(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼触媒の劣化により未燃燃料が燃焼触媒を通過した場合に、その燃料通過を確認することができるディーゼルエンジンの排気処理装置を提供する。【解決手段】制御手段４が燃料混入手段５で排気３に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料を燃焼触媒２７で燃焼させて排気３の温度を高め、ＤＰＦ２に堆積したＰＭを焼却除去してＤＰＦ２を再生するディーゼルエンジンの排気処理装置において、ＤＰＦ２下流に通過燃料燃焼触媒６を設け、ＤＰＦ２上流の燃焼触媒２７を通過した通過燃料を通過燃料燃焼触媒６で燃焼させ、この通過燃料燃焼触媒６での燃焼に基づく温度上昇値が所定の燃料通過判定値を越えていることを制御手段４が検出したことに基づいて、制御手段４が警告手段３１でＤＰＦ２上流の燃焼触媒２７での燃料通過を警告するようにした。【選択図】図１
2010229988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気経路(１)にＤＰＦ(２)を配置し、このＤＰＦ(２)で排気(３)中のＰＭを捕捉し、ＤＰＦ(２)上流に燃焼触媒(２７)を配置し、燃焼触媒(２７)上流に燃料混入手段(５)を配置し、ＤＰＦ(２)でのＰＭ堆積量が所定のＰＭ除去要求量に達したことを、制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が燃料混入手段(５)で排気(３)に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料を燃焼触媒(２７)で燃焼させて排気(３)の温度を高め、ＤＰＦ(２)に堆積したＰＭを焼却除去してＤＰＦ(２)を再生するディーゼルエンジンの排気処理装置において、
ＤＰＦ(２)下流に通過燃料燃焼触媒(６)を設け、ＤＰＦ(２)上流の燃焼触媒(２７)を通過した通過燃料を通過燃料燃焼触媒(６)で燃焼させ、この通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料通過判定値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が警告手段(３１)でＤＰＦ(２)上流の燃焼触媒(２７)での燃料通過を警告するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料通過判定値よりも高い燃料過剰通過判定値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が燃料混入手段(５)による排気(３)への未燃燃料の混入量を減少させるようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料過剰通過判定値よりも高い燃料混入停止必要値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が燃料混入手段(５)による排気(３)への未燃燃料の混入を停止させるようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料通過判定値よりも高い燃料混入停止必要値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が燃料混入手段(５)による排気(３)への未燃燃料の混入を停止させるようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気処理装置に関し、詳しくは、燃焼触媒の劣化により未燃燃料が燃焼触媒を通過した場合に、その燃料通過を確認することができるディーゼルエンジンの排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの排気処理装置として、排気経路にＤＰＦを配置し、このＤＰＦで排気中のＰＭを捕捉し、ＤＰＦの上流に燃焼触媒を配置し、燃焼触媒の上流に燃料混入手段を配置し、ＤＰＦでのＰＭ堆積量が所定のＰＭ除去要求量に達したことを、制御手段が検出したことに基づいて、制御手段が燃料混入手段で排気に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料を燃焼触媒で燃焼させることによって排気の温度を高め、ＤＰＦに堆積したＰＭを焼却除去してＤＰＦを再生するものがある。
ＤＰＦはディーゼル・パティキュレート・フィルタ、ＰＭは排気中の粒子状物質の略称である(以下、同じ)。
【０００３】
この種の排気処理装置によれば、ＤＰＦをＤＰＦハウジングから取り出すことなく再生することができる利点がある。
【０００４】
しかし、この従来技術では、燃焼触媒の劣化により未燃燃料が燃焼触媒を通過した場合に、その燃料通過を確認する手段がないため、問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５１１０３号公報(図２参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
《問題》  燃焼触媒の劣化時にＤＰＦの再生を適正に行うことができない。
燃焼触媒の劣化により未燃燃料が燃焼触媒を通過した場合に、その燃料通過を確認する手段がないため、燃焼触媒の交換や補修の機会が得られず、ＤＰＦの再生を適正に行うことができない。
【０００７】
《問題》  燃焼触媒の劣化時に未燃燃料の排出による汚染を防止できない。
燃焼触媒の劣化により未燃燃料が燃焼触媒を通過した場合に、その燃料通過を確認する手段がないため、燃焼触媒の交換や補修の機会が得られず、未燃燃料の排出による汚染を防止できない。
【０００８】
本発明の課題は、燃焼触媒の劣化により未燃燃料が燃焼触媒を通過した場合に、その燃料通過を確認することができるディーゼルエンジンの排気処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、排気経路(１)にＤＰＦ(２)を配置し、このＤＰＦ(２)で排気(３)中のＰＭを捕捉し、ＤＰＦ(２)上流に燃焼触媒(２７)を配置し、燃焼触媒(２７)上流に燃料混入手段(５)を配置し、ＤＰＦ(２)でのＰＭ堆積量が所定のＰＭ除去要求量に達したことを、制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が燃料混入手段(５)で排気(３)に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料を燃焼触媒(２７)で燃焼させて排気(３)の温度を高め、ＤＰＦ(２)に堆積したＰＭを焼却除去してＤＰＦ(２)を再生するディーゼルエンジンの排気処理装置において、
図１に例示するように、ＤＰＦ(２)下流に通過燃料燃焼触媒(６)を設け、ＤＰＦ(２)上流の燃焼触媒(２７)を通過した通過燃料を通過燃料燃焼触媒(６)で燃焼させ、図２に例示するように、この通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料通過判定値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が警告手段(３１)でＤＰＦ(２)上流の燃焼触媒(２７)での燃料通過を警告するようにしたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》  ＤＰＦの再生を適正に行うことができる。
図１に例示するように、ＤＰＦ(２)下流に通過燃料燃焼触媒(６)を設け、図２に例示するように、ＤＰＦ(２)上流の燃焼触媒(２７)を通過した通過燃料を通過燃料燃焼触媒(６)で燃焼させ、この通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料通過判定値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が警告手段(３１)でＤＰＦ(２)上流の燃焼触媒(２７)での燃料通過を警告するようにしたので、未燃燃料の通過の確認がなされ、劣化した燃焼触媒(２７)の交換や補修の機会が得られ、ＤＰＦ(２)の再生を適正に行うことができる。
【００１１】
《効果》  未燃燃料の排出による汚染を防止することができる。
図２に例示するように、制御手段(４)が警告手段(３１)でＤＰＦ(２)の上流の燃焼触媒(２７)での燃料通過を警告するようにしたので、未燃燃料の通過の確認がなされ、劣化した燃焼触媒(２７)の交換や補修の機会が得られ、未燃燃料の排出による汚染を防止することができる。
【００１２】
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  燃焼触媒の劣化時に未燃燃料の排出による汚染を抑制することができる。
図２に例示するように、通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料通過判定値よりも高い燃料過剰通過判定値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が燃料混入手段(５)による排気(３)への未燃燃料の混入量を減少させるようにしたので、燃焼触媒(２７)の劣化時に未燃燃料の排出による汚染を抑制することができる。
【００１３】
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  燃焼触媒の劣化時に未燃燃料の排出による汚染を防止することができる。
図２に例示するように、通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料過剰通過判定値よりも高い燃料混入停止必要値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が燃料混入手段(５)による排気(３)への未燃燃料の混入を停止させるようにしたので、燃焼触媒(２７)の劣化時に未燃燃料の排出による汚染を防止することができる。
【００１４】
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  燃焼触媒の劣化時に未燃燃料の排出による汚染を防止することができる。
図２に例示するように、通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料通過判定値よりも高い燃料混入停止必要値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が燃料混入手段(５)による排気(３)への未燃燃料の混入を停止させるようにしたので、燃焼触媒(２７)の劣化時に未燃燃料の排出による汚染を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気処理装置を説明する模式図である。
【図２】図１の排気処理装置の制御手段によるＤＰＦ再生処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１と図２は本発明の実施形態に係る排気処理装置を備えたディーゼルエンジンを説明する図で、この実施形態ではコモンレール式ディーゼルエンジンについて説明する。
【００１７】
このディーゼルエンジンの概要は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダブロック(８)の上部にシリンダヘッド(９)を組み付け、シリンダブロック(８)の前部にエンジン冷却ファン(１０)を配置し、シリンダブロック(８)の後部にはフライホイル(１１)を配置し、フライホイル(１１)にロータプレート(１２)を取り付けている。また、シリンダブロック(８)の後部には動弁カム軸(１３)に取り付けたセンサプレート(１４)を配置している。シリンダヘッド(９)の一側には排気マニホルド(１５)を配置し、この排気マニホルド(１５)に過給機(１６)を連通させている。シリンダヘッド(９)には気筒毎にインジェクタ(１７)を配置し、各インジェクタ(１７)はコモンレール(１８)に接続している。各インジェクタ(１７)には電磁弁(１９)が設けられている。コモンレール(１８)には燃料サプライポンプ(２０)を介して燃料タンク(２１)を接続している。
【００１８】
目標エンジン回転数設定手段(２２)と実エンジン回転数検出手段(２３)とクランク角検出手段(２４)と気筒判別手段(２５)とを制御手段(４)を介してインジェクタ(１７)の電磁弁(１９)に連係させている。目標エンジン回転数設定手段(２２)は、調速レバーの設定位置から目標エンジン回転数を電圧値として出力するポテンショメータである。実エンジン回転数検出手段(２３)とクランク角検出手段(２４)はロータプレート(１２)の外周に臨ませたピックアップコイルで、ロータプレート(１２)の外周に一定間隔で多数設けた歯の数を検出し、実エンジン回転数とクランク角を検出する。気筒判別手段(２５)は、センサプレート(１４)に設けた突起の検出により、各気筒の燃焼サイクルがいかなる行程にあるかを判別するためのセンサである。制御手段(４)は、エンジンＥＣＵである。ＥＣＵは、電子制御ユニットの略称である。
制御手段(４)は、目標エンジン回転数と実エンジン回転数の偏差を小さくするように、インジェクタ(１７)の電磁弁(１９)の開弁タイミングと開弁継続時間を制御し、インジェクタ(１７)から燃焼室に所定の噴射タイミングで所定量の燃料噴射を行わせる。
【００１９】
図１に示すように、排気マニホルド(１５)から過給機(１６)の排気タービン(２６)を介してＤＰＦハウジング(７)に至る排気経路(１)を設けている。このＤＰＦハウジング(７)内にＤＰＦ(２)と燃焼触媒(２７)を収容している。この燃焼触媒(２７)はＤＰＦ(２)の上流に配置されている。ＤＰＦハウジング(７)にはＤＰＦ(２)入口側の排気温度センサ(２８)とＤＰＦ(２)入口側の排気圧センサ(２９)とＤＰＦ(２)出口側の排気圧センサ(３０)とが配置され、これら各センサ(２８)(２９)(３０)には制御手段(４)を介して各インジェクタ(１７)の電磁弁(１９)を連係させている。
【００２０】
ＤＰＦ(２)では排気(３)中のＰＭを捕捉し、ＤＰＦ(２)上流に燃焼触媒(２７)を配置し、燃焼触媒(２７)上流に燃料混入手段(５)を配置し、ＤＰＦ(２)でのＰＭ堆積量が所定のＰＭ除去要求量に達したことを、制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が燃料混入手段(５)で排気(３)に未燃燃料を混入させ、この未燃燃料を燃焼触媒(２７)で燃焼させて排気(３)の温度を高め、ＤＰＦ(２)に堆積したＰＭを焼却除去してＤＰＦ(２)を再生し、再生が完了すると、排気(３)への未燃燃料の混入を停止する。
【００２１】
ＰＭ堆積量は、ＤＰＦ(２)入口側の排気圧センサ(２９)とＤＰＦ(２)出口側の排気圧センサ(３０)でＤＰＦ(２)の入口側と出口側の排気圧を検出し、排気圧とその差圧毎に実験的に求めたＰＭ堆積量に関するマップデータに基づいて、制御手段(４)が推定する。
燃料混入手段(５)はインジェクタ(１７)である。すなわち、制御手段(４)が排気行程でインジェクタ(１７)の電磁弁(１９)を開弁させることにより、いわゆるボスト噴射を行う。再生の完了は、上記ＰＭ堆積量に関するマップデータに基づいて、制御手段(４)が決定する。
【００２２】
図１に示すように、ＤＰＦ(２)下流に通過燃料燃焼触媒(６)を設け、ＤＰＦ(２)上流の燃焼触媒(２７)を通過した通過燃料を通過燃料燃焼触媒(６)で燃焼させ、この通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料通過判定値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が警告手段(３１)でＤＰＦ(２)上流の燃焼触媒(２７)での燃料通過を警告するようにしている。
通過燃料燃焼触媒(６)は酸化触媒である。通過燃料燃焼触媒(６)の入口側には入口側排気温度センサ(３２)が配置され、通過燃料燃焼触媒(６)の出口側には出口側排気温度センサ(３３)が配置され、両排気温度センサ(３２)(３３)には制御手段(４)を介して各インジェクタ(１７)の電磁弁(１９)を連係させている。この両排気温度センサ(３２)(３３)の検出排気温度差に基づいて、制御手段(４)が通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値を検出する。警告手段(３１)での警告は、「燃焼触媒の劣化等により燃料の通過が発生している」旨を文字で電光表示するとともに読み上げ音で告知することにより行う。
【００２３】
通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料通過判定値よりも高い燃料過剰通過判定値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が燃料混入手段(５)による排気(３)への未燃燃料の混入量を減少させる。
【００２４】
通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料過剰通過判定値よりも高い燃料混入停止必要値を越えていることを制御手段(４)が検出したことに基づいて、制御手段(４)が燃料混入手段(５)による排気(３)への未燃燃料の混入を停止させる。
【００２５】
制御手段によるＤＰＦ再生処理の流れは、次の通りである。
ステップ(Ｓ１)でＰＭ堆積量が所定のＰＭ除去要求量に達したか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ２)で排気に未燃燃料を混入させ、ステップ(Ｓ３)でＤＰＦの再生は完了したか否かが判定され、判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ４)で通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が所定の燃料通過判定値を越えているか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ５)で燃焼触媒(２７)での燃料通過を警告手段(３１)で警告し、ステップ(Ｓ６)で通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が燃料過剰通過判定値を越えているか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ７)で排気(３)への未燃燃料の混入量を減少させ、ステップ(Ｓ６)で通過燃料燃焼触媒(６)での燃焼に基づく排気(３)の温度上昇値が燃料混入停止必要値を越えているか否かが判定され、判定が肯定の場合には、ステップ(Ｓ９)で排気(３)への未燃燃料の混入を停止させる。
ステップ(Ｓ３)でのＤＰＦの再生完了の判定が肯定の場合にも、ステップ(Ｓ９)で排気(３)への未燃燃料の混入を停止させる。
ステップ(Ｓ４)、ステップ(Ｓ６)、ステップ(Ｓ８)での判定が否定の場合には、いずれもステップ(Ｓ３)でＤＰＦの再生完了の判定がなされる。
【符号の説明】
【００２６】
(１) 排気経路
(２) ＤＰＦ
(３) 排気
(４) 制御手段
(５) 燃料混入手段
(６) 通過燃料燃焼触媒
(３１) 警告手段
【図１】
2010229988.tif 000003
【図２】
2010229988.tif 000004