(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消火時におけるウィックの保油量を安定させることのできるバーナーを提供する。【解決手段】バーナー２２は、燃料が燃焼する燃焼器２３と、燃焼器２３に燃料を供給する燃料供給部４０と、燃焼器２３に空気を供給する空気供給部４５と、燃焼器２３内に位置して燃料供給部４０が供給した燃料を保持するウィック３９と、ウィック３９が保持している燃料を加熱する発熱部５１を有する着火プラグ５０と、燃料供給部４０、空気供給部４５、および、着火プラグ５０を制御するＢＣＵ６０とを備える。ＢＣＵ６０は、空気供給部４５による空気の供給と燃料供給部４０による燃料の供給との双方を同時期に遮断する消火制御を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が燃焼する燃焼器に燃料を供給する燃料供給部と、
前記燃焼器に空気を供給する空気供給部と、
前記燃焼器内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、
前記燃料供給部および前記空気供給部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記空気供給部による空気の供給と前記燃料供給部による燃料の供給との双方を同時期に遮断する消火制御を実行する
バーナー。
【請求項２】
前記制御部は、バーナーを始動させる始動制御の開始から前記消火制御までの時間を計時し、前記計時した時間に基づいて前記ウィックの保油量を推定する
請求項１に記載のバーナー。
【請求項３】
前記制御部は、前記始動制御における経過時間ごとに燃料供給量が規定された燃料供給パターンを保持し、前記推定した保油量が多いほど燃料の供給を開始する開始時期を前記燃料供給パターンにおける開始時期よりも遅らせる
請求項２に記載のバーナー。
【請求項４】
前記制御部は、前記燃料供給パターンにおいて前記推定した保油量に相当する分の燃料の供給が完了する時期まで燃料の供給を開始する時期を遅らせる
請求項３に記載のバーナー。
【請求項５】
前記制御部は、燃料の供給を開始すると前記燃料供給パターンに則った燃料の供給を行う
請求項４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】
ウィックを有するバーナーにおいては消火後もウィックが保持し続ける燃料がある。そのため、始動時におけるウィックへの過剰な燃料の供給を抑えることを目的の１つとして消火時におけるウィックの保油量を安定させることが望まれている。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消火時におけるウィックの保油量を安定させることのできるバーナーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するバーナーは、燃料が燃焼する燃焼器に燃料を供給する燃料供給部と、前記燃焼器に空気を供給する空気供給部と、前記燃焼器内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、前記燃料供給部および前記空気供給部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記空気供給部による空気の供給と前記燃料供給部による燃料の供給との双方を同時期に遮断する消火制御を実行する。
【０００６】
上記構成のように、空気の供給と燃料の供給とを同時期に遮断する消火制御を実行することにより、ウィックが保持している燃料が消火制御の実行後に燃焼することがなくなる。その結果、消火時におけるウィックの保油量を安定させることができる。
【０００７】
上記構成のバーナーにおいて、前記制御部は、バーナーを始動させる始動制御の開始から前記消火制御までの時間を計時し、前記計時した時間に基づいて前記ウィックの保油量を推定することが好ましい。
【０００８】
上記構成のようにウィックの保油量を推定することにより、次の始動制御においてウィックの保油量に応じた燃料の供給を行うことが可能となる。これにより、たとえば、次回の始動制御においてウィックに対する過剰な燃料の供給を抑えることが可能となる。
【０００９】
上記構成のバーナーにおいて、前記制御部は、前記始動制御における経過時間ごとに燃料供給量が規定された燃料供給パターンを保持し、前記推定した保油量が多いほど燃料の供給を開始する開始時期を前記燃料供給パターンにおける開始時期よりも遅らせることが好ましい。
上記構成によれば、次回の始動制御において、ウィックに対する過剰な燃料の供給をより確実に抑えることが可能となる。
【００１０】
上記構成のバーナーにおいて、前記制御部は、前記燃料供給パターンにおいて前記推定した保油量に相当する分の燃料の供給が完了する時期まで燃料の供給を開始する時期を遅らせることが好ましい。
上記構成によれば、ウィックに対する過剰な燃料の供給を抑えつつ、ウィックに対する燃料の供給不足を抑えることができる。
【００１１】
上記構成のバーナーにおいて、前記制御部は、燃料の供給を開始すると前記燃料供給パターンに則った燃料の供給を行うことが好ましい。
上記構成によれば、ウィックに対する燃料の供給を開始すると、以降、燃料供給パターンと同じパターンで燃料を供給することができる。そのため、燃料の供給についての再現性が高められることから、保油量の推定精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】始動制御の基本構成の一例を示すタイムチャート。
【図４】比較例の消火制御において、燃料供給量の推移、空気供給量の推移、および、保炎板温度の推移の一例を示すタイムチャート。
【図５】実施例の消火制御において、燃料供給量の推移、空気供給量の推移、および、保炎板温度の推移の一例を示すタイムチャート。
【図６】ウィックの保油量の一例を示すグラフ。
【図７】消火時期とウィックの保油量との関係の一例を示すグラフ。
【図８】始動制御における処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図９】燃料の供給の開始時期を比較した一例を示すタイムチャート。
【図１０】ウィックの保油量の一例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜図９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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。バーナー２２においては、ウィック３９に種火が形成されたのち、燃料供給量Ｇｆと空気供給量Ｇａとが増量されることで燃焼領域が第２室３２へと移動し、保炎板３３を起点とした火炎が形成される。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
再生処理においてＢＣＵ６０は、始動制御、出力調整制御、消火制御の順に各種制御を行う。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、すなわち燃料供給量および空気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を停止させる制御であり、たとえば燃焼量が再生完了値を下回ることなど、所定の停止条件の成立を契機として実行される制御である。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。
【００２６】
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、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と空気供給部４５による空気の供給を制御する空気制御部６３とを備える。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と消火制御後のウィック３９の保油量を推定する保油量推定部６５とを備える。こうした各種機能部を通じてＢＣＵ６０は、消火制御後のウィック３９の保油量に応じた始動制御を実行する。以下、始動制御の基本構成、消火制御、保油量の推定、ＢＣＵ６０が実際に実行する始動制御の順に説明する。
【００２７】
（始動制御の基本構成について）
図３を参照して始動制御の基本構成について説明する。始動制御に関連して、燃料制御部６２は、始動制御における各時刻に対して燃料供給量Ｇｆが規定された燃料供給パターンをメモリー６０ａの所定領域に保持している。空気制御部６３は、始動制御における各時刻に対して空気供給量Ｇａが規定された空気供給パターンをメモリー６０ａの所定領域に保持している。電力制御部６４は、始動制御における各時刻に対して着火プラグ５０に供給する電力Ｗが規定された電力供給パターンをメモリー６０ａの所定領域に保持している。始動制御は、燃料制御部６２が燃料供給パターンで燃料を供給し、かつ、空気制御部６３が空気供給パターンで空気を供給し、かつ、電力制御部６４が電力供給パターンで電力を供給することを基本構成としている。以下では基本構成からなる始動制御を基本始動制御という。図３は、基本始動制御の一例を示すタイムチャートであり、空気供給パターンは最上段に位置するグラフで示され、燃料供給パターンは上から２段目に位置するグラフで示され、電力供給パターンは下から２段目に位置するグラフで示される。
【００２８】
図３に示すように、基本始動制御は、ウィック３９の保油量が０あるいは極少量である場合の始動制御である。基本始動制御は、順番に実行される第１処理Ｐ１（着火処理）、第２処理Ｐ２（第１暖機待ち処理）、第３処理Ｐ３（第１暖機処理）、第４処理Ｐ４（第２暖機待ち処理）、および、第５処理Ｐ５（第２暖機処理）で構成されている。
【００２９】
第１処理Ｐ１（着火処理）は、再生処理が開始される時刻ｔ０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ｔ１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。
【００３０】
第１処理Ｐ１において、空気制御部６３は、時刻ｔ０から時刻ｔ１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ｔ０から時刻ｔｆまでの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（体積パーセント）が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時刻ｔｆで着火プラグ５０に対する電力Ｗ１の供給を開始する。
【００３１】
第２処理Ｐ２（第１暖機待ち処理）は、時刻ｔ１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ｔ２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。
【００３２】
第２処理Ｐ２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Ｗ１の供給を継続して行う。
【００３３】
第３処理（第１暖機処理）は、時刻ｔ２から、空気供給量Ｇａが目標空気量Ｇａｔに到達する時刻ｔ３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、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まで第１燃料増加速度δＧｆ１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。
【００３４】
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。
【００３５】
第３処理Ｐ３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、火炎が形成される燃焼領域を第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Ｐ４に移行する。
【００３６】
第４処理Ｐ４（第２暖機待ち処理）は、時刻ｔ３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ｔ４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。
【００３７】
第４処理Ｐ４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。
【００３８】
第５処理Ｐ５（第２暖機処理）は、時刻ｔ４から、当量比φが目標当量比φｔとなる時刻ｔ５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まで第２燃料増加速度δＧｆ２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。
【００３９】
第５処理Ｐ５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、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。これにより、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。
【００４０】
（消火制御について）
図４〜図６を参照してＢＣＵ６０が実行する消火制御について説明する。
まず、図４および図６を参照して比較例の消火制御について説明する。図４は、比較例の消火制御について、燃料供給量の推移、空気供給量の推移、および、保炎板の温度である保炎板温度の推移の一例を示すグラフである。
【００４１】
図４に示すように、比較例の消火制御は、ウィック３９が保持している燃料を燃やしきるべく、燃料の供給の停止後に空気供給量Ｇａを徐々に低下させるものである。こうした消火制御においては、燃料の供給の停止後もウィック３９に残存している燃料が燃焼する後燃えが生じる。後燃えによる火炎は、空気供給量Ｇａの低下にともなって燃焼領域が第２室３２から徐々にウィック３９側へと移動したのちに消失する。これについては、保炎板温度が燃料の供給の停止後に一時的に上昇してから低下することから把握される。すなわち、比較例の消火制御は、後燃えが発生している後燃え期間だけ継続することとなる。
【００４２】
後燃え期間は、その時々の状況、たとえばエンジン１０の運転状況に応じて異なる。エンジン１０の運転中は、空気供給部４５の背圧となる排気通路１１の圧力が高くなるため、所定の駆動量で空気供給部４５を駆動していたとしても空気供給量Ｇａが少なく後燃え期間が短くなる傾向がある。反対に、エンジン１０の停止中は、排気通路１１の圧力が低くなるため、所定の駆動量で空気供給部４５を駆動していたとしても空気供給量Ｇａが多く後燃え期間が長くなる傾向がある。また、後燃えにより形成される火炎は定常燃焼よりも燃焼温度が低いために未燃燃料が発生しやすい。
【００４３】
図６に示すように、後燃え期間のばらつきは、消火制御後にウィック３９が保持している燃料の保油量に大きなばらつきを生じさせる。なお、図６に示す保油量は、バーナー２２の自然冷却後にウィック３９を取り出して重量を計測し、その計測された重量とウィック３９の乾燥重量とに基づいて算出した値である。また、図６における斜線部分は、着火を含めた燃料の燃焼に好適なウィック３９の保油量の範囲を示している。この好適範囲は、バーナー２２においてはおおよそ５０％以上８０％以下である。好適範囲は、ウィック３９の気孔率やウィック３９の第１室３１に対する露出面積などに応じて異なるため、実機を用いた燃焼実験の結果から規定されることが好ましい。
【００４４】
図５および図６を参照してＢＣＵ６０が実行する実施例の消火制御について説明する。
図５に示すように、実施例の消火制御において、ＢＣＵ６０は、燃料供給部４０および空気供給部４５を通じて燃料の供給および空気の供給を同時期に停止する。こうした消火制御においては、燃料と空気とが同時期に遮断されるため、燃焼器２３に形成されている火炎がその時々の状況にかかわらず瞬時に消失する。これについては、燃料の供給の停止後に保炎板温度が一時的に上昇することなく連続的に低下することからも明らかである。
【００４５】
そのため、図６に示すように、消火制御後におけるウィック３９の保油量にばらつきが生じにくく、また、ウィック３９の保油量が燃焼に好適な範囲、すなわち着火に好適な範囲に留まることとなる。
【００４６】
（保油量の推定について）
図７を参照して、消火制御の実行時期とウィック３９の保油量との関係について説明する。図７に示す保油量は、実施例の消火制御を実行後、自然冷却した燃焼器２３からウィック３９を取り出して重量を計測し、その計測された重量とウィック３９の乾燥重量とに基づいて算出した値である。
【００４７】
図７に示すように、基本始動制御の実行中に消火制御が実行された場合の保油量は、初期の燃料の供給が完了する時刻ｔｆにて５０％、第１処理Ｐ１が完了する時刻ｔ２にて４７％、第３処理Ｐ３の中間時刻ｔ３ｃにて５２％、第３処理Ｐ３が完了する時刻ｔ３にて７７％であった。また、基本始動制御における保油量は、第５処理Ｐ５が開始される時刻ｔ４にて６２％、第５処理Ｐ５の中間時刻ｔ５ｃにて６８％、第５処理Ｐ５が完了する時刻、すなわち基本始動制御が完了する時刻ｔ５にて７０％であった。
【００４８】
また、出力調整制御の実行中に消火制御が実行された場合の保油量は、出力調整制御の開始から第１時間（たとえば６０ｓｅｃ）だけ経過した時刻ｔ６、および、出力調整制御の開始から第２時間（たとえば１６０ｓｅｃ）だけ経過した時刻ｔ７において７３％であった。また、出力調整制御の開始から第３時間（たとえば４６０ｓｅｃ）だけ経過した時刻ｔ８にて７６％であった。
【００４９】
ＢＣＵ６０が有する保油量推定部６５は、こうした実験結果に基づく保油量データをメモリー６０ａの所定領域に保持している。保油量データは、再生処理の開始からの経過時間ごとに保油量が規定されたデータである。図７に示す各時刻間における保油量は、線形補間により算出することが可能である。保油量推定部６５は、ＢＣＵ６０に内蔵されたタイマーなどを用いて再生処理の経過時間を計時し、その計時した経過時間に対応する保油量を保油量データから読み出すことにより保油量を演算する。保油量推定部６５は、演算した保油量をメモリー６０ａの所定領域に格納するとともに消火制御が実行されるたびにその保油量を更新する。
【００５０】
なお、エンジン１０およびバーナー２２の燃料である軽油は、揮発性が低いとは常温においても僅かに蒸発する。そのため、保油量推定部６５は、バーナー２２の非駆動期間において、たとえば第１温度Ｔ１に基づく燃料の蒸発量を第１温度Ｔ１の検出間隔ごとに演算し、その演算した蒸発量を上記保油量から減算することにより保油量を演算してもよい。こうした構成では、第１温度Ｔ１ごとに蒸発量が規定された蒸発量データがメモリー６０ａの所定領域に格納される。また、保油量推定部６５は、エンジン１０を搭載した車両の停止期間（イグニッションオフ）においては、第１温度Ｔ１が常温に到達してから車両の再始動までの期間に基づいてその停止期間における蒸発量を演算してもよい。
【００５１】
（始動制御について）
図８および図９を参照して、ＢＣＵ６０が実行する始動制御について説明する。実際の始動制御においては、空気供給パターンおよび電力供給パターンは基本始動制御と変わらないものの、保油量推定部６５の推定した保油量に応じて燃料供給パターンの一部を変更した可能にされる。
【００５２】
図８に示すように、始動制御において、燃料制御部６２は、まず、保油量推定部６５が推定した保油量を取得する（ステップＳ１１）。次に、燃料制御部６２は、燃料供給パターンにおいて再生処理の開始から保油量に相当する分の燃料が供給される時刻を開始時刻ｔｓとして設定する（ステップＳ１２）。燃料制御部６２は、再生処理の開始から開始時刻ｔｓまで燃料の供給を停止することにより、ウィック３９の保油量に応じて燃料の供給を開始する時期を基本始動制御よりも遅らせる（ステップＳ１３：ＮＯ）。そして、燃料制御部６２は、開始時刻ｔｓの到達後（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、始動制御において消火制御が実行されない限り、燃料供給パターンにおける開始時刻ｔｓ以降のパターンに則った燃料の供給を行う（ステップＳ１４）。
【００５３】
たとえば、図９に示すように、再生処理の開始時における保油量が７７％であった場合、燃料制御部６２は、燃料供給パターンにおいて７７％分の燃料が供給される時刻を開始時刻ｔｓに設定し、その設定した開始時刻ｔｓまで燃料の供給を停止する。そして燃料制御部６２は、開始時刻ｔｓからは燃料供給パターンにおける開始時刻ｔｓ以降のパターンに則った燃料供給量Ｇｆでの燃料の供給を行う。
【００５４】
そのため、ウィック３９の保油量は、図１０に実線に示すように、第１処理Ｐ１および第２処理Ｐ２においては、基本始動制御において燃料の供給が停止される時刻ｔｆまで一定値（７７％）に保持されたのち、時刻ｔｆから時刻ｔ２までは基本始動制御と同じように減少する。時刻ｔ２以降、ウィック３９の保油量は、燃料を供給することなく燃焼が生じることから、基本始動制御とは異なり、開始時刻ｔｓにかけて大きく減少する。そして、開始時刻ｔｓにおいて基本始動制御における保油量と略等しい値となり、開始時刻ｔｓ以降は基本始動制御と同じように推移する。
【００５５】
ここで、始動制御の開始時におけるウィック３９の保油量が多いときに燃料供給パターンで燃料を供給すると、ウィック３９が燃料過多の状態となり、ウィック３９が保持している燃料の一部が第１室３１へと流れ出てしまうおそれがある。こうした燃料は、燃焼器２３内にデポジットを生成したり、燃焼ガスに含まれる未燃燃料を増加させたりする。この点、上述した構成によれば、ウィック３９の保油量に応じて燃料の供給の開始時期が遅れることから、全体としての燃料の供給量を燃料供給パターンと変えることなくウィック３９に対する過剰な燃料の供給を抑えることができる。これにより、第１室３１への燃料の流れ出しが防止されることから、燃焼器２３内でのデポジットの生成や燃料ガスに含まれる未燃燃料の増加を抑えることができる。
【００５６】
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）消火制御において燃料の供給と空気の供給とが同時期に遮断されることから、消火制御の実行時におけるウィック３９の保油量を安定させることができる。
【００５７】
（２）ＢＣＵ６０は、ウィック３９の保油量を推定する保油量推定部６５を備えている。そのため、たとえば、ウィック３９の保油量に応じて始動制御における燃料の供給を制御することができ、ウィック３９に対する過剰な燃料の供給を抑えることが可能となる。
【００５８】
（３）燃料制御部６２は、保油量推定部６５が推定した保油量に相当する分の燃料を燃料供給パターンに適用することにより、燃料供給パターンにおいてその保油量の分の燃料の供給が完了する時刻を開始時刻ｔｓに設定する。こうした構成によれば、保油量推定部６５の推定した保油量が多いほど始動制御において燃料の供給が開始される時期が遅くなることで、ウィック３９に対する過剰な燃料の供給を抑えることができる。その結果、燃焼器２３内でのデポジットの生成や燃料ガスに含まれる未燃燃料を抑えることができる。
【００５９】
（４）また、燃料供給パターンと保油量とに基づいて開始時刻ｔｓが設定されることにより、ウィック３９に対する過剰な燃料の供給を抑えつつウィック３９に対する燃料の供給不足を抑えることができる。
【００６０】
（５）また、ウィック３９は、保油量が多いほど熱容量が大きくなる。そのため、ウィック３９に対する過剰な燃料の供給が抑えられることで燃焼器２３の昇温に利用される燃焼熱の割合を増やすことができ、燃焼器２３の昇温を効率的に行うことができる。その結果、燃焼器２３の暖機（第１暖機工程および第２暖機工程）が早期に完了可能となる。
【００６１】
（６）燃料制御部６２は、開始時刻ｔｓに到達すると、当該開始時刻ｔｓ以降における燃料供給パターンに則った燃料の供給を行う。こうした構成によれば、燃料の供給を開始する時期を遅らせたとしても燃料の供給についての再現性が高められることから、消火制御実行後におけるウィック３９の保油量を高い精度のもとで推定することができる。
【００６２】
（７）保油量推定部６５が蒸発量を加味して保油量を演算することにより、ウィック３９の保油量についての推定精度を高めることができる。その結果、ウィック３９に対する過剰な燃料の供給、および、ウィック３９に対する燃料の供給不足の双方をより確実に抑えることができる。
【００６３】
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。
・燃料制御部６２は、開始時刻ｔｓに到達後、燃料供給パターンとは異なるパターンで燃料を供給してもよい。この場合、燃料制御部６２は、最終的な燃料の供給量が燃料供給パターンと同じとなるパターンであることが好ましく、燃料供給パターンに近いパターンであることがより好ましい。また、そのパターンに合わせて空気供給パターンも変更されることが好ましい。
【００６４】
・燃料制御部６２は、保油量推定部６５が推定した保油量が多いほど燃料の供給を開始する時期を遅らせる構成であればよく、推定された保油量を燃料供給パターンに適用することなく開始時刻ｔｓを設定してもよい。たとえば図９に示した例においては、開始時刻ｔｓを基準時刻として当該基準時刻よりも前に開始時刻が設定されてもよい。こうした構成によれば、たとえば、基準時刻に向けて燃料の供給量を徐々に増やすことができ、燃料供給部４０に対する負荷を小さくすることができる。なお、こうした構成においては、空気供給パターンも変更されることが好ましい。
【００６５】
・燃料制御部６２は、保油量推定部６５が推定した保油量が異なっている場合であっても同じ時刻を開始時刻ｔｓに設定してもよい。こうした構成であっても、開始時刻ｔｓを遅らせる分だけウィック３９に対する過剰な燃料の供給を抑えることができる。
【００６６】
・ＢＣＵ６０は、消火制御を実行可能に構成されていればよく、保油量推定部６５が割愛された構成であってもよい。
・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。
【００６７】
・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。
【００６８】
・バーナー２２は、燃焼器２３内にウィック３９を有しているものであればよく、燃焼器２３の構造は上述したものに限られるものではない。
・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】
【００６９】
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、６２…燃料制御部、６３…空気制御部、６４…電力制御部、６５…保油量推定部。
【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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【図９】
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【図１０】
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