JP2946893B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気通路に
ＮＯx 浄化触媒を備えた排気浄化装置で、耐久後の暖機
時にも十分にＨＣの排出を抑制できる内燃機関の排気浄
化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus provided with a NOx purifying catalyst in an exhaust passage of an internal combustion engine, and to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine capable of sufficiently suppressing the emission of HC even during warm-up after durability. .

【０００２】[0002]

【従来の技術】特開平１−１３９１４５号公報は、希薄
燃焼可能な内燃機関の排気通路に、Ｃｕをイオン交換し
てゼオライトに担持したＮＯx 触媒を設置して、空燃比
リーン域の排気中でもＮＯx を浄化できるようにし、さ
らにその下流に三元触媒または酸化触媒を配置してＨ
Ｃ、ＣＯを酸化できるようにした排気浄化装置を提案し
ている。2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-139145 discloses that a NOx catalyst in which Cu is ion-exchanged and supported on zeolite is installed in an exhaust passage of an internal combustion engine capable of lean combustion so that NOx is exhausted even in the lean air-fuel ratio region. Can be purified, and a three-way catalyst or an oxidation catalyst is further disposed downstream of the H
An exhaust gas purification device capable of oxidizing C and CO has been proposed.

【０００３】また、空燃比リーン域の排気中でもＮＯx
を還元できる触媒として、Ｃｕ／ゼオライト触媒の他
に、Ｐｔをアルミナまたはゼオライトに担持した触媒も
ある。Ｐｔ／アルミナ触媒は、Ｃｕ／ゼオライト触媒に
比べて、ＮＯx 浄化率において若干劣るが、耐熱性にお
いて優っている。[0003] In addition, even in the exhaust gas in the lean air-fuel ratio range, NOx
In addition to the Cu / zeolite catalyst, there is a catalyst in which Pt is supported on alumina or zeolite. The Pt / alumina catalyst is slightly inferior in NOx purification rate as compared with the Cu / zeolite catalyst, but is superior in heat resistance.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のＣｕ／ゼオライ
ト触媒と三元触媒または酸化触媒の直列配列の排気浄化
装置において、Ｃｕ／ゼオライト触媒をＰｔ／アルミナ
触媒に置き換えて排気浄化装置の耐久性、耐熱性を向上
させる場合、次の問題がある。SUMMARY OF THE INVENTION In a conventional exhaust gas purifier having a serial arrangement of a Cu / zeolite catalyst and a three-way catalyst or an oxidation catalyst, the durability of the exhaust gas purifier is improved by replacing the Cu / zeolite catalyst with a Pt / alumina catalyst. When improving heat resistance, there are the following problems.

【０００５】すなわち、図５に示すようにＰｔ／アルミ
ナ触媒には、Ｃｕ／ゼオライト触媒と同じように良好な
ＮＯx 浄化率を示す温度ウィンドゥがあり、Ｐｔ／アル
ミナ触媒の、最高ＮＯx 浄化率を示せる温度は約３００
°Ｃ近辺にある。したがって、Ｐｔ／アルミナ触媒を車
両に搭載する場合、エンジンから離れて排気ガス温度が
比較的低温となる車両床下とされるので、それより下流
の三元触媒または酸化触媒は約３００°Ｃより低い温度
となる。三元触媒、酸化触媒の活性開始温度は、初期に
おいて３００°Ｃを若干下まわったところにあるので、
通常運転時においても三元触媒、酸化触媒の温度は活性
開始温度に近いところにあり、その活性が問題となり、
ＨＣ、ＣＯの浄化が問題となる。That is, as shown in FIG. 5, the Pt / alumina catalyst has a temperature window showing a good NOx purification rate as in the case of the Cu / zeolite catalyst, and shows the highest NOx purification rate of the Pt / alumina catalyst. Temperature is about 300
° C. Therefore, when a Pt / alumina catalyst is mounted on a vehicle, the Pt / alumina catalyst is located below the vehicle floor where the exhaust gas temperature is relatively low apart from the engine, and the three-way catalyst or the oxidation catalyst downstream therefrom is lower than about 300 ° C. Temperature. Since the activation start temperature of the three-way catalyst and the oxidation catalyst is slightly below 300 ° C. in the initial stage,
Even during normal operation, the temperature of the three-way catalyst and the oxidation catalyst is close to the activation start temperature, and the activity becomes a problem,
The purification of HC and CO becomes a problem.

【０００６】しかも、耐久後においては、三元触媒、酸
化触媒の劣化によって活性開始温度が高温側にずれるの
で、耐久後のＨＣ、ＣＯの浄化は、使用初期に比べてさ
らに問題となる。In addition, after the endurance, the activation start temperature shifts to the high temperature side due to the deterioration of the three-way catalyst and the oxidation catalyst. Therefore, the purification of HC and CO after the endurance is more problematic than in the early stage of use.

【０００７】本発明の目的は、ＮＯx 触媒とその下流に
三元触媒または酸化触媒を備えた内燃機関の排気浄化装
置において、ＨＣ、ＣＯの浄化能力も十分に発揮させる
ようにすることにある。An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine provided with a NOx catalyst and a three-way catalyst or an oxidation catalyst downstream thereof so as to sufficiently exhibit the purifying ability of HC and CO.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、次の内燃機関の排気浄化装置によって達成され
る。すなわち、希薄燃焼可能な内燃機関およびその排気
通路と、前記排気通路に設けられた、加熱手段無しの、
Ｐｔ／アルミナ触媒から構成された低温領域で活性のあ
るＮＯx 触媒と、前記排気通路の、前記ＮＯx 触媒より
下流側に設けられた、ヒータ付の、前記 ＮＯｘ触媒より
も高温で活性のある酸化能力を有するヒータ付触媒と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。According to the present invention, the above object is achieved by the following apparatus for purifying exhaust gas of an internal combustion engine. That is, an internal combustion engine capable of lean combustion and its exhaust passage, and provided in the exhaust passage, without heating means,
Active at low temperature range composed of Pt / alumina catalyst
That the NOx catalyst, the exhaust passage, disposed downstream of the NOx catalyst, dated heaters, than the NOx catalyst
A catalyst with a heater having an active oxidizing ability at a high temperature ,
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, comprising:

【０００９】[0009]

【作用】上記本発明の内燃機関の排気浄化装置において
は、ＮＯx 触媒の下流の酸化能力を有する触媒の温度が
活性開始温度より下った場合または下るかもしれない運
転条件にある場合、ヒータをオンとすることによって酸
化能力を有する触媒の温度を上げることができ、設置場
所や耐久後の如何を問わず、酸化能力を有する触媒をそ
の活性開始温度以上で用いることができるので、ＨＣ、
ＣＯの外部への排出を常に抑制することができる。In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the heater is turned on when the temperature of the oxidizing catalyst downstream of the NOx catalyst is lower than the activation start temperature or in the operating condition that may be lowered. By raising the temperature of the catalyst having oxidizing ability, and regardless of the installation location or after endurance, the catalyst having oxidizing ability can be used at or above its activation start temperature, so that HC,
The emission of CO to the outside can always be suppressed.

【００１０】[0010]

【実施例】以下に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置の望ましい実施例を図面を参照して説明する。図１、
図２に示すように、希薄燃焼可能な内燃機関２の排気通
路４には、Ｐｔをアルミナに担持した、加熱手段無し
の、空燃比リーン域の排気ガス中でＮＯｘを還元でき
る、ＮＯx 触媒６が配置されている。内燃機関排気通路
４の、ＮＯx触媒６よりも下流側の部分にはヒータ付
の、酸化能力を有する触媒８が配設されている。酸化能
力を有する触媒８は、三元触媒、または酸化触媒たとえ
ばＰｔ／アルミナ触媒から成る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1,
As shown in FIG. 2, the exhaust passage 4 of a lean burn internal combustion engine capable of 2, supporting Pt on alumina, without the heating means, capable of reducing NOx in the exhaust gas of lean air-fuel ratio range, NOx catalyst 6 are arranged. A catalyst 8 having a heater and having an oxidizing ability is provided in a portion of the exhaust passage 4 of the internal combustion engine downstream of the NOx catalyst 6. The catalyst 8 having an oxidizing ability comprises a three-way catalyst or an oxidation catalyst such as a Pt / alumina catalyst.

【００１１】ヒータ付触媒８は、たとえば通電時の抵抗
熱を発する金属板にアルミナ等の担体をコーティング
し、それにＰｔ／アルミナ触媒の場合はＰｔを、三元触
媒の場合はＰｔ、Ｒｈを担持させたものから成る。三元
触媒の場合はＲｈの担持によって、空燃比がストイキよ
りリッチ側の排気中におけるＮＯx 浄化率がＰｔのみを
担持させた触媒に比べて上がる。ヒータ付触媒のヒータ
は酸化能力を有する触媒８と切離して該触媒８のすぐ上
流に、ただしＮＯx 触媒６より下流に、設けてもよい。The heater-equipped catalyst 8 is formed, for example, by coating a metal plate that generates resistance heat when energized with a carrier such as alumina, and carrying Pt in the case of a Pt / alumina catalyst, and Pt and Rh in the case of a three-way catalyst. Consists of In the case of a three-way catalyst, by carrying Rh, the NOx purification rate in exhaust gas having an air-fuel ratio richer than the stoichiometric ratio is increased as compared with a catalyst carrying only Pt. The heater of the heater-equipped catalyst may be provided immediately upstream of the catalyst 8 which is separated from the oxidizing catalyst 8 but downstream of the NOx catalyst 6.

【００１２】ＮＯx 触媒６は、約３００°Ｃ近辺におい
て最高ＮＯx 浄化率を示すので、排気ガス温が自然放熱
で３００°Ｃ近傍になる位置に内燃機関２から離して、
したがって車両の床下に、設置してある。また、高温と
したくないので、ヒータ付触媒８のヒータ８ａオン時の
熱が熱伝導によってＮＯx 触媒６に伝わらないように、
両触媒６、８の間にはスペースを設けることが望まし
い。Since the NOx catalyst 6 exhibits the highest NOx purification rate near about 300 ° C., the NOx catalyst 6 is separated from the internal combustion engine 2 at a position where the exhaust gas temperature becomes close to 300 ° C. by natural heat radiation.
Therefore, it is installed under the floor of the vehicle. Also, since the temperature is not set to be high, the heat when the heater 8a of the catalyst with heater 8 is turned on is not transmitted to the NOx catalyst 6 by heat conduction.
It is desirable to provide a space between the catalysts 6 and 8.

【００１３】Ｐｔ／アルミナ触媒、三元触媒からなるヒ
ータ付触媒８の活性開始温度は、使用初期においては３
００°Ｃより若干低いところにあり、耐久後は３００°
Ｃを少し超えるかもしれない。ＮＯx 触媒６を排気ガス
が３００°Ｃ近傍になる位置に配置すると、それより下
流のヒータ付触媒８の温度は３００°Ｃ以下になるおそ
れがあるので、ヒータ付触媒８の温度が通常運転時に活
性開始温度以下になったときまたはなるおそれがあると
きに、活性開始温度以上にするように、ヒータ８ａへの
通電を制御するヒータ制御手段１０が設けられる。The activation start temperature of the heater-equipped catalyst 8 comprising a Pt / alumina catalyst and a three-way catalyst is 3 at the beginning of use.
Slightly lower than 00 ° C, 300 ° after endurance
May be a little over C. If the NOx catalyst 6 is arranged at a position where the exhaust gas becomes close to 300 ° C., the temperature of the heater-equipped catalyst 8 downstream therefrom may become 300 ° C. or less. When the temperature becomes lower than the activation start temperature or when there is a possibility that the temperature becomes lower than the activation start temperature, a heater control means 10 for controlling energization to the heater 8a is provided so as to make the temperature higher than the activation start temperature.

【００１４】この制御が実行され得るように、種々のセ
ンサ、および制御装置１２が設けられる。センサとして
は、ヒータ付触媒８の触媒床温度を検出する触媒温度セ
ンサ１４（触媒床温度を代表する温度、たとえば触媒８
の出ガス温度を検出するセンサであってもよい）、機関
の負荷状態を検出するための、吸気圧力ＰＭを検出する
吸気圧力センサ１６、スロットル開度（吸気量ＱＮと相
関）を検出するスロットル開度センサ１８、機関の運転
状態を知るために機関回転速度ＮＥを検出する、ディス
トリビュータに内蔵されたクランク角センサ２０、等が
設けられる。Various sensors and a control device 12 are provided so that this control can be performed. As the sensor, a catalyst temperature sensor 14 (a temperature representing the catalyst bed temperature, for example, the catalyst 8) for detecting the catalyst bed temperature of the heater-equipped catalyst 8 is used.
May be a sensor for detecting the temperature of the gas discharged from the engine), an intake pressure sensor 16 for detecting the intake pressure PM for detecting the load state of the engine, and a throttle for detecting the throttle opening (correlated with the intake air amount QN). An opening degree sensor 18, a crank angle sensor 20 built in the distributor for detecting the engine rotation speed NE to know the operating state of the engine, and the like are provided.

【００１５】制御装置（ＥＣＵ）１２はマイクロコンピ
ュータから成り、通常のマイクロコンピュータと同様
に、演算を実行するセントラルプロセッサユニット（Ｃ
ＰＵ）、読み出し専用のメモリであるリードオンリメモ
リ（ＲＯＭ）、一時記憶用のランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）、アナログ入力量をディジタル量に変換する
アナログ／ディジタル変換器、入力インタフェース、出
力インタフェースを有する。クランク角センサ２０から
のディジタル入力量は入力インタフェースに入力され、
その他のセンサのアナログ量はアナログ／ディジタル変
換器でディジタル量に変換されて入力インタフェースに
入力される。ＣＰＵで演算された指令は制御装置１２の
出力インタフェースからヒータ制御スイッチ２４に送ら
れ、ヒータ８ａへの通電を制御する。なお、２２はバッ
テリである。The control unit (ECU) 12 is composed of a microcomputer, and, like a general microcomputer, a central processor unit (C) for executing an operation.
PU), a read-only memory (ROM) which is a read-only memory, a random access memory (RAM) for temporary storage, an analog / digital converter for converting an analog input amount into a digital amount, an input interface, and an output interface. The digital input amount from the crank angle sensor 20 is input to the input interface,
Analog quantities of other sensors are converted to digital quantities by an analog / digital converter and input to an input interface. The command calculated by the CPU is sent from the output interface of the control device 12 to the heater control switch 24 to control the energization of the heater 8a. In addition, 22 is a battery.

【００１６】制御装置１２のＲＯＭは、図３、図４の制
御プログラムを記憶しており、これらのプログラムはＣ
ＰＵに読み出されて、所定の演算が実行される。図３の
プログラムが、ヒータ制御手段１０を構成し、図４のプ
ログラムは通常の燃料噴射制御プログラムである。The ROM of the control device 12 stores the control programs shown in FIGS. 3 and 4.
The data is read out to the PU and a predetermined operation is executed. The program in FIG. 3 constitutes the heater control means 10, and the program in FIG. 4 is a normal fuel injection control program.

【００１７】図４の燃料噴射制御のルーチンには、所定
時間間隔で、または所定クランク角毎に割込みされる。
まず、ステップ１０２にて、機関の運転状態を知るため
の入力値、すなわち機関回転速度ＮＥ（クランク角セン
サ２０の出力より演算可）、吸気圧力ＰＭ（吸気圧力セ
ンサ１６の出力）を読み込む。続いて、ステップ１０４
にて、ＮＥ、ＰＭより二次元マップを利用して基本燃料
噴射量を求め、それに各種の補正、たとえば水温補正
（機関冷却水温が低い始動直後等に燃料噴射量を増量す
る補正）、吸気温補正、ＥＧＲ補正等を施して、燃料噴
射量ＴＡＵを求める。続いて、ステップ１０６にて、燃
料噴射量ＴＡＵの場合と同様に、ＮＥ、ＰＭから二次元
マップを利用して点火時期ＳＡを求め、ステップ１０８
にて、求めた燃料噴射量ＴＡＵ、点火時期ＳＡに従っ
て、燃料噴射、点火を実行する。それからリターンし、
図３のルーチンに入る。The fuel injection control routine of FIG. 4 is interrupted at predetermined time intervals or at predetermined crank angles.
First, in step 102, an input value for knowing the operating state of the engine, that is, the engine speed NE (can be calculated from the output of the crank angle sensor 20) and the intake pressure PM (the output of the intake pressure sensor 16) are read. Subsequently, step 104
, A basic fuel injection amount is obtained from the NE and PM using a two-dimensional map, and various corrections, such as a water temperature correction (a correction for increasing the fuel injection amount immediately after starting when the engine cooling water temperature is low, etc.), an intake air temperature The fuel injection amount TAU is obtained by performing correction, EGR correction, and the like. Subsequently, at step 106, as in the case of the fuel injection amount TAU, the ignition timing SA is obtained from the NE and PM using a two-dimensional map.
The fuel injection and ignition are executed according to the obtained fuel injection amount TAU and ignition timing SA. Then return,
The routine of FIG. 3 is entered.

【００１８】図３のヒータ制御手段１０のルーチンを説
明する。ステップ２０２でヒータ付触媒８の触媒床温度
Ｔｃａｔ（触媒温度センサ１２の出力）を読込み、ステ
ップ２０４に進んで、触媒床温Ｔｃａｔが耐久後の触媒
活性開始温度Ｔｃａｔ０、たとえば３２０°Ｃ、より低
いか否かを判定する。Ｔｃａｔ＜Ｔｃａｔ０ならヒータ
付触媒８が活性開始温度以下で使用されるおそれがあっ
てＨＣ、ＣＯがほとんど浄化されない可能性があるか
ら、ステップ２０６に進み、ヒータ８ａをオン（ヒータ
制御スイッチ２４オン）として、ヒータ付触媒８を加温
する。The routine of the heater control means 10 shown in FIG. 3 will be described. At step 202, the catalyst bed temperature Tcat (output of the catalyst temperature sensor 12) of the catalyst with heater 8 is read, and the routine proceeds to step 204, where the catalyst bed temperature Tcat is lower than the endurance catalyst activation start temperature Tcat0, for example, 320 ° C. It is determined whether or not. If Tcat <Tcat0, the heater-equipped catalyst 8 may be used at a temperature lower than the activation start temperature, and HC and CO may hardly be purified. Therefore, the process proceeds to step 206, where the heater 8a is turned on (the heater control switch 24 is turned on). Then, the heater-equipped catalyst 8 is heated.

【００１９】ステップ２０４で触媒床温ＴｃａｔがＴｃ
ａｔ０以上と判定されると、ステップ２０８に進む。ス
テップ２０８で吸気圧力ＰＭ（吸気圧力センサ１６の出
力）あるいはスロットル開度センサ１８の出力から求め
たスロット開度、あるいは吸入空気量ＱＮなどから機関
負荷を求める。続いてステップ２１０に進み、軽負荷状
態（アイドル回転数よりは高い回転数だがスロットル開
度は全閉に近い状態）が一定時間以上連続しているか否
かを判定する。これは軽負荷時は排気ガス温も低く、そ
の状態が一定時間以上続くとヒータ付触媒８の触媒床温
が下って遂には活性開始温度以下となるが、そのような
場合を検知するためである。ステップ２１０で軽負荷が
所定時間以上連続したと判定されるとステップ２０６に
進んでヒータ８ａをオンにし、ヒータ付触媒８を昇温さ
せるようにする。ステップ２１０で軽負荷が所定時間以
上連続していないと判定されると、ステップ２１２に進
む。In step 204, the catalyst bed temperature Tcat is set to Tc.
If it is determined that the value is at0 or more, the process proceeds to step 208. In step 208, the engine load is obtained from the intake pressure PM (output of the intake pressure sensor 16), the slot opening obtained from the output of the throttle opening sensor 18, or the intake air amount QN. Subsequently, the routine proceeds to step 210, where it is determined whether or not the light load state (a state in which the rotational speed is higher than the idling rotational speed but the throttle opening is close to the fully closed state) has continued for a predetermined time or more. This is because the temperature of the exhaust gas is also low at light load, and if the state continues for a certain period of time or more, the catalyst bed temperature of the heater-equipped catalyst 8 falls and finally falls below the activation start temperature. is there. If it is determined in step 210 that the light load has continued for a predetermined time or more, the routine proceeds to step 206, where the heater 8a is turned on, and the temperature of the heater-equipped catalyst 8 is raised. If it is determined in step 210 that the light load has not been continued for a predetermined time or more, the process proceeds to step 212.

【００２０】ステップ２１２では、現在の機関運転状態
がアイドル状態か否かが判定される。これはスロットル
開度全閉でかつ機関回転速度が所定回転速度（たとえば
８００ｒｐｍ）以下であることにより判定できる。アイ
ドル状態か否かを判定するのは、アイドル状態では排気
温が軽負荷時よりさらに低く、ヒータ付触媒８の温度が
低下していきやがて活性開始温度以下となるので、それ
を防止するためである。ステップ２１２で現在の機関運
転状態がアイドル状態にあると判定されると、ステップ
２０６に進んでヒータ８ａをオンとしヒータ付触媒８の
温度を昇温させるようにする。ステップ２１２でアイド
ル状態にないと判定されると、ステップ２１４に進む。In step 212, it is determined whether or not the current engine operating state is an idle state. This can be determined when the throttle opening is fully closed and the engine speed is equal to or lower than a predetermined speed (for example, 800 rpm). The reason for determining whether or not the engine is in the idle state is to prevent the exhaust temperature from being lower in the idle state than in the light load state and the temperature of the heater-equipped catalyst 8 gradually falling below the activation start temperature. is there. If it is determined in step 212 that the current engine operation state is the idle state, the routine proceeds to step 206, where the heater 8a is turned on to raise the temperature of the heater-equipped catalyst 8. If it is determined in step 212 that the vehicle is not in the idle state, the process proceeds to step 214.

【００２１】ステップ２１４では、ヒータ付触媒８のヒ
ータ８ａへの通電はオフとされる。ステップ２１４に進
むということは、ヒータ付触媒８の温度は所定温度以上
あり、軽負荷時でもアイドル時でもないからヒータ付触
媒８の触媒温度は極端に低下することはない筈であるか
ら、活性開始温度より下らないと判断して、ヒータ８ａ
をオフとする。ステップ２０６またはステップ２１４か
らは次のステップに進んで、その割込みサイクルの演算
を終了する。In step 214, the power supply to the heater 8a of the catalyst with heater 8 is turned off. Proceeding to step 214 means that the temperature of the heater-equipped catalyst 8 is equal to or higher than the predetermined temperature, and is not at the time of light load or idling, so that the catalyst temperature of the heater-equipped catalyst 8 should not drop extremely. When it is determined that the temperature is not lower than the starting temperature, the heater 8a
Is turned off. The process proceeds from step 206 or step 214 to the next step, and the calculation of the interrupt cycle is completed.

【００２２】図３に示したヒータ制御手段１０は、ステ
ップ２０２、２０４の触媒床温判定手段、ステップ２０
８、２１０、２１２の軽負荷、アイドル判定手段を含ん
でいるが、ヒータ制御手段１０はこれらのうち何れか少
なくとも１つの判定手段、または該１つの判定手段と同
等の判定手段（たとえば触媒床温を触媒出ガス温で判定
する等）、を含んでいればよい。The heater control means 10 shown in FIG. 3 includes a catalyst bed temperature determination means of steps 202 and 204,
8, 210 and 212, the heater control means 10 includes at least one of these determination means or a determination means equivalent to the one determination means (for example, catalyst bed temperature). Is determined based on the catalyst outlet gas temperature).

【００２３】つぎに作用を説明する。通常運転時に内燃
機関２から排出される排気ガスがＮＯx 触媒６に流れて
くる間に自然放熱により温度低下し、ＮＯx 触媒６での
温度が約３００°Ｃ近傍になるので、図５に示すように
Ｐｔ／アルミナ触媒から成るＮＯx 触媒６は最高ＮＯx
浄化率を示すことができ、ＮＯx の排出が抑制される。Next, the operation will be described. During normal operation, the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 2 drops due to natural heat dissipation while flowing to the NOx catalyst 6, and the temperature at the NOx catalyst 6 becomes approximately 300 ° C., as shown in FIG. NOx catalyst 6 composed of Pt / alumina catalyst has the highest NOx
The purification rate can be indicated, and the emission of NOx is suppressed.

【００２４】しかし、ＮＯx 触媒６よりもさらに下流に
あるヒータ付触媒８は、排気ガスがＮＯx 触媒６からヒ
ータ付触媒８に流れてくる間の自然放熱による温度低下
分だけ、ＮＯx 触媒６よりも低温となるので、ヒータ付
触媒８の温度は、ヒータオフ時に３００°Ｃより低くな
る可能性があり、ヒータ付触媒活性開始温度以下になる
おそれがある。活性開始温度以下になれば、ＨＣ、ＣＯ
に対するヒータ付触媒８の浄化率が、図５に示す如く下
るので、ＨＣ、ＣＯは外気に放出されてしまう。However, the heater-equipped catalyst 8 further downstream than the NOx catalyst 6 is lower than the NOx catalyst 6 by an amount corresponding to a temperature decrease due to natural heat release while the exhaust gas flows from the NOx catalyst 6 to the heater-equipped catalyst 8. Since the temperature is low, the temperature of the heater-equipped catalyst 8 may be lower than 300 ° C. when the heater is off, and may be lower than the activation temperature of the heater-equipped catalyst. If the temperature falls below the activation start temperature, HC, CO
As shown in FIG. 5, the purification rate of the heater-equipped catalyst 8 decreases as shown in FIG. 5, so that HC and CO are released to the outside air.

【００２５】しかし、本発明では、ヒータ付触媒８の温
度がその活性開始温度以下になったり、なるおそれがあ
る時（たとえば、軽負荷運転が所定時間以上続いたり、
アイドル運転が続くとき）、ヒータ８ａをオンにしてヒ
ータ付触媒８を加温するので、ヒータ付触媒８は、常
に、触媒活性開始温度以上に保たれ、ＨＣ、ＣＯの排出
が抑制される。However, according to the present invention, when the temperature of the heater-equipped catalyst 8 becomes lower than or equal to its activation start temperature (for example, when the light load operation continues for a predetermined time or more,
When the idling operation is continued), the heater 8a is turned on to heat the heater-equipped catalyst 8, so that the heater-equipped catalyst 8 is always kept at the catalyst activation start temperature or higher, and the emission of HC and CO is suppressed.

【００２６】Ｐｔ／アルミナ触媒や、三元触媒と云えど
も、耐久劣化はあるが、耐久劣化によって触媒活性開始
温度が３００°Ｃ以上になっても、ヒータ８ａをオンと
することにより、ヒータ付触媒８を、通常運転時に活性
開始温度以上に保つことができる。Although a Pt / alumina catalyst or a three-way catalyst is deteriorated in durability, the heater 8a is turned on by turning on the heater 8a even when the catalyst activation start temperature becomes 300 ° C. or higher due to the durability deterioration. The catalyst 8 can be kept at or above the activation start temperature during normal operation.

【００２７】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、加熱手段無しの、Ｐｔ
／アルミナ触媒から構成されたＮＯx触媒の下流に設け
た触媒をヒータ付としたので、該ヒータ付触媒の温度
を、ヒータへの通電をオンとして、上げることができ、
通常運転時に常に活性開始温度以上に維持して、ＨＣ、
ＣＯの浄化をはかることができる。また、ＮＯx 触媒を
加熱手段無しとすることができるので、コスト低減とな
る。According to the present invention, Pt without heating means
/ Since the catalyst provided downstream of the NOx catalyst composed of the alumina catalyst is provided with a heater, the temperature of the catalyst with a heater can be raised by turning on the power supply to the heater,
During normal operation, always keep the temperature above the activation start temperature,
CO can be purified. Further, since the NOx catalyst can be made without a heating means, the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の排気浄化装
置のＮＯx 触媒およびヒータ付触媒の配列を示す系統図
である。FIG. 1 is a system diagram showing an arrangement of a NOx catalyst and a heater-equipped catalyst in an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.

【図２】本発明の一実施例に係る内燃機関の排気浄化装
置の全体系統図である。FIG. 2 is an overall system diagram of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.

【図３】本発明の一実施例に係る内燃機関の排気浄化装
置のうちヒータ制御手段の制御ルーチンを示すフロー図
である。FIG. 3 is a flowchart showing a control routine of a heater control means in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.

【図４】内燃機関の一般の燃料噴射制御ルーチンのフロ
ー図である。FIG. 4 is a flowchart of a general fuel injection control routine for an internal combustion engine.

【図５】Ｐｔ／アルミナ触媒のＮＯx 、ＨＣ、ＣＯ浄化
率対温度図である。FIG. 5 is a graph showing NOx, HC, and CO purification rates of a Pt / alumina catalyst versus temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２ 内燃機関 ４ 排気系 ６ ＮＯx 触媒 ８ ヒータ付触媒 ８ａ ヒータ １０ ヒータ制御手段 １２ 制御装置 １４ 触媒床温検出用の温度センサ １６ 吸気圧力センサ １８ スロットル開度センサ ２０ クランク角センサ 2 Internal combustion engine 4 Exhaust system 6 NOx catalyst 8 Catalyst with heater 8a Heater 10 Heater control means 12 Controller 14 Temperature sensor for detecting catalyst bed temperature 16 Intake pressure sensor 18 Throttle opening degree sensor 20 Crank angle sensor

フロントページの続き (72)発明者 井口 哲 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−139145（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−31359（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−27124（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−129829（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01N 3/20 F01N 3/24 F01N 3/28 301 Continuation of the front page (72) Inventor Tetsu Iguchi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (56) References JP-A-1-139145 (JP, A) JP-A-5-31359 (JP, A) JP-A-48-27124 (JP, A) JP-A-4-129829 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁶ , DB name) F01N 3/20 F01N 3/24 F01N 3 / 28 301

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 希薄燃焼可能な内燃機関およびその排気
通路と、 前記排気通路に設けられた、加熱手段無しの、Ｐｔ／ア
ルミナ触媒から構成された低温領域で活性のあるＮＯx
触媒と、 前記排気通路の、前記ＮＯx 触媒より下流側に設けられ
た、ヒータ付の、前記ＮＯｘ触媒よりも高温で活性のあ
る酸化能力を有するヒータ付触媒と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。1. An internal combustion engine capable of lean combustion and an exhaust passage thereof, and a Pt / A without heating means provided in the exhaust passage.
NOx active in low temperature range composed of lumina catalyst
A catalyst, which is provided at a downstream side of the NOx catalyst in the exhaust passage and has a heater and is activated at a higher temperature than the NOx catalyst.
Exhaust purifying apparatus for an internal combustion engine characterized by comprising a catalyst with a heater, a having an oxidizing ability that.