JP2020118052A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の組み立て後や排気管燃料噴射器の交換後に排気管燃料噴射器が熱害を受け損傷する事を抑制する事が出来る制御装置を提供する。【解決手段】排気管燃料噴射器１０１が取り付けられた車両１０２で内燃機関１０３の燃焼状態を制御する制御装置１００であって、排気管燃料噴射器１０１が取り外された状態から排気管燃料噴射器１０１が取り付けられた状態に変更された場合に、内燃機関１０３の燃焼状態を通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更する制御装置１００によって課題を解決する事が出来る。【選択図】図１

Description

排気管燃料噴射器が取り付けられた機械で内燃機関の燃焼状態を制御する制御装置に関する。

近年の排ガス規制の強化に伴って、内燃機関の排気を今迄以上に浄化すべく、排気管にフィルタを取り付ける事で内燃機関の排気に含有された粒子状物質を捕集する事が為されている。

フィルタに捕集された粒子状物質の捕集量が規定量に到達した場合は、フィルタに捕集された粒子状物質を燃焼させる事でフィルタに捕集された粒子状物質を除去する必要が有る。

フィルタに捕集された粒子状物質を効率的に燃焼させるには、排気温度を効率的に上昇させる必要が有る為、フィルタの排気上流側に排気管燃料噴射器を取り付ける事で排気管で燃料を噴射させ、排気温度を効率的に上昇させる技術が採用されている。

特開２０１８−９６３１４号公報 特開２０１２−１２７３０１号公報 特開２０１０−２４９８１号公報

然し乍ら、内燃機関の組み立て後（排気管燃料噴射器を新規に取り付けた後）や排気管燃料噴射器の交換後は、排気から排気管燃料噴射器への熱伝達を阻害する煤が排気管燃料噴射器の表面に全く堆積していない為、排気管燃料噴射器が熱害を受け損傷し易い。

以上の事情に鑑み、内燃機関の組み立て後や排気管燃料噴射器の交換後に排気管燃料噴射器が熱害を受け損傷する事を抑制する事が出来る制御装置を提供する。

排気管燃料噴射器が取り付けられた機械で内燃機関の燃焼状態を制御する制御装置であって、前記排気管燃料噴射器が取り外された状態から前記排気管燃料噴射器が取り付けられた状態に変更された場合に、前記内燃機関の燃焼状態を通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更する制御装置を提供する。

前記内燃機関の燃焼状態が前記通常の燃焼状態から前記煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更された後の前記内燃機関の駆動時間が所定の累積時間に到達した場合に、前記内燃機関の燃焼状態を前記煤を意図的に発生させる燃焼状態から前記通常の燃焼状態に戻す事が望ましい。

前記排気管燃料噴射器が取り外された状態から前記排気管燃料噴射器が取り付けられた状態への変更は、外部装置からの入力信号を基に検出する事が望ましい。

内燃機関の組み立て後や排気管燃料噴射器の交換後に排気管燃料噴射器が熱害を受け損傷する事を抑制する事が出来る制御装置を提供する事が出来る。

実施の形態に係る制御装置の構成を説明する図である。 実施の形態に係る制御装置の動作を説明する図である。

以下、実施の形態を添付図面に順って説明する。

図１に示す様に、制御装置１００は、排気管燃料噴射器１０１が取り付けられた機械（以下、車両）１０２で内燃機関１０３の燃焼状態を制御するものであって、電子制御装置（ECU;Electronic Control Unit）や電気回路又は電子回路で構成される。

排気管燃料噴射器１０１は、排気管１０４に取り付けられたフィルタ１０５の排気上流側に取り付けられる。排気管燃料噴射器１０１は、排気管１０４で燃料を噴射する事で排気温度を効率的に上昇させ、フィルタ１０５に捕集された粒子状物質（PM;Particulate Matter）の燃焼を促進させる。内燃機関１０３は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンで構成される。

制御装置１００は、排気管燃料噴射器１０１が取り外された状態から排気管燃料噴射器１０１が取り付けられた状態に変更された場合に、内燃機関１０３の燃焼状態を通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更する。

通常の燃焼状態とは、内燃機関１０３がガソリンエンジンであれば、内燃機関１０３の燃焼効率を最大化すべく、実空燃比を理論空燃比に近付ける様に制御された理想的な燃焼状態を意味する。尚、内燃機関１０３がディーゼルエンジンであれば、本来の燃料噴射量マップに従って燃料噴射を行った場合の燃焼状態を意味する。即ち、内燃機関１０３の燃焼状態は、原則的には、通常の燃焼状態と成る様に制御される。

煤を意図的に発生させる燃焼状態とは、煤を通常の燃焼状態よりも多く発生させる様に制御された非理想的な燃焼状態を意味する。煤を意図的に発生させる燃焼状態は、一般的には、回避すべき燃焼状態と言え、本来は、内燃機関１０３の燃焼状態が煤を意図的に発生させる燃焼状態と成る様に制御される事は無い。

煤を意図的に発生させる燃焼状態は、実空燃比を理論空燃比よりも低下させたり、着火点を通常の着火点よりも遅角化させたりする事で実現される。実空燃比は、吸気絞り弁１０６の開度（吸入空気量）や筒内燃料噴射器１０７の通電時間（燃料噴射量）を制御する事で調整する事が出来る。着火点は、筒内燃料噴射器１０７の通電時期を調整する事で変化させる事が出来る。

車両１０２が排気再循環（EGR;Exhaust Gas Recirculation）装置を備える場合は、煤が排気再循環流路に流入する事を防止する為、煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更する前に排気再循環弁を閉じておく事が望ましい。

更に言えば、内燃機関１０３の運転に支障が無い限り、煤が排気管燃料噴射器１０１に到達する迄に通過する経路を除く他の経路に煤が流入する事が無い様に他の経路を閉じておく事が望ましい。

制御装置１００は、内燃機関１０３の燃焼状態が通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更された後の内燃機関１０３の駆動時間が所定の累積時間に到達した場合に、内燃機関１０３の燃焼状態を煤を意図的に発生させる燃焼状態から通常の燃焼状態に戻す。

所定の累積時間は、排気管燃料噴射器１０１の表面に熱害を阻害するのに十分な量の煤が堆積する時間を基に決定される。従って、煤を意図的に発生させる燃焼状態が所定の累積時間に亘って断続的又は継続的に維持された場合は、排気管燃料噴射器１０１の表面に熱害を阻害するのに十分な量の煤が堆積される。

例えば、内燃機関１０３の燃焼状態が通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更された直後に内燃機関１０３が停止され、排気管燃料噴射器１０１の表面への煤の堆積が不十分な場合にも、次に内燃機関１０３が始動された時に内燃機関１０３の燃焼状態が煤を意図的に発生させる燃焼状態に維持される為、排気管燃料噴射器１０１の表面への煤の堆積が確実に行われる。

排気管燃料噴射器１０１が取り外された状態から排気管燃料噴射器１０１が取り付けられた状態への変更は、外部装置１０８からの入力信号を基に検出する事が出来る。

例えば、排気管燃料噴射器１０１の交換後に、整備士が外部装置１０８を使用し制御装置１００に信号を手動で送信する事で実現される。更に、制御装置１００が排気管燃料噴射器１０１の取り付けや取り外しを自ら自動で検出する機能を有する事も出来る。

次に、制御装置１００の動作を具体的に説明する。

図２に示す様に、ステップＳ１０１では、外部装置１０８からの入力信号を基に排気管燃料噴射器１０１が取り外された状態から排気管燃料噴射器１０１が取り付けられた状態に変更されたか否かを検出する。具体的に言えば、外部装置１０８からの入力信号が存在する場合に、制御装置１００は、排気管燃料噴射器１０１が取り外された状態から排気管燃料噴射器１０１が取り付けられた状態に変更されたと判定すると共に、外部装置１０８からの入力信号を受信した事を示す応答信号を外部装置１０８に送信し、外部装置１０８は、制御装置１００からの応答信号を受信した場合に、制御装置１００への入力信号の送信を停止（リセット）する。

排気管燃料噴射器１０１が取り外された状態から排気管燃料噴射器１０１が取り付けられた状態への変更が検出された場合は、ステップＳ１０２に進み、変更が検出されなかった場合は、リターンする。

ステップＳ１０２では、フラグがオフであればフラグをオンにすると共に、内燃機関１０３の燃焼状態を通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更する。

次のステップＳ１０３では、内燃機関１０３の燃焼状態が通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更された後の内燃機関１０３の駆動時間が所定の累積時間に到達したか否かを判定する。

内燃機関１０３の燃焼状態が通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更された後の内燃機関１０３の駆動時間が所定の累積時間に到達したと判定された場合は、ステップＳ１０４に進み、内燃機関１０３の駆動時間が所定の累積時間に到達したと判定されなかった場合は、ステップＳ１０３を繰り返す。

ステップＳ１０４では、フラグをオフにすると共に、内燃機関１０３の燃焼状態を煤を意図的に発生させる燃焼状態から通常の燃焼状態に戻す。

尚、最初のステップＳ１０５で、フラグがオンであるか否かを判定し、フラグがオンである場合は、ステップＳ１０２に進み、フラグがオフである場合は、ステップＳ１０１に進む事で、内燃機関１０３の駆動時間が所定の累積時間に到達する前に内燃機関１０３が停止された場合でも、内燃機関１０３の駆動時間が所定の累積時間に到達する迄、煤を意図的に発生させる燃焼状態を継続させる事が出来る。

以上に説明された様に、制御装置１００では、内燃機関１０３の組み立て後や排気管燃料噴射器１０１の交換後に、内燃機関１０３の燃焼状態を本来と異なる燃焼状態に制御し、排気から排気管燃料噴射器１０１への熱伝達を阻害する煤を排気管燃料噴射器１０１の表面に堆積させる為、排気管燃料噴射器１０１が熱害を受け損傷する事を抑制する事が出来る。

尚、制御装置１００は、車両１０２の内燃機関１０３の他、産業機械の産業エンジン等にも適用する事が出来る。

１００ 制御装置
１０１ 排気管燃料噴射器
１０２ 車両
１０３ 内燃機関
１０４ 排気管
１０５ フィルタ
１０６ 吸気絞り弁
１０７ 筒内燃料噴射器
１０８ 外部装置

Claims (3)

1. 排気管燃料噴射器が取り付けられた機械で内燃機関の燃焼状態を制御する制御装置であって、
   前記排気管燃料噴射器が取り外された状態から前記排気管燃料噴射器が取り付けられた状態に変更された場合に、前記内燃機関の燃焼状態を通常の燃焼状態から煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更する
   事を特徴とする制御装置。
2. 前記内燃機関の燃焼状態が前記通常の燃焼状態から前記煤を意図的に発生させる燃焼状態に変更された後の前記内燃機関の駆動時間が所定の累積時間に到達した場合に、前記内燃機関の燃焼状態を前記煤を意図的に発生させる燃焼状態から前記通常の燃焼状態に戻す
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記排気管燃料噴射器が取り外された状態から前記排気管燃料噴射器が取り付けられた状態への変更は、外部装置からの入力信号を基に検出する
   請求項１又は２に記載の制御装置。

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