專利名稱：廢氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油發(fā)動機那樣的內(nèi)燃機，涉及用于對廢氣進行凈化處理的廢氣凈裝置。
背景技術(shù)：
目前，內(nèi)燃機、特別是柴油發(fā)動機中，為進行廢氣凈化，使用微粒過濾器(以 下稱作過濾器)捕集廢氣中的粒子狀物質(zhì)(以下稱作PM)等。該情況下，當(dāng)由過濾器捕 集的PM超過規(guī)定量時，過濾器內(nèi)的流通阻力增大，導(dǎo)致發(fā)動機輸出降低，因此也要進行 除去堆積于過濾器的PM，使過濾器的PM捕集能力恢復(fù)(使過濾器再生)。作為這種再生方式之一例，有化學(xué)反應(yīng)型再生方式?；瘜W(xué)反應(yīng)型再生方式是 指，通過發(fā)動機的排氣路徑中處于過濾器的上游側(cè)的氧化催化劑將廢氣中的NO( —氧化 氮)氧化成不穩(wěn)定的NO2 ( 二氧化氮)，使用NO2返回NO時放出的O (氧)將PM氧化 除去。通過利用這種氧化催化劑的氧化作用，可以進行發(fā)動機驅(qū)動中的過濾器再生。但是，化學(xué)反應(yīng)型再生方式，若廢氣溫度不為可再生溫度(例如約30(TC)以 上，則不能進行上述的化學(xué)反應(yīng)。即，當(dāng)持續(xù)廢氣溫度不足可再生溫度的狀態(tài)時，PM 大量堆積于過濾器內(nèi)，其結(jié)果會引起過濾器堵塞，因此，在PM堆積量達到規(guī)定量的情況 下，需要將廢氣溫度提高到可再生溫度以上。這一點上，在專利文獻1中公開了，在發(fā)動機的排氣路徑中帶氧化催化劑的過 濾器的上游側(cè)設(shè)置電熱式的加熱器，利用加熱器加熱使導(dǎo)向帶氧化催化劑的過濾器的廢
氣溫度上升。專利文獻1 (日本)特開2OOl-28Ol2I號公報但是，在專利文獻1的構(gòu)成中，由于需要用于進行廢氣升溫的專用的加熱器， 所以存在零件數(shù)量增多，成為成本上升的一個原因的問題。另外，加熱器進行的廢氣的 加熱不得不是局部的，不能均勻地加熱廢氣，因此，不僅不能將廢氣均勻地凈化，而且 與加熱器接近的帶氧化催化劑的過濾器的溫度也不均勻，也存在帶氧化催化劑的過濾器 上可能產(chǎn)生裂紋等損傷的問題。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的技術(shù)課題在于，提供消除了這些問題的廢氣凈化裝置。第一方面提供一種廢氣凈化裝置，其構(gòu)成為具備配置于發(fā)動機的排氣路徑的 廢氣凈化用的過濾裝置、由所述發(fā)動機的動力驅(qū)動的液壓負(fù)荷機構(gòu)、可檢測所述過濾裝 置的堵塞狀態(tài)的堵塞檢測裝置、用于使所述液壓負(fù)荷機構(gòu)的動作量強制增大的強制動作 閥裝置，利用基于所述堵塞檢測裝置的檢測信息的所述強制動作閥裝置的動作，使所述 液壓負(fù)荷機構(gòu)的動作量增大，由此維持發(fā)動機轉(zhuǎn)速，同時使發(fā)動機負(fù)荷增大，使所述過 濾裝置再生。第二方面在第一方面的基礎(chǔ)上，提供廢氣凈化裝置，其中，所述強制動作閥裝置是在作為所述液壓負(fù)荷機構(gòu)的作業(yè)部用液壓泵和處于所述作業(yè)部用液壓泵的下游側(cè)的 作業(yè)部液壓回路之間設(shè)置的壓力調(diào)節(jié)閥，所述壓力調(diào)節(jié)閥的構(gòu)成為，將所述作業(yè)部液壓 回路側(cè)的壓力流量保持在一定，能夠使所述作業(yè)部用液壓泵側(cè)的壓力增大。第三方面在第二方面的基礎(chǔ)上，提供廢氣凈化裝置，其中，所述壓力調(diào)節(jié)閥的構(gòu)成為，以在發(fā)動機負(fù)荷在預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)負(fù)荷值以下的情況下使所述作業(yè)部用液壓泵 側(cè)的壓力增大規(guī)定壓力的量的方式動作。第四方面在第三方面的基礎(chǔ)上，提供廢氣凈化裝置，其中，在發(fā)動機負(fù)荷超過 所述基準(zhǔn)負(fù)荷值的情況下，解除所述壓力調(diào)節(jié)閥進行的所述作業(yè)部用液壓泵側(cè)的壓力增 大。根據(jù)本發(fā)明，具備配置于發(fā)動機的排氣路徑的廢氣凈化用的過濾裝置、由所述 發(fā)動機的動力驅(qū)動的液壓負(fù)荷機構(gòu)、可檢測所述過濾裝置的堵塞狀態(tài)的堵塞檢測裝置、 使所述液壓負(fù)荷機構(gòu)的動作量強制增大的強制動作閥裝置，通過基于所述堵塞檢測裝置 的檢測信息的所述強制動作閥裝置的動作，使所述液壓負(fù)荷機構(gòu)的動作量增大，由此維 持發(fā)動機轉(zhuǎn)速，同時使發(fā)動機負(fù)荷增大，使所述過濾裝置再生，因此，例如即使現(xiàn)時刻 的發(fā)動機的驅(qū)動狀態(tài)為不能將PM氧化除去而堆積于所述過濾裝置的狀態(tài)，也能夠強制地 使廢氣溫度上升，將PM氧化除去，實現(xiàn)不拘泥于所述發(fā)動機的驅(qū)動狀態(tài)(轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的 狀態(tài))而能夠可靠地恢復(fù)所述過濾裝置的PM捕集能力的效果。


圖1是第一實施方式的拖拉機的側(cè)面圖；圖2是拖拉機的平面圖；圖3是表示發(fā)動機及廢氣凈化裝置的關(guān)系的功能框圖；圖4是拖拉機的作業(yè)部液壓回路圖；圖5是微粒過濾器的放大側(cè)面剖面圖；圖6是電子調(diào)節(jié)器控制器的功能框圖；圖7是表示發(fā)動機負(fù)荷和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系的說明圖；圖8是過濾器再生控制的流程圖；圖9是表示強制動作閥裝置的周邊構(gòu)造的其它例的功能框圖；圖10是表示強制動作閥裝置的第二實施方式的功能框圖；圖11是表示第二實施方式的強制動作閥裝置的周邊構(gòu)造的其它例的功能框圖。符號說明5發(fā)動機30節(jié)流閥桿44燃料噴射泵50作為過濾裝置的微粒過濾器53氧化催化劑54過濾器主體68作為堵塞檢測裝置的壓力傳感器80作為控制裝置的控制器
87電子調(diào)節(jié)器88發(fā)動機旋轉(zhuǎn)傳感器89齒條位置傳感器101作為液壓負(fù)荷機構(gòu)的作業(yè)部用液壓泵104壓力調(diào)節(jié)閥106切換電磁閥
具體實施例方式下面，基于將具體化了本發(fā)明的實施方式適用于拖拉機的發(fā)動機的情況的附圖 (圖1 圖11)進行說明。另外，圖2中為了方便而省略了駕駛室的圖示。(1).拖拉機的概要首先，參照圖1及圖2對拖拉機1的概要進行說明。第一實施方式的拖拉機1的行駛機體2通過作為行駛部的左右一對前車輪3和相 同的左右一對后車輪4支持。通過由搭載于行駛機體2的前部的柴油式發(fā)動機5驅(qū)動后 車輪4及前車輪3，使拖拉機1前后行駛。發(fā)動機5由發(fā)動機罩6覆蓋。在發(fā)動機5的 下面?zhèn)仍O(shè)有用于貯存對發(fā)動機5內(nèi)的曲軸(圖示省略)等進行潤滑的潤滑油的油盤10。在行駛機體2的上面設(shè)有駕駛室7，在該駕駛室7的內(nèi)部配置有操縱座席8、和 通過進行轉(zhuǎn)向而使前車輪3的操縱方向左右動作的操縱轉(zhuǎn)向盤(圓轉(zhuǎn)向盤)9。在駕駛室 7的底部的下側(cè)設(shè)有向發(fā)動機5供給燃料的燃料罐11。駕駛室7內(nèi)的操縱轉(zhuǎn)向盤9設(shè)于在操縱座席8的前方立設(shè)的轉(zhuǎn)向柱25上。在轉(zhuǎn) 向柱25的右側(cè)配置有設(shè)定保持發(fā)動機5的輸出轉(zhuǎn)速的節(jié)流閥桿30、和用于對行駛機體2 進行制動操作的左右一對制動踏板31。在轉(zhuǎn)向柱25的左側(cè)配置有用于將行駛機體2的行 進方向按前進和后退切換操作的前后行切換桿32、用于使主離合器(圖示省略)進行切斷 動作的離合器踏板33。在轉(zhuǎn)向柱25的背面?zhèn)扰渲糜杏糜趯⒆笥抑苿犹ぐ?1保持在踏入 位置的駐車制動桿34。在駕駛室7內(nèi)的地板28中的轉(zhuǎn)向柱25的右側(cè)配置有加速踏板35，該加速踏板 35將由節(jié)流閥桿30設(shè)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速作為最低轉(zhuǎn)速，用于在其以上的范圍使發(fā)動機轉(zhuǎn)速 增減速。在操縱座席8的左側(cè)配置有用于將來自后述的變速箱17的輸出范圍切換為低速 和高速的副變速桿40、和用于對后述的PTO軸23的驅(qū)動速度進行切換操作的PTO變速 桿36。在操縱座席8的右側(cè)配置有變速操作用的主變速桿38、和用于手動變更調(diào)節(jié)后述 的回轉(zhuǎn)式耕耘機15的高度位置的作業(yè)部定位桿39。在操縱座席8的下方配置有差速器踏 板37，該差速器踏板37用于執(zhí)行等速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動左右的后車輪4的操作。另一方面，行駛機體2由具有前減震器12及前車軸殼13的發(fā)動機構(gòu)架14、和通過螺栓拆裝自如地固定于發(fā)動機構(gòu)架14的后部的左右的機體構(gòu)架16構(gòu)成。在機體構(gòu)架 16的后部搭載有對來自發(fā)動機5的旋轉(zhuǎn)動力適宜變速并傳遞給前后四輪3、3、4、4的變 速箱17。后車輪4經(jīng)由以從變速箱17的外側(cè)面向外突出的方式安裝的后車軸殼18被安 裝于變速箱17。左右的后車輪4的上方由固定于機體構(gòu)架16的擋泥板19覆蓋。在變速箱17的后部上面可拆裝地安裝有用于使作為作業(yè)部的回轉(zhuǎn)式耕耘機15進行升降動作的液壓式升降機構(gòu)20?；剞D(zhuǎn)式耕耘機15經(jīng)由由上聯(lián)桿22及一對左右下聯(lián)桿 21構(gòu)成的3點聯(lián)桿機構(gòu)連結(jié)于變速箱17的后部。在變速箱17的后側(cè)面向后突設(shè)有用于 向回轉(zhuǎn)式耕耘機15傳遞PTO驅(qū)動力的PTO軸23。在液壓式升降機構(gòu)20上設(shè)有通過單動形的升降控制液壓缸95 (參照圖4)能夠上 下轉(zhuǎn)動的一對左右提升臂96。朝向行進方向經(jīng)由左提升桿97將左側(cè)的下聯(lián)桿21和提升 臂96連結(jié)。朝向行進方向經(jīng)由作為右提升桿的復(fù)動形的傾斜控制液壓缸98及其活塞桿 99將右側(cè)的下聯(lián)桿21和提升臂96連結(jié)。(2).發(fā)動機及其周邊的構(gòu)造 其次，參照圖3 圖5對發(fā)動機及其周邊的構(gòu)造進行說明。第一實施方式的拖拉機1的發(fā)動機5具備在上面聯(lián)接了氣缸蓋41的氣缸體(圖 示省略)，在氣缸體的下面聯(lián)接有潤滑油貯存用的油盤10。在氣缸蓋41的一側(cè)面連接有 進氣歧管42，在另一側(cè)面連接有排氣歧管43。在氣缸體的側(cè)面中的進氣歧管42的下方 設(shè)有用于向發(fā)動機5的各燃燒室(副室)內(nèi)送入燃料的燃料噴射泵44(參照圖6參照)。 雖然詳細(xì)內(nèi)容未圖示，但在進氣歧管42的前端側(cè)經(jīng)由進氣管45安裝有空氣濾清器。該情況下，通過空氣濾清器已經(jīng)過濾了的空氣經(jīng)由進氣管45及進氣歧管42被導(dǎo) 入發(fā)動機5的各氣缸內(nèi)(進氣行程的氣缸內(nèi))。而且，在各氣缸的壓縮行程結(jié)束時，將從 燃料罐11吸取上來的燃料通過燃料噴射泵44壓送到各燃燒室(副室)內(nèi)，由此在各燃燒 室進行伴隨混合氣的自著火燃燒的膨脹行程。在排氣歧管43的前端側(cè)經(jīng)由排氣管46連接有作為過濾裝置之一例的微粒過濾器 50 (以下稱作過濾器)。在膨脹行程后的排氣行程中從各氣缸排出到排氣歧管43的廢氣 經(jīng)排氣管46及過濾器50進行凈化處理后排出到外部。過濾器50用于捕集廢氣中的粒子狀物質(zhì)(以下稱作PM)等。第一實施方式的 過濾器50在處于耐熱金屬材料制的外殼51內(nèi)的大致筒型的過濾器殼52中串聯(lián)排列地收 容例如白金等氧化催化劑53和過濾器主體54。進氣歧管42及進氣管45相當(dāng)于發(fā)動機5的進氣路徑，排氣歧管43及排氣管46 相當(dāng)于發(fā)動機5的排氣路徑。在第一實施方式中，在過濾器殼52內(nèi)的排氣上游側(cè)配置有 氧化催化劑53，在排氣下游側(cè)配置有過濾器主體54。過濾器主體54為具有由多孔質(zhì)的 (可過濾的)隔壁劃分出的多個單元的蜂窩構(gòu)造。在外殼51的一側(cè)部設(shè)有與排氣管46連通的排氣導(dǎo)入口 55。外殼51的一端部由 第一底板56堵塞，過濾器殼52中面向第一底板56的一端部由第二底板57堵塞。在外 殼51和過濾器殼52之間的環(huán)狀間隙、以及在兩底板56、57間的間隙，玻璃棉那樣的隔 熱材料58以包圍氧化催化劑53及過濾器主體54的周圍的方式進行充填。外殼51的另一側(cè)部由兩個蓋板59、60堵塞，大致筒型的排氣排出口 61貫通這 兩個蓋板59、60。另外，兩蓋板59、60之間成為經(jīng)由多個連通管62連通于過濾器殼52 內(nèi)的共振室63。將廢氣導(dǎo)入管65插入于形成在外殼51的一側(cè)部的排氣導(dǎo)入口 55。廢氣導(dǎo)入管 65的前端橫截外殼51并向排氣導(dǎo)入口 55的相反側(cè)的側(cè)面突出。在廢氣導(dǎo)入管65的外周 面形成有朝向過濾器殼52開口的多個連通孔66。廢氣導(dǎo)入管65中向排氣導(dǎo)入口 55的相 反側(cè)的側(cè)面突出的部分由在其上可拆裝地螺紋接合的蓋體67堵塞。
在蓋體67上作為檢測過濾器主體54的堵塞狀態(tài)的堵塞檢測裝置之一例設(shè)有壓 力傳感器68。壓力傳感器68例如可以是利用壓電電阻效應(yīng)的眾所周知的構(gòu)造。該情況 下，在過濾器主體54未堆積PM時，將(過濾器50為新品時)的過濾器50上游側(cè)的壓力 Ps (基準(zhǔn)壓力值)預(yù)先存儲于后述的控制器80的ROM82等，由壓力傳感器68檢測在相 同測定部位的現(xiàn)在的壓力P，求出基準(zhǔn)壓力值Ps和壓力傳感器68的檢測值P之差ΔΡ， 基于該壓力差ΔΡ換算(推定)過濾器主體54的PM堆積量(參照圖8)。另外，也可以在發(fā)動機5的排氣路徑中夾著過濾器50在上下游側(cè)分別配置壓力 傳感器，根據(jù)兩者的檢測值之差換算(推定)過濾器主體54的PM堆積量。
在上述的構(gòu)成中，來自發(fā)動機5的廢氣經(jīng)由排氣導(dǎo)入口 55進入廢氣導(dǎo)入管65， 從形成于廢氣導(dǎo)入管65的各連通孔66向過濾器殼52內(nèi)噴出，分散到過濾器殼52內(nèi)的寬 的區(qū)域后，按照從氧化催化劑53到過濾器主體54的順序通過并被凈化處理。廢氣中的 PM在該階段不能通過過濾器主體54的各單元間的多孔質(zhì)的分隔壁而被捕集。之后，通 過了氧化催化劑53及過濾器主體54的廢氣從排氣排出口 61被放出。如果廢氣通過氧化催化劑53及過濾器主體54時，廢氣溫度超過能夠再生的溫度 (例如約300°C)，則因氧化催化劑53的作用而廢氣中的NO(—氧化氮)氧化成不穩(wěn)定的 NO2 ( 二氧化氮)。而且，通過NO2返NO時放出的O (氧)將過濾器主體54上堆積L的 PM氧化除去，由此使過濾器主體54的PM捕集能力恢復(fù)(過濾器主體54再生)。另外，在發(fā)動機5的一側(cè)面，作為液壓負(fù)荷機構(gòu)之一例，設(shè)有由發(fā)動機5的輸出 軸24的旋轉(zhuǎn)動力驅(qū)動的作業(yè)部用液壓泵101及先導(dǎo)泵102。作業(yè)部用液壓泵101用于向 處于液壓式升降機構(gòu)20內(nèi)的升降控制液壓缸95或傾斜控制液壓缸98供給動作油。先導(dǎo) 泵102用于向后述的切換電磁閥106施加先導(dǎo)壓。在兩泵101、102上貫通從發(fā)動機5突出的輸出軸24，兩泵101、102通過輸出 軸24的旋轉(zhuǎn)進行驅(qū)動。即，驅(qū)動兩泵101、102的旋轉(zhuǎn)軸(輸出軸24)成為共有的1個
軸ο作業(yè)部用液壓泵101的吸引側(cè)與作為動作油罐的變速箱17連接。作業(yè)部用液壓 泵101的噴出側(cè)經(jīng)由后述的帶背壓機構(gòu)105的壓力調(diào)節(jié)閥104與作業(yè)部液壓回路103連 接。先導(dǎo)泵102的吸引側(cè)與作為動作油罐的變速箱17連接。先導(dǎo)泵102的噴出側(cè)與切 換電磁閥106的泵側(cè)第一端口 106a。壓力調(diào)節(jié)閥104為將作業(yè)部液壓回路103側(cè)的壓力·流量保持為一定且用于二 階段地切換作業(yè)部用液壓泵101側(cè)的壓力的部件，利用經(jīng)由背壓機構(gòu)105的活塞105b的 彈簧105c的彈力，在作業(yè)部用液壓泵101側(cè)沒有壓力上升的通常狀態(tài)、和使作業(yè)部用液 壓泵101側(cè)的壓力增大規(guī)定壓力的量的高壓狀態(tài)之間進行切換驅(qū)動。切換電磁閥106是將來自先導(dǎo)泵102的先導(dǎo)壓施加給壓力調(diào)節(jié)閥104的背壓機構(gòu) 105的3端口 2位置切換形的電磁閥，利用基于來自后述的控制器80的控制信息的電磁 螺線管107的勵磁，在向背壓機構(gòu)105的背壓室105a的先導(dǎo)壓施加狀態(tài)、和來自背壓室 105a的先導(dǎo)壓排出狀態(tài)之間進行切換驅(qū)動。如上所述，切換電磁閥106的泵側(cè)第一端口 106a與先導(dǎo)泵102的噴出側(cè)連接。 切換電磁閥106的泵側(cè)第二端口 106b與作為動作油罐的變速箱17連接。切換電磁閥106 的背壓側(cè)端口 106c與背壓機構(gòu)105的背壓室105a連接。
當(dāng)切換電磁閥106切換驅(qū)動到先導(dǎo)壓施加狀態(tài)時，從先導(dǎo)泵102經(jīng)過了切換電磁 閥106的動作油流入背壓機構(gòu)105的背壓室105a，通過經(jīng)由活塞105b壓縮彈簧105c，壓 力調(diào)節(jié)閥104切換驅(qū)動到使作業(yè)部用液壓泵101側(cè)的壓力增大規(guī)定壓力的量的高壓狀態(tài)。于是，通過壓力 調(diào)節(jié)閥104的作用，作業(yè)部用液壓泵101的噴出壓力(也稱為動 作量或負(fù)荷)增大，隨之發(fā)動機負(fù)荷增大。其結(jié)果是，為了維持節(jié)流閥桿30的設(shè)定轉(zhuǎn) 速，發(fā)動機輸出(燃料噴射量)增大，廢氣溫度上升。當(dāng)切換電磁閥106切換驅(qū)動到先導(dǎo)壓排出狀態(tài)時，從背壓機構(gòu)105的背壓室105a 流出動作油，彈簧105c利用自身的彈性恢復(fù)力而伸長，由此，利用壓力調(diào)節(jié)閥104的作 用，作業(yè)部用液壓泵101的噴出壓力降低至通常狀態(tài)，隨之發(fā)動機負(fù)荷減低。該情況下，由于向作業(yè)部液壓回路103側(cè)供給與沒有壓力調(diào)節(jié)閥104的情況大致 相同的壓力及流量的動作油，因此，壓力調(diào)節(jié)閥104的存在造成的對作業(yè)部液壓回路103 的影響被抑制在最小限度。壓力調(diào)節(jié)閥104和切換電磁閥106的組合相當(dāng)于權(quán)利要求中記載的強制動作閥裝 置。另外，切換電磁閥106通常(沒有來自控制器80的控制信息時)為順暢地進行作業(yè) 部用液壓泵101和作業(yè)部液壓回路103之間的動作油的循環(huán)供給而成為先導(dǎo)壓排出狀態(tài)。 因此，壓力調(diào)節(jié)閥104 —般為在作業(yè)部用液壓泵101側(cè)沒有壓力上升的通常狀態(tài)。如圖4所詳示的那樣，作業(yè)部液壓回路103具備單動形的升降控制液壓缸95和 復(fù)動形的傾斜控制液壓98，作業(yè)部用液壓泵101經(jīng)由分流弁113與用于控制動作油向升降 控制液壓缸95的供給的升降用液壓切換閥111、和用于控制向傾斜控制液壓缸98供給動 作油的傾斜控制電磁閥112連接。升降用液壓切換閥111利用作業(yè)部定位桿39的手動操作可切換動作地構(gòu)成。傾 斜控制電磁閥112的構(gòu)成為，通過與配置于液壓式升降機構(gòu)20的上面的滾動傳感器(圖 示省略)及作業(yè)部位置傳感器(圖示省略)的檢測信息相對應(yīng)的電磁螺線管的驅(qū)動而自動 地進行切換動作。當(dāng)由作業(yè)部定位桿39的手動操作對升降用液壓切換閥111進行切換動作時，升 降控制液壓缸95進行伸縮驅(qū)動，使左右提升臂96升降轉(zhuǎn)動。其結(jié)果是，經(jīng)由左右下聯(lián) 桿21使回轉(zhuǎn)式耕耘機15進行升降動作。另外，當(dāng)基于滾動傳感器及作業(yè)機位置傳感器的檢測信息而傾斜控制電磁閥112 自動地進行切換動作時，傾斜控制液壓缸98進行伸縮驅(qū)動，從而活塞桿99的長度發(fā)生變 化。其結(jié)果是，回轉(zhuǎn)式耕耘機15經(jīng)由左右下聯(lián)桿21左右傾斜。另外，在作業(yè)部液壓回 路103還具備安全閥、流量調(diào)節(jié)閥、檢查閥等(參照圖4)。(3).用于執(zhí)行過濾器再生控制的構(gòu)成下面，參照圖3、圖6及圖7說明用于執(zhí)行過濾器再生控制的構(gòu)成。作為搭載于拖拉機1的控制裝置的控制器80，通過利用基于壓力傳感器68的檢 測信息的壓力調(diào)節(jié)閥104的壓力調(diào)節(jié)，使作業(yè)部用液壓泵101的噴出壓力增大，由此執(zhí)行 使發(fā)動機負(fù)荷L增大的過濾器再生控制，除具備執(zhí)行各種運算處理、控制的CPU81外， 還具備用于存儲控制程序或數(shù)據(jù)的ROM82、用于暫時存儲控制程序或數(shù)據(jù)的RAM83、 及輸入輸出接口等。在控制器80上連接有設(shè)于燃料供給裝置即燃料噴射泵44的電子調(diào)節(jié)器87、檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的作為轉(zhuǎn)速檢測裝置的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)傳感器88、從燃料噴射泵44的齒條位置檢 測燃料噴射量的作為負(fù)荷檢測裝置的齒條位置傳感器89、檢測節(jié)流閥桿30的操作位置的 節(jié)流閥電位計90、作為堵塞檢測裝置的壓力傳感器68、控制切換電磁閥106的驅(qū)動的電 磁螺線管107。當(dāng)對節(jié)流閥桿30進行手動操作時，控制器80以發(fā)動機轉(zhuǎn)速R達到節(jié)流閥桿30 的設(shè)定轉(zhuǎn)速的方式基于節(jié)流閥電位計90的檢測信息驅(qū)動齒條驅(qū)動用的電磁螺線管(圖示 省略)，調(diào)節(jié)燃料噴射泵44的齒條位置。因此，發(fā)動機轉(zhuǎn)速R被保持在與節(jié)流閥桿30的 位置相對應(yīng)的值。(4).過濾器再生控制的說明
下面，參照圖7及圖8說明過濾器再生控制之一例。另外，成為壓力調(diào)節(jié)閥104 動作的觸發(fā)器的基準(zhǔn)負(fù)荷率、即基準(zhǔn)負(fù)荷Ls (基準(zhǔn)負(fù)荷值)被存儲于控制器80的ROM82 等并被預(yù)先設(shè)定。在此，所謂發(fā)動機5的負(fù)荷率是指將由齒條位置傳感器89檢測出的發(fā) 動機負(fù)荷L的最高時設(shè)為100%，計算作業(yè)中的發(fā)動機負(fù)荷L的比率，空轉(zhuǎn)狀態(tài)的負(fù)荷率 為0(零)。圖7所示的說明圖是表示第一實施方式的發(fā)動機5驅(qū)動時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速R和發(fā)動 機負(fù)荷L(也稱為齒條位置)的關(guān)系的負(fù)荷圖形LP的圖。圖7中，將發(fā)動機轉(zhuǎn)速R作為 橫軸，將與齒條位置處于相關(guān)關(guān)系的發(fā)動機負(fù)荷L作為縱軸。該情況下，基準(zhǔn)負(fù)荷值Ls 由L = Ls的水平的直線表示。第一實施方式的負(fù)荷圖形LP為向上的凸的線包圍的區(qū)域，由表示廢氣溫度為能 夠再生溫度(例如約300°C )時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速R和發(fā)動機負(fù)荷L的關(guān)系的邊界線BL上下 分開。隔著邊界線BL的上側(cè)的區(qū)域為能夠?qū)⒍逊e于過濾器主體54的PM氧化除去的(氧 化催化劑53進行氧化作用)能夠再生區(qū)域，下側(cè)的區(qū)域為不能將PM氧化除去而堆積于 過濾器主體54的不能再生區(qū)域。使用圖8所示的流程圖說明過濾器再生控制的流程。首先，緊接著啟動，讀入 預(yù)先存儲于ROM82的基準(zhǔn)負(fù)荷值Ls、齒條位置傳感器109的檢測值(發(fā)動機負(fù)荷Li)、 發(fā)動機旋轉(zhuǎn)傳感器88的檢測值(發(fā)動機轉(zhuǎn)速Rl)、預(yù)先存儲于ROM82的基準(zhǔn)壓力值Ps、 壓力傳感器68的檢測值P (步驟Si)，根據(jù)基準(zhǔn)壓力值Ps和壓力傳感器68的檢測值P的 壓力差Δ P的大小來判斷對發(fā)動機輸出帶來故障時過濾器主體54上是否堆積PM (步驟 S2)。若在過濾器主體54沒有堆積PM(S2 否)，則直接返回。若在過濾器主體54 上堆積了 PM(S2:是)，則過濾器50內(nèi)的流通阻力增大，導(dǎo)致發(fā)動機輸出降低。于是， 判斷現(xiàn)時刻的發(fā)動機負(fù)荷Ll是否為基準(zhǔn)負(fù)荷值Ls以下(步驟S3)。現(xiàn)時刻的發(fā)動機負(fù)荷Ll例如相當(dāng)于驅(qū)動動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)(圖示省略)、液壓式升降 機構(gòu)20、PTO軸23及后輪4等所需要的負(fù)荷的總和。若現(xiàn)時刻的發(fā)動機負(fù)荷Ll比基準(zhǔn) 負(fù)荷值Ls大(S3:否)，則現(xiàn)時刻的發(fā)動機負(fù)荷Ll處于可再生區(qū)域的可能性高，可以說 是能夠?qū)⒍逊e于過濾器主體54的PM氧化除去(氧化催化劑53進行氧化作用)的狀態(tài)， 因此，不需要使壓力調(diào)節(jié)閥104動作。于是直接返回。若現(xiàn)時刻的發(fā)動機負(fù)荷Ll在基準(zhǔn)負(fù)荷值Ls以下(S3 :是)，則現(xiàn)時刻的發(fā)動機 負(fù)荷Ll處于不能再生區(qū)域的可能性高，不能將PM氧化除去而是堆積于過濾器主體54的狀態(tài)。于是，控制器80使切換電磁閥106的電磁螺線管107勵磁，將切換電磁閥106切 換驅(qū)動為先導(dǎo)壓施加狀態(tài)(步驟S4)。 于是，壓力調(diào)節(jié)閥104利用背壓機構(gòu)105的作用而被切換驅(qū)動為使作業(yè)部用液壓 泵101側(cè)的壓力增大規(guī)定壓力的量的高壓狀態(tài)，由此，對作業(yè)部用液壓泵101加上虛擬負(fù) 荷AL，作業(yè)部用液壓泵101的噴出壓力增大。而且，伴隨作業(yè)部用液壓泵101的噴出 壓力的增大，發(fā)動機負(fù)荷Ll超出邊界線BL，增大與上述規(guī)定壓力相對應(yīng)的虛擬負(fù)荷AL 的量，成為發(fā)動機負(fù)荷L2( = Ll+AL)。與此同時，為維持節(jié)流閥桿30的設(shè)定轉(zhuǎn)速，發(fā) 動機輸出(燃料噴射量)增大，廢氣溫度上升。其結(jié)果是，在廢氣通過氧化催化劑53及過濾器主體54時，廢氣溫度超過可再生 溫度，通過氧化催化劑53的作用將廢氣中的NO氧化成不穩(wěn)定的NO2,通過NO2返回NO 時放出的O (氧)將堆積于過濾器主體54的PM氧化除去，過濾器主體54的PM捕集能 力恢復(fù)(過濾器主體54再生)。在將切換電磁閥106切換驅(qū)動為先導(dǎo)壓施加狀態(tài)后，再次讀入齒條位置傳感器 109的檢測值(發(fā)動機負(fù)荷L2')、和壓力傳感器68的檢測值P'(步驟S5)，判斷發(fā)動 機負(fù)荷L2'是否超過了基準(zhǔn)負(fù)荷值Ls (步驟S6)。若發(fā)動機負(fù)荷L2'未超過基準(zhǔn)負(fù)荷值Ls(S6 否)，則繼續(xù)壓力調(diào)節(jié)閥104的壓 力調(diào)節(jié)，所以返回步驟S5。若發(fā)動機負(fù)荷L2'超過了基準(zhǔn)負(fù)荷值Ls(S6:是)，則稱為 即使沒有虛擬負(fù)荷AL,例如僅通過驅(qū)動動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)等所需的負(fù)荷的總和，也達到可再 生區(qū)域的可能性高的狀態(tài)。于是，為解除壓力調(diào)節(jié)閥104的作業(yè)部用液壓泵101的噴出 壓力增大，控制器80使切換電磁閥106的電磁螺線管107勵磁，通過使切換電磁閥106 返回先導(dǎo)壓排出狀態(tài)，將壓力調(diào)節(jié)閥104切換驅(qū)動為通常狀態(tài)，使作業(yè)部用液壓泵101的 噴出壓力降低至本來的狀態(tài)(步驟S7)。根據(jù)以上的控制，利用基于壓力傳感器68的檢測信息的壓力調(diào)節(jié)閥104的壓力 調(diào)節(jié)，使作業(yè)部用液壓泵101的噴出壓力增大，由此，使發(fā)動機負(fù)荷L增大，其結(jié)果是廢 氣溫度上升，因此，例如即使現(xiàn)時刻的發(fā)動機負(fù)荷Ll處于不能再生區(qū)域，不能將PM氧 化除去而為堆積于過濾器主體54的狀態(tài)，也能夠使廢氣溫度上升到可再生溫度以上，將 PM氧化除去，不限于發(fā)動機5的驅(qū)動狀態(tài)(轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的狀態(tài))而能夠可靠地恢復(fù)過濾 器主體54的PM捕集能力。另外，調(diào)節(jié)作業(yè)部用液壓泵101的噴出壓力的切換電磁閥106及壓力調(diào)節(jié)閥104 在發(fā)動機負(fù)荷Ll為基準(zhǔn)負(fù)荷值Ls以下的情況下動作，因此，例如在現(xiàn)時刻的發(fā)動機負(fù)荷 Ll處于可再生區(qū)域，將堆積于過濾器主體54的PM直接氧化除去的狀態(tài)下，壓力調(diào)節(jié)閥 104維持在通常狀態(tài)，不會從作業(yè)部用液壓泵101向發(fā)動機5作用過剩的負(fù)荷。S卩，不能 進行過濾器再生控制。因此，能夠有效到執(zhí)行過濾器50的再生，能夠抑制伴隨過濾器再 生控制的燃耗的惡化。另外，在發(fā)動機負(fù)荷L超過基準(zhǔn)負(fù)荷值Ls的情況下，將壓力調(diào)節(jié)閥104的壓力 調(diào)節(jié)解除，因此，由于作業(yè)部用液壓泵101的負(fù)荷，不會對發(fā)動機5作用過剩的負(fù)荷。因 此，能夠可靠地抑制對作業(yè)部用液壓泵101的虛擬負(fù)荷造成的發(fā)動機滅火，并且能夠降 低能量損失而有效地利用發(fā)動機輸出。(5).強制動作閥裝置的周邊構(gòu)造的其它例
圖9表示強制動作閥裝置的周邊構(gòu)造的其它例。該其它例中，在沒有第一實施 方式的先導(dǎo)泵102，且將切換電磁閥106的泵側(cè)第一端口 106a與作業(yè)部用液壓泵101的噴 出側(cè)連接這一點上與上述的實施方式不同。其它構(gòu)成與第一實施方式相同。如圖9所示，也可以通過從作業(yè)部用液壓泵101噴出的動作油的自身壓力來控制 壓力調(diào)節(jié)閥104。S卩，只要以將作業(yè)部用液壓泵101的噴出側(cè)分支連接于切換電磁閥106 的泵側(cè)第一端口 106a，利用來自控制器80的切換指令使自身壓力流入背壓機構(gòu)105的背 壓室105a的方式構(gòu)成即可。該情況下，通過使背壓室105a的活塞截面積比壓力調(diào)節(jié)閥 104的調(diào)壓室截面積大，可以進行壓力調(diào)節(jié)閥104的切換驅(qū)動(壓力調(diào)節(jié))。采用這種構(gòu)成時，與第一實施方式的情況相比，需要泵數(shù)減少，因此，構(gòu)成變得簡單，可以有助于 制造成本的抑制。(6).強制動作閥裝置的第二實施方式圖10表示強制動作閥裝置的第二實施方式。第二實施方式中，將ON · OFF控 制型的切換電磁閥106變更為能夠調(diào)節(jié)向背壓室105a的動作油供給壓力的先導(dǎo)壓調(diào)節(jié)電 磁閥116這一點上，與第一實施方式不同。先導(dǎo)壓調(diào)節(jié)電磁閥116的構(gòu)成為，通過基于來自控制器80的控制信息的電磁螺 線管117的勵磁來調(diào)節(jié)對背壓機構(gòu)105的背壓室105a施加的先導(dǎo)壓。因此，壓力調(diào)節(jié)閥 104的作業(yè)部用液壓泵101側(cè)的調(diào)節(jié)壓力根據(jù)經(jīng)過了先導(dǎo)壓調(diào)節(jié)電磁閥116的動作油供給 壓力進行調(diào)節(jié)。壓力調(diào)節(jié)閥104的作業(yè)部液壓回路103側(cè)的壓力與第一實施方式的情況 相同地被保持在一定。另外，先導(dǎo)壓調(diào)節(jié)電磁閥116通常(沒有來自控制器80的控制信 息時)以不對壓力調(diào)節(jié)閥104施加先導(dǎo)壓的方式設(shè)定。其它構(gòu)成與第一實施方式相同。其它例的過濾器再生控制的方式與第一實施方式基本上相同。該情況下，在圖 8的步驟S4中，控制器80使先導(dǎo)壓調(diào)節(jié)電磁閥116的電磁螺線管117勵磁，提高先導(dǎo)壓 調(diào)節(jié)電磁閥116的動作油供給壓力，由此，提高壓力調(diào)節(jié)閥104的調(diào)節(jié)壓力，使發(fā)動機負(fù) 荷L比基準(zhǔn)負(fù)荷值Ls大。在采用這種控制的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)與第一實施方式相同的作用效果。特別 是在第二實施方式中，由于可以任意變更先導(dǎo)壓調(diào)節(jié)電磁閥116的動作油供給壓力，所 以可以任意地調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥104的調(diào)節(jié)壓力、進而調(diào)節(jié)發(fā)動機負(fù)荷L的上升幅度(虛擬 負(fù)荷)AL。因此，對伴隨過濾器再生控制的燃耗惡化的抑制發(fā)揮好的效果。另外，在第二實施方式的情況下，如圖11的其它例所示，也可通過從作業(yè)部用 液壓泵101噴出的動作油的自身壓力控制壓力調(diào)節(jié)閥104。S卩，也可構(gòu)成為，將作業(yè)部用 液壓泵101的噴出側(cè)分支連接于先導(dǎo)壓調(diào)節(jié)電磁閥116的吸引側(cè)，利用來自控制器80的 切換指令向背壓機構(gòu)105的背壓室105a流入自身壓力。(7).其它本申請發(fā)明不限于上述的實施方式，可具體化為各種方式。例如應(yīng)用本發(fā)明的 發(fā)動機不限于柴油式，也可以是燃?xì)獍l(fā)動機或汽油發(fā)動機。另外，不限于拖拉機等農(nóng)業(yè) 作業(yè)機上搭載的發(fā)動機，對于特殊作業(yè)用車輛、汽車或發(fā)電機等上搭載的發(fā)動機也可以 應(yīng)用本發(fā)明。另外，各部分的構(gòu)成不限于圖示的實施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范 圍內(nèi)可進行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種廢氣凈化裝置，其構(gòu)成為具備配置于發(fā)動機的排氣路徑的廢氣凈化用的過 濾裝置；由所述發(fā)動機的動力驅(qū)動的液壓負(fù)荷機構(gòu)；能夠檢測所述過濾裝置的堵塞狀態(tài) 的堵塞檢測裝置；用于使所述液壓負(fù)荷機構(gòu)的動作量強制增大的強制動作閥裝置，利用 基于所述堵塞檢測裝置的檢測信息的所述強制動作閥裝置的動作，使所述液壓負(fù)荷機構(gòu) 的動作量增大，由此維持發(fā)動機轉(zhuǎn)速，同時使發(fā)動機負(fù)荷增大，使所述過濾裝置再生。
2.如權(quán)利要求1所述的廢氣凈化裝置，其中，所述強制動作閥裝置是在作為所述液壓 負(fù)荷機構(gòu)的作業(yè)部用液壓泵和處于所述作業(yè)部用液壓泵的下游側(cè)的作業(yè)部液壓回路之間 設(shè)置的壓力調(diào)節(jié)閥，所述壓力調(diào)節(jié)閥的構(gòu)成為，將所述作業(yè)部液壓回路側(cè)的壓力流量保 持在一定，能夠使所述作業(yè)部用液壓泵側(cè)的壓力增大。
3.如權(quán)利要求2所述的廢氣凈化裝置，其中，所述壓力調(diào)節(jié)閥的構(gòu)成為，以在發(fā)動機 負(fù)荷在預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)負(fù)荷值以下的情況下使所述作業(yè)部用液壓泵側(cè)的壓力增大規(guī)定壓 力的量的方式進行動作。
4.如權(quán)利要求3所述的廢氣凈化裝置，其中，在發(fā)動機負(fù)荷超過所述基準(zhǔn)負(fù)荷值的情 況下，解除所述壓力調(diào)節(jié)閥進行的所述作業(yè)部用液壓泵側(cè)的壓力增大。
全文摘要
一種廢氣凈化裝置，其設(shè)于發(fā)動機上，能夠以簡單的構(gòu)成高效地執(zhí)行利用化學(xué)反應(yīng)使過濾裝置的PM捕集能力恢復(fù)的過濾器再生控制。本發(fā)明的廢氣凈化裝置具備配置于發(fā)動機(5)的排氣路徑的廢氣凈化用的微粒過濾器(50)、由發(fā)動機(5)的動力驅(qū)動的作業(yè)部用液壓泵(101)、可檢測微粒過濾器(50)的堵塞狀態(tài)的壓力傳感器(68)、用于使作業(yè)部用液壓泵(101)的動作量強制增大的壓力調(diào)節(jié)閥(104)及切換電磁閥(106)。通過基于壓力傳感器(68)的檢測信息的壓力調(diào)節(jié)閥(104)的壓力調(diào)節(jié)使作業(yè)部用液壓泵(101)的噴出壓力增大，由此執(zhí)行使發(fā)動機負(fù)荷增大的過濾器再生控制。
文檔編號B01D53/94GK102016245SQ20088012889
公開日2011年4月13日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者原道彥, 增田宏司, 松山博志, 鹽崎修司 申請人:洋馬株式會社