を示す図である。
【０１１６】
同図に示すように、ＤＰＦ内にＰＭが多く堆積してＤＰＦの流入側と排出側との間の排気の差圧が非安全域に入ると、排気抵抗が大きくなるとともに、排気の温度上昇に伴ってＤＰＦ内に堆積しているＰＭが急速に燃焼する可能性がある。そこで本発明では、制御手段２０がＤＰＦ前後の差圧を監視して、差圧が非安全域にあると判断した場合、又は非安全域に近づいたと判断した場合には、吸気絞り２４を絞る制御情報、又は排気絞り２６を絞る制御情報を出力するなどして、排気温度を上昇させる処理を行なう。
【０１１７】
この場合に制御手段２０は、ｉＴＰ制御マップをずらす処理を行なってもよいし、吸気絞り２４、排気絞り２６、又は切替弁２８に出力する制御情報に対して所定の係数を加算又は乗算する処理を行なってもよい。
【０１１８】
ＤＰＦ前後における差圧が上昇した場合における排気温度の上昇目標値は、例えば５０℃〜１００℃程度とするとよい。なお、排気の流量特性値は、その運転条件におけるエンジン回転数、アクセル踏み込み量、気温、排気温度、圧力、予め基準エンジンで計測して得た体積効率などから演算した排気の流量計算値を用いるようにしてもよいし、実際の排気の流量を計測した値を用いてもよい。
【０１１９】
また、排気温度を高くする制御の一例として、燃焼室に対する燃料主噴射の一定時間後に、コモンレール噴射装置による少量の燃料のポスト噴射の実施が挙げられる。本発明に加えてこのポスト噴射を行えば、僅かなポスト噴射量で排気温度上昇量を補い、寒冷地などの悪条件下においても高温排気温度維持を一層容易に実現することができる。また、噴射時期も過剰に遅らすことなく、噴射ノズルのコーン角も小さくして燃焼室中央部に噴射すれば、効率よく排気温度を上昇させることが可能となる。したがって、燃費の極端な悪化、オイルダイリューション、燃料が燃焼室外に漏れることによるリングスティックなどの弊害を併発することなくポスト噴射による排気温度の維持を実現することができる。
【０１２０】
本発明に用いるμＤＰＦ３０の大きさを決定する際には、以下の方法によって決定するようにしてもよい。ｍＤＰＦ４０の断面積が決まっていて、μＤＰＦ３０のサイズを決める場合には、μＤＰＦ３０を使用して運転するときの最高エンジン回転数におけるμＤＰＦ３０前面の流速またはμＤＰＦ３０の圧力損失と、ｍＤＰＦ４０を使用して運転するときの最高エンジン回転数におけるｍＤＰＦ４０前面の流速またはｍＤＰＦ４０の圧力損失とが同じになるようにμＤＰＦ３０の断面積を決定する。これによって、容易にμＤＰＦ３０の最適設計を得ることができる。
【０１２１】
また、ｍＤＰＦ４０の最適断面積（または外径）がすでに決まっているエンジン機種Ａを基本として他機種ＢのｍＤＰＦ４０の最適断面積を新たに決定する場合には、基本機種ＡのｍＤＰＦ４０使用時の最高エンジン回転数におけるｍＤＰＦ４０前面の平均流速が、他機種ＢについてのｍＤＰＦ４０使用時の最高エンジン回転数におけるｍＤＰＦ４０前面の平均流速と同じになるように、他機種ＢのｍＤＰＦ４０の最適断面積を決定する。これによって、容易に他機種のＤＰＦを決定することが可能となる。
【０１２２】
また、基本とするエンジン機種が無過給エンジンであって、ＤＰＦの最適断面積がすでに決定していて、新たに設計する他機種がやはり無過給エンジンである場合には、基準のＤＰＦ断面積に排気流量比を乗ずることによって、ＤＰＦに必要な最適断面積を計算するようにしてもよい。
【０１２３】
また、新たに設計する他機種が過給エンジンの場合には、無過給エンジンのＤＰＦ断面積に対して過給度σを更に乗ずることによって過給エンジンのＤＰＦの断面積を決定するか、または互いの排気実流量の比を乗じてＤＰＦの断面積を決定するようにしてもよい。このようにＤＰＦを決定することで、容易に他機種のＤＰＦを決定することが可能となる。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明によれば、ディーゼルエンジンの高負荷時に排出される多量の排気を処理するｍＤＰＦとディーゼルエンジンの低負荷時に排出される少量の排気を処理するμＤＰＦとに排気の流路を切り替える切替弁と、ディーゼルエンジンの吸気を絞る吸気絞りと、アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じて切替弁及び吸気絞りを制御する情報をマップとして記録する記録手段と、検出したアクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して記録手段に記録されているマップを参照し、切替弁及び吸気絞りを制御する情報を出力する制御手段とを備えたので、定速走行時を含む広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。これにより、定速走行時の広範囲な運転領域で排気に含まれるＰＭを連続再生することが可能となる。
【０１２５】
また、他の発明によれば、ディーゼルエンジンの低負荷時には、排気マニホールド及び切替弁に近い位置に設けたμＤＰＦに排気を流すように構成したので、低負荷時であってもμＤＰＦに流入する排気の温度を所定の温度以上に維持することが可能となる。また、中負荷時であっても、μＤＰＦに排気を流すことによって、吸気絞りを開いた状態でμＤＰＦに流入する排気の温度を所定の温度以上に維持することが可能となるので、ＤＰＦを用いることによる燃費の悪化や走行性能の低下を防止することが可能となる。
【０１２６】
また、他の発明によれば、排気抵抗を減少させることが可能となるので、ＤＰＦを用いることによる燃費の悪化や走行性能の低下を防止することが可能となる。
【０１２７】
また、他の発明によれば、ディーゼルエンジンの排気を絞る排気絞りを備え、制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して記録手段に記録されているマップを参照し、排気絞りを制御する情報を出力するようにしたので、アイドリング時や定速走行時等を含む広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。これにより、アイドリング時や定速走行時等の広範囲な運転領域で排気に含まれるＰＭを連続再生することが可能となる。
【０１２８】
また、他の発明によれば、ｍＤＰＦ使用時にもμＤＰＦに少量の排気を流し続けることによって、μＤＰＦの温度を所定の温度に維持することが可能となり、運転状況によって負荷が減少し、μＤＰＦに排気の流れを切り替えた場合であっても、切替直後からμＤＰＦはＰＭを連続処理することが可能となる。したがって、運転状況が急に変化した場合であってもＰＭを連続再生することが可能となる。
【０１２９】
また、他の発明によれば、μＤＰＦ又はｍＤＰＦの圧力損失を測定する圧力センサを備え、制御手段は、圧力センサから入力した圧力損失と、エンジン回転数と、アクセルペダルの踏み込み量とに基づいて吸気絞り又は排気絞りを制御する情報を出力するようにしたので、ＤＰＦ内にＰＭが過剰に堆積した場合であっても、その旨を早期に検出してＰＭを適度に燃焼させることが可能となる。
【０１３０】
また、他の発明によれば、μＤＰＦ又はｍＤＰＦに流入する排気の温度を測定する排気温度センサを備え、制御手段は、排気温度センサから入力した排気温度に基づいて、吸気絞り、排気絞り、又は切替弁を制御する情報を出力するようにしたので、外気温度や環境が変化した場合であっても、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。
【０１３１】
また、他の発明によれば、ディーゼルエンジンの吸気温度を測定する吸気温度センサを備え、制御手段は、吸気温度センサから入力した吸気温度に基づいて、吸気絞り、排気絞り、又は切替弁を制御する情報を出力するようにしたので、外気温度や環境が変化した場合であっても、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。
【０１３２】
また、他の発明によれば、制御手段が排気ブレーキスイッチから排気ブレーキを働かせる指示を入力した場合には、吸気絞りを開く指示を出力するようにしたので、吸気する空気量を確保して、吸気絞りを設けたことによる排気ブレーキの効き具合の低下を防止することが可能となる。
【０１３３】
また、他の発明によれば制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して、記録手段に記録されているマップを参照し、ｍＤＰＦとμＤＰＦとに排気の流路を切り替える切替弁を制御する情報と吸気を絞る吸気絞りを制御する情報を出力するようにしたので、定速走行時を含む広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。これにより、定速走行時の広範囲な運転領域で排気に含まれるＰＭを連続再生することが可能となる。
【０１３４】
また、他の発明によれば、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、吸気を絞る制御を行なう領域を備えたので、広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となるとともに、吸気絞りを設けたことによる燃費の悪化や走行性能の悪化を防止することが可能となる。
【０１３５】
また、他の発明によれば、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の増加及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、吸気を絞る制御を行なう領域を備えたので、エンジンの回転数の増加及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴う排気温度の低い領域が存在する場合であっても、より広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。
【０１３６】
また、他の発明によれば、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、排気をμＤＰＦに切り替える制御を行なう領域を備えたので、広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となるとともに、吸気絞りを設けたことによる燃費の悪化や走行性能の悪化を防止することが可能となる。
【０１３７】
また、他の発明によれば、記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、排気を絞る制御を行なう領域を備えたので、アイドリング時や定速走行時等を含む広範囲なディーゼルエンジンの運転領域において、排気の温度をＰＭの連続再生に十分な温度に制御することが可能となる。これにより、アイドリング時や定速走行時等の広範囲な運転領域で排気に含まれるＰＭを連続再生することが可能となる。
【０１３８】
また本発明に係るディーゼルエンジンのディーゼルエンジンの排気浄化装置では、従来のディーゼルエンジンに対してレトロフィットの形で排気浄化装置を後付けすることが可能であるので、旧車種であっても、厳しくなる排ガス規制に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成を示す図である。
【図２】 燃焼前のシリンダに排気を直接戻すＥＧＲ機構を備えたディーゼルエンジンの燃焼室部分の断面図である。
【図３】 ピストンの位置と吸気バルブのリフト量及び排気バルブのリフト量との関係を示す図である。
【図４】 本発明に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いるｉＴＰ制御マップを示す図である。
【図５】 エンジン回転数を１０００ｒｐｍに固定した場合の、アクセル踏み込み量（ＡＰＰ）に対する吸気絞りの開度（ｉＴＰ）と、μＤＰＦ及びｍＤＰＦの切替状態を示す図である。
【図６】 アクセル踏み込み量（ＡＰＰ）を３６％に固定した場合の、エンジン回転数（Ｎｅ）に対する吸気絞りの開度（ｉＴＰ）を示す図である。
【図７】 アクセル踏み込み量（ＡＰＰ）を２０％に固定した場合の、エンジン回転数（Ｎｅ）に対する吸気絞りの開度（ｉＴＰ）と、μＤＰＦ及びｍＤＰＦの切替状態を示す図である。
【図８】 ＤＰＦの前後の差圧と、排ガスの流量特性と安全域との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０…ディーゼルエンジン
１２…吸気マニホールド
１４…排気マニホールド
１６…アクセルポジションセンサ
１８…回転センサ
２０…制御手段
２２…吸気温度センサ
２４…吸気絞り
２６…排気絞り
２８…切替弁
３０…μＤＰＦ
３２…排気温度センサ
３４…メイン排気管
３６…マイクロ排気管
４０…ｍＤＰＦ
４２…排気温度センサ
４４…ＥＧＲバルブ
５０…シリンダヘッド
５２…吸気バルブ
５４…排気バルブ
５６…排気カム
５８…シリンダ
６０…ピストン
６２…噴射ノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, and more particularly to an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine and a control means for reducing exhaust of particulates mainly composed of carbon.
[0002]
[Prior art]
For example, claim 8 of Patent Document 1 includes an intake shutter disposed in an intake passage upstream of a connection portion between the first EGR passage and the intake passage, and a connection portion between the first EGR passage and the exhaust passage. The exhaust shutter disposed in the exhaust passage downstream of the exhaust passage, the exhaust temperature region detecting means for detecting the exhaust temperature region of the engine, and the exhaust temperature region of the engine detected by the exhaust temperature region detecting means are the activity of the oxidation catalyst. An exhaust emission control device for a diesel engine is shown in which control is performed to restrict one or both of the intake shutter and the exhaust shutter when the temperature is lower than the temperature range (see Patent Document 1). .
[0003]
Further, in claim 1 of Patent Document 2, etc., in an engine equipped with an exhaust treatment main catalyst for treating harmful substances, the exhaust port of the engine and the main catalyst at the time of a small exhaust flow rate at low load of the engine An exhaust flow is circulated through a small exhaust passage provided at both ends of the main exhaust passage between the two, and an auxiliary catalyst provided in connection with the small exhaust passage is brought into contact with the exhaust flow to process the exhaust flow. In addition, when the exhaust flow rate is increased at a high engine load, the exhaust flow is processed by contacting the main catalyst with the entire exhaust flow through the switching valve through the main exhaust passage. An exhaust processing method for the engine is shown (see Patent Document 2).
[0004]
In addition, Patent Document 3, Patent Document 4, and Patent Document 5 also show inventions related to the exhaust purification device.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-276405 A (page 1-2, FIG. 2-4)
[Patent Document 2]
JP 2002-322909 A (page 1-2, FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP-A-6-129231 (Page 1-2, Fig. 1)
[Patent Document 4]
JP 52-56211 A (page 1-2, FIG. 1)
[Patent Document 5]
JP 2001-336440 A (page 1-3, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional invention described in Patent Document 1, as shown in FIG. 4A of Patent Document 1, the intake shutter is opened even when the load is low and the engine speed is high. Control is performed to reduce the degree to 1/4 to 2/4. If the control is performed to throttle the intake air in this load region, the amount of air taken in when the engine speed is high decreases, so the exhaust gas contains a lot of smoke, and the fuel consumption deteriorates due to a reduction in the intake air flow rate. This causes a malfunction.
[0007]
Moreover, in the conventional invention described in Patent Document 2, the switching valve is operated to switch between the main catalyst and the auxiliary catalyst by an actuator that operates in conjunction with the accelerator pedal not operating and the accelerator pedal being depressed. However, even if the amount of depression of the accelerator pedal is as small as 25% to 35%, the amount of exhaust gas discharged increases when the engine speed increases. Interference occurs and exhaust efficiency deteriorates, resulting in a reduction in output and fuel consumption.
[0008]
Therefore, in view of the conventional situation, the present invention changes the point of switching between the main catalyst and the auxiliary catalyst according to the depression amount of the accelerator pedal and the engine speed, thereby improving the fuel efficiency by improving the exhaust efficiency of the engine. It is an object of the present invention to provide a diesel engine exhaust purification device and control means capable of improving output.
[0009]
In the present invention, the main DPF (main diesel particulate filter, hereinafter abbreviated as mDPF) or micro DPF (micro diesel particulate filter, hereinafter a μDPF) is used in a wider operating range. It is an object of the present invention to provide an exhaust emission control device and control means for a diesel engine capable of functioning.
[0010]
In addition, the present invention performs control to throttle the intake air in an operation region where the temperature of the exhaust gas that has reached the mDPF through the normal exhaust path is not sufficient for continuous regeneration of PM (particulate matter). An object of the present invention is to provide a diesel engine exhaust purification device and control means capable of processing PM contained in exhaust gas by switching from mDPF to μDPF in an operation region where it cannot be obtained.
[0011]
Further, according to the present invention, in a region where the load and the rotation speed are low and the exhaust temperature does not normally rise to a temperature at which PM can be processed, the exhaust temperature is 260 ° C. to 300 ° C. It is an object of the present invention to provide a diesel engine exhaust purification device and control means capable of increasing the temperature to a predetermined temperature, and performing DPF collection, combustion removal, and regeneration of the DPF itself.
[0012]
Further, the present invention maintains the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF above a predetermined temperature in a wide range of operation including low load such as idling or constant speed driving, and continuously regenerates PM contained in the exhaust gas. It is an object of the present invention to provide an exhaust emission control device and a control means for a diesel engine that can perform the above-described operation.
[0013]
Another object of the present invention is to provide a diesel engine exhaust gas purification device and control means that can prevent fuel consumption deterioration and running performance deterioration due to the use of DPF.
[0014]
Further, the present invention provides an exhaust emission control device for a diesel engine in which the μDPF can continuously process PM immediately after switching, even when the load is reduced depending on the operating condition and the flow of the exhaust gas is switched from the mDPF to the μDPF. The object is to provide a control means.
[0015]
In addition, the present invention provides a diesel engine exhaust purification device and control means capable of detecting PM at an early stage and appropriately burning PM even when PM is excessively accumulated in the DPF. The purpose is that.
[0016]
The present invention also provides a diesel engine exhaust purification device and control means capable of controlling the exhaust temperature to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM even when the outside air temperature or environment changes. It is an object.
[0017]
In addition, the present invention can secure the amount of air to be taken in when the exhaust brake is operated even when the intake throttle is provided, prevent the exhaust brake from being lowered, and ensure the safety of a large vehicle. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device and control means for a diesel engine.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 purifies exhaust gas by controlling exhaust gas temperature within a predetermined temperature range by returning exhaust gas from a diesel engine into a cylinder before combustion using an EGR mechanism. Of diesel engine exhaust purification system that collects particulate matter contained in exhaust of diesel engine and processes a large amount of DPF (diesel particulate filter) discharged at high load of diesel engine Switch valve that switches the flow path of exhaust gas to mDPF that processes exhaust gas of diesel engine and μDPF that processes small amount of exhaust gas discharged at low load of diesel engine, intake throttle that throttles intake air of diesel engine, and depression of accelerator pedal Map information to control the switching valve and intake throttle according to the amount and engine speed Information for controlling the switching valve and the intake throttle by referring to a map recorded in the recording means by inputting a recording means for recording and the detected accelerator pedal depression amount and engine speed. And a control means for outputting.
[0019]
According to the present invention, the switching valve that switches the exhaust flow path between the mDPF that processes a large amount of exhaust discharged when the diesel engine is under a high load and the μDPF that processes a small amount of exhaust discharged when the diesel engine is under a low load; , An intake throttle that throttles the intake of the diesel engine, a recording means for recording information for controlling the switching valve and the intake throttle according to the depression amount of the accelerator pedal and the engine speed as a map, and the detected depression amount of the accelerator pedal and the engine And a control means for outputting information for controlling the switching valve and the intake throttle, and a wide range of diesel engines including during constant speed running In this operating region, the exhaust temperature can be controlled to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM. This makes it possible to continuously regenerate PM contained in the exhaust gas in a wide range of operation during constant speed travel.
[0020]
In order to solve the above problem, in the invention according to claim 2, the switching valve according to claim 1 is provided between the exhaust manifold of the diesel engine and the mDPF, and the μDPF is closer to the switching valve than the mDPF. It is characterized by being provided.
[0021]
According to the present invention, when the diesel engine is under a low load, the exhaust gas flows through the μDPF provided at a position close to the exhaust manifold and the switching valve. It becomes possible to maintain above a predetermined temperature. In addition, even when the load is medium, the exhaust gas flowing into the μDPF can maintain the temperature of the exhaust gas flowing into the μDPF at a predetermined temperature or more with the intake air throttle open, so the DPF is used. It becomes possible to prevent the deterioration of the fuel consumption and the deterioration of the running performance due to this.
[0022]
Further, in order to solve the above problem, in the invention according to claim 3, in the invention according to claim 1 or 2, the exhaust gas that has passed through the μDPF is directly discharged to the atmosphere without passing through the mDPF. It is characterized by.
[0023]
According to the present invention, exhaust resistance can be reduced, so that it is possible to prevent deterioration of fuel consumption and reduction of running performance due to the use of DPF.
[0024]
Further, in order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 4 is provided with an exhaust throttle for restricting the exhaust of the diesel engine in addition to the invention according to claim 1, 2 or 3, and is a map recorded in the recording means. Includes information for reducing the exhaust throttle when the engine speed is lower than the predetermined speed and the accelerator pedal depression amount is smaller than the predetermined depression amount. The amount of depression of the engine and the rotational speed of the engine are input, the map recorded in the recording means is referred to, and information for controlling the exhaust throttle is output.
[0025]
According to the present invention, in addition to the invention described in claim 1, 2 or 3, the exhaust throttle for limiting the exhaust of the diesel engine is provided, and the control means inputs the depression amount of the accelerator pedal and the engine speed. By referring to the map recorded in the recording means and outputting information to control the exhaust throttle, the exhaust temperature is set to PM in a wide range of diesel engine operation areas including idling and constant speed driving. It is possible to control the temperature to be sufficient for continuous regeneration. As a result, it is possible to continuously regenerate PM contained in the exhaust gas in a wide range of operation such as idling or constant speed driving.
[0026]
In order to solve the above problem, in the invention according to Claim 5, the switching valve according to Claims 1 to 4 has a small amount of exhaust on the μDPF side even when the exhaust flow path is switched to the mDPF side. It is characterized by having a mechanism to flow.
[0027]
According to the present invention, it is possible to maintain the temperature of the μDPF at a predetermined temperature by continuing to flow a small amount of exhaust gas through the μDPF even when the mDPF is used, and the load is reduced depending on the operating condition, and the flow of exhaust gas to the μDPF Even in the case of switching, the μDPF can continuously process PM immediately after switching. Therefore, it is possible to continuously regenerate PM even when the driving situation suddenly changes.
[0028]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 6 includes a pressure sensor for measuring the pressure loss of μDPF or mDPF in addition to the inventions of claims 1 to 5, and the control means is a pressure sensor. Information for controlling the intake throttle or the exhaust throttle based on the pressure loss input from the engine, the engine speed, and the amount of depression of the accelerator pedal is output.
[0029]
According to the present invention, the pressure sensor for measuring the pressure loss of μDPF or mDPF is provided, and the control means is configured to control the intake throttle or the intake throttle based on the pressure loss input from the pressure sensor, the engine speed, and the depression amount of the accelerator pedal. Since the information for controlling the exhaust throttle is output, even when PM is excessively accumulated in the DPF, it is possible to detect that fact early and burn the PM appropriately.
[0030]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 7 is provided with an exhaust temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas flowing into the μDPF or the mDPF in addition to the inventions according to claims 1 to 6, and the control means Is characterized in that it outputs information for controlling the intake throttle, exhaust throttle, or switching valve based on the exhaust temperature input from the exhaust temperature sensor.
[0031]
According to the present invention, the exhaust temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas flowing into the μDPF or the mDPF is provided, and the control means controls the intake throttle, the exhaust throttle, or the switching valve based on the exhaust temperature input from the exhaust temperature sensor. Since the information to be controlled is output, the exhaust temperature can be controlled to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM even when the outside air temperature or environment changes.
[0032]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 8 includes an intake air temperature sensor for measuring the intake air temperature of the diesel engine in addition to the inventions of claims 1 to 7, and the control means includes the intake air temperature. Information for controlling an intake throttle, an exhaust throttle, or a switching valve is output based on an intake air temperature input from a sensor.
[0033]
According to the present invention, an intake air temperature sensor that measures the intake air temperature of a diesel engine is provided, and the control means obtains information for controlling the intake air throttle, the exhaust throttle, or the switching valve based on the intake air temperature input from the intake air temperature sensor. Since the output is performed, the exhaust temperature can be controlled to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM even when the outside air temperature or environment changes.
[0034]
Further, in order to solve the above problems, in the invention according to claim 9, in addition to the inventions of claims 1 to 8, when the control means inputs an instruction to operate the exhaust brake from the exhaust brake switch, It is characterized by outputting an instruction to open the aperture.
[0035]
According to the present invention, when the control means inputs an instruction to operate the exhaust brake from the exhaust brake switch, the control means outputs an instruction to open the intake throttle, so as to secure the amount of air to be taken in, It is possible to prevent a reduction in exhaust brake effectiveness due to the provision of the intake throttle.
[0036]
In order to solve the above problem, the control means according to claim 10 controls the temperature of the exhaust gas to a predetermined temperature range by returning the exhaust of the diesel engine into the cylinder before combustion using the EGR mechanism. Used in exhaust gas purification systems for diesel engines that purify exhaust gas. Inputs the amount of accelerator pedal depression from an accelerator position sensor that detects the amount of accelerator pedal depression that controls the output of the diesel engine, and detects the speed of the diesel engine. Two types of DPF that input the engine speed from the rotation sensor and collect and process particulate matter contained in the exhaust of the diesel engine, and process a large amount of exhaust discharged at high load of the diesel engine Processes a small amount of exhaust discharged at low load of mDPF and diesel engine Control means for outputting information for controlling the switching valve for switching the exhaust flow path to the μDPF and for outputting information for controlling the intake throttle for restricting intake of the diesel engine, the control means comprising an accelerator pedal Recording means for recording information for controlling the switching valve and the intake throttle as a map in accordance with the amount of depression of the engine and the engine speed, and the amount of depression of the accelerator pedal and the number of engine revolutions are input and recorded in the recording means. The information which controls the switching valve and the intake throttle is output by referring to the map.
[0037]
According to the present invention, the control means inputs the depression amount of the accelerator pedal and the engine speed, refers to the map recorded in the recording means, and switches the exhaust flow path between mDPF and μDPF. Information for controlling the intake and the information for controlling the intake throttle that throttles the intake air are output, so the exhaust temperature is set to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM in a wide range of diesel engine operation areas, including during constant speed driving. It becomes possible to control. This makes it possible to continuously regenerate PM contained in the exhaust gas in a wide range of operation during constant speed travel.
[0038]
Further, in order to solve the above problem, in the invention according to claim 11, in addition to the invention according to claim 10, the map recorded by the recording means includes a decrease in engine speed and a decrease in accelerator pedal depression amount. Accordingly, an area for controlling the intake air is provided.
[0039]
According to the present invention, the map recorded by the recording means includes a region for controlling the intake air as the engine speed decreases and the accelerator pedal depression amount decreases. In the region, it is possible to control the exhaust temperature to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM, and it is possible to prevent deterioration of fuel consumption and driving performance due to the provision of the intake throttle.
[0040]
In order to solve the above problem, in the invention according to claim 12, in addition to the invention according to claim 11, the map recorded by the recording means includes an increase in the engine speed and a decrease in the depression amount of the accelerator pedal. Accordingly, an area for controlling the intake air is provided.
[0041]
According to the present invention, the map recorded by the recording means includes a region for controlling the intake air as the engine speed increases and the accelerator pedal depression amount decreases, so that the engine speed increases. Even when there is a region where the exhaust temperature is low due to a decrease in the amount of depression of the accelerator pedal, the exhaust temperature is controlled to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM in a wider range of diesel engine operation Is possible.
[0042]
In order to solve the above problem, in the invention according to claim 13, in addition to the invention according to claim 10, 11 or 12, the map recorded by the recording means includes a reduction in engine speed and an accelerator pedal. It is characterized by having a region for performing control to switch the exhaust to μDPF as the amount of depression is reduced.
[0043]
According to the present invention, the map recorded by the recording means includes a region for performing control to switch the exhaust gas to the μDPF in accordance with a decrease in the engine speed and the depression amount of the accelerator pedal. In this operating region, it is possible to control the exhaust temperature to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM, and it is possible to prevent deterioration of fuel consumption and driving performance due to the provision of the intake throttle. .
[0044]
In order to solve the above problem, in the invention according to claim 14, in addition to the invention according to claim 13, the map recorded by the recording means includes a decrease in the engine speed and a decrease in the depression amount of the accelerator pedal. Accordingly, an area for controlling the exhaust gas is provided.
[0045]
According to the present invention, the map recorded by the recording means has an area for controlling the exhaust gas as the engine speed decreases and the accelerator pedal depression amount decreases. It is possible to control the exhaust temperature to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM in a wide range of diesel engine operation regions including time. As a result, it is possible to continuously regenerate PM contained in the exhaust gas in a wide range of operation such as idling or constant speed driving.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0047]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an exhaust emission control device for a diesel engine according to the present invention.
[0048]
As shown in the figure, in the exhaust gas purification system for a diesel engine, exhaust gas is exhausted from a diesel engine 10 to be purified, an intake manifold 12 for introducing fresh air into each cylinder of the diesel engine, and each cylinder. An exhaust manifold 14 for passing exhaust after combustion, an accelerator position sensor 16 for detecting the amount of depression of an accelerator petal for inputting information for the driver to control the output of the diesel engine, and transmitting it to the control means 20 and the like; A rotation sensor 18 is provided which reads the rotation angle of the crankshaft of the engine and outputs a rotation angle signal (including an engine rotation number signal) to the control means 20.
[0049]
Note that the depression amount of the accelerator pedal is transmitted to a fuel injection device (not shown) so that the output of the engine can be controlled.
[0050]
The exhaust gas purification system for a diesel engine includes an intake air temperature sensor 22 for measuring the intake air temperature of the engine, an intake air throttle 24 for adjusting the amount of fresh air taken into the cylinder by restricting the intake air of the engine, and the exhaust gas of the engine. There are provided an exhaust throttle 26 for performing control to increase the exhaust gas amount returned to the cylinder by increasing the exhaust pressure by restricting the pressure, and a switching valve 28 for switching the exhaust flow path.
[0051]
Of the two types of DPF that collect and process PM contained in diesel engine exhaust, mDPF40 is a large DPF that continuously regenerates PM contained in a large amount of exhaust discharged when the diesel engine is under high load. is there. One μDPF 30 is a small DPF that continuously regenerates PM contained in a small amount of exhaust discharged when the diesel engine is under a low load. The switching valve 28 has a function of switching the exhaust flow path between the mDPF 40 and the μDPF 30.
[0052]
The diesel engine exhaust purification system includes an exhaust temperature sensor 32 for measuring the temperature of the exhaust gas flowing into the μDPF 30, a main exhaust pipe 34, a micro exhaust pipe 36 serving as an exhaust passage through the μDPF, and an mDPF 40. An exhaust temperature sensor 42 for measuring the temperature of the inflowing exhaust gas is provided.
[0053]
As shown in the figure, the switching valve 28 is provided between the exhaust manifold 14 of the diesel engine 10 and the mDPF 40, and the μDPF 30 is provided at a position closer to the switching valve 28 than the mDPF 40. The switching valve 28 may be provided with a gap (mechanism) for allowing a small amount of exhaust to flow to the μDPF 30 side even when the exhaust flow path is switched to the mDPF 40 side. May be provided with a bypass flow path (mechanism). Further, an adjustment screw for adjusting the flow rate when a small amount of exhaust gas is allowed to flow through the μDPF 30 may be provided.
[0054]
The intake throttle 24 is provided with an intake throttle valve actuator, and the intake throttle valve can be set to an arbitrary opening degree based on control information output from the control means 20. Further, the intake throttle 24 may be provided with an iTP opening sensor that detects the throttle valve opening of the intake, and an opening signal for iTP opening feedback may be output to the control means 20. In the drawing, the embodiment in which one intake throttle 24 is provided in the collecting pipe of the intake manifold 12 is described. However, the present invention limits the mounting position of the intake throttle 24 as shown in FIG. Instead, it may be provided independently in the branch to each cylinder in the intake manifold 12.
[0055]
In FIG. 1, an EGR valve 44 capable of raising the exhaust temperature by performing control to return exhaust gas from the exhaust manifold 14 to the intake manifold 12 is provided (external EGR system). The EGR valve 44 can appropriately set the opening / closing timing and opening degree based on parameters such as the accelerator depression amount and the engine speed.
[0056]
The exhaust throttle 26 may be provided downstream of the μDPF 30 (exhaust throttle 26B), or upstream (exhaust throttle 26C) or downstream (exhaust throttle 26D) of the mDPF 40. Further, the exhaust gas that has passed through the μDPF 30 may be directly discharged to the atmosphere without passing through the mDPF 40.
[0057]
Even when multi-cylinder exhaust pipes are gathered, the exhaust pipe is usually set to a size that improves exhaust efficiency by utilizing exhaust pulsation, but the exhaust pipe flowing into the mDPF 40 If the μDPF 30 is placed near the exhaust port in order to secure the temperature above the predetermined temperature, exhaust interference occurs, or pumping loss increases and exhaust efficiency deteriorates. Therefore, the temperature of the exhaust gas reaching the mDPF 40 It is desirable to use the mDPF 40 as much as possible in an operation region where the engine speed is high.
[0058]
As the continuous regeneration type exhaust gas purification device, it is composed of a front-stage diesel oxidation catalyst DOC and a subsequent PM collection filter, or a continuous regeneration type exhaust purification device which is a catalyst-supported single PM collection filter. It is common.
[0059]
Further, instead of using the above-mentioned EGR valve 44 to send high temperature exhaust gas to the combustion chamber before combustion, the EGR mechanism (internal EGR system) using a special exhaust cam shown in FIGS. Exhaust gas may be supplied to the cylinder before combustion.
[0060]
FIG. 2 is a cross-sectional view of a combustion chamber portion of a diesel engine provided with an EGR mechanism that directly returns exhaust gas to a cylinder before combustion.
[0061]
As shown in the figure, the combustion chamber portion of the diesel engine is provided with an intake valve 52, an exhaust valve 54, and an injection nozzle 62, and a cylinder head 50 that forms a combustion chamber, and receives the combustion pressure to the crankshaft. A piston 60 that transmits rotational force and a cylinder 58 that serves as a sliding surface of the piston 60 are provided.
[0062]
An exhaust cam 56 that defines the exhaust timing and lift amount of the exhaust valve 54 includes a first cam peak that opens the exhaust valve 54 in order to perform a normal exhaust process, and an exhaust valve 54 near the end timing of the intake process. There are two cam peaks with a second cam mountain that opens slightly.
[0063]
By forming two cam peaks in the exhaust cam 56 in this manner, the exhaust valve 54 is opened in the exhaust process after normal combustion and the exhaust gas after combustion is discharged to the exhaust manifold, and again near the end of the intake process. A function of opening an appropriate amount of the exhaust valve 54 and returning the exhaust gas to the combustion chamber can be provided.
[0064]
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the position of the piston 60 and the lift amount of the intake valve 52 and the lift amount of the exhaust valve 54.
[0065]
Similar to the timing of supply / exhaust of a normal diesel engine, the exhaust valve 54 starts to open before the piston 60 reaches the bottom dead center after combustion, and exhaust of combustion gas is started. When the crankshaft rotates approximately half and the piston 60 approaches top dead center, the intake valve starts to open near the end of the exhaust process and introduction of fresh air for the next combustion is started.
[0066]
In the vicinity where the piston approaches the bottom dead center again and the intake process is completed, the pressure in the exhaust manifold 14 is higher than the pressure in the cylinder 58 even in a general engine. Therefore, when the exhaust valve 54 is opened again here. In this case, high-temperature exhaust gas flows backward from the exhaust manifold 14 into the cylinder, and the exhaust gas is filled into the cylinder together with the fresh air sucked.
[0067]
The compression process starts after the piston passes through the bottom dead center. Generally, the relationship between the gas temperature T1 and pressure P1 in the cylinder before compression and the gas temperatures T2 and P2 after the compression process is expressed by the following equation.
T2 = T1 (P2 / P1) (Κ-1) / κ ... (Formula 1)
k: Specific heat ratio of gas (1.4 for air)
[0068]
When the compression ratio of the diesel engine is P2 / P1 = 16, (P2 / P1) (Κ-1) / κ = 2.208. Therefore, when high-temperature exhaust gas after combustion is mixed in the air before compression and the temperature of the gas before compression rises by 10 ° C., the temperature after compression rises by 22.08 ° C., and excess air Since the exhaust gas temperature after combustion also increases due to the small amount of PM, PM (including soot and soot) collected in the DPF can be easily regenerated continuously. Even when exhaust gas is passed through a current NOx reduction catalyst, control for maintaining the exhaust gas temperature in a wide range of operating conditions is essential in order for the catalyst to function effectively.
[0069]
If the exhaust temperature is simply increased, the lift of the second cam crest of the exhaust cam is set high or the operating angle is set wide to increase the amount of exhaust flowing back into the cylinder and set the exhaust temperature high. It is possible.
[0070]
However, since the lift of the exhaust valve 54 due to the second cam crest lifts in the entire engine operation region, the exhaust pressure becomes higher in the region where the air amount is smaller than the fuel supply amount as in a high load state. As a result, the backflow of the exhaust gas also increases and incomplete combustion is likely to occur, and a large amount of PM (soot, soot, smoke, etc.) is generated beyond the recyclable amount in the DPF.
[0071]
When PM is generated in a large amount exceeding the DPF reproducible amount, PM accumulates inside the DPF, leading to a rapid increase in exhaust pressure and greatly deteriorating fuel consumption. In addition, when the exhaust gas temperature rises due to fluctuations in operating conditions, a large amount of accumulated PM may start to burn in a chained manner, causing the DPF to melt.
[0072]
Conversely, if the lift of the exhaust valve 54 due to the second cam crest is set low or the operation angle is set narrow, the reverse flow rate of the exhaust into the cylinder 58 decreases, and the exhaust temperature decreases at low loads. The engine operating range in which the exhaust temperature can be maintained becomes narrow.
[0073]
Techniques (such as variable valve timing mechanisms) that shift the cam crest of the exhaust cam or vary the lift amount of the exhaust valve are also known, but the present invention is retrofitted to the currently running diesel engine vehicle. When it is intended to reduce the exhausted PM by installing such an exhaust purification device for a diesel engine, it is advantageous to have a fixed cam crest because the cost for remodeling work is reduced. .
[0074]
In general, in the low load operation region where the amount of exhaust is small, the exhaust temperature does not rise sufficiently even if the intake throttle 24 and the exhaust throttle 26 are controlled. Therefore, if a DPF is provided only at the end of a long exhaust pipe for the purpose of improving the exhaust efficiency, the exhaust gas temperature decreases until the exhaust reaches the DPF. This causes a problem that continuous reproduction cannot be performed with the DPF.
[0075]
Therefore, in the present invention, the intake throttle 24 is first provided to finely adjust the flow rate of the exhaust gas that flows back into the cylinder. Exhaust air is caused to flow through the provided μDPF 30 to maintain the exhaust gas temperature in a wider range of load, thereby reducing the PM emission amount. On the other hand, in a region where a sufficient exhaust temperature can be obtained, such as during high-load operation, it is possible to maintain exhaust efficiency similar to conventional diesel engines and maintain fuel efficiency and output by using mDPF 40 mainly. It has become.
[0076]
Further, in the idling or low load / low speed operation region, there is generally a region where the exhaust temperature does not reach a predetermined temperature even when the intake throttle 24 is throttled. In this case, the exhaust pressure can be increased by reducing the intake throttle 24 and the exhaust throttle 26 at the same time, and the exhaust amount returned to the cylinder can be increased to ensure the exhaust temperature. In addition, in this way, it is possible to perform a process of continuously regenerating PM contained in exhaust gas in a wider operating region.
[0077]
FIG. 4 is a diagram showing an iTP control map used in the exhaust emission control device for a diesel engine according to the present invention.
[0078]
The iTP map shown in the figure is stored in the storage means provided in the control means 20, and the control means 20 inputs the accelerator pedal depression amount (APP) input from the accelerator position sensor 16 and the rotation sensor 18. Based on the engine speed (Ne), referring to the iTP map recorded in the recording means, information for controlling the intake throttle 24 (iTP opening), the exhaust throttle 26, and the switching valve 28 is provided. Output. The recording means for recording the iTP map may be provided inside the control means 20 or may be provided outside the control means 20 so as to be communicable with the control means 20.
[0079]
As shown in the figure, for example, in the case where the engine speed is 1000 rpm and the driver depresses the accelerator pedal by 40%, the exhaust temperature rises to a predetermined temperature in the middle load operation state. The control unit 20 outputs information for controlling the intake throttle 24 so that the opening degree is 100% (iTP = 100%). Further, a control signal is output to the switching valve 28 so that the exhaust gas flows through the mDPF 40.
[0080]
In addition, when exhaust is flowing through the mDPF 40 in this way, the exhaust valve 28 or the like may be configured so that a small amount of exhaust flows through the μDPF 30 instead of flowing all the exhaust through only the mDPF 40. Even when the mDPF 40 is used, it is possible to maintain the temperature of the μDPF 30 at a predetermined temperature by continuously flowing a small amount of exhaust gas through the μDPF 30, and the load is reduced depending on the operating condition, and the flow of exhaust gas is switched to the μDPF 30 However, the μDPF 30 can continuously process PM immediately after switching. Therefore, it is possible to continuously regenerate PM even when the driving situation suddenly changes.
[0081]
When the engine speed is 1000 rpm and the driving state is medium load, and the driver returns the depression amount of the accelerator pedal from 40% to 30%, the control means 20 refers to the iTP control map, Control information for reducing the intake throttle 24 to 30% is output.
[0082]
Then, based on the control information acquired from the control means 20, the intake throttle 24 restricts the intake path to 30% by a shutter or a butterfly valve or the like, and reduces the flow rate of the intake air. Then, since the amount of air sucked into the cylinder in the intake process decreases, the pressure in the cylinder decreases near the end of the intake process, and the amount of exhaust gas flowing back into the cylinder increases. Then, since the gas temperature before compression rises, the temperature of the exhaust gas after compression and combustion rises, and the temperature of the exhaust gas flowing into the mDPF 40 can be maintained at a temperature at which PM can be continuously regenerated.
[0083]
When the engine speed is 1000 rpm and the driver returns the depression amount of the accelerator pedal to near 25%, the control means 20 refers to the iTP control map and sets the intake throttle 24 to about 10%. Outputs control information to be narrowed down.
[0084]
Then, the intake throttle 24 restricts the intake path to about 10% based on the control information acquired from the control means 20 to further reduce the intake flow rate. Then, since the amount of air sucked into the cylinder in the intake process is further reduced, the pressure in the cylinder further decreases near the end of the intake process, and the amount of exhaust gas flowing back into the cylinder increases. Then, since the gas temperature before compression rises, the temperature of the exhaust gas after compression and combustion rises, and the temperature of the exhaust gas flowing into the mDPF 40 can be maintained at a temperature at which PM can be continuously regenerated.
[0085]
The control information of the throttle amount of the intake throttle 24 output from the control means 20 may be linear interpolation between the iTP 100% line and the iTP 30% line shown in FIG. Fine control may be performed by performing interpolation.
[0086]
When the engine speed is 1000 rpm and the driver returns the accelerator pedal depression amount to near 23%, the control means 20 refers to the iTP control map and controls the switching valve 28 to exhaust the exhaust. The control signal is output so as to flow through the μDPF 30, and the control information for opening the intake throttle 24 to 100% is output.
[0087]
In this state, since the intake throttle 24 is opened, the exhaust temperature is lowered, but the DPF through which the exhaust is passed is switched from the large mDPF 40 to the small μDPF 30 provided directly below the exhaust manifold, so that the exhaust resistance increases and the engine exhaust pressure increases. Is higher than that in the case of mDPF 40, the exhaust gas flow increases, the exhaust gas temperature rises, and the exhaust gas temperature that flows into the μDPF 30 is a temperature at which PM can be continuously regenerated. It should be noted that since the exhaust gas flow rate is small in an operation state with a low load, even a small DPF can be processed sufficiently, and since intake air is not throttled, it is possible to prevent deterioration in fuel consumption and output.
[0088]
Further, when the capacity (size) of the μDPF 30 is determined at the design stage, it may be determined according to the exhaust gas temperature characteristics of the diesel engine that processes the exhaust gas and the flow rate of the exhaust gas. Further, the capacity (size) of the mDPF 40, the length of the exhaust pipe to each DPF, the mounting position of the switching valve 28, and the like are appropriately determined depending on the target vehicle type, the configuration of the engine, and the like.
[0089]
When the engine speed is 1000 rpm and the driver returns the depression amount of the accelerator pedal to near 10%, the control means 20 refers to the iTP control map and sets the intake throttle 24 to about 5%. Outputs control information to be narrowed down. Further, control information for restricting the exhaust throttle 26 to a predetermined opening is output.
[0090]
The intake throttle 24 restricts the intake path to about 5% based on the control information acquired from the control means 20, and reduces the flow rate of the intake air. Further, since the exhaust throttle 26 is also throttled to a predetermined opening degree, the exhaust pressure in the exhaust manifold 14 is maintained or the exhaust pressure rises.
[0091]
Then, the amount of air sucked into the cylinder in the intake process is further reduced, so that the amount of exhaust gas flowing back into the cylinder is increased. Since the gas temperature before compression further increases, the temperature of the exhaust gas after compression and combustion increases, and the temperature of the exhaust gas flowing into the μDPF 30 can be maintained at a temperature at which PM can be continuously regenerated.
[0092]
At this time, the throttle amount of the exhaust throttle 26 may be controlled according to the amount of depression of the accelerator pedal or the engine speed. In this case, information is input to the iTP control map so that the exhaust throttle 26 is throttled when the engine speed is lower than the predetermined speed and the accelerator pedal is depressed less than the predetermined amount. The control means 20 may input the accelerator pedal depression amount and the engine speed, refer to the iTP control map, and output information for controlling the exhaust throttle 26.
[0093]
Further, as shown in the figure, the iTP control map includes an area for performing control to throttle intake air as the engine speed decreases and the accelerator pedal depression amount decreases.
[0094]
Further, as shown in the figure, the iTP control map has a region for performing control to switch the exhaust gas from the mDPF 40 to the μDPF 30 in accordance with the decrease in the engine speed and the depression amount of the accelerator pedal.
[0095]
In addition, as shown in the figure, the iTP control map includes an area for performing control to restrict exhaust as the engine speed decreases and the accelerator pedal depression amount decreases.
[0096]
Further, the control means 20 outputs information for controlling the intake throttle 24, the exhaust throttle 26, or the switching valve 28 based on the exhaust temperature input from the exhaust temperature sensor 32 that measures the temperature of the exhaust flowing into the μDPF 30 or the mDPF 40. The exhaust temperature may be controlled within a predetermined temperature range. In this case, the control means 20 may perform a process of shifting the iTP control map in accordance with the exhaust temperature, or a predetermined coefficient is applied to the control information output to the intake throttle 24, the exhaust throttle 26, or the switching valve 28. You may perform the process of addition or multiplication.
[0097]
As a general tendency, when the exhaust gas temperature is low, control information for narrowing the intake throttle 24, control information for narrowing the exhaust throttle 26, and the like are output, but the switching valve 28 is set on the μDPF 30 side according to the operating condition of the diesel engine 10. Control information for switching to may be output.
[0098]
In addition, as shown in FIG. 1, an intake air temperature sensor 22 for measuring the intake air temperature of the diesel engine is provided in the intake manifold 12 or the like, and the control means 20 is based on the intake air temperature input from the intake air temperature sensor 22, Information for controlling the exhaust throttle 26 or the switching valve 28 may be output. In this case, the control means 20 may perform a process of shifting the iTP control map in accordance with the intake air temperature, or a predetermined coefficient is applied to the control information output to the intake throttle 24, the exhaust throttle 26, or the switching valve 28. You may perform the process of addition or multiplication.
[0099]
In this way, the control means 20 inputs the exhaust gas temperature or the intake air temperature to control the exhaust gas temperature, so that even if the exhaust gas temperature deviates from a stable use condition, the predetermined exhaust gas temperature is changed. Can be maintained.
[0100]
Further, the control means 20 may output an instruction to open the intake throttle 24 when an instruction to activate the exhaust brake is input from the exhaust brake switch. This is to prevent the exhaust pressure from increasing due to the small amount of air that is taken in even if the exhaust brake is operated while the intake air is reduced, and the effectiveness of the exhaust brake being reduced.
[0101]
FIG. 5 is a diagram showing the intake throttle opening (iTP) with respect to the accelerator depression amount (APP) and the switching state of the μDPF 30 and the mDPF 40 when the engine speed is fixed at 1000 rpm.
[0102]
As shown in the figure, when the engine speed is constant at 1000 rpm and the accelerator depression amount (APP) is decreased from 60%, the accelerator pedal depression amount is less than 33%. Control information for gradually reducing the intake throttle (iTP) from the position is output, and information for switching the exhaust passage from the mDPF 40 to the μDPF 30 when the accelerator pedal depression amount is about 23% is output.
[0103]
Note that the position of the switching point between the μDPF 30 and the mDPF 40 and the opening of the intake throttle (iTP) vary depending on the exhaust temperature characteristics of each diesel engine, so the present invention is limited to the maps shown in FIGS. is not.
[0104]
As shown in the figure, both when using the μDPF 30 and when using the mDPF 40, the throttle amount (iTP%) of the intake throttle is controlled so that the intake is reduced as the load (accelerator depression amount APP) is smaller. Control is performed to gradually reduce the intake throttle amount (increase the opening degree of the intake throttle 24) as it increases, and finally the intake throttle 24 is controlled to the maximum opening degree.
[0105]
FIG. 6 is a diagram showing the intake throttle opening degree (iTP) with respect to the engine speed (Ne) when the accelerator depression amount (APP) is fixed at 36%.
[0106]
In the diesel engine with EGR function used for the explanation of the iTP map this time, the exhaust temperature tends to be low when the engine speed is between about 1200 rpm and 2400 rpm. Control is performed to reduce the amount of fresh air sucked into the cylinder 58 to increase the backflow of exhaust and maintain the exhaust temperature after combustion at a predetermined temperature.
[0107]
Therefore, in a relatively high exhaust gas temperature region of 1200 rpm or lower or a region of 2400 rpm or higher, the opening degree of the intake throttle 24 is controlled to 100%. Note that the opening (iTP) of the intake throttle according to the engine speed varies depending on the operation timing of the second exhaust cam, the lift amount, and other exhaust temperature characteristics unique to the diesel engine. It is not limited to the map shown.
[0108]
FIG. 7 is a diagram illustrating the intake throttle opening degree (iTP) with respect to the engine speed (Ne) and the switching state of the μDPF 30 and the mDPF 40 when the accelerator depression amount (APP) is fixed to 20%.
[0109]
As shown in the figure, when the accelerator depression amount (APP) is constant at 20% and the engine speed is reduced from 2500 rpm, the exhaust temperature decreases, so the intake air is throttled and the cylinder takes in new air. Control is performed to reduce the amount of air, increase the back flow of exhaust, and maintain the exhaust temperature after combustion at a predetermined temperature.
[0110]
Further, when the rotational speed of the engine decreases and falls below 1900 rpm, the temperature of the exhaust gas flowing into the mDPF 40 further decreases, so control is performed to switch the exhaust flow path to the μDPF 30. Since the μDPF 30 is provided immediately below the exhaust manifold 14, if the same iTP opening as when the mDPF 40 is used is maintained, the exhaust temperature at the entrance of the μDPF 30 becomes too high, and the intake air is used to further improve fuel consumption and driving performance. Control to open the aperture.
[0111]
When the engine speed is reduced to about 1500 rpm, the temperature of the exhaust gas decreases, so that the intake throttle 24 is controlled according to the decrease in the exhaust gas temperature. When the engine speed further decreases from 1500 rpm, the temperature of the exhaust gas tends to increase this time. Therefore, the opening degree of the intake throttle 24 is opened, and the exhaust gas temperature is controlled to be maintained at a predetermined temperature.
[0112]
As described above, if the amount of hot exhaust mixed into fresh air can be finely controlled in accordance with the engine load, the exhaust after combustion is set to a predetermined temperature range in a wider range of load. It becomes possible to do. Even if the exhaust gas temperature becomes high due to the action of the present invention, the exhaust gas temperature does not become as high as that at the time of high load. In the present invention, a decrease in exhaust gas temperature at the time of low load is only prevented. For this purpose, it is possible to maintain a predetermined exhaust temperature within a range that does not adversely affect the combustion chamber, the piston 60, and the like.
[0113]
The exhaust purification system for a diesel engine according to the present invention includes an external EGR system in which piping is provided to the outside from the exhaust manifold 14 and exhaust is returned to the intake manifold 12 or upstream thereof via the EGR valve 44, and a special exhaust cam 56. It can be used in any EGR mechanism of the internal EGR system using
[0114]
In the external EGR system, the exhaust gas tends to be introduced into the cylinder after being cooled in a pipeline on the way, so the exhaust temperature does not increase so much even if the exhaust gas is mixed with fresh air. In addition, the external EGR system generally generates NOx by reducing the contact between fuel and air by replacing the intake air with inert exhaust rather than increasing the temperature of the exhaust gas, thereby preventing the combustion temperature from becoming high. Therefore, when the main purpose is to keep the exhaust temperature high as in the present invention, the internal EGR method is often more advantageous. It is considered that there is an advantage of adopting the external EGR method when processing various kinds of harmful substances contained in the above.
[0115]
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the differential pressure before and after the DPF, the flow rate characteristic of the exhaust gas, and the driving safety range.
[0116]
As shown in the figure, when a large amount of PM accumulates in the DPF and the differential pressure of the exhaust gas between the inflow side and the exhaust side of the DPF enters the non-safe area, the exhaust resistance increases and the temperature of the exhaust gas rises. As a result, PM accumulated in the DPF may burn rapidly. Therefore, in the present invention, when the control means 20 monitors the differential pressure before and after the DPF and determines that the differential pressure is in the non-safety range, or determines that the differential pressure is approaching the non-safety range, the intake throttle 24 is throttled. A process for increasing the exhaust temperature is performed by outputting control information or control information for narrowing the exhaust throttle 26.
[0117]
In this case, the control means 20 may perform a process of shifting the iTP control map, or a process of adding or multiplying a predetermined coefficient to the control information output to the intake throttle 24, the exhaust throttle 26, or the switching valve 28. May be performed.
[0118]
The target value for increasing the exhaust gas temperature when the differential pressure before and after the DPF increases may be, for example, about 50 ° C to 100 ° C. As the exhaust flow characteristic value, the exhaust flow rate calculation value calculated from the engine speed, accelerator depression amount, air temperature, exhaust temperature, pressure, volumetric efficiency obtained in advance by the reference engine, etc. under the operating conditions is used. Alternatively, a value obtained by measuring the actual exhaust gas flow rate may be used.
[0119]
Further, as an example of the control for increasing the exhaust temperature, there is a post-injection of a small amount of fuel by a common rail injection device after a certain time of fuel main injection to the combustion chamber. If this post-injection is performed in addition to the present invention, a slight post-injection amount can compensate for the exhaust temperature rise, and the high-temperature exhaust temperature can be more easily maintained even under adverse conditions such as in cold regions. Further, if the injection timing is not excessively delayed and the cone angle of the injection nozzle is reduced and the injection is injected into the center of the combustion chamber, the exhaust temperature can be increased efficiently. Therefore, it is possible to maintain the exhaust temperature by post injection without causing adverse effects such as extreme deterioration of fuel consumption, oil dilution, and ring stick caused by fuel leaking out of the combustion chamber.
[0120]
When determining the size of the μDPF 30 used in the present invention, it may be determined by the following method. When the cross-sectional area of the mDPF 40 is determined and the size of the μDPF 30 is determined, the flow rate at the front surface of the μDPF 30 or the pressure loss of the μDPF 30 at the maximum engine speed when operating using the μDPF 30 and the mDPF 40 are used. The cross-sectional area of the μDPF 30 is determined so that the flow velocity at the front surface of the mDPF 40 or the pressure loss of the mDPF 40 at the maximum engine speed is the same. As a result, the optimum design of the μDPF 30 can be easily obtained.
[0121]
In addition, when the optimum sectional area of the mDPF 40 of the other model B is newly determined based on the engine model A for which the optimum sectional area (or outer diameter) of the mDPF 40 has already been determined, the maximum when the mDPF 40 of the basic model A is used. The optimum sectional area of the mDPF 40 of the other model B is determined so that the average flow velocity of the front surface of the mDPF 40 at the engine speed is the same as the average flow velocity of the front surface of the mDPF 40 at the maximum engine speed when the mDPF 40 is used. This makes it possible to easily determine the DPF of another model.
[0122]
In addition, if the basic engine model is a non-supercharged engine and the optimum cross-sectional area of the DPF has already been determined, and the newly designed other model is still a non-supercharged engine, the standard DPF cutoff The optimum cross-sectional area required for the DPF may be calculated by multiplying the area by the exhaust flow rate ratio.
[0123]
If the newly designed other model is a supercharged engine, the DPF cross-sectional area of the supercharged engine is determined by further multiplying the DPF cross-sectional area of the non-supercharged engine by the supercharging degree σ, Or you may make it determine the cross-sectional area of DPF by multiplying the ratio of mutual exhaust flow volume. By determining the DPF in this way, it is possible to easily determine the DPF of another model.
[0124]
【The invention's effect】
According to the present invention, the switching valve that switches the exhaust flow path between the mDPF that processes a large amount of exhaust discharged when the diesel engine is under a high load and the μDPF that processes a small amount of exhaust discharged when the diesel engine is under a low load; , An intake throttle that throttles the intake of the diesel engine, a recording means for recording information for controlling the switching valve and the intake throttle according to the depression amount of the accelerator pedal and the engine speed as a map, and the detected depression amount of the accelerator pedal and the engine And a control means for outputting information for controlling the switching valve and the intake throttle, and a wide range of diesel engines including during constant speed running In this operating region, the exhaust temperature can be controlled to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM. This makes it possible to continuously regenerate PM contained in the exhaust gas in a wide range of operation during constant speed travel.
[0125]
According to another invention, when the diesel engine is under a low load, the exhaust gas flows through the μDPF provided at a position close to the exhaust manifold and the switching valve. Therefore, the exhaust gas that flows into the μDPF even when the load is low. This temperature can be maintained at a predetermined temperature or higher. In addition, even when the load is medium, the exhaust gas flowing into the μDPF can maintain the temperature of the exhaust gas flowing into the μDPF at a predetermined temperature or more with the intake air throttle open, so the DPF is used. It becomes possible to prevent the deterioration of the fuel consumption and the deterioration of the running performance due to this.
[0126]
In addition, according to another invention, it is possible to reduce the exhaust resistance. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of fuel consumption and the decrease in running performance due to the use of the DPF.
[0127]
According to another invention, the exhaust throttle for reducing the exhaust of the diesel engine is provided, and the control means inputs the amount of depression of the accelerator pedal and the engine speed and refers to the map recorded in the recording means. Since the information to control the exhaust throttle is output, the exhaust temperature is controlled to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM in a wide range of diesel engine operation areas including idling and constant speed driving. Is possible. As a result, it is possible to continuously regenerate PM contained in the exhaust gas in a wide range of operation such as idling or constant speed driving.
[0128]
Further, according to another invention, it is possible to maintain the temperature of the μDPF at a predetermined temperature by continuously flowing a small amount of exhaust gas through the μDPF even when the mDPF is used. Even when the flow is switched, the μDPF can continuously process PM immediately after the switching. Therefore, it is possible to continuously regenerate PM even when the driving situation suddenly changes.
[0129]
According to another invention, the pressure sensor for measuring the pressure loss of μDPF or mDPF is provided, and the control means is based on the pressure loss input from the pressure sensor, the engine speed, and the depression amount of the accelerator pedal. Since the information for controlling the intake throttle or the exhaust throttle is output, even when PM is excessively accumulated in the DPF, it is possible to detect that fact early and burn the PM appropriately. Become.
[0130]
According to another aspect of the invention, the exhaust temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas flowing into the μDPF or the mDPF is provided, and the control means is based on the exhaust gas temperature input from the exhaust gas temperature sensor. Since the information for controlling the switching valve is output, the exhaust temperature can be controlled to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM even when the outside air temperature or the environment changes.
[0131]
According to another invention, an intake air temperature sensor for measuring an intake air temperature of a diesel engine is provided, and the control means controls the intake air throttle, the exhaust throttle, or the switching valve based on the intake air temperature input from the intake air temperature sensor. Therefore, even when the outside air temperature or the environment changes, the exhaust temperature can be controlled to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM.
[0132]
Further, according to another invention, when the control means inputs an instruction to operate the exhaust brake from the exhaust brake switch, an instruction to open the intake throttle is output. It is possible to prevent a reduction in exhaust brake effectiveness due to the provision of the intake throttle.
[0133]
According to another invention, the control means inputs the accelerator pedal depression amount and the engine speed, refers to the map recorded in the recording means, and sets the exhaust flow path between the mDPF and the μDPF. Information to control the switching valve to be switched and information to control the intake throttle that throttles the intake air are output, so the exhaust temperature is sufficient for continuous regeneration of PM in a wide range of diesel engine operation areas including constant speed driving It becomes possible to control the temperature. This makes it possible to continuously regenerate PM contained in the exhaust gas in a wide range of operation during constant speed travel.
[0134]
According to another aspect of the invention, the map recorded by the recording means includes a region for controlling the intake air as the engine speed decreases and the accelerator pedal depression amount decreases. In the engine operating range, it is possible to control the exhaust temperature to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM, and it is possible to prevent deterioration in fuel consumption and running performance due to the intake throttle being provided. Become.
[0135]
According to another aspect of the invention, the map recorded by the recording means includes an area for controlling the intake air as the engine speed increases and the accelerator pedal depression amount decreases. Even if there is a region where the exhaust temperature is low due to an increase in the number and a decrease in the amount of depression of the accelerator pedal, the exhaust temperature is set to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM in a wider range of diesel engine operation. It becomes possible to control.
[0136]
According to another invention, the map recorded by the recording means includes a region for performing control to switch the exhaust to the μDPF as the engine speed decreases and the accelerator pedal depression amount decreases. It is possible to control the exhaust temperature to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM in the operation region of a simple diesel engine, and to prevent the deterioration of fuel consumption and driving performance due to the provision of the intake throttle. It becomes possible.
[0137]
According to another aspect of the invention, the map recorded by the recording means includes an area for controlling the exhaust gas as the engine speed decreases and the accelerator pedal depression amount decreases. It is possible to control the exhaust temperature to a temperature sufficient for continuous regeneration of PM in a wide range of diesel engine operation areas including constant speed traveling. As a result, it is possible to continuously regenerate PM contained in the exhaust gas in a wide range of operation such as idling or constant speed driving.
[0138]
Further, in the diesel engine exhaust gas purification apparatus according to the present invention, the exhaust gas purification apparatus can be retrofitted in a retrofit manner to the conventional diesel engine. It becomes possible to comply with exhaust gas regulations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an exhaust emission control device for a diesel engine according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a combustion chamber portion of a diesel engine provided with an EGR mechanism that directly returns exhaust gas to a cylinder before combustion.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the position of a piston, the lift amount of an intake valve, and the lift amount of an exhaust valve.
FIG. 4 is a diagram showing an iTP control map used in an exhaust emission control device for a diesel engine according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an intake throttle opening (iTP) with respect to an accelerator depression amount (APP) and a switching state between μDPF and mDPF when the engine speed is fixed at 1000 rpm.
FIG. 6 is a diagram showing an intake throttle opening degree (iTP) with respect to an engine speed (Ne) when an accelerator depression amount (APP) is fixed to 36%.
FIG. 7 is a diagram showing an intake throttle opening degree (iTP) with respect to an engine speed (Ne) and a switching state between μDPF and mDPF when an accelerator depression amount (APP) is fixed to 20%.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the differential pressure before and after the DPF, the flow rate characteristic of the exhaust gas, and the safety range.
[Explanation of symbols]
10 ... Diesel engine
12 ... Intake manifold
14 ... Exhaust manifold
16 ... Accelerator position sensor
18 ... Rotation sensor
20 ... Control means
22 ... Intake air temperature sensor
24 ... Inlet throttle
26 ... Exhaust throttle
28 ... Switching valve
30 ... μDPF
32 ... Exhaust temperature sensor
34 ... Main exhaust pipe
36 ... Micro exhaust pipe
40 ... mDPF
42 ... Exhaust temperature sensor
44 ... EGR valve
50 ... Cylinder head
52. Intake valve
54. Exhaust valve
56 ... Exhaust cam
58 ... Cylinder
60 ... Piston
62 ... Injection nozzle

Claims (14)

ディーゼルエンジンの排気をＥＧＲ機構を用いて燃焼前のシリンダ内に戻すことによって、排気の温度を所定の温度範囲に制御して排気を浄化するディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
ディーゼルエンジンの排気に含まれるパティキュレートマターを捕集して処理する２種類のＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）であって、ディーゼルエンジンの高負荷時に排出される多量の排気を処理するメインＤＰＦと、ディーゼルエンジンの低負荷時に排出される少量の排気を処理するマイクロＤＰＦとに排気の流路を切り替える切替弁と、
ディーゼルエンジンの吸気を絞る吸気絞りと、
アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じて切替弁及び吸気絞りを制御する情報をマップとして記録する記録手段と、
検出したアクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して、前記記録手段に記録されているマップを参照し、前記切替弁及び前記吸気絞りを制御する情報を出力する制御手段と、
を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。In a diesel engine exhaust gas purification apparatus that purifies exhaust gas by controlling the temperature of the exhaust gas to a predetermined temperature range by returning the exhaust gas of the diesel engine into the cylinder before combustion using an EGR mechanism,
2 types of DPF (Diesel Particulate Filter) that collects and processes particulate matter contained in diesel engine exhaust, and processes a large amount of exhaust discharged at high load of diesel engine A switching valve that switches the flow path of the exhaust to a micro DPF that processes a small amount of exhaust discharged when the diesel engine is under a low load,
An intake throttle that throttles the intake of the diesel engine;
Recording means for recording information for controlling the switching valve and the intake throttle according to the amount of depression of the accelerator pedal and the engine speed, as a map;
Control means for inputting detected accelerator pedal depression amount and engine speed, referring to a map recorded in the recording means, and outputting information for controlling the switching valve and the intake throttle;
An exhaust emission control device for a diesel engine, comprising: 前記切替弁は、ディーゼルエンジンの排気マニホールドとメインＤＰＦとの間に設けられ、マイクロＤＰＦはメインＤＰＦよりも切替弁に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１のディーゼルエンジンの排気浄化装置。  The diesel engine exhaust according to claim 1, wherein the switching valve is provided between an exhaust manifold of the diesel engine and a main DPF, and the micro DPF is provided closer to the switching valve than the main DPF. Purification equipment. 前記マイクロＤＰＦを経由した排気は、メインＤＰＦを経由せずに直接大気に放出される構造であることを特徴とする請求項１又は２のディーゼルエンジンの排気浄化装置。  The exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to claim 1 or 2, wherein the exhaust gas that has passed through the micro DPF is directly discharged to the atmosphere without passing through the main DPF. ディーゼルエンジンの排気を絞る排気絞りを備え、
前記記録手段に記録されているマップには、エンジンの回転数が所定の回転数よりも低く、かつ、アクセルペダルの踏み込み量が所定の踏み込み量よりも少ない場合に、前記排気絞りを絞る情報が記録されており、
前記制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して、前記記録手段に記録されているマップを参照し、前記排気絞りを制御する情報を出力することを特徴とする請求項１、２又は３のディーゼルエンジンの排気浄化装置。It has an exhaust throttle that throttles the exhaust of the diesel engine,
The map recorded in the recording means includes information for narrowing the exhaust throttle when the engine speed is lower than a predetermined speed and the accelerator pedal is less than the predetermined amount. Recorded,
The control means inputs an accelerator pedal depression amount and an engine speed, refers to a map recorded in the recording means, and outputs information for controlling the exhaust throttle. Item 2. An exhaust emission control device for a diesel engine according to item 1, 2 or 3. 前記切替弁は、メインＤＰＦ側に排気の流路を切り替えている際にも、マイクロＤＰＦ側に少量の排気を流す機構を備えていることを特徴とする請求項１乃至４に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。  The diesel engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the switching valve includes a mechanism for flowing a small amount of exhaust gas to the micro DPF side even when the exhaust flow path is switched to the main DPF side. Exhaust purification equipment. 前記マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦの圧力損失を測定する圧力センサを備え、
前記制御手段は、前記圧力センサから入力した圧力損失と、エンジン回転数と、アクセルペダルの踏み込み量とに基づいて吸気絞り又は排気絞りを制御する情報を出力することを特徴とする請求項１乃至５に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。A pressure sensor for measuring the pressure loss of the micro DPF or the main DPF;
The control means outputs information for controlling an intake throttle or an exhaust throttle based on a pressure loss input from the pressure sensor, an engine speed, and a depression amount of an accelerator pedal. 5. An exhaust emission control device for a diesel engine according to 5. 前記マイクロＤＰＦ又はメインＤＰＦに流入する排気の温度を測定する排気温度センサを備え、
前記制御手段は、前記排気温度センサから入力した排気温度に基づいて、吸気絞り、排気絞り、又は切替弁を制御する情報を出力することを特徴とする請求項１乃至６に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。An exhaust temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas flowing into the micro DPF or the main DPF,
The diesel engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the control means outputs information for controlling an intake throttle, an exhaust throttle, or a switching valve based on an exhaust temperature input from the exhaust temperature sensor. Exhaust purification device. ディーゼルエンジンの吸気温度を測定する吸気温度センサを備え、
前記制御手段は、前記吸気温度センサから入力した吸気温度に基づいて、吸気絞り、排気絞り、又は切替弁を制御する情報を出力することを特徴とする請求項１乃至７に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。It has an intake air temperature sensor that measures the intake air temperature of a diesel engine,
The diesel engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the control means outputs information for controlling an intake throttle, an exhaust throttle, or a switching valve based on an intake air temperature input from the intake air temperature sensor. Exhaust purification device. 前記制御手段は、排気ブレーキスイッチから排気ブレーキを働かせる指示を入力した場合には、前記吸気絞りを開く指示を出力することを特徴とする請求項１乃至８に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。  The diesel engine exhaust gas purification apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the control means outputs an instruction to open the intake air throttle when an instruction to operate the exhaust brake is input from an exhaust brake switch. ディーゼルエンジンの排気をＥＧＲ機構を用いて燃焼前のシリンダ内に戻すことによって、排気の温度を所定の温度範囲に制御して排気を浄化するディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いられ、
ディーゼルエンジンの出力を制御するアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサからアクセルペダルの踏み込み量を入力し、ディーゼルエンジンの回転数を検出する回転センサからエンジンの回転数を入力し、
ディーゼルエンジンの排気に含まれるパティキュレートマターを捕集して処理する２種類のＤＰＦであってディーゼルエンジンの高負荷時に排出される多量の排気を処理するメインＤＰＦと、ディーゼルエンジンの低負荷時に排出される少量の排気を処理するマイクロＤＰＦとに排気の流路を切り替える切替弁を制御する情報を出力し、かつ、ディーゼルエンジンの吸気を絞る吸気絞りを制御する情報を出力する制御手段であって、
アクセルペダルの踏み込み量及びエンジン回転数に応じて切替弁及び吸気絞りを制御する情報をマップとして記録する記録手段を備え、アクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数とを入力して、前記記録手段に記録されているマップを参照し、前記切替弁及び前記吸気絞りを制御する情報を出力することを特徴とする制御手段。It is used in an exhaust gas purification device for a diesel engine that purifies exhaust gas by controlling the temperature of the exhaust gas to a predetermined temperature range by returning the exhaust gas of the diesel engine into the cylinder before combustion using the EGR mechanism.
Input the accelerator pedal depression amount from the accelerator position sensor that detects the depression amount of the accelerator pedal that controls the output of the diesel engine, and input the engine rotation speed from the rotation sensor that detects the rotation speed of the diesel engine,
Two types of DPF that collect and process particulate matter contained in exhaust of diesel engine, main DPF that processes a large amount of exhaust discharged at high load of diesel engine, and discharge at low load of diesel engine Control means for outputting information for controlling a switching valve for switching an exhaust flow path to a micro DPF for processing a small amount of exhaust gas, and for outputting information for controlling an intake throttle for restricting intake of a diesel engine ,
Recording means for recording, as a map, information for controlling the switching valve and the intake throttle according to the depression amount of the accelerator pedal and the engine speed, and inputting the depression amount of the accelerator pedal and the engine rotation speed, the recording means The control means is characterized in that information for controlling the switching valve and the intake throttle is output with reference to a map recorded in the map. 前記記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、吸気を絞る制御を行なう領域を備えていることを特徴とする請求項１０の制御手段。  11. The control means according to claim 10, wherein the map recorded by the recording means includes an area for performing control for restricting intake air in accordance with a decrease in engine speed and a depression amount of an accelerator pedal. 前記記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の増加及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、吸気を絞る制御を行なう領域を備えていることを特徴とする請求項１１の制御手段。  12. The control means according to claim 11, wherein the map recorded by the recording means includes a region for performing control to throttle intake air as the engine speed increases and the accelerator pedal depression amount decreases. 前記記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、排気をマイクロＤＰＦに切り替える制御を行なう領域を備えていることを特徴とする請求項１０、１１又は１２の制御手段。  The map recorded by the recording means includes a region for performing control to switch the exhaust gas to a micro DPF as the engine speed decreases and the accelerator pedal depression amount decreases. 11 or 12 control means. 前記記録手段が記録するマップは、エンジンの回転数の減少及びアクセルペダルの踏み込み量の減少に伴って、排気を絞る制御を行なう領域を備えていることを特徴とする請求項１３の制御手段。  14. The control means according to claim 13, wherein the map recorded by the recording means includes a region for performing control to throttle exhaust gas as the engine speed decreases and the accelerator pedal depression amount decreases.
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