JP2888042B2 - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気ガス浄化装置

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JP2888042B2 JP4193982A JP19398292A JP2888042B2 JP 2888042 B2 JP2888042 B2 JP 2888042B2 JP 4193982 A JP4193982 A JP 4193982A JP 19398292 A JP19398292 A JP 19398292A JP 2888042 B2 JP2888042 B2 JP 2888042B2
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンから排出され
た排気ガスを触媒によって浄化するエンジンの排気ガス
浄化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジンから排出された排気ガス
を触媒によって浄化する排気ガス浄化装置としては、エ
ンジン始動直後に触媒温度を可及的早く昇温させて浄化
効率を高めるために触媒の上流側に加熱された空気を導
入する構造のものがある。エンジン始動直後で触媒温度
が低く浄化効率の低いときに排気管中に加熱された空気
が導入されると、その導入された加熱空気によって触媒
が加熱されると共に、排気ガス中のHC,COの酸化反
応が触媒で促進されることになり、触媒温度が速やかに
上昇することになる。
【0003】この種の従来の排気ガス浄化装置を図3お
よび図4によって説明する。図3は従来のエンジンの排
気ガス浄化装置を示す構成図、図4は排気管に導入され
る空気の流量を示すグラフである。
【0004】図3において、1はエンジン、2はこのエ
ンジン1のトランスミッション、3は吸気管である。こ
の吸気管3によって形成された吸気通路の上流側はエア
クリーナ4を介して大気に連通されている。
【0005】5はエンジン1に吸入される空気量を制御
するスロットル弁である。なお、このエンジン1では不
図示のインジェクタによって燃料が供給される構造とさ
れている。6は排気管で、この排気管6の下流側には排
気ガスを化学反応によって浄化する触媒7が設けられて
いる。
【0006】8は前記排気管6に空気を導入するための
エアポンプである。このエアポンプ8は電気駆動式のも
のが使用されており、その空気吐出口は、空気導入管
9,制御バルブ10,逆止弁11および加熱器12等を
介して排気管6における触媒7の上流側となる部分に連
通されている。なお、このエアクリーナポンプ8の動作
は後述するコントローラ13によって制御される。ま
た、エアポンプ8の空気吸込口は大気中に開口された
り、吸気通路に連通されていた。
【0007】制御バルブ10はエアポンプ8の空気吐出
口に連通する空気通路を開閉する構造とされ、コントロ
ーラ13によって開閉動作が制御されるように構成され
ている。逆止弁11は、エアポンプ8側から排気管6側
へのみ空気を通す構造とされており、排気ガスが排気管
6からエアポンプ8側へ漏れるのを防いでいる。また、
加熱器12は通電されることによって発熱するヒーター
(図示せず)を備え、前記空気通路中を流れる空気を加
熱する構造とされている。この加熱器12の通電制御は
前記エアポンプ8および制御バルブ10と同様にコント
ローラ13によって行われる。
【0008】コントローラ13は、エンジン1の不図示
の始動スイッチがON操作されたときに前記制御バルブ
10を開動作させると共に前記エアポンプ8および加熱
器12に通電するように構成されている。また、エンジ
ン状態が予め定めた条件(以下、この条件を設定条件と
いう)を満たしたときには、制御バルブ10を閉動作さ
せると共に、エアポンプ8および加熱器12を停止させ
る構成とされている。なお、エンジン1が停止したとき
には制御バルブ10を閉動作させると共に、エアポンプ
8,加熱器12を停止させる構造とされていた。
【0009】このように構成された排気ガス浄化装置で
は、エンジン1が始動すると制御バルブ10が開くと共
に、エアポンプ8および加熱器12が作動を開始するこ
とになり、空気がエアポンプ8から空気導入管9,制御
バルブ10,逆止弁11および加熱器12を通って排気
管6内における触媒7の上流側に導入されるようにな
る。
【0010】なお、エアポンプ8から吐出された空気は
加熱器12で加熱されてから排気管6に導入される。こ
の導入空気量の変化を図4に示す。図4中Aはエンジン
始動時期を示す。同図に示したように、排気管6に導入
される加熱空気の量は略一定となる。
【0011】排気管6内に導入された加熱空気は排気管
6内で排気ガスと混合されて触媒7へ流れ込む。このよ
うに触媒7に排気ガスと加熱空気とが流れ込むと、加熱
空気によって触媒7が加熱されると共に、排気ガス中の
HC,COが加熱空気中のO2によって酸化されてH2
O,CO2 に転化される。すなわち、加熱空気の熱およ
び反応熱を利用することによりエンジン始動後の早期に
触媒7を昇温させることができる。
【0012】そして、エンジン1が停止したり、エンジ
ン状態が設定条件を満たしたときには、コントローラ1
3によって制御バルブ10が閉動作されると共に、エア
ポンプ8および加熱器12が停止される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、このように
構成された従来の排気ガス浄化装置では、加熱器12や
加熱器12の周辺に位置する機器の耐久性が低くなって
しまうという問題があった。
【0014】これは、加熱器12での加熱を停止させる
ときに同時にエアポンプ8を停止させてしまうからであ
った。すなわち、加熱器12への通電を絶った後に加熱
器12の余熱によって加熱器12やその周辺の機器が熱
せられてしまう。
【0015】本発明はこのような不具合を解消するため
になされたもので、加熱器や加熱器周辺機器の耐久性が
低下することのないエンジンの排気ガス浄化装置を得る
ことを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に係るエンジンの
排気ガス浄化装置は、排気管中の触媒より上流側に空気
を導入する空気導入手段と、前記空気を加熱する加熱器
とを備え、前記空気導入手段および加熱器を作動させる
ことによって、加熱された空気が排気管中に導入される
構造とするとともに、前記空気導入手段に、加熱器での
加熱が停止した後に一定時間だけ空気導入を継続させる
制御装置を接続したものである。
【0017】
【作用】空気導入手段が加熱器停止後も空気導入を継続
することによって、加熱器は導入空気によって熱が奪わ
れて冷却される。
【0018】
【実施例】
実施例1.以下、本発明の一実施例を図1および図2に
よって詳細に説明する。図1は本発明に係るエンジンの
排気ガス浄化装置を示す構成図、図2は本発明に係るエ
ンジンの排気ガス浄化装置の動作を示す制御チャートで
ある。図1において前記図3で説明したものと同一もし
くは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は
省略する。
【0019】図1において、21は本発明に係る制御装
置としての遅延制御器で、この遅延制御器21は電気回
路上はコントローラ13とエアポンプ8,制御バルブ1
0との間に介装されている。そして、この遅延制御器2
1は、コントローラ13によって加熱器12が停止され
た後に、本発明に係る空気導入手段の一部を構成するエ
アポンプ8,制御バルブ10を制御する構造とされてい
る。なお、空気導入手段としては、エアポンプ8,制御
バルブ10および逆止弁11等とから構成される。
【0020】前記遅延制御器21での制御は、加熱器停
止後に一定時間だけエアポンプ8を継続して作動させか
つ制御バルブ10を開動作させるように行う。以下、こ
の制御を単に遅延制御という。
【0021】本実施例で使用するコントローラ13は、
エンジン1が停止したりエンジン状態の設定条件が満た
されたりして加熱器12への通電を絶つときには同時に
遅延制御器21に制御開始信号を出力するように構成さ
れている。すなわち、遅延制御器21は、前記制御開始
信号が入力されたときから一定時間経過後にエアポンプ
8を停止させると共に制御バルブ10を閉動作させるこ
とになる。
【0022】なお、このように制御開始信号を用いて遅
延制御器21での制御を開始させる以外に、遅延制御器
21へ通電されるポンプ,バルブ駆動用電源が絶たれた
ときに制御を開始する構成とすることもでき、制御を開
始させるための手法は適宜変更できる。
【0023】このように加熱器停止後に空気導入が継続
されると、導入空気によって加熱器12が冷却されるこ
とになる。
【0024】次に、本発明に係る排気ガス浄化装置の動
作を図2に示す制御チャートによって説明する。同図
(a)はコントローラ13における空気導入制御のO
N,OFFを示し、同図(b)は同じく加熱器制御のO
N,OFFを示し、同図(c)はエアポンプ,制御バル
ブ制御のON,OFFを示す。
【0025】エンジン1の始動スイッチがON操作され
てエンジン1が始動すると、コントローラ13がエアポ
ンプ8および加熱器12に通電すると共に制御バルブ1
0を開動作させる。このとき、エアポンプ8,制御バル
ブ10への通電は遅延制御器21を介して行われる。こ
れによって排気管6内の触媒上流側に加熱空気が導入さ
れることになる。
【0026】このようにして加熱空気が排気管6内に導
入されると、従来と同様にして加熱空気の熱と、加熱空
気中の酸素により排気ガス中のHC,CO等が酸化反応
されるときの反応熱とによって触媒7が昇温される。
【0027】そして、図2(a)に示すようにエンジン
1が停止されて制御電源がオフされたり、エンジン状態
が設定条件を満たしてコントローラ13への設定条件制
御信号がオフされると、同図(b)に示すようにコント
ローラ13が加熱器制御を中止して加熱器12での加熱
を停止させる。なお、この加熱器停止時期を図2中Aで
示す。
【0028】このようにコントローラ13が加熱器12
を停止させると、遅延制御器21に制御信号が入力さ
れ、遅延制御器21がエアポンプ8,制御バルブ10の
遅延制御を開始する。すなわち、遅延制御器21が図2
(c)中にT1 で示す一定時間だけ空気導入状態を継続
するように、エアポンプ8および制御バルブ10を一定
状態に保ち、T1 時間経過後にそれらによる空気導入を
停止させる。空気導入を停止させるには、図2中Bで示
すT1 時間経過時にエアポンプ8への通電を絶って停止
させると共に制御バルブ10を閉動作させて行う。
【0029】したがって、エアポンプ8,制御バルブ1
0等からなる空気導入手段が加熱器停止後も空気導入を
継続することによって、加熱器12は導入空気によって
熱が奪われて冷却されることになる。
【0030】実施例2.なお、本実施例では遅延制御器
21をコントローラ13とは別体に形成した例を示した
が、遅延制御器21はコントローラ13に内蔵させても
よい。また、遅延制御器21と同等の機能を果たす制御
回路をエアポンプ8,制御バルブ10にそれぞれ組み込
んでもよく、本実施例と同等の効果が得られる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るエンジ
ンの排気ガス浄化装置は、排気管中の触媒より上流側に
空気を導入する空気導入手段と、前記空気を加熱する加
熱器とを備え、前記空気導入手段および加熱器を作動さ
せることによって、加熱された空気が排気管中に導入さ
れる構造とするとともに、前記空気導入手段に、加熱器
での加熱が停止した後に一定時間だけ空気導入を継続さ
せる制御装置を接続したため、空気導入手段が加熱器停
止後も空気導入を継続することによって、加熱器は導入
空気によって熱が奪われて冷却される。
【0032】したがって、加熱空気導入が停止された後
に加熱器および加熱器周辺に位置する機器が昇温するの
を防ぐことができるから、加熱されることに起因して劣
化するのを防いでそれらの部品の耐久性を高めることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るエンジンの排気ガス浄化装置を示
す構成図である。
【図2】本発明に係るエンジンの排気ガス浄化装置の動
作を示す制御チャートである。
【図3】従来のエンジンの排気ガス浄化装置を示す構成
図である。
【図4】排気管に導入される空気の流量を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
1 エンジン 6 排気管 7 触媒 8 エアポンプ 10 制御バルブ 12 加熱器 13 コントローラ 21 遅延制御器
フロントページの続き (56)参考文献 米国特許3963444(US,A) 米国特許3947544(US,A) 西独国特許出願公開3919343(DE, A1) 西独国特許出願公開3144706(DE, A1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 3/20 - 3/24 F01N 3/30 F01N 9/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気管中の触媒より上流側に空気を導入
    する空気導入手段と、この空気導入手段の空気導入経路
    中に介装されて空気を加熱する加熱器とを備え、前記空
    気導入手段および加熱器を作動させることによって、加
    熱された空気が排気管中に導入される構造とするととも
    に、前記空気導入手段に、加熱器での加熱が停止した後
    に一定時間だけ空気導入を継続させる制御装置を接続し
    たことを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。
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