JPH0315641A - ディーゼル機関の排気微粒子処理装置 - Google Patents

ディーゼル機関の排気微粒子処理装置

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JPH0315641A
JPH0315641A JP1146579A JP14657989A JPH0315641A JP H0315641 A JPH0315641 A JP H0315641A JP 1146579 A JP1146579 A JP 1146579A JP 14657989 A JP14657989 A JP 14657989A JP H0315641 A JPH0315641 A JP H0315641A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はディーゼル機関の排気微粒子処理装置に関する
． 〈従来の技術〉 ディーゼル機関の排気微粒子処理装置の従来例として第
１５図及び第１６図に示すようなものがある（Ｓ，　　
Ｂ．Ｅ．ペーパー８５００１５参照）。
すなわち、機関の排気通路１には排気ターボ過給機２の
タービンロータが介装され、このタービンロータ上流の
排気通路２には排気中の排気微粒子を捕集する触媒付ト
ラップ３が介装されている。
前記触媒付トラップ３には、第１６図に示すように、セ
ラミック等の多孔性部材からなるハニカム状格子３Ａに
より排気流と略平行な流路３Ｂが形威され、各流路３Ｂ
と出口と人口とは封鎖材３Ｃにより交互に目封じされて
いる。また、触媒付トラ・冫プ３には触媒がコーティン
グされている。
そして、触媒付トラップ３に捕集された排気微粒子は、
触媒作用により、３５０゜Ｃ〜４００’Ｃ以上の排気温
度で再燃焼され触媒付トラップ３が再生される。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の排気微粒子処理装置に
おいては、低速低負荷運転が連続すると排気温度が充分
に上昇しないので、触媒付トラップ３に捕集された排気
微粒子を再燃焼できず排気微粒子が堆積して触媒付トラ
ップ３の目詰まりが発生するという不具合がある。また
、排気温度が上昇して堆積した多量の排気微粒子が一時
に再燃焼すると触媒付トラップ３の温度が上昇し触媒付
トラップ３が溶損するという不具合がある。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたもので、目
詰まりを防止しつつ排気微粒子の大気中への放出を抑制
できるディーゼル機関の排気微粒子処理装置を提供する
ことを目的とする。
く課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、第１図に示すように、排気通路Ａ
に介装され上下流を連通ずる複数の流路を有するハニカ
ム状の触媒装置Ｂと、燃料噴射ポンプＣの燃料の噴射時
期を変化させる噴射時期可変手段Ｄと、機関運転状態を
検出する運転状態検出手段Ｅと、検出された運転状態に
応じて燃料噴射量を設定する噴射量設定手段Ｆと、検出
された運転状態に応じて基本噴射時期を設定する噴射時
期設定手段Ｇと、検出された運転状態が所定の運転領域
か否かを判定する運転領域判定千段Ｈと、所定の運転領
域にあるときに前記基本噴射時期をリタードすべく補正
する噴射時期補正手段Ｉと、補正された噴射時期に応し
て前記噴射時期可変手段Ｄを駆動制御する駆動制御千段
Ｊと、を備えるようにした． 〈作用〉 このように、所定の運転領域で噴射時期をリタードさせ
ることにより、排気微粒子のカーボン分の排出量を低減
して可溶性有機成分の排出量を増大し、可溶性有機戒分
を触媒装置の触媒作用により酸化処理し、もって排気微
粒子の大気中への排出量を抑制するようにした。
〈実施例〉 以下に、本発明の一実施例を第２図〜第１４図に基づい
て説明する。
第２図において、ディーゼル機関１１に設けられた排気
マ二ホールド１２の集合部下流の排気通路１３にはハニ
カム状の触媒コンバータｌ４が介装されている。このハ
ニカム触媒コンバータｌ４には、セラミック等の多孔性
部材からなるハニカム状格子により、排気流と略平行な
流路が多数形威されている。このハニカム触媒コンバー
タ１４は従来例の如く封鎖材による目対じがされておら
ず、全ての流路に排気が流通するようになっている。
前記ディーゼル機関１ｌには電子制御式燃料噴射ポンプ
１５が設けられている。この燃料噴射ポンプｌ５には、
第３図に示すように、機関の出力軸に連結されたドライ
ブシャフト１６が設けられ、ドライブシャフトｌ６によ
りフィードボンブ１７とプラジャボンブ１８とが駆動さ
れる。フィードポンプ１７により燃料入口（図示せず）
から吸引された燃料は、ボンブハウジング１９内のポン
プ室２０に導入された後、ポンプ室２０に開口する吸込
通路２１を介してプランジャポンプＩ８に供給される。
前記プランジャポンプ１８のブランジャ２２には先端に
気筒数と同数の吸込溝２３が形成されると共に同じく同
数のカム山をフエイスカム２４が一体形成されている。
前記フエイスカム２４はドライブシャフ｝１６と共に回
転しながらローラリング２５に配設されたローラ２６を
乗り越えて所定のカムリフトだけ往復運動する。
したがって、プランジャ２２は回転しながら往復運動す
るので、この回転往復運動に伴って吸込溝２３からブラ
ンジャ室２７に吸引された燃料が分配ポート（図示せず
）からデリバリバルプを通って各気筒の噴射ノズルに供
給される。
また、燃料の噴射時期や噴射量を制御するために、ポン
プ室２０とプランジャ室２７とを連通ずる燃料通路２８
が形成され、この燃料通路２８を開閉路する電磁弁２９
が設けられている。この電磁弁２９は、開弁時にブラン
ジャ室２７をポンプ室２０に開放するもので後述の駆動
回路３０からの信号により機関運転状態に応じてプラン
ジャポンプｌ８の吐出行程で所定期間閉弁される。また
、プランジャ２２の圧縮行程中に、電磁弁２９を閉しる
ことにより燃料噴射が開始され電磁弁２９を開くことに
より燃料噴射が終了する。したがって、電磁弁２９の閉
弁時期の制御により燃料の噴射開始時期が制御され、電
磁弁２９の閉弁期間の制御により燃料噴射量が制御され
る。３ｌは機関停止時等に吸込通路２１を閉路する燃料
カットバルブ、３２はディストリビュー夕ヘッドである
。
前記駆動回路３０は、第４図に示すように、中央演算処
理装置（以下、ＣＰＵと称す）３０Ａと、リードオンリ
ーメモリ（以下、ＲＯＭと称す）３０Ｂと、ランダムア
クセスメモリー（以下、ＲＡＭと称す）３０Ｃと、人出
力回路（以下、Ｉ／Ｏと称す）３０Ｄと、から構威され
ている。
前記Ｃ　Ｐ　Ｕ３０Ａには、ｌ／０３０Ｄを介して、前
記燃料噴射ボンプ１５の１回転（例えばドライブシャフ
ト１６のｌ回転）につき第５図に示すように１パルスの
リファレンスパルスと、燃料噴射ポンプ１５の１回転に
つき第６図に示すように３６パルスのスケールパルスと
、燃温センサ３３からの検出信号と、水温センサ３４か
らの検出信号と、前記電磁弁２９の実際の閉弁時期及び
閉弁期間を検出するＤＶＣセンサ３５からの検出信号と
、アクセル開度センサ３６からの検出信号と、前記フェ
イスカム２４の位相を検出するタイマピストンセンサ３
７からの検出信号と、回転速度センサ（図示せず）から
の検出信号と、が入力される。ここでは、アクセル開度
センサ３６と回転速度センサとが運転状態検出手段を構
戒する。
前記Ｃ　Ｐ　Ｕ３０Ａは、ＲＯＭ３０Ｂにメモリされた
プログラムに従って前記１／０３０Ｄから前記各種信号
の情報を読込んで演算処理し、前記電磁弁２９及び噴射
時期可変手段としての後述のタイマ３８のタイミングコ
ントロールバルブ３９を制御するための制′：４ＤＩの
データを１／０３０Ｄにセットする。■／０３０Ｄは、
前記データに基づいてパルスを発生し、電磁弁２９とタ
イξングコントロールバルブ３９の制御を行う。尚、Ｒ
ＡＭ３０ＣはＣＰＵ３０Ａ（７）演算処理に関連したデ
ータを一時的にメモリするために使用される。
タイマ３８には、第７図に示すように、タイマピストン
４０により高圧室４１と低圧室４２とが画成形威され、
低圧室４２にはタイマピストン４０を高圧室４１に向け
て付勢するタイマスプリング４３が設けられている。そ
して、タイミングコントロールバルプ３９をデューティ
制御することにより、高圧室４１に導入されたポンプ室
２０からの燃料を油路４４を介して低圧室４２に導入し
、タイマピストン４０の位置を制御してフエイスカム２
４の位置を制御し、もって噴射時期及び送油率を可変制
御するようにしている。
ここでは、駆動回路３０が噴射量設定手段と噴射時期設
定手段と運転領域判定手段と噴射時期補正手段と駆動制
御手段とを構成する。
次に、作用を第８図のフローチャートに従って説明する
。
Ｓｌでは、アクセル開度ＶＡ＋機関回転速度Ｎ．冷却水
温Ｔｕ，燃料温度ＴＦの各種信号を読込む。
Ｓ２では、検出されたアクセル開度Ｖ，と機関回転速度
Ｎとに基づいて燃料噴射量Ｑをマップから検索する。前
記マップには、第９図に示すように、アクセル開度ＶＡ
と機関回転速度Ｎとに基づいて燃料噴射量Ｑが設定され
ている。
Ｓ３では、検出された機関回転速度Ｎに基づいて基本噴
射時期■，イをマップから検索する。前記マップには、
第１０図に示すように、機関回転速度Ｎが増大するに従
って進角するように基本噴射時期１７．４が設定されて
いる。
Ｓ４では、検出された冷却水温Ｔ。が例えば６０゜Ｃ以
上か否かを判定し、ＹＥＳのときにはＳ５に進みＮｏの
ときにはＳ８に進む。
Ｓ５では、検出されたアクセル開度■Ａ　（Ｊａ関負荷
）と機関回転速度Ｎとに基づいて、現在の運転状態が所
定運転領域か否かを判定し、ＹＥＳのときにはＳ６に進
みＮｏのときにはＳ８に進む．前記所定運転領域は、第
１１図斜線で示すように、機関負荷と機関回転速度とに
基づいて設定されている。
Ｓ６では、検出されたアクセル開度■．と機関回転速度
Ｎとに基づいて噴射時期補正量ΔＩ，をマップから検索
する。前記噴射時期補正量Δ！，は、例えばアクセル開
度■Ａ　（機関負荷）に対しては、第ｌ２図（Ａ）に示
すように、所定アクセル開度（例えば５０％）以下にお
いて、噴射時期がリタードするように設定されている。
また、第１２図（Ｂ）に示すように、所定の回転速度領
域（例えば１０００ｒｐＭ〜３０００ｒｐｍ）でアクセ
ル開度が高くなるに従って噴射時期を大きくリタードす
るようにしても良い。
Ｓ７では、検索された噴射時期補正量ΔＩｔを、Ｓ３に
て検索された基本噴射時期ｔｔｓから、基本噴射時期Ｉ
ＴＭをリタードすべく減算して最終噴射時期■７を設定
する。
Ｓ８では、Ｓ３にて検索された基本噴射時期ＩＴＩＩＩ
を最終噴射時期Ｉ，として設定する。
Ｓ９では、Ｓ７若しくはＳ８にて設定された最終噴射時
期ｌ，及び前記燃料噴射量Ｑを一時的にメモリする。
そして、前記燃料噴射量Ｑと最終噴射時期ＩＴとに基づ
いて、電磁弁２９とタイミングコントロールバルブ３９
とを制御し、燃料を各気筒の噴射ノズルに供給する． このようにして、噴射時期をリタードさせると、以下の
効果がある。
ところで、排気微粒子の成分はカーボン分（以下、ＤＲ
Ｙ　　ＳＯＯＴと称す）と可溶性有機成分（以下、ＳＯ
Ｆと称す）とに大別されている。また、噴射時期をアド
バンスすると第ｌ３図に示すようにＤＲＹ　　ＳＯＯＴ
排出量が増大しＳＯＦ排出量が減少し、また噴射時期を
リタードするとＤＲＹ　　ＳＯＯＴ排出量が極めて減少
しＳＯＦ排出量が増大する傾向になっている。また、噴
射時期のリタードによってＨＣ排出量が増大する．また
、第１４図に示すように、ハニカム触媒コンバータを排
気通路に設けたときは、設けないときに較べて大気中へ
の排気微粒子及びＨＣの排出量は大巾に減少する．これ
は、ハニカム触媒コンハー夕の触媒作用によりＳＯＦの
大部分とＨＣの大部分とが酸化処理されるためである。
したがって、噴射時期をリタードさせることにより、Ｄ
ＲＹ　　ＳＯＯＴ排出量を減少させてＳＯＦ徘出量を増
大させれば、ハニカム触媒コンバータ１４の触媒作用に
よってＳＯＦは酸化処理されるので、大気中に敢出され
るＳＯＦは低減され、大気中に放出される排気微粒子量
を低減できる。また、ハニカム触媒コンバータ１４に形
威される流路の全てが上下流を連通しているので、排気
微粒子によってハニカム触媒コンバータ１４に目詰まり
が発生するのを防止できる。また、高負荷．高回転時，
伶機時及び減速時には噴射時期をリタードしないので、
運転性を悪化させることなく排気微粒子を低減できる。
また、噴射時期のリタードによりＮＯ．排出量が低減す
るので、排気還流を必要とするときには排気還流量を低
減できるため、排気還流によるエンジン■τ耗及び排気
微粒子排出量の増加を低減できる。
尚、噴射時期のリタードによってＨＣ排出量は増加する
が、そのＨＣはハニカム触媒コンパータｌ４の触媒作用
により酸化除去されるので、大気中に放出されるＨＣ排
出量を抑制できる。
く発明の効果〉 本発明は、以上説明したように、上下流を連通ずる複数
の流路を備える触媒装置を排気通路に介装し所定の運転
領域で噴射時期をリタードさせるようにしたので、触媒
装置の目詰まりを防止しつつ排気微粒子の大気中への放
出を効率良く低減できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明の一
実施例を示す構戒図、第３図は同上の要部断面図、第４
図は同上のブロック図、第５図及び第６図は同上の信号
波形図、第７図は同上の他の要部断面図、第８図は同上
のフローチャート、第９図〜第１４図は同上の作用を説
明するための図、第１５図は排気微粒子処理装置の従来
例を示す斜視図、第１６図は同上の要部拡大図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　排気通路に介装され上下流を連通する複数の流路を有
    するハニカム状の触媒装置と、燃料噴射ポンプの燃料の
    噴射時期を変化させる噴射時期可変手段と、機関運転状
    態を検出する運転状態検出手段と、検出された運転状態
    に応じて燃料噴射量を設定する噴射量設定手段と、検出
    された運転状態に応じて基本噴射時期を設定する噴射時
    期設定手段と、検出された運転状態が所定の運転領域か
    否かを判定する運転領域判定手段と、所定の運転領域に
    あるときに前記基本噴射時期をリタードすべく補正する
    噴射時期補正手段と、補正された噴射時期に応じて前記
    噴射時期可変手段を駆動制御する駆動制御手段と、を備
    えたことを特徴とするディーゼル機関の排気微粒子処理
    装置。
JP1146579A 1989-06-12 1989-06-12 ディーゼル機関の排気微粒子処理装置 Pending JPH0315641A (ja)

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