内燃機関の運転制御方法及び装置
【課題】ＳＣＲ方式及びＥＧＲ方式を併用した内燃機関において、排気中のＮＯＸ量を基準値以下に保持しながら、内燃機関のオーバーヒートを防止可能にする。
【解決手段】ラジエータ４０とエンジンブロック１２間を循環する冷却水循環路４２ａ、４２ｂと、冷却水循環路４２ｂから分岐し、ＥＧＲ路４４に設けられたＥＧＲクーラ４６と接続した分岐冷却水循環路４８とを備えている。コントローラ６０で、冷却水温ｔが閾値Ｔ０以下のとき通常運転制御モードに移行し、冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超え、かつＳＣＲ触媒３６が活性温度のとき、ＥＧＲ量を低減すると共に、尿素水添加量を増加させる第１運転制御モードに移行し、冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超え、かつＳＣＲ触媒３６が活性温度でないとき、エンジン出力を低減する第２運転制御モードに移行する。
【解決手段】ラジエータ４０とエンジンブロック１２間を循環する冷却水循環路４２ａ、４２ｂと、冷却水循環路４２ｂから分岐し、ＥＧＲ路４４に設けられたＥＧＲクーラ４６と接続した分岐冷却水循環路４８とを備えている。コントローラ６０で、冷却水温ｔが閾値Ｔ０以下のとき通常運転制御モードに移行し、冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超え、かつＳＣＲ触媒３６が活性温度のとき、ＥＧＲ量を低減すると共に、尿素水添加量を増加させる第１運転制御モードに移行し、冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超え、かつＳＣＲ触媒３６が活性温度でないとき、エンジン出力を低減する第２運転制御モードに移行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＯＸ浄化装置と排気再循環路を備えた内燃機関において、排気中のＮＯＸ量を基準値以下に保持しつつ、オーバーヒートを防止可能にした内燃機関の運転制御方法及び運転制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック、バス等のディーゼル機関を装備した大型車両では、排ガス浄化装置として、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するために、尿素を還元剤として用いたＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒を使用する選択的触媒還元（ＳＣＲ）方式が実用化されている。ＳＣＲ触媒を用いた排ガス浄化装置は、排ガスを排出する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的に排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元剤と反応させる性質を備えたＳＣＲ触媒を設け、排ガス中のＮＯｘを選択的にＳＣＲ触媒によって清浄化するものである。
【０００３】
この浄化方法は、ＳＣＲ触媒上流側の排気路中に尿素水を噴射し、尿素水中の尿素を加水分解し、還元剤であるアンモニアを生成する。生成したアンモニアをＳＣＲ触媒に供給し、ＳＣＲ触媒に吸着したＮＯｘを還元して窒素と水に分解し、外部へ排出させることで、ＮＯｘの排出濃度を基準値以下に低減させるようにしている。
【０００４】
排気中のＮＯＸ量を低減する別な手段として、燃焼後の排気の一部を給気路に導入し、再度給気させる排気再循環（ＥＧＲ）方式がある。これによって、給気の酸素濃度を低減し、燃焼温度を低下させることで、ＮＯＸ発生量を低減している。今後さらに強化される排ガス規制や、他国ですでに施行されている厳しい排ガス規制に対応するためには、ＳＣＲ方式及びＥＧＲ方式を同時実施する必要がある。
特許文献１〜３には、ＳＣＲ方式とＥＧＲ方式とを同時併用した内燃機関が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１２２４４７号公開公報
【特許文献２】特開２００３−３１４２５４号公開公報
【特許文献３】特開２００９−２７０５４９号公開公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
再循環路を流れる排気を冷却水で冷却する冷却器を備えたＥＧＲ方式では、冷却水の保有熱をラジエータで放熱している。想定を超える酷暑の中で、車両の高負荷運転を継続し、オーバーヒートしてしまった場合、車両を同じ速度で運行させることが困難になり、内燃機関の出力を制限する必要がある。特に大型車両の場合、速度を落すと、周囲の交通の流れを妨害するおそれがあり、また、オーバーヒートを解消するため、一時停車する場合にも、大型車両は、停車場所の確保も容易ではない。
【０００７】
冷却水がラジエータとシリンダブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間を循環する冷却方式では、冷却水が再循環路を流れる排気から奪う熱量を低減することで、冷却水の温度上昇を防止し、内燃機関のオーバーヒートを防止できる。しかし、この操作を行なうと、ＥＧＲ方式によって低水準に保持されていたＮＯＸ量が増加するという問題がある。特許文献１〜３には、かかる問題を解決する解決策は開示されていない。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ＳＣＲ方式及びＥＧＲ方式を併用した内燃機関において、排気中のＮＯＸ量を基準値以下に保持しながら、内燃機関のオーバーヒートを防止可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するため、本発明の内燃機関の運転制御方法は、冷却水をラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に循環させ、エンジンブロック及び再循環排気を冷却する冷却工程と、エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する検出工程と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加する第１運転工程と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減する第２運転工程と、からなるものである。
【００１０】
本発明方法では、冷却水温が閾値を超えないとき、通常運転を行なう。即ち、排ガス中ＮＯＸ量を基準値以下に維持しつつ、燃料及び還元剤の消費量が最小限となる運転を行なう。（燃料＋尿素水）消費量を最小限とすることで、運行経費を節減する。冷却水温が閾値を超えたとき、排気温度が脱硝触媒の活性温度であれば、排気の再循環量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に抑制することで、内燃機関のオーバーヒートを防止すると共に、還元剤添加量を増加して、前記排気再循環量を抑制したことによるＮＯｘ浄化能力の低下を補うように脱硝触媒のＮＯＸ浄化作用の増大によって、排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持する。
【００１１】
冷却水温が閾値を超えたとき、排気温度が脱硝触媒の活性温度に達していなければ、内燃機関の出力を低減し、オーバーヒートを防止する。
【００１２】
本発明方法の概略を図４により説明する。図４において、冷却水温ｔが閾値Ｔ０以下である通常運転時、再循環排気量（ＥＧＲ量）は、排気中ＮＯＸ量を低減可能なＡ量に設定される。ＥＧＲ量は冷却水が再循環排気から持ち去る熱量と一義的に対応する。即ち、ＥＧＲ量が増加すれば、持ち去り熱量も増加し、ＥＧＲ量が減少すれば、持ち去り熱量も減少する。ＥＧＲ量Ａに対応して、排気中ＮＯＸ量が基準値以下となるように、ＳＣＲ触媒を用いた排気ガス浄化装置の尿素水添加量をＣ量に調節する。
【００１３】
冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超えたとき、ＥＧＲ量をＢ量に低減し、冷却水が再循環排気から持ち去る熱量を減少させて、内燃機関のオーバーヒートを防止する。ＥＧＲ量をＢ量に低減すると、排気中ＮＯＸ量が増加するので、尿素水添加量をＤ量に増加し、排気中ＮＯＸ量を基準値以下に抑えるようにする。
かかる操作を行なうことによって、排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持しながら、内燃機関のオーバーヒートを防止する。
【００１４】
前記本発明方法の実施に直接使用可能な本発明の内燃機関の運転制御装置は、ラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に冷却水を循環させる冷却水経路と、エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する温度センサと、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加すると共に、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減するコントローラと、を備えている。
【００１５】
本発明装置では、内燃機関入口側の冷却水温を検出し、冷却水温が閾値を超えたとき、排気温度が脱硝触媒の活性温度であれば、排気の再循環量を低減することで、内燃機関のオーバーヒートを防止する。同時に、脱硝触媒のＮＯＸ浄化作用によって、排気路から排出されるＮＯＸ量を基準値以下にする。
【００１６】
また、該冷却水温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減する。このように、排気の再循環量を抑制することで、冷却水が再循環排気から持ち去る熱量を低減し、内燃機関のオーバーヒートを防止する。また、内燃機関の出力を低減することで、内燃機関のオーバーヒートを防止する。
【００１７】
本発明装置において、前記コントローラが、冷却水温が閾値以下であるとき、排気中ＮＯＸ量を基準値以下にしながら、燃料及び還元剤の消費量を最小限にする通常運転制御手段と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加する第１運転制御手段と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、機関の出力を低減する第２運転制御手段と、を備えているとよい。
【００１８】
冷却水温が閾値を超えていない通常運転時、通常運転制御手段に基づいて運転することにより、燃料及び還元剤の消費量を最小限に抑え、これによって、運行経費を最小限に抑えることができる。また、冷却水温が閾値を超えたとき、第１運転制御手段又は第２運転制御手段によって内燃機関を運転する。これによって、排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持しながら、内燃機関のオーバーヒートを防止できる。
【発明の効果】
【００１９】
方法発明によれば、内燃機関の排気に還元剤を添加し、該還元剤と脱硝触媒とで排気中ＮＯＸを浄化するＮＯＸ浄化工程と、排気の一部を給気路に還流させる排気再循環工程とを行なう内燃機関の運転制御方法において、冷却水をラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に循環させ、エンジンブロック及び再循環排気を冷却する冷却工程と、エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する検出工程と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加する第１運転工程と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減する第２運転工程と、からなるので、排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持しつつ、内燃機関のオーバーヒートを防止できる。そのため、いかなる環境においても、内燃機関の出力を確保し、車両の運行を速やかに継続できる。
【００２０】
装置発明によれば、内燃機関の排気路に脱硝触媒と該脱硝触媒の上流側排気路に還元剤を添加する還元剤添加装置とからなるＮＯＸ浄化装置と、排気の一部を給気路に還流させる排気再循環路とを備えた内燃機関の運転制御装置において、ラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に冷却水を循環させる冷却水経路と、エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する温度センサと、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加すると共に、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減するコントローラと、を備えているので、前述の方法発明と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の系統図である。
【図２】前記実施形態の運転制御を示すフローチャートである。
【図３】前記実施形態の運転制御マップを示す線図である。
【図４】本発明の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２３】
本発明方法及び装置の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。まず、図１により本実施形態のディーゼル機関１０の構成を説明する。図１において、複数のシリンダ２６が内蔵されたエンジンブロック１２に給気マニホールド１４及び排気マニホールド１６が接続されている。給気マニホールド１４には給気管１８が接続され、排気マニホールド１６には排気管２０が接続されている。
【００２４】
給気管１８及び排気管２０に跨って過給機２２が設けられている。過給機２２は、給気管１８に設けられたコンプレッサ２２ａと、排気管２０に設けられた排気タービン２２ｂと、からなり、コンプレッサ２２ａと排気タービン２２ｂは軸で一体に結合されている。排気ｅによって排気タービン２２ｂが回転することで、コンプレッサ２２ａが回転し、給気ａを給気管１８に送り込む。
【００２５】
コンプレッサ２２ａの下流側給気管１８にインタークーラ２４が設けられ、給気管１８は、運転効率を向上させるため、インタークーラ２４で冷却され、高密度にされる。インタークーラ２４で冷却された給気ａは、給気マニホールド１４を経て複数のシリンダ２６に供給される。シリンダ２６で燃料（例えば軽油）と給気ａとが混合し、これらが圧縮されて燃焼する。排気ｅは排気マニホールド１６を経て排気管２０に排気される。
【００２６】
排気タービン２２ｂの下流側排ガス路２０には、前段酸化触媒２８とＤＰＦフィルタ３０とを組み合わせた排ガス浄化装置３２が設けられている。この排ガス浄化装置３２は、ＤＰＦフィルタ３０で排気中の粒子状物質を捕捉し、前段酸化触媒２８で排気中ＮＯＸをＮＯ２の多い状態にし、ＮＯ２の強力な酸化作用で捕捉した粒子状物質を燃焼させるものである。
【００２７】
排ガス浄化装置３２の下流側には、尿素水噴射ノズル３４が設けられ、尿素水噴射ノズル３４の下流側にＳＣＲ触媒３６が設けられている。尿素水供給管３５に設けられたポンプ（図示省略）によって、尿素水噴射ノズル３４から尿素水ｎを噴射する。排気ｅの熱で尿素水中の尿素を加水分解し、還元剤であるアンモニアを生成する。生成したアンモニアをＳＣＲ触媒３６に供給し、ＳＣＲ触媒に吸着したＮＯｘを還元して窒素と水に分解し、外部へ排出させる。ＳＣＲ触媒３６の下流側に設けられた後段酸化触媒３８は、残存したアンモニア、一酸化炭素、及び炭化水素等を除去する。
【００２８】
ラジエータ４０とエンジンブロック１２との間を接続する冷却水循環路４２ａ及び４２ｂが設けられている。また、排気マニホールド１６から分岐し、給気マニホールド１４に接続された排気再循環路（ＥＧＲ路）４４が設けられている。ＥＧＲ路４４には、ＥＧＲクーラ４６が介設されている。ＥＧＲクーラ４６には、冷却水循環路４２ｂから分岐し、ＥＧＲクーラ４６に接続され、再び冷却水循環路４２ｂに合流する分岐冷却水循環路４８が接続されている。ＥＧＲ路４４を流れる排気ｅ（ＥＧＲガス）は、ＥＧＲクーラ４６で冷却水と熱交換し冷却される。ＥＧＲ路４４には流量調整弁５０が設けられている。
【００２９】
エンジンブロック１２の入口側（ディーゼル機関１０のオーバーヒート状態を把握するのに適した位置）で、冷却水循環路４２ａに温度センサ５２が設けられ、エンジンブロック入口側冷却水温ｔを検出している。また、排ガス浄化装置３２の入口側排気管２０に温度センサ５４が設けられ、ＳＣＲ触媒３６の入口側排気管２０に温度センサ５６が設けられている。これら温度センサの検出信号は、ディーゼル機関１０の運転を制御するＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）６０に送られる。
【００３０】
ＥＣＵ６０では、これらの検出値に基づいて流量調整弁５０の開度を制御し、ＥＧＲクーラ４６を流れる冷却水量を調整する。また、ＥＣＵ６０は、尿素水供給管３５に設けられた流量調整弁５８の開度を制御し、尿素水添加量を調整する。ＥＣＵ６０は、記憶部６２、通常運転制御手段６４、第１運転制御手段６６及び第２運転制御手段６８を内蔵している。記憶部６２は、通常運転制御マップ、第１運転制御マップ及び第２運転制御マップを内蔵している。通常運転制御手段６４は、通常運転制御マップに基づいて通常運転制御モードを実行し、第１運転制御手段６６は第１運転制御マップに基づいて第１運転制御モードを実行し、第２運転制御手段６８は第２運転制御マップに基づいて第２運転制御モードを実行する。
【００３１】
かかる構成において、ディーゼル機関１０の運転制御を図２により説明する。図２において、ディーゼル機関１０の運転を開始し（Ｓ１０）、冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超えていないとき（Ｓ１２）、通常運転制御手段６４によって、通常運転制御モードに移行する（Ｓ１４）。図３は運転制御マップを示す。図３中の曲線Ｅは、排気中ＮＯＸ量と（軽油＋尿素水）消費量との関係を示す線図である。走行コストは（軽油＋尿素水）消費量と比例する。ＮＯＸ浄化量と該ＮＯＸ浄化量に対応する尿素水消費量とは、ＮＯＸと尿素水とが化学反応するときの化学反応式で一義的に決まる。
【００３２】
図３中の曲線Ｆは、排気中ＮＯＸ量とラジエータ４０の放熱量との関係を示す。ラジエータ放熱量は、エンジンブロック１２での冷却水の吸熱量及びＥＧＲクーラ４６での冷却水の吸熱量の和と同等の熱量に等しい。エンジン出口排気中ＮＯＸ量を低減するため、再循環排気量（ＥＧＲガス量）を増加させると、ＥＧＲクーラ４６での冷却水の吸熱量が増加し、そのため、ラジエータ放熱量が増加する。
【００３３】
排気管２０から外部へ排出されるＮＯＸ量を基準値以下とするために、ＥＧＲガス量の増減と尿素水添加量の増減という２つのパラメータを調整したときの（軽油＋尿素水）合計コストは、曲線Ｅに示すように、あるエンジン出口ＮＯＸ量ａ０のときに最小となる。前述のように、尿素水消費量とは、ＮＯＸと尿素水とが化学反応するときの化学反応式で一義的に決まり、それに加えて、エンジン出口ＮＯＸ量と燃費との関係から、エンジン出口ＮＯＸ量は、（軽油＋尿素水）合計コストによって決定される。通常運転時は、（軽油＋尿素水）合計コストが最小となるように設定される。即ち、この時排気管２０の排ガス浄化装置３２に入る排ガス中ＮＯＸ量（エンジン出口ＮＯｘ量）をａ０とする。
【００３４】
第１運転制御モードにおいては、ＥＧＲガス量を低減するため、エンジン出口ＮＯＸ量がａ０からａ１に増加する。一方、ＥＧＲクーラ４６からの持ち去り熱量がＲ０からＲ１に減少する。これによって、ディーゼル機関１０のオーバーヒートを回避する。この時、ＥＧＲガス量低減に伴い増加するエンジン出口ＮＯＸ量をＳＣＲ触媒３６で浄化すべく尿素水添加量を増量する。そもそもエンジン出口ＮＯＸ量がａ０のとき、（軽油＋尿素水）合計コストが最小であったが、第１運転制御モードに移行し、ＥＧＲガス量を低減すれば、軽油消費量が減るが、尿素水消費量が増えるため、（軽油＋尿素水）合計コストはｂ０からｂ１へと悪化する。
【００３５】
図２において、冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超えたとき（Ｓ１２）、排気ｅがＳＣＲ触媒３６の活性温度であるなら（Ｓ１６）、第１運転制御手段６６によって、第１運転制御モードに移行する（Ｓ１８）。図中、Ｔ１はＳＣＲ触媒３６の活性温度の下限値であり、Ｔ２は、ＳＣＲ触媒３６の活性温度の上限値である。この第１運転制御モードを実行するための第１運転制御マップは、ディーゼル機関１０のオーバーヒートを防ぐため、ＥＧＲ量を低減し、かつ尿素水添加量を増加させるようにする。ＥＧＲガス量を低減させることで、冷却水の持ち去り熱量を低減し、これによって、ディーゼル機関１０のオーバーヒートを防止する。ＥＧＲガス量の低減分を尿素水添加量を増加させることで補い、時排気管２０の出口排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持した運転を行なうことができる。
【００３６】
図２において、冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超えたとき（Ｓ１２）、排気ｅがＳＣＲ触媒３６の活性温度でないなら（Ｓ１６）、第２運転制御モードに移行する（Ｓ２０）。この第２運転制御モードは、ディーゼル機関１０の出力を低減させるようにしたものである。これによって、ディーゼル機関１０の出力を低減し、ディーゼル機関１０のオーバーヒートを防止した運転を行なうことができる。
【００３７】
本実施形態によれば、冷却水温ｔ及びＳＣＲ触媒３６に進入する排気ｅの温度に応じて、通常運転制御モード、第１運転制御モード又は第２運転制御モードに移行し、ＥＧＲ量、尿素水添加量又はエンジン出力を調整するようにしているので、ディーゼル機関１０のオーバーヒートを防止し、かつ排気管２０の出口ＮＯＸ量を基準値以下に保持した運転を行なうことができる。従って、ディーゼル機関１０を装備したバス、トラック等の大型車両のエンジン出力を確保し、運行を支障なく継続できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、内燃機関のオーバーヒートを防止し、かつ排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持した運転を行なうことができる。そのため、いかなる環境であっても、内燃機関の出力を確保し、車両の運行を継続できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ ディーゼル機関
１２ エンジンブロック
１４ 給気マニホールド
１６ 排気マニホールド
１８ 給気管
２０ 排気管
２２ 過給機
２２ａ コンプレッサ
２２ｂ 排気タービン
２４ インタークーラ
２６ シリンダ
２８ 前段酸化触媒
３０ ＤＰＦフィルタ
３２ 排ガス浄化装置
３４ 尿素水噴射ノズル
３６ ＳＣＲ触媒（脱硝触媒）
３８ 後段酸化触媒
４０ ラジエータ
４２ａ、４２ｂ 冷却水循環路
４４ ＥＧＲ路
４６ ＥＧＲクーラ（冷却器）
４８ 分岐冷却水循環路
５０，５８ 流量調整弁
５２，５４，５６ 温度センサ
６０ ＥＣＵ
６２ 記憶部
６４ 通常運転制御手段
６６ 第１運転制御手段
６８ 第２運転制御手段
Ｔ１ 活性温度下限値
Ｔ２ 活性温度上限値
ａ 給気
ｅ 排気
ｎ 尿素水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＯＸ浄化装置と排気再循環路を備えた内燃機関において、排気中のＮＯＸ量を基準値以下に保持しつつ、オーバーヒートを防止可能にした内燃機関の運転制御方法及び運転制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック、バス等のディーゼル機関を装備した大型車両では、排ガス浄化装置として、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するために、尿素を還元剤として用いたＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒を使用する選択的触媒還元（ＳＣＲ）方式が実用化されている。ＳＣＲ触媒を用いた排ガス浄化装置は、排ガスを排出する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的に排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元剤と反応させる性質を備えたＳＣＲ触媒を設け、排ガス中のＮＯｘを選択的にＳＣＲ触媒によって清浄化するものである。
【０００３】
この浄化方法は、ＳＣＲ触媒上流側の排気路中に尿素水を噴射し、尿素水中の尿素を加水分解し、還元剤であるアンモニアを生成する。生成したアンモニアをＳＣＲ触媒に供給し、ＳＣＲ触媒に吸着したＮＯｘを還元して窒素と水に分解し、外部へ排出させることで、ＮＯｘの排出濃度を基準値以下に低減させるようにしている。
【０００４】
排気中のＮＯＸ量を低減する別な手段として、燃焼後の排気の一部を給気路に導入し、再度給気させる排気再循環（ＥＧＲ）方式がある。これによって、給気の酸素濃度を低減し、燃焼温度を低下させることで、ＮＯＸ発生量を低減している。今後さらに強化される排ガス規制や、他国ですでに施行されている厳しい排ガス規制に対応するためには、ＳＣＲ方式及びＥＧＲ方式を同時実施する必要がある。
特許文献１〜３には、ＳＣＲ方式とＥＧＲ方式とを同時併用した内燃機関が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１２２４４７号公開公報
【特許文献２】特開２００３−３１４２５４号公開公報
【特許文献３】特開２００９−２７０５４９号公開公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
再循環路を流れる排気を冷却水で冷却する冷却器を備えたＥＧＲ方式では、冷却水の保有熱をラジエータで放熱している。想定を超える酷暑の中で、車両の高負荷運転を継続し、オーバーヒートしてしまった場合、車両を同じ速度で運行させることが困難になり、内燃機関の出力を制限する必要がある。特に大型車両の場合、速度を落すと、周囲の交通の流れを妨害するおそれがあり、また、オーバーヒートを解消するため、一時停車する場合にも、大型車両は、停車場所の確保も容易ではない。
【０００７】
冷却水がラジエータとシリンダブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間を循環する冷却方式では、冷却水が再循環路を流れる排気から奪う熱量を低減することで、冷却水の温度上昇を防止し、内燃機関のオーバーヒートを防止できる。しかし、この操作を行なうと、ＥＧＲ方式によって低水準に保持されていたＮＯＸ量が増加するという問題がある。特許文献１〜３には、かかる問題を解決する解決策は開示されていない。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ＳＣＲ方式及びＥＧＲ方式を併用した内燃機関において、排気中のＮＯＸ量を基準値以下に保持しながら、内燃機関のオーバーヒートを防止可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するため、本発明の内燃機関の運転制御方法は、冷却水をラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に循環させ、エンジンブロック及び再循環排気を冷却する冷却工程と、エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する検出工程と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加する第１運転工程と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減する第２運転工程と、からなるものである。
【００１０】
本発明方法では、冷却水温が閾値を超えないとき、通常運転を行なう。即ち、排ガス中ＮＯＸ量を基準値以下に維持しつつ、燃料及び還元剤の消費量が最小限となる運転を行なう。（燃料＋尿素水）消費量を最小限とすることで、運行経費を節減する。冷却水温が閾値を超えたとき、排気温度が脱硝触媒の活性温度であれば、排気の再循環量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に抑制することで、内燃機関のオーバーヒートを防止すると共に、還元剤添加量を増加して、前記排気再循環量を抑制したことによるＮＯｘ浄化能力の低下を補うように脱硝触媒のＮＯＸ浄化作用の増大によって、排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持する。
【００１１】
冷却水温が閾値を超えたとき、排気温度が脱硝触媒の活性温度に達していなければ、内燃機関の出力を低減し、オーバーヒートを防止する。
【００１２】
本発明方法の概略を図４により説明する。図４において、冷却水温ｔが閾値Ｔ０以下である通常運転時、再循環排気量（ＥＧＲ量）は、排気中ＮＯＸ量を低減可能なＡ量に設定される。ＥＧＲ量は冷却水が再循環排気から持ち去る熱量と一義的に対応する。即ち、ＥＧＲ量が増加すれば、持ち去り熱量も増加し、ＥＧＲ量が減少すれば、持ち去り熱量も減少する。ＥＧＲ量Ａに対応して、排気中ＮＯＸ量が基準値以下となるように、ＳＣＲ触媒を用いた排気ガス浄化装置の尿素水添加量をＣ量に調節する。
【００１３】
冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超えたとき、ＥＧＲ量をＢ量に低減し、冷却水が再循環排気から持ち去る熱量を減少させて、内燃機関のオーバーヒートを防止する。ＥＧＲ量をＢ量に低減すると、排気中ＮＯＸ量が増加するので、尿素水添加量をＤ量に増加し、排気中ＮＯＸ量を基準値以下に抑えるようにする。
かかる操作を行なうことによって、排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持しながら、内燃機関のオーバーヒートを防止する。
【００１４】
前記本発明方法の実施に直接使用可能な本発明の内燃機関の運転制御装置は、ラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に冷却水を循環させる冷却水経路と、エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する温度センサと、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加すると共に、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減するコントローラと、を備えている。
【００１５】
本発明装置では、内燃機関入口側の冷却水温を検出し、冷却水温が閾値を超えたとき、排気温度が脱硝触媒の活性温度であれば、排気の再循環量を低減することで、内燃機関のオーバーヒートを防止する。同時に、脱硝触媒のＮＯＸ浄化作用によって、排気路から排出されるＮＯＸ量を基準値以下にする。
【００１６】
また、該冷却水温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減する。このように、排気の再循環量を抑制することで、冷却水が再循環排気から持ち去る熱量を低減し、内燃機関のオーバーヒートを防止する。また、内燃機関の出力を低減することで、内燃機関のオーバーヒートを防止する。
【００１７】
本発明装置において、前記コントローラが、冷却水温が閾値以下であるとき、排気中ＮＯＸ量を基準値以下にしながら、燃料及び還元剤の消費量を最小限にする通常運転制御手段と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加する第１運転制御手段と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、機関の出力を低減する第２運転制御手段と、を備えているとよい。
【００１８】
冷却水温が閾値を超えていない通常運転時、通常運転制御手段に基づいて運転することにより、燃料及び還元剤の消費量を最小限に抑え、これによって、運行経費を最小限に抑えることができる。また、冷却水温が閾値を超えたとき、第１運転制御手段又は第２運転制御手段によって内燃機関を運転する。これによって、排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持しながら、内燃機関のオーバーヒートを防止できる。
【発明の効果】
【００１９】
方法発明によれば、内燃機関の排気に還元剤を添加し、該還元剤と脱硝触媒とで排気中ＮＯＸを浄化するＮＯＸ浄化工程と、排気の一部を給気路に還流させる排気再循環工程とを行なう内燃機関の運転制御方法において、冷却水をラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に循環させ、エンジンブロック及び再循環排気を冷却する冷却工程と、エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する検出工程と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加する第１運転工程と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減する第２運転工程と、からなるので、排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持しつつ、内燃機関のオーバーヒートを防止できる。そのため、いかなる環境においても、内燃機関の出力を確保し、車両の運行を速やかに継続できる。
【００２０】
装置発明によれば、内燃機関の排気路に脱硝触媒と該脱硝触媒の上流側排気路に還元剤を添加する還元剤添加装置とからなるＮＯＸ浄化装置と、排気の一部を給気路に還流させる排気再循環路とを備えた内燃機関の運転制御装置において、ラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に冷却水を循環させる冷却水経路と、エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する温度センサと、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加すると共に、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減するコントローラと、を備えているので、前述の方法発明と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の系統図である。
【図２】前記実施形態の運転制御を示すフローチャートである。
【図３】前記実施形態の運転制御マップを示す線図である。
【図４】本発明の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２３】
本発明方法及び装置の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。まず、図１により本実施形態のディーゼル機関１０の構成を説明する。図１において、複数のシリンダ２６が内蔵されたエンジンブロック１２に給気マニホールド１４及び排気マニホールド１６が接続されている。給気マニホールド１４には給気管１８が接続され、排気マニホールド１６には排気管２０が接続されている。
【００２４】
給気管１８及び排気管２０に跨って過給機２２が設けられている。過給機２２は、給気管１８に設けられたコンプレッサ２２ａと、排気管２０に設けられた排気タービン２２ｂと、からなり、コンプレッサ２２ａと排気タービン２２ｂは軸で一体に結合されている。排気ｅによって排気タービン２２ｂが回転することで、コンプレッサ２２ａが回転し、給気ａを給気管１８に送り込む。
【００２５】
コンプレッサ２２ａの下流側給気管１８にインタークーラ２４が設けられ、給気管１８は、運転効率を向上させるため、インタークーラ２４で冷却され、高密度にされる。インタークーラ２４で冷却された給気ａは、給気マニホールド１４を経て複数のシリンダ２６に供給される。シリンダ２６で燃料（例えば軽油）と給気ａとが混合し、これらが圧縮されて燃焼する。排気ｅは排気マニホールド１６を経て排気管２０に排気される。
【００２６】
排気タービン２２ｂの下流側排ガス路２０には、前段酸化触媒２８とＤＰＦフィルタ３０とを組み合わせた排ガス浄化装置３２が設けられている。この排ガス浄化装置３２は、ＤＰＦフィルタ３０で排気中の粒子状物質を捕捉し、前段酸化触媒２８で排気中ＮＯＸをＮＯ２の多い状態にし、ＮＯ２の強力な酸化作用で捕捉した粒子状物質を燃焼させるものである。
【００２７】
排ガス浄化装置３２の下流側には、尿素水噴射ノズル３４が設けられ、尿素水噴射ノズル３４の下流側にＳＣＲ触媒３６が設けられている。尿素水供給管３５に設けられたポンプ（図示省略）によって、尿素水噴射ノズル３４から尿素水ｎを噴射する。排気ｅの熱で尿素水中の尿素を加水分解し、還元剤であるアンモニアを生成する。生成したアンモニアをＳＣＲ触媒３６に供給し、ＳＣＲ触媒に吸着したＮＯｘを還元して窒素と水に分解し、外部へ排出させる。ＳＣＲ触媒３６の下流側に設けられた後段酸化触媒３８は、残存したアンモニア、一酸化炭素、及び炭化水素等を除去する。
【００２８】
ラジエータ４０とエンジンブロック１２との間を接続する冷却水循環路４２ａ及び４２ｂが設けられている。また、排気マニホールド１６から分岐し、給気マニホールド１４に接続された排気再循環路（ＥＧＲ路）４４が設けられている。ＥＧＲ路４４には、ＥＧＲクーラ４６が介設されている。ＥＧＲクーラ４６には、冷却水循環路４２ｂから分岐し、ＥＧＲクーラ４６に接続され、再び冷却水循環路４２ｂに合流する分岐冷却水循環路４８が接続されている。ＥＧＲ路４４を流れる排気ｅ（ＥＧＲガス）は、ＥＧＲクーラ４６で冷却水と熱交換し冷却される。ＥＧＲ路４４には流量調整弁５０が設けられている。
【００２９】
エンジンブロック１２の入口側（ディーゼル機関１０のオーバーヒート状態を把握するのに適した位置）で、冷却水循環路４２ａに温度センサ５２が設けられ、エンジンブロック入口側冷却水温ｔを検出している。また、排ガス浄化装置３２の入口側排気管２０に温度センサ５４が設けられ、ＳＣＲ触媒３６の入口側排気管２０に温度センサ５６が設けられている。これら温度センサの検出信号は、ディーゼル機関１０の運転を制御するＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）６０に送られる。
【００３０】
ＥＣＵ６０では、これらの検出値に基づいて流量調整弁５０の開度を制御し、ＥＧＲクーラ４６を流れる冷却水量を調整する。また、ＥＣＵ６０は、尿素水供給管３５に設けられた流量調整弁５８の開度を制御し、尿素水添加量を調整する。ＥＣＵ６０は、記憶部６２、通常運転制御手段６４、第１運転制御手段６６及び第２運転制御手段６８を内蔵している。記憶部６２は、通常運転制御マップ、第１運転制御マップ及び第２運転制御マップを内蔵している。通常運転制御手段６４は、通常運転制御マップに基づいて通常運転制御モードを実行し、第１運転制御手段６６は第１運転制御マップに基づいて第１運転制御モードを実行し、第２運転制御手段６８は第２運転制御マップに基づいて第２運転制御モードを実行する。
【００３１】
かかる構成において、ディーゼル機関１０の運転制御を図２により説明する。図２において、ディーゼル機関１０の運転を開始し（Ｓ１０）、冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超えていないとき（Ｓ１２）、通常運転制御手段６４によって、通常運転制御モードに移行する（Ｓ１４）。図３は運転制御マップを示す。図３中の曲線Ｅは、排気中ＮＯＸ量と（軽油＋尿素水）消費量との関係を示す線図である。走行コストは（軽油＋尿素水）消費量と比例する。ＮＯＸ浄化量と該ＮＯＸ浄化量に対応する尿素水消費量とは、ＮＯＸと尿素水とが化学反応するときの化学反応式で一義的に決まる。
【００３２】
図３中の曲線Ｆは、排気中ＮＯＸ量とラジエータ４０の放熱量との関係を示す。ラジエータ放熱量は、エンジンブロック１２での冷却水の吸熱量及びＥＧＲクーラ４６での冷却水の吸熱量の和と同等の熱量に等しい。エンジン出口排気中ＮＯＸ量を低減するため、再循環排気量（ＥＧＲガス量）を増加させると、ＥＧＲクーラ４６での冷却水の吸熱量が増加し、そのため、ラジエータ放熱量が増加する。
【００３３】
排気管２０から外部へ排出されるＮＯＸ量を基準値以下とするために、ＥＧＲガス量の増減と尿素水添加量の増減という２つのパラメータを調整したときの（軽油＋尿素水）合計コストは、曲線Ｅに示すように、あるエンジン出口ＮＯＸ量ａ０のときに最小となる。前述のように、尿素水消費量とは、ＮＯＸと尿素水とが化学反応するときの化学反応式で一義的に決まり、それに加えて、エンジン出口ＮＯＸ量と燃費との関係から、エンジン出口ＮＯＸ量は、（軽油＋尿素水）合計コストによって決定される。通常運転時は、（軽油＋尿素水）合計コストが最小となるように設定される。即ち、この時排気管２０の排ガス浄化装置３２に入る排ガス中ＮＯＸ量（エンジン出口ＮＯｘ量）をａ０とする。
【００３４】
第１運転制御モードにおいては、ＥＧＲガス量を低減するため、エンジン出口ＮＯＸ量がａ０からａ１に増加する。一方、ＥＧＲクーラ４６からの持ち去り熱量がＲ０からＲ１に減少する。これによって、ディーゼル機関１０のオーバーヒートを回避する。この時、ＥＧＲガス量低減に伴い増加するエンジン出口ＮＯＸ量をＳＣＲ触媒３６で浄化すべく尿素水添加量を増量する。そもそもエンジン出口ＮＯＸ量がａ０のとき、（軽油＋尿素水）合計コストが最小であったが、第１運転制御モードに移行し、ＥＧＲガス量を低減すれば、軽油消費量が減るが、尿素水消費量が増えるため、（軽油＋尿素水）合計コストはｂ０からｂ１へと悪化する。
【００３５】
図２において、冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超えたとき（Ｓ１２）、排気ｅがＳＣＲ触媒３６の活性温度であるなら（Ｓ１６）、第１運転制御手段６６によって、第１運転制御モードに移行する（Ｓ１８）。図中、Ｔ１はＳＣＲ触媒３６の活性温度の下限値であり、Ｔ２は、ＳＣＲ触媒３６の活性温度の上限値である。この第１運転制御モードを実行するための第１運転制御マップは、ディーゼル機関１０のオーバーヒートを防ぐため、ＥＧＲ量を低減し、かつ尿素水添加量を増加させるようにする。ＥＧＲガス量を低減させることで、冷却水の持ち去り熱量を低減し、これによって、ディーゼル機関１０のオーバーヒートを防止する。ＥＧＲガス量の低減分を尿素水添加量を増加させることで補い、時排気管２０の出口排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持した運転を行なうことができる。
【００３６】
図２において、冷却水温ｔが閾値Ｔ０を超えたとき（Ｓ１２）、排気ｅがＳＣＲ触媒３６の活性温度でないなら（Ｓ１６）、第２運転制御モードに移行する（Ｓ２０）。この第２運転制御モードは、ディーゼル機関１０の出力を低減させるようにしたものである。これによって、ディーゼル機関１０の出力を低減し、ディーゼル機関１０のオーバーヒートを防止した運転を行なうことができる。
【００３７】
本実施形態によれば、冷却水温ｔ及びＳＣＲ触媒３６に進入する排気ｅの温度に応じて、通常運転制御モード、第１運転制御モード又は第２運転制御モードに移行し、ＥＧＲ量、尿素水添加量又はエンジン出力を調整するようにしているので、ディーゼル機関１０のオーバーヒートを防止し、かつ排気管２０の出口ＮＯＸ量を基準値以下に保持した運転を行なうことができる。従って、ディーゼル機関１０を装備したバス、トラック等の大型車両のエンジン出力を確保し、運行を支障なく継続できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、内燃機関のオーバーヒートを防止し、かつ排気中ＮＯＸ量を基準値以下に保持した運転を行なうことができる。そのため、いかなる環境であっても、内燃機関の出力を確保し、車両の運行を継続できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ ディーゼル機関
１２ エンジンブロック
１４ 給気マニホールド
１６ 排気マニホールド
１８ 給気管
２０ 排気管
２２ 過給機
２２ａ コンプレッサ
２２ｂ 排気タービン
２４ インタークーラ
２６ シリンダ
２８ 前段酸化触媒
３０ ＤＰＦフィルタ
３２ 排ガス浄化装置
３４ 尿素水噴射ノズル
３６ ＳＣＲ触媒（脱硝触媒）
３８ 後段酸化触媒
４０ ラジエータ
４２ａ、４２ｂ 冷却水循環路
４４ ＥＧＲ路
４６ ＥＧＲクーラ（冷却器）
４８ 分岐冷却水循環路
５０，５８ 流量調整弁
５２，５４，５６ 温度センサ
６０ ＥＣＵ
６２ 記憶部
６４ 通常運転制御手段
６６ 第１運転制御手段
６８ 第２運転制御手段
Ｔ１ 活性温度下限値
Ｔ２ 活性温度上限値
ａ 給気
ｅ 排気
ｎ 尿素水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気に還元剤を添加し、該還元剤と脱硝触媒とで排気中ＮＯＸを浄化するＮＯＸ浄化工程と、排気の一部を給気路に還流させる排気再循環工程とを行なう内燃機関の運転制御方法において、
冷却水をラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に循環させ、エンジンブロック及び再循環排気を冷却する冷却工程と、
エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する検出工程と、
該冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加する第１運転工程と、
該冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減する第２運転工程と、からなることを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項２】
内燃機関の排気路に脱硝触媒と該脱硝触媒の上流側排気路に還元剤を添加する還元剤添加装置とからなるＮＯＸ浄化装置と、排気の一部を給気路に還流させる排気再循環路とを備えた内燃機関の運転制御装置において、
ラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に冷却水を循環させる冷却水経路と、
エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する温度センサと、
冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加すると共に、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減するコントローラと、を備えていることを特徴とする内燃機関の運転制御装置。
【請求項３】
前記コントローラが、冷却水温が閾値以下であるとき、排気中ＮＯＸ量を基準値以下にしながら、燃料及び還元剤の消費量を最小限にする通常運転制御手段と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加する第１運転制御手段と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減する第２運転制御手段と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の運転制御装置。
【請求項１】
内燃機関の排気に還元剤を添加し、該還元剤と脱硝触媒とで排気中ＮＯＸを浄化するＮＯＸ浄化工程と、排気の一部を給気路に還流させる排気再循環工程とを行なう内燃機関の運転制御方法において、
冷却水をラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に循環させ、エンジンブロック及び再循環排気を冷却する冷却工程と、
エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する検出工程と、
該冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加する第１運転工程と、
該冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減する第２運転工程と、からなることを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項２】
内燃機関の排気路に脱硝触媒と該脱硝触媒の上流側排気路に還元剤を添加する還元剤添加装置とからなるＮＯＸ浄化装置と、排気の一部を給気路に還流させる排気再循環路とを備えた内燃機関の運転制御装置において、
ラジエータとエンジンブロック及び排気再循環路に設けられた冷却器との間に冷却水を循環させる冷却水経路と、
エンジンブロックに流入する冷却水の温度を検出する温度センサと、
冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加すると共に、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減するコントローラと、を備えていることを特徴とする内燃機関の運転制御装置。
【請求項３】
前記コントローラが、冷却水温が閾値以下であるとき、排気中ＮＯＸ量を基準値以下にしながら、燃料及び還元剤の消費量を最小限にする通常運転制御手段と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度であるとき、再循環排気量を内燃機関のオーバーヒート限界値以下に低減し、かつ還元剤添加量を増加する第１運転制御手段と、冷却水の温度が閾値より高温であり、かつ排気温度が脱硝触媒の活性温度でないとき、内燃機関の出力を低減する第２運転制御手段と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の運転制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２３３４１４（Ｐ２０１２−２３３４１４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１００６１１（Ｐ２０１１−１００６１１）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（３０３００２１５８）三菱ふそうトラック・バス株式会社 (1,037)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（３０３００２１５８）三菱ふそうトラック・バス株式会社 (1,037)
【Ｆターム（参考）】
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