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WO2014091864A1 - 排気管燃料噴射装置 - Google Patents

排気管燃料噴射装置 Download PDF

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WO2014091864A1
WO2014091864A1 PCT/JP2013/080779 JP2013080779W WO2014091864A1 WO 2014091864 A1 WO2014091864 A1 WO 2014091864A1 JP 2013080779 W JP2013080779 W JP 2013080779W WO 2014091864 A1 WO2014091864 A1 WO 2014091864A1
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WO
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fuel
exhaust pipe
particulate filter
diesel particulate
fuel injection
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PCT/JP2013/080779
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貴文 天野
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Volvo Lastvagnar AB
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    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
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    • F01N3/0253—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
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    • F01N2610/08—Adding substances to exhaust gases with prior mixing of the substances with a gas, e.g. air
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for injecting fuel into an exhaust pipe for regeneration of a diesel particulate filter of a diesel engine.
  • Such a related art is an effective technology, but when a control signal (diesel particulate filter regeneration stop signal) for stopping the regeneration is generated for some reason during the regeneration process of the diesel particulate filter.
  • a control signal diesel particulate filter regeneration stop signal
  • the fuel remains in the fuel supply system (fuel supply system) injected into the exhaust pipe, and the remaining fuel is carbonized. There is a risk of blockage of the supply system.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust pipe fuel injection device that does not remain and can prevent a fuel supply system from being blocked by carbonization of the fuel.
  • An exhaust pipe fuel injection device is an exhaust pipe fuel injection device for injecting fuel into an exhaust pipe for diesel particulate filter regeneration of a diesel engine.
  • the control means (50) has a function of continuing combustion until no fuel remains in the supply pipe (Lx).
  • control means (50) increases the temperature of the region upstream of the diesel particulate filter (23B) (the front portion of the diesel particulate filter) to a temperature required for regeneration of the diesel particulate filter. If not, it is preferable to have a function of not injecting fuel into the supply pipe (Lx).
  • a fuel supply pipe (Lf) communicating with a fuel supply source and an air supply pipe (La) for supplying air are provided, and the air supply pipe (La) in the supply pipe (Lx) joins with the air supply pipe (La). It is preferable that a branch point and a valve are not provided in a region between the point (Px) and the fuel injection nozzle (41).
  • the temperature of the diesel particulate filter (23B) upstream side region is set to the diesel particulate filter.
  • combustion is continued until no fuel remains in the fuel supply pipes (Lx, Lf).
  • the region upstream of the diesel particulate filter (23B) (diesel particulate filter front) If the temperature does not rise to the temperature required for diesel particulate filter regeneration, the diesel particulate filter regeneration process is not performed and combustion continues until no fuel remains in the supply pipe (Lx) It is preferable not to execute such control.
  • the diesel particulate filter (23B) when the diesel particulate filter (23B) is regenerated, it has a function of continuing combustion until no fuel remains in the supply pipe (Lx). Therefore, even if a control signal for interrupting diesel particulate filter regeneration is generated, regeneration processing of the diesel particulate filter (23B) is performed until all the fuel in the supply pipe (Lx) is combusted. To continue. Therefore, the fuel is prevented from remaining in the supply pipe (Lx), and the supply pipe is not blocked due to carbonization of the remaining fuel.
  • Patent Document 1 unlike the above-described prior art (Patent Document 1), there is no need to provide a fuel storage mechanism for storing the remaining fuel, so that the fuel remaining in the mechanism is carbonized and the piping system ( Blocking Lx, Lf) is prevented.
  • the fuel when the region upstream of the diesel particulate filter (23B) (diesel particulate filter front portion) has not been heated to the temperature required for regeneration of the diesel particulate filter, the fuel If the fuel pipe is configured not to inject fuel into the supply pipes (Lx, Lf), the fuel is supplied into the fuel supply pipes (Lx, Lf) under conditions where the temperature is low and the diesel particulate filter (23B) is not regenerated. Is not injected and fuel that does not burn is prevented from carbonizing in the pipes (Lx, Lf) and blocking the pipes.
  • a fuel supply pipe (Lf) communicating with the fuel supply source (46) and an air supply pipe (La) for supplying air are provided, and the air supply pipe (La) in the supply pipe (Lx) If no branch point or valve is provided in the region between the junction point (Px) and the fuel injection nozzle (41), fuel remains in the region communicating with the branch point or in the region near the valve. Without carbonization, carbonization of the fuel remaining in the region is prevented.
  • FIG. 1 shows the configuration of an intake system and an exhaust system of a diesel engine including an exhaust pipe fuel injection device according to an embodiment of the present invention.
  • the diesel engine 1 has an intake manifold 10 and an exhaust manifold 20.
  • An intake pipe 11 is connected to the intake manifold 10.
  • the intake pipe 11 includes an air cleaner 12, a compressor 28 ⁇ / b> C of the turbocharger 28, an intercooler 13 for cooling the intake air, and an intake that temporarily reduces the intake air amount during cold and startup from the upstream side (air intake side).
  • a shutter 14 is interposed.
  • An exhaust pipe 21 is connected to the exhaust manifold 20.
  • the DPF device 23 includes an oxidation catalyst 23A and a diesel particulate filter 23B.
  • the oxidation catalyst 23A has a function of oxidizing CH (hydrocarbon) and COx (carbon oxide), and the diesel particulate filter 23B has a function of collecting and removing PM (fine particles) in the exhaust gas. have.
  • the SCR catalyst 24 has a function of reducing and purifying NOx (nitrogen oxide) using ammonia (reducing agent) generated from an aqueous urea solution.
  • Reference numeral 30 denotes an EGR system that recirculates a part of the exhaust gas to the intake air.
  • an area indicated by reference numeral 40 is an exhaust pipe fuel injection device.
  • the exhaust pipe fuel injection device 40 includes an exhaust pipe fuel injection nozzle (hereinafter referred to as “fuel injection nozzle”) 41, a fuel (for example, light oil) supply valve 42, a high-pressure air supply valve 43, and a first exhaust temperature sensor. 44, a second exhaust temperature sensor 45, a control unit 50 as control means, and a monitor 70 disposed in the meter panel 60.
  • a nozzle hole of the fuel injection nozzle 41 in the exhaust pipe is arranged in a region between the turbocharger 28 and the DPF device 23 in the exhaust pipe 21.
  • the fuel injection nozzle 41 in the exhaust pipe communicates with the fuel supply valve 42 via the supply pipe Lx
  • the fuel supply valve 42 communicates with the fuel supply source 46 via the fuel supply line Lf.
  • the supply pipe Lx is a pipe between the fuel injection nozzle 41 in the exhaust pipe and the fuel supply valve 42
  • the fuel supply line Lf is a pipe between the fuel supply valve 42 and the fuel supply source 46.
  • the supply line Lx (region between the exhaust pipe fuel injection nozzle 41 and the fuel supply valve 42) is provided with a junction Px with the high-pressure air line La.
  • a high pressure air supply valve 43 is interposed in the high pressure air line La and communicates with the high pressure air supply source 47.
  • a first temperature sensor 44 for measuring the exhaust gas temperature flowing through is provided in a region between the fuel injection nozzle 41 in the exhaust pipe and the DPF device 23.
  • a second temperature sensor 45 for measuring the exhaust gas temperature is installed in a region between the oxidation catalyst 23A and the diesel particulate filter 23B.
  • the first temperature sensor 44 and the second temperature sensor 45 are connected to the control unit 50 by an input signal line Si. Each temperature sensor 44, 45 has a function of outputting a detection signal indicating each detection result to the control unit 50.
  • the fuel supply valve 42 and the high pressure air supply valve 43 are connected to the control unit 50 by a control signal line So.
  • the control unit 50 has a function of outputting a valve opening / closing control signal to the fuel supply valve 42 and the high pressure air supply valve 43.
  • the control unit 50 is connected to the monitor 70 via a control signal line So, and has a function of outputting an information signal regarding the operation of the exhaust pipe fuel injection device 40.
  • the third temperature sensor St 3 and the urea aqueous solution are placed in the exhaust pipe 21 from the upstream side toward the downstream side.
  • An injection nozzle Nn for injecting is installed.
  • the third temperature sensor St3 is connected to the control unit 50 by an input signal line Si, and a detection signal of the third temperature sensor St3 is sent to the control unit 50.
  • step S1 of FIG. 2 it is determined whether the DPF device 23 has started regeneration. If regeneration of the DPF device 23 is started (YES in step S1), the process proceeds to step S2, and if regeneration is not started (NO in step S1), the process returns to step S1 and a loop in which step S1 is “NO”. repeat.
  • step S2 regeneration mode 1 (temperature increase mode) is performed.
  • the regeneration mode 1 temperature increase mode
  • the exhaust gas is heated up until the temperature becomes sufficient for the diesel particulate filter 23B to regenerate.
  • the exhaust gas temperature measured by the first temperature sensor 44 rises to a predetermined threshold value (threshold value in the first temperature sensor 44), and the exhaust gas temperature measured by the second temperature sensor 45 is The regeneration mode 1 (temperature increase mode) is executed until the temperature is increased to a predetermined threshold value (threshold value in the second temperature sensor 45).
  • the “predetermined threshold value” in the exhaust gas temperature is a temperature at which the fuel HC (hydrocarbon) reacts in the oxidation catalyst 23A. That is, the “regeneration mode 1 (temperature increase mode)” is a regeneration mode (temperature increase mode) before the exhaust gas temperature is increased to a temperature at which the fuel HC reacts in the oxidation catalyst 23A.
  • step S3 it is determined whether or not the regeneration mode 1 (temperature increase mode) has been interrupted due to, for example, the stop of the regeneration process by the operation of the driver. If the DPF device 23 has been interrupted (YES in step S3), the process proceeds to step S4. On the other hand, if the DPF device 23 is not interrupted (NO in step S3), the process proceeds to step S5. If it is determined in step S ⁇ b> 3 that the playback is interrupted, a message “playback interrupted” is displayed on the monitor 70.
  • step S4 it is determined whether or not to end the control. If the control is to be ended (step S4 is YES), the control is ended without being reproduced. In this case, the exhaust gas temperature has not increased to the temperature required for regeneration of the diesel particulate filter 23B, the fuel supply valve 42 is not opened, and the fuel is injected from the fuel injection nozzle 41 into the exhaust pipe 21. Since the fuel is not injected, even if the fuel remains in the fuel supply pipe Lf in the exhaust pipe fuel injection device 40, the fuel is not carbonized and the pipe is not blocked. On the other hand, if the control of fuel injection in the exhaust pipe is to be continued (NO in step S4), the process returns to step S1, and step S1 and subsequent steps are repeated again.
  • regeneration mode 2 injection mode
  • fuel is injected into the exhaust pipe 21 from the fuel injection nozzle 41, and the diesel particulate filter 23B is regenerated by the exhaust gas whose temperature has been increased.
  • “regeneration mode 2 (injection mode)” is a regeneration mode (injection mode) when the exhaust gas temperature is raised to a temperature at which the fuel HC reacts in the oxidation catalyst 23A.
  • step S6 the control unit 50 determines whether or not the regeneration mode 2 (injection mode) has been interrupted, for example, by stopping the regeneration process or by stopping the engine by an operation of the driver. If regeneration mode 2 (injection mode) is interrupted (YES in step S6), the process proceeds to step S7. On the other hand, if regeneration mode 2 (injection mode) is not interrupted (NO in step S6), the process proceeds to step S10.
  • step S7 when the regeneration mode 2 (injection mode) is interrupted, a message that “the regeneration mode is interrupted but the residual fuel processing mode is executed” is displayed on the monitor 70 screen. Then, the residual fuel processing mode is performed.
  • the “regeneration mode 2 (injection mode)” if the regeneration is interrupted, the fuel in the supply pipe Lx is maintained as it is, and there is a possibility that the fuel in the supply pipe Lx is carbonized.
  • the fuel supply valve 42 is shut off, but the operation of injecting the high-pressure air from the fuel injection nozzle 41 and the fuel remaining in the supply pipe Lx into the exhaust pipe 2 is executed. To do.
  • step S8 the control unit 50 determines whether or not the residual fuel processing mode has ended. Whether or not the residual fuel processing mode has ended is, for example, whether or not the exhaust gas temperatures measured by the first and second temperature sensors 44 and 45 have become lower than the threshold values of the respective temperature sensors. Can be judged. Alternatively, the residual fuel processing mode is determined by determining whether or not a predetermined time (a sufficient time for the fuel to remain in the supply pipe Lx) has elapsed since the start of the residual fuel processing mode by a timer (not shown). It can be determined whether or not the mode has ended.
  • a predetermined time a sufficient time for the fuel to remain in the supply pipe Lx
  • step S8 If the residual fuel processing mode is completed (YES in step S8), a process for stopping regeneration by the DPF device 23 is performed (step S9), the process returns to step S1, and step S1 and subsequent steps are repeated again. On the other hand, if the residual fuel processing mode has not ended (NO in step S8), the process returns to step S7, and step S7 repeats the “NO” loop.
  • step S10 If it is determined in step S6 that regeneration mode 2 (injection mode) has not been interrupted, it is determined in step S10 whether regeneration of the DPF device 23 has been completed. If the reproduction of the DPE device 23 is completed (YES in step S10), the process proceeds to step S11, and the reproduction completion process of the DPE device 23 is performed. The regeneration completion process of the DPF device 23 is performed, for example, after a predetermined time has elapsed since the start of the regeneration mode 2 (injection mode), and the fuel injection nozzle 41 stops the injection of the mixed fluid of fuel and high-pressure air. If reproduction of the DPE device 23 is not completed (NO in step S10), the process returns to step S5, and the reproduction processing of the DPE device 23 is continued.
  • step S12 After the regeneration completion processing of the DPF device 23 in step S11, the process proceeds to step S12, and for example, it is determined whether or not the driver stops the engine (whether or not to end). If it is to be ended (step S12 is YES), the engine is stopped. On the other hand, if the engine is not stopped (NO in step S12), the process returns to step S1, and the above-described processes after step S1 are repeated.
  • the diesel particulate filter 23B when the diesel particulate filter 23B is being regenerated, it has a function of continuing combustion until no fuel remains in the supply pipe Lx of the exhaust pipe fuel injection device 40. Therefore, even if a control signal for interrupting regeneration of the diesel particulate filter 23B is generated, the regeneration processing of the diesel particulate filter 23B is continued until all the fuel in the supply pipe Lx is combusted. To do. Therefore, the fuel is prevented from remaining in the supply pipe Lx, and the piping system in the exhaust pipe fuel injection device 40 is not blocked due to carbonization of the remaining fuel.
  • Patent Document 1 there is no need to provide a fuel storage mechanism for storing the remaining fuel as in the above-described prior art (Patent Document 1). Blocking the system is prevented.

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Abstract

本発明は、燃料供給系統に燃料が残存することがなく、燃料の炭化による燃料供給系統の閉塞を防止することが出来る排気管燃料噴射装置の提供を目的としている。そのため、本発明は、排気管（２１）内に燃料を噴射する燃料噴射ノズル（４１）と、燃料噴射ノズル（４１）に燃料と空気の混合流体を供給する供給配管（Ｌｘ）と、制御装置（５０）を有し、制御手段（５０）は、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（２３）を再生している場合には供給配管（Ｌｘ）内に燃料が残存しなくなるまで燃焼を続行する機能を有する。

Description

排気管燃料噴射装置
　本発明は、ディーゼルエンジンのディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生のため、排気管内に燃料を噴射する装置に関する。
　ディーゼルエンジンのディーゼル・パティキュレート・フィルタの再生のため、排気管に燃料を噴射して、燃料の酸化反応熱により捕獲した微粒子を燃焼除去する技術は良く知られている。
　係る技術に関連して、ディーゼルエンジンのディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生のため排気管内に燃料を噴射する排気管燃料噴射装置において、排気管内に噴射される燃料の供給系統の噴射ノズルの上流側（燃料供給源側）に分岐点を設け、当該分岐点における噴射ノズルの他方側には燃料供給系統に残留した燃料を貯蔵する燃料貯蔵機構を設けた技術が提案されている（特許文献１参照）。
　係る従来技術は有効な技術ではあるが、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの再生処理の間に、何らかの理由により再生を中止する旨の制御信号（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生中止信号）が発生した場合等の様に、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの再生が中断した場合には、排気管に噴射する燃料の供給系統（燃料供給系統）に燃料が残存し、当該残存した燃料が炭化することによって燃料供給系統が閉塞する恐れが存在する。
　また、分岐点及び分岐点に連通する燃料貯蔵機構を設けなければならないため、燃料噴射系統の構成が複雑化して、製造コストが高騰する、という問題が存在する。
　さらに、分岐点及び分岐点に連通する燃料貯蔵機構の近傍領域において、燃料が炭化して燃料供給系統を閉塞してしまう恐れが存在する。
特開２０１２－１２７２８７号公報
　本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの再生処理が中断しても、排気管に噴射する燃料を供給する燃料供給系統に燃料が残存することがなく、燃料の炭化による燃料供給系統の閉塞を防止することが出来る排気管燃料噴射装置の提供を目的としている。
　本発明の排気管燃料噴射装置は、ディーゼルエンジンのディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生のため、排気管内に燃料を噴射する排気管燃料噴射装置において、
　排気管（２１）内に燃料を噴射する燃料噴射ノズル（４１）と、燃料噴射ノズル（４１）に燃料と空気の混合流体を供給する供給配管（Ｌｘ）と、制御装置（５０）を有し、
　制御手段（５０）は、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（２３Ｂ）を再生している場合には供給配管（Ｌｘ）内に燃料が残存しなくなるまで燃焼を続行する機能を有することを特徴としている。
　本発明において、前記制御手段（５０）は、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（２３Ｂ）上流側の領域（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ前部）がディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生に必要な温度まで昇温していない場合には、供給配管（Ｌｘ）内には燃料を噴射しない機能を有しているのが好ましい。
　また本発明において、燃料供給源に連通する燃料供給配管（Ｌｆ）と、空気を供給する空気供給配管（Ｌａ）を備えており、前記供給配管（Ｌｘ）における空気供給配管（Ｌａ）との合流点（Ｐｘ）から燃料噴射ノズル（４１）の間の領域には分岐点及びバルブが設けられていないことが好ましい。
　本発明の排気管燃料噴射装置を用いたディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生方法では、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（２３Ｂ）上流側の領域（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ前部）の温度をディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生に必要な温度まで昇温する昇温工程（Ｓ２）と、排気管（２１）内に燃料を噴射するディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生工程（Ｓ５）を有しており、
　ディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生工程（Ｓ５）では、燃料供給配管（Ｌｘ、Ｌｆ）内に燃料が残存しなくなるまで燃焼を続行している。
　そして、本発明の排気管燃料噴射装置（１００）を用いたディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生方法において、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（２３Ｂ）上流側の領域（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ前部）の温度がディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生に必要な温度まで昇温しない場合には、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生工程を実行せず、供給配管（Ｌｘ）内に燃料が残存しなくなるまで燃焼を続行する制御も実行しないのが好ましい。
　上述する構成を具備する本発明によれば、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（２３Ｂ）を再生している場合には供給配管（Ｌｘ）内に燃料が残存しなくなるまで燃焼を続行する機能を有しているので、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生を中断する旨の制御信号が発生しても、供給配管（Ｌｘ）内の燃料が全て燃焼するまで、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（２３Ｂ）の再生処理を続行する。
　そのため、供給配管（Ｌｘ）内に燃料が残留してしまうことが防止され、残量した燃料の炭化により供給配管が閉塞することがない。
　そして本発明によれば、上述した従来技術（特許文献１）のように、残留した燃料を貯蔵する燃料貯蔵機構を設ける必要がないので、当該機構に残留した燃料が炭化して、配管系（Ｌｘ、Ｌｆ）を閉塞してしまうことが防止される。
　本発明において、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（２３Ｂ）上流側の領域（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ前部）がディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生に必要な温度まで昇温していない場合には、燃料供給配管（Ｌｘ、Ｌｆ）内に燃料を噴射しない様に構成すれば、温度が低く、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（２３Ｂ）が再生されない条件下では、燃料供給配管（Ｌｘ、Ｌｆ）内に燃料が噴射されず、燃焼しない燃料が当該配管（Ｌｘ、Ｌｆ）内で炭化して当該配管を閉塞してしまうことが防止される。
　また本発明において、燃料供給源（４６）に連通する燃料供給配管（Ｌｆ）および空気を供給する空気供給配管（Ｌａ）は備えており、前記供給配管（Ｌｘ）における空気供給配管（Ｌａ）との合流点（Ｐｘ）から燃料噴射ノズル（４１）の間の領域には分岐点及びバルブが設けられていない様に構成すれば、当該分岐点に連通する領域やバルブ近傍の領域に燃料が残留することもなく、当該領域に残留した燃料の炭化が防止される。
本発明の実施形態を示したブロック図である。 図１の実施形態における制御を示したフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る排気管燃料噴射装置を含むディーゼルエンジンの吸気系および排気系の構成を示している。
　図１において、ディーゼルエンジン１は、吸気マニホールド１０と、排気マニホールド２０とを有している。吸気マニホールド１０には、吸気管１１が接続されている。吸気管１１には、上流側（空気取り入れ口側）から、エアクリーナ１２、ターボチャージャ２８のコンプレッサ２８Ｃ、吸気を冷却するためのインタークーラ１３、冷寒時や起動時に一時的に吸気量を絞るインテークシャッター１４が介装されている。
　排気マニホールド２０には、排気管２１が接続されている。排気管２１には、排気マニホールド２０から下流に向かって、ターボチャージャ２８の排気タービン２８Ｔ、エキゾーストシャッター２２、連続再生式ディーゼル・パティキュレート・フィルタ装置（以下、「ＤＰＦ装置」と記載する）２３、ＳＣＲ触媒２４及びアンモニア酸化触媒２５が介装されている。
　ＤＰＦ装置２３は、酸化触媒２３Ａとディーゼル・パティキュレート・フィルタ２３Ｂとを備えている。そして、酸化触媒２３ＡはＣＨ（炭化水素）、ＣＯｘ（酸化炭素）を酸化する機能を有しており、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ２３Ｂは、排気中のＰＭ（微粒子）を捕集・除去する機能を有している。
　ＳＣＲ触媒２４は、尿素水溶液から生成されるアンモニア（還元剤）を用いて、ＮＯｘ（窒素酸化物）を還元浄化する機能を有している。
　符号３０は、排気ガスの一部を、吸気に還流させるＥＧＲシステムを示している。
　図１において符号４０で示す領域が排気管燃料噴射装置である。
　排気管燃料噴射装置４０は、排気管内燃料噴射ノズル（以下、「燃料噴射ノズル」と言う）４１と、燃料（たとえば軽油）供給バルブ４２と、高圧エア供給バルブ４３と、第１の排気温度センサ４４と、第２の排気温度センサ４５と、制御手段であるコントロールユニット５０と、メーターパネル６０内に配置されたモニタ７０を備えている。
　排気管２１におけるターボチャージャ２８とＤＰＦ装置２３との間の領域に、排気管内燃料噴射ノズル４１のノズル墳孔が配置されている。そして排気管内燃料噴射ノズル４１は、供給配管Ｌｘを介して燃料供給バルブ４２に連通しており、燃料供給バルブ４２は燃料供給ラインＬｆを介して燃料供給源４６に連通している。換言すれば、供給配管Ｌｘは排気管内燃料噴射ノズル４１～燃料供給バルブ４２間の配管であり、燃料供給ラインＬｆは燃料供給バルブ４２～燃料供給源４６間の配管である。
　そして、供給ラインＬｘ（排気管内燃料噴射ノズル４１と燃料供給バルブ４２との間の領域）には、高圧エアラインＬａとの合流点Ｐｘが設けられている。
　高圧エアラインＬａには高圧エア供給バルブ４３が介装されており、高圧エア供給源４７に連通している。
　排気管２１において、排気管内燃料噴射ノズル４１とＤＰＦ装置２３との間の領域に、流過する排気ガス温度を計測するための第１の温度センサ４４が設置されている。
　またＤＰＦ装置２３において、酸化触媒２３Ａとディーゼル・パティキュレート・フィルタ２３Ｂとの間の領域には、排気ガス温度を計測する第２の温度センサ４５が設置されている。
　第１の温度センサ４４と第２の温度センサ４５は、入力信号ラインＳｉによってコントロールユニット５０に接続されている。そして、各温度センサ４４、４５は、それぞれの検出結果を示す検出信号をコントロールユニット５０に出力する機能を有している。
　燃料供給バルブ４２と高圧エア供給バルブ４３は、制御信号ラインＳｏによってコントロールユニット５０に接続されている。コントロールユニット５０は、燃料供給バルブ４２と高圧エア供給バルブ４３に対して、バルブ開閉制御信号を出力する機能を有している。
　また、コントロールユニット５０は、モニタ７０と制御信号ラインＳｏで接続されており、排気管内燃料噴射装置４０の稼動に関する情報信号を出力する機能を有している。
　図示の実施形態では、排気管２１におけるＤＰＦ装置２３とＳＣＲ触媒２４との間の領域には、上流側から下流側に向かって、第３の温度センサＳｔ３と、尿素水溶液を排気管２１内に噴射するための噴射ノズルＮｎが設置されている。
　第３の温度センサＳｔ３は入力信号ラインＳｉによってコントロールユニット５０に接続されており、第３の温度センサＳｔ３の検出信号がコントロールユニット５０に送られる。
　次に、図１を参照しつつ、図２のフローチャートに基づいて、排気管内燃料噴射の制御について説明する。
　図２のステップＳ１において、ＤＰＦ装置２３が再生を開始したか否かが判断される。
　ＤＰＦ装置２３の再生を開始したのであれば（ステップＳ１がＹＥＳ）、ステップＳ２に進み、再生を開始しないのであれば（ステップＳ１がＮＯ）、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１が「ＮＯ」のループを繰り返す。
　ステップＳ２では、再生モード１（昇温モード）を実施する。再生モード１（昇温モード）では、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ２３Ｂが再生するのに十分な温度になるまで排気ガスを昇温させる。
　第１の温度センサ４４が計測する排気ガス温度が所定のしきい値（第１の温度センサ４４におけるしきい値）に昇温し、且つ、第２の温度センサ４５が計測する排気ガス温度が所定のしきい値（第２の温度センサ４５におけるしきい値）に昇温するまで、再生モード１（昇温モード）が実行される。
　ここで、排気ガス温度における当該「所定のしきい値」は、酸化触媒２３Ａにて燃料のＨＣ（炭化水素）が反応する温度である。すなわち、「再生モード１（昇温モード）」は、排気ガス温度が、酸化触媒２３Ａにて燃料のＨＣが反応する温度に昇温する以前の段階における再生モード（昇温モード）である。
　排気ガス温度が第１の温度センサ４４におけるしきい値まで昇温し且つ第２の温度センサ４５におけるしきい値まで昇温するまでの間（再生モード１（昇温モード）を実行している間）、ステップＳ３において、例えばドライバーの操作による再生処理の停止等により、再生モード１（昇温モード）を中断したか否かを判断する。
　ＤＰＦ装置２３を中断したのであれば（ステップＳ３がＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。一方、ＤＰＦ装置２３を中断していなければ（ステップＳ３がＮＯ）、ステップＳ５に進む。
　ステップＳ３において、再生中断の判断が下された場合、モニタ７０には、「再生中断」のメッセージが表示される。
　ステップＳ４では制御を終了するのか否かを判断する。制御を終了するのであれば（ステップＳ４がＹＥＳ）、未再生のままで制御を終了する。
　この場合、排気ガス温度がディーゼル・パティキュレート・フィルタ２３Ｂの再生に必要な温度にまでは昇温しておらず、燃料供給バルブ４２を開かず、燃料噴射ノズル４１から燃料を排気管２１内に噴射しないので、排気管燃料噴射装置４０内の燃料供給配管Ｌｆ内に燃料が残存していても、当該燃料が炭化して、管路の閉塞を生じることはない。
　一方、排気管内燃料噴射の制御を続行するのであれば（ステップＳ４がＮＯ）、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。
　ステップＳ５では、再生モード２（噴射モード）を実施する。すなわち、燃料噴射ノズル４１から燃料を排気管２１内に噴射し、昇温した排気ガスにより、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ２３Ｂを再生する。
　ここで、「再生モード２（噴射モード）」は、排気ガス温度が、酸化触媒２３Ａにて燃料のＨＣが反応する温度に昇温した段階における再生モード（噴射モード）である。
　次のステップＳ６では、コントロールユニット５０は、再生モード２（噴射モード）が、例えばドライバーの操作による再生処理の停止或いはエンジン停止等によって中断されたか否かを判断する。
　再生モード２（噴射モード）が中断されたのであれば（ステップＳ６がＹＥＳ）、ステップＳ７に進む。
　一方、再生モード２（噴射モード）が中断されていないのであれば（ステップＳ６がＮＯ）、ステップＳ１０に進む。
　ステップＳ７（再生モード２（噴射モード）が中断された場合）は、モニタ７０画面に、「再生モードを中断したが、残留燃料処理モードを実行する」旨のメッセージが表示される。そして、残留燃料処理モードを実施する。
　「再生モード２（噴射モード）」では、再生を中断すると、そのまま供給配管Ｌｘ内の燃料が維持されてしまい、供給配管Ｌｘ内の燃料が炭化する恐れが存在する。
　これに対して残量燃料処理モードでは、燃料供給バルブ４２は遮断するが、燃料噴射ノズル４１からの高圧エアと供給配管Ｌｘ内に残存している燃料を排気管２内に噴射する操作は実行する。すなわち、供給配管Ｌｘ内に燃料が残存しなくなるまで排気管２内に高圧エアと燃料が噴出され、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ２３Ｂの再生が続行される。これにより、排気管燃料噴射装置４０の供給配管Ｌｘ内には燃料が残存しなくなる。従って、供給配管Ｌｘ内の燃料が炭化して、供給配管Ｌｘを閉塞してしまうことが防止される。
　ステップＳ８では、コントロールユニット５０は、残留燃料処理モードが終了したか否かを判断する。
　残留燃料処理モードが終了したか否かは、例えば、第１及び第２の温度センサ４４、４５で計測された排気ガス温度が、それぞれの温度センサにおけるしきい値よりも低温になったか否かで判断することが出来る。或いは、図示しないタイマーによって、残留燃料処理モードが開始されてから所定時間（供給配管Ｌｘ内に燃料が残存しなくなるのに十分な時間）が経過したか否かを判断することにより、残留燃料処理モードが終了したか否かを判断することが出来る。
　残留燃料処理モードが終了したならば（ステップＳ８がＹＥＳ）、ＤＰＦ装置２３による再生を停止させる処理を行い（ステップＳ９）、ステップＳ１まで戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。
　一方、残留燃料処理モードが終了していなければ（ステップＳ８がＮＯ）、ステップＳ７まで戻り、ステップＳ７が「ＮＯ」のループを繰り返す。
　ステップＳ６で再生モード２（噴射モード）が中断されていないと判断された場合には、ステップＳ１０において、ＤＰＦ装置２３の再生が完了したか否かを判断する。ＤＰＥ装置２３の再生が完了したのであれば（ステップＳ１０がＹＥＳ）ステップＳ１１に進み、ＤＰＥ装置２３の再生完了処理を行う。ＤＰＦ装置２３の再生完了処理は、例えば再生モード２（噴射モード）の開始から所定時間経過後に行なわれ、燃料噴射ノズル４１から燃料と高圧エアの混合流体の噴射を停止させる。
　ＤＰＥ装置２３の再生が完了していない場合には（ステップＳ１０がＮＯ）ステップＳ５に戻り、ＤＰＥ装置２３の再生処理を続行する。
　ステップＳ１１のＤＰＦ装置２３の再生完了処理の後、ステップＳ１２に進み、例えばドライバーがエンジンを停止するか否か（終了するか否か）を判断する。
　終了するのであれば（ステップＳ１２がＹＥＳ）、エンジンを停止する。
　一方、エンジンを停止しないのであれば（ステップＳ１２がＮＯ）、ステップＳ１まで戻り、ステップＳ１以降の上述した処理を繰り返す。
　図示の実施形態によれば、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ２３Ｂを再生している場合には、排気管燃料噴射装置４０の供給管Ｌｘ内に燃料が残存しなくなるまで燃焼を続行する機能を有しているので、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ２３Ｂの再生を中断する旨の制御信号が発生しても、供給管Ｌｘ内の燃料が全て燃焼するまで、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ２３Ｂの再生処理を続行する。
　そのため、供給配管Ｌｘ内に燃料が残留してしまうことが防止され、残量した燃料の炭化により排気管燃料噴射装置４０内の配管系が閉塞することがない。
　また図示の実施形態によれば、上述した従来技術（特許文献１）のように、残留した燃料を貯蔵する燃料貯蔵機構を設ける必要がないので、当該機構に残留した燃料が炭化して、配管系を閉塞してしまうことが防止される。
　図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
１・・・ディーゼルエンジン
１０・・・吸気マニホールド
２０・・・排気マニホールド
２１・・・排気管
２３・・・連続再生式ディーゼル・パティキュレート・フィルタ装置
２４・・・ＳＣＲ触媒
２５・・・アンモニア酸化触媒
４０・・・排気管燃料噴射装置
４１・・・排気管内燃料噴射ノズル／燃料噴射ノズル
４２・・・燃料供給バルブ
４３・・・高圧エア供給バルブ
４４・・・第１の排気温度センサ
４５・・・第２の排気温度センサ
５０・・・コントロールユニット

Claims (3)

  1. 　ディーゼルエンジンのディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生のため、排気管内に燃料を噴射する排気管燃料噴射装置において、
    　排気管内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、燃料噴射ノズルに燃料と空気の混合流体を供給する供給配管と、制御装置を有し、
    　制御手段は、ディーゼル・パティキュレート・フィルタを再生している場合には供給配管内に燃料が残存しなくなるまで燃焼を続行する機能を有することを特徴とする排気管燃料噴射装置。
  2. 　前記制御手段は、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ上流側の領域がディーゼル・パティキュレート・フィルタ再生に必要な温度まで昇温していない場合には、燃料供給配管内には燃料を噴射しない機能を有している請求項１の排気管燃料噴射装置。
  3. 　燃料供給源に連通する燃料供給配管と、空気を供給する空気供給配管を備えており、前記供給配管における空気供給配管との合流点から燃料噴射ノズルの間の領域には分岐点及びバルブが設けられていない請求項１、請求項２の何れかの排気管燃料噴射装置。
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