JPH0533629A - 内燃機関の排気通路内燃焼装置 - Google Patents

内燃機関の排気通路内燃焼装置

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JPH0533629A
JPH0533629A JP3191915A JP19191591A JPH0533629A JP H0533629 A JPH0533629 A JP H0533629A JP 3191915 A JP3191915 A JP 3191915A JP 19191591 A JP19191591 A JP 19191591A JP H0533629 A JPH0533629 A JP H0533629A
Authority
JP
Japan
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fuel
injector
burner
valve
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP3191915A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Iwata
実 岩田
Koji Yoshizaki
宏司 吉崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH0533629A publication Critical patent/JPH0533629A/ja
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1493Purging the reducing agent out of the conduits or nozzle

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インジェクタ内に燃料が残留してデポジット
化することを防止する。 【構成】 三元触媒3の床温度が低いときには、切換弁
15によって空気管14,16を連通してバーナ4内に
加圧空気を供給し、開閉弁13を開弁して燃料をインジ
ェクタ5に供給し、インジェクタ5から噴射される燃料
を点火栓6によって点火して燃焼せしめる。触媒床温度
が十分に高くなると、開閉弁13を閉弁し、切換弁15
によって空気管16をバイパス管18に連通する。これ
によって開閉弁13下流のバーナ用燃料管12内および
インジェクタ5内の残留燃料は加圧空気によって噴出せ
しめられ、燃料はほとんど残留しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気通路内燃
焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼル機関の排気管にバーナを設
け、バーナはバーナ内に燃料を噴射するためのインジェ
クタと、インジェクタから噴射された燃料に点火する点
火栓とを備え、バーナ内で燃料を燃焼せしめることによ
って、パティキュレート捕集フィルタに堆積したパティ
キュレートを燃焼除去せしめるようにした内燃機関の排
気通路内燃焼装置が開示されている(特開昭60−11
617号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの装置
では、インジェクタから燃料を噴射していないとき(イ
ンジェクタ非作動時)において、インジェクタ内に残留
した燃料が、排気管内の排気ガス等による高温雰囲気に
さらされると、デポジット化するという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明によれば、内燃機関の排気通路にインジェクタ
を設け、インジェクタは燃料通路から供給される燃料を
排気通路内に噴射し、インジェクタから噴射された燃料
が点火栓により点火されて排気通路内で燃焼が実行され
る内燃機関の排気通路内燃焼装置において、燃料圧に基
づくインジェクタからの燃料噴射が終了せしめられた後
に燃料通路を閉弁せしめるための開閉弁と、開閉弁が閉
弁せしめられた後にインジェクタ内に空気を供給せしめ
てインジェクタ内に残留した燃料を空気によって噴出せ
しめる空気供給手段とを備えている。
【0005】
【作用】開閉弁が閉弁せしめられた後にインジェクタ内
に空気が供給せしめられ、インジェクタ内に残留してい
る燃料が空気によって噴出せしめられる。従って、イン
ジェクタ非作動時においては、インジェクタ内には燃料
はほとんど残留していない。
【0006】
【実施例】図1には、本発明の内燃機関の排気通路内燃
焼装置をガソリン機関に適用した一実施例を示す。図1
を参照すると、1は排気マニホルド、2は排気マニホル
ド1に接続された排気管、3は排気管2の途中に設けら
れた三元触媒を夫々示す。排気ガスは矢印で示すように
図中左から右に向かって流れる。
【0007】三元触媒3の直上流には三元触媒3を加熱
するためのバーナ4が設けられる。三元触媒3は低温時
においては浄化性能が低下するために、三元触媒3低温
時においてはバーナ4によって三元触媒3を加熱して、
早期に高い浄化性能を得ようとするものである。バーナ
4は、バーナ4内に燃料を噴射するためのインジェクタ
5と、バーナ4内に噴射された燃料に点火するための点
火栓6とを具備する。
【0008】燃料タンク7は燃料供給管8を介して燃料
デリバリパイプ9に接続される。燃料デリバリパイプ9
には、各気筒に燃料を供給するための各燃料噴射弁10
が接続されている。燃料供給管8の途中には燃料を圧送
するための燃料ポンプ11が設けられている。燃料ポン
プ11と燃料デリバリパイプ9との間の燃料供給管8
は、バーナ用燃料管12を介してバーナ4のインジェク
タ5に接続される。バーナ用燃料管12の途中には、バ
ーナ用燃料管12を開閉可能な開閉弁13が配置され
る。この開閉弁13はインジェクタ5に近い位置に配置
される。
【0009】バーナ4は第1空気管14を介して切換弁
15に接続され、この切換弁15は第2空気管16を介
してエアポンプ17に接続される。このエアポンプ17
は、例えば電動式のポンプであり、十分に高い圧力の加
圧空気を供給することができる。さらに、切換弁15は
バイパス管18を介して、インジェクタ5と開閉弁13
との間のバーナ用燃料管12であって開閉弁13の近傍
に接続される。
【0010】切換弁15がオフ状態にあるとき、第2空
気管16は第1空気管14に連通せしめられる。このた
め、エアポンプ17によって圧送される加圧空気はバー
ナ4内に供給される。一方、切換弁15がオン状態にあ
るとき、第2空気管16はバイパス管18に連通せしめ
られる。このため、エアポンプ17によって圧送される
加圧空気は、バーナ用燃料管12およびインジェクタ5
を介してバーナ4内に流出する。
【0011】電子制御ユニット20はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス21によって相互に接続
されたROM(リードオンリメモリ)22、RAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)23、CPU(マイクロプロセ
ッサ)24、入力ポート25および出力ポート26を具
備する。バーナ4内で燃焼しているか否か判定するため
のバーナ温度センサ40がバーナ4に取付けられ、この
バーナ温度センサ40はAD変換器30を介して入力ポ
ート25に接続される。また、触媒床温度を検出するた
めの触媒温度センサ41が三元触媒3に取付けられ、こ
の触媒温度センサ41はAD変換器31を介して入力ポ
ート25に接続される。
【0012】一方、出力ポート26は対応する駆動回路
32〜36を介して夫々開閉弁13、点火栓6、インジ
ェクタ5、エアポンプ17、および切換弁15に接続さ
れている。次に図2および図3を参照しつつ本実施例の
作用について説明する。図2および図3は燃焼装置の作
動を制御するためのルーチンであり、このルーチンは一
定時間毎の割込みによって実行される。
【0013】図2および図3を参照すると、まずステッ
プ50において触媒床温度Ta が予め定められた温度T
1 以下か否か判定される。Ta ≦T1 の場合には触媒床
温度Ta が低温であると判定され、早期に高い浄化性能
が得られるようにするため、バーナ4を作動せしめて三
元触媒3を加熱する。従って、Ta ≦T1 の場合、ステ
ップ51以下に進む。
【0014】ステップ51では切換弁15がオフせしめ
られ、これによって第2空気管16が第1空気管14に
連通せしめられる。次いでステップ52ではエアポンプ
17がオンせしめられて、加圧空気をバーナ4に供給し
始める。ステップ53では開閉弁13が開弁せしめら
れ、これによって燃料がインジェクタ5に供給される。
次いでステップ54では点火栓6がオンせしめられ、こ
れによって点火栓6は連続的に火花を発生する。ステッ
プ55ではインジェクタ5がオンせしめられ、一定量の
燃料がバーナ4内に連続的に噴射される。この噴射燃料
は点火栓6によって点火されて燃焼し、三元触媒3が加
熱されることになる。次いでステップ56で第1フラグ
1 がセットされる。
【0015】一方、ステップ50でTa >T1 と判定さ
れたとき、触媒床温度Ta は低温でないために三元触媒
3は高い浄化性能を発揮することができ、このためステ
ップ51から56はスキップされてバーナ4での燃焼は
実行されない。ステップ57では第1フラグF1 がセッ
トされているか否か判定される。第1フラグF1 がセッ
トされているとき、ステップ58に進む。すなわち、バ
ーナ4での燃焼が実行されたときだけステップ58から
ステップ61に進む。
【0016】ステップ58では触媒床温度Ta が予め定
められた温度T2 (T2 >T1 )以上か否か判定され
る。Ta ≧T2 の場合には、三元触媒3が高い浄化性能
を発揮できるに十分な高い温度に加熱されたと判定さ
れ、三元触媒3を加熱するための燃焼、すなわち通常燃
焼が停止せしめられる。Ta ≧T2 の場合、ステップ5
9に進み開閉弁13が閉弁せしめられる。このため開閉
弁13より下流のバーナ用燃料通路には燃料タンク7か
ら燃料は供給されなくなる。ステップ60では切換弁1
5がオンせしめられ、第2空気管16がバイパス管18
に連通せしめられる。これによって、加圧空気は開閉弁
13下流のバーナ用燃料通路12およびインジェクタ5
内部を流れてバーナ4に流出する。このため、開閉弁1
3下流のバーナ用燃料管12およびインジェクタ5内に
残留する燃料が加圧空気によってバーナ4内に噴出せし
められ、この噴出せしめられた燃料はバーナ4内で燃焼
せしめられる。
【0017】開閉弁13下流のバーナ用燃料管12およ
びインジェクタ5内に残留燃料がほとんどなくなると、
バーナ4内に噴出せしめられる燃料がほとんどなくなり
燃焼が終了する。燃焼の終了に際してはバーナ4内での
燃焼が悪化してHC等が排出されるが、三元触媒3が十
分に加熱されているためにこれらHC等を浄化すること
ができる。
【0018】バイパス管18は開閉弁13近傍のバーナ
用燃料管12に接続されているために、開閉弁13より
下流のバーナ用燃料管12内に残留する燃料を加圧空気
によってほとんど噴出せしめることができる。このよう
に、インジェクタ5内、および開閉弁13下流のバーナ
用燃料管12内には燃料はほとんど残留しない。
【0019】なお、エアポンプ17によって供給される
加圧空気の圧力は、高負荷時における排気管2内の排気
圧より十分に高いために、常に十分な加圧空気をバーナ
4内に噴出せしめることができる。ステップ61では第
1フラグF1がリセットされ、第2フラグF2 がセット
される。
【0020】一方、ステップ57でF1 がリセットされ
ていると判定された場合、またはT a <T2 と判定され
た場合には、ステップ59からステップ61はスキップ
される。ステップ62では第2フラグF2 がセットされ
ているか否か判定される。第2フラグF2 がセットされ
ているとき、ステップ63に進む。すなわち、ステップ
59からステップ61が実行されたときだけステップ6
3に進む。
【0021】ステップ63ではバーナ内温度Tb が予め
定められた温度T3 以下か否か判定される。Tb ≦T3
の場合、すなわちバーナ4内での燃焼が終了したと判定
された場合には、ステップ64に進む。ステップ64で
はエアポンプ17がオフせしめられ加圧空気の供給が停
止せしめられる。次いでステップ65ではインジェクタ
5がオフせしめられ、インジェクタ5は閉弁せしめられ
る。ステップ66では点火栓6がオフせしめられ、点火
栓6は火花を発生しない。ステップ67では切換弁15
がオフせしめられ、ステップ68では第2フラグF2
リセットされる。
【0022】ステップ62で第2フラグがリセットされ
ていると判定されたとき、またはステップ63でTb
3 と判定されたとき(バーナ内で燃焼が続行している
と判定されたとき)、ステップ64からステップ68は
スキップされる。以上のように本実施例によれば、通常
燃焼後において、開閉弁13下流のバーナ用燃料管1
2、およびインジェクタ5内の燃料は加圧空気によって
噴出せしめられるために、開閉弁13下流のバーナ用燃
料通路12、およびインジェクタ5内には燃料はほとん
ど残留しない。このため、排気ガス等の高温雰囲気にさ
らされても、インジェクタ5内に燃料がデポジット化し
てインジェクタ5が詰まることを防止することができ
る。
【0023】なお、本実施例ではインジェクタ5をオフ
することなく開閉弁13を閉弁して、加圧空気によって
インジェクタ5内の残留燃料を噴出せしめるようにして
いるが、通常燃焼終了時においてインジェクタ5をオフ
せしめて燃料噴射を終了せしめ、この後開閉弁13を閉
弁せしめ、次いでインジェクタ5を再びオンせしめて加
圧空気によってインジェクタ5内の残留燃料を噴出せし
めるようにしてもよい。
【0024】なお本実施例では、本発明の排気通路内燃
焼装置をガソリン機関の三元触媒を加熱するために用い
た場合について説明したが、本発明の排気通路内燃焼装
置は、ディーゼル機関のパティキュレート捕集フィルタ
に堆積したパティキュレートを燃焼除去せしめるための
燃焼装置としても使用することができる。
【0025】
【発明の効果】インジェクタ非作動時においてはインジ
ェクタ内には燃料がほとんど残留していないために、イ
ンジェクタが高温雰囲気にさらされても燃料がデポジッ
ト化するおそれはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の内燃機関の排気通路内燃焼装置をガソ
リン機関に適用した一実施例を示す全体図である。
【図2】排気通路内燃焼装置の作動を制御するためのフ
ローチャートである。
【図3】排気通路内燃焼装置の作動を制御するためのフ
ローチャートである。
【符号の説明】
2…排気管 5…インジェクタ 6…点火栓 12…バーナ用燃料管 13…開閉弁 15…切換弁 17…エアポンプ 18…バイパス管

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 内燃機関の排気通路にインジェクタを設
    け、該インジェクタは燃料通路から供給される燃料を前
    記排気通路内に噴射し、前記インジェクタから噴射され
    た燃料が点火栓により点火されて前記排気通路内で燃焼
    が実行される内燃機関の排気通路内燃焼装置において、
    燃料圧に基づく前記インジェクタからの燃料噴射が終了
    せしめられた後に前記燃料通路を閉弁せしめるための開
    閉弁と、該開閉弁が閉弁せしめられた後に前記インジェ
    クタ内に空気を供給せしめて前記インジェクタ内に残留
    した燃料を空気によって噴出せしめる空気供給手段とを
    備えた内燃機関の排気通路内燃焼装置。
JP3191915A 1991-07-31 1991-07-31 内燃機関の排気通路内燃焼装置 Pending JPH0533629A (ja)

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