JPH0660570B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

排気ガス浄化装置

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JPH0660570B2
JPH0660570B2 JP18186A JP18186A JPH0660570B2 JP H0660570 B2 JPH0660570 B2 JP H0660570B2 JP 18186 A JP18186 A JP 18186A JP 18186 A JP18186 A JP 18186A JP H0660570 B2 JPH0660570 B2 JP H0660570B2
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adsorbent
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孝太郎 林
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンの排気ガス中に含まれる悪臭成分を
除去する排気ガス浄化装置に関するものである。
〔従来の技術および問題点〕
エンジンの排気ガス中には、アルデヒド類あるいはHC
等の悪臭成分が含まれており、従来、これを脱臭処理す
るために触媒を排気系に配設することが行なわれてい
る。しかし、この触媒の機能を発揮させて悪臭成分を排
気ガス中から除去するには、排気ガス温度が少なくとも
200〜300 ℃以上になっていなければならない。したが
って、悪臭成分が特に多く排出されるエンジン始動直後
のアイドル運転時には、排気ガス温度が約 100℃以下と
低いため触媒が充分に作用せず、悪臭成分を充分除去す
ることができない。そこで排気ガス温度が低くても悪臭
成分を吸着しうる活性炭からなる吸着剤を機関排気通路
内に配置したディーゼル機関が公知である(特開昭54-1
2026号公報参照)。
ところがこのような吸着剤を用いた場合には吸着剤に流
入する排気ガス温度が高くなると吸着剤に吸着されてい
た悪臭成分が吸着剤から脱離せしめられる。従って上述
のディーゼル機関におけるように吸着剤を単に機関排気
通路内に配置しておくと吸着剤に流入する排気ガス温度
が高くなったときに吸着剤から脱離した悪臭成分が大気
に放出されるという問題を生ずる。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明によれば、エンジン
の排気管からバイパス管を分岐してバイパス管内に排気
ガスの悪臭成分を吸着する吸着剤を配置し、吸着剤上流
のバイパス管を排気管又は外気に選択的に連結する弁を
具備すると共に吸着剤下流のバイパス管をエンジンの吸
気通路又は外気に選択的に連結する弁を具備し、これら
弁を制御することによりアイドル時の予め定められた運
転状態のときには吸着剤上流のバイパス管を排気管に連
結すると共に吸着剤下流のバイパス管を外気に連結して
エンジンから排出された排気ガスを吸着剤に導びき、吸
着剤を再生すべき運転状態のときには吸着剤上流のバイ
パス管を外気に連結すると共に吸着剤下流のバイパス管
をエンジンの吸気通路に連結して吸着剤を通過した外気
をエンジンの吸気通路内に送り込むようにしている。
〔作 用〕
アイドル時の予め定められた運転状態のときにはエンジ
ンから放出された排気ガスが吸着剤に導びかれて排気ガ
ス中の悪臭成分が吸着剤に吸着され、吸着剤を再生すべ
き運転状態のときには吸着剤を通過した外気がエンジン
の吸気通路内に送り込まれて吸着剤から脱離した悪臭成
分がエンジンの燃焼室内で燃焼せしめられる。
〔実施例〕
以下図示実施例により本発明を説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す。エンジン本体11に
取付けられた排気マニホルド12から延びる排気管13
は、途中で主排気管14とバイパス管15に分岐し、再
び合流する。主排気管14は真直ぐ延び、バイパス管1
5は、主排気管14から別かれ分岐部15aと、主排気管
14に平行に延びるとともに途中が拡径された平行部15
bと、主排気管14に合流する合流部15cとから成り、
平行部15bには排気ガス中の悪臭成分を吸着する吸着剤
(例えば活性炭)16が収容される。排気通路13の最
下流側にはマフラー17が設けられる。排気マニホルド
12を通ってエンジン本体11から排出される排気ガス
は、後述するように主排気管14またはバイパス管15
を通り、マフラー17から外部へ放出される。
再生空気導入管18は、その開口部18aが排気マニホル
ド12に対向し、その基部18bがバイパス管15の分岐
部15aと平行部15bとの接続部分に連通するようにし
て、排気管13の上流側に設けられる。一方、バイパス
管15の平行部15bの下流部分には、エンジン本体11
に取付けられた吸気マニホルド19の基部から延びる副
吸気管21が接続される。
バイパス弁22は主排気管14とバイパス管15の接続
部分に設けられ、アクチュエータ23に駆動されて主排
気管14とバイパス管15とを選択的に開閉する。アク
チュエータ23は負圧切換弁(VSV)24 を介して大気圧ま
たは負圧を選択的に導入し、この圧力により作動し、VS
V 24はマイクロコンピュータを備えた電子制御部(ECU)5
0 により切換制御される。第1再生弁25はバイパス管
15の分岐部15aと平行部15bとの接続部分に設けら
れ、アクチュエータ26に駆動されて分岐部15aと再生
空気導入管基部18bとを選択的に開閉する。第2再生弁
27はバイパス管15の平行部15bと副吸気管21と接
続部分に設けられ、アクチュエータ28に駆動されて平
行部15bの下流側と副吸気管21とを選択的に開閉す
る。アクチュエータ26,28は、それぞれVSV 31,32に介
して大気圧または負圧を選択的に導入し作動し、VSV 3
1,32はECU 50により切換制御される。吸気絞り弁33
は、吸気マニホルド19の基部であって副吸着管21の
接続部分よりも上流側に設けられ、アクチュエータ34
により、駆動されて吸入空気の流路面積を変化させる。
アクチュエータ34はECU 50を介して制御させるVSV 3
5,36により負圧もしくは大気圧を導入し作動する。
エンジン本体11に取付けられた燃料噴射ポンプ37に
は、アクセルレバー開度を検出する開度センサ38と、
エンジン回転数を検出する回転数センサ40とが設けら
れる。また、エンジン本体11には冷却水温検出用サー
ミスタ39が設けられる。排気管13内には排ガス温度
測定用サーミスタ41、またはバイパス管15の平行部
15bの下流部分には吸着剤出ガス温度測定用サーミスタ
42がそれぞれ設けられる。これらのセンサ38,40およ
びサーミスタ39,41,42の出力信号はECU 50に入力さ
れ、ECU 50は第2図に示されるフローチャートに従った
制御をな行い、各弁22,25,27,33を開閉制御する。
ECU 50は、中央演算処理装置(UPC)51 、プログラムおよ
び各種のデータを予め記憶しているリードオンリメモリ
(ROM)52 、サーミスタ39等の検出データを格納するラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)53 、入出力ポート(I/
Oポート)54およびA/D変換器55を備え、これら
は互いにバスライン56により接続される。またECU 50
は各VSV 24,31,32,35,36を切換制御するために駆動
回路57が設けられる。なお、回転数センサ40の出力信
号はI/Oポート54に入力され、開度センサ38,およ
びサーミスタ39,41,42の出力信号はA/D変換器55
に入力される。
第2図はECU 50による弁22,25,27,33の開閉制御のプ
ログラムのフローチャートを示す。
ステップ101 では、開度センサ38からアクセルレバー
開度を検出し、また回転数センサ40からエンジン回転
数を検出する。ステップ102 ではアクセルレバー開度か
らアイドル運転状態か否かを判定し、アイドル運転状態
であればステップ103 へ移り、アイドル運転状態でなけ
ればステップ108 へ移る。ステップ103 ではサーミスタ
39からのエンジンの冷却水温を検出し、ステップ104
において、その水温が80℃以下か否か判定する。ステ
ップ103 において肯定判断した場合、ステップ105 以下
を実行し、逆に否定判断した場合、ステップ109 へ移
る。ステップ105 では、サーミスタ41から排ガス温度
を検出し、次にステップ106 において、排ガス温度が吸
着剤を燃焼させたり劣化させたりするとことのない所定
値T以下の温度か否か判定する。ここで排ガス温度が所
定値T以下であればステップ107 へ移り、吸着剤16を
作用させるべく各弁22,25,27,33を切換え、排ガス温
度が所定値より大きければステップ110 へ移る。
しかして、エンジンがアイドル運転状態で、冷却水温が
80℃以下であり、かつ排ガス温度が所定値以下の場
合、ステップ101,103,104,105,106, 107の順に実行し、
ステップ107 において、排気ガスをバイパス管15に導
くべく制御を行なう。すなわち、第3図に示すように、
バイパス弁22は主排気管14を閉塞してバイパス管1
5を開放し、第1再生弁25は再生空気導入管18を閉
塞し、第2再生弁27は副吸気管21を閉塞する。した
がって、排気ガスは全てバイパス管15を流動し、吸着
剤16を通って外部へ排出され、悪臭成分の除去が行な
われる。
ステップ102 においてアイドル運転状態でないと判断し
た場合、ステップ108 へ移り、アクセルレバー開度から
エンジンは全負荷運転状態にあるか否か判定する。通常
の運転状態の場合すなわち全負荷運転状態でない場合、
ステップ109 へ移り、吸着剤16を再生すべく各弁22,
25,27,33を開度制御する。またステップ104 において
水温が80℃より高い場合にも、ステップ109 へ移る。
しかして通常の運転状態の場合、ステップ101,102,108,
109 の順に実行し、ステップ109 において、吸着剤16
の再生のための制御を行なう。またアイドル運転状態で
あっても水温が80℃より高い場合、ステップ109 を実
行し、吸着剤16を再生する。すなわち第4図に示すよ
うに、バイパス弁22は主排気管14を開放してバイパ
ス管15を閉塞し、第1再生弁25はバイパス管15の
分岐部15aを閉塞して再生空気導入管18を開放し、第
2再生弁27はバイパス管15の平行部15bの下流部分
を閉塞して副吸気管21を開放する。したがって排気ガ
スは全て主排気管14へ導かれ、バイパス管15には外
気が導かれる。すなわち、排気マニホルド12の近傍を
通り加熱された空気は、再生空気導入管18を通ってバ
イパス管15の平行部15bへ導かれ、吸着剤16を通過
し、副吸気管21を通って吸気マニホルド19へ導かれ
る。吸気絞り弁33の開度は、エンジンの運転性あるい
は排気ガスエミッションに悪影響を及ぼさない程度に小
さく定められ、負圧を発生させるようになってる。これ
により、吸着剤16に吸着された悪臭成分は吸着剤16
から脱離し、エンジン内へ導かれて再燃焼され無臭化さ
れる。なお吸気絞り弁33の開度はアクセルレバー開度
およびエンジン回転数をパラメータとし、マップの形で
ECU 50のROM 52に予め記憶されている。
ステップ108 においてエンジンが全負荷運転状態にある
と判定した場合、ステップ101,102,108,110 の順に実行
し、ステップ110 において吸着剤16を休止させる。ま
た、アイドル運転状態で、水温が80℃以下であって
も、排ガス温度が所定値Tより高い場合、ステップ101,
102,103,104,105,106,110 の順に実行し、吸着剤16を
休止させる。すなわち、第5図に示すように、バイパス
弁22は主排気管14を開放してバイパス管15を閉塞
し、第1再生弁25は再生空気導入管18を閉塞し、第
2再生弁27は副吸着管21を閉塞する。したがって排
気ガスはバイパス管15へは導かれず、全て主排気管1
4へ導かれる。しかして全負荷運転時、排気ガスは通気
抵抗の大きい吸着剤16を通過しなくなるので出力の低
下が防止される。また、アイドル運転時であっても排ガ
ス温度が高い時には吸着剤16を休止させ、この結果、
悪臭成分が吸着剤16に強く吸着するのが防止されて吸
着剤16の再生が容易になる。
なお、第2図のフローチャートのステップ104 におい
て、冷却水温によってエンジン温度を判断しているが、
これに代え、油温を用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば吸着剤から悪臭成分が
脱離したときにはこの悪臭成分がエンジンの燃焼室内に
送り込まれて燃焼せしめられる。従って吸着剤から脱離
した悪臭成分が外気中に放出されるのを阻止することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、 第2図は第1図の実施例の制御を示すフローチャート、 第3図は吸着剤を作用させる状態を示す断面図、 第4図は吸着剤を再生させる状態を示す断面図、 第5図は吸着剤を休止させる状態を示す断面図である。 13……排気管、15……バイパス管、 16……吸着剤、22……バイパス弁、 38……開度センサ、39……温度センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの排気管からバイパス管を分岐し
    て該バイパス管内に排気ガスの悪臭成分を吸着する吸着
    剤を配置し、吸着剤上流のバイパス管を排気管又は外気
    に選択的に連結する弁を具備すると共に吸着剤下流のバ
    イパス管をエンジンの吸気通路又は外気に選択的に連結
    する弁を具備し、これら弁を制御することによりアイド
    ル時の予め定められた運転状態のときには吸着剤上流の
    バイパス管を排気管に連結すると共に吸着剤下流のバイ
    パス管を外気に連結してエンジンから排出された排気ガ
    スを吸着剤に導びき、吸着剤を再生すべき運転状態のと
    きには吸着剤上流のバイパス管を外気に連結すると共に
    吸着剤下流のバイパス管をエンジンの吸気通路に連結し
    て吸着剤を通過した外気をエンジンの吸気通路内に送り
    込むようにした排気ガス浄化装置。
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JP3596168B2 (ja) * 1996-06-03 2004-12-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
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