特許 6161197 排気管燃料噴射装置及び排気管燃料噴射方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6161197

(24)【登録日】2017年6月23日

(45)【発行日】2017年7月12日

(54)【発明の名称】排気管燃料噴射装置及び排気管燃料噴射方法

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/025 20060101AFI20170703BHJP

   F01N 3/36 20060101ALI20170703BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/025 101

   F01N3/36 B

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-149561(P2013-149561)

(22)【出願日】2013年7月18日

(65)【公開番号】特開2015-21423(P2015-21423A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年6月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003333

【氏名又は名称】ボッシュ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】笠原 弘之

【審査官】 小笠原 恵理

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５２６９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９３４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６４１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０４１８８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００９−５４０１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２７２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１９３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８０１９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／０２５

Ｆ０１Ｎ ３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気管に燃料を噴射する噴射ユニットに供給される燃料の温度を取得する燃料温度取得部と、
前記燃料の温度に基づいて、前記噴射ユニットから燃料を噴射する噴射タイミングを設定する噴射タイミング設定部と、
前記噴射タイミング設定部が設定した前記噴射タイミングで前記噴射ユニットから燃料を噴射させる燃料噴射制御部と、
を備え、
前記噴射タイミング設定部は、次の噴射までの待ち時間が所定値を超える場合は、前記所定値を次の噴射までの待ち時間として前記噴射タイミングを設定することを特徴とする、排気管燃料噴射装置。

【請求項2】

前記噴射タイミング設定部は、前記噴射ユニットによる前回の燃料噴射後に取得された燃料の温度の最大値に基づいて、前記最大値が大きいほど次の噴射までの待ち時間が短くなるように前記噴射タイミングを設定することを特徴とする、請求項１に記載の排気管燃料噴射装置。

【請求項3】

前記排気管内の排気ガス温度を取得する排気ガス温度取得部を更に備え、
前記燃料噴射制御部は、前記噴射タイミングに達し、且つ前記排気ガス温度が所定値以上の場合に、前記噴射ユニットから燃料を噴射させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の排気管燃料噴射装置。

【請求項4】

前記燃料温度取得部は、前記噴射ユニットへ燃料を供給する調量ユニット内で検出された前記燃料の温度を取得することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の排気管燃料噴射装置。

【請求項5】

前記燃料噴射制御部は、前記調量ユニット内のバルブを制御することで、前記調量ユニットから前記噴射ユニットへ燃料を供給して前記噴射ユニットから燃料を噴射させることを特徴とする、請求項４に記載の排気管燃料噴射装置。

【請求項6】

排気管に燃料を噴射する噴射ユニットに供給される燃料の温度を取得するステップと、
前記燃料の温度に基づいて、前記噴射ユニットから燃料を噴射する噴射タイミングを設定するステップと、
設定した前記噴射タイミングで前記噴射ユニットから燃料を噴射するステップと、
を備え、
前記噴射タイミングを設定するステップは、次の噴射までの待ち時間が所定値を超える場合は、前記所定値を次の噴射までの待ち時間として前記噴射タイミングを設定することを特徴とする、排気管燃料噴射方法。

【請求項7】

前記噴射タイミングを設定するステップは、前記噴射ユニットによる前回の燃料噴射後に取得された燃料の温度の最大値に基づいて、前記最大値が大きいほど次の噴射までの待ち時間が短くなるように前記噴射タイミングを設定することを特徴とする、請求項６に記載の排気管燃料噴射方法。

【請求項8】

前記排気管内の排気ガス温度を取得するステップを更に備え、
前記燃料を噴射するステップは、前記噴射タイミングに達し、且つ前記排気ガス温度が所定値以上の場合に実行されることを特徴とする、請求項６又は７に記載の排気管燃料噴射方法。

【請求項9】

前記燃料の温度を取得するステップは、前記噴射ユニットへ燃料を供給する調量ユニット内で検出された前記燃料の温度を取得することを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の排気管燃料噴射方法。

【請求項10】

前記燃料を噴射するステップは、前記調量ユニット内のバルブを制御することで、前記調量ユニットから前記噴射ユニットへ燃料を供給して前記噴射ユニットから燃料を噴射させることを特徴とする、請求項９に記載の排気管燃料噴射方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気管燃料噴射装置及び排気管燃料噴射方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両に搭載される内燃機関の排気ガス中には、窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と称する。）や微粒子状物質（以下、「ＰＭ」と称する。）が含まれている。このうち、ＰＭを捕集して排気ガスを浄化するための装置としてディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」と称する。）がある。ＤＰＦは、内燃機関の排気管に配設され、排気ガスが当該ＤＰＦを通過する際に排気ガス中のＰＭを捕集する。ＤＰＦを備えた排気浄化システムでは、ＤＰＦの目詰まりを防止するために、ＤＰＦの温度を３００℃〜６００℃程度に上昇させてＤＰＦに堆積したＰＭを強制的に燃焼させる強制再生制御が適時に行われる。

【0003】

例えば下記の特許文献１には、排気管に微粒子フィルタが設けられ、微粒子フィルタの上流から燃料を噴射する燃料噴射器が設けられた構成が記載されている。特許文献１に記載された技術では、燃料噴射器から噴射する燃料の経年劣化値が求められ、経年劣化値がしきい値を超える場合にはパージ要求が起動されることが記載されている。この際、特許文献１に記載された技術では、微粒子フィルタの上流に設置された触媒コンバータの入口における水の温度（Ｔｅａｕ）及び排気ガスの温度（ＴｅＣＡＴＡ２）から燃料の経年劣化を判定している（請求項２等）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００９−５２６９４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術は、触媒コンバータの入口における水温及び排気ガス温度から燃料の劣化を間接的に判定するものであり、燃料の劣化を高精度に判定することは困難である。

【0006】

特に、触媒コンバータや排気管から離れた位置においても、燃料は高温に晒されて劣化する場合がある。このような場合、特許文献１に記載された手法では燃料の劣化を判定することができない問題がある。

【0007】

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、排気管に噴射する燃料の劣化を精度良く判定し、燃料が劣化する可能性がある場合は最適のタイミングで燃料を排気管に噴射することが可能な、新規かつ改良された排気管燃料噴射装置及び排気管燃料噴射方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、排気管に燃料を噴射する噴射ユニットに供給される燃料の温度を取得する燃料温度取得部と、前記燃料の温度に基づいて、前記噴射ユニットから燃料を噴射する噴射タイミングを設定する噴射タイミング設定部と、前記噴射タイミング設定部が設定した前記噴射タイミングで前記噴射ユニットから燃料を噴射させる燃料噴射制御部と、を備える排気管燃料噴射装置が提供される。

【0009】

前記噴射タイミング設定部は、前記噴射ユニットによる前回の燃料噴射後に取得された燃料の温度の最大値に基づいて、前記最大値が大きいほど次の噴射までの待ち時間が短くなるように前記噴射タイミングを設定するものであっても良い。

【0010】

また、前記噴射タイミング設定部は、次の噴射までの待ち時間が所定値を超える場合は、前記所定値を次の噴射までの待ち時間として前記噴射タイミングを設定するものであっても良い。

【0011】

また、前記排気管内の排気ガス温度を取得する排気ガス温度取得部を更に備え、前記燃料噴射制御部は、前記噴射タイミングに達し、且つ前記排気ガス温度が所定値以上の場合に、前記噴射ユニットから燃料を噴射させるものであっても良い。

【0012】

また、前記燃料温度取得部は、前記噴射ユニットへ燃料を供給する調量ユニット内で検出された前記燃料の温度を取得するものであっても良い。

【0013】

また、前記燃料噴射制御部は、前記調量ユニット内のバルブを制御することで、前記調量ユニットから前記噴射ユニットへ燃料を供給して前記噴射ユニットから燃料を噴射させるものであっても良い。

【0014】

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、排気管に燃料を噴射する噴射ユニットに供給される燃料の温度を取得するステップと、前記燃料の温度に基づいて、前記噴射ユニットから燃料を噴射する噴射タイミングを設定するステップと、設定した前記噴射タイミングで前記噴射ユニットから燃料を噴射するステップと、を備える排気管燃料噴射方法が提供される。

【0015】

前記噴射タイミングを設定するステップは、前記噴射ユニットによる前回の燃料噴射後に取得された燃料の温度の最大値に基づいて、前記最大値が大きいほど次の噴射までの待ち時間が短くなるように前記噴射タイミングを設定するものであっても良い。

【0016】

また、前記噴射タイミングを設定するステップは、次の噴射までの待ち時間が所定値を超える場合は、前記所定値を次の噴射までの待ち時間として前記噴射タイミングを設定するものであっても良い。

【0017】

また、前記排気管内の排気ガス温度を取得するステップを更に備え、前記燃料を噴射するステップは、前記噴射タイミングに達し、且つ前記排気ガス温度が所定値以上の場合に実行されるものであっても良い。

【0018】

また、前記燃料の温度を取得するステップは、前記噴射ユニットへ燃料を供給する調量ユニット内で検出された前記燃料の温度を取得するものであっても良い。

【0019】

また、前記燃料を噴射するステップは、前記調量ユニット内のバルブを制御することで、前記調量ユニットから前記噴射ユニットへ燃料を供給して前記噴射ユニットから燃料を噴射させるものであっても良い。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、排気管に噴射する燃料の劣化を精度良く判定し、燃料が劣化する可能性がある場合は最適のタイミングで燃料を排気管に噴射することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態にかかるシステムの全体構成を示す模式図である。

【図2】調量ユニット及び噴射ユニットの構成を示す模式図である。

【図3】本発明の一実施形態のシステムに備えられる制御装置の構成を示す模式図である。

【図4】噴射ユニットによる前回の燃料噴射の終了後の経過時間と、経過時間内に燃料温度取得部が取得した燃料温度との関係を示す特性図である。

【図5】最高温度Ｔから待ち時間を決定するためのマップを示す特性図である。

【図6】制御装置による処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0023】

１．排気浄化システム
（１）全体構成
図１は、本実施形態にかかるシステム１００の全体構成を示している。このシステム１００は、ＤＰＦ２２を有する排気浄化ユニット２０と、ＤＰＦ２２の強制再生制御、燃料のパージ制御を含む動作制御を行う制御装置（ＤＣＵ；Dosing Control Unit）６０を含んでいる。このシステム１００は、内燃機関５からの排気ガス中に含まれるＰＭをＤＰＦ２２によって捕集する機能を有している。

【0024】

また、システム１００は、内燃機関５と、内燃機関５を制御するＥＣＵ８を備えている。排気浄化ユニット２０は、酸化触媒２１とＤＰＦ２２とを排気上流側から順次に備えている。内燃機関５から排出された排気ガスは、排気管１１に送られ、酸化触媒２１、ＤＰＦ２２を通過して外部へ排出される。なお、ＤＰＦ２２の下流には、ＳＣＲ触媒（不図示）を配置することができる。

【0025】

また、システム１００は、軽油などの燃料を貯蔵する燃料タンク３０と、燃料タンク３０内の燃料を内燃機関５、及び排気浄化ユニット２０へ供給する燃料ポンプ３２と、燃料に含まれる異物等を除去するための燃料フィルタ３４と、を備えている。燃料タンク３０内の燃料は、燃料ポンプ３２により燃料供給管３６を通って燃料フィルタ３４へ送られ、更に燃料供給管３８を通って排気浄化ユニット２０へ送られる。また、燃料タンク３０内の燃料は、燃料供給管３７を通って内燃機関５へ燃料を供給するコモンレール（不図示）に送られる。コモンレールに送られた燃料のうち、余剰分の燃料は燃料回収管３９を通って燃料タンク３０に戻される。

【0026】

（２）排気浄化ユニット
排気浄化ユニット２０の構成要素のうち、酸化触媒２１は、内燃機関５でのポスト噴射等によって排気管１１内に供給された未燃燃料を酸化し、酸化熱を発生させる。酸化触媒２１は、公知のもの、例えば、アルミナに白金を担持させたものに所定量のセリウム等の希土類元素を添加したものを用いることができる。

【0027】

また、ＤＰＦ２２は、排気ガスがＤＰＦ２２を通過する際に排気ガス中のＰＭ(微粒子状物質)を捕集する。ＤＰＦ２２は、公知のもの、例えば、セラミック材料から構成されたハニカム構造のフィルタを用いることができる。酸化触媒２１で発生した酸化熱によりＤＰＦ２２に流入する排気ガスが昇温し、ＤＰＦ２２が加熱される。これにより、ＤＰＦ２２が捕集したＰＭが燃焼し、ＤＰＦ２２の強制再生制御が行われる。

【0028】

排気浄化ユニット２０は、酸化触媒２１の上流及び下流にそれぞれ温度センサ５０，５２を備え、また、ＤＰＦ２２の上流及び下流の圧力をそれぞれ検出する圧力センサ５４を備えている。これらセンサの検出値は制御装置６０に送られて、それぞれの位置での圧力や温度が検出される。なお、演算によって推定可能であるならば、これらのセンサは省略可能である。

【0029】

本実施形態のシステム１００では、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭを強制的に燃焼させる強制再生制御が適時行われる。強制再生制御は、圧力センサ５４により検出されたＤＰＦ２２の上流と下流の圧力の差分が大きくなったときに行われる。圧力の差分が大きいほど、ＤＰＦ２２に捕集されたＰＭの蓄積量が多くなるためである。

【0030】

強制再生制御では、ＤＰＦ２２を３００℃〜６００℃程度に昇温させるため、ＤＰＦ２２及び酸化触媒２１の上流から燃料が噴射される。このため、本実施形態のシステム１００は、酸化触媒２１の上流の排気管１１に燃料を噴射する噴射ユニット８０と、噴射ユニット８０による燃料の噴射量を調量する調量ユニット７０を備えている。

【0031】

強制再生制御を行う場合、内燃機関５での吸気絞り、ポスト噴射等によって排気ガス温度が昇温する。排気ガス温度が昇温すると、噴射ユニット８０から燃料が噴射され、酸化触媒２１における更なる燃焼が行われる。この際、ＤＰＦ２２に流入する排気ガスの温度が３００℃〜６００℃程度となるように、調量ユニット７０により噴射量が調量される。これにより、酸化触媒２１での燃焼により高温となった排気ガスがＤＰＦ２２へ流入し、ＤＰＦ２２内のＰＭが燃焼する。噴射ユニット８０からの燃料噴射による強制再生制御は、ＤＰＦ２２が捕集したＰＭの量に応じて、例えば１５分〜３０分程度行われる。

【0032】

（３）調量ユニット及び噴射ユニット
図１に示すように、調量ユニット７０及び噴射ユニット８０は、燃料供給管３８に設けられている。図２は、調量ユニット７０及び噴射ユニット８０の構成を示す模式図である。調量ユニット７０は、燃料が流れる方向の上流側から順に、シャットオフバルブ７２、第１のセンサユニット７４、調量バルブ７６、第２のセンサユニット７８を有して構成されている。

【0033】

シャットオフバルブ７２は、調量ユニット７０による燃料の調量を行う際に開かれ、調量を行わない場合に閉じられるバルブである。具体的には、シャットオフバルブ７２は、ＤＰＦ２２の強制再生制御を行う場合に開かれ、強制再生制御を行わない場合に閉じられる。

【0034】

調量バルブ７６は、噴射ユニット８０から排気管１１へ燃料を噴射する際の噴射量を調量するバルブである。調量バルブ７６は、制御装置６０から送られるＰＷＭ信号に基づいて、ＤＵＴＹ駆動され、噴射ユニット８０へ送る燃料量を調量する。

【0035】

第１のセンサユニット７４は、調量バルブ７６の上流側の燃料の圧力を測定する圧力センサと、調量バルブ７６の上流側の燃料の温度を測定する温度センサとを含むユニットである。調量バルブ７６による燃料の調量は、同じ燃料量を供給する場合、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力が高い場合は調量バルブ７６の開弁時間が短く設定され、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力が低い場合は調量バルブ７６の開弁時間が長くなるように設定される。

【0036】

第２のセンサユニット７８は、調量バルブ７６の下流側の燃料の圧力を測定する圧力センサである。第２のセンサユニット７８は、主に異常診断用のセンサユニットとして設けられている。例えば、調量バルブ７６を開弁する制御が行われているにも関わらず、第２のセンサユニット７８で測定される圧力が第１のセンサユニット７４で測定される圧力よりも低い場合は、調量バルブ７６が故障により閉じていると考えられ、異常判定が行われる。また、調量バルブ７６が閉じている状態で第２のセンサユニット７８で測定される圧力が大気圧と同等である場合は、調量ユニット７０の下流で燃料供給管３８が破損していることが考えられ、異常判定が行われる。

【0037】

噴射ユニット８０は、調量ユニット７０から送られる燃料の圧力に応じて開弁する機械式のバルブである。噴射ユニット８０は、バルブ８２と圧縮バネ８４を備え、調量ユニット７０から送られる燃料の圧力が圧縮バネ８４の付勢力を超えるとバルブ８２が開弁するように構成されている。噴射ユニット８０には内燃機関５の冷却水が循環しており、噴射ユニット８０の温度は冷却水の温度（８０℃程度）に維持されている。

【0038】

（４）制御装置
次に、図３を参照して、本実施形態のシステム１００に備えられる制御装置６０を、燃料温度取得部６２と、噴射タイミング設定部６３と、燃料噴射制御部（パージ制御部）６４と、排気ガス温度取得部６６とに大別して、具体的に説明する。これらの各部は、具体的にはマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現される。すなわち、図２は、システム１００に備えられた制御装置６０のうち、ＤＰＦ２２へ噴射する燃料の劣化、及び燃料の劣化に起因する噴射ユニット８０の詰まり等の不具合を解消するための制御に関する部分を、機能的なブロックで表した構成例である。

【0039】

排気浄化ユニット２０の噴射ユニット８０には、調量ユニット７０から燃料が供給される。噴射ユニット８０は、供給された燃料の圧力に応じてバルブ８２を開き、排気管１１に燃料を噴射する。噴射ユニット８０は排気管１１に近接しているため、噴射ユニット８０内の燃料は、排気管１１内の高温の排気ガスの影響を受ける。また、上述のように燃料タンク３０から内燃機関５のコモンレールに供給された燃料のうち、余剰分の燃料は燃料タンク３０に戻される。このため、燃料タンク３０内の温度が上昇し、温度上昇した燃料が燃料供給管３８から調量ユニット７０、及び噴射ユニット８０に供給される場合がある。このような熱的な要因により燃料が酸化し、燃料がスラッジ状となり、調量ユニット７０内の調量バルブ８６、噴射ユニット８０のバルブ８２の動作に不具合を生じさせることが想定される。具体的には、燃料がスラッジ状になった場合、燃料がバルブの可動部を固着させてしまうことが考えられる。

【0040】

このため、本実施形態のシステム１００においては、強制再生制御を行う以外のタイミングで噴射ユニット８０から燃料を意図的にパージして、燃料を噴射ユニット８０から排気管１１へ排出する。これにより、仮に燃料が高温により劣化していた場合であっても、劣化した燃料は排気管１１に排出されて酸化触媒２１にて燃焼する。従って、劣化した燃料によって不具合が生じることを確実に抑止することができる。

【0041】

そして、本実施形態において、燃料をパージするタイミングは、噴射ユニット８０から噴射される燃料の温度に応じて決定される。より具体的には、調量ユニット７０の第１のセンサユニット７４で測定された燃料の温度に応じて、噴射ユニット８０から燃料をパージするタイミングが決定される。上述のように、燃料タンク３０内の燃料温度は内燃機関５側から戻された燃料により上昇している場合があり、燃料供給管３８には比較的高い温度（７０℃程度）の燃料が供給される場合がある。また、噴射ユニット８０の近傍では、排気熱の影響により燃料温度が上昇する場合がある。そして、燃料の温度が高いほど、燃料が酸化してスラッジ状となる可能性が高くなる。従って、第１のセンサユニット７４で測定される燃料温度が高い場合は、噴射ユニット８０による燃料のパージを早期に行うことで、燃料供給管３８、調量ユニット７０または噴射ユニット８０の内部で燃料が劣化することを確実に抑止できる。

【0042】

このため、制御装置６０の燃料温度取得部６２は、第１のセンサユニット７４が検出した調量バルブ８６の上流の燃料温度を取得する。また、排気ガス温度取得部６６は、温度センサ５０，５２が検出した排気ガスの温度を取得する。噴射タイミング設定部６３は、燃料温度取得部６２が取得した燃料温度に基づいて噴射ユニット８０から燃料をパージする際の噴射タイミング（待ち時間）を設定する。燃料噴射制御部６４は、前回の噴射ユニット８０からの噴射から噴射タイミング設定部６３が設定した待ち時間が経過すると、調量ユニット７０を制御して燃料を噴射ユニット８０へ供給し、噴射ユニット８０による燃料のパージを行う。この際、燃料噴射制御部６４は、排気ガス温度取得部６６が取得した排気ガスの温度に基づいて、ＤＰＦ２２の上流の排気ガスの温度が３００℃〜６００℃程度となるように調量ユニット７０の調量バルブ７４をＤＵＴＹ制御する。これにより、調量ユニット７０から噴射ユニット８０へ燃料が供給され、噴射ユニット８０のバルブ８２が開かれて燃料が排気管１１へパージされる。従って、劣化した燃料により調量ユニット７０又は噴射ユニット８０に不具合が生じることを確実に抑止できる。

【0043】

図４及び図５は、噴射タイミング設定部６３が待ち時間を設定する方法を説明するための特性図である。図４は、噴射ユニット８０による前回の燃料噴射の終了時からの経過時間と、この経過時間内に燃料温度取得部６２が取得した燃料温度との関係を示している。ここで、前回の燃料噴射は、強制再生制御による燃料噴射と、強制再生制御以外の排気管１１への燃料のパージの双方を含む。噴射タイミング設定部６３は、図４の特性から、経過時間内の燃料温度の最高温度Ｔを検出する。

【0044】

図５は、最高温度Ｔから待ち時間を決定するためのマップを示す特性図である。噴射タイミング設定部６３は、図４の特性から取得した最高温度Ｔを図５のマップに当てはめて、待ち時間を設定する。図５に示すように、最高温度Ｔが高いほど、待ち時間は短い時間に設定される。例えば、最高温度Ｔが８０℃の場合は、７０℃の場合に比べて待ち時間が短くなる。従って、調量ユニット７０の第１のセンサユニット７４が検出した燃料温度が高いほど、待ち時間が短く設定されることになり、燃料の最高温度Ｔが高く、燃料が劣化し易い状況下では、噴射ユニット８０からの燃料のパージが促進される。これにより、燃料の劣化を確実に抑止することが可能である。

【0045】

上述したように、噴射ユニット８０には冷却水が供給されており、噴射ユニット８０内の燃料の温度は比較的低い状態となっている。一方、燃料タンク３０には、燃料回収管３９から戻された燃料が含まれ、燃料回収管３９から戻された燃料は比較的高い温度になる場合がある。また、調量ユニット７０及び燃料供給管３８は、内燃機関５の近傍に配置された場合、周辺から熱を受け、内部の燃料温度は上昇し易くなる。このため、燃料タンク３０から燃料供給管３８を経由して調量ユニット７０に供給された燃料の温度の方が噴射ユニット８０内の燃料の温度よりも高くなる場合がある。従って、調量ユニット７０内の燃料の温度に基づいて待機時間を定めることで、より温度が高い燃料に基づいて待機時間を定めることができ、燃料の劣化によるリスクを確実に回避することができる。

【0046】

なお、上述の説明では、最高温度Ｔに基づいて待ち時間を定めたが、図４に示すように、例えば燃料温度が所定のしきい値ａ以上であった時間ｔ１の長さに基づいて、時間ｔ１が長いほど待ち時間を短くしても良い。また、２つのしきい値ａ，ｂを設け、燃料温度がそれぞれのしきい値以上であった時間ｔ１，ｔ２をしきい値ａ，ｂの値に応じて重み付けして得られた時間ｔ３に基づいて、時間ｔ３が長いほど待ち時間を短くしても良い。

【0047】

図６は、制御装置６０による処理の流れを示すフローチャートである。先ず、ステップＳ８では、第１のセンサユニット７４から燃料の温度を取得する。なお、燃料温度の取得は継続して行われる。次のステップＳ１０では、ＤＰＦ２２の強制再生制御の準備中又はＤＰＦ２２の強制再生制御の実施中であるか否かを判定する。ＤＰＦ２２の強制再生制御の準備中又は実施中の場合は、ステップＳ１０で待機する。一方、ＤＰＦ２２の強制再生制御の準備、又は強制再生制御の実施のいずれも行っていない場合は、ステップＳ１２へ進む。

【0048】

ステップＳ１２では、前回のパージ又は強制再生制御からの経過時間ｔが第１のしきい値を超えているか否かを判定する。第１のしきい値は、例えば１５分〜３０分程度の値に設定される。経過時間ｔが１５分〜３０分程度以内であれば、噴射ユニット８０及びその上流で高温の燃料が劣化している可能性は低いと考えられる。従って、経過時間ｔが第１のしきい値を超えている場合は、燃料のパージを行うため次のステップＳ１４以降の処理へ進み、経過時間ｔが第１のしきい値以下の場合は、ステップＳ１２で待機する。

【0049】

ステップＳ１４では、経過時間ｔが最高温度Ｔに基づいて定められた待ち時間を超えているか否かを判定する。ここで、待ち時間は、前回のパージ又は強制再生制御以降に取得された燃料温度から定まる値であり、噴射タイミング設定部６３によって図５のマップから設定された値である。

【0050】

ステップＳ１４において、経過時間ｔが待ち時間を超えている場合は、ステップＳ１６へ進む。この場合、経過時間ｔが燃料温度から定まる待ち時間を超えているため、噴射ユニット８０またはその上流で燃料が比較的高温の状態にあり、燃料が劣化する可能性がある。このため、燃料のパージを行うため次のステップＳ１６以降の処理へ進む。

【0051】

一方、ステップＳ１４において、経過時間ｔが待ち時間以下の場合は、ステップＳ１８へ進む。ステップＳ１８では、経過時間ｔが第２のしきい値を超えているか否かを判定する。第２のしきい値は、例えば１時間〜７時間程度の任意の値に設定される。経過時間ｔが第２のしきい値を超えている場合は、経過時間ｔが待ち時間以下の場合であっても強制的にパージを行うことが望ましい。このため、ステップＳ１８で経過時間ｔが第２のしきい値を超えている場合は、燃料のパージを行うためステップＳ１６以降の処理へ進む。一方、経過時間ｔが第２のしきい値以下の場合は、ステップＳ１４へ戻る。

【0052】

ステップＳ１６では、排気管１１の噴射ユニット８０の近傍における排気ガス温度が３００℃を超えているか否かを判定する。判定は、排気ガス温度取得部６６が取得した温度センサ５０，５２の検出値に基づいて行う。排気ガス温度が３００℃を超えている場合は、噴射ユニット８０から噴射された燃料が排気管１１内で蒸発し、排気管１１内に液体のまま付着することがないため、次のステップＳ２０へ進み、燃料のパージを実施する。一方、ステップＳ１６において、排気ガス温度が３００℃以下の場合は、噴射ユニット８０から噴射された燃料が排気管１１内に液体のまま付着する可能性があるため、パージを実施せずにステップＳ１６で待機する。

【0053】

ステップＳ２０では、制御装置６０の燃料噴射制御部６４によって調量ユニット７０が制御され、シャットオフバルブ７２と調量バルブ７６の双方が開弁される。これにより、燃料が噴射ユニット８０へ供給され、噴射ユニット８０のバルブ８２が開弁されて排気管１１へ燃料がパージされる。

【0054】

燃料をパージする際に、強制再生制御を同時に行うこともできる。この場合、燃料噴射制御部６４は、排気ガス温度取得部６６が取得した排気ガス温度に基づいて調量バルブ７６の開弁動作をＤＵＴＹ制御する。この際、燃料噴射制御部６４は、ＤＰＦ２２の上流の温度センサ５２で検出される排気ガス温度が３００℃〜６００℃程度となるように調量バルブ８６の開弁動作を制御し、排気ガス温度が６００℃以下で３００℃に近いほど燃料の供給量を増加し、排気ガス温度が６００℃以上の場合は燃料の供給量を減少させるなどして、排気ガス温度を６００℃程度にする。これにより、ＤＰＦ２２の上流における排気ガス温度を強制再生制御の場合と同様の温度にすることができ、噴射ユニット８０からパージした燃料によりＤＦＦ２２に付着したＰＭを燃焼させることができる。

【0055】

また、燃料を排気管１１にパージする際に、強制再生制御を同時に行う場合は、ステップＳ１６の前に排気ガス温度を上昇させるステップを設けても良い。この場合、排気ガス温度を上げるステップでは、制御装置６０からＥＣＵ８へ排気ガス温度を上昇させるためのポスト噴射を行うよう指令が出される。ＥＣＵ８は、この指令に基づいて内燃機関５への燃料噴射を制御し、ポスト噴射を実施する。

【0056】

ＥＣＵ８の指令に基づき、内燃機関５の燃料噴射制御にてポスト噴射が行われると、排気管１１内に供給された未燃燃料が酸化触媒２１にて酸化されて酸化熱が発生する。これにより、排気ガス温度が上昇し、短時間で排気ガス温度を３００℃以上に到達させることができる。

【0057】

以上説明したように本実施形態によれば、排気管１１へ供給される燃料の温度に基づいて、排気管１１へ燃料をパージするタイミングを決定し、燃料温度が高いほど少ない待ち時間で燃料をパージするようにした。これにより、燃料温度が高く、燃料が劣化し易い場合は、待ち時間を短くして早期に燃料を排気管１１へパージすることが可能となる。従って、噴射ユニット８０内、または噴射ユニット８０よりも上流の調量ユニット７０、燃料供給管３８内において、劣化した燃料による不具合を確実に抑止することが可能となる。

【0058】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0059】

１１ 排気管
６０ 制御装置
６２ 燃料温度取得部
６３ 噴射タイミング設定部
６４ 燃料噴射制御部
６６ 排気ガス温度取得部
７０ 調量ユニット
７２ シャットオフバルブ
７４ 調量バルブ
８０ 噴射ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】