(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に向かわせる燃料を供給する燃料供給弁と、
前記燃料供給弁から供給される燃料に着火する着火部と、
を備え、
前記燃料供給弁の噴射孔に詰まりが発生するおそれがある場合に、前記燃料供給弁から詰まり除去のための燃料を噴射する排気昇温装置であって、
前記燃料供給弁から詰まり除去のために噴射される燃料の量は、前記着火部で着火され燃焼可能な量である排気昇温装置。
【請求項２】
前記燃料供給弁からの詰まり除去のための燃料の噴射は、排気の空間速度が、詰まり除去のために噴射される燃料が前記着火部で着火されても一部の燃料が未燃焼となるおそれがあるか否かの閾値となる所定速度以下のときに行う請求項１に記載の排気昇温装置。
【請求項３】
前記燃料供給弁からの詰まり除去のために噴射される燃料の量である、前記着火部で着火され燃焼可能な量は、排気の空間速度が増加すると、詰まり除去のために噴射される燃料が前記着火部で着火されても一部の燃料が未燃焼となるおそれが増加する現象が考慮されて算出される請求項１に記載の排気昇温装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路に向かわせる燃料を供給する燃料供給弁と、
前記燃料供給弁から供給される燃料に着火する着火部と、
を備え、
前記燃料供給弁の噴射孔に詰まりが発生するおそれがある場合に、前記燃料供給弁から詰まり除去のための燃料を噴射する排気昇温装置であって、
前記着火部よりも下流の前記排気通路に設けられ、燃料を酸化及び吸着可能な触媒を更に備え、
前記燃料供給弁から詰まり除去のために噴射される燃料の量は、前記着火部で着火され燃焼可能な量又は前記着火部で着火後に未燃焼となる一部の燃料が前記触媒にて酸化及び吸着可能な量である排気昇温装置。
【請求項５】
前記燃料供給弁からの詰まり除去のために噴射される燃料の量である、前記着火部で着火され燃焼可能な量又は前記着火部で着火後に未燃焼となる一部の燃料が前記触媒にて酸化及び吸着可能な量は、前記触媒の活性状態が考慮されて算出される請求項４に記載の排
気昇温装置。
【請求項６】
内燃機関の排気通路に向かわせる燃料を供給する燃料供給弁と、
前記燃料供給弁から供給される燃料に着火する着火部と、
を備える排気昇温装置の燃料供給弁の詰まり除去方法であって、
前記燃料供給弁が、前記燃料供給弁の噴射孔に詰まりが発生するおそれがある場合に、詰まり除去のために前記着火部で着火され燃焼可能な量の燃料を噴射する工程と、
前記着火部が、前記燃料供給弁で噴射された燃料に着火する工程と、
を有する燃料供給弁の詰まり除去方法。
【請求項７】
内燃機関の排気通路に向かわせる燃料を供給する燃料供給弁と、
前記燃料供給弁から供給される燃料に着火する着火部と、
前記着火部よりも下流の前記排気通路に設けられ、燃料を酸化及び吸着可能な触媒と、を備える排気昇温装置の燃料供給弁の詰まり除去方法であって、
前記燃料供給弁が、前記燃料供給弁の噴射孔に詰まりが発生するおそれがある場合に、詰まり除去のために前記着火部で着火され燃焼可能な量又は前記着火部で着火後に未燃焼となる一部の燃料が前記触媒にて酸化及び吸着可能な量の燃料を噴射する工程と、
前記着火部が、前記燃料供給弁で噴射された燃料に着火する工程と、
を有する燃料供給弁の詰まり除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に向かわせる燃料を供給し当該燃料を燃焼させて内燃機関の排気通路の排気を昇温させる排気昇温装置及びそれに用いられる燃料供給弁の詰まり除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に設けられた還元剤供給装置において、還元剤供給弁が詰まる時期を推定し、推定された詰まり発生時期よりも前に還元剤供給弁から還元剤を少量噴射したり、推定された詰まり発生時期よりも後に還元剤供給弁から還元剤を通常よりも増量させて噴射したりする技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。これにより特許文献１では、還元剤供給弁の還元剤を噴射する噴射孔の詰まりを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２２０１９号公報
【特許文献２】特開平０５−０３３６２９号公報
【特許文献３】特開２００７−１４６７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のような装置のうち、内燃機関の排気通路に燃料を供給するものの場合には、燃料供給弁の噴射孔の詰まり除去のために余分な燃料を噴射してしまうと、燃費悪化のおそれや、未燃ＨＣ（未燃燃料）を下流へ余計に排出させるおそれがある。未燃ＨＣが余計に排出されると、ＨＣ被毒による排気浄化触媒の劣化、特に選択還元型ＮＯｘ触媒では、ＨＣ被毒の影響により大きく劣化が進み、また排気エミッションの悪化のおそれがある。【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、詰まり除去のために燃料供給弁から燃料を噴射した場合に、下流に未燃ＨＣが排出されてしまうことを抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に向かわせる燃料を供給する燃料供給弁と、
前記燃料供給弁から供給される燃料に着火する着火部と、
を備え、
前記燃料供給弁の噴射孔に詰まりが発生するおそれがある場合に、前記燃料供給弁から詰まり除去のための燃料を噴射する排気昇温装置であって、
前記燃料供給弁から詰まり除去のために噴射される燃料の量は、前記着火部で着火され燃焼可能な量である排気昇温装置である。【０００７】
ここで、着火部で着火され燃焼可能な量とは、着火部で着火されると燃焼し、下流に未燃ＨＣ（未燃燃料）がほとんど排出されず、排気エミッションに悪影響を及ぼさない量である。【０００８】
本発明によると、詰まり除去のために燃料供給弁から燃料を噴射する際に、着火部で着火され燃焼可能な量の燃料を噴射することになる。これにより、詰まり除去のために燃料供給弁から噴射された燃料は、着火部で着火されると燃焼し、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを抑制できる。よって、未燃ＨＣが下流の排気浄化触媒へ流入することによるＨＣ被毒を低減して排気浄化触媒の劣化を抑制でき、また未燃ＨＣが大気中に放出されることによる排気エミッションの悪化を抑制できる。【０００９】
前記燃料供給弁からの詰まり除去のための燃料の噴射は、排気の空間速度が、詰まり除去のために噴射される燃料が前記着火部で着火されても一部の燃料が未燃焼となるおそれがあるか否かの閾値となる所定速度以下のときに行うとよい。【００１０】
ここで、所定速度とは、排気の空間速度が、詰まり除去のために噴射される燃料が着火部で着火されても一部の燃料が未燃焼となるおそれがあるか否かの閾値となる速度であり、所定速度以下であると、詰まり除去のために噴射される燃料が着火部で着火されると一部の燃料もほぼ未燃焼とはならなくなる。【００１１】
本発明によると、排気の空間速度が所定速度以下のときに燃料供給弁からの詰まり除去のための燃料の噴射を行うので、詰まり除去のために噴射される燃料が着火部で着火されると一部の燃料もほぼ未燃焼とはならない。これにより、詰まり除去のために燃料供給弁から噴射された燃料は、着火部で着火されると燃焼し、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを回避できる。【００１２】
前記燃料供給弁からの詰まり除去のために噴射される燃料の量である、前記着火部で着火され燃焼可能な量は、排気の空間速度が増加すると、詰まり除去のために噴射される燃料が前記着火部で着火されても一部の燃料が未燃焼となるおそれが増加する現象が考慮されて算出されるとよい。【００１３】
本発明によると、着火部で着火され燃焼可能な量は、排気の空間速度を考慮して、排気の空間速度が速いと少量になり、排気の空間速度が遅いと多量になるよう算出される。これにより、排気の空間速度が遅い時程、燃料供給弁からより多量の燃料が噴射されるので、燃料供給弁の詰まりを除去し易くなる。【００１４】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に向かわせる燃料を供給する燃料供給弁と、
前記燃料供給弁から供給される燃料に着火する着火部と、
を備え、
前記燃料供給弁の噴射孔に詰まりが発生するおそれがある場合に、前記燃料供給弁から詰まり除去のための燃料を噴射する排気昇温装置であって、
前記着火部よりも下流の前記排気通路に設けられ、燃料を酸化及び吸着可能な触媒を更に備え、
前記燃料供給弁から詰まり除去のために噴射される燃料の量は、前記着火部で着火され燃焼可能な量又は前記着火部で着火後に未燃焼となる一部の燃料が前記触媒にて酸化及び吸着可能な量である排気昇温装置である。【００１５】
ここで、着火部で着火後に未燃焼となる一部の燃料が触媒にて酸化及び吸着可能な量とは、着火部で着火された後に一部の燃料が未燃焼となり触媒に流入するが、この一部の燃料が触媒にて酸化及び吸着され、下流に未燃ＨＣ（未燃燃料）がほとんど排出されず、排気エミッションに悪影響を及ぼさない量である。【００１６】
本発明によると、詰まり除去のために燃料供給弁から燃料を噴射する際に、着火部で着火され燃焼可能な量又は着火部で着火後に未燃焼となる一部の燃料が触媒にて酸化及び吸着可能な量の燃料を噴射することになる。これにより、詰まり除去のために燃料供給弁から噴射された燃料は、着火部で着火されると燃焼するか、又は着火部で着火された後の未燃焼となる一部の燃料が触媒にて酸化及び吸着され、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを抑制できる。よって、未燃ＨＣが大気中に放出されることによる排気エミッションの悪化を抑制できる。また、燃料供給弁から着火部で着火され燃焼可能な量以上の燃料が噴射されるので、燃料供給弁の詰まりを除去し易くなる。【００１７】
前記燃料供給弁からの詰まり除去のために噴射される燃料の量である、前記着火部で着火され燃焼可能な量又は前記着火部で着火後に未燃焼となる一部の燃料が前記触媒にて酸化及び吸着可能な量は、前記触媒の活性状態が考慮されて算出されるとよい。【００１８】
本発明によると、着火部で着火され燃焼可能な量又は着火部で着火後に未燃焼となる一部の燃料が触媒にて酸化及び吸着可能な量は、触媒の活性状態を考慮して、触媒の活性状態が低い又は触媒が不活性状態であると少量になり、触媒の活性状態が高いと多量になるよう算出される。これにより、触媒の活性状態が高い時程、燃料供給弁からより多量の燃料が噴射されるので、燃料供給弁の詰まりを除去し易くなる。【００１９】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に向かわせる燃料を供給する燃料供給弁と、
前記燃料供給弁から供給される燃料に着火する着火部と、
を備え、
前記燃料供給弁は、前記燃料供給弁の噴射孔に詰まりが発生するおそれがある場合に、詰まり除去のために前記着火部で着火され燃焼可能な量の燃料を噴射し、
前記着火部は、前記燃料供給弁で噴射された燃料に着火する燃料供給弁の詰まり除去方法である。【００２０】
本発明によると、詰まり除去のために燃料供給弁から燃料を噴射する際に、着火部で着火され燃焼可能な量の燃料を噴射することになる。これにより、詰まり除去のために燃料供給弁から噴射された燃料は、着火部で着火されると燃焼し、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを抑制できる。【００２１】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路に向かわせる燃料を供給する燃料供給弁と、
前記燃料供給弁から供給される燃料に着火する着火部と、
前記着火部よりも下流の前記排気通路に設けられ、燃料を酸化及び吸着可能な触媒と、
を備え、
前記燃料供給弁は、前記燃料供給弁の噴射孔に詰まりが発生するおそれがある場合に、詰まり除去のために前記着火部で着火され燃焼可能な量又は前記着火部で着火後に未燃焼となる一部の燃料が前記触媒にて酸化及び吸着可能な量の燃料を噴射し、
前記着火部は、前記燃料供給弁で噴射された燃料に着火する燃料供給弁の詰まり除去方法である。【００２２】
本発明によると、詰まり除去のために燃料供給弁から燃料を噴射する際に、着火部で着火され燃焼可能な量又は着火部で着火後に未燃焼となる一部の燃料が触媒にて酸化及び吸着可能な量の燃料を噴射することになる。これにより、詰まり除去のために燃料供給弁から噴射された燃料は、着火部で着火されると燃焼するか、又は着火部で着火された後の未燃焼となる一部の燃料が触媒にて酸化及び吸着され、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを抑制できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、詰まり除去のために燃料供給弁から燃料を噴射した場合に、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１に係る排気昇温装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る燃料供給弁の先端部の概略構成を示す図である。
【図３】実施例１に係る燃料供給弁の詰まり除去制御ルーチン１を示すフローチャートである。
【図４】実施例２に係る排気の空間速度と排気の昇温効果との関係を示す図である。
【図５】実施例２に係る燃料供給弁の詰まり除去制御ルーチン２を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の例に係る排気昇温装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００２６】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係る排気昇温装置の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。なお、内燃機関１は、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジン等の他のエンジンであってもよい。
【００２７】
内燃機関１には、当該機関で燃焼後に大気へ排出される排気を流通させる排気通路２が接続されている。排気通路２には、排気昇温装置３が設けられる。排気昇温装置３よりも下流の排気通路２には、排気浄化触媒４が設けられる。排気昇温装置３は排気を昇温し、昇温されて高温となった排気が排気浄化触媒４へ流入する。排気浄化触媒４は流入する高温の排気を用いて昇温活性化され、その機能を発揮するようになる。排気浄化触媒４としては、選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、酸化触媒、三元触媒等が挙げられる。
【００２８】
なお、排気昇温装置３よりも下流の排気通路２には、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が設けられてもよい。この場合には、排気昇温装置３は排気を昇温し、昇温されて高温となった排気がディーゼルパティキュレートフィルタへ流入する。ディーゼルパティキュレートフィルタは流入する高温の排気を用いてディーゼルパティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を強制的に酸化除去する。
【００２９】
なお、排気昇温装置３は、常時排気を昇温するものではなく、上記のように、排気浄化触媒４を活性化させるタイミングや、ディーゼルパティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を強制的に酸化除去するタイミングで、排気を昇温する。
【００３０】
排気浄化触媒４よりも上流の排気通路に設けられた排気昇温装置３は、排気流れ方向上流側から、空気供給装置５と、燃料供給弁６と、着火装置７と、それらを取り囲む燃焼管８と、を備える。
【００３１】
空気供給装置５は、空気ポンプ５１から空気供給通路５２を介して排気通路２内（燃焼管８内）に空気を供給し、燃焼管８内の排気の酸素濃度を上昇させるものである。
【００３２】
燃料供給弁６は、内燃機関１の排気通路２に設けられ、排気通路２内（燃焼管８内）に不図示の燃料タンクの燃料を供給するものである。図２は、燃料供給弁６の先端部の概略構成を示す図である。燃料供給弁６は、ケース６１、ケース６１に格納されＥＣＵ９からの信号により往復運動を行うニードル６２、ニードル６２が開いたときに流出する燃料を一旦貯留する袋状のサック６３、及びサック６３の一部において内部から外部へ貫通する噴射孔６４を備える。燃料供給弁６は、燃料を噴射しないときには、ニードル６２の先端部がサック６３の開口部を塞ぎ燃料の流通を停止させる。一方、燃料を噴射するときには、ＥＣＵ９からの信号によりニードル６２がサック６３から離れて、サック６３へ燃料を流入させる。サック６３内の燃料の圧力がサック６３の外部の圧力よりも高くなると、噴射孔６４から燃料が噴射される。
【００３３】
着火装置７は、内燃機関１の排気通路２に設けられ、燃焼管８内の燃料供給弁６から供給された燃料に着火（点火）するものである。着火装置７は、火花放電を発生させる装置等が用いられる。本実施例における着火装置７が、本発明の着火部に対応する。
【００３４】
燃焼管８は、排気通路２内に配置された上流側及び下流側が開口した筒状であり、空気供給装置５からの空気と、燃料供給弁６からの燃料と、が内部に供給され、これらが混合された状態で着火装置７が着火を行えるようにする。燃焼管８は、排気通路２内部に設けられることで、空気供給装置５からの空気や燃料供給弁６からの燃料が排気通路２内全体に拡散し過ぎず混合されるようにする。また排気昇温装置３に対する排気通路２内を流通する排気の影響を少なくするようにする。これにより、排気昇温装置３は安定的に燃料を燃焼させることができる。
【００３５】
内燃機関１には、内燃機関１を制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）９が併設されている。ＥＣＵ９は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ９には、クランクポジションセンサ１０、アクセルポジションセンサ１１、触媒温度センサ１２、エアフローメータ１３等の各種センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ９に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ９には、空気供給装置５、燃料供給弁６及び着火装置７が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ９によりこれらの機器が制御される。そして、ＥＣＵ９は、各種センサの検出値に基づき、排気の昇温が必要なタイミングで、空気供給装置５から空気を供給すると共に燃料供給弁６から燃料を噴射し、着火装置７で着火を行う。例えば、触媒温度センサ１２が検出する排気浄化触媒４の床温が所定温度以下であり、排気浄化触媒４の暖機が必要な場合に、排気の昇温が必要なタイミングと判断する。また、内燃機関１の運転時間が所定時間経過し、ディーゼルパティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の強制的な酸化除去が必要な場合に、排気の昇温が必要なタイミングと判断する。
【００３６】
ところで、燃料供給弁６では、燃料を噴射した後に噴射孔６４やサック６３に燃料が残留することがある。残留した燃料は、排気の熱により噴射孔６４に固着し、固着量が多くなると噴射孔６４を詰まらせるおそれがある。この燃料供給弁６の噴射孔６４の詰まりを除去するために、燃料供給弁６から燃料を噴射することが行われる。しかし、燃料供給弁６の噴射孔６４の詰まり除去のために余分な燃料を噴射してしまうと、余分な燃料を消費し燃費悪化のおそれがある。また、下流の着火装置７で燃料に着火を行うものの、燃料の全てが燃焼できず、一部の未燃ＨＣ（未燃燃料）を下流へ余計に排出させるおそれがある。未燃ＨＣが余計に排出されると、未燃ＨＣが排気昇温装置３よりも下流の排気通路２に配置された排気浄化触媒４に流入して排気浄化触媒４をＨＣ被毒させ、ＨＣ被毒による排気浄化触媒４の劣化が生じてしまう。特に排気浄化触媒４として選択還元型ＮＯｘ触媒を用いる場合には、ＨＣ被毒の影響により大きく劣化が進む。また未燃ＨＣが余計に排出されると、排気通路２から大気に未燃ＨＣが放出されてしまい、排気エミッションの悪化を招く。
【００３７】
そこで、本実施例では、燃料供給弁６から詰まり除去のために噴射される燃料の量を、排気昇温装置３の着火装置７で着火され燃焼可能な量とした。
【００３８】
ここで、着火装置７で着火され燃焼可能な量とは、着火装置７で着火されると燃焼し、下流に未燃ＨＣがほとんど排出されず、排気エミッションに悪影響を及ぼさない量である。着火装置７で着火され燃焼可能な量としては、内燃機関１の全運転状態において燃焼可能なように最小限の一定量であってもよいし、内燃機関１の運転状態に応じて変化する排気の酸素濃度や排気流量や排気温度に基づいて変動する変動量としてもよい。本実施例では、着火装置７で着火され燃焼可能な量は、内燃機関１の運転状態に応じて変動する変動量を用いる。
【００３９】
本実施例によると、詰まり除去のために燃料供給弁６から燃料を噴射する際に、着火装置７で着火され燃焼可能な量の燃料を噴射することになる。これにより、詰まり除去のために燃料供給弁６から噴射された燃料は、着火装置７で着火されると燃焼し、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを抑制できる。よって、未燃ＨＣが排気昇温装置３の下流の排気浄化触媒４へ流入することによるＨＣ被毒を低減して排気浄化触媒４の劣化を抑制できる。また未燃ＨＣが排気通路２から大気中に放出されることによる排気エミッションの悪化を抑制できる。
【００４０】
図３は、燃料供給弁の詰まり除去制御ルーチン１を示すフローチャートである。燃料供給弁の詰まり除去制御ルーチン１について、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ９によって実行される。
【００４１】
本ルーチンが実行されると、まず、Ｓ１０１では、燃料供給弁６の詰まり除去時期が到来したか否かを判別する。燃料供給弁６の詰まり除去時期は、前回の燃料供給弁６から燃料の噴射を行ってから、予め定められた所定時間を経過した場合に到来したと判断される。
【００４２】
なお、燃料供給弁６の詰まり除去時期は、前回の燃料供給弁６から燃料の噴射を行ってから、内燃機関１が搭載された車両の走行距離が予め定められた所定距離に達した場合に到来したと判断されてもよい。また、燃料供給弁６の詰まり除去時期は、前回の燃料供給弁６から燃料の噴射を行ってから、内燃機関１の運転時間が予め定められた所定時間を経過した場合に到来したと判断されてもよい。
【００４３】
Ｓ１０１において、燃料供給弁６の詰まり除去時期が到来したと肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ移行する。一方、Ｓ１０１において、燃料供給弁６の詰まり除去時期が到来していないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００４４】
Ｓ１０２では、詰まり除去のための燃料の噴射を実行可能な時期か否かを判別する。内燃機関１の運転状態が高負荷領域の場合では、内燃機関１から排出される排気の温度が高い。このときに詰まり除去のための燃料の噴射を行い、噴射された燃料を着火装置で着火させて燃焼させると、排気の温度は更に高くなる。このようなときの著しく高温の排気が排気昇温装置３の下流に配置された排気浄化触媒４に流入すると、排気浄化触媒４が過昇温され劣化や破損するおそれがある。また、排気浄化触媒４の床温が高温の場合にも、高温の排気が排気昇温装置３の下流に配置された排気浄化触媒４に流入すると、排気浄化触媒４が過昇温され劣化や破損するおそれがある。そこで、クランクポジションセンサ１０及びアクセルポジションセンサ１１の検出値に応じた内燃機関１の運転状態並びに触媒温度センサ１２で検出した排気浄化触媒４の床温に基づいて、詰まり除去のための燃料の噴射を実行可能な時期を判断する。具体的には、内燃機関１の運転状態が低・中負荷領域の場合や、排気浄化触媒４の床温が予め定めた所定温度以下の場合に、詰まり除去のための燃料の噴射を実行可能な時期と判断する。
【００４５】
Ｓ１０２において、詰まり除去のための燃料の噴射を実行可能な時期と肯定判定された場合には、Ｓ１０３へ移行する。一方、Ｓ１０２において、詰まり除去のための燃料の噴射を実行不可能な時期と否定判定された場合には、本ステップの処理へ戻る。
【００４６】
Ｓ１０３では、詰まり除去のために噴射される燃料の量である、着火装置７で着火され燃焼可能な量（噴射量）を算出する。本実施例では、着火装置７で着火され燃焼可能な量は、内燃機関１の運転状態に応じて変動する変動量として定められている。このため、クランクポジションセンサ１０及びアクセルポジションセンサ１１の検出値に応じた内燃機関１の運転状態に基づいて、着火装置７で着火され燃焼可能な量を算出する。具体的には、内燃機関１の運転状態と、当該運転状態での排気の酸素濃度や排気流量や排気温度を考慮して予め求められている燃料の着火装置７で着火され燃焼可能な量と、の関係を予め定めたマップを用意しておく。そして、このマップを用い、内燃機関１の運転状態から着火装置７で着火され燃焼可能な量を算出する。Ｓ１０３において、着火装置７で着火され燃焼可能な量を算出すると、Ｓ１０４へ移行する。
【００４７】
Ｓ１０４では、詰まり除去のために燃料供給弁６から燃料の噴射を実行する。このとき、空気供給装置５からは空気を供給すると共に、着火装置７は着火を行う。具体的には、空気供給装置５から空気を供給すると共に、詰まり除去のために燃料供給弁６からＳ１０３で算出された着火装置７で着火され燃焼可能な量の燃料を噴射する。そして、着火装置７は燃料供給弁６で噴射された燃料に着火する。
【００４８】
以上説明した本ルーチンによると、詰まり除去のために燃料供給弁６から燃料を噴射する際に、着火装置７で着火され燃焼可能な量の燃料を噴射することができ、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを抑制できる。
【００４９】
＜実施例２＞
実施例２では、排気の空間速度を考慮して、燃料供給弁６の詰まり除去制御を行う。本実施例では、その特徴部分について説明し、上記実施例と同構成の部分については説明を省略する。
【００５０】
ここで、排気の空間速度（ＳＶ）とは、単位体積当たりの排気流量である。排気流量は、エアフローメータ１３の検出する吸気流量から推定することができる。なお、排気流量は、排気流量センサを配置して直接検出してもよい。また、排気の空間速度を、排気流量や排気流速に置き換えてもよい。
【００５１】
排気昇温装置を通過する排気の空間速度が速い速度であると、排気に乗った燃料の移動速度が速く、詰まり除去のために噴射される燃料が着火装置７で着火されても、一部の燃料が未燃焼となる。これに対し、排気昇温装置３を通過する排気の空間速度が遅い速度であると、排気に乗った燃料の移動速度が遅く、詰まり除去のために噴射される燃料が着火装置７で着火されると、ほぼ全ての燃料が燃焼する。ここで、ほぼ全ての燃料が燃焼する排気の空間速度が遅い場合としては、内燃機関１のアイドル運転時や、内燃機関１の減速運転時である。
【００５２】
そこで、本実施例では、燃料供給弁６からの詰まり除去のための燃料の噴射は、排気の空間速度が、詰まり除去のために噴射される燃料が着火装置７で着火されても一部の燃料が未燃焼となるおそれがあるか否かの閾値となる所定速度以下のときに行うようにした。
【００５３】
ここで、所定速度とは、排気の空間速度が、詰まり除去のために噴射される燃料が着火装置７で着火されても一部の燃料が未燃焼となるおそれがあるか否かの閾値となる速度である。排気の空間速度が、所定速度以下であると、詰まり除去のために噴射される燃料が着火装置７で着火されると一部の燃料もほぼ未燃焼とはならなくなる。
【００５４】
本実施例によると、排気の空間速度が所定速度以下のときに燃料供給弁６からの詰まり除去のための燃料の噴射を行うので、詰まり除去のために噴射される燃料が着火装置７で着火されると一部の燃料もほぼ未燃焼とはならない。これにより、詰まり除去のために燃料供給弁６から噴射された燃料は、着火装置７で着火されると燃焼し、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを回避できる。図４は、排気の空間速度と排気の昇温効果との関係を示す図である。図４に示すように、排気の空間速度が遅い速度の時には排気の昇温効果が高いので、詰まり除去のための燃料の噴射によって、排気をより昇温できる。これにより、近年の熱効率の高い内燃機関１で不足している排気の温度を上昇させることができる。
【００５５】
また、本実施例では、燃料供給弁６からの詰まり除去のために噴射される燃料の量である、着火装置７で着火され燃焼可能な量は、排気の空間速度が増加すると、詰まり除去のために噴射される燃料が着火装置７で着火されても一部の燃料が未燃焼となるおそれが増加する現象が考慮されて算出されるようにした。
【００５６】
本実施例によると、着火装置７で着火され燃焼可能な量は、排気の空間速度を考慮して、排気の空間速度が速い速度であると少量になり、排気の空間速度が遅い速度であると多量になるよう算出される。これにより、排気の空間速度が遅い速度の時程、燃料供給弁６からより多量の燃料が噴射されるので、燃料供給弁６の詰まりを除去し易くなる。また、燃料供給弁６からより多量の燃料が噴射されると、排気をより昇温できる。
【００５７】
図５は、燃料供給弁の詰まり除去制御ルーチン２を示すフローチャートである。燃料供給弁の詰まり除去制御ルーチン２について、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ９によって実行される。なお、上記実施例における燃料供給弁の詰まり除去制御ルーチン１と同様な処理については、その処理の詳細な説明は省略する。
【００５８】
本ルーチンが実行されると、まず、Ｓ１０１では、燃料供給弁６の詰まり除去時期が到来したか否かを判別する。Ｓ１０１において、燃料供給弁６の詰まり除去時期が到来したと肯定判定された場合には、Ｓ２０１へ移行する。一方、Ｓ１０１において、燃料供給弁６の詰まり除去時期が到来していないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００５９】
Ｓ２０１では、排気昇温装置３を通過する排気の空間速度が所定速度以下であるか否かを判別する。排気の空間速度は、単位体積当たりの排気流量から算出する。排気流量は、エアフローメータ１３の検出する吸気流量から推定する。所定速度は、それ以下であると、例えば、内燃機関１の運転状態が、内燃機関１のアイドル運転及び減速運転の状態であるときの排気の空間速度である。
【００６０】
Ｓ２０１において、排気の空間速度が所定速度以下であると肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ移行する。一方、Ｓ２０１において、排気の空間速度が所定速度よりも速い速度であると否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００６１】
Ｓ１０２では、詰まり除去のための燃料の噴射を実行可能な時期か否かを判別する。Ｓ１０２において、詰まり除去のための燃料の噴射を実行可能な時期と肯定判定された場合には、Ｓ２０２へ移行する。一方、Ｓ１０２において、詰まり除去のための燃料の噴射を実行不可能な時期と否定判定された場合には、本ステップの処理へ戻る。
【００６２】
Ｓ２０２では、詰まり除去のために噴射される燃料の量である、着火装置７で着火され燃焼可能な量（噴射量）を算出する。本実施例では、着火装置７で着火され燃焼可能な量は、内燃機関１の運転状態に応じて変動する変動量として定められており、算出にあたって排気の空間速度が考慮される。よって、Ｓ２０１で算出した排気の空間速度に基づいて、着火装置７で着火され燃焼可能な量を算出する。具体的には、排気の空間速度が増加すると、詰まり除去のために噴射される燃料が着火装置７で着火されても一部の燃料が未燃焼となるおそれが増加する現象から求められた、排気の空間速度と着火装置７で着火され燃焼可能な量との関係を予め定めたマップを用意しておく。そして、このマップを用い、内燃機関１の運転状態から着火装置７で着火され燃焼可能な量を算出する。
【００６３】
なお、着火装置７で着火され燃焼可能な量は、本実施例での排気の空間速度だけでなく、実施例１の内燃機関１の運転状態にも基づいて算出されてもよい。本実施例では、着火装置７で着火され燃焼可能な量が、排気の空間速度に基づく影響が大きいとして、排気の空間速度だけに基づいて算出されるようにした。
【００６４】
また、本実施例では、詰まり除去のために燃料の噴射を行うことが、Ｓ２０１のステップで排気の空間速度が所定速度以下の場合に限られている。そこで、着火装置７で着火され燃焼可能な量を、内燃機関１の全運転領域において燃焼可能な最小限の一定量よりも多い量であって、排気の空間速度が所定速度以下の場合において燃焼可能な一定量にしてもよい。これによっても、排気の空間速度が所定速度以下の時に、燃料供給弁６から多量の燃料が噴射されるので、燃料供給弁６の詰まりを除去し易くなる。
【００６５】
Ｓ１０４では、詰まり除去のために燃料供給弁６から燃料の噴射を実行する。このとき、空気供給装置５からは空気を供給すると共に、着火装置７は着火を行う。
【００６６】
以上説明した本ルーチンによると、排気の空間速度が所定速度以下のときに、詰まり除去のために燃料供給弁６から燃料を噴射することができ、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを回避できる。また、詰まり除去のために燃料供給弁６から燃料を噴射する際に、燃料供給弁６からより多量の燃料を噴射することができ、燃料供給弁６の詰まりを除去し易くなる。
【００６７】
＜実施例３＞
実施例３では、燃料供給弁６から詰まり除去のために噴射される燃料の量を、着火装置７で着火され燃焼可能な量又は着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量とする。これは、燃料供給弁６から詰まり除去のために噴射される燃料の量が、着火装置７で着火され燃焼可能な量よりも多くても、着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量であれば、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを抑制できるからである。本実施例では、その特徴部分について説明し、上記実施例と同構成の部分については説明を省略する。
【００６８】
ここで、本実施例における排気浄化触媒４は、着火装置７よりも下流の排気通路２に設けられ、燃料を酸化及び吸着可能なものである。
【００６９】
本実施例では、燃料供給弁６から詰まり除去のために噴射される燃料の量を、着火装置７で着火され燃焼可能な量又は着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量とする。
【００７０】
ここで、着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量とは、着火装置７で着火された後に一部の燃料が未燃焼となり排気浄化触媒４に流入するが、この一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着され、下流に未燃ＨＣ（未燃燃料）がほとんど排出されず、排気エミッションに悪影響を及ぼさない量である。
【００７１】
本実施例によると、詰まり除去のために燃料供給弁６から燃料を噴射する際に、着火装置７で着火され燃焼可能な量又は着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量の燃料を噴射することになる。これにより、詰まり除去のために燃料供給弁６から噴射された燃料は、着火装置７で着火されると燃焼するか、又は着火装置７で着火された後の未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着され、下流へ未燃ＨＣが排出されてしまうことを抑制できる。よって、未燃ＨＣが排気通路２から大気中に放出されることによる排気エミッションの悪化を抑制できる。また、燃料供給弁６から着火装置７で着火され燃焼可能な量以上の燃料が噴射されるので、燃料供給弁６の詰まりを除去し易くなる。
【００７２】
また、本実施例では、燃料供給弁６からの詰まり除去のために噴射される燃料の量である、着火装置７で着火され燃焼可能な量又は着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量は、排気浄化触媒４の活性状態が考慮されて算出されるようにした。
【００７３】
本実施例によると、着火装置７で着火され燃焼可能な量又は着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量は、排気浄化触媒４の活性状態を考慮して、排気浄化触媒４の活性状態が低い又は排気浄化触媒４が不活性状態であると少量になり、排気浄化触媒４の活性状態が高いと多量になるよう算出される。これにより、排気浄化触媒４の活性状態が高い時程、燃料供給弁６からより多量の燃料が噴射されるので、燃料供給弁６の詰まりを除去し易くなる。また、燃料供給弁６からより多量の燃料が噴射されると、排気をより昇温できる。
【００７４】
本実施例に係る燃料供給弁の詰まり除去制御ルーチンは、図３に示す燃料供給弁の詰まり除去制御ルーチン１と同様なものとなる。しかし、Ｓ１０３のステップの内容だけが異なるので、以下にその説明をする。
【００７５】
Ｓ１０３では、詰まり除去のために噴射される燃料の量である、着火装置７で着火され燃焼可能な量又は着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量（噴射量）を算出する。本実施例では、着火装置７で着火され燃焼可能な量又は着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量は、内燃機関１の運転状態に応じて変動する変動量として定められており、算出にあたって排気浄化触媒４の活性状態が考慮される。よって、クランクポジションセンサ１０及びアクセルポジションセンサ１１の検出値に応じた内燃機関１の運転状態並びに触媒温度センサ１２で検出した排気浄化触媒４の床温に基づいて、着火装置７で着火され燃焼可能な量又は着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量を算出する。具体的には、排気浄化触媒４の床温が高くなると排気浄化触媒４の活性状態が高まる現象から求められた、排気浄化触媒４の活性状態と着火装置７で着火され燃焼可能な量又は着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量との関係を予め定めたマップを用意しておく。そして、このマップを用い、内燃機関１の運転状態及び排気浄化触媒４の床温から着火装置７で着火され燃焼可能な量又は着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量を算出する。
【００７６】
なお、本実施例では、詰まり除去のために噴射される燃料の量は、変動量であり、多数の値を採用することができた。しかしこれに限られず、排気浄化触媒４が不活性状態である場合には、一定量の、着火装置７で着火され燃焼可能な量とし、排気浄化触媒４が活性状態である場合には、一定量の、着火装置７で着火後に未燃焼となる一部の燃料が排気浄化触媒４にて酸化及び吸着可能な量とするようにしてもよい。これによっても、排気浄化触媒４が活性状態である場合には、燃料供給弁６から多量の燃料が噴射されるので、燃料供給弁６の詰まりを除去し易くなる。
【００７７】
＜他の例＞
なお、排気昇温装置３は、図１の構成に限られない。図６は、本発明の他の例に係る排気昇温装置の概略構成を示す図である。排気昇温装置３は、排気通路２から突出した空間に設けられ、排気流れ方向上流側から、空気供給装置５と、燃料供給弁６と、着火装置７と、それらを取り囲む燃焼室１４と、を備える。
【００７８】
空気供給装置５は、空気ポンプ５１から空気供給通路５２を介して燃焼室１４上流側から空気を供給し、燃焼室１４内の排気の酸素濃度を上昇させるものである。
【００７９】
燃料供給弁６は、燃焼室１４に設けられ、排気通路２に向けて不図示の燃料タンクの燃料を供給するものである。なお、燃料供給弁６からの燃料噴霧が排気通路２に直接向く必要は無く、燃料供給弁６からの燃料を気体流れに乗せて排気通路２に向かわせることができればよい。
【００８０】
着火装置７は、燃焼室１４に設けられ、燃焼室１４内の燃料供給弁６から供給された燃料に着火（点火）するものである。
【００８１】
燃焼室１４は、排気通路２につながり排気通路２から突出して設けられた空間であり、空気供給装置５からの空気と、燃料供給弁６からの燃料と、が内部に供給され、これらが混合された状態で着火装置７が着火を行え、燃焼気体が排気通路２へ流入するようにする。燃焼室１４は、排気通路２の外部に設けられることで、空気供給装置５からの空気や燃料供給弁６からの燃料が排気通路２内に拡散されずに混合されるようにする。また排気昇温装置３に対する排気通路２内を流通する排気の影響をより少なくするようにする。これにより、排気昇温装置３は安定的に燃料を燃焼させることができる。
【００８２】
＜その他＞
本発明に係る昇温装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。また、上記実施例は、本発明に係る燃料供給弁の詰まり除去方法の実施例でもある。
【符号の説明】
【００８３】
１：内燃機関
２：排気通路
３：排気昇温装置
４：排気浄化触媒
５：空気供給装置
６：燃料供給弁
７：着火装置
８：燃焼管
９：ＥＣＵ
１０：クランクポジションセンサ
１１：アクセルポジションセンサ
１２：触媒温度センサ
１３：エアフローメータ
１４：燃焼室
５１：空気ポンプ
５２：空気供給通路
６１：ケース
６２：ニードル
６３：サック
６４：噴射孔
【図１】
0005534011.tif 000002
【図２】
0005534011.tif 000003
【図３】
0005534011.tif 000004
【図４】
0005534011.tif 000005
【図５】
0005534011.tif 000006
【図６】
0005534011.tif 000007