(57)【要約】【課題】排気通路に挿入されたインジェクタに未燃燃料を圧送する電磁ポンプの個体差に起因する浄化性能のバラツキを抑制することができる排ガス浄化システム及び燃料供給方法を提供する。【解決手段】ＥＣＵ１４は、ＰＭ捕集フィルター７の再生要求があったときは、流量調整弁１２を閉弁してから、インジェクタ８に未燃燃料１０を圧送する電磁ポンプ１１を起動した後に、圧力センサ１３の測定値Ｘが目標圧力値Ａと所定の範囲内で一致するように、予め設定されたマップデータに基づいて電磁ポンプ１１の回転数を調節する制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路内に未燃燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料供給手段の下流側の前記排気通路に介設された触媒コンバータと、制御手段とを備え、
前記燃料供給手段が、前記排気通路に挿入されたインジェクタと、前記インジェクタへ前記未燃燃料を圧送する電磁ポンプと、該インジェクタと前記電磁ポンプとの間に設置された流量調整弁とを有する排ガス浄化システムにおいて、
前記電磁ポンプと前記流量調整弁との間に前記未燃燃料の圧力を測定する圧力センサを設け、
前記制御手段は、前記燃料供給手段の作動要求があったときは、前記流量調整弁を閉弁して前記電磁ポンプを起動した後に、前記圧力センサの測定値が目標圧力値と所定の範囲内で一致するように、前記電磁ポンプの回転数を調節する制御を行うことを特徴とする排ガス浄化システム。
【請求項２】
前記触媒コンバータにＰＭ捕集フィルターが格納されているとともに、
前記燃料供給手段の作動要求が、前記ＰＭ捕集フィルターの再生要求と同時になされる請求項１に記載の排ガス浄化システム。
【請求項３】
前記触媒コンバータにＮＯｘ吸蔵還元触媒が格納されているとともに、
前記燃料供給手段の作動要求が、リッチスパイク又は硫黄パージの要求と同時になされる請求項１に記載の排ガス浄化システム。
【請求項４】
エンジンの排気通路に挿入されるインジェクタと、前記インジェクタへ前記未燃燃料を圧送する電磁ポンプと、該インジェクタと前記電磁ポンプとの間に設置された流量調整弁を用いた燃料供給方法において、
前記インジェクタから排気通路に未燃燃料を供給する要求があった時に、前記流量調整弁を閉弁し、前記電磁ポンプを起動し、前記電磁ポンプと前記流量調整弁の間の未燃燃料の圧力の測定値が目標圧力値と所定の範囲内で一致するように、前記電磁ポンプの回転数を調節し、流量調整弁を開弁して前記インジェクタから排気通路に未燃燃料を供給する燃料供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排ガス浄化システムに関し、更に詳しくは、排気通路に挿入されたインジェクタに未燃燃料を圧送する電磁ポンプの個体差に起因する浄化性能のバラツキを抑制することができる排ガス浄化システム及び燃料供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンを駆動源とする車両には、排ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害物質を除去するための排ガス浄化システムが搭載されている。
【０００３】
前者のＰＭについては、セラミックス製のハニカム状多孔体のフィルターによりＰＭを捕集して浄化するＰＭ捕集フィルターが主に用いられている（例えば、特許文献１を参照）。このＰＭ捕集フィルターは、捕集されたＰＭによる目詰まりを防ぐために、捕集限界量に達する前にＰＭを燃焼させて除去する必要がある。排ガスの温度が５００℃以上などの高温であるときには、ＰＭは連続的に自然燃焼する。しかし、排ガスの温度が低温のときには、排ガス中に未燃燃料を供給して、未燃燃料の炭化水素（ＨＣ）をフィルターの前段に配置された酸化触媒（ＤＯＣ）で燃焼させ、その酸化反応熱を利用してＤＯＣを６００℃程度に加熱することで排ガスを昇温して、捕集されたＰＭを強制的に燃焼させる強制再生が必要となる。
【０００４】
後者のＮＯｘについては、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が実用化されている（例えば、特許文献２を参照）。このＮＯｘ吸蔵還元触媒は、排ガス中のＮＯｘを、空燃比がリーン状態のときにＮＯｘ吸蔵物質に一旦吸蔵させ、その後に排ガス中に未燃燃料を供給してリッチ状態にする（リッチスパイク）ことで吸蔵されたＮＯｘを脱離させて、三元機能により還元して排ガスを浄化するものである。
【０００５】
また、この供給された未燃燃料や潤滑油等に含まれる硫黄分によって、ＮＯｘ吸蔵物質が被毒してＮＯｘの浄化率が低下することを防ぐため、排ガスをリッチ状態にして、かつ排ガス温度を高温（例えば、６００〜７００℃など）に上昇させることで硫黄の脱離を促進する脱硫操作（Ｓパージ）を適宜行う必要がある。
【０００６】
一般に、上述したＰＭ捕集フィルターやＮＯｘ吸蔵還元触媒を用いた排ガス浄化システムにおける排ガス中への未燃燃料の供給は、排気通路に挿入されたインジェクタから未燃燃料を噴射することにより行われる。通常、このインジェクタへの未燃燃料の圧送には、エンジン本体へ燃料を供給するポンプ類が利用されている。しかし近年では、インジェクタからの未燃燃料の噴射圧を高いレベルで精密にコントロールして微粒化することで、排ガスの浄化率を向上させるという観点から、専用の電磁ポンプが用いられるようになっている。
【０００７】
この電磁ポンプは、回転数を制御することにより送出圧力を調整する機能を有している。しかし、既製品である電磁ポンプには、製造公差に起因する性能面での個体差があるため、同一の回転数でも送出圧力に相違が生じて、車両間で排ガス浄化システムの浄化性能がバラついてしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１６３１７号公報
【特許文献２】特開２００１−３５５４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、排気通路に挿入されたインジェクタに未燃燃料を圧送する電磁ポンプの個体差に起因する浄化性能のバラツキを抑制することができる排ガス浄化システム及び燃料供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成する本発明の排ガス浄化システムは、エンジンの排気通路内に未燃燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料供給手段の下流側の前記排気通路に介設された触媒コンバータと、制御手段とを備え、前記燃料供給手段が、前記排気通路に挿入されたインジェクタと、前記インジェクタへ前記未燃燃料を圧送する電磁ポンプと、該インジェクタと前記電磁ポンプとの間に設置された流量調整弁とを有する排ガス浄化システムにおいて、前記電磁ポンプと前記流量調整弁との間に前記未燃燃料の圧力を測定する圧力センサを設け、前記制御手段は、前記燃料供給手段の作動要求があったときは、前記流量調整弁を閉弁して前記電磁ポンプを起動した後に、前記圧力センサの測定値が目標圧力値と所定の範囲内で一致するように、前記電磁ポンプの回転数を調節する制御を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
上記の目的を達成する本発明の燃料供給方法は、エンジンの排気通路に挿入されるインジェクタと、前記インジェクタへ前記未燃燃料を圧送する電磁ポンプと、該インジェクタと前記電磁ポンプとの間に設置された流量調整弁を用いた燃料供給方法において、前記インジェクタから排気通路に未燃燃料を供給する要求があった時に、前記流量調整弁を閉弁し、前記電磁ポンプを起動し、前記電磁ポンプと前記流量調整弁の間の未燃燃料の圧力の測定値が目標圧力値と所定の範囲内で一致するように、前記電磁ポンプの回転数を調節し、流量調整弁を開弁して前記インジェクタから排気通路に未燃燃料を供給することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の排ガス浄化システム及び燃料供給方法によれば、電磁ポンプによるインジェクタへの未燃燃料の送出圧力を、予め設定された目標圧力値に補正するようにしたので、電磁ポンプの個体差に起因する排ガス浄化システムの浄化性能のバラツキを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態からなる排ガス浄化システムの構成図である。
【図２】電磁ポンプの特性を示すグラフである。
【図３】ＥＣＵの制御内容を説明するフロー図である。
【図４】電磁ポンプの回転数の補正に係るマップデータの例を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態からなる排ガス浄化システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態からなる排ガス浄化システムの構成を示す。
【００１５】
この排ガス浄化システム１Ａは、車両に搭載されたディーゼルエンジン２からの排ガスＧが流れる排気通路３に介設された太径の触媒コンバータ４と、その触媒コンバータ４の上流側の排気通路３に設置された燃料供給手段５とを備えている。
【００１６】
触媒コンバータ４内には、前段に酸化触媒（ＤＯＣ）６が配置されたＰＭ捕集フィルター７が格納されている。ＤＯＣ６は、ディーゼルエンジン２の排ガスＧの混合機能を有する構造に成形した金属製の担持体に、ロジウム、酸化セリウム、白金、酸化アルミニウム等を担持して形成される。また、ＰＭ捕集フィルター７は、多孔質セラミック製のハニカムのチャンネル（セル）の入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型のウオールフロータイプのフィルターから形成される。なお、図１の構成例では、ＤＯＣ６とＰＭ捕集フィルター７とを別体としているが、フィルターに酸化触媒物質を担持させたＣＳＦとして一体で用いるようにしても良い。
【００１７】
燃料供給手段５は、排気通路３に挿入されたインジェクタ８と、そのインジェクタ８に燃料タンク９から未燃燃料１０を圧送する電磁ポンプ１１と、それらのインジェクタ８と電磁ポンプ１１との間に設置された流量調整弁１２とを有している。電磁ポンプ１１は、図２の例に示すように、回転数を調節することにより液体の送出圧力を制御するようになっている。また、流量調整弁１２は、インジェクタ８から噴射される未燃燃料１０の噴射量及び噴射タイミングを制御する機能を有している。
【００１８】
この燃料供給手段５においては、電磁ポンプ１１と流量調整弁１２との間に、未燃燃料１０の圧力を測定する圧力センサ１３が設けられている。
【００１９】
上記の電磁ポンプ１１は車載ネットワーク（一点鎖線で示す）を通じて、流量調整弁１２及び圧力センサ１３はハードワイヤリング（実線で示す）を通じて、それぞれ制御手段であるＥＣＵ１４に接続されている。
【００２０】
本発明の実施形態からなる燃料供給方法を、上述した排ガス浄化システム１ＡにおけるＥＣＵ１４の制御内容として、図３に基づいて以下に説明する。
【００２１】
ＥＣＵ１４は、ＰＭ捕集フィルター７の再生要求があるか否かを確認し（Ｓ１０）、再生要求があったときは、燃料供給手段５の作動要求があったものとして、流量調整弁１２を閉弁（開度ゼロ）し（Ｓ２０）、初期回転数で電磁ポンプ１１を起動する（Ｓ３０）。このＰＭ捕集フィルター７の再生要求のトリガーとしては、触媒コンバータ４の差圧や前回の再生からの経過時間などが例示される。また、初期回転数は、電磁ポンプ１１のカタログ値などに基づいて、予め設定される。
【００２２】
次に、ＥＣＵ１４は、圧力センサ１３の測定値Ｘを入力し（Ｓ４０）、測定値Ｘが安定するまでの時間を経過（Ｓ５０）後に、目標圧力値Ａと比較する（Ｓ６０）。この目標圧力値Ａは、燃料供給手段５の各部品に損傷を与えないことを限度として、インジェクタ８から噴射される未燃燃料１０ができるだけ微粒化されるような高い圧力値として、車種毎に予め設定される。
【００２３】
そして、ＥＣＵ１４は、測定値Ｘが目標圧力値Ａと大きく異なる場合には、所定の範囲内で一致するようにマップデータに基づいて電磁ポンプ１１の回転数を調整する（Ｓ７０）。
【００２４】
図４にマップデータの例を示す。このマップデータは、目標圧力値Ａと測定値Ｘとの偏差ΔＰ（＝Ａ−Ｘ）と、電磁ポンプ１１の回転数との関係を示すものであり、電磁ポンプ１１の性能仕様に基づいて予め設定される。具体的には、測定値Ｘが目標圧力値Ａを下回るとき（ΔＰが正値）には、電磁ポンプ１１の回転数を増加させる一方で、測定値Ｘが目標圧力値Ａを上回るとき（ΔＰが負値）には、電磁ポンプ１１の回転数を減少させる。
【００２５】
なお、ステップ７０の処理後に、予め設定された増分又は減分で回転数を増加又は減少させることで、目標圧力値Ａと測定値Ｘとの偏差ΔＰを更に小さくする処理を行っても良い。
【００２６】
ＥＣＵ１４は、測定値Ｘが目標圧力値Ｐと所定の範囲内で一致した場合には、制御を終了する。この後、ＥＣＵ１４は、排ガスＧの温度や車両の運転状態に応じて流量調整弁１２の開度を調節する制御を行って、インジェクタ８から排気通路３内への未燃燃料１０の噴射を開始する。
【００２７】
このような制御を行うことにより、電磁ポンプ１１によるインジェクタ８への未燃燃料１０の送出圧力を目標圧力値Ａに近づくように補正することができるので、電磁ポンプ１１の個体差に起因する排ガス浄化システム１Ａの浄化性能のバラツキを抑制することができるのである。
【００２８】
図５は、本発明の第２の実施形態からなる排ガス浄化システムの構成を示す。なお、図１と同じ部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２９】
この排ガス浄化システム１Ｂにおいては、触媒コンバータ４内にはＬＮＴ触媒１５が格納されている。ＬＮＴ触媒１５は、γアルミナ等で形成されたモノリスハニカムのセルの担持体の表面に、触媒金属及びＮＯｘ吸蔵物質を担持させて形成される。触媒金属としてはＰｔやＰｄが用いられる。またＮＯｘ吸蔵物質としては、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｃｓ等のアルカリ金属や、Ｂａ、Ｃａ等のアルカリ土類金属のうちのいずれか１つ又は組み合わされた複数が用いられる。
【００３０】
このような排ガス浄化システム１Ｂにおいて、ＥＣＵ１４は、図３のステップ１０における「再生要求」の代わりに「リッチスパイク又はＳパージ」とする制御を行うことにより、第１の実施形態の場合と同様に、電磁ポンプ１１の個体差に起因する排ガス浄化システム１Ｂの浄化性能のバラツキを抑制することができるのである。
【符号の説明】
【００３１】
１Ａ、１Ｂ  排ガス浄化システム
２  ディーゼルエンジン
３  排気通路
４  触媒コンバータ
５  燃料供給手段
６  ＤＯＣ
７  ＰＭ捕集フィルター
８  インジェクタ
１０  未燃燃料
１１  電磁ポンプ
１２  流量調整弁
１３  圧力センサ
１４  ＥＣＵ
１５  ＬＮＴ触媒
【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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