CN105008683A - 排气管燃料喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供在燃料供应系统中不会残存燃料，能防止由于燃料的碳化导致的燃料供应系统的堵塞的排气管燃料喷射装置。因此，本发明具有：燃料喷射喷嘴(41)，其向排气管(21)内喷射燃料；供应配管(Lx)，其向燃料喷射喷嘴(41)供应燃料和空气的混合流体；以及控制装置(50)，控制单元(50)具有在再生柴油微粒过滤器(23)的情况下继续进行燃烧直至在供应配管(Lx)内不残存燃料的功能。

Description

排气管燃料喷射装置
技术领域
本发明涉及为了柴油发动机的柴油微粒过滤器再生而向排气管内喷射燃料的装置。
背景技术
公知如下技术：为了柴油发动机的柴油微粒过滤器再生而向排气管喷射燃料，利用燃料的氧化反应热使捕获的微粒燃烧而将其除去。
与这种技术关联地提出了如下技术：在为了柴油发动机的柴油微粒过滤器再生而向排气管内喷射燃料的排气管燃料喷射装置中，在向排气管内喷射的燃料的供应系统的喷射喷嘴的上游侧(燃料供应源侧)设有分支点，在该分支点处的喷射喷嘴的另一侧设有燃料贮存机构，燃料贮存机构贮存在燃料供应系统中残留的燃料(参照专利文献1)。
虽然这种现有技术是有效的技术，但是在如在柴油微粒过滤器的再生处理期间由于某些原因而发出了中止再生的意思的控制信号(柴油微粒过滤器再生中止信号)的情况等中断了柴油微粒过滤器的再生的情况下，在向排气管喷射的燃料的供应系统(燃料供应系统)中残存有燃料，有可能由于该残存的燃料碳化而堵塞燃料供应系统。
另外，由于必须设置分支点和与分支点连通的燃料贮存机构，因此有如下问题：燃料喷射系统的构成复杂化，制造成本变高。
而且，在分支点和与分支点连通的燃料贮存机构的附近区域中，有可能燃料碳化而堵塞燃料供应系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－127287号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述的现有技术的问题而提出的，其目的在于提供如下排气管燃料喷射装置：即使柴油微粒过滤器的再生处理中断，在供应向排气管喷射的燃料的燃料供应系统中也不会残存燃料，能防止由于燃料的碳化导致的燃料供应系统的堵塞。
用于解决问题的方案
本发明的排气管燃料喷射装置为了柴油发动机的柴油微粒过滤器再生而向排气管内喷射燃料，其特征在于，
具有：燃料喷射喷嘴(41)，其向排气管(21)内喷射燃料；供应配管(Lx)，其向燃料喷射喷嘴(41)供应燃料和空气的混合流体；以及控制装置(50)，
控制单元(50)具有在再生柴油微粒过滤器(23B)的情况下继续进行燃烧直至在供应配管(Lx)内不残存燃料的功能。
在本发明中，优选上述控制单元(50)具有在柴油微粒过滤器(23B)上游侧的区域(柴油微粒过滤器前部)没有升高到柴油微粒过滤器再生所需的温度的情况下不向供应配管(Lx)内喷射燃料的功能。
另外，在本发明中，优选具备与燃料供应源连通的燃料供应配管(Lf)和供应空气的空气供应配管(La)，在上述供应配管(Lx)中的与空气供应配管(La)的汇合点(Px)到燃料喷射喷嘴(41)之间的区域没有设置分支点和阀。
在使用本发明的排气管燃料喷射装置的柴油微粒过滤器再生方法中，具有：升温工序(S2)，使柴油微粒过滤器(23B)上游侧的区域(柴油微粒过滤器前部)的温度升温到柴油微粒过滤器再生所需的温度；以及柴油微粒过滤器再生工序(S5)，向排气管(21)内喷射燃料，
在柴油微粒过滤器再生工序(S5)中，继续进行燃烧直至在燃料供应配管(Lx、Lf)内不残存燃料。
并且，优选在使用本发明的排气管燃料喷射装置(100)的柴油微粒过滤器再生方法中，在柴油微粒过滤器(23B)上游侧的区域(柴油微粒过滤器前部)的温度没有升温到柴油微粒过滤器再生所需的温度的情况下，不执行柴油微粒过滤器再生工序，也不执行继续进行燃烧直至在供应配管(Lx)内不残存燃料的控制。
发明效果
根据具备上述的构成的本发明，具有在再生柴油微粒过滤器(23B)的情况下继续进行燃烧直至在供应配管(Lx)内不残存燃料的功能，所以即使发出中断柴油微粒过滤器再生的意思的控制信号，也继续进行柴油微粒过滤器(23B)的再生处理直至供应配管(Lx)内的燃料全部燃烧。
由此，可防止在供应配管(Lx)内残留有燃料，不会由于剩余量的燃料的碳化而使供应配管堵塞。
并且，根据本发明，不必如上述的现有技术(专利文献1)那样设置将残留的燃料贮存的燃料贮存机构，所以可防止残留于该机构中的燃料碳化而堵塞配管系统(Lx、Lf)。
在本发明中，如果构成为：在柴油微粒过滤器(23B)上游侧的区域(柴油微粒过滤器前部)没有升温到柴油微粒过滤器再生所需的温度的情况下，不向燃料供应配管(Lx、Lf)内喷射燃料，则在温度较低、柴油微粒过滤器(23B)不可再生的条件下，不向燃料供应配管(Lx、Lf)内喷射燃料，可防止未燃烧的燃料在该配管(Lx、Lf)内碳化而堵塞该配管。
另外，在本发明中，如果构成为：具备与燃料供应源(46)连通的燃料供应配管(Lf)和供应空气的空气供应配管(La)，在上述供应配管(Lx)中的与空气供应配管(La)的汇合点(Px)到燃料喷射喷嘴(41)之间的区域没有设置分支点和阀，则在与该分支点连通的区域、阀附近的区域也不会残留燃料，可防止残留在该区域的燃料碳化。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的框图。
图2是表示图1的实施方式中的控制的流程图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1表示包含本发明的实施方式的排气管燃料喷射装置的柴油发动机的进气系统和排气系统的构成。
在图1中，柴油发动机1具有进气歧管10和排气歧管20。进气歧管10连接着进气管11。在进气管11上从上游侧(空气取入口侧)起安装有空气净化器12、涡轮增压器28的压缩机28C、用于冷却进气的中间冷却器13、在寒冷时、起动时临时缩小进气量的进气闸门14。
在排气歧管20上连接着排气管21。在排气管21上从排气歧管20朝向下游安装有涡轮增压器28的排气涡轮28T、排气节流阀22、连续再生式柴油微粒过滤器装置(以下记载为“DPF装置”)23、SCR催化剂24以及氨氧化催化剂25。
DPF装置23具备氧化催化剂23A和柴油微粒过滤器23B。并且，氧化催化剂23A具有氧化CH(碳化氢)、COx(氧化碳)的功能，柴油微粒过滤器23B具有捕获并除去排气中的PM(微粒)的功能。
SCR催化剂24具有使用由尿素水溶液生成的氨(还原剂)将NOx(氮氧化物)还原净化的功能。
附图标记30表示使废气的一部分回流到进气中的EGR系统。
在图1中，用附图标记40表示的区域是排气管燃料喷射装置。
排气管燃料喷射装置40具备：排气管内燃料喷射喷嘴(以下称为“燃料喷射喷嘴”)41；燃料(例如汽油)供应阀42；高压空气供应阀43；第1排气温度传感器44；第2排气温度传感器45；作为控制单元的控制单元50；以及配置于仪表板60内的监视器70。
在排气管21中的涡轮增压器28与DPF装置23之间的区域配置有排气管内燃料喷射喷嘴41的喷嘴喷孔。并且，排气管内燃料喷射喷嘴41经由供应配管Lx与燃料供应阀42连通，燃料供应阀42经由燃料供应线Lf与燃料供应源46连通。换言之，供应配管Lx是排气管内燃料喷射喷嘴41～燃料供应阀42间的配管，燃料供应线Lf是燃料供应阀42～燃料供应源46间的配管。
并且，在供应线Lx(排气管内燃料喷射喷嘴41与燃料供应阀42之间的区域)上设有与高压空气线La的汇合点Px。
高压空气供应阀43安装在高压空气线La中，与高压空气供应源47连通。
在排气管21中，在排气管内燃料喷射喷嘴41与DPF装置23之间的区域设置有用于测量流过的废气温度的第1温度传感器44。
另外，在DPF装置23中，在氧化催化剂23A与柴油微粒过滤器23B之间的区域设置有用于测量废气温度的第2温度传感器45。
第1温度传感器44和第2温度传感器45利用输入信号线Si连接到控制单元50。并且，各温度传感器44、45具有将表示各自的检测结果的检测信号输出到控制单元50的功能。
燃料供应阀42和高压空气供应阀43利用控制信号线So连接到控制单元50。控制单元50具有针对燃料供应阀42和高压空气供应阀43输出阀开闭控制信号的功能。
另外，控制单元50用控制信号线So与监视器70连接，具有将与排气管内燃料喷射装置40的工作有关的信息信号输出的功能。
在图示的实施方式中，在排气管21中的DPF装置23与SCR催化剂24之间的区域从上游侧朝向下游侧设置有第3温度传感器St3和用于向排气管21内喷射尿素水溶液的喷射喷嘴Nn。
第3温度传感器St3利用输入信号线Si连接到控制单元50，第3温度传感器St3的检测信号发送到控制单元50。
接着，一边参照图1一边基于图2的流程图对排气管内燃料喷射的控制进行说明。
在图2的步骤S1中，判断DPF装置23是否开始再生。
如果开始DPF装置23的再生(步骤S1为“是”)，进入步骤S2，如果没有开始再生(步骤S1为“否”)，返回步骤S1，重复步骤S1为“否”的循环。
在步骤S2中，实施再生模式1(升温模式)。在再生模式1(升温模式)中，使废气升温到足够柴油微粒过滤器23B再生的温度。
执行再生模式1(升温模式)，直至第1温度传感器44测量的废气温度升温到规定的阈值(第1温度传感器44中的阈值)且第2温度传感器45测量的废气温度升温到规定的阈值(第2温度传感器45中的阈值)。
在此，废气温度中的该“规定的阈值”是在氧化催化剂23A下燃料的HC(碳化氢)发生反应的温度。即，“再生模式1(升温模式)”是废气温度升温到在氧化催化剂23A下燃料的HC发生反应的温度以前的阶段中的再生模式(升温模式)。
在废气温度升温到第1温度传感器44中的阈值且升温到第2温度传感器45中的阈值的期间(执行再生模式1(升温模式)的期间)，在步骤S3中，判断是否由于例如驾驶员通过操作使再生处理停止等而中断再生模式1(升温模式)。
如果中断了DPF装置23(步骤S3为“是”)，进入步骤S4。另一方面，如果没有中断DPF装置23(步骤S3为“否”)，进入步骤S5。
在步骤S3中，如果作出再生中断的判断，在监视器70中显示“再生中断”的消息。
在步骤S4中判断是否结束控制。如果结束控制(步骤S4为“是”)，则在没有再生的状态下结束控制。
在该情况下，废气温度没有升温到柴油微粒过滤器23B的再生所需的温度，与燃料供应阀42无关，不从燃料喷射喷嘴41向排气管21内喷射燃料，所以即使在排气管燃料喷射装置40内的燃料供应配管Lf内残存有燃料，该燃料也不会碳化而引起管路的堵塞。
另一方面，如果继续进行排气管内燃料喷射的控制(步骤S4为“否”)，返回步骤S1，再次重复步骤S1以下的步骤。
在步骤S5中，实施再生模式2(喷射模式)。即，从燃料喷射喷嘴41向排气管21内喷射燃料，利用升温的废气再生柴油微粒过滤器23B。
在此，“再生模式2(喷射模式)”是废气温度升温到在氧化催化剂23A下燃料的HC发生反应的温度的阶段中的再生模式(喷射模式)。
在接着的步骤S6中，控制单元50判断再生模式2(喷射模式)是否由于例如驾驶员通过操作使再生处理停止或者使发动机停止等而中断。
如果再生模式2(喷射模式)中断(步骤S6为“是”)，进入步骤S7。
另一方面，如果再生模式2(喷射模式)没有中断(步骤S6为“否”)，进入步骤S10。
步骤S7(再生模式2(喷射模式)中断的情况下)在监视器70画面中显示“中断了再生模式，但是执行残留燃料处理模式”的意思的消息。并且，实施残留燃料处理模式。
在“再生模式2(喷射模式)”中，当中断再生时，原样地维持供应配管Lx内的燃料，有可能供应配管Lx内的燃料碳化。
对此，在剩余量燃料处理模式中，燃料供应阀42阻断，但是执行向排气管2内喷射来自燃料喷射喷嘴41的高压空气和残存于供应配管Lx内的燃料的操作。即，向排气管2内喷出高压空气和燃料，继续进行柴油微粒过滤器23B的再生，直至在供应配管Lx内不残存燃料。由此，在排气管燃料喷射装置40的供应配管Lx内没有残存燃料。因此，可防止供应配管Lx内的燃料碳化而堵塞供应配管Lx。
在步骤S8中，控制单元50判断残留燃料处理模式是否结束。
残留燃料处理模式是否结束例如能通过由第1和第2温度传感器44、45测量的废气温度是否低于各温度传感器中的阈值来判断。或者，通过利用未图示的定时器判断从残留燃料处理模式开始起是否经过了规定时间(足够在供应配管Lx内不残存燃料的时间)，能判断残留燃料处理模式是否结束。
如果残留燃料处理模式结束(步骤S8为“是”)，进行使采用DPF装置23的再生停止的处理(步骤S9)，返回到步骤S1，再次重复步骤S1以后。
另一方面，如果残留燃料处理模式没有结束(步骤S8为“否”)，返回到步骤S7，重复步骤S7为“否”的循环。
在步骤S6中判断为再生模式2(喷射模式)没有中断的情况下，在步骤S10中判断DPF装置23的再生是否完成。如果DPE装置23的再生完成(步骤S10为“是”)，进入步骤S11，进行DPE装置23的再生完成处理。DPF装置23的再生完成处理例如在从再生模式2(喷射模式)的开始起经过规定时间后进行，停止从燃料喷射喷嘴41喷射燃料和高压空气的混合流体。
在DPE装置23的再生没有完成的情况下(步骤S10为“否”)，返回步骤S5，继续进行DPE装置23的再生处理。
在步骤S11的DPF装置23的再生完成处理后，进入步骤S12，例如判断驾驶员是否停止发动机(是否结束)。
如果结束(步骤S12为“是”)，停止发动机。
另一方面，如果没有停止发动机(步骤S12为“否”)，返回到步骤S1，重复步骤S1以后的上述处理。
根据图示的实施方式，具有在再生柴油微粒过滤器23B的情况下继续进行燃烧直至在排气管燃料喷射装置40的供应管Lx内没有残存燃料的功能，所以即使发出中断柴油微粒过滤器23B的再生的意思的控制信号，也继续进行柴油微粒过滤器23B的再生处理直至供应管Lx内的燃料全部燃烧。
由此，可防止在供应配管Lx内残留燃料，不会发生由于剩余量的燃料的碳化而使排气管燃料喷射装置40内的配管系统堵塞。
另外，根据图示的实施方式，不会如上述的现有技术(专利文献1)那样设置将残留的燃料贮存的燃料贮存机构，所以可防止残留于该机构的燃料碳化而堵塞配管系统。
附记图示的实施方式只不过是例示，不是限定本发明的技术范围的宗旨的记述。
附图标记说明
1：柴油发动机
10：进气歧管
20：排气歧管
21：排气管
23：连续再生式柴油微粒过滤器装置
24：SCR催化剂
25：氨氧化催化剂
40：排气管燃料喷射装置
41：排气管内燃料喷射喷嘴/燃料喷射喷嘴
42：燃料供应阀
43：高压空气供应阀
44：第1排气温度传感器
45：第2排气温度传感器
50：控制单元

Claims (3)

1.一种排气管燃料喷射装置，为了柴油发动机的柴油微粒过滤器再生而向排气管内喷射燃料，其特征在于，
具有：燃料喷射喷嘴，其向排气管内喷射燃料；供应配管，其向燃料喷射喷嘴供应燃料和空气的混合流体；以及控制装置，
控制单元具有在再生柴油微粒过滤器的情况下继续进行燃烧，直至在供应配管内不残存燃料的功能。
2.根据权利要求1所述的排气管燃料喷射装置，其中，上述控制单元具有在柴油微粒过滤器上游侧的区域没有升温到柴油微粒过滤器再生所需的温度的情况下不向燃料供应配管内喷射燃料的功能。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的排气管燃料喷射装置，其中，具备与燃料供应源连通的燃料供应配管和供应空气的空气供应配管，在上述供应配管中的与空气供应配管的汇合点到燃料喷射喷嘴之间的区域没有设置分支点和阀。
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