JPH0680836U - 内燃機関の排気臭低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】刺激臭が発生したときには、速やかに燃焼温度
が上昇するように制御を行い、刺激臭の低減を図り、作
業環境の悪化を防止すること。 【構成】臭いセンサ15により排気臭を検出する状態とな
っているとき（Ｓ１）、臭いセンサ15による臭気の強さ
に係る出力電圧値Ｈが所定値Ｈ₀ 以上であれば（Ｓ
２）、排気ブレーキシャッタ３を閉弁状態に保持し燃焼
温度を上げる（Ｓ３）。そして、所定時間ｔが経過した
ら開とする（Ｓ６）。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の排気臭を低減する装置に関し、特に排気臭気を測定する 手段を有する内燃機関の排気臭低減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

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または還元して浄化することが実用化されている （実開昭６１−１４７１９号公報等参照）。 一方、ディーゼル機関等を搭載した大型車両においては、常用ブレーキの付加 軽減等のため排気ブレーキ装置を設けるようにしており、従来三元触媒の上流側 の排気通路に排気ブレーキシャッタを配置するようにしている。

【０００３】 また、寒冷時等において吸入空気を暖めて始動性を良好とするために、吸気通 路に電気式のエアヒータを介装したものもある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、ディーゼル機関はアイドル運転或いはアイドル運転に近い低回転数 での運転を長時間連続して行うと、燃焼温度が高くならず、オイルがバルブの開 閉時等に該バルブ摺動部より燃焼室に流入する所謂オイル下がりが発生し、白煙 が発生し、刺激臭が発生する惧れがある。さらに、例えばメタノールを燃料とす るディーゼル機関では、ＣＯに加えて未燃メタノールやアルデヒド等の有害成分 の排出量が増加し、前記刺激臭がより強くなる惧れがある。

【０００５】 ここで、トンネル内で清掃作業等を行う工事車両にはディーゼル機関を搭載し ているものが多く、前記刺激臭の発生により作業環境の悪化させることにも繋が る惧れもある。 なお、本出願人は可及的速やかに触媒を活性化させる技術として実願平４−３ ３２８１号または実願平４−５３０１８号等を出願しているが、排気通路に介装 された一般的な触媒にあっては、科学的に活性化した状態となり十分な浄化作用 を奏するのに一定以上の温度を必要とするため、燃焼温度が低く、もって排気温 度の低い時には、排気浄化効率が低く、十分な刺激臭低減を奏することができな い。

【０００６】 本考案は、上記実情に鑑みてなされたものであり、排気臭を検出して、内燃機 関の燃焼温度を上昇させ、刺激臭の低減を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案に係る内燃機関の排気臭低減装置は、第１の技術的手段とし て、内燃機関の排気通路に介装された排気ブレーキシャッタと、排気臭気を測定 する排気臭気測定手段と、排気臭気測定手段により測定した排気臭気の強弱に係 る出力値が所定値以上のときに排気ブレーキシャッタの開度を絞るように制御す る制御手段とを、備える構成とした。

【０００８】 また、第２の技術的手段として、内燃機関の吸気通路に介装されたエアヒータ と、排気臭気を測定する排気臭気測定手段と、排気臭気測定手段により測定した 排気臭気の強弱に係る出力値が所定値以上のときにエアヒータを作動するように 制御する制御手段とを、備える構成としてもよい。

【０００９】

【作用】

第１の技術的手段に係る制御手段は、排気臭気測定手段により測定した排気臭 気の強弱に係る出力値が所定値以上のときには、低回転数における運転が長時間 連続して行われ、もって燃焼温度が高くならず白煙等が発生し臭気強くなったと 判断し、排気ブレーキシャッタの開度を絞るように制御する。

【００１０】 これにより機関燃焼室からの排気が流出する際に、該燃焼室で燃焼により発生 した熱を該排気が吸熱することを防止でき、もって燃焼温度の低下を防止するこ とが可能となる。したがって、燃焼温度が上昇し白煙等が発生が防止でき、刺激 臭の低減につながる。 また、第２の技術的手段に係る制御手段は、排気臭気測定手段により測定した 排気臭気の強弱に係る出力値が所定値以上のときには、吸気通路を介して吸入さ れる吸入空気の温度が低下しているため、もって燃焼温度が高くならず白煙等が 発生し臭気強くなったと判断し、エアヒータを作動するように制御する。

【００１１】 これにより、温度が上昇した空気が機関燃焼室に吸入されることとなり、燃焼 室の温度が温度の低い吸入空気によって低下し、もって燃焼温度が低下すること を防止することが可能となる。したがって、燃焼温度が上昇し白煙等が発生が防 止でき、刺激臭の低減につながる。

【００１２】

【実施例】

以下本考案の実施例を図に基づいて説明する。 先ず、本考案の請求項１に係る第１実施例について説明する。 図１において、機関本体１に接続された排気通路２には、上流側からバタフラ イ式の排気ブレーキシャッタ３と、触媒４とが順次介装されている。また５は吸 気通路である。

【００１３】 また制御手段としてのコントロールユニット11は、マイクロコンピュータを内 蔵し、排気ブレーキ駆動回路13及び臭いセンサ15からの信号に基づいてアクチュ エータ６を介して前記排気ブレーキシャッタ３を駆動制御する。 前記排気ブレーキ駆動回路13は、例えば排気ブレーキ作動用の図示しない手動 スイッチとアクセルスイッチ及びクラッチスイッチからの信号に基づいて、手動 スイッチのＯＮのときにクラッチスイッチがＯＦＦ（クラッチ断）でないかぎり アクセルスイッチのＯＮ（アクセル全閉）で排気ブレーキ作動信号を、それ以外 のときには排気ブレーキ解除信号を出力する。

【００１４】 また、臭いセンサ15は排気通路２の出口近傍に配設されており、人間がにおい を感じるのと同じ機構にもとづいたセンサであり、人工の鼻とも言うべきもので あって、人間が臭気を強く感じるサンプルに対しては出力値も高くなるセンサで ある。尚、当該臭いセンサ15としては、相互薬工株式会社より市販されている『 ニオイセンサＳＦ−１０５』があり、このものは、においと苦みが吸着する脂質 二分子膜と極めて類似の構造を持つ合成二分子膜に、においと苦みを吸着させ、 水晶振動子を用いて電気信号Ｈに変換しているセンサである。

【００１５】 次に図２のフローチャートに従って、前記第１実施例に係る内燃機関の排気臭 低減装置の動作を説明する。尚、図２に示すルーチンはエンジンキースイッチが ＯＮとなることにより起動され、所定時間毎に実施される。 ステップ１（図ではＳ１と記す。以下同様）では、臭いセンサ15により排気臭 を検出する状態となっているか否かを判断する。検出状態とはなっていないとき は、臭いセンサ15による排気ブレーキシャッタ３の駆動制御は行わないとして、 当該ルーチンを終了する。検出状態となっているときには、ステップ２に進む。

【００１６】 ステップ２では、臭いセンサ15による臭気の強さに係る出力電圧値Ｈが所定値 Ｈ₀ 以上か否かを判断する。そして、Ｈ≧Ｈ₀ であると判断された場合には、低 回転数での運転が長時間連続して行われ、もって燃焼温度が高くならず刺激臭が 発生しているとして、ステップ３に進み、排気ブレーキシャッタ３を閉弁状態に 保持する。

【００１７】 そして、ステップ３において排気ブレーキシャッタ３を閉弁状態に保持してい るときには、ステップ４において、排気ブレーキ駆動回路13から排気ブレーキ解 除信号が発生したか否かを判定する。発生していないと判定されたときには、ス テップ５に進み、ステップ３において、排気ブレーキシャッタ３を閉弁状態に保 持してからの時間が所定時間ｔ経過したか否かを判定する。そして、所定時間ｔ が経過したらステップ６に進み、排気ブレーキシャッタ３を開弁駆動する。

【００１８】 これにより、所定時間ｔは機関本体１からの排気が制限され、もって排気が機 関本体１から流出することが中止される。もって、所定時間ｔ間は、機関本体１ からの排気通路２を介して排気が流出する際に、燃焼室で燃焼により発生した熱 を該排気が吸熱することを防止でき、もって燃焼温度の低下を防止することが可 能となる。したがって、燃焼温度が上昇し白煙等が発生が防止でき、刺激臭の低 減につながる。

【００１９】 ここで、前記所定時間ｔは実験等により予め決定されるものであり、臭気の強 さに係る出力電圧値Ｈに基づいて決定してもよい。 一方ステップ２においてＨ＜Ｈ₀ であると判断された場合には、現在は刺激臭 も発生していないので、現在の排気ブレーキシャッタ３の開閉状態を維持するべ く、そのままリターンする。

【００２０】 また、ステップ４において、例えばアクセルが踏み込まれたこと等によりアク セルスイッチがＯＦＦとなり、排気ブレーキ解除信号が発生したと判定された場 合には、ステップ６に進み、即座に排気ブレーキシャッタ３を開弁駆動し、機関 の運転には支障無いようにしている。 次に、本考案の請求項２に係る第２実施例について説明する。

【００２１】 尚、図１に示した第１実施例と同一構成要素には同一符号を付して説明を省略 する。 図３において、機関本体１に接続された吸気通路５には、エアヒータ21が介装 されている。ここで、エアヒータ21について簡単に説明する。エアヒータ21はイ ンシュレーションブロックによってフレームと絶縁されて保持されるリボンを、 端子から印加される電流によって赤熱することにより吸入空気を暖める構成であ る。

【００２２】 そして、機関本体１からの排気は触媒４が介装される排気通路２を通って排出 され、さらに、排気通路２の出口近傍に臭いセンサ15が配設される。 また制御手段としてのコントロールユニット17は、マイクロコンピュータを内 蔵し、臭いセンサ15からの信号に基づいてエアヒータ21の作動を制御する。 次に図４のフローチャートに従って、該第２実施例に係る内燃機関の排気臭低 減装置の動作を説明する。尚、図２に示すルーチンはエンジンキースイッチがＯ Ｎとなることにより起動され、所定時間毎に実施される。

【００２３】 ステップ11では、臭いセンサ15により排気臭を検出する状態となっているか否 かを判断する。検出状態とはなっていないときは、臭いセンサ15によるエアヒー タ21の作動制御は行わないとして、当該ルーチンを終了する。検出状態となって いるときには、ステップ２に進む。 ステップ12では、臭いセンサ15による臭気の強さに係る出力電圧値Ｈが所定値 Ｈ₀ 以上か否かを判断する。そして、Ｈ≧Ｈ₀ であると判断された場合には、低 回転数での運転が長時間連続して行われ、もって燃焼温度が高くならず刺激臭が 発生しているとして、ステップ13に進み、エアヒータ21をＯＮとする。

【００２４】 ステップ14では、エアヒータ21をＯＮとしてからの時間が所定時間ｔ経過した か否かを判定する。そして、所定時間ｔが経過したらステップ15に進み、エアヒ ータ21をＯＦＦとする。 これにより、所定時間ｔは温度が上昇した空気が機関本体１である機関燃焼室 に吸入されることとなり、燃焼室の温度が温度の低い吸入空気によって低下し、 もって燃焼温度が低下することを防止される。もって、所定時間ｔ間は、機関本 体１に温度の高い空気が流入し燃焼室内の温度が低下することは無く、したがっ て、燃焼温度が上昇し白煙等が発生が防止でき、刺激臭の低減につながる。

【００２５】 ここで、前記所定時間ｔは実験等により予め決定されるものであり、臭気の強 さに係る出力電圧値Ｈに基づいて決定してもよい。 一方ステップ２においてＨ＜Ｈ₀ であると判断された場合には、現在は刺激臭 も発生していないので、エアヒータ21をＯＮとする必要も無く、そのままリター ンする。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、内燃機関の排気通路に介装された排気ブ レーキシャッタの開度を、測定した排気臭気の強弱に係る出力値が所定値以上の ときに絞るように制御したり、内燃機関の吸気通路に介装されたエアヒータの作 動を、測定した排気臭気の強弱に係る出力値が所定値以上のときにＯＮとするよ うに制御したので、刺激臭が発生したときには、速やかに燃焼温度が上昇するよ うに制御が行われることとなり、刺激臭の低減が図られ、作業環境を悪化させる ことも防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す構成図

【図２】同上第１実施例の動作を示すフローチャート

【図３】本考案の第２実施例を示す構成図

【図４】同上第２実施例の動作を示すフローチャート

【符号の説明】

１ 機関本体 ２ 排気通路 ３ 排気ブレーキシャッタ ４ 触媒 11 コントロールユニット 13 排気ブレーキ駆動回路 15 臭いセンサ 17 コントロールユニット 21 エアヒータ

Claims (2)

【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排気ブレ
   ーキシャッタと、排気臭気を測定する排気臭気測定手段
   と、排気臭気測定手段により測定した排気臭気の強弱に
   係る出力値が所定値以上のときに排気ブレーキシャッタ
   の開度を絞るように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臭低減装置。
2. 【請求項２】内燃機関の吸気通路に介装されたエアヒー
   タと、排気臭気を測定する排気臭気測定手段と、排気臭
   気測定手段により測定した排気臭気の強弱に係る出力値
   が所定値以上のときにエアヒータを作動するように制御
   する制御手段とを、備えたことを特徴とする内燃機関の
   排気臭低減装置。