JPH0996212A - ディーゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents
ディーゼルエンジンの排気浄化装置Info
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Abstract
耐久性を向上可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置
を提供する。 【解決手段】 エンジン(1)の排気通路(3)に介装された
NOx触媒(6)と、NOx触媒よりも排気通路の上流側部
分に設けられたNOx還元剤添加用のインジェクタ(10')
とを備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置におい
て、インジェクタに設けられた冷却水通路(12,14)と、
冷却水通路とエンジンの冷却水経路(40,42,44)とを接続
する循環通路(32,34)と、冷却水を循環通路を介して冷
却水通路とエンジンの冷却水経路間で循環させる循環手
段(72)とを備えるようにした。
Description
係り、詳しくはディーゼルエンジンのNOx触媒への還
元剤添加装置の冷却システムに関する。
には一酸化炭素(CO)や窒素酸化物(NOx)等環境
に悪影響を与える虞のある物質が含まれていることがあ
る。そこで、通常は、排気通路に三元触媒等の触媒装置
を設け、この触媒装置によってこれらの物質を浄化し、
排ガスを無害なものとして大気中に放出するようにして
いる。特に、ディーゼルエンジンにおいては、排ガス中
にNOxが多く含まれていることから、NOxの吸着と還
元とを繰り返し行いNOxを浄化する方式のNOx触媒が
多用されている。
触媒では、吸着したNOxを還元するため、NOx触媒に
外部から還元剤を適宜添加するようにしており、通常
は、適量の燃料(例えば、軽油)をインジェクタにより
間欠的に排気通路に噴射することでNOx触媒を還元雰
囲気にしている。
めて高温にまで達するものであるため、排気通路に設け
られたインジェクタもこれに応じて高温となる。このと
き、インジェクタが連続して燃料を噴射するような場合
においては、燃料の流通によってインジェクタが常に好
適に冷却されるから問題はないが、上記のようにインジ
ェクタが間欠的に燃料を噴射するものである場合には、
インジェクタは冷却され難いことになる。
る部品が使用されており、一般にこの樹脂部品は高熱に
対する耐久性に限界がある。このことから、インジェク
タの温度が極めて高温になるとインジェクタの耐久性が
損なわれ好ましいことではない。本発明は、上述した事
情に基づきなされたもので、その目的とするところは、
NOx触媒への還元剤添加用インジェクタの耐久性を向
上可能なディーゼルエンジンの排気浄化装置を提供する
ことにある。
めに、請求項1の発明は、エンジンの排気通路に介装さ
れたNOx触媒と、前記NOx触媒よりも前記排気通路の
上流側部分に設けられたNOx還元剤添加用のインジェ
クタとを備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置にお
いて、前記インジェクタに設けられた冷却水通路と、前
記冷却水通路と前記エンジンの冷却水経路とを接続する
循環通路と、冷却水を前記循環通路を介して前記冷却水
通路と前記エンジンの冷却水経路との間で循環させる循
環手段とを備えることを特徴としている。
ン冷却用の冷却水が、循環通路に導かれ、NOx還元剤
添加用のインジェクタの冷却水通路を良好に循環する。
これにより、インジェクタは冷却水によって好適に冷却
され、インジェクタの劣化が防止される。また、請求項
2の発明では、前記循環手段は、前記エンジンの有する
ウォータポンプを含むことを特徴としている。従って、
エンジンの既存のウォータポンプが有効に利用されて冷
却水がインジェクタの冷却水通路を循環する。
は、前記循環通路に介装されて冷却水を循環させる電動
ポンプをさらに含むことを特徴としている。従って、冷
却水は、ウォータポンプのみならず電動ポンプによって
インジェクタの冷却水通路を強制的に循環させられ、イ
ンジェクタはより良好に冷却される。また、請求項4の
発明では、前記循環手段は、前記インジェクタの状態に
応じ前記電動ポンプの駆動制御を行う制御手段を含んで
なることを特徴としている。従って、循環通路内を流れ
インジェクタの冷却水通路を循環する冷却水の流量がイ
ンジェクタの状態に応じて適正に調節され、インジェク
タ冷却能力が好適に変化する。
は、前記電動ポンプの上流、下流でそれぞれ前記循環通
路と分岐、合流するバイパス通路と、前記バイパス通路
及び前記循環通路の冷却水の流通切換えを行う切換弁と
を備え、前記制御手段は、前記電動ポンプの駆動制御と
ともに前記切換弁の切換制御を行うことを特徴としてい
る。従って、通常、循環通路内を流れる冷却水は電動ポ
ンプの駆動制御によりその流量が好適に調節されるが、
切換弁がインジェクタの状態に応じて切換えられると、
冷却水はバイパス通路を経て電動ポンプを介さずにウォ
ータポンプの吐出力のみによってインジェクタの冷却水
通路を循環するようになる。このとき、電動ポンプが停
止されるように駆動制御されれば、電動ポンプは必要な
ときのみ駆動されることになり、省エネが図られながら
インジェクタが良好に冷却されることになる。
は、前記インジェクタの温度を検出する温度検出手段を
有し、前記インジェクタの温度が所定値以下のときには
前記電動ポンプを駆動させず且つ前記切換弁を前記バイ
パス通路開成側に切換える一方、前記インジェクタの温
度が前記所定値に達したとき前記電動ポンプを駆動させ
且つ前記切換弁を前記循環通路開成側に切換えることを
特徴としている。従って、インジェクタの温度が所定値
以下のときには電動ポンプは停止状態とされ且つ切換弁
はバイパス通路開成側に切換えられる一方、インジェク
タの温度が所定値に達したときには電動ポンプが駆動さ
れ且つ切換弁が循環通路開成側に切換えられてインジェ
クタが充分に冷却される。これにより、インジェクタの
温度は常に所定値以下に好適に維持され、インジェクタ
の劣化が好適に防止される。
は、前記電動ポンプを駆動させ且つ前記切換弁を前記循
環通路開成側に切換えた後、前記インジェクタの温度が
前記所定値より低い第2の所定値より小さくなったと
き、前記電動ポンプの駆動を停止し且つ前記切換弁を再
び前記バイパス通路開成側に切換えることを特徴として
いる。従って、インジェクタの温度が所定値に達して駆
動した電動ポンプは、ヒステリシスを有してインジェク
タの温度が所定値より低い第2の所定値より小さくなっ
たときに停止されるとともに、循環通路開成側に切換え
られた切換弁は再びバイパス通路開成側に切換えられ
る。よって、インジェクタは上記所定値以下にまで充分
に冷却される。
手段は前記インジェクタの温度変化勾配を検出可能であ
って、前記制御手段は、前記エンジンの停止状態を検出
するエンジン停止状態検出手段を含み、前記エンジンの
運転後前記停止状態が検出されたときに前記インジェク
タの温度が前記第2の所定値より小さく且つ前記変化勾
配が減少傾向にある場合には、前記電動ポンプの駆動を
停止し且つ前記切換弁を前記バイパス通路開成側に切換
えたままに前記駆動制御及び前記切換制御を終了する一
方、前記インジェクタの温度が前記第2の所定値より小
さくても前記変化勾配が増加傾向にある場合には、前記
各制御を継続実施することを特徴としている。従って、
一旦エンジンが運転された後にエンジン停止状態が検出
されたときにおいてインジェクタの温度が第2の所定値
より小さく且つ変化勾配が減少傾向にある場合には、駆
動制御及び切換制御は終了させられるが、一方、インジ
ェクタの温度が第2の所定値より小さくても変化勾配が
増加傾向にある場合にあっては、上記各制御は継続実施
され、よって、エンジン停止後であってもインジェクタ
は良好に冷却され、その劣化が防止される。
停止状態検出手段は、前記エンジンの回転速度を検出す
るエンジン回転速度検出手段を含み、前記エンジンの回
転速度がゼロのとき、前記エンジンが停止状態にあると
判定することを特徴としている。従ってエンジンの停止
状態が容易に検出される。
づき説明する。先ず、実施例1について説明する。図1
には、本発明の実施例1が適用される、ディーゼルエン
ジン(以下、単にエンジンという)1を備えた内燃機関
の概略構成図を示してある。
ストマニホールド2からは、排ガスの排気通路である排
気管路3が延びている。この排気管路3の比較的エンジ
ン1寄りには、フランジ3a,3bを介して連結管路4
が介装されている。詳しくは、連結管路4の両端には、
フランジ4a,4bが形成されており、フランジ3aが
フランジ4aに、またフランジ3bがフランジ4bにボ
ルト、ナット等の締結具を用いて結合されている。
媒6が接続されており、NOx触媒6にはマフラ8が接
続されている。NOx触媒6は、排ガス中のNOx(窒素
酸化物)を一旦吸着させ、炭化水素(HC)の多い還元
環境中において、この吸着したNOxを還元する機能を
有している。なお、このNOx触媒6は公知のものであ
り、ここでは詳細な説明を省略する。
ユニット10が取り付けられている。このインジェクタ
ユニット10は、連結管路4内に燃料(例えば、軽油)
を噴射し、NOx触媒6内を炭化水素(HC)の多い還
元環境にする装置である。これにより、NOx触媒6に
吸着したNOxが良好に還元され除去される。また、エ
ンジン1には、エンジン回転によって駆動し、冷却水を
熱交換器であるラジエータ40を介してエンジン1内に
循環させるウォータポンプ(循環手段)30が設けられ
ている。詳しくは、エンジン1のウォータジャケット
(図示せず)内にラジエータ40の給水口から延びる管
路42が接続され、一方、ウォータポンプ30の取水口
にラジエータ40の排水口から延びる管路44が接続さ
れている。これにより、エンジン1を冷却した冷却水が
管路42を介してラジエータ40で熱交換されて冷却さ
れ、管路44を介して再びエンジン1のウォータジャケ
ット内に吐出されてエンジン1が良好に冷却される。
ンプ30の吐出口近傍には、管路(循環通路)32の一
端が接続されている。一方、この管路32の他端は、上
記インジェクタユニット10の吸水管(冷却水通路)1
2に接続されている。また、同図に示すように、管路4
2から分岐するようにして管路(循環通路)34が延び
ており、この管路34の先端は、上記インジェクタユニ
ット10の排水管(冷却水通路)14に接続されてい
る。これにより、ラジエータ(冷却水経路)40を経て
ウォータポンプ30から吐出された冷却水は、エンジン
1内を循環するのみならず、管路32を介してインジェ
クタユニット10内にも流入する。
ユニット(ECU)であり、このECU50には、エン
ジン1に設けられ、エンジン1の運転制御を行う一方、
エンジン回転速度Ne等のエンジン負荷情報を出力する
エンジンコントロールユニット(エンジン停止状態検出
手段)1aが電気的に接続されている。また、このEC
U50は、詳しくは後述するが、インジェクタユニット
10の信号入力部20aにも接続されている。
面図を示してあり、同図に基づきインジェクタユニット
10の構成を説明する。インジェクタユニット10は、
主としてハウジング16、キャップ18及びインジェク
タ20から構成されている。同図に示すように、ハウジ
ング16の下端にはフランジ16aが形成され、一方、
連結管路4にはフランジ4cが形成されており、これら
フランジ4cとフランジ16aとがボルト、ナット等の
締結具17によって結合され、これにより、ハウジング
16が連結管路4に接続されている。
16bが形成され、一方、キャップ18にはフランジ1
8aが形成されており、これらフランジ16bとフラン
ジ18aとがボルト、ナット等の締結具19によって結
合されている。ハウジング16には凹部16cが、また
キャップ18には、凹部16cと対向して凹部18bが
形成されている。そして、これら凹部16cと凹部18
bとにそれぞれインジェクタ20の上端部及び下端部が
嵌入され、これにより、インジェクタ20が、凹部16
cと凹部18bとの間に挟まれるようにしてハウジング
16内に固定されている。
入力部20aに作動信号が入力すると、燃料ポート20
bから流入する燃料(例えば、軽油)を噴射ポート20
cから連結管路4内に噴射する燃料噴射装置であり、エ
ンジン1の燃料噴射用と同様のものが使用される。同図
に示すように、キャップ18には接続部18cが設けら
れており、この接続部18cに燃料ホース(図示せず)
の先端が接続され、これにより、燃料(例えば、軽油)
がインジェクタ20の燃料ポート20bに洩れなく供給
される。
20cを取り巻くようにしてウォータジャケット(冷却
水通路)22が形成されている。このウォータジャケッ
ト22は、吸水管12を介して管路32に、また排水管
14を介して管路34に連通されている。これにより、
冷却水が、エンジン1側から管路32を経てウォータジ
ャケット22に流入し、さらに管路34を経てエンジン
1側に環流する。
気浄化装置の作用について説明する。エンジン1が運転
され、排ガスが排気管路3内を流れると、NOx触媒6
に排ガス中のNOx成分が吸着する。その後、エンジン
コントロールユニット1aからのエンジン負荷情報等に
基づき、インジェクタ20の信号入力部20aにECU
50から作動信号が入力すると、噴射ポート20cから
燃料(例えば、軽油)が連結管路4内に噴射される。こ
れにより、噴射された燃料中のHCが、NOx触媒6に
吸着したNOx成分を還元することになり、NOxが浄化
されて排気され、NOx触媒6のNOx吸着能力が復活す
る。
タポンプ30が作動し、冷却水が管路32を経てインジ
ェクタ20内のウォータジャケット22内に流入した後
管路34を経てラジエータ40に環流する。これによ
り、インジェクタ20が良好に冷却され、インジェクタ
20の熱に対する耐久性が向上する。特に、エンジン1
が高負荷運転状態にあるようなときには、インジェクタ
20が排ガスの熱により極めて高温に達することになる
が、このような場合であっても、エンジン回転速度の上
昇とともにウォータポンプ30の回転速度も上昇して冷
却水量が増加するため、インジェクタ20は充分に冷却
されることになる。従って、インジェクタ20の機能が
損なわれることなく安定的に保持される。
は、本発明の実施例2が適用される、内燃機関の概略構
成図を示してある。この実施例2は、上述した実施例1
に対し、構成上電動ポンプ(循環手段)60を追加した
だけであり、以下、実施例1と異なる部分についてのみ
説明する。
ンプ60が介装されている。この電動ポンプ60は、E
CU50に電気的に接続されており、ECU50からの
作動信号によりバッテリ(図示せず)から電力供給され
駆動する。以下、このように構成された実施例2の排気
浄化装置の作用について説明する。なお、NOxの浄化
作用は上述の通りであるためここでは説明を省略する。
プ30が作動し、さらに、電動ポンプ60が作動する。
これにより、冷却水が、確実に管路32を経てインジェ
クタ20内のウォータジャケット22内に流入した後管
路34を経てラジエータ40に環流する。よって、イン
ジェクタ20がより良好に冷却され、インジェクタ20
の熱に対する耐久性が向上する。このとき、電動ポンプ
60をエンジン回転速度Neに応じて制御すれば、より
効果的である。
ン1を停止後であっても電動ポンプ60を駆動し続ける
ようにできる。これにより、エンジン1の停止後には排
ガス温度が上昇するという所謂ヒートソークバック現象
が発生することがあるが、これに伴って昇温するインジ
ェクタ20を好適に冷却し続けることが可能となる。従
って、インジェクタ20の耐久性を一層向上させるよう
にできる。
は、本発明の実施例3が適用される、内燃機関の概略構
成図を示してある。この実施例3は、上述した実施例1
に対し、構成上管路32に介装された電動ポンプ(循環
手段)72を回避するバイパス通路70を追加したもの
であり、以下、実施例1と異なる部分についてのみ説明
する。
ス通路70が分岐、合流するように設けられている。バ
イパス通路70の分岐点と合流点間の管路32の部分に
は電動ポンプ72が介装されている。そして、この電動
ポンプ72は、ECU50に電気的に接続されており、
ECU50からの作動信号によりバッテリ(図示せず)
で駆動する。
流点には、切換弁74が介装されている。この切換弁7
4は、ECU50に電気的に接続されており、通常は図
中実線で示すように、バイパス通路70側を開成して管
路32側を閉鎖しているが、ECU50から作動信号を
受けると、図中破線で示すように切換え作動してバイパ
ス通路70側を閉鎖する一方、管路32側を開成する。
ト78を備えたインジェクタユニット10’が使用され
る。この温度センサユニット78は、ECU50に接続
されている。図5には、インジェクタユニット10’の
詳細図を示してある。ここでは、温度センサユニット7
8以外は、実施例1の場合と同様であり(図2参照)、
以下、図5に基づき、インジェクタユニット10’の温
度センサユニット78に係る構成についてのみ説明す
る。
通するようにして、温度センサユニット78を構成する
3個の温度センサ(温度検出手段)78a,78b,7
8cが設けられている。これらの温度センサ78a,7
8b,78cは、インジェクタ20の中央部から噴射ポ
ート20cにかけてそれぞれ間隔を有して設置されてい
る。そして、温度センサ78a,78b,78cの各先
端は、インジェクタ20と当接しており、これにより、
インジェクタ20の温度が良好に検出される。
気浄化装置の作用について説明する。なお、NOxの浄
化作用は実施例1で述べた通りであるためここでは説明
を省略する。当該実施例3では、ECU50は、温度セ
ンサ78a,78b,78cからの検出信号に基づいて
インジェクタユニット10’の冷却制御を行う。
制御ルーチンを示すフローチャートであり、以下、図6
の冷却制御に基づき排気浄化装置の冷却作用を説明す
る。先ず、ステップS10において、温度センサ78
a,78b,78cからの検出信号に基づきインジェク
タ20の温度を測定する。ここでは、温度センサ78
a,78b,78cからの検出信号のうちで最も大きな
測定値が温度Taとして選択される。
値T1(例えば、120℃)を越えたか否かを判別す
る。ここに、所定値T1(例えば、120℃)はインジ
ェクタ20の耐熱温度である。そして、エンジン1の運
転開始直後のように、判別結果が偽(No)で温度Ta
が所定値T1以下のときには、次にステップS14に進
む。ステップS14では、今度は、温度Taが第2の所
定値である所定値T2(例えば、100℃)未満である
か否かを判別する。エンジン1の運転開始直後のような
場合にあっては、判別結果は真(Yes)で温度Taは
所定値T2未満であり、この場合には、次にステップS
16に進む。
切換弁74への信号供給を遮断状態、つまりOFF状態
として電動ポンプ72を作動させず切換弁74を図4中
実線で示す位置とする。これにより、ウォータポンプ3
0から吐出された冷却水は、バイパス通路70を経てイ
ンジェクタ20内のウォータジャケット22内に流入
し、インジェクタ20を冷却した後、管路34を経てラ
ジエータ40に環流する。
止しているか否かを判別する。ここでは、エンジンコン
トロールユニット1aからのエンジン負荷情報の一つで
あるエンジン回転速度Neがゼロを越える(Ne>0)か
否かを判別する。判別結果が真でエンジン1がエンジン
回転速度Neがゼロを越え(Ne>0)運転中と判定され
る場合には、ステップS10に戻り、当該ルーチンの実
行を繰り返す。
れ、ステップS10を経てステップS12の判別結果が
真で、例えばエンジン1が高負荷運転状態になって排ガ
スが高温に達し、インジェクタ20の温度Taが所定値
T1(例えば、120℃)を越えた場合には、次にステ
ップS22に進む。ステップS22では、電動ポンプ7
2及び切換弁74へ信号供給を行い、つまり電動ポンプ
72及び切換弁74をON状態として、電動ポンプ72
を駆動するとともに切換弁74を図4中破線で示す位置
とする。これにより、冷却水は、図4中破線矢印で示す
ように管路32内を流れ、バイパス通路70内を逆流す
ることなく電動ポンプ72により強制的にインジェクタ
20内のウォータジャケット22内に送られる。ここ
に、電動ポンプ72はウォータポンプ30よりも吐出流
量が多くなるよう設定されており、よって、インジェク
タ20はより良好に冷却され、インジェクタ20の温度
Taは所定値T1(例えば、120℃)以下に維持され
る。
度Taの時間変化を示してあるが、同図に示すように、
インジェクタ20の温度Taは所定値T1を越えると直ぐ
に冷却され低下している。そして、この電動ポンプ72
及び切換弁74のON状態は、ステップS14での判別
結果が偽で温度Taが所定値T2(例えば、100℃)以
上である限り継続される(ヒステリシス)。そして、ス
テップS14の判別結果が真で温度Taが所定値T2(例
えば、100℃)未満となったとき、ステップS16に
おいて電動ポンプ72及び切換弁74はOFF状態にリ
セットされ、再びステップS18に進むことになる。
には再度ステップS10に戻ることになるが、ステップ
S18の判別結果が偽、つまりエンジン1が停止され、
エンジン回転速度Neがゼロ(Ne=0)となった場合に
は、次にステップS20に進む。ステップS20では、
エンジン1が停止されてエンジン回転速度Neがゼロ
(Ne=0)となった後にインジェクタ20の温度Taが
上昇傾向にあるか否かを判別する。詳しくは、温度Ta
の時間tに対する時間変化、つまり温度勾配dTa/dt
がゼロ以上(dTa/dt≧0)であるか否かで判別す
る。この温度勾配dTa/dtは、具体的には、エンジン
1が停止された後もインジェクタ20の温度Taが温度
センサ78a,78b,78cによって監視され続ける
ことから、この温度Taの時間変化から算出される。
dTa/dtがゼロより小さい(dTa/dt<0)場合に
は、インジェクタ20の温度Taが良好に低下している
と判定でき、この場合には、当該ルーチンの実行を終了
する。一方、ステップS20の判別結果が真で温度勾配
dTa/dtがゼロ以上(dTa/dt≧0)の場合には、排
ガス温度がヒートソークバック現象により上昇し、これ
に伴ってインジェクタ20の温度Taも上昇していると
判定でき、この場合には、ステップS10に戻って当該
ルーチンの実行を繰り返す。そして、インジェクタ20
の温度Taが所定値T1(例えば、120℃)を越える
と、上述したように電動ポンプ72及び切換弁74がO
N状態とされ、インジェクタ20はやはり冷却される。
ン回転速度Neがゼロ(Ne=0)となった時点を時点t
1で示してあるが、同図に示すように、この時点t1後に
ヒートソークバックが発生した場合でも、インジェクタ
20の冷却制御により、やはり温度Taは所定値T1(例
えば、120℃)以下に維持される。以上のように、実
施例3の排気浄化装置を用いるようにすれば、インジェ
クタ20の温度Taに応じて電動ポンプ72を適宜必要
に応じ駆動し、冷却水流量を好適に制御してインジェク
タ20を良好に冷却できる。また、エンジン1を停止さ
せた直後にヒートソークバック現象が発生しインジェク
タ20の温度Taが上昇した場合であっても、インジェ
クタ20を良好に冷却することが可能である。従って、
インジェクタ20を常に耐熱温度以下に維持でき、イン
ジェクタ20の耐久性をより一層向上させることができ
る。
施例4は、上述した実施例3に対し、切換弁74を廃し
た構成となっており、以下、実施例3と異なる部分につ
いてのみ説明する。図8は、図4中のバイパス通路70
の部分のみを抜き出して示した図であるが、同図に示す
ように、実施例4では、バイパス通路70に冷却水の逆
流防止用の逆止弁76が介装されている。
図6に示す冷却制御が適用されることになるため、ここ
では重複を避けて説明を省略する。但し、この場合に
は、図6中のステップS16及びステップS22の切換
弁ON及びOFFの項目は削除される。この実施例4の
排気浄化装置を用いるようにすれば、実施例3の場合と
同様、インジェクタ20の温度Taに応じて電動ポンプ
72を適宜駆動し、冷却水流量を好適に制御してインジ
ェクタ20を良好に冷却でき、さらには、エンジン1を
停止させた直後にヒートソークバックが発生してインジ
ェクタ20の温度Taが上昇した場合であっても、やは
りインジェクタ20を良好に冷却することが可能であ
る。また、この実施例4の場合には、切換弁を用いるこ
となく逆止弁76によりバイパス通路70内の冷却水の
逆流を容易に防止できるので、装置を安価に構成しなが
らインジェクタ20の耐久性をより一層向上させること
ができる。
気浄化装置を用いることにより、エンジン1用の冷却水
を有効に利用しながら、還元剤であるHCをNOx触媒
6に供給するインジェクタ20を好適に耐熱温度(例え
ば、120℃)以下に冷却でき、これにより、インジェ
クタ20の耐久性を向上させて常に良好にインジェクタ
20を機能させることができ、NOx触媒6に吸着した
NOxを確実に還元し続けることができる。
ジェクタ20の温度Taを温度センサ78a,78b,
78cによって直接検出するようにしたが、インジェク
タ20のウォータジャケット22内の冷却水温度を検出
するような構成にしても充分な効果が得られる。
ゼルエンジンの排気浄化装置によれば、エンジンの排気
通路に介装されたNOx触媒と、NOx触媒よりも排気通
路の上流側部分に設けられたNOx還元剤添加用のイン
ジェクタとを備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置
において、インジェクタに設けられた冷却水通路と、冷
却水通路とエンジンの冷却水経路とを接続する循環通路
と、冷却水を循環通路を介して冷却水通路とエンジンの
冷却水経路との間で循環させる循環手段とを備えるよう
にしたので、インジェクタをエンジンの冷却水を利用し
て好適に冷却し、インジェクタの劣化を防止して耐久性
を高めることができる。
気浄化装置によれば、循環手段は、エンジンの有するウ
ォータポンプを含むので、エンジンの既存のウォータポ
ンプを有効に利用してインジェクタを良好に冷却するこ
とができる。また、請求項3のディーゼルエンジンの排
気浄化装置によれば、循環手段は、循環通路に介装され
て冷却水を循環させる電動ポンプをさらに含むので、ウ
ォータポンプのみならず電動ポンプによって冷却水をイ
ンジェクタの冷却水通路に強制的に循環させるようにで
き、インジェクタをより良好に冷却することができる。
気浄化装置によれば、循環手段は、インジェクタの状態
に応じ電動ポンプの駆動制御を行う制御手段を含んでな
るので、循環通路内を流れインジェクタの冷却水通路を
循環する冷却水の流量をインジェクタの状態に応じて適
正に調節でき、インジェクタ冷却能力を好適に変化させ
ることができる。
気浄化装置によれば、循環通路は、電動ポンプの上流、
下流でそれぞれ循環通路と分岐、合流するバイパス通路
と、バイパス通路及び循環通路の冷却水の流通切換えを
行う切換弁とを備え、制御手段は、電動ポンプの駆動制
御とともに切換弁の切換制御を行うので、切換弁をイン
ジェクタの状態に応じて切換えることで、冷却水を電動
ポンプを介さずにウォータポンプの吐出力のみによって
インジェクタの冷却水通路に循環させるようにもでき、
このとき、電動ポンプを停止させるように駆動制御すれ
ば、省エネを図りながらインジェクタを良好に冷却でき
ることになる。
気浄化装置によれば、制御手段は、インジェクタの温度
を検出する温度検出手段を有し、インジェクタの温度が
所定値以下のときには電動ポンプを駆動させず且つ切換
弁をバイパス通路開成側に切換える一方、インジェクタ
の温度が所定値に達したとき電動ポンプを駆動させ且つ
切換弁を循環通路開成側に切換えるので、インジェクタ
の温度を常に所定値以下に好適に維持し、インジェクタ
の劣化を好適に防止できる。
気浄化装置によれば、制御手段は、電動ポンプを駆動さ
せ且つ切換弁を循環通路開成側に切換えた後、インジェ
クタの温度が所定値より低い第2の所定値より小さくな
ったとき、電動ポンプの駆動を停止し且つ切換弁を再び
バイパス通路開成側に切換えるので、ヒステリシスを設
けることで、インジェクタを所定値以下にまで充分に冷
却することができる。
気浄化装置によれば、温度検出手段はインジェクタの温
度変化勾配を検出可能であって、制御手段は、エンジン
の停止状態を検出するエンジン停止状態検出手段を含
み、エンジンの運転後停止状態が検出されたときにイン
ジェクタの温度が第2の所定値より小さく且つ変化勾配
が減少傾向にある場合には、電動ポンプの駆動を停止し
且つ切換弁をバイパス通路開成側に切換えたままに駆動
制御及び切換制御を終了する一方、インジェクタの温度
が第2の所定値より小さくても変化勾配が増加傾向にあ
る場合には、各制御を継続実施するので、インジェクタ
の温度が第2の所定値より小さくても変化勾配が増加傾
向にある場合にあっては、上記各制御を継続実施でき、
よって、エンジン停止後であってもインジェクタを良好
に冷却し、インジェクタの劣化を好適に防止できる。
気浄化装置によれば、エンジン停止状態検出手段は、エ
ンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段
を含み、エンジンの回転速度がゼロのとき、エンジンが
停止状態にあると判定するので、エンジンの停止状態を
容易に検出できる。
略構成図である。
ある。
略構成図である。
略構成図である。
ある。
示すフローチャートである。
チャートである。
部を示す図である。
態検出手段) 3 排気管路(排気通路) 6 NOx触媒 10 インジェクタユニット 12 吸水管(冷却水通路) 14 排水管(冷却水通路) 20 インジェクタ 22 ウォータジャケット(冷却水通路) 30 ウォータポンプ(循環手段) 32 管路(循環通路) 34 管路(循環通路) 40 ラジエータ(冷却水経路) 42 管路(冷却水経路) 44 管路(冷却水経路) 50 電子制御ユニット(ECU) 60 電動ポンプ(循環手段) 70 バイパス通路 72 電動ポンプ(循環手段) 74 切換弁 78a,78b,78c 温度センサ(温度検出手段)
Claims (9)
- 【請求項1】 エンジンの排気通路に介装されたNOx
触媒と、前記NOx触媒よりも前記排気通路の上流側部
分に設けられたNOx還元剤添加用のインジェクタとを
備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置において、 前記インジェクタに設けられた冷却水通路と、 前記冷却水通路と前記エンジンの冷却水経路とを接続す
る循環通路と、 冷却水を前記循環通路を介して前記冷却水通路と前記エ
ンジンの冷却水経路との間で循環させる循環手段と、を
備えることを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化
装置。 - 【請求項2】 前記循環手段は、前記エンジンの有する
ウォータポンプを含むことを特徴とする、請求項1記載
のディーゼルエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項3】 前記循環手段は、前記循環通路に介装さ
れて冷却水を循環させる電動ポンプをさらに含むことを
特徴とする、請求項2記載のディーゼルエンジンの排気
浄化装置。 - 【請求項4】 前記循環手段は、前記インジェクタの状
態に応じ前記電動ポンプの駆動制御を行う制御手段を含
んでなることを特徴とする、請求項3記載のディーゼル
エンジンの排気浄化装置。 - 【請求項5】 前記循環通路は、前記電動ポンプの上
流、下流でそれぞれ前記循環通路と分岐、合流するバイ
パス通路と、前記バイパス通路及び前記循環通路の冷却
水の流通切換えを行う切換弁とを備え、前記制御手段
は、前記電動ポンプの駆動制御とともに前記切換弁の切
換制御を行うことを特徴とする、請求項4記載のディー
ゼルエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項6】 前記制御手段は、前記インジェクタの温
度を検出する温度検出手段を有し、前記インジェクタの
温度が所定値以下のときには前記電動ポンプを駆動させ
ず且つ前記切換弁を前記バイパス通路開成側に切換える
一方、前記インジェクタの温度が前記所定値に達したと
き前記電動ポンプを駆動させ且つ前記切換弁を前記循環
通路開成側に切換えることを特徴とする、請求項5記載
のディーゼルエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項7】 前記制御手段は、前記電動ポンプを駆動
させ且つ前記切換弁を前記循環通路開成側に切換えた
後、前記インジェクタの温度が前記所定値より低い第2
の所定値より小さくなったとき、前記電動ポンプの駆動
を停止し且つ前記切換弁を再び前記バイパス通路開成側
に切換えることを特徴とする、請求項6記載のディーゼ
ルエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項8】 前記温度検出手段は前記インジェクタの
温度変化勾配を検出可能であって、前記制御手段は、前
記エンジンの停止状態を検出するエンジン停止状態検出
手段を含み、前記エンジンの運転後前記停止状態が検出
されたときに前記インジェクタの温度が前記第2の所定
値より小さく且つ前記変化勾配が減少傾向にある場合に
は、前記電動ポンプの駆動を停止し且つ前記切換弁を前
記バイパス通路開成側に切換えたままに前記駆動制御及
び前記切換制御を終了する一方、前記インジェクタの温
度が前記第2の所定値より小さくても前記変化勾配が増
加傾向にある場合には、前記各制御を継続実施すること
を特徴とする、請求項7記載のディーゼルエンジンの排
気浄化装置。 - 【請求項9】 前記エンジン停止状態検出手段は、前記
エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手
段を含み、前記エンジンの回転速度がゼロのとき、前記
エンジンが停止状態にあると判定することを特徴とす
る、請求項8記載のディーゼルエンジンの排気浄化装
置。
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JP25641195A JP3468254B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 |
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