JPH0420973Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は内燃機関の排気微粒子処理装置に関す
る。

＜従来の技術＞ 内燃機関、特にデイーゼル機関において、低・
中速高負荷域の微粒子（カーボン等）排出濃度は
混合気の空燃比が濃化するため増大し易く、この
ため加速時、登坂時などこの領域を使用する運転
条件では微粒子が多く車外に排出され、公害、視
界悪化の原因となり易い。

そのため、排気中に含まれる微粒子をトラツプ
に補集して再燃焼させ、大気中への排気微粒子の
放散を防止するようにしている。かかる排気微粒
子処理装置の従来例を第３図に示す（実開昭58−
173714号公報参照）。

すなわち、内燃機関１の排気通路６の途中には
排気微粒子を補集するトラツプ２が取付けられ、
該トラツプ２の上端側排気通路６にはトラツプ２
に補集された排気微粒子を加熱燃焼させるバーナ
装置３が設けられている。バーナ装置３の燃料は
燃料ポンプ４から供給され、途中空気ポンプ５に
より供給される空気と混合してバーナ装置３へ送
られる。これらの排気微粒子処理の制御は、図示
しない制御装置によつて行われる。

＜考案が解決しようとする問題点＞ 上記のように排気微粒子をトラツプに補集して
再燃焼させる方式の排気微粒子処理装置において
は、排気微粒子がトラツプにより所定量補集され
る毎又は所定時間毎に、微粒子を加熱燃焼させる
ため、微粒子の補集期間排気圧力が上昇し、内燃
機関の出力、燃費の悪化を招く。またバーナ等の
再燃焼装置においても燃料を消費するため、燃費
を悪化させる一因となる。一方、トラツプ、再燃
焼装置等が必要なことから装置が複雑化し、コス
ト的に不利となる。

本考案は、排気微粒子の大気中への放散量を低
減させる処理技術として、バーナによる微粒子の
再燃焼の代わりに、微粒子の酸化を促進させる添
加剤を吸気系に供給する技術を採用することで、
微粒子処理に伴う排気圧力上昇や燃費悪化を防止
すると共に、前記添加剤の供給を必要領域に限つ
て合理的に行え、かつ、添加剤の供給遅れを防止
できるようにすることを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ そのため本考案にかかる排気微粒子処理装置で
は、機関排気中の微粒子の酸化を促進させる添加
剤を内燃機関の吸気通路に供給する添加剤供給手
段と、前記微粒子の排出量若しくはその関連要素
を検出する微粒子排出量検出手段と、該微粒子排
出量検出手段で検出される微粒子の排出量が所定
値以上であるときに前記添加剤供給手段を作動さ
せて添加剤を供給させる排出量による添加剤供給
制御手段と、を備える一方、機関の加速度を検出
する機関加速度検出手段と、この機関加速度検出
手段で検出される機関加速度が所定レベル以上で
あるときに前記排出量による添加剤供給制御手段
とは独立して前記添加剤供給手段を作動させて添
加剤を供給させる加速度レベルによる添加剤供給
制御手段と、を備えるようにした。

＜作用＞ これにより、所定値以上の微粒子排出量の時及
び急加速状態（すなわち排気微粒子の低濃度領域
から高濃度領域への過渡状態）において添加剤を
供給し、該添加剤を燃焼室内での燃焼、排気行程
中及び排気通路内で微粒子の酸化の触媒として作
用させ微粒子の低減させる。このため、連続的に
微粒子の低減が行われ、微粒子の堆積による排気
圧力上昇を防止する。従つて、排気微粒子処理に
伴う排気圧力上昇による内燃機関の性能（出力、
燃費）低下を防止でき、又、燃料を消費するバー
ナ装置等の再燃焼装置が必要ないことからも、内
燃機関の燃費向上につながる。また、トラツプ、
再燃焼装置が不要となることから、装置を簡略化
できコスト的にも有利となる。

一方、微粒子の排出量が所定値未満の状態であ
つても、機関加速度が所定レベル以上であるとき
に添加剤を供給するから、排気微粒子の低濃度領
域から高濃度領域への過渡状態（急加速初期）に
おける添加剤の供給遅れを解消し、微粒子処理必
要領域の全域に渡り排気微粒子を良好に低減する
ことができる。

また、上記のように添加剤を必要領域に限つて
供給するので添加剤を有効利用でき、しかも外部
に排出される添加剤を微量に抑えることができ
る。

尚、本考案は本出願人が出願した実願昭59−
170387号に類似するが、急加速時の添加剤の供給
遅れを解消する点で新規な効果を有するものであ
る。すなわち、急加速時には排気微粒子の増加が
急激であり、排気微粒子量若しくはその関連要素
を検出して添加剤を供給しても、添加剤を吸気通
路に供給する構成のため実際に燃焼室内及び排気
通路内で添加剤が触媒として作用するまでに時間
を要し、排気微粒子処理の必要領域初期において
充分な微粒子処理ができなくなる惧れがある。本
考案はこの点を解消するために、機関の加速度を
検出することによつて、急加速時に排気微粒子の
検出量に関わらず添加剤を供給し、添加剤の供給
遅れを解消するものである。

＜実施例＞ 以下、本考案を第１図に示す一実施例に基づい
て説明する。

第１図において、内燃機関１の吸気通路７には
添加剤供給手段としての噴射弁８が設けられてお
り、この噴射弁８には添加剤タンク９から排気微
粒子の酸化を促進させる添加剤１０が供給され
る。添加剤タンク９はポンプ１１により常時加圧
されている。

微粒子排出量検出手段としては、機関の運転状
態例えば機関回転速度及び負荷を検出する機関回
転数センサ１３、燃料噴射ポンプレバー開度セン
サ（又はアクセル踏み込み量センサ等）１４を設
け、コントロールユニツト１２には運転状態に基
づく微粒子排出量を予め設定、記憶させておく。

従つて、前記両センサ１３，１４の出力がコン
トロールユニツト１２に入力されると、その検出
値に応じた微粒子排出量が検索される。検索され
た微粒子排出量が所定以上になつた時、コントロ
ールユニツト１２は、前記噴射弁８を作動させ微
粒子排出量に対応する所定量の添加剤１０を吸気
通路７に供給する。供給された添加剤は、吸気通
路７から機関の燃焼室に入り、燃焼室内での燃
焼、排気行程中及び排気通路６内で、排気微粒子
の酸化に対して触媒として作用し、微粒子の排出
を低減する。

尚、本考案でいう微粒子排出量検出手段は、本
実施例では前記両センサ１３，１４とコントロー
ルユニツト１２によつて構成され、コントロール
ユニツト１２は、本実施例における排出量による
添加剤供給制御手段及び加速度レベルによる添加
剤供給制御手段としての機能を備えている。

更に前記コントロールユニツト１２には、機関
加速度検出手段としてのアクセル踏み込み速度セ
ンサ１５からの検出信号が入力され、所定値以上
の踏み込み速度（加速度）の場合、すなわち急加
速時には前記微粒子排出量検出手段の検出量に関
わらずに、その踏み込み速度に応じた添加剤が前
記噴射弁８から供給される。

これは、所定以上の微粒子排出量に基づいて添
加剤を吸気通路に供給しても、燃焼室内及び排気
通路内において実際に触媒として作用させるまで
に時間がかかるため、微粒子処理の必要領域初期
において処理が良好に行われない。そこで、特に
排気微粒子の増加が急激で添加剤の供給遅れが発
生し易い急加速時に添加剤を事前（所定以上の排
気微粒子量が検出される前）に供給し、添加剤の
供給遅れによる排気微粒子の処理ミスを解消する
ものである。従つて、排気微粒子処理の必要領域
全域に亘り良好に微粒子を低減することができ
る。

尚、機関加速度検出手段として、本実施例では
上記のようにアクセル踏み込み速度を検出した
が、燃料噴射ポンプレバーの開速度等を検出して
も良いことは明らかである。

内燃機関１から排出される微粒子は、第２図に
示すように、添加剤１０（溶剤にMn，Cu化合物
を溶解させたもの）を供給すると、その触媒作用
により排気温度が高い（約200〜250℃以上）条件
では、排気温度に比例して排気微粒子濃度が低減
する特性を有する。本実施例においては、所定値
以上の微粒子排出量のとき、例えば機関回転数セ
ンサ１３及び燃料噴射ポンプレバー開度センサ１
４で検出された運転状態が、低中速高負荷運転の
ときに添加剤１０が供給されるが、この添加剤供
給運転領域が排気温度の高い運転領域と略重複す
る。従つて機関回転速度及び負荷を検出する代わ
りに排気温度を検出するようにしてもよい。

また、内燃機関１に供給された添加剤は外部に
排出されるが、その使用が限定された運転領域の
みのため量としては微量である。

尚、微粒子排出量検出手段として本実施例では
運転状態を検出したが、前記排気温度のほかに直
接微粒子排出量を検出しても良いことは明らかで
ある。また、実施例において、添加剤の供給量は
所定値以上の微粒子排出量及び加速度状態に対応
して増減制御するようにしているが、微粒子処理
必要領域の全域に亘り均一な量の添加剤を供給す
るようにしても良い。

＜考案の効果＞ 以上説明したように本考案によると、内燃機関
の排気微粒子処理装置において、微粒子の排出量
が所定値以上であるとき、及び、微粒子の排出量
とは関係なく機関の加速度レベルが所定以上であ
るときに、排気微粒子の酸化を促進する添加剤を
内燃機関の吸気通路に供給し、該添加剤の触媒作
用により排気微粒子を低減させるようにした。

これにより、排気微粒子を連続的に低減させ、
排気微粒子処理装置により排気圧力を増加させる
ことがないから、内燃機関の出力、燃費等の性能
低下を防止できる。更に、機関加速度を検出する
ことから添加剤の供給が遅れる傾向となる急加速
時（微粒子排出量の過渡状態）においても、添加
剤の供給が遅れることなく排気微粒子が良好に低
減される。

一方、排気通路におけるトラツプの排気微粒子
処理装置が不要となり、装置の簡略化ができコス
ト的に有利となる。更に、添加剤が限られた領域
に限つて供給されるので、添加剤が有効利用でき
しかも外部に排出される添加剤を微量に抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成図、第２
図は排気温度と微粒子低減率の関係を示すグラ
フ、第３図は従来例を示す構成図である。 １……内燃機関、７……吸気通路、８……噴射
弁、１０……添加剤、１２……コントロールユニ
ツト、１３……機関回転数センサ、１４……燃料
噴射ポンプレバー開度センサ、１５……アクセル
踏み込み速度センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関排気中の微粒子の酸化を促進させる添加剤
   を内燃機関の吸気通路に供給する添加剤供給手段
   と、前記微粒子の排出量若しくはその関連要素を
   検出する微粒子排出量検出手段と、機関の加速度
   を検出する機関加速度検出手段と、前記微粒子排
   出量検出手段で検出される微粒子の排出量が所定
   値以上であるときに前記添加剤供給手段を作動さ
   せて添加剤を供給させる排出量による添加剤供給
   制御手段と、前記機関加速度検出手段で検出され
   る機関加速度が所定レベル以上であるときに前記
   排出量による添加剤供給制御手段とは独立して前
   記添加剤供給手段を作動させて添加剤を供給させ
   る加速度レベルによる添加剤供給制御手段と、を
   備えたことを特徴とする内燃機関の排気微粒子処
   理装置。