JPS62178709A - 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〕 本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Ｇこは、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る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、これらの
再生は排気ガスの流れの中で行われるので、再生中に新
らしいパティキュレートが付着するため完全な再生を行
うことができなかった。

〔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装置は、排
気通路にバイパス通路を連結して該バイパス通路に排気
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、前記バイパス通路の吸着
剤より下流側とエンジンの吸気側とを連結する連結通路
を設けるとともに、前記バイパス通路のフィルタより上
流側に空気を導入する空気導入手段を設け、さらに前記
バイパス通路への排気ガスの流れを制御する第１の弁装
置と前記連結通路への排気ガスの流れを制御する第２の
弁装置とを設け、エンジン運転状態に応じて第１の弁装
置を間して排気ガスの浄化を行い、さらに他の運転状態
に応じて第２の弁装置を開くとともに前記空気導入手段
により空気を導入し、前記フィルタを着火再生せしめる
とともに吸着剤に吸着した臭い成分を脱離させて前記連
結通路から吸気側へ運ぶ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ｌＯ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にはフィルタ２８及び臭い吸着剤３０が配置さ
れる。フィルタ２８はセラミック製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のすぐ上流には、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。

バイパス管２６の吸着剤３０より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３
６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への排気ガスの流れを制御する第２の弁
３８が設けられる。

バイパス管２６のフィルタ２８より上流側に空気を導入
するために、第２の吸気管４ｏが設けられる。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１７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がら空気が導入されることができる。そして、
第２吸気管４０から空気の導入を制御するために、バイ
パス管２６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３日、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
２　、３４　、３８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４４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（■弁
４日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の開度が調節可能となっている。

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。（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及び吸着剤３０を通った後で再び排
気管２２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３Ｂが連結管３４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、そして導入弁４２が第２の吸気管４０を開く。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４０から導入された空気がバイパス管２６及
び連結管３４を介してエンジンに吸入される。このとき
に、電気ヒータ３２が通電されることによってフィルタ
２８上のパティキャレートが着火して、フィルタ２８が
再生される。フィルタ２８を通る空気はパティキャレー
トの燃焼によって昇温し、臭い吸着剤３０に吸着してい
た臭い成分を脱離させる。

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　、５
２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並ひに導、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、且つ電気ヒータ３２にも制御信号を送る。

第２図は第１及び第２の弁３６　、３８並びに導入弁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ＲＡＭ　６０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
ＴＩは吸着剤２８に悪影響を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２８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（１３）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を通り、排気ガス中の
パティキュレートがフィルタ２日に捕集され、臭い成分
が吸着剤３０に吸着される。

ステップ６１においてノーであれば、ステ・ノブ６５に
進む。ステップ６５において運転状態が再生領域かどう
かを判定する。フィルタ２８及び吸着剤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６５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を通らず、吸着剤３
０には前に吸着させた臭い成分が維持される。

ステ・７ブ６５においてイエスであれば、ステップ６７
に進んで絞り弁２１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（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からフィルタ２８及び吸着剤３０を通り、
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。この臭い
トラップ再生作動の初期において電気ヒータ３２が通電
されてフィルタ２８を再生させ、それによって昇温した
空気が吸着剤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。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臭い
が消滅している。フィルタ２８及び吸着剤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、再生時及び再生後にフィルタ２８及び吸着剤３０に
排気ガスのパティキュレートが付着することがなく、再
生されたフィルタ２８及び吸着剤３０は次のアイドル時
の作動に備えることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、フィルタ及び吸
着剤を吸入空気により再生することができるとともに吸
着させた臭い成分を再燃焼させるために臭い成分の大気
への放出を低減することができる。

【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ｗ
Ｋ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、２
８・・・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、
   前記バイパス通路の吸着剤より下流側とエンジンの吸気
   側とを連結する連結通路を設けるとともに、前記バイパ
   ス通路のフィルタより上流側に空気を導入する空気導入
   手段を設け、さらに前記バイパス通路への排気ガスの流
   れを制御する第１の弁装置と前記連結通路への排気ガス
   の流れを制御する第２の弁装置とを設け、エンジン運転
   状態に応じて第１の弁装置を開いて排気ガスの浄化を行
   い、さらに他の運転状態に応じて第２の弁装置を開くと
   ともに前記空気導入手段により空気を導入し、前記フィ
   ルタを着火再生せしめるとともに吸着剤に吸着した臭い
   成分を脱離させて前記連結通路から吸気側へ運ぶように
   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。