JPH0634121U - 内燃機関の排気還流制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸化触媒付きの内燃機関において、未燃ＨＣ
等の排出量を低減すると共に、燃費，出力の向上を図る
ことを目的とする。 【構成】 エンジン回転速度Ｎとエンジン負荷Ｌとを読
み込み（Ｓ１）、エンジンの運転領域を判定する（Ｓ
２）。排気還流制御弁１２を開制御する（Ｓ３）と共
に、酸化触媒温度ｔを読み込む（Ｓ４）。酸化触媒温度
ｔと酸化触媒２の活性化温度ｔ₁ （例えば、約１１０°
Ｃ）とを比較し（Ｓ５）、排気シャッタ１５を半開制御
する（Ｓ６）と共に、電気ヒータ１７をＯＮする（Ｓ
７）。電気ヒータ１７をＯＦＦして（Ｓ８）、排気シャ
ッタ１５を開制御する（Ｓ９）。電気ヒータ１７をＯＦ
Ｆして（Ｓ１０）、排気シャッタ１５を開制御し（Ｓ１
１）、排気還流制御弁１２を閉制御する（Ｓ１２）。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ディーゼルエンジン或いはアルコールエンジン等の酸化触媒付き内 燃機関の排気還流制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、排気通路に酸化触媒を介装すると共に、該触媒上流から排気の一部を吸 気通路に還流する排気還流通路に排気還流制御弁を介装したディーゼルエンジン やアルコールエンジンが知られている（実開平３−３２１６２号公報，実願平４ −１１２１０号，実願平３−２４４７７号，実願平４−７９８８号参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記のような従来の内燃機関にあっては、次のような問題点がある。 即ち、酸化触媒が活性化温度に達していないエンジン低温時に、酸化触媒下流 から、ディーゼルエンジンでは、未燃ＨＣが、アルコールエンジンでは、アルコ ール，アルデヒド等が排出される。又、これらが酸化触媒に溜まるため、該酸化 触媒が活性化温度に達しても、しばらくの間はアルデヒド等の排出が多い。

【０００４】 更に、特開平３−１３８４１１号には、未燃有機物を吸着する吸着材を排気通 路に介装した技術が開示されているが、吸着材の吸着能力を越えて未燃有機物が 流れ込むと、該未燃有機物が吸着し切れず、未燃有機物が排出されてしまう。 従って、排気還流を行えば、前記未燃ＨＣ等をエンジンに回収できるが、特に 、エンジンの高負荷域では、燃焼性の悪化を来し、エンジン出力の低下を来す。

【０００５】 そこで、本考案は上記に鑑みてなされたものであり、酸化触媒付きの内燃機関 の排気還流制御装置の改良により、暖機が不十分な機関低温時においても未燃Ｈ Ｃ等の排出量を低減すると共に、燃費，出力の向上を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の内燃機関の排気還流制御装置は、図１に示すように、内燃機関の排気 通路に介装された酸化触媒を加熱する加熱手段を設けると共に、該酸化触媒の上 流側に排気シャッタを設け、該排気シャッタ上流から排気を吸気系に還流する排 気還流通路と、該排気還流通路に介装された排気還流制御弁とを備える一方、機 関運転状態検出手段と、酸化触媒状態検出手段と、該機関運転状態検出手段及び 酸化触媒状態検出手段から出力される検出信号に基づいて、高負荷域では排気還 流を停止し、低負荷域では排気還流を行うと共に、低負荷域で酸化触媒が活性温 度に達した時は、加熱手段をＯＦＦして排気シャッタを開放し、酸化触媒が活性 温度以下では、排気シャッタを略半開し、かつ加熱手段をＯＮするように、前記 排気還流制御弁及び排気シャッタの作動を制御する制御手段とを備えた。

【０００７】

【作用】

かかる構成において、酸化触媒が活性温度以下では、排気シャッタを略半開し て触媒に流入する未燃燃料を少なくしつつ、加熱手段をＯＮし、その間、排気は 酸化触媒が上流から吸気側に還流しつつ機関の背圧( 負荷) を増大して暖機を早 める。機関始動後、運転しながらの加熱手段ＯＮであるため、加熱手段として電 気ヒータを使用した場合では、バッテリ上がりを防止できる。

【０００８】

【実施例】

図２において、ディーゼルエンジン１の排気通路１Ａには、排気ブレーキ用の 排気シャッタ１６が介装され、該排気シャッタ１６下流の排気通路１Ａには、排 気シャッタ１５が介装されると共に、該排気シャッタ１５下流に位置して酸化触 媒２が介装される。酸化触媒２の外周部には、該触媒２を加熱する加熱手段とし ての電気ヒータ１７が装着される。電気ヒータ１７の通電回路１９を介してバッ テリ（２４Ｖ）２０に接続され、該通電回路１９にはリレー１８のスイッチ片１ ８ａにより開閉される常開のリレー接点１８ｂが介装されている。前記スイッチ 片１８ａを作動する励磁コイル１８ｃは、後述するコントロールユニット６に接 続されると共に、前記通電回路１９を介してバッテリ２０に接続される。

【０００９】 そして、前記排気シャッタ１５上流から分岐して、排気を排気シャッタ１５上 流からエアクリーナ５下流の吸気通路１Ｂに還流する排気還流通路７が設けられ ている。 上記排気還流通路７には排気還流制御弁１２が介装される。又、排気還流通路 ７合流部上流の吸気通路１Ｂには、吸気シャッタ１４が介装される。

【００１０】 ここで、機関運転状態検出手段として、エンジン負荷と回転速度とを夫々検出 する負荷センサ１０と回転速度センサ９とが燃料噴射ポンプ４に設けられている 。 又、酸化触媒状態検出手段として、酸化触媒２の温度を検出する温度センサ１ １が設けられている。

【００１１】 そして、前記負荷センサ１０，回転速度センサ９及び温度センサ１１から夫々 出力される検出信号に基づいて、高負荷域では排気還流を停止し、低負荷域では 排気還流を行うと共に、低負荷域で酸化触媒２が活性温度に達した時は、電気ヒ ータ１７をＯＦＦして排気シャッタ１５を開放し、酸化触媒２が活性温度以下で は、排気シャッタ１５を略半開し、かつ電気ヒータ１７をＯＮするように、前記 排気還流制御弁１２，排気シャッタ１５及び電気ヒータ１７の作動を制御する制 御手段が、コントロールユニット６にソフトウェア的に装備されている。

【００１２】 即ち、コントロールユニット６には、前記負荷センサ１０，回転速度センサ９ 及び温度センサ１１から夫々出力される検出信号が入力され、該コントロールユ ニット６からは前記排気還流制御弁１２、排気シャッタ１５及び電気ヒータ１７ を制御する制御信号が出力される。又、コントロールユニット６からは前記吸気 シャッタ１４にも制御信号が出力される。

【００１３】 次に、かかるコントロールユニット６の制御内容を図３のフローチャートに従 って説明する。 フローチャートにおいて、ステップ１（図ではＳ１と略記する。以下同様）で は、エンジン回転速度Ｎとエンジン負荷Ｌとを読み込み、ステップ２に進む。 ステップ２では、読み込んだエンジン回転速度Ｎとエンジン負荷Ｌに基づいて、 エンジンの運転領域を図４の特性図から判定する。ステップ２において、エンジ ンの運転領域がＡである（エンジン低負荷域）と判定されると、ステップ３に進 んで、排気還流制御弁１２を開制御すると共に、ステップ４に進んで、酸化触媒 温度ｔを読み込む。ステップ５では、読み込んだ酸化触媒温度ｔと酸化触媒２の 活性化温度ｔ₁ （例えば、約１１０°Ｃ）とを比較し、ｔ≦ｔ₁ では、ステップ ６に進んで、排気シャッタ１５を半開制御すると共に、ステップ７に進んで、電 気ヒータ１７をＯＮして、ステップ１に戻る。

【００１４】 上記ステップ５で、ｔ＞ｔ₁ と判定されると、ステップ８に進んで、電気ヒー タ１７をＯＦＦして、ステップ９に進み、排気シャッタ１５を開制御し、ステッ プ１に戻る。 一方、前記ステップ２で、エンジンの運転領域がＢである（エンジン高負荷域 ）と判定されると、ステップ１０に進んで、電気ヒータ１７をＯＦＦして、ステ ップ１１に進み、排気シャッタ１５を開制御し、ステップ１２に進んで、排気還 流制御弁１２を閉制御し、ステップ１に戻る。

【００１５】 かかる構成によると、酸化触媒が活性化温度以下では、排気シャッタ１５を半 開して酸化触媒２に流入する未燃燃料を少なくしつつ、電気ヒータ１７をＯＮし 、その間、排気を酸化触媒２の上流から吸気側に還流しつつ、前記排気シャッタ １５の半開により、エンジンの背圧( 負荷) を増大させるので、暖機を早めるこ とができる。

【００１６】 従って、排気の浄化を高めることができ、エンジン高負荷域のときには、排気 還流を停止することで、吸気量確保することができ、エンジン出力の向上を図れ る。 又、エンジン始動後、エンジン１を運転しながら電気ヒータ１７に通電してい るため、該電気ヒータ１７の電源であるバッテリ２０が上がるのを防止できる。

【００１７】 尚、以上のように、特定の実施例を参照して本考案を説明したが、本考案はこ れに限定されるものではなく、当該技術分野における熟練者等により、本考案に 添付された実用新案登録請求の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び修正 が可能であるとの点に留意すべきである。 例えば、上記実施例では、ディーゼルエンジンにおいての排気還流制御装置に ついて述べたが、アルコールエンジンにおいても同様に本考案を適用することが できる。

【００１８】

【考案の効果】

本考案は以上説明したように、酸化触媒付きの内燃機関の排気還流制御装置の 改良により、未燃ＨＣ等の排出量を低減できると共に、燃費，出力の向上を図る ことができる等の利点を有する実用的効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る内燃機関の排気還流制御装置の
構成図

【図２】 本考案に係る内燃機関の排気還流制御装置の
一実施例を示すシステム図

【図３】 同上実施例の制御内容を説明するフローチャ
ート

【図４】 同上実施例におけるエンジン運転領域の特性
図

【符号の説明】

１ ディーゼルエンジン １Ａ 排気通路 １Ｂ 吸気通路 ２ 酸化触媒 ６ コントロールユニット ７ 排気還流通路 ９ 回転速度センサ １０ 負荷センサ １１ 温度センサ １２ 排気還流制御弁 １５ 排気シャッタ １７ 電気ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０２Ｍ 25/07 Ａ ５５０ Ｒ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に介装された酸化触
   媒を加熱する加熱手段を設けると共に、該酸化触媒の上
   流側に排気シャッタを設け、該排気シャッタ上流から排
   気を吸気系に還流する排気還流通路と、該排気還流通路
   に介装された排気還流制御弁とを備える一方、機関運転
   状態検出手段と、酸化触媒状態検出手段と、該機関運転
   状態検出手段及び酸化触媒状態検出手段から出力される
   検出信号に基づいて、高負荷域では排気還流を停止し、
   低負荷域では排気還流を行うと共に、低負荷域で酸化触
   媒が活性温度に達した時は、加熱手段をＯＦＦして排気
   シャッタを開放し、酸化触媒が活性温度以下では、排気
   シャッタを略半開し、かつ加熱手段をＯＮするように、
   前記排気還流制御弁及び排気シャッタの作動を制御する
   制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排気還
   流制御装置。