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

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JPH0996212A
JPH0996212A JP7256411A JP25641195A JPH0996212A JP H0996212 A JPH0996212 A JP H0996212A JP 7256411 A JP7256411 A JP 7256411A JP 25641195 A JP25641195 A JP 25641195A JP H0996212 A JPH0996212 A JP H0996212A
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健司 児玉
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直久 中島
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【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

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、排気浄化装置に
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。
【０００２】
【関連する背景技術】エンジンから排出される排ガス中
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。
【０００３】このようなディーゼルエンジン用のＮＯx
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排ガスは極
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。
【０００５】通常、インジェクタには一部樹脂等からな
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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
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。
【０００７】従って、エンジンの冷却水経路内のエンジ
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。
【０００８】また、請求項３の発明では、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。
【０００９】また、請求項５の発明では、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。
【００１０】また、請求項６の発明では、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。
【００１１】また、請求項７の発明では、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。
【００１２】また、請求項８の発明では、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。
【００１３】また、請求項９の発明では、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。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
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。
【００１５】同図に示すように、エンジン１のエキゾー
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。
【００１６】さらに、排気管路３の先端には、ＮＯx触
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。
【００１７】また、上記連結管路４には、インジェクタ
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。
【００１８】ところで、同図に示すように、ウォータポ
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。
【００１９】図中の符号５０は制御手段である電子制御
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。
【００２０】図２には、インジェクタユニット１０の断
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。
【００２１】また、ハウジング１６の上端にはフランジ
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。
【００２２】インジェクタ２０は、ＥＣＵ５０から信号
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。
【００２３】また、ハウジング１６内には、噴射ポート
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。
【００２４】以下、このように構成された実施例１の排
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。
【００２５】また、エンジン１が運転されると、ウォー
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。
【００２６】次に、実施例２について説明する。図３に
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。
【００２７】同図に示すように、管路３２には、電動ポ
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。
【００２８】エンジン１が運転されると、ウォータポン
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。
【００２９】さらに、この実施例２の場合には、エンジ
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。
【００３０】次に、実施例３について説明する。図４に
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。
【００３１】同図に示すように、管路３２には、バイパ
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。
【００３２】また、管路３２とバイパス通路７０との合
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。
【００３３】また、本実施例３では、温度センサユニッ
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。
【００３４】ハウジング１６には、ハウジング１６を貫
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。
【００３５】以下、このように構成された実施例３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。
【００３６】図６は、ＥＣＵ５０の実行する冷却制御の
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。
【００３７】次のステップＳ１２では、温度Ｔaが所定
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。
【００３８】ステップＳ１６では、電動ポンプ７２及び
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。
【００３９】次のステップＳ１８では、エンジン１が停
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。
【００４０】このように当該ルーチンの実行が繰り返さ
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。
【００４１】図７には、上記冷却制御を行った場合の温
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。
【００４２】このステップＳ１８の判別結果が真の場合
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。
【００４３】ステップＳ２０の判別結果が偽で温度勾配
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。
【００４４】図７には、エンジン１を停止させ、エンジ
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。
【００４５】次に、実施例４について説明する。この実
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。
【００４６】実施例４の冷却作用については、上述した
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。
【００４７】以上、詳細に説明したように、本発明の排
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。
【００４８】なお、上記実施例３及び４において、イン
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。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１のディー
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。
【００５０】また、請求項２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、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。
【００５１】また、請求項４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、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。
【００５２】また、請求項５のディーゼルエンジンの排
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。
【００５３】また、請求項６のディーゼルエンジンの排
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。
【００５４】また、請求項７のディーゼルエンジンの排
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。
【００５５】また、請求項８のディーゼルエンジンの排
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。
【００５６】また、請求項９のディーゼルエンジンの排
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の排気浄化装置を備えた内燃機関の概
略構成図である。
【図２】図１中のインジェクタユニットを示す詳細図で
ある。
【図３】実施例２の排気浄化装置を備えた内燃機関の概
略構成図である。
【図４】実施例３の排気浄化装置を備えた内燃機関の概
略構成図である。
【図５】図４中のインジェクタユニットを示す詳細図で
ある。
【図６】実施例３の排気浄化装置の冷却制御ルーチンを
示すフローチャートである。
【図７】インジェクタ温度Ｔaの時間変化を示すタイム
チャートである。
【図８】実施例４の排気浄化装置を備えた内燃機関の一
部を示す図である。
【符号の説明】
１ ディーゼルエンジン １ａ 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） 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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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。
  8. 【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。
  9. 【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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