JPS62178708A - デイ−ゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 未発明はディーゼルエンジンの排気浄化装置に関し、さ
らに詳しくはディーゼルエンジンから排出されるパティ
キュレート及び臭い成分を処理する装置に関する。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジンでは、不完全燃焼のために、排気ガ
ス中に黒煙の源となるパティキュレート（未燃炭化水素
成分等）が含まれるとともに、悪臭の源となる臭い成分
（アルデヒド等）が含まれている。排気ガス中のパティ
キュレートを除去するためにはセラミック製のフィルタ
を設ける多くの考案がなされている。又、特開昭５７−
１５９９０８号公報には、エンジンの排気系に排気煙吸
着用担体を配置した排気浄化装置が記載されている。こ
れは臭い成分を脱着させることのできる装置である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

パティキュレートと臭い成分を除去するためにはそれぞ
れに適した除去装置を別個に設置することが有利であり
、従って、排気ガスのパティキュレートを捕集するフィ
ルタと臭い成分を吸着す吸着剤とを直列に配列すること
は一般的に考えられることであろう。

しかしながら、フィルタは経時的に目詰りを起し、臭い
吸着剤はその平衡吸着量に達するともはやそれ以上吸着
することができなくなる。従って、フィルタ及び吸着剤
はともに適当な時期に再生を行われねばならない。フィ
ルタの再生は堆積したパティキュレートを燃焼処理する
ことであり、吸着剤の再生はこれを平衡吸着量の小さく
なる高温まで昇温させ然る後に平衡吸着量の大きくなる
低温時に使用することである。しかしながら、吸着剤を
フィルタの下流に配置すると、フィルタの再生時のパテ
ィキュレート燃焼熱によって吸着剤が劣化するという問
題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるディーゼルエンジンの排気浄化袋。

置は、排気通路にバイパス通路を連結してこのバイパス
通路に上流側から順に排気ガスのパティキュレートを捕
集するフィルタと臭い成分を吸着する吸着剤とを配置し
、或る運転状態に応じてバイパス管に排気ガスの順方向
の流れを生成することによってフィルタ及び吸着剤によ
る浄化を行わせ、他の運転状態に応じてバイパス管に再
生ガスの逆方向の流れを生成することによって吸着剤及
びフィルタを再生するようにしたことを特徴とする。

〔実施例〕

第１図において、ディーゼルエンジン本体１０には公知
のように吸気マニホールド１２及び排気マニホールド１
４が連結される。吸気マニホールド１２には吸気管１６
が連結され、吸気管１６には絞り弁１７が配置される。

さらにエンジン本体１０には燃料噴射装置１８が取付け
られる。燃料噴射装置１８は公知のように燃料噴射量の
制御のためのアクセルレバ−を有し、この実施例におい
てはアクセルレバ−の開度を検出するためのアクセルレ
バ−開度センサ２０が設けられる。

排気マニホールド１４には排気管２２が連結され、その
最後部にマフラー２４が取付けられる。

排気管２２にはバイパス管２６が連結され、このバイパ
ス管２６には上流側から順にフィルタ２８と臭い吸着剤
３０とが配置される。フィルタ２８はセラミック類のハ
ニカムフィルタからなり、排気ガス中のパティキュレー
トを捕集するものである。このフィルタ２８のすぐ下流
には、フィルタ２８に堆積したパティキュレートに着火
させるための電気ヒータ３２が配置される。臭い吸着剤
としては一般に活性炭が知られている。又、モノリスタ
イプのセラミソクコ−ジュライト基材にガンマアルミナ
をコートした吸着剤を用いることもでき、さらにその他
の吸着剤を使用することもできる。さらに、バイパス管
２６のフィルタ２８より上下流側とエンジンの吸気側即
ち吸気管１６とを連結する連結管３４が設けられる。排
気管２２とバイパス管２６の上流側連結部にはバイパス
管２６への排気ガスの流れを制御する第１の弁３６が設
けられ、バイパス管２６と連結管３４との連結部には連
結管３４への再生ガスの流れを制御する第２の弁３８が
設けられる。

再生ガスはバイパス管２６に逆方向に流される空気又は
排気ガスである。この実施例においては、空気が第２の
吸気管４０からバイパス管２６の吸着剤３０の下流位置
に導入されるようになっている。この第２の吸気管４０
は排気管２２に沿って延び、従って、第２の吸気管４０
を通る空気が排気熱によって加熱される。第２の吸気管
４０はバイパス管２６に連結されるとともに、その上流
端には適切なエアクリーナ（図示せず）が配置される。

第２の吸気管４０がバイパス管２６を介して連結管３４
に導通したとき、第１の吸気管１６に配置した絞り弁１
７が絞られ、それによって絞り弁１７の下流側に負圧が
発生するので、この負圧によって第２の吸気管４０から
空気が導入されることができる。そして、第２の吸気管
４０からの空気の導入を制御するために、バイパス管２
６と第２の吸気管４０の連結部に導入弁４２が配置され
る。

前述した第１の弁３６、第２の弁３８、及び導入弁４２
はともにその一端が回動可能に支持された弁であり、そ
れぞれの管路を選択的に切換えることができる。各弁３
６，３８．４２はそれぞれダイヤフラム（図示せず）を
有する負圧作動型アクチュエータ４４により駆動され、
その作動負圧がバキュームタンク（図示せず）から電磁
弁４６を介して供給される。さらに、吸気管１６に配置
された絞り弁１７も同様の負圧作動型アクチュエータ４
４により駆動される。しかしながら、この場合には、作
動負圧が図示しないバキュームタンクから電磁弁４６を
介して供給されるとともに、その作動負圧が第２の電磁
弁４８によって大気にブリードされるようになっており
、そのブリード量を制御することによって絞り弁１７の
開度が調整可能となっている。

第１の弁３６、第２の弁３８、及び導入弁４２は第３図
にそれぞれ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で示した３つの位置
関係をとるように制御される。（Ａ）の位置関係を臭い
トラップ作動と呼び、第１の弁３６がバイパス管２６を
閉じて排気管２２を開き、第２の弁３８が連通管３４を
閉じ、そして導入弁４２が第２の吸気管４０を閉じる。

（Ｂ）の位置関係を臭いトラップ作動と呼び、第１の弁
３６がバイパス管２６を開いて排気管２２を閉じ、第２
の弁３８が連結管３４を閉じ、そして導入弁４２が第２
の吸気管４０を閉じる。このときに、排気マニホールド
１４から流れてきた排気ガスはバイパス管２６に入り、
フィルタ２８及び吸気剤３０を通った後で再び排気管２
２に戻り、マフラー２４から排出する。（Ｃ）の位置関
係を臭いトラップ再生作動と呼び、第１の弁３６がバイ
パス管２６を閉じ、第２の弁３８が連結管３４を開き、
そして導入弁４２が第２の吸気管４０を開いてその開口
部の下流側においてバイパス管２６を閉じる。従って、
このときに、排気ガスは排気管２２のみを通り、第２の
吸気管３６から導入された空気はバイパス管２６を逆流
しさらに連結管３４を介してエンジンに吸入される。こ
の（暖められた）空気によって吸着剤３０に吸着してい
た臭い成分が脱離する。又、フィルタ２８に堆積してい
たパティキュレートの一部も逆洗により浄化される。

さらに、排気管２２にはフィルタ２８よりも上流側の位
置に第１の温度センサ５０が取付けられ、バイパス管２
６には吸着剤３０よりも下流側の位置に第２の温度セン
サ５２が取付けられる。これらの温度センサ５０．５２
及びアクセルレバ−開度センサ２０並びにエンジン回転
数センサや冷却水温センサからの信号が制御装置５４に
入力される。制御装置５４は演算及び制御機能を有する
中央処理装置（ＣＰＵ）５６と、プログラムを記憶する
リードオンリメモリ　（ＲＯＭ）５８と、データ等を記
憶するランダムアクセスメモリ　（ＲＡＭ）６０とから
なるマイクロコンピュータにより構成され、これらの各
要素は入出力（Ｉｌｏ）ポート６２とともにバスにより
相互に接続される。制御装置５４は各センサからの入力
信号に基いて第１及び第２の弁３６．３８並びに導入弁
４２、絞り弁１７を制御するために各電磁弁４６．４８
に制御信号を送り、さらに電気ヒータ３２に制御信号を
送る。

第２図は第１及び第２の弁３６．３８並びにｉｘ人弁４
２、絞り弁１７を制御するためのフローチャートを示し
、まずステップ６０においてアクセル開度及びエンジン
回転数を読む。アクセル開度及びエンジン回転数は最新
のデータとしてＲＡＭ６０に記憶されており、読み出さ
れたアクセル開度がステップ６１においてエンジンがア
イドル状態であるかどうかを判定するのに使用される。

エンジンがアイドル状態であればステップ６２に進んで
第１の温度センサ５０により検出された排気ガスの温度
が所定値よりも高いかどうかを判定する。この所定値Ｔ
、は吸着剤３０に悪影響がないような温度として設定さ
れ、例えば吸着剤として可燃性の活性炭が使用されるよ
うな場合にはその着火温度以下の値に設定され、或いは
劣化し易い吸着剤の場合に劣化を促進しないような温度
に設定される。第２の温度センサ５２は吸着剤３０が異
状な高温にさらされていないかどうかをモニターする。

そして、ステップ６３においてイエスであればステップ
６４に進んで臭いトラップ作動とし、第３図（Ｂ）に示
すように第１の弁３６がバイパス管２６を開いた状態に
する。これによって排気ガスはバイパス管２６を順方向
に通り、フィルタ２８によってパティキュレートが捕集
され、次に臭い成分が吸着剤３０に吸着される。特に、
先にパティキュレートが浄化されるので、吸着剤３０の
表面にパティキュレートが付着することがなく、吸着剤
３０の本来の吸着性能が維持される。

ステップ６１においてノーであれば、ステップ６５に進
む。ステップ６５において運転状態が吸着剤３０の再生
領域かどうかを判断する。吸着剤３０の再生領域はエン
ジン負荷とエンジン回転数の２次元マツプとして設定さ
れており、高回転、高負荷時は除外される。ステップ６
５においてノーの場合はステップ６６に進み、又、ステ
ップ６３においてノーの場合にもステップ６６に進んで
、臭いトラップ不作動（第３図（Ａ））とする。

この場合には、バイパス管２６及び連結管３４が閉じて
いるので排気ガスはバイパス管２６及び連結管３４を通
らず、吸着剤３０には前に吸着させた臭い成分が維持さ
れる。

ステップ６５においてイエスであれば、ステップ６７に
進んで絞り弁１７の開度をエンジン負荷と回転数に応じ
て設定するとともに、ステップ６８において臭いトラッ
プ再生作動（第３図（Ｃ））にする。第３図（Ｃ）に示
される状態では、空気が排気管２２に沿って延びる第２
の吸気管４０からバイパス管２６に導入され、バイパス
管２６内を吸着剤３０及びフィルタ２８を逆方向に流れ
、連結管３４を介してエンジンの吸気側に吸入される。

空気は当然第１の吸気管１６からも吸入される。第２の
吸気管４０から導入された空気は熱せられており、吸着
剤３０を通るときに臭い成分を脱離させて吸着剤３０を
再生させ、脱離した臭い成分をエンジンの吸気側に運ぶ
。この空気はさらにフィルタ２８を通り、フィルタ２８
の上流側隔壁面に付着していたパティキュレートを下流
側から逆洗する。それによって、パティキュレートの一
部も脱離する。かくして脱離したパティキュレート及び
臭い成分は可燃性の成分が多いのでエンジン燃焼室にお
いて燃焼し、再び排出されるときにはパティキュレート
及び臭いが消滅している。

吸着剤３０の再生が、排気ガスではなくて新鮮な吸入空
気により行われるので、吸着剤３０は十分に再生される
ことができる。再生された吸着剤３０は次のアイドル時
の臭い成分浄化に備えることができる。電気ヒータ３２
はエンジン回転数積算値等により周期的に通電せしめら
れることができる。この通電はバイパス管に再生ガスが
逆流されているときに行われ、吸着剤３０から脱離した
可燃性へ臭い成分が燃焼してフィルタ２８の再生を促進
する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、フィルタと吸着
剤とを順に配置することによって排気ガスの浄化性能を
高め、再生ガスを逆に流すことによってフィルタ及び吸
着剤の再生をよりよく行うことができる。特に、フィル
タ再生のために電気ヒータを使用する場合にも吸着剤を
過熱することがなく、吸着剤の性能が維持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は第１図の制
御のフローチャート、第３図は各弁の動作を説明する図
である。 ２２・・・排気管、　　　２６・・・バイパス管、２８
・・・フィルタ、　　３０・・・吸着剤、３４・・・連
結管、　　　　３６．３８・・・弁、４０・・・第２の
吸気管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディーゼルエンジンの排気通路にバイパス通路を連結し
   て該バイパス通路に上流側から順に排気ガスのパティキ
   ュレートを捕集するフィルタと臭い成分を吸着する吸着
   剤とを配置し、或る運転状態に応じてバイパス管に排気
   ガスの順方向の流れを生成することによって前記フィル
   タ及び吸着剤による浄化を行なわせ、他の運転状態に応
   じてバイパス管に再生ガスの逆方向の流れを生成するこ
   とによって前記吸着剤及びフィルタを再生するようにし
   たことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置
   。