JP6443140B2 - 排気管燃料噴射器用閉塞防止装置 - Google Patents
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Description
本発明は、排気管燃料噴射器の閉塞を防止する排気管燃料噴射器用閉塞防止装置に関する。
従来、ディーゼル機関が搭載されている自動車においては、排気温度を昇温させてディーゼルパティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼させるために排気中に燃料を噴射する排気管燃料噴射器が採用されている（例えば、特許文献１を参照）。
排気管燃料噴射器は、燃料添加前の触媒温度と、燃料添加後の触媒温度を比較してどれだけ上昇したかによって詰りを判定し、排気管燃料噴射器が詰っていると判定されるとアフター噴射量を増量して排気温度を上昇させデポジットを除去している（例えば、特許文献２を参照）。
しかしながら、排気温度が閾値以上である時に排気管燃料噴射器で燃料を噴射する場合、頻繁に燃料の噴射が行われるため、燃費の悪化を避けられない。
そこで、本発明の目的は、従来よりも燃費を改善することが可能な排気管燃料噴射器用閉塞防止装置を提供することにある。
この目的を達成するために創案された本発明は、排気管燃料噴射器を駆動させる閉塞防止噴射実施部と、排気温度が閾値以上になっても前記排気管燃料噴射器を駆動させてからの内燃機関回転数の積算値が閾値以上になるまでは前記閉塞防止噴射実施部による前記排気管燃料噴射器の駆動を保留する閉塞防止噴射保留部と、を備えており、前記閉塞防止噴射実施部は、前記排気管燃料噴射器を駆動させた後、排気温度が一度でも閾値以上になったら、その後の排気温度によらず、前記排気管燃料噴射器を駆動させてからの内燃機関回転数の積算値が閾値以上になった時に前記排気管燃料噴射器を駆動させる排気管燃料噴射器用閉塞防止装置である。
また、本発明は、排気管燃料噴射器を駆動させる閉塞防止噴射実施部と、排気温度が閾値以上になっても前記排気管燃料噴射器を駆動させてからの内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値が閾値以上になるまでは前記閉塞防止噴射実施部による前記排気管燃料噴射器の駆動を保留する閉塞防止噴射保留部と、を備えており、前記閉塞防止噴射実施部は、前記排気管燃料噴射器を駆動させた後、排気温度が一度でも閾値以上になったら、その後の排気温度によらず、前記排気管燃料噴射器を駆動させてからの内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値が閾値以上になった時に前記排気管燃料噴射器を駆動させる排気管燃料噴射器用閉塞防止装置である。
本発明によれば、従来よりも燃費を改善することが可能な排気管燃料噴射器用閉塞防止装置を提供することができる。
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に順って説明する。
図１に示すように、本発明が適用される自動車１００は、ディーゼル機関等の内燃機関１０１から排出される排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集して大気中に排出される粒子状物質の排出量を低減させるディーゼルパティキュレートフィルタ１０２を備えており、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０２における粒子状物質の堆積量が閾値を超えた時にディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の温度を再生可能温度（例えば、５００℃程度）まで昇温させると共にディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の温度を再生持続時間（例えば、５分程度）に亘り再生可能温度に維持してディーゼルパティキュレートフィルタ１０２に捕集されている粒子状物質を燃焼させてディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の再生を実施している。
内燃機関１０１は、吸気管１０３に接続されると共に吸気管１０３を通じて内燃機関１０１に導入される吸気を内燃機関１０１の各燃焼室に分岐させる吸気多岐管１０４と、排気管１０５に接続されると共に内燃機関１０１の各燃焼室から排出される排気を排気管１０５に合流させる排気多岐管１０６と、を備えている。
吸気多岐管１０４と排気多岐管１０６は、排気再循環（ＥＧＲ）管１０７を通じて連通されているため、内燃機関１０１から排出される排気が再び内燃機関１０１に導入される吸気として環流される。このとき、排気再循環管１０７に設置された排気再循環冷却器１０８を介して排気が冷却されて吸気として環流される。
内燃機関１０１においては、吸気管１０３を通じて内燃機関１０１に吸気が導入されると共に燃焼行程を経て排気管１０５を通じて内燃機関１０１から排気が排出される。このとき、吸気管１０３に設置された吸気浄化装置１０９を介して内燃機関１０１に導入される吸気が浄化されると共に排気管１０５に設置された排気浄化装置１１０を介して大気中に排出される排気が浄化される。
また、排気多岐管１０６に排気管燃料噴射器１１６の近傍における排気温度を検出する排気温度検出器１１２が設置されている。なお、排気温度検出器１１２は、排気多岐管１０６ではなく排気管燃料噴射器１１６の近傍に設置されていても構わない。
排気浄化装置１１０は、排気管１０５を通じて大気中に排出される排気に含まれている粒子状物質中の可溶性有機（ＳＯＦ）成分や排気管１０５を通じて大気中に排出される排気中の一酸化窒素を酸化させる酸化触媒（ＤＯＣ）１１１と、酸化触媒１１１の排気下流側に設置されたディーゼルパティキュレートフィルタ１０２と、を備えている。
なお、自動車１００においては、吸気管１０３と排気管１０５との間に過給機１１３が設置されているため、排気管１０５に設置された過給機１１３の原動機１１４が内燃機関１０１から排出される排気で駆動されることにより、吸気管１０３に設置された過給機１１３の圧縮機１１５が駆動されて吸気管１０３を通じて内燃機関１０１に導入される吸気が過給される。
更に、自動車１００は、排気管１０５を通じて大気中に排出される排気中に未燃燃料を添加すると共に未燃燃料を酸化触媒１１１で酸化燃焼させることにより、排気管１０５を通じて大気中に排出される排気温度を昇温させてディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の温度を再生可能温度まで昇温させてその状態を維持するため、排気管１０５を通じて大気中に排出される排気中に未燃燃料を添加する手段として、ディーゼルパティキュレートフィルタ１０２の排気上流側で指示燃料噴射量に応じて燃料を噴射する排気管燃料噴射器１１６を搭載している。
排気管燃料噴射器１１６においては、前述の通り、デポジットによる閉塞で実燃料噴射量が徐々に低下していき、指示燃料噴射量に応じて燃料を噴射することができなくなる虞があるため、排気管燃料噴射器１１６の閉塞を防止する排気管燃料噴射器用閉塞防止装置１１７が必要となる。
本発明の好適な実施の形態に係る排気管燃料噴射器用閉塞防止装置１１７は、プログラムやハードウェア等で実現されると共に内燃機関制御装置（ＥＣＵ）１１８に実装されており、排気管燃料噴射器１１６を駆動させる閉塞防止噴射実施部１１９を備えている。
閉塞防止噴射実施部１１９は、排気管燃料噴射器１１６を駆動させて排気中に燃料を噴射する閉塞防止噴射を実施することにより、排気管燃料噴射器１１６の閉塞の原因となるデポジットを燃料と共に排気中に噴射して除去する。
本願発明では、排気温度検出器１１２で検出される排気温度が排気管燃料噴射器の保証温度やデポジットの原因となる燃料の酸化温度に基づいて決定される閾値以上である時に閉塞防止噴射実施部１１９による閉塞防止噴射を実施する。この場合においては、頻繁に燃料の噴射が行われるため、燃費の悪化を避けられない。
そのため、排気管燃料噴射器用閉塞防止装置１１７は、プログラムやハードウェア等で実現されると共に内燃機関制御装置１１８に実装されており、排気温度が閾値以上になっても排気管燃料噴射器１１６を駆動させてからの内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値が閾値以上になるまでは閉塞防止噴射実施部１１９による排気管燃料噴射器１１６の駆動を保留する閉塞防止噴射保留部１２０を備えている。
ここで、排気管燃料噴射器１１６を駆動させてからの内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値の閾値は、排気管燃料噴射器１１６が保証温度以上の熱害を受け続けた時に性能低下が起きない最大積算値、又は排気管燃料噴射器１１６の閉塞によって性能低下が起きない最大積算値に基づいて決定されており、排気温度の閾値は、排気管燃料噴射器の保証温度やデポジットの原因となる燃料の酸化温度に基づいて決定されている。
また、内燃機関回転数は、クランク角度検出器で検出されるクランク角度等に基づいて間接的に検出しても良いし、回転軸の回転数を検出する内燃機関回転数検出器１２１で直接的に検出しても良い。
図２に示すように、排気管燃料噴射器用閉塞防止装置１１７は、ステップＳ１０１で排気温度検出器１１２により排気温度を検出して、排気管燃料噴射器１１６の周辺温度を推定する。ステップＳ１０２で閉塞防止噴射保留部１２０により、推定された排気管燃料噴射器１１６の周辺の排気温度が閾値以上であるか否かを判断し、排気温度が閾値以上でない時はステップＳ１０３で内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値をインクリメントしてステップＳ１０１に戻る。
Ｓ１０２で推定された排気管燃料噴射器１１６の周辺の排気温度が閾値以上である時はステップＳ１０４で閉塞防止噴射保留部１２０により内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値が閾値以上であるか否かを判断し、内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値が閾値以上でない時はステップＳ１０５で内燃機関回転数がアイドル回転数以上の積算値をインクリメントしてステップＳ１０４に戻る。
Ｓ１０４で内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値が閾値以上である時はステップＳ１０６で閉塞防止噴射実施部１１９により排気管燃料噴射器１１６を駆動させて閉塞防止噴射を実施し、ステップＳ１０７で閉塞防止噴射保留部１２０により積算値をリセットする。
即ち、排気管燃料噴射器用閉塞防止装置１１７は、排気管燃料噴射器１１６の近傍における排気温度が一度でも閾値以上となり、且つ、積算値が閾値以上となった場合に、デポジットの除去を試み、それ以外の場合に、デポジットの除去を保留する。
以上の動作により、排気管燃料噴射器１１６の閉塞を防止するための燃料の噴射を最小限に抑えることができ、従来よりも燃費を改善することが可能となる。
なお、閉塞防止噴射保留部１２０により、排気温度が閾値以上になっても排気管燃料噴射器１１６を駆動させてからの走行距離（例えば、車輪軸の回転パルスに基づいて演算される）が閾値以上になるまでは閉塞防止噴射実施部１１９による排気管燃料噴射器１１６の駆動を保留することも考えられる。
ところが、都市配送車等の走行時間が短くアイドル時間が長い車両、即ち、走行距離が短いが内燃機関１０１の駆動時間が長い車両においては、排気管燃料噴射器１１６を駆動させてからの走行距離が閾値以上にならなくても内燃機関１０１の駆動時間が長い場合があり、この場合、排気管燃料噴射器１１６の閉塞が発生する虞がある。
これに対して、排気管燃料噴射器用閉塞防止装置１１７においては、排気管燃料噴射器１１６の駆動を保留する基準として排気管燃料噴射器１１６を駆動させてからの内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値を使用しているため、都市配送車等であっても排気管燃料噴射器１１６の閉塞を防止することが可能となる。
なお、本実施の形態では、排気管燃料噴射器１１６を駆動させてからの内燃機関回転数の積算値に基づいて排気管燃料噴射器１１６の駆動を保留したが、これに置き換えて又は加えて、排気管燃料噴射器１１６を駆動させてからの内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値に基づいて排気管燃料噴射器１１６の駆動を保留しても構わない。
ここで、排気管燃料噴射器１１６を駆動させてからの内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値の閾値は、排気管燃料噴射器１１６が保証温度以上の熱害を受け続けた時に性能低下が起きない最大積算値、又は排気管燃料噴射器１１６の閉塞によって性能低下が起きない最大積算値に基づいて決定されている。
１００ 自動車
１０１ 内燃機関
１０２ ディーゼルパティキュレートフィルタ
１０３ 吸気管
１０４ 吸気多岐管
１０５ 排気管
１０６ 排気多岐管
１０７ 排気再循環管
１０８ 排気再循環冷却器
１０９ 吸気浄化装置
１１０ 排気浄化装置
１１１ 酸化触媒
１１２ 排気温度検出器
１１３ 過給機
１１４ 原動機
１１５ 圧縮機
１１６ 排気管燃料噴射器
１１７ 排気管燃料噴射器用閉塞防止装置
１１８ 内燃機関制御装置
１１９ 閉塞防止噴射実施部
１２０ 閉塞防止噴射保留部
１２１ 内燃機関回転数検出器
１０１ 内燃機関
１０２ ディーゼルパティキュレートフィルタ
１０３ 吸気管
１０４ 吸気多岐管
１０５ 排気管
１０６ 排気多岐管
１０７ 排気再循環管
１０８ 排気再循環冷却器
１０９ 吸気浄化装置
１１０ 排気浄化装置
１１１ 酸化触媒
１１２ 排気温度検出器
１１３ 過給機
１１４ 原動機
１１５ 圧縮機
１１６ 排気管燃料噴射器
１１７ 排気管燃料噴射器用閉塞防止装置
１１８ 内燃機関制御装置
１１９ 閉塞防止噴射実施部
１２０ 閉塞防止噴射保留部
１２１ 内燃機関回転数検出器
Claims (2)
- 排気管燃料噴射器を駆動させる閉塞防止噴射実施部と、
排気温度が閾値以上になっても前記排気管燃料噴射器を駆動させてからの内燃機関回転数の積算値が閾値以上になるまでは前記閉塞防止噴射実施部による前記排気管燃料噴射器の駆動を保留する閉塞防止噴射保留部と、
を備えており、
前記閉塞防止噴射実施部は、前記排気管燃料噴射器を駆動させた後、排気温度が一度でも閾値以上になったら、その後の排気温度によらず、前記排気管燃料噴射器を駆動させてからの内燃機関回転数の積算値が閾値以上になった時に前記排気管燃料噴射器を駆動させる
ことを特徴とする排気管燃料噴射器用閉塞防止装置。 - 排気管燃料噴射器を駆動させる閉塞防止噴射実施部と、
排気温度が閾値以上になっても前記排気管燃料噴射器を駆動させてからの内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値が閾値以上になるまでは前記閉塞防止噴射実施部による前記排気管燃料噴射器の駆動を保留する閉塞防止噴射保留部と、
を備えており、
前記閉塞防止噴射実施部は、前記排気管燃料噴射器を駆動させた後、排気温度が一度でも閾値以上になったら、その後の排気温度によらず、前記排気管燃料噴射器を駆動させてからの内燃機関回転数がアイドル回転数以上となる時間の積算値が閾値以上になった時に前記排気管燃料噴射器を駆動させる
ことを特徴とする排気管燃料噴射器用閉塞防止装置。
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|---|---|---|---|
| JP2015047317A JP6443140B2 (ja) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | 排気管燃料噴射器用閉塞防止装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2015047317A JP6443140B2 (ja) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | 排気管燃料噴射器用閉塞防止装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015047317A Active JP6443140B2 (ja) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | 排気管燃料噴射器用閉塞防止装置 |
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