JP4842146B2 - フィルタでのすすの堆積に応じたエンジン性能を監視する方法及び装置 - Google Patents

フィルタでのすすの堆積に応じたエンジン性能を監視する方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、全般的にディーゼルエンジン用排出物低減アセンブリに関する。
内燃エンジンが排出する未処理排出物(例えば、ディーゼルエンジンからの排出物)は、窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素など様々な廃物を含有している。さらに、ディーゼルエンジン等の特定タイプの内燃エンジンの場合、その未処理排出物には粒子状炭素系物質、つまり「すす」も併せて含有されている。すす排出基準に関わる米国連邦規則は厳しさを増す一方であり、それゆえすすをエンジン排出物から除去する装置および/または方法の必要性が高まっている。
エンジンシステムから放出されるすすの量は、フィルタやトラップなどの排出物削減装置を使用することによって低減できる。この種のフィルタやトラップでは、これらに堆積したすすを除去するために定期的に再生処理が行われる。フィルタに捕捉されているすすを燃焼するためのバーナまたは電気ヒーターを利用して、フィルタまたはトラップを再生処理する場合がある。
本発明の一態様によれば、排出物削減アセンブリが一対の燃料燃焼バーナを具備する。これらの燃料燃焼バーナはどちらも1つの制御ユニットに制御されている。制御ユニットが燃料燃焼バーナを選択的に動作させ、微粒子フィルタを再生処理してもよい。
本発明の別の態様によれば、フィルタ再生処理の間燃料燃焼バーナを監視する方法は、バーナの発熱温度を確認しこれを基にバーナに供給する燃料量を調整することを含む。所定の温度範囲を利用し、温度がその範囲外の場合にバーナに供給する燃料量を調整するようにしてもよい。このように燃料燃焼バーナを制御するように構成されている電子コントローラも併せて開示している。温度センサを利用して温度を計測することもできる。
本発明のさらに別の態様によれば、燃料燃焼バーナの動作を制御する制御ユニットを開示している。制御ユニットはハウジングを有し、このハウジングはハウジングの内部チャンバに向けて開放されている空気吸入口を有する。ハウジングの内部チャンバ内には空気ポンプが配置され、この空気ポンプは、制御ユニットのハウジングの内部チャンバに向けて開いている空気吸入口を有する。空気ポンプはこの内部チャンバの空気圧を低下させ、これにより空気をハウジング内に、さらにポンプの空気吸入口に吸気する。この空気流は、ハウジング内に配置されている電子コントローラやその他のデバイスを冷却する。一つの典型的な実施例では、空気ポンプが空気をハウジングの内部チャンバから吸気して、その空気を燃料燃焼バーナの燃焼室へ供給することによりバーナの動作を促進している。これに関連する、空気を燃料燃焼バーナへ送る方法も併せて開示している。
本発明のさらなる別の態様によれば、排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを動作させる方法を開示している。本方法は、バーナ停止要求の検出に応じて、減量した燃料を当該燃料燃焼バーナへ供給することを含む。このような減量した燃料の供給を所定期間継続し、その後該バーナへの燃料供給を停止する。本開示で説明する典型的な実施形態において、燃料供給を停止した後の一定期間、燃焼用空気と噴霧空気の両方の供給をスパークの発生と併せて継続する。一定期間経過後、バーナへの燃焼用空気の供給は停止するが、噴霧空気の供給とスパーク発生は続行する。さらに一定期間経過後、噴霧空気の供給を停止し、そしてスパーク発生が止まる。また、本開示で説明する典型的な実施形態では、バーナの燃料供給ノズルの詰まりを緩和、さらに予防するために、燃料燃焼バーナに清浄用空気をほぼ絶え間なく供給する。このように排出物削減アセンブリの各部を制御するように構成されている電子コントローラも併せて開示する。
本発明のまたさらなる別の態様によれば、微粒子フィルタでのすす堆積に応じてエンジン性能を監視する方法は、フィルタでのすす堆積の特徴を判断することと、その特徴を分析することと、その特徴が所定のエンジン性能を示すものであればエラー信号を生成することを含む。ある典型的な実施形態では、フィルタでのすすの堆積速度を監視する。すすがフィルタに堆積する速度が(所定の限度を超えて)上昇している場合、オイルの過剰使用や燃料噴射器の詰まり/漏れなどのエンジン状態を示している場合がある。このような方法ですすの堆積を監視するように構成されている電子コントローラも併せて開示する。
本発明の他の態様によれば、煙探知器を使用して制御ユニットの内部チャンバ内における燃料の微粒子および/または煙の存在を検出する。燃料の微粒子および/煙の存在が検出されると、制御ユニットへダメージが加わる危険性を回避するために制御ユニットを停止するようにしてもよい。このような煙探知器からの出力を監視する方法も併せて開示する。
本発明のさらに他の態様によれば、温度センサを使用して制御ユニットの内部チャンバ内の温度を監視する。温度が所定の上限を超えると、制御ユニットへダメージが加わる危険性を回避するために制御ユニットを停止するようにしてもよい。このような温度センサからの出力を監視する方法も併せて開示する。
本発明のさらなる他の態様によれば、燃料圧力センサを使用して制御ユニットの燃料ポンプに関わる燃料リターンパイプにおける燃料圧力を監視する。リターンパイプの燃料圧力が所定の上限を超えると、制御ユニットへダメージが加わる危険性を回避するために制御ユニットを停止するようにしてもよい。このような燃料圧力センサからの出力を監視する方法も併せて開示する。
本発明のまたさらなる他の態様によれば、微粒子フィルタでの灰分堆積を監視する方法は、フィルタ再生処理の後にフィルタでの微粒子堆積状態を検出することと、微粒子堆積が所定のしきい値を超える場合エラー信号を生成することを含む。フィルタ再生処理後にフィルタに残留している微粒子は、灰分に起因している場合もある。このように、フィルタ再生処理の直後さもなければ比較的短時間の後にフィルタに捕捉されている微粒子量を監視することによって、フィルタの灰分を除去する必要があるときを判定するようにしてもよい。このように灰分堆積を監視するように構成されている電子コントローラも併せて開示する。
本発明のもう一つの態様によれば、排出物削減アセンブリの電子コントローラが、内燃エンジンのエンジン制御ユニットに電気的に結合している。電子コントローラを、コントローラ・エリア・ネットワーク、通称「CAN」インタフェースのような通信インタフェースを介してエンジン制御ユニットに結合するようにしてもよい。これにより、排出物削減アセンブリの電子コントローラとエンジン制御ユニットとで情報を共有させるようにしてもよい。
本発明のさらにもう一つの態様によれば、燃料燃焼バーナを動作させる方法は、フィルタ再生処理サイクル中に微粒子フィルタの出口における温度を監視することと、フィルタの出口温度が所定の限度を超えていると燃料燃焼バーナの動作を調整することを含む。ある実施形態では、フィルタ出口温度が所定限度を超えていると燃料燃焼バーナを停止する。フィルタ出口温度が所定限度を超える場合、バーナの停止前または停止する代わりに、燃料燃焼バーナに供給する燃料を減量するようにしてもよい。
本発明のさらなるもう一つの態様によれば、排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを始動させる方法は、炎の点火が検出されるとバーナに供給する燃料を減量することを含む。アセンブリを予熱している間は燃料量をこの低いレベルで維持する。いったん予熱されると、燃料レベルを所定動作の燃料レベルまで徐々に上昇させる。
本発明のまたさらなるもう一つの態様によれば、燃料燃焼バーナへ燃料を導入する前にバーナの電極に所定期間通電し、これにより電極に堆積したすすやその他のごみを除去する。
本発明の別の一つの態様によれば、エンジン動作状況を監視して、エアレスフィルタ再生処理を容易にする。一つの具体的な実施例では、エンジンの動作状態が所定の範囲内にあるときにフィルタ再生処理を実行する。
本発明のさらに別の一つの態様によれば、燃料燃焼バーナのガス吸気口から流入する排気ガス流は、燃焼室内を進行する燃焼フローと、燃焼室を迂回するバイパスフローとに分流される。
本発明のさらなる別の一つの態様によれば、微粒子フィルタでのすす堆積を排気ガス流量に対応させて監視する。
本明細書に詳述するように、排出物削減アセンブリ10は、長距離トラック12のディーゼルエンジンなどの内燃エンジンとともに使用されるものであり、制御ユニット18で制御される一対のすす削減アセンブリ14、16を具備している。図1に示すとおり、すす削減アセンブリ14、16はそれぞれ、燃料燃焼バーナ20、22、および微粒子フィルタ24、26を具備している。燃料燃焼バーナ20、22は、各微粒子フィルタ24、26より(エンジンから排出される排気ガス流に対して)上流に配置されている。エンジンの動作中、排気ガスは微粒子フィルタ24または26を通過し、これによりすすがこれらのフィルタで捕捉される。処理済みの排気ガスは排気パイプ28、30を通って大気に放出される。制御ユニット18はエンジンの動作中適宜、微粒子フィルタ24を再生処理するために燃料燃焼バーナ20を、また微粒子フィルタ26を再生処理するために燃料燃焼バーナ22を選択的に動作させる。
図2から図5は、すす削減アセンブリ14をより詳細に示す図である。なお、すす削減アセンブリ16はすす削減アセンブリ14と実質的に同一であるため、図2から図5のすす削減アセンブリ14に関する説明はすす削減アセンブリ16にも該当するものとする。
図5に示すとおり、すす削減アセンブリ14の燃料燃焼バーナ20はハウジング32を含み、ハウジング32の内部には燃焼室34が配置されている。ハウジング32は排気ガス取入口36を有している。図1に示すとおり、排気ガス取入口36は、トラック12のディーゼルエンジンから排出される排気ガスをすす削減アセンブリ14および16双方へ送るT字型排気パイプ38に固定されている。
燃焼室34にはガス吸気孔40が複数画定されている。エンジンの排気ガスは、これらの吸気孔40を通って燃焼室34に流入できるようになっている。このようにして、エンジン排気ガスの全てが燃焼室34に流入することを防ぎ、燃焼室34内の点火炎が保護されるようになっている。一方、エンジン排気ガスの制限された量だけが燃焼室34に流入し、バーナ20に供給される燃料の燃焼を促進するために酸素を供給するようになっている。燃焼室34内へ流入しない排気ガスは、シュラウド44に画定されている複数の開口42を通ってハウジング32の排出口46から流出する。
燃料燃焼バーナ20は、一対の電極48および50を有する電極アセンブリを具備している。後述するとおり、電極48、50は制御ユニット18の点火器に電気的に結合している。電極48、50に電圧を印加すると、電極48、50の間の間隙52にスパークが発生する。燃料は、燃料供給ノズル54から燃料燃焼バーナに導入され、電極48、50間の間隙52へと前進し、そして電極48、50によって発生したスパークで点火される。なお、ノズル54から導入される燃料は、調整された空気/燃料混合物の形であるのが一般的である。
燃料燃焼バーナ20は、さらに燃焼用空気取入口56を具備している。後述するように、制御ユニット18に関連する空気ポンプが、空気パイプ58を通って燃焼用空気取入口56へ送られる加圧空気流を生成する(図1を参照)。微粒子フィルタ24の再生処理中は、酸素を(排気ガスに含まれる酸素に加えて)供給して燃料の燃焼を維持するために、空気流が燃焼用空気取入口56から燃料燃焼バーナ20に導入される。
図2及び図4に示すとおり、微粒子フィルタ24は、(排気ガス流に関して)燃料燃焼バーナ20のハウジング32にある出口46の下流に配置されている。微粒子フィルタ24はフィルタ層60を有している。図4に示すとおり、フィルタ層60はハウジング62内に配置されている。フィルタハウジング62はバーナハウジング32に固定されている。このようにして、バーナハウジング32から流出するガスはフィルタハウジング62へと流入し、フィルタ層60を通過することになる。微粒子フィルタ24は、市販の任意のタイプのフィルタであってもよい。例えば、「ディープベッド(deep bed)」フィルタ、「ウォールフロー(wall flow)」フィルタなど、公知の排気ガス用微粒子フィルタを微粒子フィルタ24として利用してよい。ディープベッドフィルタには、例えば金属メッシュフィルタ、金属またはセラミック発泡フィルタ、セラミックファイバー・メッシュフィルタなどがある。一方、ウォールフローフィルタは、例えばコーディエライト・セラミック・フィルタや炭化ケイ素・セラミック・フィルタの、前後から、互いに連続するようにチャンネルをフィルタへ差し込むことによって、排気ガスを一方のチャネルに流入させ、次に壁を通過させ、そして他方のチャネルを通って流出させるようにしたものである。さらに、フィルタ層60に、貴金属の触媒材料などの触媒材料を混ぜてもよい。触媒材料は、例えば、プラチナ、ロジウム、パラジウム、またはこれらを組み合わせたもの、その他同様の触媒材料で具体化できる。触媒材料を使用することによって、捕捉されたすす粒子に点火するために必要となる温度を下げる。
フィルタハウジング62は、コレクタ66のハウジング64に固定されている。具体的には、フィルタハウジング62の出口88がコレクタハウジング64の入口68に固定されている。このようにして、フィルタ層60(したがって、フィルタハウジング62)から排出される処理済み(すなわち、ろ過済み)排気ガスはコレクタ66へ進み、その後排気パイプ28へ進んで、ガス排出口70から大気へと放出される。なお、トラック12にさらに二次排出物削減装置(図示せず)が搭載されている場合、ガス排出口70をその装置の入口(または入口に連結したパイプ)に連結するようにしてもよい。
図6から図8は制御ユニット18をさらに詳細に示す図である。制御ユニット18は、内部チャンバ112を画定するハウジング72を含む。ハウジング72の内部チャンバ112内には、制御ユニット18に関わる様々な構成品が配置されている。なお、説明を簡単にするために、図6および図7においては密閉カバー74(図1参照)を取った状態にして、ハウジング72内部の構成品等を見えるようにしてある。さて、制御ユニット18は、電子制御ユニット(ECU)または「電子コントローラ」76を含んでいる。電子コントローラ76は、ハウジング72の内部チャンバ112内に配置されている。電子コントローラ76は基本的に、排出物削減アセンブリ10(及び、場合によっては、エンジン80)に関わるセンサから送信された電気信号を解釈して、排出物削減アセンブリ10に関わる電気制御式の各構成品等を駆動する役目を担うマスターコンピュータに該当する。電子コントローラ76は多くの機能を担っているが、例えば、すす削減アセンブリ14、16における微粒子フィルタ24、26のどちらかで再生処理が必要になるとそれを検出したり、燃料燃焼バーナ20、22に導入される燃料の量と空気/燃料比を算出し調節したり、すす削減アセンブリ14、16内の各位置における温度を検出したり、多数の空気弁や燃料弁を動作させたり、トラック12のエンジン80に関連したエンジン制御ユニット78と通信したりする。
これら各種の機能を果たすため、電子コントローラ76は、電気機械システムの制御に利用される電子ユニットに通常関連しているいくつかの電子部品を有している。例えば、電子コントローラ76は、マイクロプロセッサ82などのプロセッサ、消去可能PROM(EPROMやEEPROM)を含むプログラム可能な読取専用記憶素子(“PROM”)などのメモリデバイス84などを、この種の装置に通常含まれるその他のコンポーネントと併せて有している。メモリデバイス84には、とりわけ命令が、例えばソフトウェアルーチンなどの形で記憶されており、この(これらの)ソフトウェアルーチンをプロセッサ80が実行すると、電子コントローラ76による排出物削減アセンブリ10の動作制御が可能となる。
電子コントローラ76は、さらにアナログインタフェース回路86を含んでいる。アナログインタフェース回路86は、各種センサ(温度センサなど)からの出力信号を、マイクロプロセッサ82へ入力するのに適した信号に変換する。具体的には、アナログインタフェース回路86は、アナログデジタル(A/D)変換器(図示せず)または類似のものを利用して、センサの生成するアナログ信号をマイクロプロセッサ82で使用できるようにデジタル信号に変換する。当然のことながら、A/D変換器は、個別の装置でも複数の装置でもよいし、マイクロプロセッサ82に組み込まれたものでもよい。また当然のことながら、排出物削減アセンブリ10に関連するいずれか1つ以上のセンサがデジタル出力信号を生成すると、アナログインタフェース回路86をとばすようにしてもよい。
同様に、アナログインタフェース回路86は、マイクロプロセッサ82からの信号を、排出物削減アセンブリ10に関連する電気制御式の各構成品(例えば、燃料噴射器、空気弁、点火器、ポンプモーター、その他)への入力に適した出力信号に変換する。具体的には、アナログインタフェース回路86は、デジタルアナログ(D/A)変換器または類似のものを利用して、マイクロプロセッサ82の生成したデジタル信号を、排出物削減アセンブリ10に関連する電気制御式の各構成品等で使用するアナログ信号に変換する。当然のことながら、上述のA/D変換器と同様に、D/A変換器は、個別のまたは複数の装置で具体化してもよく、またはマイクロプロセッサ82に組み込んでもよい。また、排出物削減アセンブリ10に関連するいずれか1つ以上の電気制御式のデバイスがデジタル入力信号で動作する場合、アナログインタフェース回路86をとばすようにしてもよい。
したがって、電子コントローラ76は燃料燃焼バーナ20、22の動作制御を行うように動作することもできる。具体的には、電子コントローラ76はルーチンを、中でもとりわけ、閉ループ制御方式で実行し、その際、排出物削減アセンブリ10に関連するセンサからの出力を監視し、これにより排出物削減アセンブリ10に関連する電気制御式の各構成品への入力を制御する。このために電子コントローラ76は、排出物削減アセンブリ10に関連するセンサと通信して、特に、すす削減アセンブリ14、16内の各場所における温度や、フィルタ層60前後の圧力損失を求める。これらのデータを得ると、電子コントローラ76は、事前にプログラムした表での値の参照を含め様々な計算を秒単位で実行し、これにより燃料噴射器の動作タイミングや動作時間の決定、電極48、50に加える電力レベルの調節、燃焼用空気吸込口56に前進させる空気の調節などの機能を実現するためのアルゴリズムを実行する。
制御ユニット18は、さらに空気ポンプ90を含んでいる。空気ポンプ90は、電子コントローラ76が制御する電気モーター92で駆動する。まずモーター92はベルト車94を駆動し、このベルト車94が空気ポンプ90を駆動する。空気ポンプ90は、信号線90を通じて電子コントローラ76と電気的に連結する。空気ポンプ90の出口98は、空気パイプ104を介して電気制御式の空気弁102の入口100に結合している。空気弁102の第1の出口106は、一方の空気パイプ58を介して燃料燃焼バーナ20の燃焼用空気取入口56に結合しているのに対し、空気弁102の第2の出口108は、もう片方の空気パイプ58を介して燃料燃焼バーナ22の燃焼用空気取入口56に結合している。
空気弁102は、信号線110を介して電子コントローラ76に電気的に結合している。これにより、電子コントローラ76は弁102の位置を制御することもできる。具体的には、電子コントローラ76は空気弁102を、空気ポンプ90からの燃焼用空気を燃料燃焼バーナ20に向けて送るための第1の弁位置、又は空気ポンプ90からの燃焼用空気を燃料燃焼バーナ22に向けて送るための第2の弁位置のどちらかに配置することもできる。後述するとおり、電子コントローラ76は、再生処理中の微粒子フィルタ24、26に関連している燃料燃焼バーナ20、22に向けて、燃焼用空気を送るために空気弁102を動作する。
図6及び図7に示すように、空気ポンプ90の入口114は、制御ユニットのハウジング72の内部チャンバ112に対して開放されている。したがって空気ポンプ90は、制御ユニットのハウジング72の内部チャンバ112から空気を吸気する。一方、制御ユニットのハウジング72は空気吸込口116を有しており、この空気吸込口116が内部チャンバ112に対して開いている。空気フィルタ118はハウジング72に固定されており、空気吸込口116を通って内部チャンバ112に吸気される空気をろ過するように配置されている。空気ポンプ90が動作すると内部チャンバ112内の空気圧を低下させ、これにより大気中の空気がフィルタ118、空気吸込口116、そして内部チャンバ112へと吸気されるようになる。内部チャンバ112内の空気はその後ポンプ入口114へと吸気され、空気弁102へと送り込まれる。カバー74を所定の位置に固定すると(図1参照)ハウジング72はほぼ密閉状態となるため、空気ポンプ90によって内部チャンバ112へ吸気される空気のほぼ全てがフィルタ118(したがって空気吸込口116)を通ることになる。
ポンプ入口114とハウジング吸込口116のどちらも(例えば、空気ホースやその他の種類のパイプによって相互に連結させるのと異なり)内部チャンバ112に対して開放されているため、ハウジング吸込口116からポンプ入口114へ進む空気によって、空気流が内部チャンバ112内に生じる。このような構成では、電子コントローラ76は内部チャンバ112内の空気流の少なくても一部にさらされるので、電子コントローラ76の冷却を促進する。特に、電子コントローラ76は動作中に発熱するが、内部チャンバ112を流通する空気にこの熱を移すことによって電子コントローラ76の冷却を促進する。よって、このような仕組みは(外気にさらされるようにハウジング72の外に配置するのと異なり)電子コントローラ76のハウジング72内への配置に役立つ。さらに、電子コントローラ76をこのように冷却することによって、放熱板などの熱分散装置を用いない実施形態も可能となる。
制御ユニット18はさらに、所望の空気と燃料の混合物(「空気/燃料混合物」)を燃料燃焼バーナ20、22に供給するように構成されている燃料配送アセンブリ120を含む。具体的に、燃料燃焼バーナ20、22は、空気と燃料の混合物として提供される燃料を燃焼、または処理する。なお、本開示において「空気/燃料混合物」は空気と燃料の混合物を意味するものとして定義し、ここでは空気および燃料それぞれの量は問わず、また、燃料のみの「混合物」も含まれるものとする。また、「空気/燃料比」とは、上記空気/燃料混合物における空気要素と燃料要素間の関係を示すためのものである。
以下に燃料配送アセンブリ120の例示的な実施形態を詳細に説明するが、これは単に一例を示すだけのものであり、当然のことながら、燃料配送アセンブリ120はその他様々な構成で実現することもできる。
ここで説明する実施形態における燃料配送アセンブリ120は燃料ポンプ122を含む。燃料ポンプ122は、トラック12の燃料タンク124から燃料パイプ126を介してディーゼル燃料を取り出す。燃料フィルタ128は、タンク124から取り出された燃料をろ過する。図6及び図7に示すように、モータ駆動のベルト車94は、燃料ポンプ122のシャフト130を駆動する。つまりモータ92は、空気ポンプ90および燃料ポンプ122の両方を駆動する。
燃料ポンプ122は、燃料を加圧して電気制御式の一対の燃料噴射器132、134に供給する。図8に示すとおり、信号線136は燃料噴射器132を電子コントローラ76に電気的に結合し、これにより電子コントローラ76による噴射器132の動作制御が可能となる。同様に、信号線138は燃料噴射器134を電子コントローラ76に電気的に結合し、これにより電子コントローラ76による噴射器134の動作制御が可能となる。
電気制御式の燃料開閉弁140は、燃料ポンプ122から燃料を燃料噴射器132、134へ選択的に供給できるようにする。具体的には、燃料開閉弁140が弁開放位置にあるとき、燃料噴射器132、134への燃料供給が可能となる。一方、燃料開閉弁140が弁閉鎖位置にあるとき、燃料は燃料噴射器132、134へ供給されない。燃料がポンプ122によって取り出されるが噴射器132、134に供給されない場合、燃料リターンパイプ142を介して燃料タンク124に戻る。燃料開閉弁140は、信号線144を介して電子コントローラ76に電子的に結合している。電子コントローラ76は、信号線144で出力信号を生成し、これにより燃料開閉弁140の動作(位置など)を制御する。
電子コントローラ76は、混合室146に相当量の燃料を導入するように燃料噴射器132、134を選択的に動作させる。混合室146では燃料と空気を混合して、所望の空気/燃料比を有する空気/燃料混合物を生成する。生成された空気/燃料混合物はその後、一対の燃料パイプ148、150を通って燃料燃焼バーナ20、22の燃料供給ノズル54へ配送される。詳細には、電子コントローラ76が信号線136を通して出力信号を生成し、これを受けて燃料噴射器132が所望の所定量の燃料を混合室146に噴射し、ここで空気と混合された燃料が燃料パイプ148を介して燃料燃焼バーナ20の燃料供給ノズル54に配送される。同様に、電子コントローラ76は信号線138を通して出力信号を生成し、これを受けて燃料噴射器134が所望の所定量の燃料を混合室146に噴射し、ここで空気と混合された燃料が燃料パイプ150を介して燃料燃焼バーナ22の燃料供給ノズル54に配送される。
ここで詳述する例示的な実施形態では、混合室146に配送される空気は、トラック12に関連する加圧空気源150から供給される。加圧空気源150は、例えばトラックの空気ブレーキポンプなどである。空気源150からの加圧空気は空気パイプ152を通って制御ユニット18に供給される。電気制御式の一対の空気弁154、156は混合室146に供給する空気量を調整する。
空気弁154は清浄用空気流を供給する。清浄用空気流は、後述のとおり、トラック12のエンジン80の動作中、通常は絶えず混合室146に供給されている。このような空気流は燃料燃焼バーナ20、22の燃料供給ノズル54に微粒子(すすなど)が堆積することを防ぐ。すすなどの微粒子によるノズル54の詰まりを低減することを目的として、このような清浄用空気流を比較的高い圧力かつ短い間隔で噴射するようにしてもよい。ソフトウェアで制御している清浄用空気流を、例えば、15秒間60psi(約0.41MPa)の圧力で供給するように噴射し、その後45秒間停止し(又は圧力を下げ)、そして再び噴射することを繰り返す。このように急激に高い圧力の空気を送ることによって、すすの除去を促進する力又は「衝撃」を生成できることが分かっている。
図8で示すように、空気弁156は、清浄用空気弁154と並流になるように配置されている。空気弁156から供給される空気流は、清浄用空気弁154からの空気流と合流するようになっている。合流した空気流は、燃料燃焼バーナ20、22の動作中、燃料噴霧化に使用される。つまり、微粒子フィルタ24、26どちらかの再生処理中、噴霧空気弁156および清浄用空気弁154のどちらもそれぞれの弁開放位置に配置されて混合室146に空気を供給し、これにより燃料噴射器132、134で混合室146へ導入する燃料を噴霧化する。
清浄用空気弁154は、信号線158を通じて電子コントローラ76に電気的に結合している。電子コントローラ76は信号線158を通して出力信号を生成して清浄用空気弁154の動作(位置など)を制御する。同様に、噴霧空気弁156は、信号線160を通じて電子コントローラ76に電気的に結合している。電子コントローラ76は信号線160を通して出力信号を生成して噴霧空気弁156の動作(位置など)を制御する。
図8に示すように、空気弁154、156から排出される空気は、空気パイプ162を通って混合室146に供給される。空気パイプ162における空気圧は圧力変換器164によって検知される。圧力変換器164からの出力は、信号線166を介して電子コントローラ76に伝送される。電子コントローラ76は混合室146に供給する空気流が所望のとおりになっているかを確認するために圧力変換器164からの出力を利用してもよい。例えば、ここで詳述している例示的な実施形態では、燃料燃焼バーナ20、22に供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を、混合室146に噴射する燃料量を変えることによって調整し、これと共に混合室146に供給する空気量をほぼ一定としている。このようにして、圧力変換器164からの出力を電子コントローラ76が監視して、混合室146に供給する空気流が所望のとおりほぼ一定となっているか確認するようにしてもよい。
上述のとおり、燃料燃焼バーナ20、22へ供給する燃料は、ほぼ一定の噴霧空気流に加える燃料量を変えることによって調整する。例えば、燃料燃焼バーナ20に供給する燃料を増量する(つまり、バーナ20に供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を下げる)場合、電子コントローラ76は、混合室146に導入する空気量をほぼ一定に保って燃料噴射器132を動作させて混合室146に噴射する燃料を増量する。同様に、燃料燃焼バーナ22に供給される燃料を増量する(つまり、バーナ22に供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を下げる)場合、電子コントローラ76は、混合室146に導入する空気量をほぼ一定に保って燃料噴射器134を動作させて混合室146に噴射する燃料を増量する。
反対に、燃料燃焼バーナ20に供給する燃料を減量する(つまり、バーナ20に供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を上げる)場合、電子コントローラ76は、混合室146に導入する空気量をほぼ一定に保って燃料噴射器132を動作させて混合室146に噴射する燃料を減量する。燃料燃焼バーナ22に供給する燃料を減量する(バーナ22に供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を上げる)場合、電子コントローラ76は、混合室146に導入される空気量をほぼ一定に保って燃料噴射器134を動作させて混合室146に噴射する燃料を減量する。
図8に示すとおり、圧力調整器168は混合室146内の流体圧力を調整する。詳細には、圧力調整器168は、混合室146内の圧力が所定圧力を超えないよう調整する。例えば、市販されているシステムの多くでは、トラックの加圧空気源150からの空気の圧力は90psi(約0.62MPa)であるが、圧力調整器168は、混合室に配送される空気の圧力を、例えば40psi(約0.28MPa)などのより低いレベルまで低下させる。
制御ユニット18はさらに、一対の点火装置または点火器170、172を有する。点火器170、172はそれぞれ、信号線174、176を通じて電子コントローラ76に電気的に結合している。このようにして電子コントローラ76は、信号線174、176を通して制御信号を選択的に生成して点火器170、172の動作を制御することもできる。点火器170は、高圧線178を通じて燃料燃焼バーナ20の電極48、50に電気的に結合している。一方、点火器172は、高圧線180を通じて燃料燃焼バーナ22の電極48、50に電気的に結合している。点火器170の動作によって燃料燃焼バーナ20の電極48、50間の間隙52にスパークを発生させて、燃料供給ノズル54からバーナ20に入る空気/燃料混合物に点火する。同様に、点火器172の動作によって燃料燃焼バーナ22の電極48、50間の間隙52にスパークを発生させて、燃料供給ノズル54からバーナ22に入る空気/燃料混合物に点火する。
点火器170、172は、電極48、50間の間隙52にスパークを発生させるのに適したものであれば、どのような種類の装置で具体化してもよい。例えば、Stephen P. GoldschmidtおよびWilbur H. Crawleyが2003年12月16日に出願した、「Power Supply and Transformer」と称する米国特許出願第10/737333号明細書(代理人整理番号:9501−73714、ArvinMeritor整理番号:03MRA0454)に開示されている装置のうちの一つまたは複数を利用してもよい。なお、この特許出願の全内容を参照することによって本願明細書に援用する。
上記で触れたように、電子コントローラ76は、すす削減アセンブリ14、16に関連する各種センサの出力を監視する。例えば、すす削減アセンブリ14、16はそれぞれ、火炎温度センサ182、制御温度センサ184、出口温度センサ186を含む。そしてこれらの温度センサ182、184、186はそれぞれ、信号線188、190、192を通じて電子コントローラ76に電気的に結合している。図2から図5に示すとおり、温度センサ182、184、186は、例えばすす削減アセンブリ14、16のハウジング内を通って伸びる熱電対で具体化してもよいが、その他の種類のセンサを利用してもよい。
電子コントローラ76は、火炎温度センサ182からの出力を監視して燃料燃焼バーナ20、22の燃焼室34内における着火炎の存在を検出、さもなければ判別する。具体的に、電子コントローラ76が燃料燃焼バーナ20、22の点火を開始したときに、電子コントローラ76が火炎温度センサ182からの出力を監視してバーナ20、22に入る空気/燃料混合物が電極48、50からのスパークで点火することを確認するようにしてもよい。火炎温度センサからの出力が所定の基準を満たしていないとエラー信号が生成される。
電子コントローラ76は、制御温度センサからの出力を監視して燃料燃焼バーナ20、22に供給する燃料を調整し、微粒子フィルタ24、26に作用する熱の温度が所定の温度範囲内で維持されるようにする。温度の制御範囲は、例えば、十分な熱を用いて微粒子フィルタ24、26を適切に再生処理できるようにすると同時にダメージを与えるような過剰な温度にフィルタ24、26がさらされることがないように設定することもできる。当然のことながら、温度の制御範囲を設定する際に目標とする事項は、これに限らずその他様々なものであってもよい。
フィルタ再生処理中に燃料燃焼バーナ20、22を制御するための温度制御ルーチン200の一例を図9および図10に示す。制御ルーチン200は、電子コントローラ76がバーナによる発熱温度を求めるステップ202から始まる。具体的には、電子コントローラ76は、制御温度センサ184からの出力を監視するために信号線190をスキャンしあるいは読み込む。いったん電子コントローラ76が燃料燃焼バーナ20による発熱温度を判定すると、ルーチン200はステップ204へ進む。
ステップ204で電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ20、22の発生した熱の検出温度が所定の温度制御範囲内にあるかどうか判断する。具体的に、例えばここで説明している実施形態のように、所定の温度制御範囲を設定してもよい。ここでは、目標温度(例えば、触媒処理されていない微粒子フィルタ24、26では650℃、触媒処理されていれば350℃)を所定の上限温度・下限温度(図10参照)と組み合わせて利用してもよい。このように、ステップ204で、電子コントローラ76は燃料燃焼バーナ20、22の発生する熱の検出温度が所定の温度制御範囲内にあるかどうか(つまり、下限以上、上限以下であるか)を判断する。燃料燃焼バーナ20、22による発熱温度が所定の温度制御範囲内にある場合、制御ルーチン200はステップ202に戻り、制御温度センサ184からの出力監視を続行する。一方、燃料燃焼バーナ20、22による発熱温度が所定の温度制御範囲内にない場合は制御信号が生成され、該温度が上限温度より高いとき制御ルーチンはステップ206へ進み、該温度が下限温度より低いときはステップ208へ進む。
ステップ206で電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ20、22へ供給する燃料を減量する。このために電子コントローラ76は、燃料噴射器132、134から混合室146へ噴射する燃料を減量してバーナ20、22に供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を高める。例えば、燃料燃焼バーナ20に供給する燃料を減量するのであれば、電子コントローラ76は、燃料噴射器132から混合室146へ噴射する燃料を減量する制御信号を信号線136に生成し、これにより、燃料パイプ148を通って燃料燃焼バーナ20に供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を高めるようにする。同様に、燃料燃焼バーナ22に供給する燃料を減量するのであれば、電子コントローラ76は、燃料噴射器134から混合室146へ噴射する燃料を減量する制御信号を信号線138に生成し、これにより、燃料パイプ150を通って燃料燃焼バーナ22に供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を高めるようにする。いったん、燃料燃焼バーナ20、22に供給する燃料を減量すると、制御ルーチンはステップ210へ進む。
ステップ210で、電子コントローラ76は、ステップ204における範囲外温度の状態が繰り返し発生しているかどうか判断する。詳細には、電子コントローラ76は、計測温度のうち制御範囲外であった回数が所定回数あったかどうか判断する。具体的に、電子コントローラ76は、これまで行ってきた燃料調整結果を監視し、これにより燃料燃焼バーナ20、22が所定の温度制御範囲内で動作に戻ったかどうかを判断する。電子コントローラ76が計測温度のうち制御範囲外だった回数が所定回数あったと判断すると、電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ20、22を制御下に戻すことは不可能であるとみなしてエラー信号を生成し、制御ルーチン200はステップ212へ進む。これ以外の場合は、制御ルーチン200はステップ202に戻り、フィルタ再生処理中、燃料燃焼バーナ20、22の動作監視を続行する。
ステップ212で、電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ20、22を停止する。具体的には、ステップ210で燃料燃焼バーナ20、22は制御不可能と判断した電子コントローラ76は、制御不可能と判断したバーナ20、22への燃料供給を停止したり、電極48、50間でのスパーク発生を停止したり、または該当バーナ20、22の動作自体を停止する。
さてステップ204に説明を戻すと、燃料燃焼バーナ20、22の発生した熱が温度制御範囲の下限温度を下回っている場合、制御ルーチンはステップ208へ進む。ステップ208で、電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ20、22に供給する燃料を増量する。このために電子コントローラ76は、燃料噴射器132、134から混合室146へ噴射する燃料を増量してバーナ20、22に供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を下げる。例えば、燃料燃焼バーナ20に供給する燃料を増量するのであれば、電子コントローラ76は、燃料噴射器132から混合室146へ噴射する燃料を増量する制御信号を信号線136に生成し、これにより、燃料パイプ148を通って燃料燃焼バーナ20に供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を下げるようにする。同様に、燃料燃焼バーナ22に供給する燃料を増量するのであれば、電子コントローラ76は、燃料噴射器134から混合室146へ噴射する燃料を増量する制御信号を信号線138に生成し、これにより、燃料パイプ150を通って燃料燃焼バーナ22に供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を下げるようにする。いったん燃料燃焼バーナ20、22に供給する燃料を増量すると、制御ルーチンはステップ210へ進み、前述の方法で燃料燃焼バーナの制御が回復したかどうか判断する。
また、電子コントローラ76は出口温度センサ186からの出力を利用して、微粒子フィルタ24、26再生処理中の燃料燃焼バーナ20、22の動作を制御する場合もある。具体的には、図11に示すように、フィルタ再生処理中に電子コントローラ76が制御ルーチン250を実行するようにしてもよい。制御ルーチン250は、電子コントローラ76が微粒子フィルタ24、26の出口温度を求めるステップ252から始まる。具体的には、電子コントローラ76が信号線192をスキャンしあるいは読み込んで、出口温度センサ186からの出力を監視する。いったん微粒子フィルタ24、26の出口温度が求まると、ルーチン250はステップ254へ進む。
ステップ254で、電子コントローラ76は、検知したフィルタ出口温度が所定の上限温度を超えているかどうか判断する。フィルタ出口温度が上限温度を下回っている場合、制御ルーチン250はステップ252に戻って出口温度センサ186からの出力監視を続行する。一方、フィルタ出口温度が上限温度を超えている場合、制御ルーチン250はステップ256へ進む。
ステップ256で、電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ20、22を停止する。具体的に、電子コントローラ76はステップ254でフィルタ出口温度が上限を超えていると判断したため、該当するバーナ20、22への燃料供給を停止したり、電極48、50間でのスパーク発生を停止したり、あるいは該当バーナ20、22の動作自体を停止する。その後制御ルーチン250はステップ258へ進む。
ステップ258およびステップ260で、電子コントローラ76は、フィルタ出口温度が上限温度を下回る温度まで下がったかどうか確認する。詳細には、ステップ258で電子コントローラ76は、信号線192をスキャンしあるいは読み込んで出口温度センサ186からの出力を監視し、微粒子フィルタ24、26の出口温度を求める。いったん微粒子フィルタ24、26の出口温度が求まると、ルーチン250はステップ260へ進む。
ステップ260で、電子コントローラ76は、検出したフィルタ出口温度が未だに所定の上限温度を超えているかを判断する。該温度が未だに上限温度を超えている場合、制御ルーチン250はステップ258へ戻って出口温度センサ186からの出力監視を続行する。一方、該温度が今や上限を下回っている場合、制御ルーチンはステップ262へ進む。
ステップ262で電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ20、22を再始動させる。具体的には、ステップ260でフィルタ出口温度が今や上限温度を下回っていると判断した電子コントローラ76は、該当するバーナ20、22への燃料供給を開始したり、電極48、50間でスパークを発生したり、あるいは該当するバーナ自体の動作を再開する。制御ルーチン250はステップ252に戻り、バーナ20、22の動作監視を続行する。
電子コントローラ76はさらに、すす削減アセンブリ14、16に関連する各種の圧力センサも監視する。例えば、すす削減アセンブリ14、16はそれぞれ、フィルタ入口圧力センサ264およびフィルタ出口圧力センサ266を有する(図8参照)。圧力センサ264および266はそれぞれ、信号線268および信号線270を通じて電子コントローラ76に電気的に結合している。圧力センサ264、266として、例えば市販の圧力トランスデューサなど、任意の種類の圧力検知装置で具体化してもよい。
微粒子フィルタ24、26の再生処理を、圧力センサ264、266からの出力に応じて開始するようにしてもよい。例えば、圧力センサ264、266を利用して各微粒子フィルタ24、26の前後の圧力差(すなわち、フィルタ前後で生じる「圧力損失」)を検知して、フィルタ24、26での再生処理が必要となった時を検知するようにすることもできる。つまり、微粒子フィルタ24、26どちらかの圧力損失が所定値まで上昇すると、そのフィルタの再生処理を開始するようにしてもよい。当然のことながら、圧力センサ264、266としては、単一センサで具体化してもよい。特に、圧力差を測定するような単一センサを利用してもよい。このようなセンサには2つの入力ポートが備わっているので、一方でフィルタの上流側圧力を測定し、他方でフィルタの下流側圧力を測定する。単一センサは動作時、これらのポート間の圧力差を測定し、その出力を生成する。さらに、微粒子フィルタ24、26の両側に単一圧力センサを配置してこれらを利用するようにした実施形態も可能である。このような構成では、(フィルタ前後での圧力損失を監視するのではなく)単一圧力センサからの出力を監視して、圧力が所定の上限しきい値を超えたとき、又は下限のしきい値を下回ったときを判断するようにする。
当然のことながら、フィルタ再生処理を開始するための制御方式としては、様々な基準や手法を採用した設計が考えられる。例えば、時間を基準として微粒子フィルタ24、26の再生処理を開始するようにするタイミングベース制御方式なども可能である。この場合、微粒子フィルタ24、26の再生処理は、例えば所定の時間間隔で実行されるようにする。
また、圧力センサ264、266からの出力にその他の情報を組み合わせて、微粒子フィルタ24、26の再生処理を始動する基準として利用してもよい。例えば、エンジン80からの排気ガス流量に対するフィルタ24、26の前後の圧力損失を基準として、フィルタ再生処理を始動するようにしてもよい。このためには、あらかじめ微粒子フィルタ24、26のデータ表(例えば、対応表)を実験に基づいて作成しておく。このような対応表の作成では、様々な微粒子(すす)堆積程度における、排気ガス流量に対するフィルタ24、26前後の圧力損失を表化する。詳細には、まず、フィルタ24、26を所定量のすすで含浸する。この場合のすすの量は、再生処理が必要となる目標堆積量を示唆するようなものとしてもよい。ある微粒子フィルタ24、26では、例えば、5.0グラム/リットルのすすが堆積したときに再生処理を施すことが適当であるとすると、実験に基づいた対応表を作成するために利用するフィルタに、まずこの量(すなわち、5.0グラム/リットル)のすすを堆積させる。いったん堆積させたら、複数の異なる排気ガス流量ごとにフィルタ前後の圧力損失を実測する。これにより、これら排気ガス流量値それぞれに対応する圧力損失の実験値を複数含めた参照表(対応表など)が作成できる。こうして作成した対応表は、例えば電子コントローラ76にプログラムしておくこともできる。
このように実験に基づく圧力損失値の対応表を利用して、再生処理を始動するタイミングを決定するようにしてもよい。具体的に、エンジン80の動作中、電子コントローラ76がフィルタ24、26の現在の圧力損失とエンジン80からの排気ガス流量を検出するようにしてもよい。圧力損失は、前述のとおり圧力センサ264、266からの出力を監視して求めてもよい。排気ガス流量については、後述のとおり熱線流量センサなどの流量センサ892(図8参照)からの出力を監視して求めてもよい。当然のことながら、電子コントローラ76は、流量センサ892と直接通信するようにしてもよいし、エンジン制御ユニット78からCANインタフェース314(CANインタフェースの詳細は後述する)を介してセンサ892の出力を入手するようにしてもよい。さらに、従来どおりに電子コントローラ76が、エンジン回転数、ターボ過給圧、吸気マニホルドの温度などのエンジン動作パラメータ(その他、エンジン排気量など周知のパラメータと併せて)を使用して排気ガス流量を算出するようにしてもよい。この場合電子コントローラ76は、自身で排気ガス流量を算出するようにしてもよい。当然のことながら、電子コントローラ76自体が流量を算出してもよいし、算出済みの値をエンジン制御ユニット78からCANインタフェース314を介して入手するようにしてもよい。
電子コントローラ76は、フィルタ24、26の前後の圧力損失とエンジン80からの排気ガス流量の両方をいったん入手すると、参照表(対応表)を検索して、検知した(または算出した)エンジン80の排気ガス流量に対応する、実験に基づいてつくられた許容値を読み出す。その後電子コントローラ76は、検知した微粒子フィルタ24、26の圧力損失を読み出した許容値と比較する。圧力損失の測定値が読み出した許容値を超えていたら、電子コントローラ76はフィルタ24、26の再生処理が必要であると判断して、再生処理サイクルを始動する。
排気ガス流量に応じたフィルタ前後の圧力損失を基準にフィルタ再生処理を始動するための制御ルーチン860の一例を図34に示す。ルーチン860は、電子コントローラ76が微粒子フィルタ24、26の前後の圧力損失(ΔP)を求めるステップ862から始まる。詳細には、電子コントローラ76が圧力センサ264、266からの出力を監視し、次にフィルタ前後の圧力損失(ΔP)を算出する。その後、制御ルーチン860はステップ864へ進む。
ステップ864で電子コントローラ76は、エンジン80からの排気ガス流量を求める。前述のとおり排気ガス流量は、流量センサ892からの出力を監視して求めてもよいし、エンジン回転数、ターボ過給圧、吸気マニホルドの温度などのエンジン動作パラメータ(その他、エンジン排気量など周知のパラメータと併せて)を使用して算出してもよい。どちらの方法を使用したとしても、排気ガス流量を入手した後、制御ルーチンはステップ866へ進む。
ステップ866で電子コントローラ76は、参照表(すなわち、フィルタ対応表)を検索し、検知した(又は算出した)排気ガス流量(ステップ864で求めたもの)に対応する、実験に基づいてつくられた許容値を読み出す。参照表から許容値を読み出したら、制御ルーチン860はステップ868へ進む。
ステップ868で電子コントローラ76は、微粒子フィルタ24、26において検知したフィルタ前後の圧力損失(ステップ862で求めたもの)を読み出した許容値と比較する。検知したフィルタ24、26の圧力損失が読み出した許容値を超えている場合、電子コントローラ76はフィルタ24、26の再生処理が必要であると判断し、ステップ870へと進む。検知した圧力損失が読み出した許容値を超えていない場合、制御ルーチン860はステップ862へ戻ってフィルタ24、26におけるすす堆積の監視を続行する。
ステップ870に進んだ場合、電子コントローラ76はフィルタ再生処理を始動する。詳細には、電子コントローラ76は、本開示で説明する様々な方法のいずれかに従って燃料燃焼バーナ20、22を動作させて微粒子フィルタ24、26の再生処理を行う。いったんフィルタ再生処理が完了すると、制御ルーチン870は終了する。
また、圧力センサ264、266からの出力を利用してエンジン80の性能を監視するようにしてもよい。具体的に、微粒子フィルタ24、26におけるすす堆積の特徴が、特定のエンジン動作状態を示唆している場合がある。例えば、微粒子フィルタ24、26における過剰なさもなければ異常なすす堆積は、エンジン80による過剰なオイルの使用を示唆する場合があり、また、エンジン燃料噴射器の詰まりや漏れを示唆している場合もある。電子コントローラ76に圧力センサ264、266からの出力を監視および分析させて、このようなエンジン状態が発生しているのかどうか判断させるようにしてもよい。
当然のことながら、特定の設計で、微粒子フィルタ24、26におけるすす堆積を知るために圧力センサ以外の方法や装置を利用している場合、その方法や装置からの出力を監視および分析することにより、上記のようなエンジン状態が発生しているかどうか判断するようにしてもよい。以下では、圧力センサ264、266からの出力によりフィルタ24、26のすす堆積を判断し、これを基にエンジン性能を監視するような制御システムの例示的な実施形態を詳細に説明するが、これは圧力センサを使用したシステムのみを対象としたものではないことを申し添える。
微粒子フィルタ24、26におけるすす堆積に対応するエンジン動作状態を監視するための制御ルーチン300の例示的な実施形態を図12に示す。このルーチンは、電子コントローラ76が微粒子フィルタ24、26におけるすす堆積速度を確認するステップ302から始まる。具体的に説明すると、電子コントローラ76は、エンジン80の動作中に微粒子フィルタ24、26の前後の圧力損失(ΔP)を継続的に監視する。つまり、圧力損失(ΔP)を算出できるように圧力センサ264、266からの出力を所定の頻度で読み込んで、メモリデバイス(例えば、RAM、その他電子コントローラ82に関連するメモリデバイス)内の表に記憶する。やがて、圧力損失(ΔP)の推移を記録することもできる。図13は、フィルタ24又は26の時間に対応する圧力損失(ΔP)の推移を記録したグラフを示している。ここで説明している例示的な実施形態では、図13のグラフにおける線312で示すように時間とともに推移する圧力損失(ΔP)を記録していくことによって、すす堆積速度を割り出すこともできる。電子コントローラ76が微粒子フィルタ24、26におけるすす堆積速度を割り出すと、ルーチン300はステップ304へ進む。
ステップ304で電子コントローラ76は、微粒子フィルタ24、26におけるすす堆積速度を分析する。ここで説明する例示的な実施形態では、電子コントローラ76は、時間とともに推移する圧力損失(ΔP)の記録から求められた線312の傾きを分析することによって、フィルタ24、26におけるすす堆積速度を検討している。例えば、図13の点線で示すように線312の傾斜が比較的一定である場合(すなわち、一定の傾斜とみなされる所定の範囲内)、電子コントローラ76は微粒子フィルタ24、26にすすが堆積する速度に変化がないと判断する。一方、線312の傾斜が(図13の実線で示すように)所定の限度を超えて上昇している場合、電子コントローラ76は微粒子フィルタ24、26にすすが堆積する速度に変化が生じていると判断する。当然のことながら、ここで説明している方法は本質的に単なる例示でしかなく、その他の方法を用いてフィルタ24、26におけるすす堆積速度を分析するようにしてもよい。いったん電子コントローラ76が微粒子フィルタ24、26におけるすす堆積を分析し終えると、制御ルーチン300はステップ306へ進む。
ステップ306で電子コントローラ76は、微粒子フィルタ24、26におけるすす堆積速度が所定のエンジン状態を示唆するものかどうか判断する。具体的に、メモリデバイス84(または電子コントローラ82に関連するその他のメモリデバイス)に記憶されている参照表を検索し、これによりステップ304で分析したすす堆積速度が所定の基準と合致しているかどうか判断することもできる。例えば、ステップ304の分析が、すす堆積速度に変化がない、または変化があってもそれが所定の許容範囲内にあることを参照表の内容を使用して判断する。この場合、電子コントローラ76は、このすす堆積速度があるエンジン状態を示唆するものではないとみなして、ステップ302に戻ってフィルタ24、26におけるすす堆積の監視を続行する。また、ステップ304の分析結果が、すす堆積速度の変化が所定の範囲外であることを示唆するものであることを参照表の内容を使用判断することもできる。この場合、電子コントローラ76は、このすす堆積速度があるエンジン状態を示唆しているとみなして、ステップ308へ進む。
ステップ308で電子コントローラ76はエラー信号を生成する。例えば電子コントローラ76は、操作員(例えば、トラック12の運転手)への可視、可聴またはその他の警報を発する出力信号を生成することもできる。エラー信号は単に、ステップ302からステップ306におけるフィルタ分析に関連する情報を用いて電子ログなどを更新する場合もある。
ステップ310で示すとおり、エラー信号は、エンジン80と関連するエンジン制御ユニット(ECU)78に伝送されるようにしてもよい。以下にこの処理をさらに詳細に説明するが、当然のことながら、これは制御ルーチン300のステップ308で生成されるエラー信号の伝送に限定するものではなく、むしろ本開示で説明しているあらゆるエラー信号(電子コントローラ76の生成するその他のエラー信号と併せて)を、同様にエンジン制御ユニット78に伝えるようにしてもよい。さらに、以下にてさらに詳細に説明するとおり、エンジン制御ユニット78からエンジン動作情報などの情報を電子コントローラ76へ伝送することもできる。
トラック12のエンジン80等のエンジンシステムは、通常通り、実質的にエンジンセンサの送信する電気信号の解釈およびエンジンを制御する電子制御式エンジン部品の駆動を担う主要コンピュータであるエンジン制御ユニットを含む。例えば、エンジン制御ユニットは、とりわけ、各エンジンシリンダの各噴射サイクルの開始と終了を判断、あるいは、エンジンのクランク軸位置および回転数、エンジンの冷却液および吸気温度、さらに吸気の絶対給気圧等の検知パラメータに応じて燃料計測および噴射タイミングの両方を判断するように動作可能である。
電子コントローラ76の生成するエラー信号(またはエラー信号に応じて生成する後続の信号)を、エンジン制御ユニット78へ伝達する場合がある。具体的に、排出物削減アセンブリ10の電子コントローラ76を、インタフェース314を介してエンジン制御ユニット78と通信するような構成にしてもよい。インタフェース314は、電子コントローラ76とエンジン制御ユニット78間の電気通信を可能にするインタフェースであれば、どのような種類でもよい。インタフェース314として適切なインタフェースの一つは、コントローラ・エリア・ネットワークまたは「CAN」インタフェースである。CANインタフェースは、リアルタイム制御アプリケーション用のシステム内またはサブシステム内の機器、センサおよびアクチュエータを接続するマイクロコントローラのシリアルバスネットワークである。CANインタフェースは、1986年Robert Bosch GmbHによって開発され、その詳細は、ISO 11898(容量が1Mbpsまでのアプリケーションの場合)およびISO 11519(125Kbpsまでのアプリケーションの場合)に開示されており、各文献の開示は本願に援用する。
CANインタフェース314を用いることにより、電子コントローラ76で使用するエンジン回転数およびターボ過給圧に関する情報をエンジン制御ユニット78から取得することができる。このような情報は、電子コントローラ76で特定制御ルーチンを実行する際に使用することができる。エンジン制御ユニット78からの情報を使用することにより、このような情報を判別するための電子コントローラのみで使用される余分なセンサアレイが不要となる。
加えて、CANインタフェース314は、エンジン制御ユニット78がその動作に使用するエラー信号(例えば、エラーフラグ)をエンジン制御ユニット78へ転送できる。例えば、エンジンの問題(制御ルーチン300に関する説明と同様)を示すエラー信号をエンジン制御ユニット78へ転送することもできる。この情報を備え、エンジン制御ユニット78はエンジンの追加解析を実行、トラック操作員(例えば、トラックのインストルメント・クラスタ上の表示灯)へのエラー信号を生成、または保守技術員にアクセス可能なエラーログ内にエラーメッセージを格納するようにプログラムできる。また、CANインタフェース314は、必要に応じてエンジン製造者が排出物削減アセンブリ10の動作をある程度制御できるようにしている。
このように、当然のことながら、制御装置18の電子コントローラ76は、本開示に説明しているいずれかの所定条件(またはその他の条件)が満たされているかを判断するために、燃料燃焼バーナ20、22(および排出物削減アセンブリ10内のその他の構成品)の動作を監視する。次に電子コントローラ76は、その状態を示すエラー信号等の信号を生成し、このような信号を、CANインタフェース314を介してエンジン制御ユニット78へ送ることもできる。さらに、CANインタフェース314は、エンジン動作に関する情報等の情報を制御装置76に送るために、エンジン制御ユニット78によって使用されることもある。例えば、エンジン回転数またはターボ過給圧に関する情報を、CANインタフェース314を介してエンジン制御ユニット78へ送ることもできる。このような構成とすることにより、エンジン制御ユニット78はエンジン動作情報に加え、燃料燃焼バーナ20、22の動作を制御するための制御信号を生成して電子コントローラ76へ送ることもできる。例えば、エンジン制御ユニット78が微粒子フィルタ24、26の再生処理サイクルを始めるようにプログラムできる。このような場合、エンジン制御ユニット78は、微粒子フィルタ24、26の一方の再生処理を開始する制御信号を生成して電子コントローラ76へ送ることもできる。
図29に示す通り、制御装置18の電子コントローラ76は、エンジン制御ユニット78と一体化させてもよい。このようにエンジン制御ユニット78は、エンジン80の動作の制御に加えて排出物削減アセンブリ10の動作をも制御する。このような方法でエンジン制御ユニット78はまた、実質的に排出物削減アセンブリ10に関連するセンサから送られてくる電気信号を解釈して、排出物削減アセンブリ10と関連する電子制御部品の始動を担う主要コンピュータである。例えば、エンジン制御ユニット78は、排出物削減アセンブリ10の電子コントローラ76によって遂行される本明細書内に記載の他の作用とともに、とりわけ、各フィルタ再生処理サイクルの開始と終了を判断し、また燃料燃焼バーナ20、22に導入する燃料および空気の量と割合をも決定するように動作可能である。
これらを実行するためにエンジン制御ユニット78は、エンジンシステムの制御に利用されている電子ユニットと通常関連している電子部品を複数含んでいる。例えば、エンジン制御ユニット78は、このような機器に慣例的に含まれている他の構成品の中でもとりわけ、マイクロプロセッサ728等のプロセッサおよび消去可能PROM(EPROMまたはEEPROM)を含むプログラム可能な読取り専用記憶素子(PROM)等のメモリデバイス730を含むこともできる。
メモリデバイス730は中でも命令を、例えば、処理装置によって実行されるとエンジン制御ユニット78がエンジン80と排出物削減アセンブリ10の両動作を制御可能にするソフトウェアルーチン(または、複数のソフトウェアルーチン)の形で記憶するようにできている。図29に示す通り、このためにエンジン制御ユニット78はエンジン80と排出物削減アセンブリ10の両方に電気的に結合している。具体的には、エンジン制御ユニット78は信号線718を通じてエンジン80に電気的に結合しているのに対して、エンジン制御ユニット78は信号線720を通じて排出物削減アセンブリ10に電気的に結合している。各信号線は単線で模式的に示しているが、当然のことながら信号線718、720は電気信号をエンジン制御ユニット78とエンジン80との、あるいは排出物削減アセンブリ10との間で一方向にあるいは両方向に送信できるどのような信号送信線として構成されていてもよい。例えば、信号線718、720の一方あるいは両方は、エンジン制御ユニット78とエンジン80あるいは排出物削減アセンブリ10との間で電気信号を送信する多数の信号線を有するハーネスとして具体化できる。このような構成において、複数のエンジンセンサ734、または排出物削減アセンブリ10と関連するセンサ736の動作によって生成される信号は、対応するハーネスを介してエンジン制御ユニット78へ送信され、またエンジン制御ユニット78の生成する信号は対応するハーネスを通ってエンジン80または排出物削減アセンブリ10へ送信される。当然のことながら、他の構成を有する配線をいくらでも使用できる。例えば、個別信号線を使用してもよく、また信号マルチプレクサを利用するシステムを信号線718、720の一方あるいは両方の設計に使用することもできる。さらに、信号線718、720を個別ハーネスあるいはシステムとなるようにまとめて、エンジン80と排出物削減アセンブリ10の両方をエンジン制御ユニット78に電気的に結合するために利用することもできる。
エンジン制御ユニット78はアナログインタフェース回路732も含む。アナログインタフェース回路732は、種々のアナログエンジンセンサ734および排出物削減センサ736からの出力信号をマイクロプロセッサ728への入力に適した信号に変換する。具体的に、アナログインタフェース回路732は、アナログ・デジタル(A/D)変換器(図示せず)または類似のものを使用してセンサ734、736の生成するアナログ信号をマイクロプロセッサ728に使用できるデジタル信号に変換する。当然のことながらA/D変換器は単体であるいは複数の機器として組み込んでもよいし、あるいはマイクロプロセッサ728と一体化させてもよい。また当然のことながら、1つ以上のセンサ734、736がデジタル出力信号を生成する場合、アナログインタフェース回路732をスキップすることができる。
当然のことながら、エンジン制御ユニット78とつながっている排出物削減センサ736は、排出物削減アセンブリ10と関連して本明細書に開示のどのセンサであってもよい。例えば、すす削減アセンブリ14、16と関連している圧力センサ264、266および温度センサ182、184、186を、エンジン制御ユニット78に結合してもよい。さらに、制御装置18のセンサおよび検出器164、426、460、510をエンジン制御ユニット78に結合してもよい。
また、アナログインタフェース回路732は、マイクロプロセッサ728から送信されてくる信号をエンジン80と関連している電気制御部品744および排出物削減アセンブリ10と関連する電子制御部品746への入力に適した出力信号に変換する。具体的に、アナログインタフェース回路732は、デジタル・アナログ(D/A)変換器(図示せず)または類似のものを使用してマイクロプロセッサ728の生成するデジタル信号を、例えば、燃料噴射器アセンブリ、点火器アセンブリ、ファンアセンブリ、等のエンジンと関連する電子制御部品744に使用できるアナログ信号に変換するとともに、例えば、ポンプモータ92、空気弁102、燃料噴射器132、134、弁140、154、156、点火器170、172、等の排出物削減アセンブリ10と関連している電子制御部品746に使用できるアナログ信号に変換する。当然のことながら、上述のA/D変換器と同様に、D/A変換器は単体であるいは複数の機器として組み込んでもよいし、あるいはマイクロプロセッサ728と一体化させてもよい。また当然のことながら、1つ以上の、エンジン80と関連する電子制御部品744または排出物削減アセンブリ10と関連する電子制御部品746は、デジタル入力信号で動作し、インタフェース回路732をスキップすることができる。
したがって、エンジン制御ユニット78は、エンジン80と排出物削減アセンブリ10の両方を制御するように動作することもできる。具体的に、エンジン制御ユニット78は閉ループ制御方式で動作し、この場合、制御部品744、746への入力を制御するために、エンジン制御ユニット78はセンサ734、736の出力を監視し、これにより、エンジン80および排出物削減アセンブリ10の両方の動作を管理する。具体的に、エンジン制御ユニット78は、数ある中でもエンジン冷却水の温度、吸気圧力、クランク軸/フライホイール位置および速度、および排気ガス中の酸素量を測定するための複数のセンサ734と通信する。このようなデータを用いて、エンジン制御ユニット78は、事前にプログラムした表での値の参照を含め様々な計算を秒単位で実行し、点火時期を変動させるまたは、特定のシリンダの燃料噴射器をどれだけの時間開放しておくか等の機能を遂行するルーチンを実行する。
エンジン80のこのような制御と同時に、エンジン制御ユニット78も排出物削減アセンブリ10の動作制御ルーチンを実行する。具体的に、エンジン制御ユニット78は、数ある中でも、微粒子フィルタでのすす堆積レベル、種々の温度および圧力測定値等を求めるために各センサ736と通信する。このデータを用いて、エンジン制御ユニット78は、事前にプログラムした表での値の参照を含め様々な計算を秒単位で実行し、燃料燃焼バーナ20、22への燃料および空気の供給、電極48、50への通電、等の機能を遂行するためのアルゴリズムを実行する。 このようにして、エンジン制御ユニット78は、エンジン80と排出物削減アセンブリ10の両方の動作を制御する。具体的に、エンジン制御ユニット78はエンジン80の動作中に燃料噴射制御ルーチンを実行し、これによりとりわけ、複数の噴射信号を噴射パルスの形で生成して、エンジン燃料噴射アセンブリの個々の噴射器に送信する。この噴射パルスの受信に応じて、燃料噴射器が一定期間開放され、エンジン80の対応するシリンダ内に燃料を噴射する。燃料噴射ルーチンの遂行と同時に、エンジン制御ユニット78は燃焼制御ルーチンを遂行し、とりわけ、排出物削減アセンブリ10と関連している種々の電気制御部品746へ送信する制御信号を発信し、これにより、燃料燃焼バーナ20、22の動作を制御する。例えば、特に燃料燃焼バーナ20、22への燃料供給量の変動、電極48、50への通電等をするように信号を生成して伝送する。
さらに、エンジン制御ユニット78は排出物削減アセンブリ10と関連している種々のセンサ736からの入力を監視して、これらの入力を排出物削減アセンブリ10の閉ループ制御に活用する。例えば、エンジン制御ユニット78へ送信した信号は、すす削減アセンブリ14、16の特定領域内の温度、微粒子フィルタ24、26前後の圧力損失とともに、本明細書内に開示のその他多くの機能に活用されている。
当然のことながら、このようなルーチン(つまり、燃料噴射ルーチンおよび燃料改質制御ルーチン)は、別々のソフトウェアルーチンとして、または1つのソフトウェアルーチンとして組み合わせて具体化もできる。
図14には微粒子フィルタ24、26内の灰分堆積量を監視するための制御ルーチン350を示す。フィルタ再生処理が複数回行われると、時間とともに微粒子フィルタ24、26に灰分が堆積する場合がある。微粒子フィルタ24、26前後の圧力損失(ΔP)を監視(例えば、測定およびデータロギング)することによって、各フィルタ再生処理プロセスの後に必要となるフィルタ灰分の掃除の時期を判断できる。具体的にこの後詳述する通り、各フィルタ再生処理サイクルの直後に、微粒子フィルタ24、26前後の圧力損失(ΔP)を取得してメモリに記憶する。いったん微粒子フィルタ24、26前後の圧力損失(ΔP)が所定の上限値を超えると、フィルタから灰分を除去するフィルタの手入れが必要であることを知らせるエラー信号が生成される。
制御ルーチン350は、電子コントローラ76が微粒子フィルタ24、26の一方を再生処理するステップ352から開始する。具体的には、本明細書内に開示の通り、電子コントローラ76は、微粒子フィルタ24、26の再生処理熱を発生するために燃料燃焼バーナ20、22を動作させる。いったん再生処理サイクルが完了すると、制御ルーチン350はステップ354へ進む。
ステップ354で、電子コントローラ76は今し方再生処理した微粒子フィルタ24、26前後の圧力損失(ΔP)を測定する。具体的には、圧力損失(ΔP)を計算できるように、今し方再生処理したフィルタの圧力センサ264、266からの出力を読み出す。
続いて、制御ルーチンはステップ356へと進み、今し方再生処理した微粒子フィルタ24、26前後の圧力損失値(ΔP)がメモリデバイス内(例えば、RAMまたは電子コントローラ76と関連するその他の記憶装置内)の表に記憶される。次に制御ルーチン350はステップ358へ進む。
ステップ358で、電子コントローラ76は最近再生処理した微粒子フィルタ24、26前後の圧力損失(ΔP)が所定の上限値を超えているかを判断する。今し方再生処理した微粒子フィルタ24、26前後の圧力損失(ΔP)が所定の上限値より小さ場合、制御ルーチン350は次のフィルタ再生処理サイクルの完了に続いて再び開始されるまで停止している。しかし、今し方再生処理した微粒子フィルタ24、26前後の圧力損失(ΔP)が上限値を超えている場合、制御ルーチン350はステップ360へ進む。
ステップ360で、電子コントローラ76はエラー信号を生成する。例えば、電子コントローラ76は、操作員(例えば、トラック12の運転手)への可視、可聴またはその他の警報を発する出力信号を生成することもできる。別の方法として、エラー信号は単にステップ352から358までのフィルタ解析に関連する最新情報の電子ログまたは類似のものを作成させることもできる。当然のことながら、ステップ360で生成したエラー信号は、特定のシステム設計の要求に合うようにあらゆる種類の警報発生またはエラー追跡装置に使用できるような構成とすることもできる。
ステップ362に示す通り、電子コントローラ76がこのように装備されているなら、エラー信号(またはエラー信号に応じて生成する後続の信号)を、CANインタフェース314を介してエンジン制御ユニット78へ送ることもできる。このような情報を用いて、エンジン制御ユニット78はフィルタの追加解析を実行、改質した(複数の)フィルタ24、26が手入れ(つまり、灰分除去)を必要としていることを知らせるトラック操作員へのエラー信号を生成(例えば、トラックのインストルメント・クラスタ上にある表示灯)、または保守技術員にアクセス可能なエラーログにエラーメッセージを記憶するようにプログラムできる。
上述のように電子コントローラ76は、いくつかの異なる制御方式で使用して微粒子フィルタ24、26が再生処理を必要とする時期を判断する場合がある。例えば、センサベース方式またはタイミングベース方式を利用することもできる。いずれの場合も電子コントローラ76が微粒子フィルタ24、26のいずれか一方が再生処理の必要があると判断すると、微粒子フィルタ24、26をそれぞれ再生処理するための燃料燃焼バーナ14、16を作動する再生処理サイクルを開始する。このために、空気ポンプ90および空気弁102は、対応する燃料燃焼バーナ20、22へ燃焼空気を供給する。これと同時に、燃料は燃料配送アセンブリ120を介して対応する燃料燃焼バーナ20、22へ供給される。具体的に、燃料を燃料燃焼バーナ20へ供給するためには、混合チャンバ146内へ燃料を噴射する燃料噴射器132を動作させ、燃料を噴霧化して混合チャンバ146へ噴霧気流として空気弁154、156で供給する。結果として生じる空気/燃料混合物は、燃料パイプ148を介して燃料燃焼バーナ20の燃料供給ノズル54に誘導される。一方、燃料を燃料燃焼バーナ22へ供給するためには、混合チャンバ146内へ燃料を噴射する燃料噴射器134が動作し、燃料を噴霧化して混合チャンバ146へ噴霧空気として空気弁154、156で供給する。結果として生じる空気/燃料混合物は、燃料パイプ150を介して燃料燃焼バーナ22の燃料供給ノズル54に誘導される。
燃料供給ノズル54を介して燃料燃焼バーナ20、22に導入される空気/燃料混合物は、電極48、50で点火される。燃料燃焼バーナ20を動作させる場合、点火器170は燃料燃焼バーナ20の電極48、50間の電極間隙52全体にわたってスパークを発生するように動作し、これを用いて燃料供給ノズル54から出てくる空気/燃料混合物に点火する。燃料燃焼バーナ22を動作させる場合、点火器172は燃料燃焼バーナ22の電極48、50間の電極間隙52全体にわたってスパークを発生するように動作し、これにより燃料供給ノズル54から出てくる空気/燃料混合物に点火する。
上述の通り、電子コントローラ76は火炎温度センサ182からの出力を監視し、これにより始動中の燃料燃焼バーナ20、22の燃焼室34内の点火炎の存在を検知さもなければ判断する。具体的に、電子コントローラ76が燃料燃焼バーナ20、22の点火を始めると、電極48、50のスパークで燃料燃焼バーナ20、22へ入る空気/燃料混合物が確実に点火するように、電子コントローラ76は火炎温度センサ182の出力を監視する。火炎温度センサの出力が所定の基準を満たさない場合にエラー信号が生成される。
燃料燃焼バーナ20、22は、いったん始動すると熱を発生し始める。このような熱は、(排気ガスの流れに対して)下流に向かって流れ、微粒子フィルタ24、26の上流側の面と接する。この熱はフィルタ層60に捕捉されているすす粒子に着火して燃やし、このようにして微粒子フィルタ24、26を再生処理する。実例として、無触媒フィルタを再生処理するためには600から650℃の範囲の熱で十分な場合があるのに対して、触媒フィルタを再生処理するためには300から350℃の範囲の熱で十分な場合がある。
ある実施例では、微粒子フィルタ24、26の再生処理はほんの数分で済む場合がある。さらに、当然のことながら微粒子フィルタ24、26の再生処理がそれぞれ燃料燃焼バーナ20、22の熱によっていったん始まると自続する。具体的に、いったん微粒子フィルタ24、26がその中に捕捉されているすす粒子が着火する温度まで加熱されると、たばこが一端から他端までゆっくり燃えるのと同様に、その中に捕捉されているすす粒子の最初に着火した部分が、残りのすす粒子に着火させることがある。基本的に、すす粒子が「燃焼する」と、「燃焼領域」に熱が放出される。部分的には、今では(燃焼領域の)すす層はその直近の周囲よりも熱くなっている。このようにして、熱は燃焼領域の下流にある未だ着火していないすす層へと移動する。移動したエネルギーは、未点火すすの温度を点火温度を超える温度まで上昇させる酸化反応を開始するのに十分である場合がある。この結果、燃料燃焼バーナ20、22から発生する熱は、微粒子フィルタ24の再生処理プロセスを開始する(つまり、その中に捕捉されているすす粒子の点火プロセスを開始する)ために十分であるとすることができる。
図9から図11に示す通り、再生処理サイクルの間、燃料燃焼バーナ20、22を本明細書に開示する方法で制御することもできる。具体的に、制御ルーチン200および250ですす削減アセンブリ14、16内の温度を本明細書に開示の方法で監視することもできる。
図30および図31には、再生処理サイクルを開始する際に燃料燃焼バーナ20、22を始動させるための制御ルーチン750を示す。このルーチンは、燃料燃焼バーナ20、22を始動させる要求(つまり、バーナ始動要求)が発生されたかを判断するステップ752から始まる。当然のことながら、バーナ始動要求は種々の形で発生することもでき、その中には例えば、微粒子フィルタ24、26のいずれかが再生処理を必要としていることの、検知、時間あるいは特定の表示に応じたソフトウェア制御ルーチンの発生する始動要求を含む。例えば、センサベース方式、マップベース方式またはタイミングベース方式を利用して始動要求を発生させることもできる。このようにして、ステップ752で制御ルーチン750がバーナ始動要求を検知すると、制御信号が生成されてルーチン750はステップ754へ進む。制御ルーチン750がバーナ始動要求を検知しないと、ルーチン750はこのような要求に備えて監視を続行するためにステップ752に戻る。
ステップ754で、電子コントローラ76は、燃焼室34内の火炎の着火を容易にするように燃料燃焼バーナ20、22に比較的多量の燃料を供給する。具体的に、空気/燃料混合物が燃料燃焼バーナ20、22に供給され、制御装置18の供給する空気の存在下で電極48、50間に発生するスパークで点火する。この初期燃料供給量は、図31のグラフ中に矢印764で示す。次に、制御ルーチン750はステップ756へ進む。
ステップ756で、電子コントローラ76は点火が行われたかを判断する。電子コントローラ76はこれをあらゆる方法で行うこともできる。例えば、電子コントローラ76は燃料燃焼バーナ20、22の燃焼室34内の点火用火炎の存在を検知あるいは判断するために火炎温度センサ182の出力を監視することもできる。具体的に、電子コントローラ76が燃料燃焼バーナ20、22の点火を始めるとき、電子コントローラ76は燃料燃焼バーナ20、22内に入る空気/燃料混合物が電極48、50のスパークで点火することを確実にするために火炎温度センサ182の出力を監視することもできる。いったん点火を検知すると、制御ルーチン750はステップ758へ進む。図31のグラフ中に矢印766で点火の検知を示す。
ステップ758で、電子コントローラ76は燃料燃焼バーナ20、22へ供給する燃料量を減らす。このために電子コントローラ76は、燃料噴射器132、134を用いて混合チャンバ146へ噴射する燃料量を減らすことによって、燃料燃焼バーナ20、22へ供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を増やす。例えば、燃料燃焼バーナ20へ供給する燃料を減らすために、電子コントローラ76は燃料噴射器132を用いて混合チャンバ146へ噴射する燃料量を減らす制御信号を信号線136に生成し、これにより燃料パイプ148を介して燃料燃焼バーナ20へ供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を増やす。同様に、燃料燃焼バーナ22へ供給する燃料を減らすために、電子コントローラ76は燃料噴射器134を用いて混合チャンバ146へ噴射する燃料量を減らす制御信号を信号線138に生成し、これにより燃料パイプ150を介して燃料燃焼バーナ22へ供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を増やす。
電子コントローラ76はすす削減アセンブリ14、16の構成品を予熱するために、一定期間この燃料量を減らした状態で燃料燃焼バーナ20、22を動作させる。このような予熱期間は時間ベース(つまり、所定期間だけ続く)でまたはセンサベース(つまり、1つ以上の温度センサ182、184、186が所定の温度を感知するまで)であってもよい。図31のグラフ中に予熱期間を矢印768で示す。いったんこの期間が経過すると(つまり、いったんこのシステムが予熱されると)、制御ルーチン750はステップ760へ進む。
ステップ760で、電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ20、22へ供給する燃料量を増加または、燃料の供給比を引き上げる。そうするために電子コントローラ76は、燃料噴射器132、134を用いて混合チャンバ146へ噴射する燃料量を増やすことによって、燃料燃焼バーナ20、22へ供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を減らす。例えば、燃料燃焼バーナ20へ供給する燃料を増やすために、電子コントローラ76は燃料噴射器132を用いて混合チャンバ146へ噴射する燃料量を増やす制御信号を信号線136に生成し、これにより燃料パイプ148を介して燃料燃焼バーナ20へ供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を減らす。同様に、燃料燃焼バーナ22への燃料供給量を増やすために、電子コントローラ76は燃料噴射器134を用いて混合チャンバ146へ噴射する燃料量を増やす制御信号を信号線138に生成し、これにより燃料パイプ150を介して燃料燃焼バーナ22へ供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を減らす。
ステップ760で、燃料燃焼バーナ20、22へ供給する燃料は所定の割合で増やすこともできる。例えば、図31のグラフ中の矢印770で示すように、点772で示す所定燃料量まで所定の割合で燃料量を徐々に増やすこともできる。このような所定燃料量は、所望の再生処理温度と対応する場合がある。燃料量をいったん増加し終えると、制御ルーチン750はステップ762へ進む。
ステップ762で、フィルタ再生処理を促進するために、電子コントローラ76は燃料燃焼バーナ20、22へ供給する燃料量を調整する。図9および図10に示す通り、具体的にはフィルタ再生処理サイクル中の燃料燃焼バーナ20、22への燃料供給は閉ループ制御で調整される。このような燃料燃焼バーナ20、22への燃料供給の閉ループ制御は、概ね図31の矢印418で示す領域で行われる。いったん閉ループ制御が始まると、始動制御ルーチン750は終了する。
図32には、再生処理サイクルの開始の際に燃料燃焼バーナ20、22を始動させる別の始動制御ルーチン780を示す。このルーチンは、ルーチン780が燃料燃焼バーナ20、22を始動させる要求(つまり、バーナ始動要求)が発生されたかを判断するステップ782から始まる。当然のことながら、バーナ始動要求は種々の形ででき、その中には例えば、微粒子フィルタ24、26のいずれかが再生処理を必要としていることの、検知、時間あるいは特定の表示に応じたソフトウェア制御ルーチンの発生する始動要求を含む。例えば、センサベース方式、マップベース方式またはタイミングベース方式を利用して始動要求を発生することもできる。このようにして、ステップ782において制御ルーチン780がバーナ始動要求を検知すると、制御信号を生成してルーチン780はステップ784へ進む。制御ルーチン780がバーナ始動要求を検知しない場合、ルーチン780はステップ782に戻ってこのような要求に備えて監視を続行する。
ステップ784で、一切の燃料がバーナに供給される前に、電子コントローラ76は、再生処理される燃料燃焼バーナ20、22の電極アセンブリに通電する。具体的に、燃料燃焼バーナ20の始動の際、バーナ20への燃料供給前に、電子コントローラ76は燃料燃焼バーナ20の電極48、50の間でスパークを発生するように、点火器170を動作させる。燃料燃焼バーナ22を始動させる場合、バーナ22への燃料供給前に、電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ22の電極48、50の間でスパークが発生するように点火器172を動作させる。
電子コントローラ76は、バーナに燃料を導入する前の所定期間だけ燃料燃焼バーナ20、22の電極アセンブリに通電し続ける。このような期間の長さは、特定のシステム設計の要求に合わせた設定とすることもできる。特に、燃料導入前「この一定期間だけ電極アセンブリに通電すると、電極48、50の汚れた表面がきれいになる(つまり、表面上に堆積したすすまたはその他の物質を取り除く)ことが分かった。このようにして、電極48、50に堆積したあらゆる物質(例えば、すす、ディーゼル燃料、油等)も燃料導入前に電極から取り除くことができ、これにより燃料燃焼バーナ20、22の動作を促進する。いったんこの所定期間が経過すると、制御ルーチン780はステップ782へ進む。
ステップ786で、電子コントローラ76は上述の方法で微粒子フィルタ24、26を再生処理するためにバーナ20、22に燃料および空気を供給する。具体的に、空気/燃料混合物を燃料燃焼バーナ20、22に供給し、制御装置18から供給される空気の存在下で電極48、50間にスパークを発生して点火する。燃料の燃焼による発熱で微粒子フィルタ24、26を再生処理する。
当然のことながら、所望により制御ルーチン750と780を組み合わせてもよい。例えば、点火用の燃料導入前(制御ルーチン750のステップ754で説明した通りに)、電極アセンブリに一定期間通電(制御ルーチン780のステップ784で説明した通りに)してもよい。
図15および図16には再生処理サイクルでの燃料燃焼バーナ20、22を停止させる制御ルーチン400を示す。この制御ルーチンは、上述の方法で電子コントローラ76が微粒子フィルタ24、26を再生処理するようにバーナ20、22に燃料および空気を供給するステップ402から始まる。具体的に、空気/燃料混合物を燃料燃焼バーナ20、22に供給し、これに制御装置18の供給する空気の存在下で電極48、50間にスパークを発生させて点火する。図9および図10を参照して説明した通り、このようなフィルタ再生処理サイクルで、燃料燃焼バーナ20、22への燃料供給は閉ループ制御で調整される。このような燃料燃焼バーナ20、22への燃料供給の閉ループ制御は、概ね図16の矢印418で示す領域で行われる。
ステップ404で、制御ルーチン400は、フィルタ再生処理サイクル中に燃料燃焼バーナ20、22を停止させる要求(つまり、バーナ停止要求)がされたかを判断する。当然のことながら、バーナ停止要求は種々の形ででき、その中には例えば、微粒子フィルタ24、26が再生処理完了したまたはフィルタ再生処理が自続している(上述の通り)ことを示す、検知、時間あるいは特定の表示に応じたソフトウェア制御ルーチンの発生する停止要求、ソフトウェア制御ルーチンまたは類似のものの発生する自動停止要求、定期的な停止要求あるいはその他あらゆる手動、ソフトウェアまたはハードウェアで行われる停止要求を含む。特定の実施例で、トラック12のエンジン80と関連するイグニッションキーのオン位置からオフ位置への回転に応じてバーナ停止要求を発生させることもできる。このようにして、ステップ404で、制御ルーチン400がバーナ停止要求を検知すると制御信号が生成され、ルーチン400はステップ406へ進む。図16のグラフ中に停止要求の検知を点420で示す。制御ルーチン400がバーナ停止要求を検出しないと、ルーチン400はフィルタ再生処理サイクルを継続するためにステップ402へ戻る。
ステップ406で、電子コントローラ76は燃料燃焼バーナ20、22へ供給する燃料量を減らす。このために電子コントローラ76は、燃料噴射器132、134で混合チャンバ146へ噴射する燃料量を減らすことによって、燃料燃焼バーナ20、22へ供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を増やす。例えば、燃料燃焼バーナ20へ供給する燃料を減らすために、電子コントローラ76は燃料噴射器132で混合チャンバ146へ噴射する燃料量を減らす制御信号を信号線136に生成し、これにより燃料パイプ148を介して燃料燃焼バーナ20へ供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を増やす。同様に、燃料燃焼バーナ22への燃料供給量を減らすために、電子コントローラ76は燃料噴射器134で混合チャンバ146へ噴射する燃料量を減らす制御信号を信号線138に生成し、これにより燃料パイプ150を介して燃料燃焼バーナ22へ供給する空気/燃料混合物の空気/燃料比を増やす。
電子コントローラ76は、この燃料を減量した状態で燃料燃焼バーナ20、22を所定期間動作させる。図16のグラフ中にこのような一定期間を矢印422で示す。いったんこの所定期間が経過すると、制御ルーチンはステップ408へ進む。
ステップ408で、燃料燃焼バーナ20、22への燃料供給を止める。具体的に、電子コントローラ76は燃料配送アセンブリ120を停止させ、これにより燃料燃焼バーナ20、22への燃料の供給を止める。燃料燃焼バーナ20への燃料供給を停止するために、電子コントローラ76は燃料開閉弁140を閉鎖し、信号線136を通じた制御信号の生成を停止して、燃料噴射器132の混合チャンバ146への燃料噴射を止める。燃料パイプ148に残っている燃料がいったん燃料燃焼バーナ20で消費されると、それ以上の燃料は燃料燃焼バーナ20の燃料供給口54には入らない。同様に、燃料燃焼バーナ22へ供給する燃料を遮断するために、電子コントローラ76は燃料開閉弁140を閉鎖し、信号線138での制御信号の生成を停止して、燃料噴射器134の混合チャンバ146への燃料噴射を止める。燃料パイプ150に残っている燃料がいったん燃料燃焼バーナ22で消費されると、それ以上の燃料は燃料燃焼バーナ22の燃料取入口54には入らない。
ステップ408で電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ20、22への燃焼用空気とおよび噴霧空気の供給を継続し、また点火器170、172の動作も継続する。具体的に、燃料燃焼バーナ20を停止させる場合、燃料はもう燃料燃焼バーナ20へ供給されていないにもかかわらず、電子コントローラ76は空気パイプ58を通して燃焼用空気を、燃料パイプ148を介して噴霧空気を燃料燃焼バーナ20へ供給し続ける。電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ20の燃焼室34内でスパークを発生し続けるために点火器170の動作を継続する。燃料燃焼バーナ22を停止する場合、燃料はもう燃料燃焼バーナ22へ供給されていないにもかかわらず、電子コントローラ76は空気パイプ58を通して燃焼用空気を、燃料パイプ150を通して噴霧空気を燃料燃焼バーナ22へ供給し続ける。電子コントローラ76は、燃料燃焼バーナ22の燃焼室34内でスパークを発生し続けるために点火器172の動作を継続する。このような継続した空気の供給とスパークの発生により、システム内に残っている全ての燃料が確実に燃料燃焼バーナ20、22で燃焼されるようにし、その結果、未燃焼炭化水素を除去、さもなければ減少させる。
電子コントローラ76は、燃焼用空気および噴霧空気を所定期間供給し、上述のように点火器の動作を継続させる。図16のグラフ中に矢印424でこのような一定期間を示す。いったんこの所定期間が経過すると、制御ルーチンはステップ410へ進む。
ステップ410で、電子コントローラ76は燃料燃焼バーナ20、22への燃焼用空気の供給を遮断する。具体的に、電子コントローラ76はモータ92の動作を停止させることにより空気ポンプ90の動作を停止させる。空気ポンプ90の停止後、電子コントローラ76は上述の通り、所定期間噴霧空気の供給と点火器の動作を続ける。いったんこの所定期間が経過すると、制御ルーチンはステップ412へ進む。
ステップ412で、電子コントローラ76は燃料燃焼バーナ20、22への噴霧空気の供給を遮断する。具体的に、電子コントローラ76は噴霧空気弁156を閉じることによって混合チャンバ146、したがって燃料燃焼バーナ20、22への供給空気を減量する。清浄用空気弁154は開いたままであり、その結果減量した洗浄用空気が混合チャンバ146、結果的には燃料燃焼バーナ20、22へ引き続き供給される。上述のように、燃料燃焼バーナ20、22の燃料取入口54でくず(例えば、すす)が溜まることを防ぐために、トラック12のエンジン80の動作中、洗浄用空気弁154からの洗浄用空気が概ね継続して混合チャンバ146へ供給される。
ステップ412で、電子コントローラ76は燃料燃焼バーナ20、22の燃焼室34内でのスパーク発生を停止する。具体的に、電子コントローラ76は点火器170(バーナ20の場合)または点火器172(バーナ20の場合)の動作を停止し、燃料燃焼バーナ20、22の電極48、50間の電極間隙52全体に発生するスパークを停止させる。ここで制御ルーチン400は終了する。
上述の通り、遮断制御ルーチン400(およびその他の場合とともに)の実行中に電子コントローラ76が燃料燃焼バーナ20、22の一方に燃焼用空気を供給するが、燃料燃焼バーナ20、22のいずれにも燃料を供給しない場合がある。上述の通り、モータ92は燃料ポンプ122と空気ポンプ90の両方を駆動する。したがって、モータ92が燃焼用空気を供給するために空気ポンプ90を駆動している場合、燃料ポンプ122も駆動されている。燃焼用空気は燃料燃焼バーナ20、22へ供給されているが、燃料が燃料燃焼バーナ20、22のいずれへも供給されていない場合、燃料ポンプ122で取り出されている燃料はリターンパイプ142を通ってトラックの燃料タンク124に戻る。図8に示す通り、燃料圧力センサ426が燃料リターンパイプ142の燃料圧力を検知する。燃料圧力センサ426からの出力は、信号線428を通って電子コントローラ76へ伝送される。燃料がタンク124へ容易に逆流できないほど燃料リターンパイプ142が狭くなっている場合、燃料ポンプ122のシールにかかる圧力が増大し、場合によってはポンプ122の修理または交換を必要とする。
図17に示す通り、電子コントローラ76はリターンパイプ142を監視するために制御ルーチン450を実行する。制御ルーチン450は、電子コントローラ76がリターンパイプ142内の燃料圧力を確認するステップ452で始まる。具体的に、電子コントローラ76は燃料圧力センサ426からの出力を取得するために信号線428をスキャンしあるいは読み取る。次に制御ルーチン450はステップ454へ進む。
ステップ454で、電子コントローラ76は検知した燃料圧力が所定の圧力上限値を超えているかを判断する。燃料圧力が圧力上限値より小さい場合、制御ルーチン450は燃料圧力センサ426からの出力を監視し続けるためにステップ452へ戻る。しかし、燃料圧が制御上限値を超えている場合、制御ルーチン450はステップ456へ進む。
ステップ456で、電子コントローラ76は制御装置18と関連する構成品を停止する。具体的に、ステップ454で電子コントローラ76は燃料リターンパイプ142内の燃料圧力が制御上限値を超えていると判断したため、電子コントローラ76は、とりわけ、駆動モータ92の動作を停止し、したがって燃料ポンプ122の動作を停止させる。次に制御ルーチン450はステップ458へ進む。
ステップ458で、電子コントローラ76はエラー信号を生成する。例えば、電子コントローラ76は操作員(例えば、トラック12の運転手)への可視、可聴またはその他の警報を発する出力信号を生成することもできる。別の方法として、エラー信号は単にステップ452から456までの燃料圧力解析に関連する最新情報の電子ログまたは類似のものを作成することもできる。当然のことながら、ステップ458で生成されたエラー信号は、特定のシステム設計の要求に合うようにあらゆる種類の警報発生またはエラー追跡装置に使用できるような構成とすることもできる。さらに、電子コントローラ76がそのように装備されていれば、エラー信号(またはエラー信号に応じて生成する後続の信号)を、CANインタフェース314を介してエンジン制御ユニット78へ送ることもできる。この情報を備え、エンジン制御ユニット78が追加解析、制御装置18が停止したことをトラック操作員(例えば、トラックのインストルメント・クラスタ上の表示灯)に知らせるエラー信号を生成、または保守技術員にアクセス可能なエラーログにエラーメッセージを記憶するようにプログラムすることもできる。ここで制御ルーチン450は終了する。
再び図8に示す通り制御装置18は、制御ハウジング72の内部チャンバ112内の所定環境条件を検知する1つ以上のセンサを備えることもできる。例えば、制御装置18は煙探知器460を含む構成とすることもできる。煙探知器460からの出力は信号線462を通して電子コントローラ76へ送信される。本明細書で開示するように、煙探知器460は制御ハウジング72の内部チャンバ112内の燃料粒子または煙の検知に使用することもできる。燃料粒子または煙を検知すると、システムは停止する場合があり、その後エラー信号が生成される。煙探知器460はどのような種類の煙探知器として具体化してもよい。本明細書に開示の制御装置18での煙探知器460は、例えば市販の赤外線検知器等の電離煙探知器として具体化されている。
図18に示す通り、電子コントローラ76は、制御ハウジング72の内部チャンバ112内の燃料粒子または煙の存在を監視するための制御ルーチン500を実行する。制御ルーチン500は、煙探知器460からの出力を取得するために、電子コントローラ76が信号線462をスキャンしあるいは読み取るステップ502から始まる。いったん電子コントローラ76が煙探知器460からの出力を取得すると、次に制御ルーチン500はステップ504へ進む。
ステップ504で、電子コントローラ76は、煙探知器460からの出力が制御ハウジング72の内部チャンバ112内の燃料粒子または煙の存在を示すかを判断する。煙探知器460からの出力が制御ハウジング72の内部チャンバ112内の燃料粒子または煙の存在を示さない場合、制御ルーチン500は煙探知器460からの出力を引き続き監視するためにステップ502へ戻る。しかし、煙探知器460からの出力が制御ハウジング72の内部チャンバ112内の燃料粒子または煙の存在を示す場合、制御信号が生成され、制御ルーチン500はステップ506へ進む。
ステップ506で、電子コントローラ76は制御装置18と関連する構成品を停止させる。具体的に、電子コントローラ76が、煙探知器からの出力が制御ハウジング72の内部チャンバ112内の燃料粒子または煙の存在を示すとしてステップ454で終了したため、とりわけ、駆動モータ92の動作を停止させ、これにより燃料ポンプ122と空気ポンプ90の動作を停止させる。次に制御ルーチン500はステップ508へ進む。
ステップ508で、電子コントローラ76はエラー信号を生成する。例えば、電子コントローラ76は操作員(例えば、トラック12の運転手)への可視、可聴またはその他の警報を発する出力信号を生成することもできる。別の方法として、エラー信号で単にステップ502から504までの解析に関連する最新情報の電子ログまたは類似のものを作成させることもできる。当然のことながら、ステップ508で生成されたエラー信号は、特定のシステム設計の要求に合うようにあらゆる種類の警報発生またはエラー追跡装置に使用できるような構成とすることもできる。さらに、電子コントローラ76がそのように装備されていれば、エラー信号(またはエラー信号に応じて生成する後続の信号)を、CANインタフェース314を介してエンジン制御ユニット78へ送ることもできる。この情報を用いて、エンジン制御ユニット78が追加解析、制御装置18が停止したことをトラック操作員(例えば、トラックのインストルメント・クラスタ上の表示灯)に知らせるエラー信号を生成、または保守技術員にアクセス可能なエラーログにエラーメッセージを記憶するようにもプログラムできる。ここで制御ルーチン500は終了する。
図8に示す通り、制御装置18は制御ハウジング72の内部チャンバ112内の所定の環境条件を検知するための他のセンサを含む構成とすることもできる。例えば、制御装置18は温度センサ510を含む構成とすることもできる。温度センサ510からの出力は、信号線512を介して電子コントローラ76へ送信される。本明細書に開示するように、温度センサ510は制御ハウジング72の内部チャンバ112内の温度を検知するために使用することもできる。制御ハウジング72の内部チャンバ112内の温度が所定の上限温度(例えば、125℃)を超えると、システムは停止することがあり、エラー信号が生成される。温度センサ510はあらゆる電子温度センサとして具体化してもよい。本明細書に開示の制御装置18の典型的な実施例では、温度センサ510は市販の熱電対として具体化されている。
図19に示す通り、電子コントローラ76は制御ハウジング72の内部チャンバ112内の温度を監視するために制御ルーチン550を実行する。制御ルーチン550は、温度センサ510からの出力を取得するために、電子コントローラ76が信号線512をスキャンしあるいは読み取るステップ552から始まる。いったん電子コントローラ76が温度センサ510からの出力を取得すると、次に制御ルーチン550はステップ554へ進む。
ステップ554で、電子コントローラ76は制御ハウジング72の内部チャンバ112内での検知温度が所定の上限温度(例えば、125℃)を超えているかを判断する。制御ハウジング72の内部チャンバ112内の温度が上限温度を下回る場合、温度センサ510からの出力を監視するために制御ルーチン550はステップ552に戻る。しかし、制御ハウジング72の内部チャンバ112内の温度が上限温度を超えている場合、制御信号が生成され、制御ルーチン550はステップ556へ進む。
ステップ556で、電子コントローラ76は制御装置18と関連する構成品を停止させる。具体的に、制御ハウジング72の内部チャンバ112内の温度が制御上限値を超えているとしてステップ554で終了したため、電子コントローラ76は、とりわけ、駆動モータ92の動作を停止させ、したがって燃料ポンプ122と空気ポンプ90の動作を停止させる。次に制御ルーチン550はステップ558へ進む。
ステップ558で、電子コントローラ76はエラー信号を生成する。例えば、電子コントローラ76は操作員(例えば、トラック12の運転手)への可視、可聴またはその他の警報を発する出力信号を生成することもできる。別の方法として、エラー信号は単にステップ552から554までの温度解析に関連する最新情報の電子ログまたは類似のものを作成させることもできる。当然のことながら、ステップ558で生成されたエラー信号は、所定のシステム設計の要求に合うようにあらゆる種類の警報発生またはエラー追跡装置に使用できるような構成とすることもできる。さらに、電子コントローラ76がそのように装備されていれば、エラー信号(またはエラー信号に応じて生成する後続の信号)を、CANインタフェース314を介してエンジン制御ユニット78へ送ることもできる。この情報を用いて、エンジン制御ユニット78は追加解析、トラック操作員(例えば、トラックのインストルメント・クラスタ上の表示灯)へ制御装置18が停止したことを知らせるエラー信号の生成、または保守技術員にアクセス可能なエラーログにエラーメッセージを記憶するようにもプログラムできる。ここで制御ルーチン550は終了する。
図20には、排出物削減アセンブリ600を示す。排出物削減アセンブリ600は、排出物削減アセンブリ10と共通の構成品を複数含んでいる。これら2つのアセンブリに共通の構成品には共通の参照符号を付している。
排出物削減アセンブリ600は、電子コントローラ76、電子コントローラ76に制御されている燃料ポンプ122等の燃料供給ユニットおよび燃料燃焼バーナ606を含む。排出物削減アセンブリ600は、トラック12に水平、垂直または天地逆さまに取付けてもよい。図20に示すように、オプションとしてディーゼル酸化触媒608をフィルタ層60の上流に配置することもできる。すべての未燃焼炭化水素および一酸化炭素(CO)を酸化させるためにディーゼル酸化触媒608(または、その他あらゆる酸化触媒)を使用することもでき、これによりフィルタ層60の下流に運ばれる付加熱が発生する。図21に示す通り、別の方法として、排出物削減アセンブリ600はディーゼル酸化触媒608を含まない構成とすることもできる。
上述のようにフィルタ層60は、例えば、貴金属触媒等のような触媒物質を含浸するようにしてもよい。触媒物質は、例えば、白金、ロジウム、パラジウムまたこれらの組み合わせを含むあらゆる類似の触媒物質として具体化してもよい。触媒物質を使用することにより、捕捉されているすす粒子の点火温度を下げる。
排出物削減アセンブリ10と異なり、ここで説明する排出物削減アセンブリ600の実施例は、空気ポンプ90等の空気ポンプからの予備空気を利用しない。このようにして、燃焼プロセスは排気ガス内の酸素でまかなう。
図22および図23に燃料燃焼バーナ606をさらに詳細に示す。高温排気ガスは排気ガス口612を通ってハウジング610内に入る。排出物削減アセンブリ10で排気ガスがアセンブリハウジング内を通る気流に垂直な入口36から入る場合と異なり、排気ガス口612はハウジング610内の気流とほぼ同軸上にある。このようにハウジング610のガス取入口612とガス排出口614は同じ全体軸上に配置されている(図20および図21参照)。
ハウジング610内へ入る排気ガスは2つに分流する。内側の流れ616はチャンバ618に入ってから複数の孔622、624を通って燃焼室620内へ流入する。図24および図25に孔622の配置を示す。孔の配置は、孔622を通る排気ガスが、燃焼室620内を渦巻き、これにより噴射燃料、排気ガスおよび燃焼ガスの混合を促進するように構成されている。孔622を1列以上並べて所望の流れ/渦巻きを起こすこともできる。図24および図25に示す通り、最初に燃焼室618を流れる前に排気ガスの一部をチャンバ620内に流入させる複数の孔626を燃焼室620の上流壁628にも画成してもよい。
排気ガスの存在下で燃料を噴射するために、電極48、50は噴射口54の下流に配置されている。排気ガスには、燃料の燃焼を促進する酸素を4%から20%含む。孔624を通過する排気ガスは、未燃焼燃料、炭化水素、一酸化炭素およびその他の燃焼ガスを含むこともある高温燃焼ガスと混合する。排気ガス内に酸素が存在するとこれらのガスの燃焼はさらに促進される。排気ガスの一部の流れは複数の孔630を通るため、燃料燃焼バーナ606を迂回する。この迂回する排気ガスの流れは、燃焼室620から出る燃焼ガスの燃焼を助ける酸素を追加供給する。
火炎がディーゼル酸化触媒608(または図21に示すようにディーゼル酸化触媒を含まない構成の場合はフィルタ層60)へ到達することを防ぐために、火炎ホルダ632が燃焼領域の下流に配置されている。ガス分散器634を燃焼領域の下流に配置して、高温燃焼ガスと燃料燃焼バーナ606を迂回する排気ガスとの混合を促進させることもでき、これによりディーゼル酸化触媒608および/またはフィルタ層60の入口の全体に熱が分布する。図22に示す通り、ガス分散器634は燃焼室620の一部の壁の周りに配置してもよい。このように配置した場合のガス分散器634の典型的な模様を図26に示す。図27に示す通り、別の方法としてガス分散器634を燃焼室620の出口下流に配置する場合がある。このような方法で配置した場合のガス分散器634の典型的な模様を図28に示す。
図27に燃料燃焼バーナの別の設計例を詳細に示す。この実施例では排気ガスの一部が、図24に示す孔パターンと類似したパターンに配置されている孔622を通って流れ、これにより燃焼室内でガスが旋回する。図22に示すアセンブリと比べて、図27のアセンブリでは、未燃焼燃料、炭化水素、一酸化炭素およびその他の燃焼ガスを含む高温燃焼ガスが一層下流で燃焼する。
図27に示す通り、火炎ホルダ632と燃料燃焼バーナ606との間に火炎ホルダ636を追加配置してもよい。火炎ホルダ636は、実線で示すような凹面形状に、または破線で示すような凸面形状に設計してもよい。
本明細書に開示の他の設計例についても検討している。例えば、上述のように空気ポンプ90は比較的高流量/高性能空気ポンプを含むどのような空気ポンプとして具体化してもよい。エンジンが高負荷状態のときに出力を増大させる可変空気ポンプも使用できる。別の方法として、エンジンが高負荷状態のときのみ動作する可変空気ポンプも使用できる。空気ポンプ90は遠心圧縮機またはルーツ送風機として具体化してもよい。
特定のシステム設計を満足するために燃焼室34、620の大きさを変えてもよい。例えば、ガスの排気速度を減速させるために比較的大きい(直径16インチ(約40.6cm))燃焼室34、620を使用し、その結果燃料燃焼バーナの燃焼効率を高めてもよい。特定のシステム設計における流れ特性を向上させるために、図20および図21に示すような「軸」構成等の比較的平滑/効率的な気流を生じる構成を使用することもできる。
所望により燃料燃焼バーナ20、22、606への燃料噴射方法を変えることもできる。例えば、初期火炎を起こすために第1流量の燃料をバーナ内に噴射する段階的燃料噴射方法を用いてもよい。次に初期火炎を第2流量の噴射燃料を点火するために使用する。
噴射燃料の表面積を増やすために燃料量調整方法を用いてもよい。例えば、噴射燃料量が所望の平均燃料量の前後を変動する平均燃料量変動方法を用いてもよい。例えば、燃料噴射比を25%と75%の間で変動させて、平均燃料量比50%にもできる。
エンジン80およびその関連構成品の動作も本明細書に開示の排出物削減アセンブリの動作を促進させるために制御できる。例えば、予備空気を利用しない排出物削減アセンブリ(例えば、図20および図21のアセンブリ)を動作させる場合、エンジン80の排気ガス再循環(EGR)弁の状態を微粒子フィルタの再生処理に合わせることもできる。例えば、排気ガス内の酸素量を増加するとともに温度を上昇させるために、エンジンのEGR弁を一瞬閉鎖してもよい。フィルタ再生処理には約10分かかると推定されている。このような短い期間だけEGR弁を閉鎖することもできる。このような場合、フィルタ再生処理はエンジンのアイドリング状態に合わせて調整もできる。
別の実施例で、エンジン80はフィルタ再生処理中に排気ガス再循環レベルを実際に上昇させるように制御もできる。このような場合、燃料燃焼バーナの火炎を安定させるために燃料または水素ガスのような燃料添加剤を利用することもできる。貯蔵タンクあるいは積載燃料改質機を用いて水素ガスを供給してもよい。
本明細書に開示の排出物削減アセンブリの動作を円滑化させるために、同様に、エンジン80およびその関連構成品の動作を監視することもできる。例えば、予備空気を利用しない排出物削減アセンブリ(つまり、図20および図21に示すアセンブリ等のエアレスバーナ)の動作の場合、例えば、所定の好ましいエンジン動作状態でフィルタ再生処理が行われるようにエンジンの動作を監視することもできる。例えば、予備空気を利用しない排出物削減アセンブリ(つまり、図20および図21のアセンブリ)の場合、比較的高濃度の酸素を含む排気ガスの下でフィルタ再生処理を行うことが望ましい。このようなことは、例えばエンジン80がアイドリングまたはアイドリングに近い状態(例えば、エンジンによるが、600から1000回転/分)で動作している、エンジン80が比較的低負荷状態にある場合に一般的なことである。
下記に詳述するように、予備空気を利用しない排出物削減アセンブリのフィルタ再生処理に好ましい、所定のエンジン状態を判断する方法がいくつかある。例えば、所定のエンジン速度範囲を利用して、エンジンが所定の速度範囲内で動作しているときにのみフィルタ再生処理を行うこともできる。このような場合電子コントローラ76は、エンジン速度を測定するためにエンジン速度センサ890(図8参照)または類似のものからの出力を監視してもよい。当然のことながら、電子コントローラはエンジン速度センサ890と直接通信しまたは、エンジン速度センサ890からの出力をエンジン制御ユニット78からCANインタフェース314を介して取得することもできる。
さらに、所定のエンジン負荷範囲を利用して、予備空気を利用しない排出物削減アセンブリのフィルタ再生処理に好ましい、所定のエンジン状態を判断することもできる。このような場合、エンジンが所定の負荷範囲内で動作しているときにのみフィルタ再生処理が行われる。このために電子コントローラ76は、まず特定のエンジンパラメータ(例えば、回転速度、ターボ過給圧等)を検知さもなければ判断し、次にエンジン負荷を判断するために前もってプログラムされたエンジン負荷対応表に問い合わせさもなければこれにアクセスする。当然のことながら電子コントローラ76は、前もってこのようなエンジン負荷対応表でプログラムまたは、CANインタフェース314を介してエンジン制御ユニット78にプログラムされているエンジン負荷対応表からエンジン負荷を取得することもできる。
さらに、エンジン80からの排気物流量を利用して、予備空気を利用しない排出物削減アセンブリのフィルタ再生処理に好ましい、所定のエンジン状態を判断することもできる。例えば、所定排気物流量範囲を利用して、エンジンからの排気物流量が所定範囲内にあるようにエンジンが動作しているときにのみフィルタ再生処理を行うようにすることもできる。このような場合電子コントローラ76は、排気物流量を確認するために熱線流量センサ等の質量流量センサ892(図8参照)からの出力を監視してもよい。当然のことながら、電子コントローラ76は直接流量センサ892と連絡してもよいし、または流量センサ892からの出力をエンジン制御ユニット78からCANインタフェース314を介して取得することもできる。別の方法として、回転速度、ターボ過給圧および吸気温度(に加えて排気量などその他のパラメータ)等のエンジン動作パラメータを使用して、電子コントローラ76を用いた従来の方法で排気物流量を算定することもできる。当然のことながら、電子コントローラ76自体も流量を算定または、CANインタフェース314を介してエンジン制御ユニット78から流量の算定結果を取得することもできる。
図33には、予備空気を利用しない排出物削減アセンブリ(つまり、エアレス排出物削減アセンブリ)のフィルタ再生処理制御のための制御ルーチン850を示す。制御ルーチン850は、エアレス燃料燃焼バーナ20、22を始動する要求(つまり、バーナ始動要求)が実行されたかを判断するステップ852から始まる。当然のことながら、バーナ始動要求は、例えば微粒子フィルタ24、26のいずれか一方が再生処理を必要としていることを示す、検知、時間あるいは特定の表示に応じたソフトウェア制御ルーチンによって発生する始動要求を含むあらゆる方法で行ってもよい。例えば、センサベース方式、マップベース方式またはタイミングベース方式を利用して始動要求を発生することもできる。このようにして、ステップ852で、制御ルーチン850がバーナ始動要求を検知すると、制御信号が生成されてルーチン850はステップ854へ進む。制御ルーチン850がバーナ始動要求を検知しない場合、このような要求に備えて監視を続けるためにルーチン850はステップ852に戻る。
ステップ854で、電子コントローラ76はエンジン80が所定のエンジン状態で動作しているかを判断する。例えば、エンジンが所定のエンジン速度範囲で動作している場合にのみフィルタ再生処理が行われる、エンジン所定速度範囲を利用している場合、電子コントローラ76はエンジン速度センサ890からの出力を監視するか、さもなければエンジン速度を測定する。その後、電子コントローラ76はエンジン速度が所定範囲内にあるかを判断する。別の方法として、エンジンが所定の負荷範囲内で動作しているときにのみフィルタ再生処理を行う、所定エンジン負荷範囲を利用する場合、電子コントローラ76は特定エンジンパラメータ(例えば、回転速度、ターボ過給圧等)を検知、さもなければ確認し、その後エンジン負荷を決定するために前もってプログラムされているエンジン負荷対応表に問い合わせ、さもなければこれにアクセスする。さらに、エンジンからの排気物流量が所定範囲内となるようにエンジンが動作しているときにのみフィルタ再生処理が行われる、所定排気物流量範囲を利用する場合、電子コントローラ76はエンジンからの排気物流量を検知、算定さもなければ測定する。その後、電子コントローラ76はエンジンからの排気物流量が所定範囲内にあるかを判断する。したがってステップ854で、電子コントローラ76が、エンジン80が所定のエンジン状態で動作していると判断する場合、制御ルーチン850はステップ856へ進む。しかし、エンジンが所定のエンジン状態で動作していない場合、制御ルーチン850は、ステップ854へ戻ってエンジンがこのような状態で動作している時を判断する。
ステップ856で、電子コントローラ76はフィルタ再生処理を開始する。具体的に、電子コントローラ76は、微粒子フィルタ24、26を再生処理するために本明細書に開示のあらゆる方法で燃料燃焼バーナ20、22を動作する。しかし、当然のことながら燃料燃焼バーナ20、22は燃焼空気を使用しないで(つまり、空気ポンプ90等から供給される予備空気を使用しないで)動作する。このようにして、エンジンの排気ガス内に含まれている酸素が、燃料燃焼バーナ20、22へ送られる燃料の燃焼を自続させる。燃料の燃焼による発熱により微粒子フィルタ24、26を再生処理する。いったんフィルタ再生処理が完了すると、制御ルーチン850は終了する。
当然のことながら、制御ルーチン850は、フィルタ再生処理のために所望により予備空気を利用することもできる。また、当然のことながら、制御ルーチン850は始動要求が無くてもフィルタ再生処理が行われるように改良することもできる。例えば、エンジン80が所定のエンジン状態で動作している場合、微粒子フィルタ24、26が所定の限度まで負荷がかかっているいないにかかわらず、電子コントローラ76を微粒子フィルタ24、26の一方または両方を再生処理するような構成とすることもできる。このようにして、電子コントローラ76は、排気ガス内の酸素を豊富に含む状態をうまく利用することができる。
図35には、排出物削減アセンブリ800の別の典型的な実施例を示す。排出物削減アセンブリ800は、排気ガスの流れに燃料を噴射するために排気ダクト内に延びる噴射口802を含む。電極48、50はほぼ垂直(図面内での向き)に配置されている。
火炎ホルダ636は電極48、50に対していくつかの異なる位置に配置してもよい。例えば、図35に示す通り火炎ホルダ636は、電極48、50の上流で噴射口802の下流に配置してもよい。別の方法として、火炎ホルダ636を噴射口802と電極48、50の両方の下流に配置してもよい。さらに、火炎ホルダ636を、凹面形状に(図35に示す)、または凸面形状に(図示せず)設計してもよい。
噴射口802近くの燃焼領域からの高温燃焼ガスと残りの排気ガスとの混合を促進するために、ガス分散器644をディーゼル酸化触媒608および/またはフィルタ層60の上流に配置し、これによりディーゼル酸化触媒608および/フィルタ層60の入口の全体に熱が分布するように促す。噴散器644はどのような分散器として具体化してもよい。典型的な実施例では、ガス分散器644を上記に記載のどのようなガス分散器として具体化してもよい。
図36には燃料燃焼バーナ20、22の別の典型的な実施例を示す。図36に示す実施例はこれまでに説明した実施例に似ており、類似の構成品には同じ参照符号を付している。燃料燃焼バーナ20、22は、燃焼室34を通る排気ガスの流量を減らすために改良されている。このような改良により炭化水素および一酸化炭素のスリップを(恐らく相当)減少させ、これに加えて他の排出物を減らす。
要するに、排気ガス取入口36から入る排気ガスの流れは、2つに分流し、一方は燃焼室34を進み(つまり、燃焼フロー)、他方は燃焼室34を迂回する(つまり、迂回フロー)。このようにして、例えば図5に示すバーナと比較して、図36の燃料燃焼バーナ20、22の燃焼室34を通過する排気ガスの流量は減少する。結果として、図5に示すものと比較して、燃焼室34を迂回する(つまり、シュラウド44の孔42を進む)排気ガスの割合が増える。
後述するように、燃焼室34を通過する排気ガスを制御可能にする(つまり、燃焼室を通過する排気ガスの流れの速度と方向を調整する)ためにその設計を変更することもできる。さらに、このように排気ガスの流れを調整するために分流板等の部品を利用してもよい。
図36に燃料燃焼バーナ20、22を流れる排気ガスの一制御方法を例示する。この場合、燃焼室34は半壁904、906を有するほぼ環状の外壁902を含む。第1の半壁904は排気ガス取入口36と反対方向を向き、一方第2の半壁906は排気ガス取入口36と対向する。図36に示す通り、第1の半片904には複数のガス吸気孔40が画定されている。第1の半壁904の複数ガス吸気孔40が集合した表面域は第1の多孔領域を、一方、第2の半壁906の複数ガス吸気孔40が集合した表面域は第2の多孔領域を画定する。第2の半壁906の第2の多孔領域は第1の半壁の第1の多孔領域より狭い。このようにして、例えば図5の燃料燃焼バーナ設計例と比べて、排気ガス取入口36から燃料燃焼バーナ20、22に入る排気ガスは減量されて燃焼室34に流入する。結果として、燃焼流(つまり、燃焼室34へ流入する排気ガス)の量は、図5の燃料燃焼バーナと比べて低減される。当然のことながら、このような構成は燃焼室34に入る排気ガスの量を低減するだけでなく、燃焼室34に入る排気ガスの速度を落とす(例えば図5の燃料燃焼バーナと比較して)。さらに、このような構成により排気ガス取入口36から燃料燃焼バーナ20、22へ入ってさらに燃焼室34へ直接流入する(つまり、半壁906を通る)排気ガスはその流量が低減されて、結果としてその中で発生する火炎に吹きつけられる。
図37は、燃焼室34の第2の半壁906にはガス吸気孔40が実質的に無い燃料燃焼バーナ20、22の別の実施例を示す。例えば、第2の半壁906の複数ガス吸気孔40のまとまっている表面領域には開口が無い。結果として、排気ガス取入口36から燃料燃焼バーナ20、22へ入る排気ガスは燃焼室34へ直接流入しないため、その中で発生する火炎に吹きつけられることがない。むしろ、排気ガスの燃焼流は燃焼室34の第1の半壁904に形成されているガス吸気孔40(つまり、排気ガス取入口36と対向しない面)から燃焼室34へ入る。排気ガス取入口36から入る残りの排気ガスの流れは燃焼室34を迂回する。
当然のことながら、いずれの半壁904、906のガス吸気孔40の大きさおよび配置も、燃焼室34内であらゆる所望の流量特性(例えば、速度および方向)を生じるような構成とすることができる。
これらの分流(つまり、燃焼フローおよび迂回フロー)の比は、燃焼室34の外壁902に形成されたガス吸気孔40と相関関係があるように説明しているが、排気ガス取入口36から入る排気ガスの流れは他の方法でも分流できる。例えば、板または「当て板」を燃焼室34に固定することによって、燃焼室34に既に開いているガス吸気孔40をいくつでもふさぐこともできる。このような板912の一例を図44に示す。板912を例えば、図5に示すバーナの燃焼室34の外壁902の周りに配置してもよい。板912の両端914が互いに固定されるときにできる継ぎ目918は、排気ガス取入口36と対向する。図45に示す通り、このように板912が設置されると、排気ガス取入口36から入る排気ガスの流れは、板912の孔の無い領域(おおよそ斜線部916に示す部分)に吹きつけ、これにより燃焼室34内の火炎に直接吹きつけることを防ぐ。
燃焼室34を通る排気ガスの流量を調整することにより、燃料燃焼バーナ20、22の発生する火炎を安定化させる。実際に、火炎の速度が燃焼室34内を通る排気ガスの速度より速い場合、より容易に安定した火炎を維持することもできる。反対に、燃焼室34内を通る排気ガスの速度が火炎の速度より速い場合、不安定な火炎が生じる場合がある。
上記で言及しているように、燃焼室を通る所望の流れを起こすために、ガス吸気孔40の大きさ、数および位置を予め設定することもできる。典型的な一実施例では、入口36から入る排気ガスの約70%が燃焼室34の中を進むように(残りの排気ガスは燃焼室34を迂回する)、燃料燃焼バーナ20、22を構成している。別の典型的な実施例では、入口36から入る排気ガスの約50%乃至70%が燃焼室34の中を進むように(残りの排気ガスは燃焼室34を迂回する)、燃料燃焼バーナ20、22を構成している。さらに別の典型的な実施例では、入口36から入る排気ガスの50%未満が燃焼室34の中を進むように(残りの排気ガスは燃焼室34を迂回する)、燃料燃焼バーナ20、22を構成している。これらの典型的な流れと異なる流れをも考慮する。
上記で言及しているように、燃焼室34の外壁902からガス吸気孔40を取り除く代わりにまたはそれに加えて、排気ガス取入口36から入る排気ガスの流れを種々の方法で所望の燃焼フローと迂回フローに分けることもできる。例えば、所望の排気ガス流量が燃焼室34内を流れるように方向付けすると同時に残りの流量が燃焼室を迂回するように方向付けするいくつかの分流板を使用することもできる。図38から図43にこのような板910を例示するが、他の構成とすることもできる、当然のことながら、このような板910は流れの所望の部分を燃焼室34に流れ込むように構成できるとともに、排気システム内の背圧の上昇を防ぐ。
所望の流動特性を得るために、迂回用シュラウド44に画定されている開口42の大きさ、形状および/または位置も変更できる場合もある。例えば、開口42の大きさ、形状および位置は、「高温箇所」または「低温箇所」を収容できるようにフィルタ層60の上流面に構成してもよい。実際にこのような高温箇所または低温箇所の位置を判断するために、フィルタ層60の温度解析を行うこともできる。このような解析の結果に基づいて、迂回用シュラウド44に画定されている開口42の大きさ、形状および位置を変更することもできる。
例えば、低温箇所の(排気ガスの流れに対して)上流にある開口42の大きさを縮小することもできる。これにより、低温箇所を流れる排気ガスの流量を低減して、フィルタ再生処理の際の低温箇所の温度を上昇させる。
逆に、高温箇所の(排気ガスの流れに対して)上流にある開口42の大きさを拡大することもできる。これにより、高温箇所を流れる排気ガスの流量を増大させて、フィルタ再生処理の際の高温箇所の温度を低下させる。
この結果、フィルタ層60の上流面で異なる表面温度を収容するための、異なる大きさの開口42を複数含む迂回用シュラウド44構成について検討された。
本開示は種々の改良及び代替の形が可能であるが、具体的で典型的な実施例は図面に例として示されて、本明細書に詳細に説明されている。しかしながら、開示された特定の形に本開示を限定する意図はなく、逆に、本開示の精神と範囲内にある全ての改良、均等物、及び代替例を含むつもりであると理解される。
本明細書に記載されている装置、システム、及び方法の種々の特徴から生じている本開示の複数の利点がある。本開示の装置、システム、及び方法の代替の実施例は記載されている特徴を全て含まなくても、そのような特徴の少なくともいくつかの利点から利益を得ることができる。当業者は、本開示の特徴を一つ以上組み込み、本開示の精神及び範囲内の、装置、システム、及び方法の実施を自身で簡単に考え出すことができる。
例えば、本明細書に記載されている制御ルーチンの多くのステップの順番を変更できることは当然のことである。さらに、制御ルーチンの多くのステップを同時に実行することもできる。
以上の説明から明らかなように、本明細書及び図面の記載に基づき、以下の装置、システム、及び方法を実現できることが明らかとなる。
〔項1〕
排出物削減アセンブリの動作方法であって、
微粒子フィルタに捕捉されているすすを燃焼するために燃料燃焼バーナで熱を発生させるステップと、
前記発熱温度を確認するステップと、
前記発熱温度に基づいて前記燃料燃焼バーナに供給する燃料量を調整するステップと
を含む排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項2〕
前記確認ステップが、前記発熱温度を確認することおよび確認した前記発熱温度に応じた温度信号を生成することを含み、
前記調整ステップが、前記温度信号に基づいて前記燃料燃焼バーナに供給する前記燃料量を調整することを含む項1に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項3〕
前記確認ステップが、前記発熱温度が所定の上限温度を超えているかを判断することを含み、
前記調整ステップが、前記発熱温度が前記所定の上限温度を超えている場合に前記燃料燃焼バーナに供給する前記燃料量を減らすことを含む項1に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項4〕
前記確認ステップが、前記発熱温度が所定の上限温度未満かを判断することを含み、
前記調整ステップが、前記発熱温度が前記所定の上限温度未満の場合に前記燃料燃焼バーナに供給する前記燃料量を増やすことを含む項1に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項5〕
前記確認ステップが、前記発熱温度が所定の温度範囲内にあるかを判断することを含み、
前記調整ステップが、前記発熱温度が前記所定の温度範囲外の場合に前記燃料燃焼バーナに供給する前記燃料量を増やすことを含む項1に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項6〕
前記確認ステップが、前記発熱温度が所定の温度範囲内にあるかを判断することを含み、
前記調整ステップが、前記発熱温度が前記所定の温度範囲外の場合に前記燃料燃焼バーナに供給する前記燃料量を減らすことを含む項1に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項7〕
前記燃料燃焼バーナに供給している前記燃料量を調整した後に前記発熱温度を確認するステップと、
前記燃料燃焼バーナに供給している前記燃料量を調整した後に確認した前記発熱温度が所定の温度範囲外の場合に、前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止するステップとをさらに含む項1に記載の排出物削減アセンブリ動作方法
〔項8〕
排出物削減アセンブリの動作方法であって、
微粒子フィルタに捕捉されているすすを燃焼するために燃料燃焼バーナで熱を発生させるステップと、
前記発熱温度が所定の温度範囲内にあるかを判断するステップと、
前記発熱温度が前記所定の温度範囲外である場合に前記燃料燃焼バーナに供給する燃料量を調整するステップと
を備えている排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項9〕
前記判断ステップが、温度センサを用いて前記発熱温度を検知することを含む項8に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項10〕
前記調整ステップが、前記発熱温度が前記温度範囲の所定の上限温度を超えている場合に、前記燃料燃焼バーナへ供給する前記燃料量を減らすことを含む項8に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項11〕
前記調整ステップが、前記発熱温度が前記温度範囲の所定の下限温度未満の場合に、前記燃料燃焼バーナへ供給する前記燃料量を増やすことを含む項8に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項12〕
前記調整ステップの後に前記発熱温度を確認するステップと、
前記調整ステップの後に確認した前記発熱温度が、前記所定の温度範囲外の場合に前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止するステップと
をさらに含む項1に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項13〕
微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナと、
前記燃料燃焼バーナへ燃料を配送するように動作可能な電子制御式燃料配送アセンブリと、
前記燃料燃焼バーナでの発熱温度を検知するように配置されている温度センサと、
前記燃料配送アセンブリと前記温度センサとに電気的に結合しているコントローラと
を備えている排出物削減アセンブリであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
前記微粒子フィルタに捕捉されているすすを燃焼させるために前記燃料燃焼バーナで発熱させるように前記燃焼配送アセンブリを動作させ、
前記発熱温度が所定の温度範囲内にあるかを判断するために前記温度センサと通信し、
前記発熱温度が前記所定の温度範囲外にある場合に前記燃料燃焼バーナへ供給する燃料量を調整するように前記燃焼配送アセンブリを動作させる
排出物削減アセンブリ。
〔項14〕
前記発熱温度が前記温度範囲の所定の上限温度を超えている場合、前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記燃料燃焼バーナへ供給する燃料量を減らすように前記燃焼配送アセンブリを動作させる項13に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項15〕
前記発熱温度が前記温度範囲の所定の下限温度未満の場合、前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記燃料燃焼バーナに供給する燃料量を増やすように前記燃焼配送アセンブリを動作させる項13に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項16〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、
前記燃料燃焼バーナへ供給する前記燃料量を調整した後の前記発熱温度を確認するために前記温度センサと通信し、
前記燃料燃焼バーナへ供給する前記燃料量を調整した後の前記発熱温度が前記所定の温度範囲外にあるとき、前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止するように前記燃料配送アセンブリを動作させる
項13に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項17〕
その上流に第1の燃料燃焼バーナが配置されている第1の微粒子フィルタと、
その上流に第2の燃料燃焼バーナが配置されている第2の微粒子フィルタと、
前記第1および前記第2両燃料燃焼バーナの動作を制御するように構成されている制御ユニットと
を含む排出物削減アセンブリ。
〔項18〕
前記制御ユニットが空気ポンプと空気弁とを備え、
前記空気ポンプの出口が前記空気弁の入口に結合し、
前記空気弁の第1の出口が前記第1の燃料燃焼バーナに結合し、
前記空気弁の第2の出口が前記第2の燃料燃焼バーナに結合する
項17に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項19〕
前記制御ユニットが燃料配送アセンブリを備え、
前記燃料配送アセンブリが前記第1の燃料燃焼バーナおよび第2の燃料燃焼バーナへ選択的に燃料配送を行うように構成されている
項17に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項20〕
前記燃料配送アセンブリが
前記第1の燃料燃焼バーナへ燃料導入するように動作可能な第1の燃料噴射器と、
前記第2の燃料燃焼バーナへ燃料導入するように動作可能な第2の燃料噴射器と
を備えている項19に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項21〕
その中に前記第1の燃料噴射器と前記第2の燃料噴射器とが配置されているハウジングをさらに備えている項20に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項22〕
前記制御ユニットが空気ポンプおよび空気弁を備え、
前記空気ポンプの出口が前記空気弁の入口に結合し、
前記空気弁の第1の出口が前記第1の燃料燃焼バーナに結合し、
前記空気弁の第2の出口が前記第2の燃料燃焼バーナに結合する
項20に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項23〕
その中に前記空気ポンプ、前記空気弁、前記第1の燃料噴射器および前記第2の燃料噴射器が配置されているハウジングをさらに備えている項22に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項24〕
前記第1の燃料噴射器、前記第2の燃料噴射器、前記空気ポンプおよび前記空気弁を制御する電子コントローラをさらに備えている項22に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項25〕
その中に前記電子コントローラ、前記空気ポンプ、前記空気弁、前記第1の燃料噴射器および前記第2の燃料噴射器が配置されているハウジングをさらに備えている項24に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項26〕
その上流に第1の燃料燃焼バーナが配置されている第1の微粒子フィルタと、
その上流に第2の燃料燃焼バーナが配置されている第2の微粒子フィルタと、
その中に空気弁が配置されているハウジングを有する制御ユニットと
を備えている排出物削減アセンブリであって、
前記第1の燃料燃焼バーナに前記空気弁の第1の出口が結合し、前記第2の燃料燃焼バーナに前記空気弁の第2の出口が結合している
排出物削減アセンブリ。
〔項27〕
前記制御ユニットが前記ハウジング内に配置されている空気ポンプを有し、
前記空気ポンプの出口が前記空気弁の入口に結合している
項26に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項28〕
前記制御器が前記ハウジング内に配置されている燃料配送アセンブリを有し、
前記燃料配送アセンブリが燃料を選択的に前記第1の燃料燃焼バーナおよび前記第2の燃料燃焼バーナへ配送するように構成されている
項26に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項29〕
前記燃料配送アセンブリが、
前記第1の燃料燃焼バーナへ燃料導入するように動作可能な第1の燃料噴射器と、
前記第2の燃料燃焼バーナへ燃料導入するように動作可能な第2の燃料噴射器と
を備えている項28に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項30〕
前記第1の燃料噴射器と前記第2の燃料噴射器とがハウジング内に配置されている項29に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項31〕
前記第1の燃料噴射器と前記第2の燃料噴射器と前記空気弁とを制御する電子コントローラをさらに備えている項29に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項32〕
前記電子コントローラがハウジング内に配置されている項31に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項33〕
排出物削減アセンブリの動作方法であって、
燃焼用空気の流れを発生させるべく空気ポンプを動作させるステップと、
第1の微粒子フィルタの再生処理中に前記燃焼用空気が第1の燃料燃焼バーナへ向けて流れるように空気弁を第1の弁位置に位置付けするステップと、
第2の微粒子フィルタの再生処理中に前記燃焼用空気が第2の燃料燃焼バーナへ向けて流れるように前記空気弁を第2の弁位置に位置付けするステップと
を含む排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項34〕
ディーゼルエンジンからの排気ガスを前記第1の微粒子フィルタおよび前記第2の微粒子フィルタへ導くステップをさらに含む項33に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項35〕
前記第1の微粒子フィルタの再生処理中に前記第1の燃料燃焼バーナへの燃料配送を行うように燃料配送アセンブリを動作させるステップと、
前記第2の微粒子フィルタの再生処理中に前記第2の燃料燃焼バーナへの燃料配送を行うように燃料配送アセンブリを動作させるステップと
をさらに備えている項33に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項36〕
内部チャンバを画定し、空気口を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置されている空気ポンプと
を備えている排出物削減アセンブリ用の制御ユニットであって、
(i)前記空気ポンプが前記ハウジングの前記内部チャンバから空気を引込むように構成されている空気口を有し、(ii)前記空気ポンプが前記ハウジングの前記空気口を通じて前記内部チャンバ内へ空気を引込むために前記内部チャンバ内を減圧させるように動作可能な
排出物削減アセンブリのための制御ユニット。
〔項37〕
前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置されている電子コントローラをさらに備え、
前記電子コントローラが前記ハウジングの前記内部チャンバ内に引き込まれる前記空気の一部にさらされている項36に記載の制御ユニット。
〔項38〕
前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置されている電子コントローラをさらに備え、
前記電子コントローラが動作中に熱を発生し、
前記電子コントローラから発生した前記熱の一部が前記ハウジングの前記空気口から前記空気ポンプの前記空気口へ進む空気に移動させる
項36に記載の制御ユニット。
〔項39〕
前記空気ポンプの出口に結合している入口を有する空気弁をさらに備え、
前記空気弁の第1の出口が第1の燃料燃焼バーナに結合し、
前記空気弁の第2の出口が第2の燃料燃焼バーナに結合している
項36に記載の制御ユニット。
〔項40〕
前記空気弁が前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置されている項39に記載の制御ユニット。
〔項41〕
前記ハウジングの前記空気口を通って引き込まれる空気を濾過するように配置されている空気フィルタをさらに備えている項36に記載の制御ユニット。
〔項42〕
前記内部チャンバ内のほぼ全ての空気が前記ハウジングの前記空気口を通って引き込まれるように前記ハウジングが密封されている項36に記載の制御ユニット。
〔項43〕
排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナへ空気を送る方法であって、
制御ユニットのハウジングの内部チャンバへ空気を送るステップと、
前記ハウジングの前記内部チャンバから空気を前記燃料燃焼バーナへ吸い出すように前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置されている空気ポンプを動作させるステップと
を備えている送気方法。
〔項44〕
電子コントローラが発生する熱を前記ハウジングの前記内部チャンバ内の空気に移動させるステップをさらに備えている項43に記載の送気方法。
〔項45〕
前記送るステップが、空気を前記ハウジングの空気口を通じて前記ハウジングの前記内部チャンバ内へ送ることを含み、
前記動作ステップが、空気を前記ハウジングの前記内部チャンバ内から前記空気ポンプの空気口内へ送ることを含み、
前記移動ステップが、前記電子コントローラが発生した熱を前記ハウジングの前記空気口から前記空気ポンプの前記空気口へ進む空気へ移動させることを含む
項44に記載の送気方法。
〔項46〕
前記動作ステップが、前記燃料燃焼バーナと関連している微粒子フィルタ再生処理中に前記ハウジングの前記内部チャンバから空気を吸い出して前記燃料燃焼バーナへ送るように前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置されている前記空気ポンプを動作させることを含む項43に記載の送気方法。
〔項47〕
前記動作ステップが、空気を前記ハウジングの前記内部チャンバから前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置されている空気弁を通して前記燃料燃焼バーナへ送ることを含む項43に記載の送気方法。
〔項48〕
空気を前記ハウジングの前記内部チャンバ内へ送る前に濾過するステップをさらに備えている項43に記載の送気方法。
〔項49〕
内部チャンバを画定し、前記内部チャンバへ開放されている空気口を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置され、前記ハウジングの前記内部チャンバから空気を吸い出すために前記内部チャンバへ向けて開放されている空気口を有する空気ポンプと
を備えている排出物削減アセンブリ用の制御ユニット。
〔項50〕
前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置されている電子コントローラをさらに備えている項49に記載の制御ユニット。
〔項51〕
前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置されている電子コントローラをさらに備え、
前記電子コントローラが動作中に熱を発生し、
前記電子コントローラの発生した前記熱の一部を前記ハウジングの前記空気口から前記空気ポンプの前記空気口へ進む空気へ移動させる項49に記載の制御ユニット。
〔項52〕
前記空気ポンプの空気出口に結合している入口を有する空気弁をさらに備え、
前記空気弁の第1の出口が第1の燃料燃焼バーナに結合し、
前記空気弁の第2の出口が第2の燃料燃焼バーナに結合している
項49に記載の制御ユニット。
〔項53〕
前記空気弁が前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置されている項52に記載の制御ユニット。
〔項54〕
前記ハウジングの前記空気口を通って吸い出される空気を濾過するために配置されている空気フィルタをさらに備えている項49に記載の制御ユニット。
〔項55〕
前記内部チャンバ内のほぼ全ての前記空気が前記ハウジングの前記空気口を通って吸い出されるように前記ハウジングが密封されている項49に記載の制御ユニット。
〔項56〕
排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを動作させる方法であって、
微粒子フィルタ再生処理中に前記燃料燃焼バーナへ第1流量の燃料を供給するステップと、
燃料燃焼バーナ停止要求を検出するステップと、
前記燃料燃焼バーナ停止要求の検出に応じて前記燃料燃焼バーナへ、第1流量よりも少ない第2流量の燃料を所定期間供給するステップと、
前記所定期間経過後に前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止するステップと
を含む燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項57〕
前記停止ステップの後に前記燃料燃焼バーナへ燃焼用空気を所定期間供給するステップをさらに含む項56に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項58〕
前記停止ステップの後に点火スパークを所定期間発生するステップをさらに含む項57に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項59〕
前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止した後の所定期間経過後に前記燃料燃焼バーナへの燃焼用空気の供給を停止するステップをさらに含む項57に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項60〕
前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止した後に前記燃料燃焼バーナへ燃焼用空気を所定期間供給するステップと、
前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止した後に点火スパークを所定期間発生するステップと、
前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止した後の前記所定期間経過後に、前記燃料燃焼バーナへの燃焼用空気の供給を停止するステップと、
前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止した後の前記所定期間経過後に、前記点火スパークの発生を停止するステップと
をさらに含む項56に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項61〕
前記第1流量の燃料を供給するステップが、第1流量の燃料を噴霧空気流へ噴射することを含み、
前記第2流量の燃料を供給するステップが、前記第1流量よりも少ない第2流量の燃料を噴霧気流へ噴射することを含む項56に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項62〕
前記停止ステップが前記噴霧気流への燃料噴射を停止することを含む項61に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項63〕
前記停止ステップの後に前記燃料燃焼バーナへ噴霧空気を所定期間供給するステップをさらに含む項62に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項64〕
排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを動作させる方法であって、
前記燃料燃焼バーナへ噴霧気流を送るステップと、
微粒子フィルタ再生処理中に第1流量の燃料を噴霧気流へ噴射するステップと、
燃料燃焼バーナ停止要求を検出するステップと、
前記燃料燃焼バーナ停止要求の検出に応じて、第1流量よりも少ない第2流量の燃料を噴霧気流へ噴射するステップと、
所定期間経過後に前記噴霧気流への燃料噴射を停止するステップと
を含む燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項65〕
前記停止ステップの後に前記燃料燃焼バーナへ燃焼用空気を所定期間供給するステップをさらに含む項64に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項66〕
前記停止ステップの後に点火スパークを所定期間発生するステップをさらに含む項65に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項67〕
前記噴霧気流への燃料噴射を停止した後の所定期間経過後に、前記燃料燃焼バーナへの燃焼用空気の供給を停止するステップをさらに含む項65に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項68〕
前記噴霧気流への燃料噴射を停止した後に前記燃料燃焼バーナへ燃焼用空気を所定期間供給するステップと、
前記噴霧気流への燃料噴射を停止した後に点火スパークを所定期間発生するステップと、
前記噴霧気流への燃料噴射を停止した後の前記所定期間経過後に、前記燃料燃焼バーナへの燃焼用空気の供給を停止するステップと
前記噴霧気流への燃料噴射を停止した後の前記所定期間経過後に、前記点火スパークの発生を停止するステップと
をさらに含む項64に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項69〕
微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナと、
前記燃料燃焼バーナへ燃料を配送するように動作可能な電子制御式燃料配送アセンブリと、
前記燃料配送アセンブリに電気的に結合しているコントローラと
を備えている排出物削減アセンブリであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
微粒子フィルタ再生処理中に前記燃料燃焼バーナへ第1流量の燃料を供給するように燃料配送アセンブリを動作させ、
燃料燃焼バーナ停止要求を検出し、
前記燃料燃焼バーナ停止要求の検出に応じて前記燃料燃焼バーナへ第1流量よりも少ない第2流量の燃料を所定期間供給するように前記燃料配送アセンブリを動作させ、
前記所定期間経過後前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止するように前記燃料配送アセンブリを動作させる
排出物削減アセンブリ。
〔項70〕
電子制御式空気ポンプをさらに備え、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記燃料配送アセンブリが前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止した後、前記燃料燃焼バーナへ燃焼用空気を所定期間供給するように前記空気ポンプを動作させる項69に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項71〕
スパーク点火器をさらに備え、
前記スパーク点火器が前記コントローラに電気的に結合し、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記燃料配送アセンブリが前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止した後、点火スパークを前記所定期間発生するようにスパーク点火器を動作させる項70に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項72〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記燃料燃焼バーナへの燃料供給を停止した後の所定期間経過後、前記燃料燃焼バーナへの燃焼用空気の供給を停止するように前記空気ポンプを動作させる項70に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項73〕
前記燃料配送アセンブリが前記コントローラに電気的に結合している燃料噴射器を備え、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、(i)前記微粒子フィルタ再生処理中に噴霧気流へ第1流量の燃料を噴射し、(ii)噴霧気流へ第1流量よりも少ない第2流量の燃料を前記所定期間噴射するように前記燃料噴射器を動作させる項69に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項74〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記所定期間経過後に前記燃料噴射器が前記噴霧気流への燃料噴射を停止する項73に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項75〕
エンジン動作状態を監視する方法であって、
微粒子フィルタにおけるすす堆積の特性を確認するステップと、
前記特性が所定のエンジン動作状態を示すかを判断するために前記特性を分析するステップと、
前記特性が前記所定のエンジン動作状態を示す場合にエラー信号を生成するステップと
を含むエンジン動作状態監視方法。
〔項76〕
前記確認ステップが前記微粒子フィルタに捕捉されるすすの堆積速度を判断することを含む項75に記載のエンジン動作状態監視方法。
〔項77〕
前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度を判断することが前記微粒子フィルタ前後の圧力損失の変化率を求めることを含む項76に記載のエンジン動作状態監視方法。
〔項78〕
前記確認ステップが前記微粒子フィルタに捕捉されるすすの堆積速度を判断することを含み、
前記分析ステップが前記すすの堆積速度が所定のエンジン動作状態を示しているかを判断することを含む
項75に記載のエンジン動作状態監視方法。
〔項79〕
前記すすの堆積速度が所定のエンジン動作状態を示しているかを判断することが、前記すすの堆積速度がエンジンによる石油の過剰使用を示しているかを判断することを含む項78に記載のエンジン動作状態監視方法。
〔項80〕
前記すすの堆積速度が所定のエンジン動作状態を示しているかを判断することが、前記すすの堆積速度が燃料噴射器の不具合を示しているかを判断することを含む項78に記載のエンジン動作状態監視方法。
〔項81〕
前記エラー信号をエンジンのエンジン制御ユニットへ連絡するステップをさらに含む項75に記載のエンジン動作状態エンジン動作状態監視方法。
〔項82〕
エンジン動作状態を監視する方法であって、
微粒子フィルタに捕捉されるすすの堆積速度を判断するステップと、
前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度が所定のエンジン動作状態を示しているかを判断するために前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度を分析するステップと、
前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度が所定のエンジン動作状態を示している場合にエラー信号を生成するステップと
を含むエンジン動作状態監視方法。
〔項83〕
前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度を判断することが前記微粒子フィルタ前後の圧力損失を求めることを含む項82に記載のエンジン動作状態監視方法。
〔項84〕
前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度を判断することが前記微粒子フィルタ前後の圧力損失の変化率を求めることを含む項82に記載のエンジン動作状態監視方法。
〔項85〕
前記分析ステップが、前記すすの堆積速度がエンジンによる石油の過剰使用を示すかを判断するステップを含む項82に記載のエンジン動作状態監視方法。
〔項86〕
前記分析ステップが、前記すすの堆積速度が燃料噴射器の不具合を示すかを判断することを含む項82に記載のエンジン動作状態監視方法。
〔項87〕
前記エラー信号をエンジンのエンジン制御ユニットへ伝送するステップをさらに含む項82に記載のエンジン動作状態監視方法。
〔項88〕
微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタに捕捉されているすすの堆積レベルを検知するように構成されているセンサと、
前記センサに電気的に結合しているコントローラと
を備えている内燃エンジンからの排気ガスを処理する排出物削減アセンブリであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
微粒子フィルタに堆積しているすすの特性を確認するために前記センサからの出力を監視し、
前記特性が所定のエンジン動作状態を示すかを判断するために前記特性を分析し、
前記特性が所定のエンジン動作状態を示す場合にエラー信号を生成する
排出物削減アセンブリ。
〔項89〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記微粒子フィルタに堆積しているすすの堆積速度を判断するために前記センサからの出力を監視するように前記プロセッサを動作させる項88に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項90〕
前記センサが前記微粒子フィルタ前後の圧力損失を検知するように配置されている少なくとも1つの圧力センサを備え、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記微粒子フィルタ前後の圧力損失の変化率を求めるために前記少なくとも1つの圧力センサからの出力を監視するように前記プロセッサを動作させる項89に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項91〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、
前記微粒子フィルタに捕捉されている前記すすの堆積レベルを確認するために前記センサからの出力を監視し、
前記微粒子フィルタに捕捉されている前記すすの堆積レベルが所定のエンジン動作状態を示すかを判断するよう動作する
項89に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項92〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、捕捉される前記すすの堆積速度が前記エンジンによる石油の過剰使用を示すかを判断する項91に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項93〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、捕捉される前記すすの堆積速度が燃料噴射器の不具合を示すかを判断する項91に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項94〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、エンジンのエンジン制御ユニットへ前記エラー信号を伝送する項88に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項95〕
排出物削減アセンブリを動作させる方法であって、
前記排出物削減アセンブリの制御ユニット内で所定の環境条件の存在を検出するステップと、
前記検出するステップに対応する出力信号を生成し、前記出力信号の生成に応じて前記排出物削減アセンブリの動作を停止するステップと
を含む排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項96〕
前記出力信号の生成に応じて警報を発生するステップをさらに含む項95に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項97〕
前記制御ユニットがハウジングを備え、
前記検出ステップが前記ハウジング内の煙の存在を検出することを含む
項95に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項98〕
前記制御ユニットがハウジングを備え、
前記検出ステップが前記ハウジング内の燃料粒子の存在を検出することを含む
項95に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項99〕
前記制御ユニットがハウジングを備え、
前記検出ステップが前記ハウジング内の温度を確認することを含む
項95に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項100〕
前記検出ステップが前記排出物削減アセンブリの前記制御ユニット内の前記温度を確認し、前記制御ユニット内の前記温度が所定の閾値を超えている場合に前記出力信号を生成することを含む項95に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項101〕
前記停止ステップが燃料ポンプの動作を停止することを含む項95に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項102〕
前記停止ステップが空気ポンプの動作を停止することを含む項95に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項103〕
内部チャンバを画定しているハウジングと、
前記ハウジングの内部チャンバ内に配置されているセンサと、
前記センサに電気的に結合しているコントローラと
を備えている排出物削減アセンブリ用の制御ユニットであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
前記ハウジングの前記内部チャンバ内に所定の環境条件の存在を検出してこれに応じた出力信号を生成し、
前記出力信号の生成に応じて前記排出物削減アセンブリの動作を停止する
制御ユニット。
〔項104〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記出力信号の生成に応じて警報を発生する項103に記載の制御ユニット。
〔項105〕
前記センサが煙探知器を備え、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記煙探知器からの出力を監視する項103に記載の制御ユニット。
〔項106〕
前記センサが温度センサを備え、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記温度センサからの出力を監視する項103に記載の制御ユニット。
〔項107〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記温度センサからの出力を監視し、前記制御ユニット内の前記温度が所定の閾値を超えている場合に前記出力信号を生成する項106に記載の制御ユニット。
〔項108〕
燃料ポンプをさらに備え、前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記出力信号の生成に応じて前記燃料ポンプの動作を停止する項103に記載の制御ユニット。
〔項109〕
空気ポンプをさらに備え、前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記出力信号の生成に応じて前記空気ポンプの動作を停止する項103に記載の制御ユニット。
〔項110〕
微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナと、
前記燃料燃焼バーナの動作を制御するように構成されている制御ユニットと
を備えている排出物削減アセンブリであって、
前記制御ユニットは(i)内部チャンバを画定しているハウジングと、(ii)前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置されている温度センサとを有する
排出物削減アセンブリ。
〔項111〕
前記制御ユニットが、前記温度センサからの出力が所定の閾値を超えた温度を示す場合に、前記燃料燃焼バーナの動作を停止するように構成されている項110に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項112〕
前記制御ユニットが、前記温度センサからの前記出力が所定の閾値を超えた温度を示す場合に、警報を発生するように構成されている項110に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項113〕
排出物削減アセンブリの微粒子フィルタでの灰分堆積状態を監視する方法であって、
前記微粒子フィルタに堆積しているすすを除去するために前記微粒子フィルタを再生処理するステップと、
前記再生処理ステップ後に制御信号を生成するステップと、
前記制御信号の生成に応じて前記微粒子フィルタでの灰分堆積レベルを確認するステップと
を含む灰分堆積状態監視方法。
〔項114〕
前記微粒子フィルタでの前記灰分堆積レベルが所定の限度を超えている場合にエラー信号を生成するステップをさらに含む項113に記載の灰分堆積状態監視方法。
〔項115〕
前記エラー信号をエンジンのエンジン制御ユニットへ伝送するステップをさらに含む項114に記載の灰分堆積状態監視方法。
〔項116〕
前記確認ステップが前記微粒子フィルタ前後の圧力損失を確認することを含む項113に記載の灰分堆積状態監視方法。
〔項117〕
前記微粒子フィルタ前後の前記圧力損失が所定の限度を超えている場合にエラー信号を生成するステップをさらに含む項116に記載の灰分堆積状態監視方法。
〔項118〕
前記エラー信号をエンジンのエンジン制御ユニットへ伝送するステップをさらに含む項117に記載の灰分堆積状態監視方法。
〔項119〕
前記確認ステップが圧力センサからの出力を監視することを含む項113に記載の灰分堆積状態監視方法。
〔項120〕
微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナと、
前記微粒子フィルタに捕捉されている粒状物質の堆積レベルを検知するように構成されているセンサと、
前記センサに電気的に結合しているコントローラと
を備えている排出物削減アセンブリであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
前記微粒子フィルタに堆積しているすすを除去するために前記微粒子フィルタを再生処理するように前記燃料燃焼バーナを動作させ、
前記燃料燃焼バーナの動作に続いて制御信号を生成し、
前記制御信号の生成に応じて前記微粒子フィルタでの灰分堆積レベルを確認するために前記センサからの出力を監視する
排出物削減アセンブリ。
〔項121〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記微粒子フィルタでの前記灰分堆積レベルが所定の限度を超えている場合に、エラー信号を生成する項120に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項122〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記エラー信号をエンジンのエンジン制御ユニットへ伝送する項121に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項123〕
前記センサが一対の圧力センサを備え、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記微粒子フィルタ前後の圧力損失を確認するために前記一対の圧力センサからの出力を監視する項120に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項124〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記微粒子フィルタ前後の前記圧力損失が所定の限度を超えている場合に、エラー信号を生成する項123に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項125〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記エラー信号をエンジンのエンジン制御ユニットへ伝送する項124に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項126〕
排出物削減アセンブリの微粒子フィルタでの灰分堆積状態を監視する方法であって、
前記微粒子フィルタの再生処理サイクルの終了を確認してこれに応じた制御信号を生成するステップと、
前記制御信号の生成に応じて前記微粒子フィルタでの粒子堆積レベルを確認するステップと
を含む灰分堆積状態監視方法。
〔項127〕
前記排出物削減アセンブリが前記微粒子フィルタに捕捉されているすすを酸化する熱を発生するように動作可能な燃料燃焼バーナを備え、
前記微粒子フィルタ再生処理サイクルの終了を確認するステップが前記燃料燃焼バーナへ供給する燃料を停止する時を判断することを含む
項126に記載の灰分堆積状態監視方法。
〔項128〕
前記微粒子フィルタでの前記粒子堆積レベルを確認するステップが前記微粒子フィルタ前後の圧力損失を確認することを含む項126に記載の灰分堆積状態監視方法。
〔項129〕
前記微粒子フィルタでの前記粒子堆積レベルが所定の限度を超えている場合にエラー信号を生成するステップをさらに含む項126に記載の灰分堆積状態監視方法。
〔項130〕
前記エラー信号をエンジンのエンジン制御ユニットへ伝送するステップをさらに含む項129に記載の灰分堆積状態監視方法。
〔項131〕
排出物削減アセンブリの制御ユニットの動作方法であって、
前記排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナの動作を監視し、所定の状態にあるかを判断するステップと、
前記所定の状態にある場合にエラー信号を生成するステップと、
前記エラー信号をエンジンのエンジン制御ユニットへ伝送するステップと
を含む制御ユニット動作方法。
〔項132〕
前記排出物削減アセンブリの前記制御ユニットがネットワークインタフェースを介して前記エンジンの前記エンジン制御ユニットと通信し、
前記通信ステップが、前記ネットワークインタフェースを介して前記エンジン制御ユニットへ前記エラー信号を伝送することを含む項131に記載の制御ユニット動作方法。
〔項133〕
前記ネットワークインタフェースがコントローラ・エリア・ネットワーク(CAN)インタフェースを含み、
前記通信ステップが、前記CANインタフェースを介して前記エンジン制御ユニットへ前記エラー信号を伝送することを含む
項132に記載の制御ユニット動作方法。
〔項134〕
エンジン動作に関連する情報を前記エンジン制御ユニットから受取るステップをさらに含む項131に記載の制御ユニット動作方法。
〔項135〕
前記受取りステップが前記エンジン制御ユニットからエンジン速度に関連する情報を受取ることを含む項134に記載の制御ユニット動作方法。
〔項136〕
前記受取りステップが前記エンジン制御ユニットからターボ過給圧に関連する情報を受取ることを含む項134に記載の制御ユニット動作方法。
〔項137〕
前記排出物削減アセンブリの前記制御ユニットがネットワークインタフェースを介して前記エンジンの前記エンジン制御ユニットと通信し、
前記受取りステップがエンジン動作に関連する情報を前記エンジン制御ユニットから前記ネットワークインタフェースを介して受取ることを含む
項134に記載の制御ユニット動作方法。
〔項138〕
前記ネットワークインタフェースがコントローラ・エリア・ネットワーク(CAN)インタフェースを含み、
前記受取りステップがエンジン動作に関連する情報を前記エンジン制御ユニットから前記CANインタフェースを介して受取ることを含む
項137に記載の制御ユニット動作方法。
〔項139〕
前記エンジン制御ユニットから制御信号を受取るステップと、
前記制御信号の受取りに応じて前記燃料燃焼バーナの動作を開始するステップと
をさらに含む項131に記載の制御ユニット動作方法。
〔項140〕
微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナと、
コントローラと
を備えている排出物削減アセンブリであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
前記排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナの動作を監視して所定の状態にあるかを判断し、
前記所定の状態にある場合にエラー信号を生成し、
前記エラー信号をエンジンのエンジン制御ユニットへ連絡する
排出物削減アセンブリ。
〔項141〕
前記コントローラが、ネットワークインタフェースを介して前記エンジンの前記エンジン制御ユニットに電気的に結合し、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記ネットワークインタフェースを介して前記エンジン制御ユニットへ前記エラー信号を伝送する
項140に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項142〕
前記ネットワークインタフェースがコントローラ・エリア・ネットワーク(CAN)インタフェースを含む項141に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項143〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、エンジン動作に関連する情報を前記エンジン制御ユニットから受取る項140に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項144〕
前記エンジン動作に関連する情報にはエンジン速度を含む項143に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項145〕
前記エンジン動作に関連する情報にはターボ過給圧を含む項143に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項146〕
前記コントローラがネットワークインタフェースを介して前記エンジンの前記エンジン制御ユニットに電気的に結合し、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記ネットワークインタフェースを介して前記エンジン制御ユニットからエンジン動作に関連する情報を受取る
項143に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項147〕
前記ネットワークインタフェースがコントローラ・エリア・ネットワーク(CAN)インタフェースを含む項146に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項148〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、
前記エンジン制御ユニットから制御信号を受取り、
前記制御信号の受取りに応じて燃料燃焼バーナの動作を開始する
項140に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項149〕
エンジン制御ユニットを動作させる方法であって、
前記エンジン制御ユニットで噴射器信号を生成するステップと、
前記噴射器信号に応じて内燃エンジンのシリンダへ燃料を噴射するステップと、
前記エンジン制御ユニットでバーナ制御信号を生成するステップと、
前記バーナ制御信号に基づいて排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを動作させるステップと
を含むエンジン制御ユニット動作方法。
〔項150〕
前記排出物削減アセンブリが、前記燃料燃焼バーナの下流に配置されている微粒子フィルタを備え、
前記動作ステップが、前記微粒子フィルタを再生処理するための熱を発生するように前記燃料燃焼バーナを動作させることを含む
項149に記載のエンジン制御ユニット動作方法。
〔項151〕
前記動作ステップが、前記バーナ制御信号に基づいて前記燃料燃焼バーナへ導入する燃料量を変動させることを含む項150に記載のエンジン制御ユニット動作方法。
〔項152〕
前記動作ステップが、前記バーナ制御信号に基づいて前記燃料燃焼バーナへ導入する空気量を変動させることを含む項150に記載のエンジン制御ユニット動作方法。
〔項153〕
前記動作ステップが、前記微粒子フィルタを再生処理するための熱を発生するように前記燃料燃焼バーナを動作させることを含み、さらに、
前記燃料燃焼バーナの発熱温度を検知し、これに応じて温度信号を生成するステップと、
前記温度信号を前記エンジン制御ユニットへ伝送するステップを含む
項149に記載のエンジン制御ユニット動作方法。
〔項154〕
前記生成ステップが前記エンジン制御ユニットで始動制御信号を生成することを含み、
前記動作ステップが前記始動制御信号の生成に応じて前記燃料燃焼バーナの動作を開始すること含む
項149に記載のエンジン制御ユニット動作方法。
〔項155〕
プロセッサと、
前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスと
を備えているエンジン制御ユニットであって、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
内燃エンジンの燃料噴射アセンブリの動作を制御するための燃料噴射器制御ルーチンを実行し、
排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナの動作を制御するためのバーナ制御ルーチンを実行する
エンジン制御ユニット。
〔項156〕
前記排出物削減アセンブリが、前記燃料燃焼バーナの下流に配置されている微粒子フィルタを備え、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記微粒子フィルタの再生処理するための熱を発生するように前記燃料燃焼バーナを動作させるバーナ制御ルーチンを実行する
項155に記載のエンジン制御ユニット。
〔項157〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記燃料燃焼バーナへ導入する燃料量を変動させるために前記バーナ制御ルーチンを実行する項156に記載のエンジン制御ユニット。
〔項158〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記燃料燃焼バーナへ導入する空気量を変動させるために前記バーナ制御ルーチンを実行する項156に記載のエンジン制御ユニット。
〔項159〕
前記プロセッサが温度センサに電気的に結合し、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記燃料燃焼バーナの発熱温度を確認するために前記温度センサからの出力を監視するように前記バーナ制御ルーチンを実行する項155に記載のエンジン制御ユニット。
〔項160〕
前記排出物削減アセンブリが、前記燃料燃焼バーナの下流に配置されている微粒子フィルタを備え、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに前記燃料燃焼バーナの動作を開始するバーナ制御ルーチンを実行して、(i)前記微粒子フィルタが再生処理を必要としているかを判断し、(ii)前記微粒子フィルタが再生処理を必要としている場合に始動制御信号を生成し、また(iii)前記始動制御信号を生成する
項155に記載のエンジン制御ユニット。
〔項161〕
電子制御式燃料噴射器アセンブリを有する内燃エンジンと、
(i)前記内燃エンジンの排気ガス中のすすを捕捉するように構成されている微粒子フィルタと、(ii)前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナとを有する排出物削減アセンブリと、
前記燃料噴射器アセンブリと前記燃料燃焼バーナの両方に電気的に結合しているエンジン制御ユニットと
を備えているエンジンシステム。
〔項162〕
前記エンジン制御ユニットが、前記燃料噴射器アセンブリと前記燃料燃焼バーナの両方の動作を制御するように構成されている項161に記載のエンジンシステム。
〔項163〕
前記エンジン制御ユニットが、前記燃料燃焼バーナの発熱温度を検知するための温度センサに電気的に結合している項161に記載のエンジンシステム。
〔項164〕
前記燃料燃焼バーナが電極を備え、
前記エンジン制御ユニットが前記電極に結合している
項161に記載のエンジンシステム。
〔項165〕
排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを動作させる方法であって、
バーナ始動要求を検出するステップと、
前記バーナ始動要求の検出に応じて前記燃料燃焼バーナへ第1流量の燃料を供給するステップと、
前記燃料燃焼バーナの点火を検出するステップと、
前記燃料燃焼バーナの点火の検出に応じて前記燃料燃焼バーナへ、前記第1流量より少ない第2流量の燃料を一定期間供給するステップと
を含む燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項166〕
前記一定期間の後に前記燃料燃焼バーナへ供給する前記燃料量を所定の割合で増加させるステップをさらに含む項165に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項167〕
前記増加ステップが前記燃料燃焼バーナへ供給する前記燃料量を前記所定の割合で所定の燃料量まで増加させることを含む項166に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項168〕
前記第2流量の燃料を供給するステップが、前記燃料燃焼バーナへ前記第2流量の燃料を所定期間供給することを含み、
前記増加ステップが、所定期間経過後に前記燃料燃焼バーナへ供給する前記燃料量を所定の割合で増加させることを含む
項166に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項169〕
前記第2流量の燃料を供給するステップが、前記燃料燃焼バーナ内の温度が所定温度に達するまで前記燃料燃焼バーナへ前記第2流量の燃料を供給することを含み、
前記増加ステップが、前記燃料燃焼バーナ内の温度が前記所定温度に達した後に前記燃料燃焼バーナへ供給する前記燃料量を所定の割合で増加させることを含む
項166に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項170〕
微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナと、
前記燃料燃焼バーナへ燃料を配送するように動作可能な電子制御式燃料配送アセンブリと、
前記燃料配送アセンブリに電気的に結合しているコントローラと
を備えている排出物削減アセンブリであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
バーナ始動要求を検出し、
前記バーナ始動要求の検出に応じて前記燃料燃焼バーナへ第1流量の燃料を供給するように前記燃料配送アセンブリを動作させ、
前記燃料燃焼バーナの点火を検出し、
前記燃料燃焼バーナの点火の検出に応じて、第1流量よりも少ない第2流量の燃料を前記燃料燃焼バーナへ一定期間供給するように燃料配送アセンブリを動作させる
排出物削減アセンブリ。
〔項171〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記一定期間の後に前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を所定の割合で増加させるように前記燃料配送アセンブリを動作させる項170に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項172〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記一定期間の後に前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を前記所定の割合で所定の流量まで増加させるように前記燃料配送アセンブリを動作させる項171に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項173〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、
前記第2流量の燃料を前記燃料燃焼バーナへ所定期間供給し、
前記所定期間経過後に前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を所定の割合で増加させる
ように前記燃料配送アセンブリを動作させる項171に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項174〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、
前記燃料燃焼バーナ内の温度が所定温度に達するまで前記第2流量の燃料を前記燃料燃焼バーナへ供給し、
前記燃料燃焼バーナ内の温度が前記所定温度に達した後に前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を所定の割合で増加させる
ように前記燃料配送アセンブリを動作させる項171に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項175〕
排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを動作させる方法であって、
バーナ始動要求を検出するステップと、
前記バーナ始動要求の検出に応じて第1流量の燃料を前記燃料燃焼バーナへ供給するステップと、
前記燃料燃焼バーナの点火を検出するステップと、
前記燃料燃焼バーナの点火の検出に応じて、第1流量よりも少ない第2流量の燃料を前記燃料燃焼バーナへ所定期間供給するステップと、
前記所定期間経過後に前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を増加させるステップと
を含む燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項176〕
前記増加ステップが、前記所定期間経過後に前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を所定流量まで増加させることを含む項175に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項177〕
前記増加ステップが、前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を所定の割合で増加させることを含む項176に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項178〕
排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを動作させる方法であって、
バーナ始動要求を検出するステップと、
前記バーナ始動要求の検出に応じて第1流量の燃料を前記燃料燃焼バーナへ供給するステップと、
前記燃料燃焼バーナの点火を検出するステップと、
前記燃料燃焼バーナの点火の検出に応じて、第1流量よりも少ない第2流量の燃料を、前記燃料燃焼バーナ内の温度が所定温度に達するまで前記燃料燃焼バーナへ供給するステップと、
前記燃料燃焼バーナ内の温度が前記所定温度に達した後に前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を増加させるステップと
を含む燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項179〕
前記増加ステップが、前記燃料燃焼バーナ内の温度が前記所定温度に達した後に前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を所定流量まで増加させることを含む項178に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項180〕
前記増加ステップが、前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を所定の割合で増加させることを含む項179に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項181〕
微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナと、
前記燃料燃焼バーナへ燃料を配送するように動作可能な電子制御式燃料配送アセンブリと、
前記燃料配送アセンブリに電気的に結合しているコントローラと
を備えている排出物削減アセンブリであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
バーナ始動要求を検出し、
前記バーナ始動要求の検出に応じて前記燃料燃焼バーナへ第1流量の燃料を供給するように前記燃料配送アセンブリを動作させ、
前記燃料燃焼バーナの点火を検出し、
前記燃料燃焼バーナの点火の検出に応じて、第1流量よりも少ない第2流量の燃料を前記燃料燃焼バーナへ所定期間供給するように燃料配送アセンブリを動作させ、
前記所定期間経過後に前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を増加させるために前記燃料配送アセンブリを動作させる
排出物削減アセンブリ。
〔項182〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記所定期間経過後に前記燃料燃焼バーナへの前記供給燃料の前記流量を所定流量まで増加させるように前記燃料配送アセンブリを動作させる項181に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項183〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を所定の割合で増加させるように前記燃料配送アセンブリを動作させる項182に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項184〕
微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナと、
前記燃料燃焼バーナへ燃料を配送するように動作可能な電子制御式燃料配送アセンブリと、
前記燃料配送アセンブリに電気的に結合しているコントローラと
を備えている排出物削減アセンブリであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
バーナ始動要求を検出し、
前記バーナ始動要求の検出に応じて前記燃料燃焼バーナへ第1流量の燃料を供給するように前記燃料配送アセンブリを動作させ、
前記燃料燃焼バーナの点火を検出し、
前記燃料燃焼バーナの点火の検出に応じて、前記燃料燃焼バーナ内の温度が所定温度に達成するまで第1流量よりも少ない第2流量の燃料を前記燃料燃焼バーナへ供給するように燃料配送アセンブリを動作させ、
前記燃料燃焼バーナ内の温度が前記所定温度に達した後に前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を増加させるように前記燃料配送アセンブリを動作させる
排出物削減アセンブリ。
〔項185〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記燃料燃焼バーナ内の温度が前記所定温度に達した後に前記燃料燃焼バーナへの前記供給燃料の前記流量を所定流量まで増加させるように前記燃料配送アセンブリを動作させる項184に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項186〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記燃料燃焼バーナへの供給燃料の前記流量を所定の割合で増加させるように前記燃料配送アセンブリを動作させる項185に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項187〕
排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを動作させる方法であって、
バーナ始動要求を検出するステップと、
前記バーナ始動要求の検出に応じて前記燃料燃焼バーナアセンブリの電極アセンブリに所定期間通電するステップと、
前記所定期間経過後に前記燃料燃焼バーナへ燃料を供給するステップと
を含む燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項188〕
前記通電ステップが、前記電極アセンブリに堆積している物質を燃焼するために前記電極アセンブリに通電することを含む項187に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項189〕
前記電極アセンブリが間隙を画定するように互いに離間している第1の電極と第2の電極を有し、
前記通電ステップが、前記間隙にスパークを発生するように第1の電極と第2の電極の少なくとも一方に電圧を加える
ことを含む項187に記載の排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項190〕
前記供給ステップが、前記間隙に燃料を送ることを含む項189に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項191〕
前記通電ステップが、燃料が無いときに前記電極アセンブリに通電することを含む項187に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項192〕
微粒子フィルタと、
電極アセンブリを有し、前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナと、
前記燃料燃焼バーナへ燃料を配送するように動作可能な電子制御式燃料配送アセンブリと、
前記電極アセンブリと前記燃料配送アセンブリの両方に電気的に結合しているコントローラと
を備えている排出物削減アセンブリであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
バーナ始動要求を検出し、
前記バーナ始動要求の検出に応じて前記燃料燃焼バーナセンブリの前記電極アセンブリに所定期間通電し、
前記所定期間経過後に前記燃料燃焼バーナへ燃料を供給するように前記燃料配送アセンブリを動作させる
排出物削減アセンブリ。
〔項193〕
前記電極アセンブリが間隙を画定するように互いに離間している第1の電極と第2の電極を有し、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記間隙にスパークを所定期間発生させるために、前記第1の電極と前記第2の電極の少なくとも一方に電圧を加える
項192に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項194〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記所定期間経過後に前記間隙に燃料を送るように前記燃料配送アセンブリを動作させる項193に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項195〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記所定期間中前記燃料配送アセンブリをアイドリングさせ、これにより前記燃料燃焼バーナへ燃料が供給されることを防ぐ項192に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項196〕
前記方法が前記燃料燃焼バーナへの燃料導入前の所定期間前記電極アセンブリへ通電するステップを含む排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナ電極アセンブリの汚れた表面の清浄方法。
〔項197〕
前記電極アセンブリが間隙を画定するように互いに離間している第1の電極と第2の電極を有し、
前記通電ステップが、前記間隙にスパークを発生するように前記第1の電極と前記第2の電極の少なくとも一方に電圧を加える
ことを含む項196に記載の清浄方法。
〔項198〕
前記通電ステップが、前記燃料燃焼バーナへ燃料が供給されないときに前記電極アセンブリへ通電することを含む項196に記載の清浄方法。
〔項199〕
排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを動作させる方法であって、
前記燃料燃焼バーナのハウジング内へ排気ガスの流れを送るステップと、
前記排気ガスの流れを(i)前記燃料燃焼バーナの燃焼室を通って送る、前記排気ガスの流れの約70%以下である、燃焼フローと、(ii)前記燃料燃焼バーナの前記燃焼室の周りを迂回する迂回フローとに分流するステップと
を含む燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項200〕
前記燃焼フローが前記排気ガスの流れの約50%乃至約70%である項199に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項201〕
前記燃焼フローが前記排気ガスの流れの約50%以下である項199に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項202〕
前記分流ステップが、前記排気ガスの流れを分流板に接触するまで進ませることを含む項199に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項203〕
前記燃焼室が(i)前記ハウジングの排気ガス取入口と反対の方向を向く第1の半壁と、(ii)前記ハウジングの排気ガス取入口と対向する、前記第1の半壁と反対側に位置する第2の半壁を有する環状壁を備え、
前記第1の半壁には、複数のガス吸気孔が画定されており、
前記第2の半壁には、実質的に開口が無く、
前記分流ステップが前記排気ガスの流れを前記第2の半壁に当てる
ことを含む項199に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項204〕
前記燃焼室が(i)前記ハウジングの排気ガス取入口と反対の方向を向く第1の半壁と、(ii)前記ハウジングの排気ガス取入口と対向する、前記第1の半壁と反対側に位置する第2の半壁を有する環状壁を備え、
前記第1の半壁が、第1の多孔領域を画定する第1数のガス吸気孔を有し、
前記第2の半壁が、第2の多孔領域を画定する第2数のガス吸気孔を有し、
前記第2の多孔領域が前記第1の多孔領域より狭く、
前記分流ステップが前記排気ガスの流れを前記第2の半壁に当てる
ことを含む項199に記載の燃料燃焼バーナ動作方法。
〔項205〕
排気ガス取入口を有するハウジングと、
(i)前記ハウジングの排気ガス取入口と反対の方向を向く第1の半壁と、(ii)前記ハウジングの排気ガス取入口と対向する、前記第1の半壁と反対側に位置する第2の半壁とを有する外壁を含む、前記ハウジング内に配置されている燃焼室と
を備えている排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナであって、
(i)前記第1の半壁が、第1の多孔領域を画定する第1の数のガス吸気孔を有し、(ii)前記第2の半壁が、第2の多孔領域を画定する第2の数のガス吸気孔を有し、(iii)前記第2の多孔領域が前記第1の多孔領域より狭い
燃料燃焼バーナ。
〔項206〕
前記第2の半壁にはガス取入口が実質的に無い項205に記載の燃料燃焼バーナ。
〔項207〕
前記燃焼室内へ延出する端部を有する電極をさらに備えている項205に記載の燃料燃焼バーナ。
〔項208〕
前記燃焼室内へ燃料を導入するように構成されている燃料噴射口をさらに備えている項205に記載の燃料燃焼バーナ。
〔項209〕
排気ガス取入口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置されている燃焼室と、
前記排気ガス取入口を通って前記ハウジング内に流入する排気ガスの流れを(i)前記燃料燃焼バーナの前記燃焼室を通って前進し、前記排気ガスの流れの約70%以下である燃焼フローと、(ii)前記燃料燃焼バーナの前記燃焼室の周りを迂回する迂回フローとに分ける手段と
を備えている排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナ。
〔項210〕
前記燃焼フローが前記排気ガスの流れの約50%乃至約70%である項209に記載の燃料燃焼バーナ。
〔項211〕
前記燃焼フローが前記排気ガスの流れの約50%以下である項209に記載の燃料燃焼バーナ。
〔項212〕
前記排気ガスの流れを分ける手段には分流板を含む項209に記載の燃料燃焼バーナ。
〔項213〕
前記分流板が前記排気ガス取入口と前記燃焼室との間に配置されている項212に記載の燃料燃焼バーナ。
〔項214〕
前記燃焼室が外壁を備え、
前記排気ガスの流れを分ける手段が前記外壁の一部を含む
項209に記載の燃料燃焼バーナ。
〔項215〕
前記燃焼室が外壁を備え、
前記排気ガスの流れを分ける手段が、前記排気ガス取入口と対向する前記外壁の一部を含む
項209に記載の燃料燃焼バーナ。
〔項216〕
前記燃焼室が外壁を備え、
前記排気ガスの流れを分ける手段が、実質的に開口の無い前記外壁の一部を含む
項209に記載の燃料燃焼バーナ。
〔項217〕
内燃エンジンからの排気ガスからすすを除去するように排出物削減アセンブリを動作させる方法であって、
前記内燃エンジンが所定の動作状態で動作しているかを判断するステップと、
前記内燃エンジンが前記所定の動作状態で動作している場合に、微粒子フィルタを再生処理するように燃料燃焼バーナを動作させるステップと
を含む排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項218〕
前記判断ステップが、前記内燃エンジンのエンジン速度が所定範囲内にあるかを判断することを含み、
前記動作ステップが、前記内燃エンジンの前記エンジン速度が前記所定範囲内にある場合、前記微粒子フィルタを再生処理するように前記燃料燃焼バーナを動作させることを含む
項217に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項219〕
前記内燃エンジンの前記エンジン速度が所定範囲内にあるかを判断することが、エンジン速度センサからの出力を監視することを含む項218に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項220〕
前記判断ステップが、前記内燃エンジンのエンジン負荷が所定範囲内にあるかを判断することを含み、
前記動作ステップが、前記内燃エンジンの前記エンジン負荷が前記所定範囲内にある場合、前記微粒子フィルタを再生処理するように前記燃料燃焼バーナを動作させることを含む
項217に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項221〕
前記内燃エンジンのエンジン負荷が前記所定範囲内にあるかを判断することが、エンジン負荷対応表を検索することを含む項220に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項222〕
前記判断ステップが、前記内燃エンジンからの排気ガス流量が所定範囲内にあるかを判断することを含み、
前記動作ステップが、前記内燃エンジンからの前記排気ガス流量が前記所定範囲内にある場合に前記微粒子フィルタを再生処理するように前記燃料燃焼バーナを動作させることを含む
項217に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項223〕
前記内燃エンジンからの排気ガス流量が前記所定範囲内にあるかを判断することが、流量センサからの出力を監視することを含む項222に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項224〕
前記内燃エンジンからの排気ガス流量が前記所定範囲内にあるかを判断することが、検知したエンジン動作パラメータから前記排気ガス流量を推定することを含む項222に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項225〕
前記動作ステップが、予備空気源からの支援無しで前記燃料燃焼バーナを動作させることを含む項217に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項226〕
微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナと、
前記燃料燃焼バーナを制御するように構成されているコントローラと
を備えている内燃エンジンからの排気ガスからすすを除去するための排出物削減アセンブリであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
前記内燃エンジンが所定の動作状態で動作しているかを判断し、
前記内燃エンジンが前記所定の動作状態で動作している場合に前記微粒子フィルタを再生処理するように前記燃料燃焼バーナを動作させる
排出物削減アセンブリ。
〔項227〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、
前記内燃エンジンのエンジン速度が所定範囲内にあるかを判断し、
前記内燃エンジンの前記エンジン速度が前記所定範囲内にある場合、前記微粒子フィルタを再生処理するように前記燃料燃焼バーナを動作させる
項226に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項228〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記内燃エンジンの前記エンジン速度が前記所定範囲内にあるかを判断するために、エンジン速度センサからの出力を監視する、前記エンジン速度センサをさらに備えている項227に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項229〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、
前記内燃エンジンのエンジン負荷が所定範囲内にあるかを判断し、
前記内燃エンジンの前記エンジン負荷が前記所定範囲内にある場合、前記微粒子フィルタを再生処理するように前記燃料燃焼バーナを動作させる
項226に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項230〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記内燃エンジンのエンジン負荷が前記所定範囲内にあることを判断するために、エンジン負荷対応表を検索する項226に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項231〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、
前記内燃エンジンからの排気ガス流量が所定範囲内にあるかを判断し、
前記内燃エンジンからの前記排気ガス流量が前記所定範囲内にある場合、前記微粒子フィルタを再生処理するように前記燃料燃焼バーナを動作させる
項226に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項232〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記内燃エンジンからの前記排気ガス流量が前記所定範囲内にあるかを判断するために、流量センサからの出力を監視する、前記流量センサをさらに備えている項231に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項233〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、検知したエンジン動作パラメータから前記排気ガス流量を推定する項231に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項234〕
内燃エンジンからの排気ガスからすすを除去するために排出物削減アセンブリを動作させる方法であって、
微粒子フィルタ前後の圧力損失を確認するステップと、
前記内燃エンジンからの排気ガス流量を確認するステップと、
前記排気ガス流量に基づくデータ表から許容値を抽出するステップと、
前記微粒子フィルタ前後の前記圧力損失が前記許容値を超えている場合に前記微粒子フィルタを再生処理するステップと
を含む排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項235〕
前記抽出ステップが、複数の許容値から前記許容値を決定するために前記データ表を検索することを含む項234に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項236〕
前記複数の許容値が各々排気ガス流量値と対応する項235に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項237〕
前記再生処理ステップが、前記微粒子フィルタを再生処理するために熱を発生するように燃料燃焼バーナを動作させることを含む項234に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項238〕
前記排気ガス流量を確認するステップが、流量センサからの出力を監視することを含む項234に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項239〕
前記排気ガス流量を確認するステップが、検知したエンジン動作パラメータから前記排気ガス流量を推定することを含む項234に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項240〕
前記微粒子フィルタ前後の圧力損失を確認する前記ステップが、前記微粒子フィルタ前後の前記圧力損失を検知するように配置されている少なくとも1つの圧力センサからの出力を監視することを含む項234に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項241〕
微粒子フィルタと、
前記微粒子フィルタの上流に配置されている燃料燃焼バーナと、
前記燃料燃焼バーナを制御するように構成されているコントローラと
を備えている内燃エンジンからの排気ガスからすすを除去するための排出物削減アセンブリであって、
前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
前記メモリデバイスの中に記憶されている複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサが、
前記微粒子フィルタ前後の圧力損失を確認し、
前記内燃エンジンからの排気ガス流量を確認し、
前記排気ガス流量に基づくデータ表から許容値を抽出し、
前記微粒子フィルタ前後の前記圧力損失が前記許容値を超えている場合、前記微粒子フィルタを再生処理するように燃料燃焼バーナを動作させる
排出物削減アセンブリ。
〔項242〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、複数の許容値から前記許容値を決定するために前記データ表を検索する項241に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項243〕
前記複数の許容値が各々排気ガス流量値と対応する項242に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項244〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、流量センサからの出力を監視する、前記流量センサをさらに備えている項241に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項245〕
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、検知したエンジン動作パラメータから前記排気ガス流量を推定する項241に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項246〕
前記微粒子フィルタ前後の圧力損失を検知するために少なくとも1つの圧力センサを備え
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記微粒子フィルタ前後の前記圧力損失を確認するための前記少なくとも1つの圧力センサからの出力を監視する項241に記載の排出物削減アセンブリ。
〔項247〕
内燃エンジンからの排気ガスからすすを除去するために排出物削減アセンブリを動作させる方法であって、
微粒子フィルタ前後の圧力損失を確認するステップと、
前記内燃エンジンからの排気ガス流量に基づいて許容値を決定するステップと、
前記微粒子フィルタ前後の前記圧力損失が前記許容値を超えている場合に前記微粒子フィルタを再生処理するステップと
を含む排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項248〕
前記許容値を決定するステップが、前記内燃エンジンからの前記排気ガス流量に基づく複数の許容値から前記許容値を決定するために前記データ表を検索することを含む項247に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項249〕
前記複数の許容値が各々排気ガス流量値と対応する項248に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項250〕
前記再生処理ステップが、前記微粒子フィルタを再生処理するための熱を発生するように燃料燃焼バーナを動作させることを含む項247に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項251〕
流量センサからの出力から前記排気ガス流量を確認するステップをさらに含む項247に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項252〕
検知したエンジン動作パラメータから前記排気ガス流量を推定するステップをさらに含む項247に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
〔項253〕
前記微粒子フィルタ前後の圧力損失を確認するステップが、前記微粒子フィルタ前後の圧力損失を検知するように配置されている少なくとも1つの圧力センサからの出力を監視することを含む項247に記載の排出物削減アセンブリ動作方法。
排出物削減アセンブリを搭載した長距離トラックの背面図である。 図1の排出物削減アセンブリにおけるすす削減アセンブリの一つの斜視図である。 図2の線3―3に沿って矢印方向から見たすす削減アセンブリ端面の立面図である。 図2のすす削減アセンブリを図3の線4―4に沿って矢印方向から見た断面図である。 図4のすす削減アセンブリにおける燃料燃焼バーナの拡大断面図である。 図1の排出物削減アセンブリにおける制御ユニットの斜視図であるが、明確に説明するためにカバーを取り外した状態で示している。 図6の制御ユニットの側面図である。 図1の排出物削減アセンブリの線図である。 フィルタ再生処理サイクル中に排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナの動作を監視するための制御ルーチンを示すフローチャートである。 図9の制御ルーチンの各局面を示す典型的な温度グラフである。 フィルタ再生処理サイクル中のフィルタ出口温度を監視するための制御ルーチンを示すフローチャートである。 図1の排出物削減アセンブリの微粒子フィルタにおけるすす堆積に応じたエンジン性能を監視するための制御ルーチンを示すフローチャートである。 図12の制御ルーチンの各局面を示す時間に対する圧力差の典型的なグラフである。 図1の排出物削減アセンブリの微粒子フィルタにおける灰分堆積状態を監視するための制御ルーチンを示すフローチャートである。 図1の排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを停止するための制御ルーチンを示すフローチャートである。 図15の制御ルーチンの各局面を示す時間に対する燃料レベルの典型的なグラフである。 、制御ユニットの燃料リターンパイプにおける燃料圧力を監視するための制御ルーチンを示すフローチャートである。 制御ユニットの煙探知器からの出力を監視するための制御ルーチンを示すフローチャートである。 制御ユニットの温度センサからの出力を監視するための制御ルーチンを示すフローチャートである。 別の排出物削減アセンブリの線図である。 図20と同様の図であるが、フィルタ層の上流にディーゼル酸化触媒を配置して構成した排出物削減アセンブリの図である。 図20および図21のアセンブリの燃料燃焼バーナを詳細に示す線図である。 図20および図21のアセンブリの燃料燃焼バーナを詳細に示す線図である。 図20および図21のアセンブリの燃焼室の一部を詳細に示す斜視図である。 図24の燃焼室の一部を、図24の矢印25―25の方向から見た立面図である。 ガス分散器の立面図である。 図22および図23と同様の図であるが、燃焼室の異なる実施形態を示すものである。 別のガス分散器の立面図である。 エンジンと排出物削減アセンブリの両方がエンジンのエンジン制御ユニットに制御される態様を示す線図である。 図1の排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナを始動するための制御ルーチンを示すフローチャートである。 図30の制御ルーチンの各局面を示す時間に対する燃料レベルの典型的なグラフである。 燃料燃焼バーナの電極を清浄にするための制御ルーチンを示すフローチャートである。 エアレス燃料燃焼バーナを再生処理するための制御ルーチンを示すフローチャートである。 フィルタ再生処理処理を始動するための制御ルーチンを示すフローチャートである。 さらに別の排出物削減アセンブリを示す線図である。 図5と同様であるが、図5の燃料燃焼バーナを改良したものを示す図である。 図5と同様であるが、図5の燃料燃焼バーナを改良したものを示す図である。 図5と同様であるが、図5の燃料燃焼バーナを改良したものを示す図である。 図5と同様であるが、図5の燃料燃焼バーナを改良したものを示す図である。 図5と同様であるが、図5の燃料燃焼バーナを改良したものを示す図である。 図5と同様であるが、図5の燃料燃焼バーナを改良したものを示す図である。 図5と同様であるが、図5の燃料燃焼バーナを改良したものを示す図である。 図5と同様であるが、図5の燃料燃焼バーナを改良したものを示す図である。 燃焼室の周囲にプレートを配置する場合に使用するプレートの一例を示す展開図である。 燃焼室の周囲に配置する図44のプレートを示す部分斜視図である。
符号の説明
10 排出物削減アセンブリ 12 トラック
14,16 すす削減アセンブリ 18 制御装置
20,22 燃料燃焼バーナ 24,26 微粒子フィルタ
36 排気ガス取入口 40 ガス吸い込み孔
42 孔 44 シュラウド
48,50 電極 52 電極間隙
54 燃料供給ノズル 60 フィルタ層
76 電子コントローラ 78 エンジン制御ユニット
80 エンジン 82 マイクロプロセッサ
84 メモリデバイス 90 空気ポンプ
92 電気モータ(ポンプモータ) 102 空気弁
120 燃料配送アセンブリ 122 燃料ポンプ
124 燃料タンク 132,134 燃料噴射器
140 燃料開閉弁 146 混合チャンバ
148 燃料パイプ 150 加圧空気源
154,156 空気弁 164 検知器
168 圧力調整器 170,172 点火器
182,184,186 温度センサ 264,266 圧力センサ
314 CANインタフェース 426 圧力センサ
460 煙探知器 510 温度センサ
600 排出物削減アセンブリ 606 燃料燃焼バーナ
608 ディーゼル酸化触媒 610 ハウジング
612 排気ガス取入口 614 ガス排出口
618、620 燃焼室 622、624、626 孔
628 上流壁 632、636 火炎ホルダ
634、644 ガス分散器 718,720 信号線
728 プロセッサ 730 メモリデバイス
732 アナログインタフェース回路 734 エンジンセンサ
736 センサ 744 電気(子)制御部品
746 電子制御部品 800 排出物削減アセンブリ
802 噴射口 890 エンジン速度センサ
902 外壁 904 第1の半壁
906 第2の半壁 912 板

Claims (12)

  1. エンジン動作状態を監視する方法であって、
    微粒子フィルタにおけるすす堆積の速度を測定するべく前記微粒子フィルタ前後の圧力損失の時間変化率を測定するステップと、
    前記すす堆積の速度がエンジンの不具合状態を示すかを確認するために前記すす堆積の速度を分析するステップと、
    エンジンの不具合状態が確認された場合にエラー信号を生成するステップとを含み、
    前記エンジンの不具合状態は少なくともオイルの過剰使用または燃料噴射器の不具合のいずれかを含むエンジン動作状態監視方法。
  2. 前記エンジンの不具合状態はエンジンによるオイルの過剰使用を含む請求項1に記載のエンジン動作状態監視方法。
  3. 前記エンジンの不具合状態は燃料噴射器の不具合を含む請求項1に記載のエンジン動作状態監視方法。
  4. エンジン動作状態を監視する方法であって、
    微粒子フィルタにおけるすす堆積の速度を測定するべく前記微粒子フィルタ前後の圧力損失の時間変化率を測定するステップと、
    前記すす堆積の速度がエンジンの不具合状態を示すかを確認するために前記すす堆積の速度を分析するステップと、
    エンジンの不具合状態が確認された場合にエラー信号を生成するステップと、
    排出物削減制御ユニットからの前記エラー信号をCANインタフェースを介してエンジンのエンジン制御ユニットへ連絡するステップと、を含み、
    前記エンジンの不具合状態は少なくともオイルの過剰使用または燃料噴射器の不具合のいずれかを含むエンジン動作状態監視方法。
  5. エンジン動作状態を監視する方法であって、
    微粒子フィルタに捕捉されるすすの堆積速度を測定するべく前記微粒子フィルタ前後の圧力損失の時間変化率を求めるステップと、
    前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度がエンジンの不具合状態を示しているかを確認するために前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度を分析するステップと、
    前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度がエンジンの不具合状態を示す場合にエラー信号を生成するステップと
    を含み、
    前記エンジンの不具合状態は少なくともオイルの過剰使用または燃料噴射器の不具合のいずれかを含むエンジン動作状態監視方法。
  6. 前記エンジンの不具合状態はエンジンによるオイルの過剰使用を含む請求項5に記載のエンジン動作状態監視方法。
  7. 前記エンジンの不具合状態は燃料噴射器の不具合を含む請求項5に記載のエンジン動作状態監視方法。
  8. エンジン動作状態を監視する方法であって、
    微粒子フィルタに捕捉されるすすの堆積速度を測定するべく前記微粒子フィルタ前後の圧力損失の時間変化率を求めるステップと、
    前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度がエンジンの不具合状態を示しているかを確認するために前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度を分析するステップと、
    前記微粒子フィルタに捕捉される前記すすの堆積速度がエンジンの不具合状態を示す場合にエラー信号を生成するステップと、
    前記エラー信号をCANインタフェースを介してエンジンのエンジン制御ユニットへ伝送するステップと、を含み、
    前記エンジンの不具合状態は少なくともオイルの過剰使用または燃料噴射器の不具合のいずれかを含むエンジン動作状態監視方法。
  9. 微粒子フィルタと、
    前記微粒子フィルタに捕捉されているすすの堆積レベルを判断するべく前記微粒子フィルタ前後での圧力損失を検知するように構成されているセンサと、
    前記センサに電気的に結合しているコントローラと
    を備えている内燃エンジンからの排気ガスを処理する排出物削減アセンブリであって、
    前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
    前記メモリデバイスの中には複数の命令が記憶されており、前記プロセッサが前記複数の命令を実行すると、前記プロセッサが、
    前記微粒子フィルタにおけるすすの堆積速度を確認するべく前記微粒子フィルタ前後の前記圧力損失の時間変化率を求めるために前記センサからの出力を監視し、
    前記すすの堆積速度がエンジンの不具合状態を示すかを判断するために前記すすの堆積速度を分析し、
    前記すすの堆積速度がエンジンの不具合状態を示す場合にエラー信号を生成し、
    前記エンジンの不具合状態は少なくともオイルの過剰使用または燃料噴射器の不具合のいずれかを含む排出物削減アセンブリ。
  10. 前記エンジンの不具合状態はエンジンによるオイルの過剰使用を含む請求項9に記載の排出物削減アセンブリ。
  11. 前記エンジンの不具合状態は燃料噴射器の不具合を含む請求項9に記載の排出物削減アセンブリ。
  12. 微粒子フィルタと、
    前記微粒子フィルタに捕捉されているすすの堆積レベルを判断するべく前記微粒子フィルタ前後での圧力損失を検知するように構成されているセンサと、
    前記センサに電気的に結合しているコントローラと
    を備えている内燃エンジンからの排気ガスを処理する排出物削減アセンブリであって、
    前記コントローラが(i)プロセッサおよび、(ii)前記プロセッサに電気的に結合しているメモリデバイスを含み、
    前記メモリデバイスの中には複数の命令が記憶されており、前記プロセッサが前記複数の命令を実行すると、前記プロセッサが、
    前記微粒子フィルタにおけるすすの堆積速度を確認するべく前記微粒子フィルタ前後の前記圧力損失の時間変化率を求めるために前記センサからの出力を監視し、
    前記すすの堆積速度がエンジンの不具合状態を示すかを判断するために前記すすの堆積速度を分析し、
    前記すすの堆積速度がエンジンの不具合状態を示す場合にエラー信号を生成し、
    前記複数の命令が前記プロセッサによって実行された時、前記プロセッサがさらに、前記エラー信号をCANインタフェースを介してエンジンのエンジン制御ユニットへ伝送し、
    前記エンジンの不具合状態は少なくともオイルの過剰使用または燃料噴射器の不具合のいずれかを含む排出物削減アセンブリ。
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