JPH0569317U - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】機関低温時における触媒の活性化を促進して排
気有害成分の排出量の低減を図る。 【構成】キースイッチ18のＯＮ操作でヒータ６に通電し
て触媒５を予熱し、クランキング信号の発生でコントロ
ールユニット10によってＥＧＲ制御弁９を全開とし排気
絞り弁７を半開とする。これにより、機関暖機時におい
て排気絞り弁７でヒータ６近傍の暖められた空気の外部
排出量を抑制すると共に、排気の一部を再燃焼させて排
気温度の早期の上昇を図る。そして、水温センサ13の検
出温度が所定値になれば、ヒータ６の通電を停止し、排
気絞り弁７を全開とし、ＥＧＲ制御弁９を通常制御に戻
す。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の排気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、ディーゼル機関等の排気を浄化するため、排気通路に酸化或いは還元 触媒を介装し、排気中の有害成分を酸化又は還元して浄化することが実用化され ている。 一般的にこれらの触媒は、十分な浄化作用を行う化学的に活性化された状態に なるのに一定以上の温度を必要とする。このため、機関の始動直後等の排気温度 の低い時には、排気浄化効率が低く、例えばメタノールを燃料とする機関では、 ＣＯ等に加えて未燃メタノールやアルデヒド等の有害成分の排出量が増加する。

【０００３】 そこで、従来では、特開平３−３１５１０号公報等に示されるように、触媒の 排気入口側にヒータを配置し、機関始動時にヒータに通電してその輻射熱及び暖 まった排気の自然対流を利用して触媒の活性化を促進させるようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の構成では、機関の始動後の暖機時では新気を吸い込み燃 焼して排気通路に排出される排気流によって、ヒータで暖められた空気が外部に 放出されてしまうので、ヒータの発生する熱エネルギの無駄が多く効率が悪いと いう問題がある。

【０００５】 尚、内燃機関の排気浄化装置として、本出願人から先に提案されているものが ある（実願平３−２４４７７号等）。 本考案は上記の事情に鑑みなされたもので、ヒータの加熱効率を高めて機関の 始動後において速やかに触媒の活性化を可能とした内燃機関の排気浄化装置を提 供することを目的とすくる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

このため本考案は、機関排気通路に排気浄化用触媒と該触媒の排気入口近傍に ヒータを配置した内燃機関の排気浄化装置において、排気還流制御弁が介装され 排気を吸気系に還流する排気還流通路の排気入口を前記ヒータ近傍に配置し、前 記触媒の下流に排気絞り弁を介装すると共に、触媒温度を検出する温度検出手段 と、キースイッチのＯＮ操作で前記ヒータの通電を開始し前記温度検出手段の検 出温度が所定値以上になった時通電を停止するヒータ通電制御手段と、キースイ ッチＯＮ後の機関始動時に前記排気絞り弁の開度を絞り前記温度検出手段の検出 温度が前記所定値以上になった時全開とする排気絞り弁制御手段と、同じく機関 始動時に前記排気還流制御弁を全開とし前記温度検出手段の検出温度が前記所定 値以上になった時通常の排気還流量制御に移行する排気還流制御弁制御手段とを 備えて構成した。

【０００７】

【作用】

かかる構成において、キースイッチのＯＮ操作でヒータが通電され触媒の予熱 が行われる。その後、機関の始動のためのクランキング信号が発生すると、温度 検出手段で検出される触媒温度が所定値より低い場合には、前記クランキング信 号の発生により、排気還流制御弁制御手段及び排気絞り弁制御手段によって排気 還流制御弁を全開とし、排気絞り弁を所定開度に絞る。

【０００８】 これにより、排気の一部は排気還流通路を介して吸気系に還流され再燃焼させ られることで排気温度の上昇が早まると共に、ヒータによって暖められた空気及 び排気の大気への放出量が抑制されるため、触媒の温度上昇が早まり触媒の早期 活性化を図ることができるようになる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１及び図２に基づいて説明する。 本実施例の構成を示す図１において、機関本体１に接続される吸気通路２には 、吸気絞り弁３が介装されている。また、排気通路４には、排気浄化用の触媒５ が介装され、その上流側にヒータ６が配置され、下流側に排気の排出量を制御す る排気絞り弁７が配置されている。また、前記ヒータ６近傍の排気通路４には、 排気の一部を吸気通路２側に還流する排気還流（以下、ＥＧＲとする）通路８の 入口側が接続され、該ＥＧＲ通路８に、排気還流量を制御するための電磁式のＥ ＧＲ制御弁９が介装されている。

【００１０】 コントロールユニット10は、機関回転速度を検出する回転センサ11、機関負荷 を検出する負荷センサ12及び機関冷却水温を検出する水温センサ13等からの信号 に基づいて機関運転状態を判定し、燃料噴射ポンプ14のメタノール燃料の噴射量 を制御し、各アクチュエータ15，16を駆動して前記吸気絞り弁３や排気絞り弁７ の開度を制御し、ＥＧＲ制御弁９の開度を制御する。また、図示しない点火装置 を制御して圧縮上死点付近で点火プラグに点火エネルギを供給する。17はマフラ ーである。

【００１１】 また、コントロールユニット10は、機関を始動時に、キースイッチ18からの信 号及び水温センサ13からの信号により、図２のタイムチャートに示すように、ヒ ータ６、排気絞り弁７及びＥＧＲ制御弁９をそれぞれ駆動制御する。即ち、キー スイッチ18のＯＮ操作でヒータ６の通電を開始し水温センサ13の検出温度が所定 値Ｔ（例えば45℃〜50℃程度）以上になった時通電を停止するようヒータの通電 を制御し、ヒータ６の通電開始後のキースイッチ18からのクランキング信号によ り排気絞り弁７の開度を半開状態に絞り水温センサ13の検出温度が前記所定値Ｔ 以上になった時全開とするよう排気絞り弁７を制御し、前記クランキング信号の 発生によりＥＧＲ制御弁９を全開とし水温センサ13の検出温度が前記所定値Ｔ以 上になった時通常のＥＧＲ制御に移行するようＥＧＲ制御弁９を制御する。従っ て、コントロールユニット10が、排気絞り弁制御手段及びＥＧＲ制御弁制御手段 の機能を有し、水温センサ13が温度検出手段に相当する。

【００１２】 尚、本実施例では、触媒温度の検出を機関冷却水温で代表させているが、触媒 ５に温度センサを設けて触媒温度を直接検出するよう構成してもよいことは言う までもない。この場合には、温度センサは触媒の下流側に配置するのが好ましい 。 次に動作を説明する。

【００１３】 機関始動前に、ヒータ６は、キースイッチ18の操作でコントロールユニット10 を介して予め通電され触媒５が加熱される。その後、キースイッチ18からクラン キング信号が発生すると、水温センサ13からの検出信号が所定値Ｔより低い場合 には、コントロールユニット10からの信号でアクチュエータ16を駆動して排気絞 り弁７を半開状態に絞ると共に、ＥＧＲ制御弁９を全開状態にする。これにより 、排気の一部は、ＥＧＲ通路８を介して吸気通路２に還流され、再燃焼にされて 再び排気通路に排出されるので、排気の温度上昇が早まる。また、ヒータ６によ って暖められ触媒５を通過する排気は、排気絞り弁７によって絞られるので、外 部への排出量が抑制される。この結果、触媒５の温度の立ち上がりは従来よりも 一層促進され、触媒５の活性化が早まるので、未燃メタノールやアルデヒド等の 有害成分の排出量を低減できる。

【００１４】 そして、水温センサ13からの機関冷却水温検出信号が所定値Ｔになると、コン トロールユニット10を介してヒータ６への通電が停止され、排気絞り弁７を全開 にし、更に、ＥＧＲ制御弁９を、通常の制御に移行させその時の機関運転状態に 見合った開度に制御する。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、触媒温度の低い時には、ヒータによる加 熱に加えて、触媒上流の排気の一部をＥＧＲ通路により吸気系に還流させて再燃 焼させると共に、触媒下流側の排気絞り弁の開度を絞って排気の排出量を抑制す るようにしたので、排気温度の上昇が早く、また、ヒータによって暖められた空 気の逃げ量も抑制されるで、ヒータの発生熱エネルギの無駄が少なく触媒の温度 の立ち上がりを促進できる。これにより、排気中の有害成分の浄化が良好となり 機関低温時の有害成分の排出量を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成図

【図２】同上実施例の動作タイムチャート

【符号の説明】

４ 排気通路 ５ 触媒 ６ ヒータ ７ 排気絞り弁 ８ ＥＧＲ通路 ９ ＥＧＲ制御弁 10 コントロールユニット 13 水温センサ 18 キースイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｎ 17/00 Ｂ 8614−3Ｇ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関排気通路に排気浄化用触媒と該触媒
   の排気入口近傍にヒータを配置した内燃機関の排気浄化
   装置において、排気還流制御弁が介装され排気を吸気系
   に還流する排気還流通路の排気入口を前記ヒータ近傍に
   配置し、前記触媒の下流に排気絞り弁を介装すると共
   に、触媒温度を検出する温度検出手段と、キースイッチ
   のＯＮ操作で前記ヒータの通電を開始し前記温度検出手
   段の検出温度が所定値以上になった時通電を停止するヒ
   ータ通電制御手段と、キースイッチＯＮ後の機関始動時
   に前記排気絞り弁の開度を絞り前記温度検出手段の検出
   温度が前記所定値以上になった時全開とする排気絞り弁
   制御手段と、同じく機関始動時に前記排気還流制御弁を
   全開とし前記温度検出手段の検出温度が前記所定値以上
   になった時通常の排気還流量制御に移行する排気還流制
   御弁制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排
   気浄化装置。