專利名稱：后處理燃燒器系統(tǒng)的預(yù)熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及后處理燃燒器(burner)系統(tǒng)的預(yù)熱方法。
背景技術(shù)：
以往，在柴油機(jī)中，在排氣氣體流通的排氣管的中途裝備有微粒過(guò)濾器(particulate filter),通過(guò)該微粒過(guò)濾器對(duì)排氣氣體中所含的微粒(ParticulateMatter:粒子狀物質(zhì))進(jìn)行捕獲收集，但是，在通常的柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，得到微粒進(jìn)行自燃的程度高的排氣溫度的機(jī)會(huì)少，因此使微粒過(guò)濾器整體擔(dān)載將Pt、Pd等作為活性物種的氧化催化劑。S卩，如果采用這樣的擔(dān)載有氧化催化劑的微粒過(guò)濾器，則所捕獲收集的微粒的氧化反應(yīng)被促進(jìn)，著火溫度降低，即使是比以往低的排氣溫度，也能夠燃燒除去微粒。但是，即使在采用了這樣的微粒過(guò)濾器的情況下，因?yàn)樵谂艢鉁囟鹊偷倪\(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中與微粒的處理量相比捕獲收集量高，所以當(dāng)這樣的在低的排氣溫度下的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)持續(xù)時(shí)，也存在微粒過(guò)濾器的再生無(wú)法良好地進(jìn)行并且該微粒過(guò)濾器陷入過(guò)捕獲收集狀態(tài)的可能性。因此，考慮如下情況:在微粒過(guò)濾器的前級(jí)附帶裝備流通(flow-through)型的氧化催化劑，在微粒的堆積量増加的階段在上述氧化催化劑的上游的排氣氣體中添加燃料，使微粒過(guò)濾器進(jìn)行強(qiáng)制再生。也就是說(shuō)，如果在氧化催化劑的上游的排氣氣體中添加燃料，則該添加燃料(HC)在通過(guò)前級(jí)的氧化催化劑的期間進(jìn)行氧化反應(yīng)，因此通過(guò)該反應(yīng)熱進(jìn)行升溫后的排氣氣體的流入使得緊接著的微粒過(guò)濾器的催化劑床溫度提升，微粒燒盡，謀求微粒過(guò)濾器的再生化。但是，在像光在擁塞路段行駛的城市地區(qū)的公共汽車等那樣排氣溫度低的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)持續(xù)較長(zhǎng)的運(yùn)行形態(tài)的車輛中，前級(jí)的氧化催化劑難以升溫到能發(fā)揮充分的催化劑活性的催化劑床溫度，該氧化催化劑中的添加燃料的氧化反應(yīng)未活躍化，因此存在不能在短時(shí)間內(nèi)效率良好地使微粒過(guò)濾器進(jìn)行再生的問(wèn)題。因此，近年來(lái)，研究在微粒過(guò)濾器的入側(cè)設(shè)置燃燒器，與車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)無(wú)關(guān)地利用上述燃燒器的燃燒對(duì)已捕獲收集的微粒進(jìn)行焚燒，使微粒過(guò)濾器在短時(shí)間內(nèi)效率良好地進(jìn)行再生。再有，作為與這種使用燃燒器對(duì)排氣凈化催化劑、排氣氣體進(jìn)行加熱的技術(shù)相關(guān)連的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)信息，有下述的專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平5 - 86845號(hào)公報(bào)；
專利文獻(xiàn)2:日本特開平6 - 167212號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
然而，在寒冷地區(qū)等的冷啟動(dòng)時(shí)，在想立刻進(jìn)行微粒過(guò)濾器的強(qiáng)制再生的情況下、或者在想提升配置在微粒過(guò)濾器的下游側(cè)的各種催化劑(以尿素水、HC為還原劑對(duì)NOx進(jìn)行還原浄化的選擇還原型催化劑等)的床溫度來(lái)促使活性化的情況下，即使欲用涼透了的狀態(tài)的燃燒器開始燃燒，也會(huì)因?yàn)樵趪娚淦?injector)內(nèi)部的燃料變涼而變?yōu)檎扯雀叩臓顟B(tài)，所以存在未將燃料噴霧良好地進(jìn)行微?；⑶抑鹱兊貌环€(wěn)定的不良。本發(fā)明是鑒于上述的實(shí)際情況而完成的，其目的在于在冷啟動(dòng)時(shí)對(duì)燃燒器進(jìn)行預(yù)熱來(lái)改善著火的穩(wěn)定性。用于解決課題的方案
本發(fā)明是一種后處理燃燒器系統(tǒng)的預(yù)熱方法，所述后處理燃燒器系統(tǒng)在裝備于排氣管的中途的排氣凈化材料的上游設(shè)置燃燒器，利用該燃燒器的燃燒能對(duì)所述排氣浄化材料進(jìn)行加熱，所述預(yù)熱方法的特征在于，在燃燒器的環(huán)境溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下，以對(duì)負(fù)責(zé)所述燃燒器的燃料噴霧的電磁閥式的噴射器停止了燃料供給的狀態(tài)進(jìn)行通電，使噴射器內(nèi)部的電磁線圈產(chǎn)生由通電得到的焦耳熱來(lái)進(jìn)行預(yù)熱。于是，如果這樣做，則即使在寒冷地區(qū)等的冷啟動(dòng)時(shí)燃燒器變?yōu)闆鐾噶说臓顟B(tài)，也會(huì)在燃燒器的環(huán)境溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下對(duì)噴射器形成通電，利用該通電，噴射器內(nèi)部的電磁線圈產(chǎn)生焦耳熱，由此噴射器內(nèi)部的燃料被加熱而粘度降低，因此，將燃料噴霧良好地進(jìn)行微?；?，大幅度地提高了著火的穩(wěn)定性。再有，在對(duì)電磁線圈通電來(lái)將燃燒器預(yù)熱時(shí)，在停止了燃料供給的狀態(tài)下進(jìn)行，因此，即使電磁線圈由于通電而勵(lì)磁，噴射器內(nèi)部的燃料回路改換，也不會(huì)從噴射器對(duì)燃料進(jìn)行噴霧。進(jìn)而，在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選根據(jù)燃燒器的環(huán)境溫度來(lái)變更對(duì)噴射器的通電時(shí)間，如果這樣做，則能以燃燒器的環(huán)境溫度越低對(duì)噴射器的通電時(shí)間越長(zhǎng)的方式増加焦耳熱的產(chǎn)生量。發(fā)明效果
根據(jù)上述的本發(fā)明的后處理燃燒器系統(tǒng)的預(yù)熱方法，能起到如下述那樣的各種優(yōu)越的效果。(I)因?yàn)樵谌紵鞯沫h(huán)境溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下對(duì)噴射器進(jìn)行通電，利用該通電能使噴射器內(nèi)部的電磁線圈產(chǎn)生焦耳熱，能對(duì)噴射器內(nèi)部的燃料進(jìn)行加熱而使粘度降低，所以即使在寒冷地區(qū)等的冷啟動(dòng)時(shí)燃燒器變?yōu)闆鐾噶说臓顟B(tài)下，也能將燃料噴霧良好地進(jìn)行微粒化，能大幅度地改善著火的穩(wěn)定性。(II)因?yàn)樵诶鋯?dòng)時(shí)對(duì)燃燒器進(jìn)行預(yù)熱時(shí)，不需要新增設(shè)特殊的附帯設(shè)備，能利用對(duì)已設(shè)在噴射器內(nèi)部的電磁線圈進(jìn)行通電而得到的焦耳熱進(jìn)行燃燒器的預(yù)熱，所以能以極其廉價(jià)的成本實(shí)施。(III)如果根據(jù)燃燒器的環(huán)境溫度來(lái)變更對(duì)噴射器的通電時(shí)間，則能以燃燒器的環(huán)境溫度越低對(duì)噴射器的通電時(shí)間越長(zhǎng)的方式増加焦耳熱的產(chǎn)生量，因此，能更可靠地對(duì)燃燒器進(jìn)行預(yù)熱來(lái)改善著火的穩(wěn)定性，并且，能極カ避免過(guò)量的通電，能將該通電所需的功耗抑制在所需要的最小限度。


圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的后處理燃燒器系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的概略圖。圖2是說(shuō)明在圖1的控制裝置中進(jìn)行的控制順序的流程圖。圖3是表示與圖2的燃燒器預(yù)熱處理相關(guān)的詳細(xì)的控制順序的流程圖。圖4是表示燃燒器的環(huán)境溫度與通電時(shí)間的關(guān)系的圖表。圖5是表示與圖2的燃燒器工作處理相關(guān)的詳細(xì)的控制順序的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下，一邊參照附圖ー邊說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1 圖5是表示應(yīng)用本發(fā)明的后處理燃燒器系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的圖，圖1中的附圖標(biāo)記I表示裝備有渦輪增壓器(turbo charger) 2的柴油機(jī)，將從空氣過(guò)濾器(aircleaner) 3引導(dǎo)的進(jìn)氣4通過(guò)進(jìn)氣管5送到上述渦輪增壓器2的壓縮機(jī)2a，將以該壓縮機(jī)2a加壓的進(jìn)氣4送到中間冷卻器(intercooler)6進(jìn)行冷卻，進(jìn)而將進(jìn)氣4從該中間冷卻器6引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管(manifold) 7，分配給柴油機(jī)I的各氣缸8 (在圖1中例示了串聯(lián)6個(gè)氣缸的情況)，此外，將從上述柴油機(jī)I的各氣缸8排出的排氣氣體9經(jīng)由排氣歧管10送到渦輪增壓器2的渦輪(turbine)2b，在驅(qū)動(dòng)該渦輪2b之后將該排氣氣體9向排氣管11送出。而且，在上述排氣管11的中途，被消聲器(muffler) 13抱持地裝備有整體擔(dān)載了氧化催化劑的微粒過(guò)濾器12 (排氣凈化材料)，并且，在該微粒過(guò)濾器12的前級(jí)裝備有噴射適量的燃料使其著火燃燒的燃燒器14。在該燃燒器14中具備負(fù)責(zé)該燃燒器14的燃料噴霧的電磁閥式的噴射器15、用于對(duì)從該噴射ロ噴射出的燃料進(jìn)行點(diǎn)火的火花塞16、以及檢測(cè)火焰溫度的溫度傳感器17，但是即使在燃燒器14的非燃燒時(shí)該溫度傳感器17也對(duì)燃燒器14的環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)信號(hào)17a被輸入到構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)控制計(jì)算機(jī)(EOJ:Electronic Control Unit,電子控制單元)的控制裝置18。而且，在上述控制裝置18中，在基于上述檢測(cè)信號(hào)17a把握的燃燒器14的環(huán)境溫度為規(guī)定溫度以下的條件下，向上述噴射器15輸出指示工作的工作信號(hào)15a，更具體地說(shuō)，對(duì)上述噴射器15形成通電。此時(shí)，未向?qū)⑷剂瞎┙o到噴射器15的燃料泵19輸出指示該燃料泵19的工作的エ作信號(hào)19a，更具體地說(shuō)，切斷對(duì)上述燃料泵19的通電。再有，在通常的燃燒器14的工作狀態(tài)下，對(duì)上述燃料泵19輸出指示工作的工作信號(hào)19a，并且，對(duì)上述火花塞16輸出指示打火(spark)的點(diǎn)火信號(hào)16a，進(jìn)而，對(duì)從渦輪增壓器2的壓縮機(jī)2a的下游抽出進(jìn)氣4的一部分作為燃燒用空氣而引導(dǎo)到燃燒器14的燃燒用空氣供給管20的燃燒空氣閥21輸出指示開閥動(dòng)作的開閥信號(hào)21a，在此之后，向上述噴射器15輸出指不工作的工作信號(hào)15a。圖2是用流程圖說(shuō)明在上述控制裝置中進(jìn)行的控制順序的圖，在產(chǎn)生燃燒器14的工作請(qǐng)求時(shí)，判定由溫度傳感器17檢測(cè)出的燃燒器14的環(huán)境溫度是否低于0°C，在低于(TC的情況下，選擇燃燒器預(yù)熱處理，在該處理后再次進(jìn)行環(huán)境溫度的判定，在燃燒器14的環(huán)境溫度為0°C以上的情況下，選擇通常的燃燒器工作處理。再有，雖然在此將判定向燃燒器預(yù)熱處理的轉(zhuǎn)移的閾值設(shè)為o°c并進(jìn)行了說(shuō)明，但是顯然，能以o°c以外的任意的溫度設(shè)定該閾值。圖3是表示與圖2的流程圖中的燃燒器預(yù)熱處理相關(guān)的詳細(xì)的控制順序的圖，首先當(dāng)開始噴射器15的通電時(shí)，從如圖4那樣的控制圖(map)讀出與環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)的通電時(shí)間，等待經(jīng)過(guò)該讀出的通電時(shí)間，結(jié)束噴射器15的通電，由此結(jié)束燃燒器預(yù)熱處理。附帯地，圖5是表示與圖2的流程圖中的通常的燃燒器工作處理相關(guān)的詳細(xì)的控制順序的圖，在這樣的通常的燃燒器14的工作控制中，分別執(zhí)行燃料泵19的工作、火花塞16打火的開始、燃燒用空氣供給管20的燃燒空氣閥21的開閥動(dòng)作，在此之后，開始噴射器15的控制，實(shí)施燃燒器14的著火控制、用于使微粒過(guò)濾器12進(jìn)行強(qiáng)制再生的再生控制、或者用于提升配置在其下游側(cè)的各種催化劑(以尿素水、HC為還原劑對(duì)NOx進(jìn)行還原浄化的選擇還原型催化劑等)的床溫度來(lái)促使活性化的升溫控制，在該再生條件或升溫條件被清除(clear)時(shí)，結(jié)束燃燒器工作處理。于是，如果以這樣的控制順序控制燃燒器14，則即使在寒冷地區(qū)等的冷啟動(dòng)時(shí)燃燒器14變?yōu)闆鐾噶说臓顟B(tài)，也會(huì)在由溫度傳感器17檢測(cè)出的燃燒器14的環(huán)境溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下對(duì)噴射器15形成通電，利用該通電，噴射器15內(nèi)部的電磁線圈產(chǎn)生焦耳熱，由此噴射器15內(nèi)部的燃料被加熱而粘度降低，因此，將燃料噴霧良好地進(jìn)行微?；?，大幅度地提聞了著火的穩(wěn)定性。再有，在對(duì)電磁線圈通電來(lái)將燃燒器14預(yù)熱時(shí)，不對(duì)燃料泵19輸出指示工作的エ作信號(hào)19a，使得在停止了燃料供給的狀態(tài)下進(jìn)行，因此，即使電磁線圈由于通電而勵(lì)磁，噴射器15內(nèi)部的燃料回路改換，也不會(huì)從噴射器15對(duì)燃料進(jìn)行噴霧。因此，根據(jù)上述實(shí)施例，在燃燒器14的環(huán)境溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下對(duì)噴射器15進(jìn)行通電，利用該通電能使噴射器15內(nèi)部的電磁線圈產(chǎn)生焦耳熱，能對(duì)噴射器15內(nèi)部的燃料進(jìn)行加熱而使粘度降低，因此，即使在寒冷地區(qū)等的冷啟動(dòng)時(shí)燃燒器14變?yōu)闆鐾噶说臓顟B(tài)，也能將燃料噴霧良好地進(jìn)行微粒化，能大幅度地改善著火的穩(wěn)定性。此外，在冷啟動(dòng)時(shí)對(duì)燃燒器14進(jìn)行預(yù)熱時(shí)，不需要新增設(shè)特殊的附帯設(shè)備，能利用對(duì)已設(shè)在噴射器15內(nèi)部的電磁線圈進(jìn)行通電而得到的焦耳熱進(jìn)行燃燒器14的預(yù)熱，因此，能以極其廉價(jià)的成本實(shí)施。進(jìn)而，因?yàn)槟芤匀紵?4的環(huán)境溫度越低對(duì)噴射器15的通電時(shí)間越長(zhǎng)的方式增加焦耳熱的產(chǎn)生量，所以能更可靠地對(duì)燃燒器14進(jìn)行預(yù)熱來(lái)改善著火的穩(wěn)定性，并且，能極カ避免過(guò)量的通電，能將該通電所需的功耗抑制在所需要的最小限度。再有，本發(fā)明的后處理燃燒器系統(tǒng)的預(yù)熱方法不只限定于上述的實(shí)施例，雖然在圖示例子中，針對(duì)緊接著燃燒器的排氣凈化材料為微粒過(guò)濾器的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是顯然，本發(fā)明的后處理燃燒器系統(tǒng)也能同樣地應(yīng)用于以下情況，即，將具備即使在氧共存下也選擇性地使NOx與還原劑進(jìn)行反應(yīng)的性質(zhì)的選擇還原型催化劑、NOx儲(chǔ)存還原催化劑等的各種排氣浄化催化劑作為排氣凈化材料來(lái)代替微粒過(guò)濾器進(jìn)行配置或者另外配置在微粒過(guò)濾器的下游側(cè)，即，本發(fā)明的后處理燃燒器系統(tǒng)也能同樣地應(yīng)用于為了使這些排氣凈化催化劑在冷啟動(dòng)時(shí)升溫至活性溫度域而使用燃燒器的形態(tài)的后處理燃燒器系統(tǒng)，其中，上述NOx儲(chǔ)存還原催化劑具備在排氣空燃比低時(shí)對(duì)排氣氣體中的NOx進(jìn)行氧化以硝酸鹽的狀態(tài)臨時(shí)地進(jìn)行儲(chǔ)存并且在排氣氣體中的O2濃度降低時(shí)利用未燃HC、CO等的介于其間來(lái)分解放出NOx而進(jìn)行還原凈化的性質(zhì)。附圖標(biāo)記的說(shuō)明:
11排氣管；
12微粒過(guò)濾器(排氣凈化材料)； 14燃燒器；
15噴射器；
15a工作信號(hào)；
17溫度傳感器；
17a檢測(cè)信號(hào)；
18控制裝置；
19燃料泵；
19a工作信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種后處理燃燒器系統(tǒng)的預(yù)熱方法，所述后處理燃燒器系統(tǒng)在裝備于排氣管的中途的排氣凈化材料的上游設(shè)置燃燒器，利用該燃燒器的燃燒能對(duì)所述排氣浄化材料進(jìn)行加熱，所述預(yù)熱方法的特征在于，在燃燒器的環(huán)境溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下，以對(duì)負(fù)責(zé)所述燃燒器的燃料噴霧的電磁閥式的噴射器停止了燃料供給的狀態(tài)進(jìn)行通電，使噴射器內(nèi)部的電磁線圈產(chǎn)生由通電得到的焦耳熱來(lái)進(jìn)行預(yù)熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后處理燃燒器系統(tǒng)的預(yù)熱方法，其中，根據(jù)燃燒器的環(huán)境溫度來(lái)變更對(duì)噴射器的通電時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及后處理燃燒器系統(tǒng)的預(yù)熱方法，該后處理燃燒器系統(tǒng)在裝備于排氣管(11)的中途的微粒過(guò)濾器(12)(排氣凈化材料)的上游設(shè)置燃燒器(14)，利用該燃燒器(14)的燃燒能對(duì)上述微粒過(guò)濾器(12)進(jìn)行加熱，該預(yù)熱方法的特征在于，在燃燒器(14)的環(huán)境溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下，以對(duì)負(fù)責(zé)上述燃燒器(14)的燃料噴霧的電磁閥式的噴射器(15)停止了燃料供給的狀態(tài)進(jìn)行通電，使噴射器(15)內(nèi)部的電磁線圈產(chǎn)生由通電得到的焦耳熱來(lái)進(jìn)行預(yù)熱。
文檔編號(hào)F01N9/00GK103097683SQ20118004451
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者津曲一郎 申請(qǐng)人:日野自動(dòng)車株式會(huì)社