JPH036807Y2 - - 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・
中速中・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の増大し易
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（実願昭59−
102408号公報参照）。

すなわち、機関１の排気通路２の途中に排気微
粒子を補集する触媒タイプのトラツプ３を介装
し、補集した排気微粒子をその触媒作用により燃
焼させる。但し、この触媒作用は全運転領域で良
好に作用するものではなく、排気温度の高い領域
（機関の高負荷運転領域）で活性化するため、排
気温度の低い運転領域では排気がトラツプ２を通
過することなく排出されるようにしている。

すなわち、トラツプ３をバイパスするバイパス
通路４と、排気温度検出手段としての排気温度セ
ンサ８と、バイパス通路４とトラツプ３が介装さ
れる排気通路２とを選択的に開通させる弁装置５
と、該弁装置５の作動を制御する弁装置制御手段
としてのコントロールユニツト９と、が設けら
れ、前記排気温度センサ８によつて検出された排
気温度が所定値以下の場合には、コントロールユ
ニツト９からの信号により弁装置５が作動し、排
気通路２が閉じられバイパス通路４が開通され
る。

尚、弁装置５の作動は、コントロールユニツト
９からの信号によつて負圧路切換えバルブ６を切
り換え、ダイヤフラム７に負圧を導くことによつ
て行われる。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記のように排気温度の高い運
転領域のみにおいて、トラツプの触媒作用により
排気微粒子処理が行われるため、排気温度が低く
かつ微粒子が多く排出される運転領域において、
排気微粒子は処理されることなく大気中に排出さ
れることになる。

すなわち、前記トラツプの触媒作用は例えば
400℃以上で活性化するため、この排気温度以下
の場合にはトラツプをバイパスして排気が大気中
に排出されるようにしている。しかし、第４図に
示すように400℃以下の排気温度の運転領域（低
速中・高負荷域）においても排気中に多くの微粒
子が含まれる（第４図における斜線部分）ため
に、結果として多量の微粒子が大気中に排出され
ることになる。

これを解決するために、バイパス通路を開通さ
せる所定排気温度（400℃）を低く設定すると、
トラツプの触媒作用が不十分な領域において多量
の微粒子がトラツプに補集されることになり、補
集した微粒子が再燃焼されずに堆積するため、排
気圧が上昇し機関の出力・燃費の低下を招く惧れ
がある。また、トラツプの触媒作用が不十分な領
域において多量に補集された微粒子が、排気温度
上昇に伴い触媒作用が活性化したときに急激に再
燃焼することにより、トラツプを損傷させてしま
う危険性もある。

本考案は上記不都合を解消して、トラツプの触
媒作用が活性化されない領域（排気温度が低い運
転領域）においても、機関の出力・燃費の低下を
招くことなく排気微粒子を良好に処理し、機関の
全運転領域において大気中に放散される排気微粒
子量を低減することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 そのため本考案では、排気微粒子の酸化を促進
させる添加剤を機関の吸気通路に供給する添加剤
供給手段と、前記添加剤供給手段を制御して添加
剤を供給する添加剤制御手段と、を設け、排気温
度が所定値以下で排気がトラツプをバイパスして
排出される運転領域において、前記添加剤供給手
段からの出力信号によつて前記添加剤供給手段を
作動させ添加剤を機関の吸気通路に供給するよう
にする。

〈作用〉 これによつて、排気温度が低くトラツプの触媒
作用が不十分な運転領域において排気をバイパス
通路に導くと共に、添加剤を機関の吸気通路に供
給する。供給された添加剤は、燃焼室内での燃
焼，排気行程中，排気通路内で微粒子の酸化の触
媒として作用し微粒子を低減する。一方、トラツ
プの触媒作用が活性化される排気温度の高い領域
においては、従来と同様に排気をトラツプに導き
微粒子を再燃焼させる。

このように、トラツプの触媒作用が活性化され
る運転領域は勿論のこと、それ以外の運転領域に
おいても排気微粒子を良好に低減させることがで
き、全運転領域において大気中に放散される微粒
子量を低減することができる。また、トラツプの
触媒作用が活性化する運転領域のみに排気をトラ
ツプに導くので、微粒子堆積による排圧上昇をが
防止でき、機関の出力・燃費の低下を避けること
ができる。更に、添加剤の供給が限定された運転
領域のみのため、外部に排出される添加剤の量を
微量に抑えることができる。

〈実施例〉 以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、従来例と同一要素には同一符号を付し
て説明を省略する。

第１図において、内燃機関１の吸気通路２０に
添加剤供給手段としてのインジエクタ１２が設け
られ、吸気通路２０内に排気微粒子の酸化を促進
させる添加剤を噴霧する。添加剤（例えば溶剤に
Mn化合物等を溶解させたもの）はタンク１３に
蓄えられ、ポンプ１４により前記インジエクタ１
２に圧送される。

また本実施例においては、微粒子排出量を検出
してその検出量に応じた添加剤を供給するように
する。そのため、微粒子排出量検出手段として、
機関の運転状態例えば燃料噴射ポンプ１０に設け
られる燃料噴射ポンプレバー開度センサ１１及び
機関回転数センサ１５とを設け、コントロールユ
ニツト１９には前記両センサの検出値に基づく微
粒子排出量を予め設定，記憶させておく。これに
より、前記両センサ１１，１５の出力がコントロ
ールユニツト１９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。

更に、前記コントロールユニツト１９内の弁装
置制御手段には排気温度検出手段としての排気温
度センサ８の出力が入力され、従来例と同様に該
排気温度センサ８によつて検出された排気温度が
所定値以下の場合には弁装置５によりトラツプ３
をバイパスするバイパス通路４を開通させ、排気
がトラツプ３を通過しないようにする。尚、排気
温度検出手段としては、微粒子排出量検出手段と
同様に運転条件による排気温度をコントロールユ
ニツト１９に予め設定，記憶させておき、運転条
件の検出結果に基づいて排気温度が検索されるよ
うにしても良い。

かかる構成において、排気温度センサ８によつ
て検出された排気温度が所定値以下、すなわちバ
イパス通路４に排気が導かれる場合で、かつ前記
両センサ１１，１５の検出値に基づいて検索した
微粒子排出量が所定値以上になつた時（第４図に
示す斜線部分）に、コントロールユニツト１９内
の添加剤制御手段によつて前記インジエクタ１２
を作動させ、微粒子排出量に対応する所定量の添
加剤を吸気通路２０に供給する。供給された添加
剤は、吸気通路２０から機関１の燃焼室に入り、
燃焼室内での燃焼，排気行程中及びバイパス通路
４を含む排気通路内で、排気微粒子の酸化に対し
て触媒として作用し微粒子を低減する。

添加剤による排気微粒子の低減効果を第２図に
示す。これは機関低速運転（回転数1600rpm）の
場合の排気温度と排気微粒子量との関係を示すも
のであり、添加剤は排気温度が高い程その微粒子
低減効果が大きいが、トラツプ３の触媒作用の活
性化温度（例えば400℃）以下においても、排気
微粒子を充分に低減できることがわかる。

尚、上記のようにコントロールユニツト１９
は、微粒子排出量検出手段を構成すると共に、添
加剤制御手段及び弁装置制御手段をも兼ねるもの
である。

以上説明したように本実施例によると、排気温
度が高い運転領域においては、トラツプ３の触媒
作用が活性化するため、排気をトラツプ３へ導き
その触媒作用によつて排気微粒子を低減させる。
一方、排気温度が低くトラツプ３の触媒作用が不
十分な運転領域においては、従来例と同様にバイ
パス通路４に排気を導くと共に、この時所定値以
上の排気微粒子量が検出された場合には、その微
粒子量に応じた添加剤を機関１の吸気通路２０に
供給し、該添加剤の触媒作用によつて排気微粒子
を低減させる。

従つて、機関の全運転領域において排気微粒子
を良好に低減でき、然もトラツプ３に排気微粒子
が堆積し排圧を上昇させ、機関の出力，燃費を低
下させる惧れがない。

また、トラツプ３と添加剤により排気微粒子を
低減させる構成にしたため、添加剤のみによつて
排気微粒子を低減させる場合に比べ、添加剤の使
用量が少量でよく、添加剤用のタンク１３の小型
化及び添加剤によるデポジツト発生の低減をはか
ることができる。更に、添加剤の供給が限られた
運転領域のみのため、外部に排出される添加剤の
量は微量となる。

尚、本実施例においては、微粒子排出量検出手
段を設け、その検出量に応じた添加剤を吸気通路
に供給するようにしたが、バイパス通路開通時に
一定量の添加剤を供給するようにしても良く、微
粒子排出量検出手段を設けなくても良いことは明
らかである。

〈考案の効果〉 以上述べたように本考案によると、排気温度が
所定値以下でトラツプの触媒作用が不十分な場合
には、トラツプをバイパスするバイパス通路に排
気を導くと共に、このバイパス通路開通時に排気
微粒子の酸化を促進させる添加剤を機関の吸気通
路に供給するようにする。一方、排気温度が所定
値以上でトラツプの触媒作用が活性化される運転
領域においては、トラツプに排気を導き微粒子を
燃焼させる。

これにより、機関の全運転領域において良好に
排気微粒子を低減できる。また、排気微粒子がト
ラツプに堆積されることがなく、排圧の上昇によ
る機関の出力，燃費の低下を防止できる。また、
添加剤の供給が限られた運転領域のみのため、外
部に排出される添加剤の量を微量に抑えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す構成図、第２図
は添加剤の供給による排気微粒子低減効果を示す
グラフ、第３図は従来例を示す構成図、第４図は
トラツプによる排気微粒子処理領域と排気微粒子
排出量の関係を示すグラフである。 １……内燃機関、２……排気通路、３……トラ
ツプ、４……バイパス通路、５……弁装置、８…
…排気温度センサ、１２……インジエクタ、１９
……コントロールユニツト、２０……吸気通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関の排気通路に介装され排気中の微粒子を補
   集し燃焼させる触媒タイプのトラツプと、該トラ
   ツプをバイパスするバイパス通路と、該バイパス
   通路と前記トラツプが介装される排気通路とを選
   択的に開通させる弁装置と、排気温度若しくはそ
   の関連要素を検出する排気温度検出手段と、該排
   気温度検出手段によつて検出された所定値以下の
   排気温度のとき前記バイパス通路を開通させるよ
   うに前記弁装置を制御する弁装置制御手段と、排
   気微粒子の酸化を促進させる添加剤を機関の吸気
   通路に供給する添加剤供給手段と、前記バイパス
   通路開通時に前記添加剤供給手段を制御して添加
   剤を供給する添加剤制御手段と、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。