(57)【要約】【課題】燃料を保持するウィックを有するバーナーにおいて始動制御に要する時間を短縮する。【解決手段】バーナー２２は、第１室３１と第２室３２とを有する燃焼器２３と、燃料供給部４０と、空気供給部４５と、燃料を保持するウィック３９と、発熱部５１を有する着火プラグ５０と、第１室３１の第１温度を検出する第１温度センサー５３と、第２室３２の第２温度を検出する第２温度センサー５４と、バーナー２２を制御するＢＣＵ６０とを備える。ＢＣＵ６０は、ウィック３９が保持する燃料の着火後に空気供給部４５による空気供給量と燃料供給部４０による燃料供給量とを一定の当量比のもとで各々の目標値まで増加させる暖機処理を始動制御に含み、第１温度が冷間温度よりも低い場合に冷間始動制御を実行し、第１温度が冷間温度以上である場合に暖機処理における燃料供給量の増加速度が冷間始動制御よりも大きい第１始動制御を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連通路を有する保炎板で仕切られた第１室と第２室とを有する燃焼器と、
前記第１室に燃料を供給する燃料供給部と、
前記第１室に空気を供給する空気供給部と、
前記第１室に位置して前記燃料供給部が供給した燃料を保持するウィックと、
前記ウィックと前記保炎板との間に位置する発熱部を有する着火プラグと、
前記第１室の温度である第１温度を検出する第１温度センサーと、
前記燃料供給部、前記空気供給部、および前記着火プラグを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記ウィックが保持する燃料の着火後に前記空気供給部による空気供給量と前記燃料供給部による燃料供給量とを一定の当量比のもとで各々の目標値まで増加させる暖機処理を始動制御に含み、
前記第１温度が冷間温度よりも低い場合に前記始動制御として冷間始動制御を実行し、前記第１温度が前記冷間温度以上である場合に前記始動制御として前記暖機処理における前記燃料供給量の増加速度が前記冷間始動制御よりも大きい第１始動制御を実行する
バーナー。
【請求項２】
前記暖機処理が第１暖機処理であり、
前記制御部は、
前記第１暖機処理のあとに前記空気供給量を目標値に維持したまま前記当量比が目標当量比となるように前記燃料供給量を増加させる第２暖機処理を前記始動制御に含み、
前記第１温度が第１暖機温度未満である場合に前記第１始動制御を実行し、
前記第１温度が前記第１暖機温度以上である場合に前記始動制御として前記第１暖機処理における前記燃料供給量の増加速度が前記冷間始動制御よりも大きく、かつ、前記第２暖機処理における前記燃料供給量の増加速度が前記第１始動制御よりも大きい第２始動制御を実行する
請求項１に記載のバーナー。
【請求項３】
前記第２室の温度である第２温度を検出する第２温度センサーを備え、
前記制御部は、
前記第１温度が前記第１暖機温度以上かつ前記第２温度が第２暖機温度未満である場合に前記第２始動制御を実行し、前記第１温度が前記第１暖機温度以上かつ前記第２温度が前記第２暖機温度以上である場合に前記始動制御として前記第１暖機処理を行うことなく前記第２暖機処理を行う第３始動制御を実行する
請求項２に記載のバーナー。
【請求項４】
前記第３始動制御は、前記第２暖機処理における前記燃料供給量の増加速度が最も大きい始動制御である
請求項３に記載のバーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスを昇温させるバーナーであって燃料を保持するウィックを有するバーナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気通路には、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を捕捉するフィルター（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）が配設されている。ＤＰＦにおいては、ＰＭの捕捉機能を保持するために、ＤＰＦの捕捉したＰＭを排気ガスを用いて焼却する再生処理が行なわれる。例えば、特許文献１の排気浄化装置では、ＤＰＦの前段に配設されたバーナーで燃焼ガスを生成し、その生成された燃焼ガスを排気通路に供給することによってＤＰＦに流入する排気ガスを昇温させている。また、特許文献２には、燃料が燃焼する燃焼領域を形成する燃焼器に燃料を一時的に保持するウィックを有するバーナーが開示されている。ウィックを有するバーナーでは、ウィックに保持させた燃料を加熱することで気化・着火し、その後、燃焼状態が安定して燃焼器が十分に昇温すると定常燃焼へと移行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８５４９３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０１１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
たとえば、荷物の集配を行う集配車においては、エンジンの停止と始動とが繰り返されることが多いため、ＤＰＦの再生処理の実行中にエンジンの停止と始動とが繰り返されると、これにともなってバーナーも始動と停止とが繰り返される。そのため、ＤＰＦの再生処理に要する時間を短縮するうえでバーナーの始動から定常燃焼までの始動制御に要する時間を短縮することが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、燃料を保持するウィックを有するバーナーにおいて始動制御に要する時間を短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するバーナーは、連通路を有する保炎板で仕切られた第１室と第２室とを有する燃焼器と、前記第１室に燃料を供給する燃料供給部と、前記第１室に空気を供給する空気供給部と、前記第１室に位置して前記燃料供給部が供給した燃料を保持するウィックと、前記ウィックと前記保炎板との間に位置する発熱部を有する着火プラグと、前記第１室の温度である第１温度を検出する第１温度センサーと、前記燃料供給部、前記空気供給部、および前記着火プラグを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記ウィックが保持する燃料の着火後に前記空気供給部による空気供給量と前記燃料供給部による燃料供給量とを一定の当量比のもとで各々の目標値まで増加させる暖機処理を始動制御に含み、前記第１温度が冷間温度よりも低い場合に前記始動制御として冷間始動制御を実行し、前記第１温度が前記冷間温度以上である場合に前記始動制御として前記暖機処理における前記燃料供給量の増加速度が前記冷間始動制御よりも大きい第１始動制御を実行する。
【０００７】
上記構成のように、バーナーの始動時に第１温度が冷間温度以上である場合はウィックにおいて燃料が蒸発しやすく、また、第１室での気化燃料の液化が抑えられる。そのため、暖機処理における空気供給量および燃料供給量の増加速度を冷間始動制御より大きくしても失火を抑えることができる。すなわち、第１温度に応じて第１始動制御を実行可能に構成することにより、始動制御に要する時間を短縮することができる。
【０００８】
上記構成のバーナーにおいて、前記暖機処理が第１暖機処理であり、前記制御部は、前記第１暖機処理のあとに前記空気供給量を目標値に維持したまま前記当量比が目標当量比となるように前記燃料供給量を増加させる第２暖機処理を前記始動制御に含み、前記第１温度が第１暖機温度未満である場合に前記第１始動制御を実行し、前記第１温度が前記第１暖機温度以上である場合に前記始動制御として前記第１暖機処理における前記燃料供給量の増加速度が前記冷間始動制御よりも大きく、かつ、前記第２暖機処理における前記燃料供給量の増加速度が前記第１始動制御よりも大きい第２始動制御を実行してもよい。
【０００９】
上記構成によれば、第１温度が第１暖機温度未満であるときに第１始動制御が選択され、第１温度が第１暖機温度以上であるときに第２始動制御が選択される。すなわち、第２始動制御が選択される場合、第１始動制御が選択される場合よりも燃焼器の蓄熱量が大きく燃焼器が吸熱する燃焼熱が少ない。そのため、第２暖機処理における空気供給量および燃料供給量の増加速度を第１始動制御より大きくしても失火を抑えることができる。すなわち、第１温度および第２温度に応じて第２始動制御も実行可能に構成することにより、始動制御に要する時間をより短縮することができる。
【００１０】
上記構成のバーナーは、前記第２室の温度である第２温度を検出する第２温度センサーを備え、前記制御部は、前記第１温度が前記第１暖機温度以上かつ前記第２温度が第２暖機温度未満である場合に前記第２始動制御を実行し、前記第１温度が前記第１暖機温度以上かつ前記第２温度が前記第２暖機温度以上である場合に前記始動制御として前記第１暖機処理を行うことなく前記第２暖機処理を行う第３始動制御を実行してもよい。
【００１１】
上記構成によれば、第１温度が第１暖機温度以上かつ第２温度が第２暖機温度以上である場合、第１暖機処理が省略されて第２暖機処理が実行される第３始動制御が選択される。このように第１温度および第２温度に基づいて、冷間始動制御、第１始動制御、第２始動制御、および、第３始動制御が選択的に実行されることにより、始動制御に要する時間を効果的に短縮することができる。
【００１２】
上記構成のバーナーにおいて、前記第３始動制御は、前記第２暖機処理における前記燃料供給量の増加速度が最も大きい始動制御であることが好ましい。
上記構成によれば、第２暖機処理に要する時間が第２始動制御よりも短くなることで始動制御に要する時間を効果的に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】バーナーの一実施形態の概略構成を示す図。
【図２】バーナーの電気的な構成の一例を示す機能ブロック図。
【図３】選択処理の一例を示すフローチャート。
【図４】冷間始動制御の一例を示すタイムチャート。
【図５】第１始動制御の一例を示すタイムチャート。
【図６】第２始動制御の一例を示すタイムチャート。
【図７】第３始動制御の一例を示すタイムチャート。
【図８】始動制御の所要時間を比較した実験結果の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１〜図８を参照して、バーナーの一実施形態について説明する。
図１に示されるように、軽油を燃料とするディーゼルエンジン１０（以下、エンジン１０という）の排気通路１１には、エンジン１０からの排気ガスを浄化する排気浄化装置２０が配設されている。排気浄化装置２０は、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を捕捉するＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）２１を有している。ＤＰＦ２１は、例えば耐熱性に優れたセラミックやステンレスを素材としたウォールフロー型のフィルターである。排気浄化装置２０は、ＤＰＦ２１の前段にバーナー２２を有している。バーナー２２は、排気通路１１に燃焼ガスを供給してＤＰＦ２１に流入する排気ガスを昇温させることにより、ＤＰＦ２１の再生処理を実行する。なお、ＤＰＦ２１は、その表層にＮＯｘを還元する触媒層を有する触媒化ＤＰＦであってもよい。
【００１５】
バーナー２２は、燃焼器２３、ウィック３９、燃料供給部４０、空気供給部４５、および、着火プラグ５０を備えている。
燃焼器２３は、たとえばステンレスといった耐熱性の高い金属で構成されている。燃焼器２３は、内筒２４と内筒２４よりも内径が大きい外筒２５とを有しており、これら内筒２４と外筒２５とによる２重筒構造をなしている。燃焼器２３は、内筒２４および外筒２５の基端側端部に接合された基板２６を有している。基板２６は、内筒２４および外筒２５の双方における基端側端部の開口を閉塞している。
【００１６】
燃焼器２３は、内筒２４および外筒２５の先端側端部に接合された噴出し板２７を有している。噴出し板２７は、環状の形状を有しており、内筒２４と外筒２５との隙間を閉塞するとともにその内周縁によって噴出し口２８を形成している。燃焼器２３は、内筒２４の内部空間を第１室３１と第２室３２とに仕切る保炎板３３を有している。保炎板３３は、その外周縁が内筒２４の内周面に接合されており、第１室３１と第２室３２とを連通する複数の連通路３４が形成された多孔板である。
【００１７】
燃焼器２３には、内筒２４と外筒２５との隙間によって、空気供給部４５が供給する空気を燃焼器２３内に導入する空気導入室３５が形成される。内筒２４には、空気導入室３５と第１室３１とを連通して第１室３１に空気を導入する複数の第１導入孔３６が全周にわたって規則的に形成されている。また、内筒２４には、空気導入室３５と第２室３２とを連通して第２室３２に空気を導入する複数の第２導入孔３７が全周にわたって規則的に形成されている。
【００１８】
燃焼器２３は、第１室３１における基板２６寄りにウィック３９を位置決めする位置決め部材３８を有している。位置決め部材３８は、ウィック３９の外径よりも小さな内径を有する環状の形状を有しており、その外周縁が内筒２４の内周面に接合されている。
【００１９】
ウィック３９は、たとえば微小な空隙を有する金属メッシュや多孔質金属からなり、第１室３１側から基板２６を覆う形状を有している。ウィック３９は、燃料供給部４０が第１室３１に供給した液体燃料を吸収し、その吸収した液体燃料を微小な空隙に保持する。
【００２０】
燃料供給部４０は、燃料圧送部４１と燃料供給ノズル４２とを有している。燃料圧送部４１は、エンジン１０の燃料を液体のまま燃料供給ノズル４２に圧送する。燃料圧送部４１はたとえば燃料タンクや燃料ポンプ、流量調整弁などで構成されており、これにより燃料供給部４０は燃料供給量Ｇｆを調整可能に構成されている。燃料供給ノズル４２は、基板２６の中央部分に固定されており、燃料圧送部４１が圧送した液体燃料を第１室３１に配設されたウィック３９へ供給する。
【００２１】
空気供給部４５は、空気圧送部４６と空気供給ノズル４７とを有している。空気圧送部４６は、空気供給ノズル４７に空気を圧送する。空気圧送部４６は、たとえばブロワなどの空気供給源や空気量調整弁などを有しており、これにより空気供給部４５は空気供給量Ｇａを調整可能に構成されている。空気供給ノズル４７は、保炎板３３よりも先端側にて外筒２５に固定されており、空気圧送部４６が圧送した空気を燃焼器２３の空気導入室３５に供給する。空気導入室３５に導入された空気は、第１導入孔３６を通じて一次空気として第１室３１に流入し、第２導入孔３７を通じて二次空気として第２室３２に流入する。なお、空気圧送部４６は、エンジン１０の吸気通路１２を流れる吸入空気の一部を燃焼器２３に供給する構成であってもよい。
【００２２】
着火プラグ５０は、第１室３１に発熱部５１を有している。着火プラグ５０は、たとえば電力の供給を受けて発熱部５１が発熱するグロープラグである。着火プラグ５０は、外筒２５に固定されており、第１導入孔３６の１つを通じて第１室３１内に着火プラグ５０が配設されている。着火プラグ５０は、発熱部５１の発熱によりウィック３９を加熱し、ウィック３９が保持している液体燃料を気化させて着火する。
【００２３】
また、バーナー２２は、第１温度センサー５３、第２温度センサー５４、および、ＤＰＦ温度センサー５５を備えている。第１温度センサー５３は、第１室３１の温度である第１温度Ｔ１を検出する。第１温度Ｔ１は、ウィック３９における液体燃料の気化具合やウィック３９における着火状況などの指標となる温度である。第２温度センサー５４は、第２室３２の温度であって噴出し口２８付近の温度である第２温度Ｔ２を検出する。第２温度Ｔ２は、燃焼器２３における燃焼状態や燃焼器２３の蓄熱状態についての指標となる温度である。ＤＰＦ温度センサー５５は、ＤＰＦ２１の温度であるＤＰＦ温度Ｔｄを検出する。第１温度センサー５３、第２温度センサー５４、ＤＰＦ温度センサー５５の各々は、検出した温度を示す検出信号をバーナー２２を統括制御する制御部であるＢＣＵ（Ｂｕｒｎｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）６０に出力する。ＢＣＵ６０は、第１温度Ｔ１、第２温度Ｔ２、および、ＤＰＦ温度Ｔｄに基づいて、燃料供給部４０による液体燃料の供給、空気供給部４５による空気の供給、着火プラグ５０の駆動を制御する。
【００２４】
ＢＣＵ６０は、プロセッサ、メモリー６０ａ、入力インターフェース、および、出力インターフェース等がバスを介して互いに接続されたマイクロコントローラーを中心に構成される。ＢＣＵ６０は、温度センサー５３〜５５が出力した各種の情報を入力インターフェースを介して取得する。そしてＢＣＵ６０は、その取得した各種の情報、および、メモリー６０ａに記憶したプログラムや各種のデータに基づいて各種の処理を実行し、これら各種の処理を通じて各種制御対象を制御する。
【００２５】
ＢＣＵ６０は、図示されない車載ネットワークを介して、エンジン１０を統括制御するＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１５と接続されている。ＢＣＵ６０は、ＥＣＵ１５から再生処理の開始を示す再生信号が入力されることにより再生処理を開始する。ＥＣＵ１５は、たとえば、ＤＰＦ２１における差圧に基づいてＰＭの堆積量を演算し、その堆積量が再生値を超えた場合に再生信号を出力する。
【００２６】
再生処理においてＢＣＵ６０は、始動制御、出力調整制御、および、消火制御の各種制御を行う。始動制御は、バーナー２２を始動するとともにバーナー２２における燃焼状態を定常燃焼へ移行させる制御である。出力調整制御は、ＤＰＦ温度Ｔｄが所望の再生温度となるようにバーナー２２の出力、すなわち燃料および空気の供給量が調整される制御である。出力調整制御においてＢＣＵ６０は、たとえばＤＰＦ温度Ｔｄと燃焼時間とに基づいてＤＰＦ２１におけるＰＭの燃焼量を演算し、その燃焼量が再生完了値を下回るまで出力調整制御を継続する。消火制御は、燃焼器２３に形成されている火炎を消火してバーナー２２の出力を停止する制御である。消火制御は、たとえば、燃焼量が再生完了値を下回ることやエンジン１０の始動あるいは停止などの停止条件の成立を契機として開始される制御である。なお、定常燃焼とは、第２室３２における燃焼状態が安定し、燃焼器２３が十分に昇温した状態のことをいう。燃焼器２３が十分に昇温した状態とは、バーナー２２の出力が変化しても燃焼器２３の温度が上昇し続ける状態ではなく、バーナー２２の出力が変化したときにその変化に同調するように燃焼器２３の温度が変化する状態である。
【００２７】
図２に示すように、ＢＣＵ６０は、プログラムの実行により実現される各種機能部として、始動制御の制御モードを選択する選択部６１、燃料供給部４０による液体燃料の供給を制御する燃料制御部６２、および、空気供給部４５による空気の供給を制御する空気制御部６３を備える。また、ＢＣＵ６０は、着火プラグ５０に対する電力Ｗの供給を制御する電力制御部６４を備える。
【００２８】
図３に示すように、選択部６１は、始動制御における制御モードを第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２とに基づいて選択する選択処理を実行する。選択処理において、選択部６１は、第１温度Ｔ１を取得し、その取得した第１温度Ｔ１が冷間温度Ｔ１ｃよりも低いか否かを判断する（ステップＳ１１）。冷間温度Ｔ１ｃは、ウィック３９が保持する液体燃料が気化しにくいと判断される第１温度Ｔ１の範囲を規定する温度（たとえば８０℃）である。第１温度Ｔ１が冷間温度Ｔ１ｃよりも低かった場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、選択部６１は、冷間始動制御を選択して（ステップＳ１２）選択処理を終了する。冷間始動制御は、ウィック３９が保持する液体燃料が気化しにくく、失火の確率が最も高い場合に実行される始動制御である。また、冷間始動制御は、前回のバーナー２２の停止から十分な時間が経過し、ウィック３９の保油量が少ない状態のときに実行される始動制御である。
【００２９】
第１温度Ｔ１が冷間温度Ｔ１ｃ以上であった場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、選択部６１は、取得した第１温度Ｔ１が第１暖機温度Ｔ１ｈ（＞Ｔ１ｃ）よりも低いか否かを判断する（ステップＳ１３）。第１暖機温度Ｔ１ｈは、ウィック３９が保持する液体燃料が気化しやすく、また、第１室３１の周辺部材の蓄熱量が比較的大きいことで燃焼器２３が吸熱する燃焼熱が少なくなり第１室３１での気化燃料の液化が抑えられると判断される第１温度Ｔ１の下限値（たとえば１００℃）である。第１温度Ｔ１が第１暖機温度Ｔ１ｈよりも低かった場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、すなわち第１温度Ｔ１が冷間温度Ｔ１ｃ以上第１暖機温度Ｔ１ｈ未満であった場合、選択部６１は、第１始動制御を選択して（ステップＳ１４）選択処理を終了する。第１始動制御は、ウィック３９が保持する液体燃料の気化が可能であるものの、その気化燃料が第１室３１において液化する可能性が高い場合に実行される始動制御である。なお、第１始動制御が選択されたバーナー２２は、前回の停止からある程度の時間が経過しているものの、着火に必要な分の燃料がウィック３９に残存している状態にある。
【００３０】
第１温度Ｔ１が第１暖機温度Ｔ１ｈ以上であった場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ＢＣＵ６０は、続いて第２温度Ｔ２を取得し、その取得した第２温度Ｔ２が第２暖機温度Ｔ２ｈよりも低いか否かを判断する（ステップＳ１５）。第２暖機温度Ｔ２ｈは、燃焼器２３の蓄熱量が比較的大きく燃焼器２３が吸熱する燃焼熱が少なくなることで、第１室３１から第２室３２に流入した気化燃料が第２室３２で液化しにくいと判断される第２温度Ｔ２の下限値（たとえば１００℃）である。第２温度Ｔ２が第２暖機温度Ｔ２ｈよりも低い場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、選択部６１は、第２始動制御を選択して（ステップＳ１６）選択処理を終了する。第２始動制御は、ウィック３９が保持する液体燃料が気化しやすいものの、第２室３２において気化燃料が液化する可能性が高い場合に選択される始動制御である。なお、第２始動制御が選択されたバーナー２２は、前回の停止からさほど時間が経過しておらず、着火に必要な分の燃料がウィック３９に残存している状態にある。
【００３１】
第２温度Ｔ２が第２暖機温度Ｔ２ｈ以上であった場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、選択部６１は、第３始動制御を選択して（ステップＳ１７）選択処理を終了する。第３始動制御は、ウィック３９が保持する液体燃料が気化しやすく、かつ、気化燃料が第２室３２で液化しにくい場合、すなわち最も失火しにくい場合に選択される始動制御である。また、第３始動制御は、バーナー２２の停止からの経過時間が短時間であり、また、着火に必要な分の燃料がウィック３９に残存している状態にある。
【００３２】
なお、冷間温度Ｔ１ｃおよび第１暖機温度Ｔ１ｈ、バーナー２２に対して行った実験やシミュレーションなどの結果に基づいて規定される値であり、第１温度センサー５３の配置位置に応じて異なる値である。第２暖機温度Ｔ２ｈは、バーナー２２に対して行った実験やシミュレーションなどの結果に基づいて規定される値であり、第２温度センサー５４の配置位置に応じて異なる値である。
【００３３】
図４を参照して冷間始動制御について説明する。
図４に示すように、冷間始動制御は、順番に実行される第１処理Ｐｃ１（着火処理）、第２処理Ｐｃ２（第１暖機待ち処理）、第３処理Ｐｃ３（第１暖機処理）、第４処理Ｐｃ４（第２暖機待ち処理）、および、第５処理Ｐｃ５（第２暖機処理）で構成されている。
【００３４】
第１処理Ｐｃ１（着火処理）は、再生処理が開始される時刻ｔｃ０から、ウィック３９への着火を示す着火条件が満たされる時刻ｔｃ１までの処理である。着火条件は、第１温度Ｔ１に関する条件であり、第１温度Ｔ１が着火温度Ｔ１ｉ（たとえば１６０℃）以上であり、かつ、第１温度Ｔ１の上昇速度が着火速度ΔＴ１ｉ（たとえば１０℃／ｓｅｃ）以上であることである。
【００３５】
第１処理Ｐｃ１において、空気制御部６３は、時刻ｔｃ０から時刻ｔｃ１まで第１空気量Ｇａ１の空気が第１室３１に供給され続けるように空気供給部４５を駆動する。第１空気量Ｇａ１は、微少量の空気量であり、発熱部５１の昇温を妨げることなく燃料の着火に必要とされる空気がウィック３９の周辺に供給され、また、着火直後にある種火が吹き消されることのない空気量である。また、燃料制御部６２は、一定量の燃料が第１室３１に供給されるように、時刻ｔｃ０から所定期間だけ初期燃料量Ｇｆ１の液体燃料を供給する初期燃料供給が行われるように燃料供給部４０を駆動する。一定量の燃料は、ウィック３９の保油量が最大保油量の５０％程度となる量であることが好ましい。電力制御部６４は、燃料制御部６２が液体燃料の供給を停止するタイミングで着火プラグ５０に対する電力Ｗ１の供給を開始する。
【００３６】
第１処理においては、第１室３１への第１空気量Ｇａ１の空気の供給を継続的に行いながら、ウィック３９への液体燃料の供給と燃料供給後の着火プラグ５０の駆動とが行われる。そして、ウィック３９が保持している液体燃料の燃焼が開始されて種火が生成される。このようにウィック３９に液体燃料を供給してから着火プラグ５０が駆動されることにより、着火プラグ５０の発熱部５１が昇温するまでの期間に、ウィック３９における液体燃料の保持範囲を拡げることができる。ＢＣＵ６０は、時刻ｔｃ１において第１温度Ｔ１が着火条件を満たすと第２処理Ｐｃ２へと移行する。
【００３７】
第２処理Ｐｃ２（第１暖機待ち処理）は、時刻ｔｃ１から、ウィック３９での燃焼範囲の拡大を示す拡大条件が満される時刻ｔｃ２までの処理である。拡大条件は、第２温度Ｔ２に関する条件であり、第２温度Ｔ２が拡大温度Ｔ２ａ（たとえば１６０℃）以上、かつ、第２温度Ｔ２の上昇速度が拡大速度ΔＴ２ａ（たとえば１０℃／ｓｅｃ）以上である。
【００３８】
第２処理Ｐｃ２において、空気制御部６３は、第１空気量Ｇａ１よりも多い第２空気量Ｇａ２の空気が第１室３１に供給され続けるように空気供給部４５を駆動する。第２空気量Ｇａ２は、第１空気量Ｇａ１よりも多い空気量であり、種火がウィック３９で燃え広がるうえでウィック３９の周辺の空気不足が抑えられ、また、種火が吹き消されることのない空気量である。また、燃料制御部６２は、燃料供給部４０による液体燃料の供給を停止し、電力制御部６４は、着火プラグ５０に対する電力の供給を継続して行う。
【００３９】
第２処理Ｐｃ２においては、種火が吹き消されることのない程度に空気供給量Ｇａが増量されるため、ウィック３９周辺の空気不足を抑えつつ種火の燃え広がりを促進させることができる。これにより、種火が失火しにくくなることから、結果として、冷間始動時における失火を抑えることができる。ＢＣＵ６０は、時刻ｔｃ２において第２温度Ｔ２が拡大条件を満たすと第３処理Ｐｃ３へ移行する。
【００４０】
第３処理Ｐｃ３（第１暖機処理）は、時刻ｔｃ２から、空気供給量Ｇａが目標空気量Ｇａｔに到達する時刻ｔｃ３までの処理である。第３処理において、空気制御部６３は、空気供給量Ｇａが目標空気量Ｇａｔになるまで、冷間始動制御に対応する空気増加速度δＧａで空気供給量Ｇａが増加するように空気供給部４５を駆動する。燃料制御部６２は、目標空気量Ｇａｔに応じた中間燃料量Ｇｆ２まで、冷間始動制御に対応する第１燃料増加速度δＧｆ１（たとえば０．００３（ｇ／ｓ）／ｓ）で燃料供給量Ｇｆが増加するように燃料供給部４０を駆動する。また、第３処理において、電力制御部６４は、着火プラグ５０への電力Ｗ１の供給を維持する。
【００４１】
燃料制御部６２および空気制御部６３は、その時々の燃料供給量Ｇｆと空気供給量Ｇａとに基づく当量比φが所定の希薄燃焼値φ１に維持されるように燃料供給部４０および空気供給部４５を駆動する。当量比φは、燃料供給部４０による燃料供給量Ｇｆと空気供給部４５による空気供給量Ｇａとに基づく空燃比を実際の空燃比ＡＦとして、理論空燃比ＡＦｓｔと実際の空燃比ＡＦとの比（＝ＡＦｓｔ／ＡＦ）を示したものである。希薄燃焼値φ１は、失火を確実に抑えることが可能な当量比φである。
【００４２】
第３処理Ｐｃ３においては燃焼器２３やウィック３９が昇温過程にある。このとき、燃焼器２３やウィック３９の昇温に用いられる燃焼熱が多く、昇温に多く用いられる分だけ燃料の燃焼に用いられる燃焼熱が少なくなる。そのため、第１燃料増加速度δＧｆ１が過度に大きいと第１室３１において気化燃料が液化し、燃焼ガスに含まれる一酸化炭素や未燃燃料が増加してしまうばかりか失火してしまうおそれがある。これらのことから、第１燃料増加速度δＧｆ１は、バーナー２２に対して行った実験やシミュレーションの結果に基づいて、燃焼器２３やウィック３９が昇温過程にあっても、第１室３１における気化燃料の液化が抑えられるとともに燃料過多や空気過多に起因する失火が抑えられる値に設定される。また、空気増加速度δＧａは、当量比φが所定の希薄燃焼値φ１に維持されるように第１燃料増加速度δＧｆ１に応じた値に設定される。
【００４３】
第３処理Ｐｃ３においては、当量比φを希薄燃焼値φ１に維持しながら空気供給量Ｇａおよび燃料供給量Ｇｆが所定の増加速度で増量される。そのため、空気不足による一酸化炭素の生成や空気および燃料の増量に起因した失火を抑えつつ、燃料が燃焼する燃焼領域を第１室３１から第２室３２へと移動させることができる。第２室３２においては、保炎板３３を起点として火炎が形成される。ＢＣＵ６０は、空気供給量Ｇａが目標空気量Ｇａｔに到達すると第４処理Ｐｃ４に移行する。
【００４４】
第４処理Ｐｃ４（第２暖機待ち処理）は、時刻ｔｃ３から、燃焼状態が安定したことを示す安定条件が満たされる時刻ｔｃ４までの処理である。安定条件は、第２温度Ｔ２に関する条件であり、第２温度Ｔ２が安定温度Ｔ２ｓ（たとえば６００℃）以上、かつ、第２温度Ｔ２の上昇速度が安定速度ΔＴ２ｓ（たとえば２０℃／ｓｅｃ）以上である。
【００４５】
第４処理Ｐｃ４において、燃料制御部６２は、燃料供給量Ｇｆが中間燃料量Ｇｆ２に保持されるように燃料供給部４０を駆動し、空気制御部６３は、空気供給量Ｇａが目標空気量Ｇａｔに保持されるように空気供給部４５を駆動する。また、電力制御部６４は、安定条件が満たされるまで着火プラグ５０への電力Ｗ１の供給を維持し、安定条件が満たされると着火プラグ５０への電力の供給を遮断する。
【００４６】
ここで、同じ空気供給量Ｇａおよび燃料供給量Ｇｆであっても、燃焼器２３やウィック３９の昇温に用いられる燃焼熱が少なくなると燃焼に用いられる燃焼熱が多くなり、燃焼状態が安定する。このとき、噴出し口２８から吹き出す燃焼ガスの温度、すなわち第２温度Ｔ２が上昇するとともにその上昇速度が大きくなる。第４処理においては、目標空気量Ｇａｔと中間燃料量Ｇｆ２とを維持することにより、失火が抑えられた希薄燃焼状態を燃焼状態が安定するまで維持する。そして、燃焼状態が安定すると、着火プラグ５０による加熱は不要なものとして着火プラグ５０への電力の供給が遮断される。ＢＣＵ６０は、第２温度Ｔ２が安定条件を満たすと第５処理Ｐｃ５へ移行する。
【００４７】
第５処理Ｐｃ５（第２暖機処理）は、時刻ｔｃ４から、当量比φが目標当量比φｔとなる時刻ｔｃ５までの処理である。第５処理において空気制御部６３は、空気供給量Ｇａが目標空気量Ｇａｔに保持されるように空気供給部４５を制御する。燃料制御部６２は、目標空気量Ｇａｔおよび目標当量比φｔに応じた目標燃料量Ｇｆｔまで、冷間始動制御に対応する第２燃料増加速度δＧｆ２（たとえば０．００３ｇ／ｓ／ｓ）で燃料供給量Ｇｆが増加するように燃料供給部４０を制御する。電力制御部６４は、着火プラグ５０への電力Ｗの供給を遮断した状態を維持する。第２燃料増加速度δＧｆ２は、バーナー２２に対して行った実験やシミュレーションの結果に基づいて、第２室３２における気化燃料の液化が抑えられるとともに燃料過多や空気過多に起因する失火が抑えられる値に設定される。
【００４８】
第５処理においては、当量比φが目標当量比φｔとなるように燃料供給量Ｇｆが増加することによりバーナー２２の出力が高められる。これにより、燃焼器２３およびウィック３９が十分に昇温し、また、その蓄熱量も大きくなる。そのため、第５処理の終了時、バーナー２２の燃焼状態は非常に安定した状態にある。このように冷間始動時に冷間始動制御が実行されることにより、出力調整制御においてバーナー２２の出力調整が行われたとしてもより多くの燃焼熱が燃料の燃焼に用いられる。そのため、出力調整制御におけるバーナー２２の出力を高い精度のもとで細かく制御することができる。そのうえ、燃料過多に起因した一酸化炭素の増加や未燃燃料の増加なども生じにくくなる。
【００４９】
図５を参照して、第１始動制御について説明する。上述したように、第１始動制御は、ウィック３９が保持する液体燃料の気化が可能であるものの、その気化燃料が第１室３１において液化する可能性が高い場合に実行される始動制御である。
【００５０】
図５に示すように、第１始動制御は、第１処理Ｐ１１（着火処理：時刻ｔ１０〜ｔ１１）、第２処理Ｐ１２（第１暖機待ち処理：時刻ｔ１１〜ｔ１２）、第３処理Ｐ１３（第１暖機処理：時刻ｔ１２〜ｔ１３）、第４処理Ｐ１４（第２暖機待ち処理：時刻ｔ１３〜ｔ１４）、および、第５処理Ｐ１５（第２暖機処理：時刻ｔ１４〜ｔ１５）で構成されている。なお、第１始動制御は、基本的な制御方法が冷間制御と同じである。そのため、ここでは冷間始動制御と異なる構成の部分について詳しく説明し、同じ構成の部分について同様の符号を付すことによりその詳細な説明を省略する。
【００５１】
第１始動制御においては、ウィック３９に燃料が残存していることから、第１処理Ｐ１１における初期燃料供給が省略される。第１処理Ｐ１１において、空気制御部６３は、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１まで第１空気量Ｇａ１の空気が第１室３１に供給され続けるように空気供給部４５を駆動する。また、電力制御部６４は、時刻ｔ１０から着火プラグ５０に対する電力Ｗ１の供給を開始する。
【００５２】
第１始動制御の第３処理Ｐ１３（第１暖機処理）において、空気制御部６３は、始動時における第１温度Ｔ１が冷間温度Ｔ１ｃよりも高いことから、冷間始動制御よりも大きな空気増加速度δＧａで空気供給量Ｇａを増加させる。同様に、燃料制御部６２は、冷間始動制御よりも大きな第１燃料増加速度δＧｆ１（たとえば０．０１５（ｇ／ｓ）／ｓ）で燃料供給量Ｇｆを増加させる。第１始動制御の第１燃料増加速度δＧｆ１は、バーナー２２に対して行った実験やシミュレーションの結果に基づいて設定される値であり、冷間始動制御の第１燃料増加速度δＧｆ１の２〜５倍に設定することが可能である。
【００５３】
第１始動制御によれば、初期燃料供給が不要であることや着火プラグ５０の発熱部５１の昇温に要する時間も短縮されることにより、冷間始動制御において第１処理Ｐｃ１が終了する時刻ｔｃ１よりも早い時刻ｔ１１において第１処理Ｐ１１が終了する。また、第１始動制御によれば、第１室３１での気化燃料の液化や燃料過多や空気過多に起因した失火を抑えつつ、冷間始動制御において第３処理Ｐｃ３が終了する時刻ｔｃ３よりも早い時刻ｔ１３において第３処理Ｐ１３が終了する。このように第３処理Ｐ１３の所要時間が短縮されることで、始動制御に要する時間を短縮することができる。
【００５４】
図６を参照して、第２始動制御について説明する。上述したように第２始動制御は、ウィック３９が保持する液体燃料が気化しやすいものの、その気化燃料が第２室３２において液化する可能性が高い場合に選択される始動制御である。
【００５５】
図６に示すように、第２始動制御は、第１処理Ｐ２１（着火処理：時刻ｔ２０〜ｔ２１）、第２処理Ｐ２２（第１暖機待ち処理：時刻ｔ２１〜ｔ２２）、第３処理Ｐ２３（第１暖機処理：時刻ｔ２２〜ｔ２３）、第４処理Ｐ２４（第２暖機待ち処理：時刻ｔ２３〜ｔ２４）、および、第５処理Ｐ２５（第２暖機処理：時刻ｔ２４〜ｔ２５）で構成されている。なお、第２始動制御は、基本的な制御方法が第１始動制御と同じである。そのため、ここでは第１始動制御と異なる構成の部分について詳しく説明し、同じ構成の部分について同様の符号を付すことによりその詳細な説明を省略する。
【００５６】
第２始動制御の第３処理Ｐ２３において、空気制御部６３は、始動時における第１温度Ｔ１が第１暖機温度Ｔ１ｈよりも高く、第１室３１における気化燃料の液化が抑えられることから、第１始動制御と同じ、もしくは、第１始動制御よりも大きな空気増加速度δＧａで空気供給量Ｇａを増加させる。同様にして、燃料制御部６２は、第１始動制御と同じ、もしくは、第１始動制御よりも大きな第１燃料増加速度δＧｆ１で燃料供給量Ｇｆを増加させる。また、第２始動制御の第５処理において、燃料制御部６２は、冷間始動制御および第１始動制御における第５処理Ｐ１５よりも大きな第２燃料増加速度δＧｆ２（たとえば０．０１５（ｇ／ｓ）／ｓ）で燃料供給量Ｇｆを増加させる。第２始動制御の第２燃料増加速度δＧｆ２は、バーナー２２に対して行った実験やシミュレーションの結果に基づいて設定される値であり、冷間始動制御および第１始動制御の第２燃料増加速度δＧｆ２の２〜５倍に設定することが可能である。
【００５７】
こうした第２始動制御によれば、初期燃料供給が不要であることや着火プラグ５０の発熱部５１の昇温に要する時間も短縮されることにより、冷間始動制御において第１処理Ｐｃ１が終了する時刻ｔｃ１よりも早い時刻ｔ２１において第１処理Ｐ２１が終了する。また、第２始動制御によれば、第１始動制御において第３処理Ｐ１３が終了する時刻ｔ１３と同じ時刻、若しくは、時刻ｔ１３よりも早い時刻ｔ２３において第３処理Ｐ２３が終了し、第１始動制御において第５処理Ｐ１５が終了する時刻ｔ１５よりも早い時刻ｔ２５において第５処理Ｐ２５が終了する。すなわち、第２始動制御によれば、第１室３１および第２室３２での気化燃料の液化を抑えつつ、第３処理に加えて第５処理に要する時間を冷間始動制御よりも短縮することができる。その結果、始動制御に要する時間をより短縮することができる。
【００５８】
図７を参照して第３始動制御について説明する。上述したように第３始動制御は、ウィック３９が保持する液体燃料が気化しやすく、かつ、気化燃料が第２室３２で液化しにくい場合、すなわち最も失火しにくい場合に選択される始動制御である。
【００５９】
図７に示すように、第３始動制御が選択された場合、バーナー２２は、ウィック３９が保持している燃料が気化しやすく、また、その気化燃料が第１室３１および第２室３２において液化しにくい状態にある。そのため、第３始動制御は、第３処理（第１暖機処理）および第４処理（第２暖機待ち処理）が省略されて、第１処理Ｐ３１（時刻ｔ３０〜ｔ３１）、第２処理Ｐ３２（時刻ｔ３１〜ｔ３２）、および、第２処理Ｐ３２に続く第５処理Ｐ３５（時刻ｔ３２〜ｔ３５）で構成されている。
【００６０】
第３始動制御の第５処理において、空気制御部６３は、第２始動制御よりも大きい空気増加速度δＧａで空気供給量Ｇａを増加させる。また、燃料制御部６２は、第２始動制御よりも大きい第２燃料増加速度δＧｆ２（たとえば０．２（ｇ／ｓ）／ｓ）で燃料供給量Ｇｆを増加させる。第３始動制御の第２燃料増加速度δＧｆ２は、バーナー２２に対して行った実験やシミュレーションの結果に基づいて設定される値であり、第２始動制御の第２燃料増加速度δＧｆ２に対する１０〜１５倍の値に設定することが可能である。
【００６１】
こうした第３始動制御によれば、初期燃料供給が不要であることや着火プラグ５０の発熱部５１の昇温に要する時間も短縮されることにより、冷間始動制御において第１処理Ｐｃ１が終了する時刻ｔｃ１よりも早い時刻ｔ３１において第１処理Ｐ３１が終了する。また、第３始動制御によれば、第３処理（第１暖機処理）および第４処理（第２暖機待ち処理）が省略されるとともに、第２始動制御において第５処理Ｐ２５が終了する時刻ｔ２５よりも早い時刻ｔ３５において第５処理Ｐ３５が終了する。すなわち、第３始動制御によれば、第１室３１および第２室３２での気化燃料の液化を抑えつつ、始動制御に要する時間をさらに短縮することができる。
【００６２】
図８は、各始動制御の所要時間を比較した実験結果の一例を示すグラフである。図８に示すように、冷間始動制御よりも第１始動制御の所要時間が短く、また、第１始動制御よりも第２始動制御の所要時間が短くなることが確認された。また、第２始動制御よりも第３始動制御の所要時間が短くなることが確認された。
【００６３】
上記実施形態のバーナー２２によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）第１始動制御が選択されることにより、冷間始動制御よりも第３処理の所要時間を短縮することができる。その結果、始動制御に要する時間を短縮することができる。
【００６４】
（２）第２始動制御が選択されることで、第１始動制御よりも第３処理の所要時間を短縮することができる。その結果、始動制御に要する時間をより短縮することができる。
（３）第３始動制御が選択されることにより、第３処理および第４処理が省略されるとともに第２始動制御よりも第５処理の所要時間を短縮することができる。その結果、始動制御に要する時間をさらに短縮することができる。
【００６５】
（４）第３始動制御における第２燃料増加速度δＧｆ２が最も大きい値に設定されていることから、第５処理そのものに要する時間を第２始動制御よりも短くすることができる。その結果、始動制御に要する時間を効果的に短縮することができる。
【００６６】
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・第３始動制御は、第３処理（第１暖機処理）を省略して第５処理（第２暖機処理）を実行すればよい。そのため、第２燃料増加速度δＧｆ２は、たとえば、冷間始動制御と同じ値であってもよいし、第２始動制御の第２燃料増加速度δＧｆ２と同じ値であってもよい。なお、第３始動制御の第２燃料増加速度δＧｆ２は、第２始動制御の第２燃料増加速度δＧｆ２よりも大きい値であることが好ましい。
【００６７】
・ＢＣＵ６０は、冷間始動制御に加えて第１始動制御を選択可能であればよく、第２始動制御および第３始動制御の一方あるいは双方が省略された構成であってもよい。また、ＢＣＵ６０は、第４処理（第２暖機待ち処理）と第５処理（第２暖機処理）とを割愛し、安定条件が満たされるまで第３処理（第１暖機処理）を継続してもよい。ＢＣＵ６０は、第１〜第３始動制御において、前回の停止からの経過時間に応じてウィック３９に燃料を供給してもよい。ＢＣＵ６０は、第４処理Ｐｃ４が終了しても着火プラグ５０への電力の供給を継続してもよい。
【００６８】
・第１温度Ｔ１は、ウィック３９における液体燃料の気化具合やウィック３９における着火状況などの指標となる温度であればよい。そのため、たとえば、第１温度センサー５３は、ウィック３９の温度を検出する構成であってもよいし、第１室３１を形成する内筒２４の周壁部分の温度を検出する構成であってもよい。また、第１温度Ｔ１は、こうした複数の第１温度センサーの検出値と複数の第１温度センサー５３の配置位置に応じた重み付けと基づく値あってもよい。
【００６９】
・第２温度Ｔ２は、燃焼器２３における燃焼状態や燃焼器２３の蓄熱状態についての指標となる温度であればよい。そのため、たとえば、第２温度センサー５４は、噴出し口２８を通過したガスの温度を検出する構成であってもよいし、第２室３２を形成する内筒２４の周壁部分を検出する構成であってもよい。たたとえば、第２温度センサー５４は、外筒２５の周壁部分を検出する構成であってもよいし、第２室３２における他の位置の温度を検出する構成であってもよい。また、第２温度Ｔ２は、複数の第２温度センサーの検出値と複数の第２温度センサー５４の配置位置に応じた重み付けと基づく値あってもよい。
【００７０】
・バーナー２２は、排気ガスを昇温させるものであればよく、ＤＰＦ２１の再生処理のみに利用されるものに限られない。たとえば、排気ガスを浄化する触媒の昇温などに用いられてもよい。また、エンジンもディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンであってもよいし、ガスエンジンであってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１０…ディーゼルエンジン、１１…排気通路、１２…吸気通路、１５…ＥＣＵ、２０…排気浄化装置、２１…ＤＰＦ、２２…バーナー、２３…燃焼器、２４…内筒、２５…外筒、２６…基板、２７…噴出し板、２８…噴出し口、３１…第１室、３２…第２室、３３…保炎板、３４…連通路、３５…空気導入室、３６…第１導入孔、３７…第２導入孔、３８…位置決め部材、３９…ウィック、４０…燃料供給部、４１…燃料圧送部、４２…燃料供給ノズル、４５…空気供給部、４６…空気圧送部、４７…空気供給ノズル、５０…着火プラグ、５１…発熱部、５３…第１温度センサー、５４…第２温度センサー、５５…ＤＰＦ温度センサー、６０…ＢＣＵ、６０ａ…メモリー、６１…選択部、６２…燃料制御部、６３…空気制御部、６４…電力制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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