JPH0842326A - エンジンの排ガス浄化装置 - Google Patents

エンジンの排ガス浄化装置

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JPH0842326A
JPH0842326A JP6180994A JP18099494A JPH0842326A JP H0842326 A JPH0842326 A JP H0842326A JP 6180994 A JP6180994 A JP 6180994A JP 18099494 A JP18099494 A JP 18099494A JP H0842326 A JPH0842326 A JP H0842326A
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exhaust gas
exhaust
collector
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Mitsuru Hosoya
満 細谷
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Hino Motors Ltd
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    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

(57)【要約】 【目的】搭載スペースが比較的僅かで済み、パティキュ
レートフィルタに捕集されたパティキュレートをヒータ
やバーナ等を用いずに焼却して再生できる。 【構成】エンジン１０の排気マニホルド１１に接続され
た排気管１２にパティキュレート捕集器１３が設けられ
る。捕集器１３内のうち排ガス下流側にパティキュレー
トフィルタ１４が収容され、捕集器１３内のうち排ガス
上流側に酸化触媒１６が収容される。エンジン１０の各
気筒毎に搭載された電子制御蓄圧式インジェクタ１７ａ
〜１７ｆは電磁弁により噴射量及び噴射時期が調整され
て各気筒にそれぞれ燃料を噴射する。フィルタ１４に所
定量以上のパティキュレートが捕集されたことを圧力セ
ンサ４１，４２が検出し、圧力センサ４１，４２の検出
出力に基づいてコントローラ３３が気筒の排気弁の閉止
直前に気筒に燃料を噴射するように電磁弁を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの排
ガスに含まれるパティキュレートを捕集して焼却する装
置に関する。更に詳しくは電子制御蓄圧式インジェクタ
を備えたディーゼルエンジンの排ガス浄化装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、排気管の途中に設けられたパティ
キュレートフィルタがエンジンの排ガス中に含まれるパ
ティキュレートを捕集し、このフィルタが捕集したパテ
ィキュレートをフィルタから除去してフィルタを再生す
るために、電気ヒータやオイルバーナ等でフィルタを加
熱したり、或いはフィルタの排ガス下流側から圧縮空気
を噴射してフィルタが捕集したパティキュレートをフィ
ルタ下部の燃焼室に落下させ、そこでヒータにより燃焼
処理する排ガス浄化装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の排
ガス浄化装置では、電気ヒータやオイルバーナが必要で
あり、装置が大型化する不具合があった。
【０００４】本発明の目的は、搭載スペースが比較的僅
かで済み、パティキュレートフィルタに捕集されたパテ
ィキュレートを電気ヒータやオイルバーナ等を用いずに
焼却して再生できるエンジンの排ガス浄化装置を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を、実施例に対応する図１〜図３を用い
て説明する。本発明のエンジンの排ガス浄化装置は、図
１及び図２に示すようにエンジン１０の排気マニホルド
１１に接続された排気管１２に設けられたパティキュレ
ート捕集器１３と、捕集器１３内のうち排ガス下流側に
収容されたパティキュレートフィルタ１４と、捕集器１
３内のうち排ガス上流側に収容された酸化触媒１６と、
エンジン１０の各気筒毎に搭載され電磁弁２５により噴
射量及び噴射時期が調整されて各気筒にそれぞれ燃料を
噴射する電子制御蓄圧式インジェクタ１７ａ〜１７ｆ
と、フィルタ１４に所定量以上のパティキュレートが捕
集されたことを検出する圧力センサ４１，４２と、圧力
センサ４１，４２の検出出力に基づいて気筒の排気弁の
閉止直前に気筒に燃料を噴射するように電磁弁２５を制
御するコントローラ３３とを備える。
【０００６】また、図３に示すようにパティキュレート
捕集器７３にパティキュレートフィルタ７４のみを収容
し、このフィルタ７４に活性金属を担持させてフィルタ
７４が酸化触媒としても機能するように構成することも
できる。
【０００７】
【作用】図１に示されるエンジンの排ガス浄化装置で
は、圧力センサ４１，４２がパティキュレートフィルタ
１４に所定量以上のパティキュレートが捕集されたこと
を検出すると、コントローラ３３は圧力センサ４１，４
２の各検出出力に基づいて所定の噴射時期とは別に排気
弁が閉止する直前に電磁弁２５を作動させ、電子制御蓄
圧式インジェクタ１７ａ〜１７ｆから気筒に燃料を噴射
する。この燃料は未燃のままパティキュレート捕集器１
３内に流入し、酸化触媒１６にて酸化されて燃焼し、排
ガス温度を極めて高温にする。この高温の排ガスがフィ
ルタ１４に流入すると、フィルタ１４に捕集されたパテ
ィキュレートが上記高温の排ガスにより焼却され、フィ
ルタ１４が再生される。図２に示されるエンジンの排ガ
ス浄化装置は、エンジン１０から捕集器７３内に流入し
た未燃の燃料がフィルタ７４に担持された活性金属によ
り燃焼すると同時にこの燃焼によりフィルタ７４に捕集
されたパティキュレートが焼却されることを除いて、図
１に示される排ガス浄化装置と同様に動作する。
【０００８】
【実施例】次に本発明の第１実施例を図面に基づいて詳
しく説明する。図１に示すように、ディーゼルエンジン
１０の排気マニホルド１１には排気管１２が接続され
る。この排気管１２の途中にはパティキュレート捕集器
１３が設けられる。捕集器１３内のうち排ガス下流側に
はパティキュレートフィルタ１４が収容され、捕集器１
３内のうち排ガス上流側には酸化触媒１６が収容され
る。
【０００９】フィルタ１４はこの例ではハニカムフィル
タである。フィルタ１４は図示しないが排ガスが通過可
能なかつパティキュレートが通過不能なコージェライト
製の多孔質の隔壁で仕切られた多角形断面を有し、これ
らの隔壁により多数の互いに平行に形成された貫通孔の
相隣接する入口部と出口部が交互に実質的に封止され
る。このフィルタ１４では、フィルタ１４の入口側から
導入されたエンジン１０の排ガスが多孔質の隔壁を通過
する際に含有するパティキュレートがろ過された後、出
口側から排出されるようになっている。また酸化触媒１
６はこの例ではモノリス触媒であり、アルミナ製のハニ
カム担体にＰｔを担持して構成される。
【００１０】ディーゼルエンジン１０は６つの気筒（図
示せず）を有し、これらの気筒毎に電子制御蓄圧式イン
ジェクタ１７ａ〜１７ｆが配設される。これらのインジ
ェクタ１７ａ〜１７ｆには供給管１８ａ〜１８ｆを介し
てコモンレール１９が接続される。コモンレール１９に
は供給管１９ａ，１９ｂを介して供給ポンプ２０が接続
され、このポンプ２０から圧送された燃料がコモンレー
ル１９に蓄圧される。また供給ポンプ２０には調圧弁
（図示せず）が設けられる。
【００１１】６つのインジェクタ１７ａ〜１７ｆはそれ
ぞれ同一の構成であるので、インジェクタ１７ａを代表
して図２に基づいて説明する。インジェクタ１７ａは噴
射ノズル２１、ニードル弁２２、ピストン２３、一方向
オリフィス板２４及び電磁弁２５を備える。電磁弁２５
はアウタバルブ２６、その内部に設けられたインナバル
ブ２７、コイル２５ａ及びリターンスプリング２５ｃを
有する。コイル２５ａに電流が流れてコイル２５ａが励
磁されると、アウタバルブ２６が上昇するようになって
いる。
【００１２】供給管１８ａから分岐した燃料管２１ａが
噴射ノズル２１に配管される。ノズル２１の先端には噴
孔２１ｂが設けられる。アウタバルブ２６はアウタシー
ト２８に、またインナバルブ２７はインナシート２９に
着座可能にそれぞれ設けられる。着座状態でアウタバル
ブ２６又はインナバルブ２７はオリフィス板２４との間
でチャンバ３０を形成する。オリフィス板２４はその中
心に細孔２４ａを有する。アウタバルブ２６にはアウタ
シート２８に着座したときに供給管１８ａをチャンバ３
０に連通させる流入孔２６ａが設けられる。またチャン
バ３０にはアウタシート２８を介して連通する排出管３
１が接続され、この排出管３１はリーク回路（図示せ
ず）を介して燃料タンク（図示せず）に接続される。電
磁弁２５のコイル２５ａには図１に示すコントローラ３
３の制御出力が接続される。２３ａ及び２４ｂはそれぞ
れリターンスプリングである。
【００１３】図１に戻って、このインジェクタ１７ａと
同様に他の５つのインジェクタ１７ｂ〜１７ｆの電磁弁
のコイル（図示せず）にもコントローラ３３の制御出力
が接続される。コントローラ３３の制御入力には気筒セ
ンサ（図示せず）、第１圧力センサ４１、第２圧力セン
サ４２、第１温度センサ５１及び第２温度センサ５２が
接続される。気筒センサは図示しないがエンジン１０の
クランク軸１０ａの後端に固着されかつ周面にくぼみ又
は突起が形成されたフライホイールの近傍に設けられ、
上記くぼみ又は突起によって得られた出力により６つの
気筒のうち燃料噴射時の気筒を検出するようになってい
る。第１圧力センサ４１は捕集器１３の触媒１６及びフ
ィルタ１４間に挿入され、第２圧力センサ４２は捕集器
１３より排ガス下流側の排気管１２に挿入される。また
第１温度センサ５１は捕集器１３より排ガス上流側の排
気管１２に挿入され、第２温度センサ５２は捕集器１３
の触媒１６及びフィルタ１４間に挿入される。３４はマ
フラである。
【００１４】このように構成されたエンジンの排ガス浄
化装置の動作を説明する。第１及び第２圧力センサ４
１，４２の検出する各検出出力の差である圧力差が所定
値以上になる、即ちパティキュレートフィルタ１４に所
定量以上のパティキュレートが捕集され、かつ第１温度
センサ５１が所定値以上の排ガス温度を検出すると、コ
ントローラ３３は第１圧力センサ４１、第２圧力センサ
４２及び第１温度センサ５１の各検出出力に基づいて所
定の噴射時期とは別に排気弁（図示せず）が閉止する直
前に６つのインジェクタ１７ａ〜１７ｂのうち３つのイ
ンジェクタ１７ａ，１７ｃ，１７ｅの電磁弁２５のコイ
ル２５ａに電流を流す。コイル２５ａに電流が流れる
と、コイル２５ａが励磁され、アウタバルブ２６が上昇
してアウタシート２８から離れ、流入孔２６ａが閉じ
る。チャンバ３０内の高圧な燃料は排出管３１から排出
され、これに伴いピストン２３及びニードル弁２２が上
昇し、コモンレール１９から燃料管２１ａを介して圧送
された燃料は噴孔２１ｂから気筒（図示せず）内に噴射
される。
【００１５】この噴射された燃料は未燃のまま閉止直前
の排気ポート（図示せず）から排気マニホルド１１及び
排気管１２を介してパティキュレート捕集器１３内に流
入し、酸化触媒１６にて酸化されて燃焼する。この結
果、フィルタ１４に流入する排ガスは極めて高温となる
ので、この高温の排ガスによりフィルタ１４に捕集され
たパティキュレートが焼却され、フィルタ１４が再生さ
れる。また酸化触媒１６から流出する排ガス温度がフィ
ルタ１４に捕集されたパティキュレートを焼却するには
低すぎることを第２温度センサ５２が検出すると、コン
トローラ３３は第２温度センサ５２の検出出力に基づい
て全てのインジェクタ１７ａ〜１７ｆの電磁弁２５のコ
イル２５ａに電流を流し、未燃の燃料の酸化触媒１６へ
の供給を増大させる。逆に酸化触媒１６から流出する排
ガス温度が高すぎることを第２温度センサ５２が検出す
ると、コントローラ３３は第２温度センサ５２の検出出
力に基づいて１つのインジェクタ１７ａの電磁弁２５の
コイル２５ａのみに電流を流し、未燃の燃料の酸化触媒
１６への供給を減少させる。
【００１６】図３は本発明の第２実施例を示す。図３に
おいて図１と同一符号は同一部品を示す。この例では、
パティキュレート捕集器７３にパティキュレートフィル
タ７４のみが収容され、このフィルタ７４に活性金属を
担持させてフィルタ７４が酸化触媒としても機能するよ
うに構成される。フィルタ７４はハニカムフィルタであ
る。フィルタ７４は図示しないが排ガスが通過可能なか
つパティキュレートが通過不能なコージェライト製の多
孔質の隔壁で仕切られた多角形断面を有し、これらの隔
壁により多数の互いに平行に形成された貫通孔の相隣接
する入口部と出口部が交互に実質的に封止される。隔壁
にＰｔを担持するか、或いはγ−アルミナ粉末を含むス
ラリーを隔壁にコーティングした後、Ｐｔを担持して構
成される。第１圧力センサ４１は捕集器７３より排ガス
上流側の排気管１２に挿入され、第２圧力センサ４２は
捕集器７３より排ガス下流側の排気管１２に挿入され
る。また第１温度センサ５１は捕集器７３より排ガス上
流側の排気管１２に挿入され、第２温度センサ５２は捕
集器７３より排ガス下流側の排気管１２に挿入される。
【００１７】このように構成されたエンジンの排ガス浄
化装置では、エンジン１０から捕集器７３内に流入した
未燃の燃料がフィルタ７４に担持されたＰｔにより活性
化されて燃焼すると同時にこの燃焼によりフィルタ７４
に捕集されたパティキュレートが焼却されることを除い
て、動作が上記第１実施例と同様であるため、繰返しの
説明を省略する。
【００１８】なお、上記第１実施例では、酸化触媒とし
てアルミナ製のハニカム担体にＰｔを担持したモノリス
触媒を挙げたが、ハニカム担体としてコージェライト、
ベリリア、ムライト、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケ
イ素等のセラミックスを用いてもよく、またモノリス触
媒ではなくペレット触媒でもよい。またハニカム担体に
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ等の
活性金属を担持してもよい。また、上記第１及び第２実
施例では、パティキュレートフィルタとしてコージェラ
イト製の多孔質の隔壁で仕切られた多角形断面を有する
ハニカムフィルタを挙げたが、排ガスが通過可能なかつ
パティキュレートが通過不能な多孔質の隔壁を形成でき
ればアルミナ、ベリリア、ムライト、ジルコニア、窒化
ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックスによりフィルタを
形成してもよい。更に、上記第２実施例ではフィルタに
Ｐｔを担持したが、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ等の活性金属を担持してもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、パ
ティキュレート捕集器内に排ガス上流側から酸化触媒及
びパティキュレートフィルタを順に収容し、コントロー
ラが圧力センサの検出出力に基づいて気筒の排気弁の閉
止直前に気筒に燃料を噴射するように電子制御蓄圧式イ
ンジェクタの電磁弁を制御するので、燃料が未燃のまま
捕集器内に流入し、酸化触媒にて酸化されて燃焼する。
この結果、高温になった排ガスがフィルタに流入するの
で、フィルタに捕集されたパティキュレートが燃焼して
フィルタが再生される。また、電気ヒータやオイルバー
ナを必要とする従来の排ガス浄化装置と比較して、本発
明では搭載スペースが僅かで済み、装置を小型化するこ
とができる。更に、パティキュレート捕集器にパティキ
ュレートフィルタのみを収容し、このフィルタに活性金
属を担持させてフィルタが酸化触媒としても機能するよ
うに構成しても、上記と同様の効果が得られる。このよ
うに構成することにより、部品点数を低減でき、かつ装
置を更に小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例エンジンの排ガス浄化装置
を示す構成図。
【図２】電子制御蓄圧式インジェクタの断面図。
【図３】本発明の第２実施例を示す図１に対応する構成
図。
【符号の説明】
１０ エンジン １１ 排気マニホルド １２ 排気管 １３，７３ パティキュレート捕集器 １４，７４ パティキュレートフィルタ １６ 酸化触媒 １７ａ〜１７ｆ 電子制御蓄圧式インジェクタ ２５ 電磁弁 ３３ コントローラ ４１ 第１圧力センサ ４２ 第２圧力センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｆ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジン(10)の排気マニホルド(11)に接
    続された排気管(12)に設けられたパティキュレート捕集
    器(13)と、 前記捕集器(13)内のうち排ガス下流側に収容されたパテ
    ィキュレートフィルタ(14)と、 前記捕集器(13)内のうち排ガス上流側に収容された酸化
    触媒(16)と、 前記エンジン(10)の各気筒毎に搭載され電磁弁(25)によ
    り噴射量及び噴射時期が調整されて前記各気筒にそれぞ
    れ燃料を噴射する電子制御蓄圧式インジェクタ(17a〜17
    f)と、 前記フィルタ(14)に所定量以上のパティキュレートが捕
    集されたことを検出する圧力センサ(41,42)と、 前記圧力センサ(41,42)の検出出力に基づいて前記気筒
    の排気弁の閉止直前に前記気筒に燃料を噴射するように
    前記電磁弁(25)を制御するコントローラ(33)とを備えた
    エンジンの排ガス浄化装置。
  2. 【請求項２】 エンジン(10)の排気マニホルド(11)に接
    続された排気管(12)に設けられたパティキュレート捕集
    器(73)と、 前記捕集器(73)に収容され活性金属が担持され酸化触媒
    としても機能するパティキュレートフィルタ(74)と、 前記エンジン(10)の各気筒毎に搭載され電磁弁により噴
    射量及び噴射時期が調整されて前記各気筒にそれぞれ燃
    料を噴射する電子制御蓄圧式インジェクタ(17a〜17f)
    と、 前記フィルタ(74)に所定量以上のパティキュレートが捕
    集されたことを検出する圧力センサ(41,42)と、 前記圧力センサ(41,42)の検出出力に基づいて前記気筒
    の排気弁の閉止直前に前記気筒に燃料を噴射するように
    前記電磁弁を制御するコントローラ(33)とを備えたエン
    ジンの排ガス浄化装置。
JP6180994A 1994-08-02 1994-08-02 エンジンの排ガス浄化装置 Pending JPH0842326A (ja)

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