JP2552430Y2

JP2552430Y2 - パーティキュレート触媒活性化装置

Info

Publication number: JP2552430Y2
Application number: JP1990400734U
Authority: JP
Inventors: 恵一新村
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1997-10-29
Anticipated expiration: 2005-12-17
Also published as: JPH0489818U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、エンジンの排気通路に
設けた触媒による排気触媒浄化装置と、その排気触媒浄
化装置を通電により加熱する加熱装置と、エンジン運転
状態を検出する運転状態検出手段と、吸気通路に設けら
れた吸気絞り装置とを設け、排気加熱を制御する排温上
昇コントローラを備えたパーティキュレート触媒活性化
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンから排出される微粒
子すなわちパーティキュレートのうち、未燃の燃料、オ
イル成分からなるいわゆるＳＯＦ成分を低減する有力な
手段として、ＳＯＦ触媒があり、この触媒は、フロース
ルーハニカムに担持されている。

【０００３】また、このＳＯＦ触媒は、活性温度が２５
０〜３００℃であり、ディーゼルエンジンは排気温度が
低いため、一般走行においては触媒の活性化温度以上に
排気温度が上昇する割合が少ない。そこで、アイドリン
グ時に、吸気絞りと電気ヒータとにより排気温度を上昇
させる手段が触媒の活性化に有効であるが、車両におい
ては、電気ヒータの電源確保は、ジェネレータやバッテ
リの容量を増加することが必要であり困難である。

【０００４】排気浄化装置の加熱装置に関し、本出願人
は実願平２−２７６６５号において、触媒装置に通電
し、触媒装置自体をジュール熱により発熱させて加熱
し、加熱効率を大幅に向上させると共に、取付スペース
を少なくする技術を提案している。この技術自体は有効
なものであるが、上記の電源確保の難点が同様にある。

【０００５】一方、特開昭６０−１８４９１８号公報に
は、パーティキュレート捕集部材の保護装置に関するの
技術が開示されているが、この技術は、パーティキュレ
ート捕集部材の温度上昇を抑制するものである。また、
実開昭６２−１７１６１２号公報には、エンジンの負荷
状態に応じて電気ヒータのオン・オフ制御する技術が開
示されているが、この技術はディーゼルメタノールエン
ジンの酸化触媒に関する技術である。そして、特開昭５
８−７４１２１号公報には、排気ガス再循環通路におけ
る粒子捕集器の再生方法に関する技術が開示されている
が、この技術は、排気ガス再循環通路に設けた粒子捕集
器の再生技術である。上記の公知技術はいずれも本願の
課題を解決するものではない。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】したがって、本考案
は、アイドリング時に排気温度を上昇させて触媒を活性
化させる電気ヒータの負荷を軽減するパーティキュレー
ト触媒活性化装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案によれば、エンジ
ンの排気通路に設けた触媒による排気触媒浄化装置と、
その排気触媒浄化装置を通電により加熱する加熱装置
と、エンジン運転状態を検出する運転状態検出手段と、
吸気通路に設けられた吸気絞り装置とを設け、排気加熱
を制御する排温上昇コントローラを備えたパーティキュ
レート触媒活性化装置において、前記排気触媒浄化装置
の上流側の排気通路と前記吸気絞り装置の下流側の吸気
通路とを連通する排気還流通路を設け、その排気還流通
路に排気還流弁を設け、前記排温上昇コントローラはエ
ンジンがアイドリング状態であることを検出した場合に
前記吸気絞り装置で吸気を絞り前記加熱装置に通電して
前記排気還流弁を開弁するよう制御する機能を有する制
御手段を設けたことを特徴とするパーティキュレート触
媒活性化装置。

【０００８】上記加熱装置は、電気ヒータで構成されて
いる。

【０００９】また、上記運転状態検出手段は、エンジン
回転速度センサとエンジン負荷センサとで構成するのが
好ましい。

【００１０】そして、上記吸気絞り装置は、公知の吸気
絞りシャッタで構成するのが好ましい。

【００１１】また、上記排気還流通路は、ＥＧＲ通路と
公知のＥＧＲ弁とで構成するのが好ましい。そして、上
記排温上昇コントローラは、マイクロコンピュータで構
成するのが好ましい。

【００１２】

【作用効果の説明】上記のように構成されたパーティキ
ュレート触媒活性化装置において、排温上昇コントロー
ラは、エンジン回転速度センサとエンジン負荷センサと
からの信号により、エンジンがアイドリング状態である
ことを検知すると、吸気絞りシャッタを作動して吸気を
絞り、電気ヒータをＯＮして加熱すると共に、ＥＧＲ弁
を開いて排気還流を行う。

【００１３】アイドリング時においては、負荷運転時の
（燃料の濃い）リッチな状態と異なって（燃料の薄い）
リーンな状態であり、吸気絞りと共に排気還流が行われ
ることで吸入新気量が減少し、空気／燃料比が改善され
ると共に、排気の混流によって吸気温度が上昇する。一
方、無負荷運転においては出力はないので、燃料発熱量
は、冷却水への熱損失を除いて、全て排気ガスに供給さ
れる。したがって、還流した排気の熱量は累積される一
方、温度上昇は、ΔＴ＝Ｑ／ｃ／Ｇ（ここにｃ：比熱、
Ｑ：供給熱量、Ｇ：ガス流量）となるから、吸気絞りと
排気還流による新気量の減少によってガス流量が減って
温度上昇幅は増加する。ＳＯＦ触媒の活性化には、熱量
が必要なのではなく、適正な温度環境が必要なので、上
記の排気温度上昇に電気ヒータの加熱を加えることで、
ＳＯＦ触媒に供給される排気ガスを適正な温度とするこ
とができ、アイドリング時においても、ＳＯＦ触媒の活
性化が得られる。そして、この排気ガスの温度上昇によ
って電気ヒータの必要消費電流を減少させることがで
き、ジェネレータやバッテリの容量を減らすことができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の実施例を説明
する。図１において、ディーゼルエンジン１の排気通路
２には、ＳＯＦ触媒を担持したフロースルーハニカム３
と、マフラ４とが介装されている。そのハニカム３の上
流には、加熱装置である電気ヒータ５が設けられ、その
電気ヒータ５の上流側の排気通路２と吸気通路６に設け
られた吸気絞りシャッタ７の下流側とはＥＧＲ通路８で
連結され、そのＥＧＲ通路８にはＥＧＲ弁が設けられて
いる。

【００１５】他方、エンジン１の吸気通路６には、前記
の通り、吸気絞り装置である公知の吸気絞りシャッタ７
が設けられ、電気ヒータ５およびＥＧＲ弁９と共に、制
御手段であるマイクロコンピュータで構成された排温上
昇コントローラ１０Ａに電気回路で接続されている。

【００１６】そして、このコントローラ１０Ａには、エ
ンジン運転状態検出手段であるエンジン回転速度センサ
１１および燃料噴射ポンプ１２のガバナ１３に設けられ
たエンジン負荷センサ１４がそれぞれ接続されている。

【００１７】次に、図２を参照して作用について説明す
る。排温上昇コントローラ１０Ａは、エンジン回転セン
サ１１からの信号に基づき、エンジン回転速度Ｎｅが、
アイドリング回転速度より若干（２００〜３００ｒｐ
ｍ）高い回転速度Ｎｉより低いか否か判定する（ステッ
プＳ１１）。Ｙｅｓだったら、エンジン負荷センサ１４
からの信号に基づき、エンジン負荷Ｌが負荷ゼロより若
干高い負荷Ｌ０より低いか否かを検出する（ステップＳ
１２）。Ｙｅｓだったら、すなわちエンジンがアイドリ
ング状態にある時は、制御信号を出力し、吸気絞りシャ
ッタ７を作動して吸気を絞り、電気ヒータ５を作動して
排気を加熱する（ステップＳ１３、１４）。次いで、Ｅ
ＧＲバルブ９に制御信号を出力して開弁し、排気を吸気
通路６に還流させて（ステップＳ１５）、制御を終わ
る。この排気還流により、新気吸気ガス流量が減少して
熱容量が低下することと、吸気に排気が混入して吸気温
度が上がることとで排気温度が上昇し、加えて吸気絞り
と電気ヒータ５の加熱とによりＳＯＦ触媒の活性化温度
が得られる。

【００１８】また、ステップＳ１１、Ｓ１２がＮｏの場
合、すなわちエンジンがアイドリング状態でないとき
は、吸気絞りシャッタ７、電気ヒータ５の作動をＯＦＦ
し（ステップＳ１６、Ｓ１７）、ＥＧＲバルブ９を閉じ
て（ステップＳ１８）、制御を終わる。

【００１９】

【考案の効果】本考案は、上記のように構成されてお
り、以下の優れた効果を奏する。（ａ）排気還流による吸気温度の上昇および熱容量の
減少により、アイドリング時の排気温度を上昇させるこ
とができる。（ｂ）上記の排気還流による排気温度上昇に加え、従
来の吸気絞りおよびヒータ加熱とにより、アイドリング
時においても排気温度を触媒活性化温度にすることがで
き、ＳＯＦ触媒の活性化を促進し、浄化効率が向上す
る。（ｃ）また、排気還流が寄与した分だけ、電気ヒータ
の電力を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す全体構成図。

【図２】制御フローチャート図。

【符号の説明】

１・・・エンジン２・・・フロースルーハニカム３・・・電気ヒータ６・・・吸気通路７・・・吸気絞りシャッタ８・・・ＥＧＲ通路９・・・ＥＧＲ弁１０Ａ・・・排温上昇コントローラ１１・・・エンジン回転速度センサ１４・・・エンジン負荷センサ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジン（１）の排気通路（２）に設け
た触媒による排気触媒浄化装置（３）と、その排気触媒
浄化装置（３）を通電により加熱する加熱装置（５）
と、エンジン運転状態を検出する運転状態検出手段（１
１、１４）と、吸気通路（６）に設けられた吸気絞り装
置（７）とを設け、排気加熱を制御する排温上昇コント
ローラ（１０Ａ）を備えたパーティキュレート触媒活性
化装置において、前記排気触媒浄化装置（３）の上流側
の排気通路（２）と前記吸気絞り装置（７）の下流側の
吸気通路（６）とを連通する排気還流通路（８）を設
け、その排気還流通路（８）に排気還流弁（９）を設
け、前記排温上昇コントローラ（１０Ａ）は前記運転状
態検出手段（１１、１４）がエンジンがアイドリング状
態であることを検出した場合に前記吸気絞り装置（７）
で吸気を絞り前記加熱装置（５）に通電して前記排気還
流弁（９）を開弁するよう制御する機能を有することを
特徴とするパーティキュレート触媒活性化装置。