本發(fā)明涉及具備排氣后處理裝置的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)，更具體地，涉及通過將所述排氣后處理裝置中設(shè)置的濾芯(filter element)上捕捉的顆粒物質(zhì)(Particulate matter/以下稱“PM”)燃燒并除去而使所述濾芯再生的方法，以及具備用于執(zhí)行所述再生方法的結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型的壓縮機(jī)。

背景技術(shù)：

用發(fā)動機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī)主體的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)，即使在電源難以保證的情況下也能獲得壓縮空氣，特別是將壓縮機(jī)主體、發(fā)動機(jī)和其他必要設(shè)備收容在隔音箱內(nèi)一體化的封裝型的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)，由于移動和設(shè)置容易，所以作為土木、建筑工地等中的壓縮空氣的供給源廣泛使用。

這種發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)，從控制運(yùn)行成本的目的出發(fā)，作為驅(qū)動壓縮機(jī)主體的發(fā)動機(jī)，使用以相比汽油燃燒效率高、油耗優(yōu)異的輕油為燃料的柴油發(fā)動機(jī)。

所述柴油發(fā)動機(jī)在結(jié)構(gòu)上相比汽油發(fā)動機(jī)在燃燒時和排氣一起排出的顆粒物質(zhì)(PM)更多。由于所述PM成為大氣污染和健康損害的原因，所以通過排氣限制對從柴油發(fā)動機(jī)排出的PM的限制值(每單位輸出的質(zhì)量[g/kWh])進(jìn)行了規(guī)定。為了應(yīng)對所述排出限制，在柴油發(fā)動機(jī)的排氣通道中，設(shè)置被稱作柴油微粒過濾器(Diesel Particulate Filter:DPF)的排氣后處理裝置(以下僅稱為“DPF”)，試圖降低PM的排出量。

所述DPF通過由內(nèi)置濾芯捕捉排氣中的PM，使PM的排出量減少，所以隨著持續(xù)使用，PM不斷堆積在濾芯上而產(chǎn)生堵塞。而后，因所述堵塞使排氣阻力提高，會招致發(fā)動機(jī)的輸出降低和油耗的惡化，所以需要進(jìn)行將濾芯上堆積的PM除去而使濾芯再生的處理。

作為這種濾芯的再生方式的一種，公開有在DPF內(nèi)的入口側(cè)設(shè)置氧化催化劑并在氧化催化劑的下游側(cè)收容濾芯的連續(xù)再生型的DPF。所述連續(xù)再生型的DPF在發(fā)動機(jī)的工作中，氧化催化劑的溫度因排氣的熱量而上升到活性溫度以上時，通過氧化催化劑的作用生成NO₂，將NO₂作為氧化劑使PM燃燒，由此能夠在比PM通過氧而燃燒的自燃溫度低的溫度使濾芯再生，在發(fā)動機(jī)的工作中，利用排氣的熱量使PM連續(xù)燃燒并除去。

可是，在這種連續(xù)再生型的DPF中，發(fā)動機(jī)在低負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下長時間運(yùn)轉(zhuǎn)等時，在排氣溫度低于氧化催化劑的活性化溫度的狀態(tài)下長時間運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，由于不會生成NO₂而不能使PM燃燒，所以PM在濾芯上不斷堆積。而后，當(dāng)濾芯上堆積了超過一定量的PM而導(dǎo)致排氣阻力上升后，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)移到高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，由于高排氣阻力的影響，排氣溫度比通常的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時溫度高，濾芯上堆積的大量PM開始自燃并產(chǎn)生高溫，所述熱量使DPF主體和DPF內(nèi)收容的濾芯(以下為濾芯等)產(chǎn)生裂紋和熔損。

因此，在連續(xù)再生型的DPF中，也并用如下強(qiáng)制再生方式(專利文獻(xiàn)1)：當(dāng)濾芯上的PM的堆積量達(dá)到規(guī)定量以上時，通過燃料的后噴射和噴射時期的延遲使排氣溫度上升，從而使DPF內(nèi)的氧化催化劑的溫度上升到活性溫度以上，由此將NO₂作為氧化劑使濾芯上堆積的PM強(qiáng)制燃燒。

另外，盡管沒有公開關(guān)于DPF的結(jié)構(gòu)，但是作為有關(guān)發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法的發(fā)明，公開有專利文獻(xiàn)2、3。

這里所述的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)，為了以低油耗對消費(fèi)側(cè)供給一定壓力的壓縮空氣，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，進(jìn)行容量控制和速度控制(專利文獻(xiàn)2、3)。

其中的容量控制是指下述控制：在壓縮機(jī)主體的吐出側(cè)壓力因壓縮空氣的消耗而低于規(guī)定的設(shè)定壓力時，開放壓縮機(jī)主體的吸入口，向進(jìn)行空氣的吸入和壓縮的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移，并且在壓縮機(jī)主體的吐出側(cè)壓力達(dá)到規(guī)定的設(shè)定壓力以上時，關(guān)閉壓縮機(jī)主體的吸入口，向停止空氣的吸入和壓縮的無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移。

此外，速度控制是指下述控制：隨著壓縮機(jī)主體的吐出側(cè)壓力變低，提高發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且隨著壓縮機(jī)主體的吐出側(cè)壓力變高，降低發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。

另外，上述的專利文獻(xiàn)3所述的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型作業(yè)機(jī)，在壓縮機(jī)主體的吸入口關(guān)閉的狀態(tài)下進(jìn)行前述的無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，通過將壓縮機(jī)主體的吐出側(cè)的壓力大氣開放或向吸入閥的吸入流道導(dǎo)入，降低無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)動機(jī)的負(fù)荷。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利公開公報特開2001-280118號

專利文獻(xiàn)2：日本專利公開公報特開2005-120917號

專利文獻(xiàn)3：日本專利第5312272號

作為上述的專利文獻(xiàn)1介紹的強(qiáng)制再生方法，盡管是汽車上裝載的DPF的強(qiáng)制再生，但是DPF的強(qiáng)制再生不僅是汽車上裝載的DPF所需的處理，也是發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)上裝載的DPF所需的處理。

可是，專利文獻(xiàn)1介紹的強(qiáng)制再生方法，是在汽車的行駛中，在發(fā)動機(jī)的負(fù)荷發(fā)生變化的狀態(tài)下進(jìn)行的強(qiáng)制再生(在本說明書中稱“負(fù)荷變動型強(qiáng)制再生”)。

即，前述的強(qiáng)制再生是在PM大量堆積前，當(dāng)PM的堆積量超過規(guī)定量時，通過將NO₂作為氧化劑使PM強(qiáng)制燃燒，防止大量PM在濾芯上自燃時產(chǎn)生的放熱使濾芯破損，即使在前述的規(guī)定量的PM燃燒時，在PM的燃燒速度快的情況下，濾芯也會因瞬間被施加高熱而破損。

因此，需要使強(qiáng)制再生時的DPF內(nèi)溫度達(dá)到氧化催化劑的活性溫度以上，并且必須維持不足PM的自燃溫度(通過氧的燃燒溫度)的溫度。

這里，DPF內(nèi)的溫度因發(fā)動機(jī)的排氣溫度而變化，發(fā)動機(jī)的排氣溫度因發(fā)動機(jī)的負(fù)荷的變動而變化。因此，在排氣溫度因發(fā)動機(jī)的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而較低的狀態(tài)中，為提高氧化催化劑的溫度也采用溫度上升單元(主要后噴射)。

可是，即使在排氣溫度因發(fā)動機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而較低的狀態(tài)下開始后噴射，利用后噴射使氧化催化劑的溫度上升到活性溫度以上也需要數(shù)分～10分鐘左右，而且利用達(dá)到活性溫度以上的氧化催化劑生成的NO₂使PM強(qiáng)制燃燒、至濾芯的再生結(jié)束為止，需要以氧化催化劑在活性溫度以上的狀態(tài)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)20～30分鐘。

對此，重復(fù)在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中僅極短時間成為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、隨后返回低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)動作時，后噴射的燃料噴射量伴隨負(fù)荷變動而增減，或者重復(fù)在暫時的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時后噴射停止的動作，因此氧化催化劑的溫度變得不穩(wěn)定，不能保持活性溫度以上的狀態(tài)，由于不能穩(wěn)定/持續(xù)生成NO₂，所以不能使PM燃燒，或者，盡管處于強(qiáng)制再生執(zhí)行中，但如果操作者使發(fā)動機(jī)停止，則PM的燃燒也中止，所以不僅不能使濾芯再生，PM的堆積量還會增加，盡管具有強(qiáng)制再生(負(fù)荷變動型強(qiáng)制再生)功能，但濾芯上大量堆積PM而導(dǎo)致排氣阻力升高，當(dāng)排氣溫度異常上升而到達(dá)PM的自燃溫度時，大量堆積的PM急劇自燃，DPF主體和濾芯存在破損的危險。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在此，本發(fā)明的目的是，代替前述的“負(fù)荷變動型強(qiáng)制再生”或者與“負(fù)荷變動型強(qiáng)制再生”并用，作為發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)中設(shè)置的DPF的新型強(qiáng)制再生方法，提供能夠在將發(fā)動機(jī)的負(fù)荷維持為一定的狀態(tài)、隨之將DPF內(nèi)的溫度穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行的強(qiáng)制再生(以下稱“定負(fù)荷型強(qiáng)制再生”)，并且提供具備用于實(shí)現(xiàn)所述定負(fù)荷型強(qiáng)制再生的結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)。

以下，和為了實(shí)施發(fā)明的實(shí)施方式使用的附圖標(biāo)記一起，記述用于解決問題的單元。所述附圖標(biāo)記用于使權(quán)利要求的記述和用于實(shí)施發(fā)明的實(shí)施方式的記述明確對應(yīng)，當(dāng)然不是用來限制本發(fā)明的技術(shù)性范圍的解釋。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1中的排氣后處理裝置50的再生方法的特征在于，

發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1包括：吸入被壓縮流體并壓縮的壓縮機(jī)主體10；驅(qū)動所述壓縮機(jī)主體10的發(fā)動機(jī)20；開閉所述壓縮機(jī)主體10的吸入口11的吸入閥12；根據(jù)所述壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力的變化進(jìn)行開閉所述吸入閥12的容量控制的容量控制單元30；以及進(jìn)行所述發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速控制的速度控制單元40，

在所述發(fā)動機(jī)20的排氣通道21中設(shè)置排氣后處理裝置(DPF)50，所述排氣后處理裝置(DPF)50具備用于捕捉排氣中的顆粒物質(zhì)(PM)的濾芯和氧化催化劑，

當(dāng)所述DPF50中設(shè)置的濾芯上堆積的PM量達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)制再生開始量(作為一例10g/L)以上且輸入了強(qiáng)制再生的開始指令時，

將由所述容量控制單元30進(jìn)行的容量控制無效化，關(guān)閉所述吸入閥12，并且將所述壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)大氣開放，使所述壓縮機(jī)主體10成為低負(fù)荷狀態(tài)，

并且使所述發(fā)動機(jī)20成為規(guī)定的再生轉(zhuǎn)速且切換到使排氣溫度上升的規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)構(gòu)成的強(qiáng)制再生模式的運(yùn)轉(zhuǎn)，

由此進(jìn)行使所述DPF50內(nèi)的溫度上升到所述氧化催化劑的活性溫度以上的溫度且不足所述PM的自燃溫度的溫度而使所述DPF50的所述濾芯上堆積的PM強(qiáng)制燃燒的強(qiáng)制再生處理(權(quán)利要求1)。

在上述再生方法中，所述DPF50中設(shè)置的濾芯上堆積的PM量達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)制再生開始量(作為一例10g/L)以上時，

使由所述速度控制單元40進(jìn)行的轉(zhuǎn)速控制無效化，使所述發(fā)動機(jī)20轉(zhuǎn)移到以規(guī)定的無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)速度(作為一例1350min^-1)運(yùn)轉(zhuǎn)的待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，設(shè)置等待所述強(qiáng)制再生的開始指令的輸入的前處理，

并且在所述待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式的運(yùn)轉(zhuǎn)中，輸入了所述強(qiáng)制再生的開始指令時，

將所述容量控制無效化，使所述壓縮機(jī)主體10成為所述低負(fù)荷狀態(tài)，

并且將所述發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)從所述待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換為所述強(qiáng)制再生模式，進(jìn)行所述強(qiáng)制再生處理(權(quán)利要求2)。

而且，直到經(jīng)過規(guī)定時間(作為一例30分鐘)且所述濾芯上堆積的PM量達(dá)到不足規(guī)定的強(qiáng)制再生結(jié)束量(作為一例8g/L)為止，持續(xù)進(jìn)行所述強(qiáng)制再生處理(權(quán)利要求3)。

所述強(qiáng)制再生模式中的發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)控制，可以伴隨燃料的追加噴射(權(quán)利要求4)。

另外，在本發(fā)明中“追加噴射”是指，包含主噴射后進(jìn)行的追加的燃料噴射整體，不僅是與主噴射之間明確存在不噴射燃料的時間的后噴射、遠(yuǎn)后噴射、近后噴射(JIS D 0116-5:2008)，也包含與主噴射連續(xù)進(jìn)行的燃料噴射。

而且，優(yōu)選在將所述壓縮機(jī)主體10設(shè)為所述低負(fù)荷狀態(tài)后，將發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)向所述強(qiáng)制再生模式切換(權(quán)利要求5)。

更優(yōu)選的是，在所述壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力降低到規(guī)定的下限壓力以下后，將發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)向所述強(qiáng)制再生模式切換(權(quán)利要求6)。

此外，用于執(zhí)行上述DPF的再生方法的本發(fā)明的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1，

包括：吸入被壓縮流體并壓縮的壓縮機(jī)主體10；驅(qū)動所述壓縮機(jī)主體10的發(fā)動機(jī)20；開閉所述壓縮機(jī)主體10的吸入口11的吸入閥12；根據(jù)所述壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力的變化進(jìn)行開閉所述吸入閥12的容量控制的容量控制單元30；以及進(jìn)行所述發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速控制的速度控制單元40，所述發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1的特征在于設(shè)置有：

排氣后處理裝置(DPF)50，設(shè)置在所述發(fā)動機(jī)20的排氣通道21中，捕捉排氣中的顆粒物質(zhì)(PM)；

輸入單元64，用于輸入所述DPF50的強(qiáng)制再生處理的開始指令；

強(qiáng)制再生控制部62，通過由所述輸入單元64進(jìn)行的開始指令的輸入，輸出切換信號；

低負(fù)荷化單元70，從所述強(qiáng)制再生控制部62接收切換信號，將由所述容量控制單元30進(jìn)行的容量控制無效化，關(guān)閉所述吸入閥12，并且將所述壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)大氣開放，使所述壓縮機(jī)主體10成為低負(fù)荷狀態(tài)；以及

強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82，從所述強(qiáng)制再生控制部62接收切換信號，使所述發(fā)動機(jī)20成為規(guī)定的再生轉(zhuǎn)速且轉(zhuǎn)移到使排氣溫度上升的規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)構(gòu)成的強(qiáng)制再生模式的運(yùn)轉(zhuǎn)(權(quán)利要求7)。

上述結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1中可以還設(shè)置有：

壓力檢測單元(Ps1、Ps2)，檢測所述濾芯的前后的所述DPF50內(nèi)的壓力；

堆積狀態(tài)判定單元83，接收所述壓力檢測單元(Ps1、Ps2)的檢測信號并算出所述濾芯上的PM的堆積量，并把算出的PM堆積量與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值比較，判斷濾芯上的PM的堆積狀態(tài)；以及

待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元84，當(dāng)所述堆積狀態(tài)判定單元83判斷堆積了作為應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)制再生的堆積量而預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的強(qiáng)制再生開始量以上的PM時，將由所述速度控制單元40進(jìn)行的轉(zhuǎn)速控制無效化，使所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)移到以規(guī)定的無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)速度(作為一例1350min^-1)運(yùn)轉(zhuǎn)的待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，等待由所述輸入單元64進(jìn)行的開始指令的輸入(權(quán)利要求8)。

還可以設(shè)有堵塞顯示單元63，當(dāng)所述堆積狀態(tài)判定單元83判斷堆積了所述強(qiáng)制再生開始量以上的PM時，所述堵塞顯示單元63顯示濾芯處于堵塞狀態(tài)(權(quán)利要求9)。

而且，設(shè)置用于對所述輸入單元64輸入開始指令后的經(jīng)過時間進(jìn)行計(jì)時的計(jì)時器，

所述計(jì)時器計(jì)時規(guī)定時間且所述堆積狀態(tài)判定單元83判斷所述濾芯上堆積的PM量不足規(guī)定的強(qiáng)制再生結(jié)束量(作為一例8g/L)時，

所述強(qiáng)制再生控制部62使由所述低負(fù)荷化單元70進(jìn)行的吸入閥12的控制和壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)的大氣開放結(jié)束，使由所述容量控制單元30進(jìn)行的容量控制成為有效，

并且所述強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82使強(qiáng)制再生模式下的發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束，使由所述速度控制單元40進(jìn)行的速度控制恢復(fù)(權(quán)利要求10)。

所述強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82在所述強(qiáng)制再生模式中，進(jìn)行燃料的追加噴射(權(quán)利要求11)。

此外，優(yōu)選所述強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82在壓縮機(jī)主體通過所述低負(fù)荷化單元70成為低負(fù)荷狀態(tài)后，使所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)移到所述強(qiáng)制再生模式的運(yùn)轉(zhuǎn)(權(quán)利要求12)。

此時，設(shè)置用于檢測所述壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力的吐出壓力檢測單元24，

所述強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82在所述吐出壓力檢測單元24檢測到所述壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力達(dá)到規(guī)定的下限壓力時，使所述發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到所述強(qiáng)制再生模式(權(quán)利要求13)。

利用以上說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，按照本發(fā)明的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1的DPF再生方法和執(zhí)行所述再生方法的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1，可以得到以下的顯著效果。

按照作為現(xiàn)有技術(shù)(專利文獻(xiàn)1)說明的DPF的強(qiáng)制再生，針對在汽車的行駛中進(jìn)行由此使發(fā)動機(jī)的負(fù)荷變動的狀態(tài)下的強(qiáng)制再生(負(fù)荷變動型強(qiáng)制再生)，本發(fā)明的方法是通過將由容量控制單元30進(jìn)行的容量控制無效化，將壓縮機(jī)主體10設(shè)為規(guī)定的低負(fù)荷狀態(tài)，在降低發(fā)動機(jī)的負(fù)荷并使其穩(wěn)定的狀態(tài)下且使發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速以規(guī)定的再生轉(zhuǎn)速一定的狀態(tài)下進(jìn)行DPF的強(qiáng)制再生(在本說明書中稱“定負(fù)荷型強(qiáng)制再生”)，因此不僅能避免濾芯等的破損，還能確保濾芯上堆積的PM燃燒而再生。

這里，在發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)中，即使僅關(guān)閉壓縮機(jī)主體10的吸入口11，通過不再由壓縮機(jī)主體10進(jìn)行空氣的壓縮，和吸入口11開放時比較，可以減小壓縮機(jī)主體10的負(fù)荷。

可是，僅僅關(guān)閉壓縮機(jī)主體10的吸入口11，在壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力維持高壓的狀態(tài)下，由于壓縮機(jī)主體10反抗從吐出側(cè)向吸入側(cè)回流的壓縮空氣進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)20上仍舊作用有30％左右的相對高負(fù)荷率。

對此，按照將壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)大氣開放的狀態(tài)下進(jìn)行再生處理的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，通過降低壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力，能夠使壓縮機(jī)主體10的負(fù)荷進(jìn)一步降低，可以實(shí)現(xiàn)低油耗下的再生處理，并且通過抑制再生處理時的發(fā)動機(jī)的排氣溫度的上升，能進(jìn)一步降低濾芯等破損的危險。

設(shè)置有：壓力檢測單元(Ps1、Ps2)，檢測濾芯前后的DPF50內(nèi)的壓力；堆積狀態(tài)判定單元83，根據(jù)所述壓力檢測單元(Ps1、Ps2)的檢測信號，判斷濾芯上的PM的堆積狀態(tài)；以及待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元84，當(dāng)堆積狀態(tài)判定單元83判斷濾芯上的PM的堆積量達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)制再生開始量以上時，將由速度控制單元40進(jìn)行的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制無效，以規(guī)定的無負(fù)荷轉(zhuǎn)速進(jìn)行待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，按照如上設(shè)置的結(jié)構(gòu)，在濾芯發(fā)生堵塞后、到強(qiáng)制再生開始為止期間，能防止發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)移到高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)引起PM的急劇燃燒而導(dǎo)致濾芯破損。

此外，按照設(shè)有用于顯示濾芯處于規(guī)定的堵塞狀態(tài)的堵塞顯示單元63的結(jié)構(gòu)，能夠使操作者識別DPF處于需要進(jìn)行強(qiáng)制再生處理的狀態(tài)。

通過使上述強(qiáng)制再生處理持續(xù)規(guī)定的時間且持續(xù)進(jìn)行到濾芯上堆積的PM量達(dá)到不足規(guī)定的強(qiáng)制再生結(jié)束量(作為一例8g/L)為止，能夠確保將堆積的PM燃燒、除去而使濾芯再生。

通過燃料的追加噴射使排氣溫度上升，因此通過進(jìn)行對發(fā)動機(jī)的燃料的噴射控制能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制再生所需要的DPF內(nèi)的溫度上升，不需要另外設(shè)置加熱器等加熱單元。

另外，通過在將所述壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)大氣開放后進(jìn)行強(qiáng)制再生處理，更優(yōu)選通過在壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)的壓力降低到規(guī)定的下限壓力后進(jìn)行強(qiáng)制再生處理，能夠在發(fā)動機(jī)20的負(fù)荷降低的狀態(tài)下，使發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到強(qiáng)制再生模式，能夠防止發(fā)動機(jī)上施加未預(yù)期的高負(fù)荷使排氣溫度過度上升而導(dǎo)致濾芯等破損。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)的說明圖。

圖2是主控制器(MC)和發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)的功能框圖。

圖3是本發(fā)明的另一發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)的說明圖。

圖4是本發(fā)明的又一發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)的說明圖。

圖5是示意性地表示在以規(guī)定的轉(zhuǎn)速(再生轉(zhuǎn)速)運(yùn)轉(zhuǎn)中為了向DPF供給規(guī)定的放熱量的燃料的主噴射量和追加噴射量與發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率的關(guān)系的說明圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1。

[定負(fù)荷型強(qiáng)制再生]

本發(fā)明中進(jìn)行的DPF的強(qiáng)制再生方法中，采用在排除了發(fā)動機(jī)的負(fù)荷的變動的狀態(tài)下進(jìn)行的“定負(fù)荷型強(qiáng)制再生”。

在所述“定負(fù)荷型強(qiáng)制再生”中，為了得到最佳的排氣溫度/流量以使氧化催化劑保持穩(wěn)定在活性溫度的狀態(tài)，設(shè)定作為強(qiáng)制再生時的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的規(guī)定的再生轉(zhuǎn)速，并預(yù)先設(shè)定用于維持再生轉(zhuǎn)速的燃料主噴射量，而且預(yù)先設(shè)定使氧化催化劑的溫度上升的追加噴射的燃料噴射量。

本申請采用的定負(fù)荷型強(qiáng)制再生與作為現(xiàn)有技術(shù)說明的負(fù)荷變動型強(qiáng)制再生不同，在強(qiáng)制再生中，發(fā)動機(jī)維持設(shè)定的再生轉(zhuǎn)速，因此排除了發(fā)動機(jī)的負(fù)荷變動，所以追加噴射的燃料噴射量固定在一定量。即，由燃料主噴射和追加噴射供給的燃料的總量以如下方式設(shè)定：使通過燃料的燃燒對DPF供給的放熱量在氧化催化劑的活性溫度以上且不超過DPF的容許溫度。

這里，如果把在發(fā)動機(jī)維持在一定的再生轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下對DPF供給再生需要的一定的放熱量的燃料的主噴射量、追加噴射量和發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率的關(guān)系示意性地進(jìn)行表示，則如圖5所示。

即，為了在發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率增加時使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速維持一定，需要增加燃料的主噴射量。

另一方面，如果伴隨發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率的增加，使主噴射量增加而使伴隨主噴射的燃料的燃燒的放熱量增大，則即使追加噴射量減少，也可以對DPF供給再生所需要的放熱量。

而后，關(guān)于所述燃料噴射量(主噴射和追加噴射)的設(shè)定，在將壓縮機(jī)主體10的吸入口11關(guān)閉并將壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)大氣開放的低負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行的本發(fā)明的強(qiáng)制再生中，以發(fā)動機(jī)負(fù)荷率0％的條件進(jìn)行設(shè)定，作為一例在圖5所示的例子中，通過將主噴射量設(shè)為Fm1、將追加噴射量設(shè)為Fa，可以得到需要的放熱量。

對此，現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)即使是壓縮機(jī)主體10的吸入口11關(guān)閉、壓縮機(jī)主體10不進(jìn)行空氣的壓縮的卸載運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，但是在壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力維持高壓的狀態(tài)下，反抗從吐出側(cè)向吸入側(cè)回流的壓縮空氣進(jìn)行壓縮機(jī)主體10的運(yùn)轉(zhuǎn)，所以發(fā)動機(jī)20上仍舊施加有30％左右的比較高的負(fù)荷。

因此，在現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)中，將追加噴射量設(shè)為Fa執(zhí)行定負(fù)荷型強(qiáng)制再生時，控制發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)80，為了在30％的負(fù)荷狀態(tài)下也維持既定的再生轉(zhuǎn)速，以與負(fù)荷率30％相當(dāng)?shù)闹鲊娚淞?圖5中的Fm2)進(jìn)行主噴射，因此相對于以負(fù)荷率0％進(jìn)行強(qiáng)制再生的本發(fā)明的總?cè)剂蠂娚淞?主噴射Fm1+追加噴射Fa)，以負(fù)荷率30％進(jìn)行強(qiáng)制再生的現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)中的強(qiáng)制再生的總噴射量，增加主噴射量的增加(Fm2-Fm1＝α)部分。

其結(jié)果，通過由增量的燃料主噴射量α和一定量的追加噴射Fa供給的燃料的總量的燃燒，供給至DPF的放熱量對DPF過度加熱，而存在超過DPF的容許溫度而達(dá)到PM的自燃溫度的危險。

因此，本申請的發(fā)明采用了定負(fù)荷型強(qiáng)制再生時能使發(fā)動機(jī)在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。

[發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)]

圖1表示了本發(fā)明的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1的結(jié)構(gòu)例。

所述發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1具備吸入空氣并壓縮后吐出的壓縮機(jī)主體10，以及用于驅(qū)動所述壓縮機(jī)主體10的發(fā)動機(jī)(柴油發(fā)動機(jī))20。

前述的壓縮機(jī)主體10在本實(shí)施方式中采用將吸入的空氣和冷卻油一起壓縮后吐出的油冷式的螺桿壓縮機(jī)，壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)和儲氣罐91連通，在儲氣罐91內(nèi)進(jìn)行壓縮空氣和冷卻油的一次分離，并且將在儲氣罐91分離的冷卻油借助供油回路92導(dǎo)入壓縮機(jī)主體10的供油口，能夠循環(huán)使用。

另一方面，在儲氣罐91中油分被一次分離后的壓縮空氣，在通過分離器93時，可以將所述壓縮空氣中仍舊殘留的油分分離、除去后，借助服務(wù)閥94導(dǎo)入與消費(fèi)側(cè)連接的空壓設(shè)備(未圖示)。

在從儲氣罐91至消費(fèi)側(cè)的流道中設(shè)有止回閥95，防止從所述止回閥95至消費(fèi)側(cè)的消費(fèi)流道96側(cè)的流體，向形成在壓縮機(jī)主體10和止回閥95之間的吐出流道97側(cè)回流。

在所述吐出流道97和吸入閥12之間設(shè)有容量控制單元30，所述容量控制單元30根據(jù)壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力(吐出流道97內(nèi)的壓力)的變化進(jìn)行吸入閥12的開閉控制，在圖示的實(shí)施方式中，所述容量控制單元30由控制流道31和壓力調(diào)節(jié)閥32構(gòu)成，所述控制流道31的一端和所述吐出流道97連通，另一端和吸入閥12的閉閥受壓室連通，所述壓力調(diào)節(jié)閥32根據(jù)所述吐出流道97內(nèi)的壓力使控制流道31開閉。

另外，圖示的實(shí)施方式中，表示了設(shè)置在吸入閥12的閉閥受壓室與控制流道31的另一端連通的結(jié)構(gòu)，但是當(dāng)吸入閥12另外具備調(diào)節(jié)器等閥體開閉機(jī)構(gòu)時，所述開閉機(jī)構(gòu)的工作壓室也包含在本申請中的“吸入閥21的閉閥受壓室”中。

此外，在前述的吐出流道97和設(shè)置在吸入閥12的一次側(cè)的吸入流道98之間設(shè)置有低負(fù)荷化單元70，在執(zhí)行后述強(qiáng)制再生處理時，所述低負(fù)荷化單元70通過將容量控制單元30無效化，將設(shè)置在壓縮機(jī)主體10的吸入口11的吸入閥12關(guān)閉，并且將壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)(吐出流道97)大氣開放，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)主體10的低負(fù)荷狀態(tài)。

按照圖示的實(shí)施方式，所述低負(fù)荷化單元70包括：一端與吐出流道97連通、另一端與吸入流道98連通的放氣流道71；作為利用來自后述的主控制器(MC)60的控制信號將所述放氣流道71開閉的電磁開閉閥的放氣閥72；以及在所述放氣閥72的二次側(cè)將放氣流道71與吸入閥12的閉閥受壓室連通的閉閥保持回路73。

前述的發(fā)動機(jī)20的排氣通道(排氣管)21中設(shè)有用于除去排氣中所含的顆粒物質(zhì)(PM)的排氣后處理裝置(DPF)50。

所述DPF50在作為能導(dǎo)入來自發(fā)動機(jī)20的排氣的容器的DPF主體內(nèi)收容濾芯，排氣通過所述濾芯時，PM被捕捉在濾芯上，由此可以將排氣中的PM除去。

按照本發(fā)明的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1，作為所述DPF50，采用現(xiàn)有技術(shù)中說明的并用了氧化催化劑的連續(xù)再生型的結(jié)構(gòu)，在濾芯的上游側(cè)的DPF主體內(nèi)收容氧化催化劑，通過使DPF內(nèi)的溫度上升到氧化催化劑的活性溫度以上，使濾芯上捕捉的PM燃燒。

所述DPF50中設(shè)有用于檢測氧化催化劑的溫度的溫度檢測單元(Ts1、Ts2)，以及用于檢測濾芯前后的DPF內(nèi)的壓力的壓力檢測單元(Ps1、Ps2)，能夠根據(jù)來自上述檢測單元的檢測信號監(jiān)視氧化催化劑的溫度及濾芯上的PM的堆積量。

另外，圖1中表示了發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1的主控制裝置(MC：主控制器)60，以及通過控制由發(fā)動機(jī)20中設(shè)置的燃料噴射裝置22進(jìn)行的燃料的噴射(噴射量，噴射時期，噴射次數(shù)等)來控制發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)80。

其中，MC60設(shè)有堵塞顯示單元63和輸入單元64，并且具有通過執(zhí)行預(yù)先存儲的程序?qū)崿F(xiàn)的速度控制部61和強(qiáng)制再生控制部62。

前述的堵塞顯示單元63是顯示燈，通過閃爍顯示DPF的濾芯上堆積的PM量達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)制再生開始量(作為一例10g/L)以上，并且當(dāng)由后述輸入單元64輸入強(qiáng)制再生的開始指令時，通過亮燈顯示強(qiáng)制再生處理執(zhí)行中。

此外，前述的輸入單元64是操作者用于輸入強(qiáng)制再生的開始指令的開關(guān)。

另外，按照圖示的實(shí)施方式，盡管在MC60上設(shè)置了前述的堵塞顯示單元和輸入單元，但是這些可以設(shè)置在發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1上設(shè)置的儀器面板和操作面板等操作者容易操作和視覺辨認(rèn)的各種位置。

而且，前述的速度控制部61在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，將與由控制壓力檢測單元42檢測出的壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力、圖示的實(shí)施方式中是控制流道31內(nèi)的壓力的變化對應(yīng)的轉(zhuǎn)速信號向ECU80輸出，使后述ECU的正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元81根據(jù)所述轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行燃料噴射裝置22的控制，前述的速度控制部61、控制壓力檢測單元42和ECU80的正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元81一起構(gòu)成對正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的速度控制單元40。

而且此外，前述的強(qiáng)制再生控制部62通過由所述輸入單元64進(jìn)行的強(qiáng)制再生的開始指令的輸入，輸出切換信號。根據(jù)所述切換信號的輸出，低負(fù)荷化單元70中設(shè)置的放氣閥72開放，容量控制單元30被無效化，并且吸入閥12關(guān)閉且壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)大氣開放，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)主體10的低負(fù)荷化。此外，從強(qiáng)制再生控制部62接收了切換信號的ECU80，將發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)切換到強(qiáng)制再生模式。

前述的ECU80通過執(zhí)行預(yù)先存儲的程序，實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元81、堆積狀態(tài)判定單元83、待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元84以及強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82。

其中，正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元81用于進(jìn)行發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的發(fā)動機(jī)20的控制，根據(jù)從前述的MC60的速度控制部61接收的轉(zhuǎn)速信號，控制發(fā)動機(jī)20的燃料噴射裝置22。

此外，堆積狀態(tài)判定單元83根據(jù)DPF50中設(shè)置的壓力檢測單元(Ps1、Ps2)的檢測信號，判斷濾芯上的PM的堆積狀態(tài)。

而且，當(dāng)所述堆積狀態(tài)判定單元83判斷出濾芯上的PM的堆積量達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)制再生開始量(作為一例10g/L)以上時，待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元84將由具備前述的正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元81的速度控制單元40進(jìn)行的發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速控制無效化，并且直到從MC60的強(qiáng)制再生控制部62接收到切換信號為止，將發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速維持在規(guī)定的無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)速度(在本實(shí)施方式中1350min^-1)并待機(jī)。

而且此外，強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82通過接收來自MC60的強(qiáng)制再生控制部62的切換信號，結(jié)束由前述的待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元84進(jìn)行的發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)控制，使發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速成為規(guī)定的再生轉(zhuǎn)速，且向進(jìn)行燃料的追加噴射的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(強(qiáng)制再生模式)轉(zhuǎn)移。

[發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)的控制動作]

具備以上說明的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時和強(qiáng)制再生處理時，各部分的動作控制分別如下。

(1)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時

在不進(jìn)行后述強(qiáng)制再生處理的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1為了能夠?qū)οM(fèi)側(cè)以低油耗供給一定壓力的壓縮空氣，根據(jù)伴隨壓縮空氣的消耗而變化的壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力，進(jìn)行對壓縮機(jī)主體10的吸入口11進(jìn)行開閉控制的容量控制，以及使發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速增減的速度控制。

(1-1)容量控制

在圖1所示的實(shí)施方式中，由控制流道31和控制流道31中設(shè)置的壓力調(diào)節(jié)閥32構(gòu)成前述的容量控制單元30。

所述容量控制單元30中設(shè)置的壓力調(diào)節(jié)閥32根據(jù)吐出流道97內(nèi)的壓力(壓縮主體10的吐出側(cè)壓力)對控制流道31進(jìn)行開閉，所以當(dāng)吐出流道97的壓力因消費(fèi)側(cè)中的壓縮空氣的消耗而達(dá)到預(yù)先設(shè)定的壓縮機(jī)的額定壓力(本實(shí)施方式中是0.69MPa)以下時所述壓力調(diào)節(jié)閥32成為全閉，不對吸入閥12的閉閥受壓室進(jìn)行工作壓力的導(dǎo)入，吸入閥12受到閉閥受壓室中設(shè)置的彈簧的反作用力成為全開，從而處于由壓縮機(jī)主體10進(jìn)行吸氣和壓縮空氣的吐出的狀態(tài)。

另一方面，如果消費(fèi)側(cè)中的壓縮空氣的消耗減少或者停止，吐出流道97內(nèi)的壓力上升到前述的額定壓力以上時，壓力調(diào)節(jié)閥32開始打開，根據(jù)吐出流道97的壓力上升，壓力調(diào)節(jié)閥32的閥座的開口面積增加，控制流道31內(nèi)的控制壓力與此成比例地上升。由于所述控制壓力被導(dǎo)入吸入閥12的閉閥受壓室，因此伴隨控制壓力的上升，吸入閥12勝過所述彈簧的反作用力而開始關(guān)閉，壓縮機(jī)主體10的吸入空氣量減少。

而后，吐出流道97內(nèi)的壓力達(dá)到作為相對于所述額定壓力高規(guī)定壓力的無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)開始壓力(本實(shí)施方式中是0.80MPa)以上時，控制流道31內(nèi)的壓力上升，所述吸入閥12達(dá)到全閉，壓縮機(jī)主體10轉(zhuǎn)移到無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

(1-2)速度控制

在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時對發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的速度控制單元40，按照圖示的實(shí)施方式，如圖2所示，由檢測控制流道31內(nèi)的壓力的控制壓力檢測單元42、MC60的速度控制部61、以及ECU80的正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元81實(shí)現(xiàn)。

作為控制流道31內(nèi)的壓力的控制壓力，在壓力調(diào)節(jié)閥32閉閥時成為0MPa。而后，伴隨吐出流道97內(nèi)的壓力上升，壓力調(diào)節(jié)閥32打開，且隨著壓力調(diào)節(jié)閥32的開度變大，控制壓力上升。

控制壓力檢測單元42檢測如此變化的控制流道31內(nèi)的壓力，并對MC60的速度控制部61輸出。

從控制壓力檢測單元42接收了控制壓力信號的MC60的速度控制部61，根據(jù)預(yù)先存儲的控制壓力信號和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖，把與接收到的控制壓力信號對應(yīng)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號向ECU80的正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元81輸出。

從MC60的速度控制部61接收了轉(zhuǎn)速信號的ECU80的正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元81，對應(yīng)接收的轉(zhuǎn)速信號向發(fā)動機(jī)20的燃料噴射裝置22輸出控制信號，燃料噴射裝置22根據(jù)從正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元81接收到的控制信號，增減燃料噴射(噴射)量，從而控制發(fā)動機(jī)的輸出和轉(zhuǎn)速。

由如上所述構(gòu)成的速度控制單元40進(jìn)行的速度控制，在壓力調(diào)節(jié)閥32關(guān)閉的控制壓力0MPa的情況下，使發(fā)動機(jī)20以全負(fù)荷轉(zhuǎn)速(本實(shí)施方式中是3000min^-1)運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著打開壓力調(diào)節(jié)閥32并增大開度而控制壓力上升，發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速與此成反比地逐漸減小，吐出流道97內(nèi)的壓力達(dá)到無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)開始壓力以上而控制壓力達(dá)到最大壓力時，使發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速成為無負(fù)荷轉(zhuǎn)速(本實(shí)施方式1350min^-1)并運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)從正常運(yùn)轉(zhuǎn)向待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)移

本發(fā)明的DPF的再生方法是以操作者借助輸入單元64輸入了強(qiáng)制再生的開始指令作為條件而執(zhí)行的再生方法，為了使操作者能夠在適當(dāng)?shù)臅r期輸入這種強(qiáng)制再生的開始指令，在本實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)1中，設(shè)置堆積狀態(tài)判定單元83和堵塞顯示單元63，當(dāng)濾芯上堆積的PM量超過規(guī)定量時，能顯示產(chǎn)生了規(guī)定的堵塞狀態(tài)。

此外，通過設(shè)置當(dāng)產(chǎn)生規(guī)定的堵塞狀態(tài)時將發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速降低到規(guī)定的無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)速度待機(jī)的待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元84，直到輸入強(qiáng)制再生的開始指令為止的期間，可以防止如下情況：發(fā)動機(jī)20轉(zhuǎn)移到高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)等，使排氣溫度上升，堆積的PM開始急劇燃燒而使濾芯等破損。

為了能利用ECU80的堆積狀態(tài)判定單元83判斷濾芯上堆積的PM的堆積狀態(tài)，由信號配線連接在DPF50中設(shè)置的壓力檢測單元(Ps1、Ps2)和ECU80間，并將來自壓力檢測單元(Ps1、Ps2)的壓力檢測信號輸入ECU80。

ECU80的堆積狀態(tài)判定單元83，根據(jù)接收到的壓力檢測信號，并根據(jù)預(yù)先輸入的計(jì)算式，算出濾芯上的PM的堆積量(單位濾芯容積(1升)的PM堆積量(g))的推算值，并把算出的推算值和預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。

所述基準(zhǔn)值中包含作為應(yīng)開始強(qiáng)制再生的堆積量而預(yù)先設(shè)定的堆積量(強(qiáng)制再生開始量：在本實(shí)施方式中10g/L)，當(dāng)堆積狀態(tài)判定單元83判斷濾芯上的PM的堆積量達(dá)到所述強(qiáng)制再生開始量以上時，堆積狀態(tài)判定單元83向MC60輸出規(guī)定的堵塞檢測信號，并啟動待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元84。

通過待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元84的啟動，ECU80結(jié)束基于來自MC60的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號的速度控制(由正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元81進(jìn)行的控制)。而后，根據(jù)預(yù)先記錄的待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制程序，將發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到規(guī)定的無負(fù)荷轉(zhuǎn)速(本實(shí)施方式中是1350min^-1)的待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，并直到借助后述輸入單元64輸入強(qiáng)制再生的開始指令為止，維持所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)并待機(jī)。

另一方面，從ECU80接收了堵塞信號的MC60，通過使堵塞顯示單元63閃爍，顯示濾芯上的PM的堆積量已達(dá)到應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)制再生的量。

(3)從待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)向強(qiáng)制再生的轉(zhuǎn)移

在前述的堵塞顯示單元63閃爍的待機(jī)狀態(tài)中，通過由操作者借助輸入單元64輸入再生處理的開始指令(在本實(shí)施方式中，為了防止誤動作，長按作為輸入單元64的開關(guān)3秒以上)，執(zhí)行DPF的強(qiáng)制再生。

另外，優(yōu)選操作者在確認(rèn)堵塞顯示單元63處于閃爍的狀態(tài)后，在輸入再生處理的開始指令前，將向消費(fèi)側(cè)供給壓縮空氣的服務(wù)閥94全閉且確認(rèn)燃料的殘量足夠持續(xù)再生處理。

操作者借助輸入單元64輸入了強(qiáng)制再生的開始指令后，如下所述，進(jìn)行容量控制單元30的無效化和壓縮機(jī)主體10的低負(fù)荷化，并且使發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)從前述的待機(jī)模式向強(qiáng)制再生模式切換。

另外，在以下的處理以外，可以在由輸入單元64輸入了強(qiáng)制再生的開始指令時，MC60將前述的堵塞顯示單元63的顯示從“閃爍”的狀態(tài)切換到“亮燈”的狀態(tài)，能夠顯示處于強(qiáng)制再生處理的執(zhí)行中。

(3-1)容量控制單元的無效化和壓縮機(jī)主體的低負(fù)荷化

利用輸入單元64輸入了強(qiáng)制再生的開始指令后，MC60的強(qiáng)制再生控制部62對設(shè)置在低負(fù)荷化單元70中的放氣閥72輸出切換信號(打開信號)，將放氣閥72打開。

前述的低負(fù)荷化單元70包括：一端與吐出流道97連通、另一端與設(shè)置在吸入閥12的一次側(cè)的吸入流道98連通的放氣流道71；作為開閉所述放氣流道71的電磁開閉閥的放氣閥72；以及將所述放氣閥72的二次側(cè)中的放氣流道71與吸入閥12的閉閥受壓室連通(附圖的示例中，借助壓力調(diào)節(jié)閥32的二次側(cè)中的控制流道31連通)的閉閥保持回路73。

此外，為了使吐出流道97內(nèi)的壓力在壓縮機(jī)主體10的驅(qū)動中能夠維持根據(jù)放氣閥72的打開也能夠使儲氣罐91內(nèi)的潤滑油向壓縮機(jī)主體供油所需要的規(guī)定的下限壓力(本實(shí)施方式中是0.25MPa)，將前述的吸入閥12的全閉壓力設(shè)定為比前述的下限壓力略高的壓力。

因此，將如上所述結(jié)構(gòu)的低負(fù)荷化單元70中設(shè)置的放氣閥72打開時，吐出流道97內(nèi)的壓力借助放氣流道71和吸入流道98釋放(清除)，并且導(dǎo)入放氣流道71中的壓縮空氣的一部分借助閉閥保持回路73導(dǎo)入吸入閥12的閉閥受壓室。

這樣，不論由容量控制單元30進(jìn)行的工作狀態(tài)如何，成為吸入閥12將吸入口11關(guān)閉且壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)大氣開放的低負(fù)荷的狀態(tài)。

這樣，通過放氣閥72的打開，容量控制單元30被無效化，并且吸入閥12關(guān)閉且壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)大氣開放，從而達(dá)成壓縮機(jī)主體10的驅(qū)動所需要的動力降低的低負(fù)荷狀態(tài)。

另外，吐出流道97內(nèi)的壓縮空氣繼續(xù)放氣，則吐出流道97內(nèi)的壓力降低，并且借助放氣流道71和閉閥保持回路73導(dǎo)入吸入閥12的閉閥受壓室內(nèi)的壓縮空氣的壓力也降低，但是通過將吸入閥12的全閉壓力設(shè)定為相對于前述的下限壓力略高的壓力，如果吐出流道97內(nèi)的壓力達(dá)到前述的下限壓力，則導(dǎo)入吸入閥12的閉閥受壓室的工作壓力成為相對于吸入閥的全閉壓力略低的壓力，所以吸入閥12略微開放而壓縮機(jī)主體10開始吸氣。

其結(jié)果，壓縮機(jī)主體10略微吐出壓縮空氣，使吐出流道97的壓力上升，則導(dǎo)入吸入閥12的閉閥受壓室的工作壓力上升而關(guān)閉吸入閥12。通過重復(fù)上述動作，吐出流道97內(nèi)的壓力幾乎維持下限壓力，并且設(shè)置在壓縮機(jī)主體10的吸入口11的吸入閥12維持幾乎關(guān)閉的狀態(tài)。

這樣，在DPF50的強(qiáng)制再生時，壓縮機(jī)主體10的負(fù)荷降低并且維持穩(wěn)定的狀態(tài)。

(3-2)發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的切換

操作者借助輸入單元64輸入再生處理的開始指令時，MC60的強(qiáng)制再生控制部62輸出切換信號，所述切換信號也輸入到ECU80。

接收到所述切換信號的ECU80，啟動強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82，將發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)從由待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元84進(jìn)行的待機(jī)模式運(yùn)轉(zhuǎn)，切換到由強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82進(jìn)行的強(qiáng)制再生模式運(yùn)轉(zhuǎn)。

這樣，以無負(fù)荷轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，向規(guī)定的再生轉(zhuǎn)速(本實(shí)施例中是2200min^-1)增速，并且開始使排氣的溫度上升的處理，本實(shí)施方式中是燃料的追加噴射。

另外，ECU80從MC60的強(qiáng)制再生控制部62接收了切換信號后，可以在切換發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式前，利用設(shè)置在發(fā)動機(jī)20的各處的各種傳感器實(shí)施是否滿足強(qiáng)制再生開始條件(作為一例冷卻水溫60℃以上)的自查。

此時，可以將自查的結(jié)束作為條件，向由前述的強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82進(jìn)行的強(qiáng)制再生模式的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移，也可以在自查中，持續(xù)由待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元84進(jìn)行待機(jī)模式運(yùn)轉(zhuǎn)(無負(fù)荷轉(zhuǎn)速下的運(yùn)轉(zhuǎn))。

進(jìn)行這種自查時，如圖3所示，通過在放氣閥72的二次側(cè)中的放氣流道71中設(shè)置節(jié)流件，或者通過選擇放氣流道71的管徑，將放氣閥72打開后、直到吐出流道97內(nèi)的壓力降低到前述的下限壓力為止的時間設(shè)定為與前述的自查結(jié)束的時間大體相同，優(yōu)選比自查結(jié)束的時間略短。

本實(shí)施方式通過如上所述將吸入閥12的全閉壓力設(shè)定成略高于下限壓力，使由放氣閥72的打開而放氣(清除)的壓縮空氣量與壓縮機(jī)主體10吐出的壓縮空氣量平衡，由此實(shí)現(xiàn)保持前述的下限壓力。因此，借助放氣流道71放氣的壓縮空氣量越多，壓縮機(jī)主體10吐出的壓縮空氣量也越多，因此強(qiáng)制再生時的壓縮機(jī)主體10的負(fù)荷增大。

另一方面，如果減少借助放氣流道71放氣的壓縮空氣量，則壓縮機(jī)主體10應(yīng)吐出的壓縮空氣量也減少，所以能減少強(qiáng)制再生時的壓縮機(jī)主體的負(fù)荷，但是放氣量過于被節(jié)流時，在放氣閥72打開后、直到壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力降低到下限壓力為止的時間變長，在壓縮機(jī)主體10的吐出側(cè)壓力降低前的、施加有相對高負(fù)荷的狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)切換到強(qiáng)制再生模式，從而排氣溫度過度上升，存在濾芯等破損的危險。

因此，通過如上設(shè)定借助放氣流道71放氣的壓縮空氣的放氣量，實(shí)現(xiàn)向強(qiáng)制再生轉(zhuǎn)速的增速，以及在遠(yuǎn)后噴射開始前壓縮機(jī)主體的吐出側(cè)壓力向下限壓力的降低，并且使再生處理中的壓縮機(jī)主體的驅(qū)動所需要的動力最小化，由此盡可能成為低油耗的強(qiáng)制再生處理。

而且，為了確保向強(qiáng)制再生轉(zhuǎn)速的增速，以及遠(yuǎn)后噴射的開始在吐出流道97內(nèi)的壓力降低到下限壓力后進(jìn)行，可以檢測吐出流道97內(nèi)的壓力，并以檢測壓力達(dá)到前述的下限壓力作為條件，開始由強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82進(jìn)行的發(fā)動機(jī)的控制。

此時，如圖4所示，可以另外設(shè)置用于檢測吐出流道97內(nèi)的壓力的吐出壓力檢測單元24，將所述吐出壓力檢測單元24的檢測信號輸入MC，由強(qiáng)制再生控制部62輸出運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換信號。

(4)向正常運(yùn)轉(zhuǎn)的恢復(fù)處理

在經(jīng)過規(guī)定的時間且濾芯上堆積的PM減少到不足規(guī)定的強(qiáng)制再生結(jié)束量為止，進(jìn)行以上說明的強(qiáng)制再生處理。

本實(shí)施方式中借助輸入單元64輸入強(qiáng)制再生的開始指令后，由計(jì)時器(未圖示)開始計(jì)時，對強(qiáng)制再生的處理時間進(jìn)行計(jì)時。

此外，堆積狀態(tài)判定單元83根據(jù)DPF50中設(shè)置的壓力檢測單元(Ps1、Ps2)的檢測信號，算出濾芯上的PM的堆積量，判斷PM的堆積量是否降低到不足預(yù)先存儲的基準(zhǔn)值中的規(guī)定的強(qiáng)制再生結(jié)束量(在本實(shí)施方式中是8g/L)。

而后，計(jì)時器的計(jì)時經(jīng)過了規(guī)定時間(作為一例30分鐘)且堆積狀態(tài)判定單元83判斷濾芯上的PM的堆積量降低到不足前述的強(qiáng)制再生結(jié)束量(在本實(shí)施方式中是8g/L)時，停止MC60的強(qiáng)制再生控制部62向放氣閥72輸出的打開信號的輸出，關(guān)閉放氣閥72，這樣容量控制單元30成為有效，容量控制再次開始。

此外，MC60的強(qiáng)制再生控制部62對ECU80輸出使發(fā)動機(jī)20從強(qiáng)制再生模式向正常運(yùn)轉(zhuǎn)模式的運(yùn)轉(zhuǎn)切換的切換信號，ECU80結(jié)束由強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元82進(jìn)行的強(qiáng)制再生模式下的發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)，恢復(fù)由正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元81進(jìn)行的發(fā)動機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)控制，即由速度控制單元40進(jìn)行的發(fā)動機(jī)20的轉(zhuǎn)速控制。

而且，MC60使堵塞顯示單元63滅燈，并且將作為輸入單元64的開關(guān)恢復(fù)為斷開狀態(tài)，從而結(jié)束強(qiáng)制再生而恢復(fù)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

附圖標(biāo)記說明

1 發(fā)動機(jī)驅(qū)動型壓縮機(jī)

10 壓縮機(jī)主體

11 吸入口

12 吸入閥

20 發(fā)動機(jī)

21 排氣通道(排氣管)

22 燃料噴射裝置

23 轉(zhuǎn)速檢測單元

24 吐出壓力檢測單元

30 容量控制單元

31 控制流道

32 壓力調(diào)節(jié)閥

40 速度控制單元

42 控制壓力檢測單元

50 排氣后處理裝置(DPF)

60 主控制器(MC)

61 速度控制部

62 強(qiáng)制再生控制部

63 堵塞顯示單元

64 輸入單元

70 低負(fù)荷化單元

71 放氣流道

72 放氣閥

73 閉閥保持回路

80 發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)

81 正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元

82 強(qiáng)制再生運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元

83 堆積狀態(tài)判定單元

84 待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元

91 儲氣罐

92 供油回路

93 分離器

94 服務(wù)閥

95 止回閥

96 消費(fèi)流道

97 吐出流道

98 吸入流道

Ps1、Ps2 壓力檢測單元

Ts1、Ts2 溫度檢測單元