JP2987467B2 - 排ガス浄化装置及びその空燃比制御方法 - Google Patents
排ガス浄化装置及びその空燃比制御方法Info
- Publication number
- JP2987467B2 JP2987467B2 JP3062781A JP6278191A JP2987467B2 JP 2987467 B2 JP2987467 B2 JP 2987467B2 JP 3062781 A JP3062781 A JP 3062781A JP 6278191 A JP6278191 A JP 6278191A JP 2987467 B2 JP2987467 B2 JP 2987467B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen sensor
- air
- fuel ratio
- way catalyst
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空燃比を調整する調整
装置と内燃機関の排気側に三元触媒を備えた排ガス浄化
装置に関するものである。
装置と内燃機関の排気側に三元触媒を備えた排ガス浄化
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、酸素センサを具備し内燃機関
の空燃比を制御する制御装置が提案されている（特開昭
５４−５７０２９号等）。
の空燃比を制御する制御装置が提案されている（特開昭
５４−５７０２９号等）。
【０００３】この制御装置は、特にガソリンやブタン、
プロパンを燃料にする内燃機関に利用されており、排ガ
ス中の有害成分である、窒素酸化物（ＮＯｘ）や一酸化
炭素（ＣＯ）及び未燃の炭化水素（ＨＣ）を効率的に浄
化するものである。
プロパンを燃料にする内燃機関に利用されており、排ガ
ス中の有害成分である、窒素酸化物（ＮＯｘ）や一酸化
炭素（ＣＯ）及び未燃の炭化水素（ＨＣ）を効率的に浄
化するものである。
【０００４】図４にその浄化性能を模式的に示したグラ
フである。
フである。
【０００５】図４の点線、鎖線及び一点鎖線は、内燃機
関の三元触媒を通過した排ガス中のガス濃度である。そ
れぞれ鎖線がＮＯ、点線がＣＯ、一点鎖線がＨＣの濃度
を示している。これらのガス濃度値（ｐｐｍ）は、左側
の縦軸に示されている。なお、グラフの横軸はλ（実際
の空燃比／理論燃焼空燃比）を示している。図４から明
らかなように、λが１．００付近の値に近づいた時、有
害成分のＮＯ、ＣＯ及びＨＣのガス濃度は低くなり、有
害成分が一番効率よく除去されていることがわかる。こ
のλ＝１．００付近の領域を三元触媒の最適浄化領域と
いう。
関の三元触媒を通過した排ガス中のガス濃度である。そ
れぞれ鎖線がＮＯ、点線がＣＯ、一点鎖線がＨＣの濃度
を示している。これらのガス濃度値（ｐｐｍ）は、左側
の縦軸に示されている。なお、グラフの横軸はλ（実際
の空燃比／理論燃焼空燃比）を示している。図４から明
らかなように、λが１．００付近の値に近づいた時、有
害成分のＮＯ、ＣＯ及びＨＣのガス濃度は低くなり、有
害成分が一番効率よく除去されていることがわかる。こ
のλ＝１．００付近の領域を三元触媒の最適浄化領域と
いう。
【０００６】また、図４の実線はその排ガス中におかれ
た酸素センサの出力値である。この酸素センサは、通常
ジルコニアを固定電解質として用いた起電力型のもので
ある。この酸素センサの特徴は、λが１．００付近で出
力が大きく変化し、λ＝１．０を検出できる。そのた
め、この酸素センサの制御点を図４のＡ点に設定し、空
燃比をフィードバック制御すれば三元触媒を効率よく働
かせることができる。
た酸素センサの出力値である。この酸素センサは、通常
ジルコニアを固定電解質として用いた起電力型のもので
ある。この酸素センサの特徴は、λが１．００付近で出
力が大きく変化し、λ＝１．０を検出できる。そのた
め、この酸素センサの制御点を図４のＡ点に設定し、空
燃比をフィードバック制御すれば三元触媒を効率よく働
かせることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】現状のガソリン機関に
用いられる排ガス浄化装置を、そのままの構造でメタン
を主成分とした燃料を用いる内燃機関において使用し、
また、メタン高活性（メタンを酸化しやすい性質）な三
元触媒を用いた場合には下記のようになる。
用いられる排ガス浄化装置を、そのままの構造でメタン
を主成分とした燃料を用いる内燃機関において使用し、
また、メタン高活性（メタンを酸化しやすい性質）な三
元触媒を用いた場合には下記のようになる。
【０００８】三元触媒のメタン活性が高い時には、図４
に示すのと同様に、メタンを主成分とする燃料の内燃機
関においても、ガソリン機関とほぼ同じような浄化特性
を得ることができる。
に示すのと同様に、メタンを主成分とする燃料の内燃機
関においても、ガソリン機関とほぼ同じような浄化特性
を得ることができる。
【０００９】ところが、三元触媒の酸化活性成分である
Ｐｔは早くシンタリングをひきおこし、このため、三元
触媒はメタン活性が低下しやすい。
Ｐｔは早くシンタリングをひきおこし、このため、三元
触媒はメタン活性が低下しやすい。
【００１０】したがって、メタン活性の低下した三元触
媒を用いて上記と同じシステムを作動させた場合には、
図５のような浄化特性を示す。すなわち、三元触媒の最
適浄化領域が、酸素センサの有効に空燃比を制御できる
範囲よりもずれてしまう。そのため、酸素センサに最初
に設定した図４のＡ点の設定電圧のままでは、ＮＯｘを
浄化できず、充分な性能が得られない。
媒を用いて上記と同じシステムを作動させた場合には、
図５のような浄化特性を示す。すなわち、三元触媒の最
適浄化領域が、酸素センサの有効に空燃比を制御できる
範囲よりもずれてしまう。そのため、酸素センサに最初
に設定した図４のＡ点の設定電圧のままでは、ＮＯｘを
浄化できず、充分な性能が得られない。
【００１１】
【発明の目的】そこで本発明は、上記問題点に鑑み、三
元触媒の最適浄化領域がずれても、うまく空燃比制御を
行える排ガス浄化装置及びその空燃比制御方法を提供す
るものである。
元触媒の最適浄化領域がずれても、うまく空燃比制御を
行える排ガス浄化装置及びその空燃比制御方法を提供す
るものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の排ガ
ス浄化装置は、空燃比を調整する調整装置と内燃機関の
排気側に三元触媒を備えた排ガス浄化装置において、三
元触媒の前流側と内燃機関の排気側との間に第１酸素セ
ンサを設け、三元触媒の後流側にメタン不活性またはメ
タン低活性の第２酸素センサを設け、第１酸素センサと
第２酸素センサからの出力信号により調整装置を制御す
る制御装置とを設けたものである。
ス浄化装置は、空燃比を調整する調整装置と内燃機関の
排気側に三元触媒を備えた排ガス浄化装置において、三
元触媒の前流側と内燃機関の排気側との間に第１酸素セ
ンサを設け、三元触媒の後流側にメタン不活性またはメ
タン低活性の第２酸素センサを設け、第１酸素センサと
第２酸素センサからの出力信号により調整装置を制御す
る制御装置とを設けたものである。
【００１３】本発明の請求項２の空燃比制御方法は、第
２酸素センサによって三元触媒の最適浄化領域を検出
し、第１酸素センサの空燃比の制御点をこの検出した最
適浄化領域内に移動させ、この移動した空燃比の制御点
で制御装置が調整装置を制御することにより空燃比制御
を行なうものである。
２酸素センサによって三元触媒の最適浄化領域を検出
し、第１酸素センサの空燃比の制御点をこの検出した最
適浄化領域内に移動させ、この移動した空燃比の制御点
で制御装置が調整装置を制御することにより空燃比制御
を行なうものである。
【００１４】
【作 用】請求項１の排ガス浄化装置であると、第２酸
素センサは、メタン不活性またはメタン低活性の性質が
あるため、常に三元触媒の最適浄化領域と一致した出力
信号を出力する。そのため、この出力値により劣化した
三元触媒の最適浄化領域を検出し、第２酸素センサの空
燃比の制御点をこの検出した最適浄化領域内に移動させ
ると、常に三元触媒の最適浄化領域における空燃比制御
を、制御装置によって行うことができる。
素センサは、メタン不活性またはメタン低活性の性質が
あるため、常に三元触媒の最適浄化領域と一致した出力
信号を出力する。そのため、この出力値により劣化した
三元触媒の最適浄化領域を検出し、第２酸素センサの空
燃比の制御点をこの検出した最適浄化領域内に移動させ
ると、常に三元触媒の最適浄化領域における空燃比制御
を、制御装置によって行うことができる。
【００１５】請求項２の空燃比制御方法であると、第２
酸素センサによって三元触媒の最適浄化領域を検出し、
第１センサの空燃比の制御点をこの検出した最適浄化領
域内に移動させ、この移動した空燃比の制御点で制御装
置が調整装置を制御することにより、常に三元触媒の最
適浄化領域内での空燃比制御を行うことができる。
酸素センサによって三元触媒の最適浄化領域を検出し、
第１センサの空燃比の制御点をこの検出した最適浄化領
域内に移動させ、この移動した空燃比の制御点で制御装
置が調整装置を制御することにより、常に三元触媒の最
適浄化領域内での空燃比制御を行うことができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１７】図１は本実施例の空燃比制御システム１０
のブロック図である。
のブロック図である。
【００１８】符号１２は、燃料供給管である。この燃料
供給管１２から都市ガス１３Ａが供給され、空気供給管
１４から空気が供給される。
供給管１２から都市ガス１３Ａが供給され、空気供給管
１４から空気が供給される。
【００１９】符号１６はスロットルである。
【００２０】符号１８はバイパス弁であって、このバイ
パス弁１８はモジュールモータによって動作する。
パス弁１８はモジュールモータによって動作する。
【００２１】符号２０は、ガスエンジンである。
【００２２】符号２２は、ガスエンジンの排気側に設け
られた三元触媒である。
られた三元触媒である。
【００２３】符号２４は、ガスエンジン２０の排気側と
三元触媒の前流側との間に設けられた第１酸素センサで
ある。
三元触媒の前流側との間に設けられた第１酸素センサで
ある。
【００２４】符号２６は、三元触媒の後流側に設けられ
た第２酸素センサである。この第２酸素センサ２６は、
メタン不活性もしくはメタン低活性型酸素センサであ
る。このようなメタン不活性もしくはメタン低活性型酸
素センサとしては、例えば、特開平２−２４５４９号に
開示されたペロブスカイト型複合酸化物を用いた酸素セ
ンサがあげられる。この第２酸素センサ２６の急変点
は、メタン不活性特性により、メタン活性が落ちた三元
触媒２２であっても、その最適浄化領域と常にほぼ一致
する。
た第２酸素センサである。この第２酸素センサ２６は、
メタン不活性もしくはメタン低活性型酸素センサであ
る。このようなメタン不活性もしくはメタン低活性型酸
素センサとしては、例えば、特開平２−２４５４９号に
開示されたペロブスカイト型複合酸化物を用いた酸素セ
ンサがあげられる。この第２酸素センサ２６の急変点
は、メタン不活性特性により、メタン活性が落ちた三元
触媒２２であっても、その最適浄化領域と常にほぼ一致
する。
【００２５】符号２８は、第１酸素センサ２４及び第２
酸素センサ２６からの出力電圧に応じて、バイパス弁１
８のモジュールモータを動作させる制御装置である。
酸素センサ２６からの出力電圧に応じて、バイパス弁１
８のモジュールモータを動作させる制御装置である。
【００２６】次に上記構成の空燃比制御システム１０に
おける動作状態を説明する。
おける動作状態を説明する。
【００２７】図２のグラフは、メタン活性の低下した三
元触媒２２の排ガス中の各ガス濃度と、第１酸素センサ
２４及び第２酸素センサ２６の特性を示している。
元触媒２２の排ガス中の各ガス濃度と、第１酸素センサ
２４及び第２酸素センサ２６の特性を示している。
【００２８】上記構成の空燃比制御システム１０である
と、第２酸素センサ２６の急変点と三元触媒２２の最適
浄化領域と常に一致しているため、この第２酸素センサ
２６の急変点を制御装置２８が検出する。
と、第２酸素センサ２６の急変点と三元触媒２２の最適
浄化領域と常に一致しているため、この第２酸素センサ
２６の急変点を制御装置２８が検出する。
【００２９】制御装置２８は第１酸素センサ２４の空燃
比の制御点（制御電圧）を第２酸素センサ２６の急変点
に合せる。図２においては、制御電圧をＡ点からＢ点に
移動させる。これにより、三元触媒２２の劣化した状態
の最適浄化領域に合せることができる。
比の制御点（制御電圧）を第２酸素センサ２６の急変点
に合せる。図２においては、制御電圧をＡ点からＢ点に
移動させる。これにより、三元触媒２２の劣化した状態
の最適浄化領域に合せることができる。
【００３０】すなわち、第２酸素センサ２６を利用する
際には、第２酸素センサ２６の出力電圧がある一定値を
超えたか、もしくは超えないかでリーン側かリッチ側か
を判断する。そして、この第２酸素センサ２６を利用す
ることにより、測定した排ガスがリーン側かリッチ側か
を判断し、第１酸素センサ２４の空燃比の制御点を、三
元触媒の最適浄化領域に追従させることができる。
際には、第２酸素センサ２６の出力電圧がある一定値を
超えたか、もしくは超えないかでリーン側かリッチ側か
を判断する。そして、この第２酸素センサ２６を利用す
ることにより、測定した排ガスがリーン側かリッチ側か
を判断し、第１酸素センサ２４の空燃比の制御点を、三
元触媒の最適浄化領域に追従させることができる。
【００３１】これにより、三元触媒２２の劣化状態にか
かわらず長期的に安定な浄化性能を得ることができる。
かわらず長期的に安定な浄化性能を得ることができる。
【００３２】なお、上記実施例では、第２酸素センサ２
６として、ペロブスカイト型複合酸化物を用いた酸素セ
ンサを用いたが、これに代えて、ジルコニア酸素センサ
を使用することができる。このジルコニア酸素センサを
使用する場合には、排ガスの煙道の温度の低い位置に配
し、酸素センサに備えつけられたヒータをもって温度制
御することにより実現できる。
６として、ペロブスカイト型複合酸化物を用いた酸素セ
ンサを用いたが、これに代えて、ジルコニア酸素センサ
を使用することができる。このジルコニア酸素センサを
使用する場合には、排ガスの煙道の温度の低い位置に配
し、酸素センサに備えつけられたヒータをもって温度制
御することにより実現できる。
【００３３】図３のジルコニア酸素センサのメタン酸化
活性−温度特性のグラフに示されるようになっている。
すなわち、ジルコニア酸素センサは、温度が３００℃を
超えると、メタン酸化活性がほぼ１００％近くになる
が、温度を２５０℃程度に保つと、そのメタン酸化活性
を低下する。これにより、ジルコニア酸素センサであっ
ても２５０℃程度の位置に取付けるとメタン不活性型酸
素センサが実現することができる。
活性−温度特性のグラフに示されるようになっている。
すなわち、ジルコニア酸素センサは、温度が３００℃を
超えると、メタン酸化活性がほぼ１００％近くになる
が、温度を２５０℃程度に保つと、そのメタン酸化活性
を低下する。これにより、ジルコニア酸素センサであっ
ても２５０℃程度の位置に取付けるとメタン不活性型酸
素センサが実現することができる。
【００３４】
【発明の効果】上記により、本発明の排ガス浄化装置及
びその空燃比制御方法であると、三元触媒の初期的なメ
タン活性の低下による最適浄化領域の移動の際に、この
移動と共に、第１酸素センサの空燃比制御点が移動でき
るため、常に最適な空燃比制御を行うことができる。
びその空燃比制御方法であると、三元触媒の初期的なメ
タン活性の低下による最適浄化領域の移動の際に、この
移動と共に、第１酸素センサの空燃比制御点が移動でき
るため、常に最適な空燃比制御を行うことができる。
【図１】本実施例の空燃比制御システムのブロック図で
ある。
ある。
【図２】第１酸素センサ、第２酸素センサの出力電圧及
びガス濃度との関係を示したグラフである。
びガス濃度との関係を示したグラフである。
【図３】ジルコニア酸素センサのメタン酸化活性の状態
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】従来の空燃比制御システムにおける酸素センサ
の出力電圧及びガス濃度との関係を示したグラフであ
る。
の出力電圧及びガス濃度との関係を示したグラフであ
る。
【図５】従来の空燃比制御システムにおいて、三元触媒
のメタン活性が低下し、三元触媒の最適浄化領域がづれ
た状態を示すグラフである。
のメタン活性が低下し、三元触媒の最適浄化領域がづれ
た状態を示すグラフである。
１０……空燃比制御システム １２……燃料供給管 １４……空気供給管 １６……スロットル １８……バイパス弁 ２０……ガスエンジン ２２……三元触媒 ２４……第１酸素センサ ２６……第２酸素センサ ２８……制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 睦 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大 阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−74557（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−74549（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−118708（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−8856（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−8855（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−8854（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/14 310 F02D 41/02 330
Claims (2)
- 【請求項１】空燃比を調整する調整装置と内燃機関の排
気側に三元触媒を備えた排ガス浄化装置において、 三元触媒の前流側と内燃機関の排気側との間に第１酸素
センサを設け、 三元触媒の後流側にメタン不活性またはメタン低活性の
第２酸素センサを設け、 第１酸素センサと第２酸素センサからの出力信号により
調整装置を制御する制御装置とを設けた排ガス浄化装
置。 - 【請求項２】第２酸素センサによって三元触媒の最適浄
化領域を検出し、 第１酸素センサの空燃比の制御点をこの検出した最適浄
化領域内に移動させ、 この移動した空燃比の制御点で制御装置が調整装置を制
御することにより空燃比制御を行なう請求項１記載の排
ガス浄化装置における空燃比制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062781A JP2987467B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 排ガス浄化装置及びその空燃比制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062781A JP2987467B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 排ガス浄化装置及びその空燃比制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04298659A JPH04298659A (ja) | 1992-10-22 |
| JP2987467B2 true JP2987467B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=13210248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3062781A Expired - Lifetime JP2987467B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 排ガス浄化装置及びその空燃比制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2987467B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2901027B2 (ja) * | 1991-11-22 | 1999-06-02 | 東京瓦斯株式会社 | ガスエンジンの空燃比制御方法 |
| JP3009228B2 (ja) * | 1995-02-15 | 2000-02-14 | 株式会社 日立製作所 | 天然ガスエンジンの排気浄化方法及び装置 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP3062781A patent/JP2987467B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04298659A (ja) | 1992-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS5840010B2 (ja) | クウネンピセイギヨソウチ | |
| WO2005121516A1 (en) | Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine | |
| JPH0989830A (ja) | 触媒劣化検出装置 | |
| JP2989929B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| KR20210088239A (ko) | 촉매의 산소 저장량에 기반한 공연비 제어 장치 및 방법 | |
| JPS6020570B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給装置 | |
| JP2987467B2 (ja) | 排ガス浄化装置及びその空燃比制御方法 | |
| JP2005140011A (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
| JP2558032Y2 (ja) | 排ガス浄化装置を有する内燃機関の煙道 | |
| JPH05272329A (ja) | エンジンの排気ガス浄化用触媒の劣化検出方法及びその装置 | |
| JP3013266B2 (ja) | 排ガス浄化装置の触媒劣化検出装置及びその触媒劣化検出方法 | |
| JPH0466716A (ja) | 内燃機関の触媒コンバータ装置 | |
| JPH08319822A (ja) | 内燃機関の排気ガス浄化用触媒 | |
| JP4168877B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
| JP2805822B2 (ja) | 内燃エンジンの空燃比制御方法 | |
| JP2003328822A (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
| JPH0450441A (ja) | 内燃エンジンの排気浄化装置 | |
| KR101865743B1 (ko) | 차량의 배기가스 정화 방법 및 그 정화 장치 | |
| JPH0472975B2 (ja) | ||
| JP2023161331A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JPH06200751A (ja) | エンジンの排気浄化装置 | |
| KR100440135B1 (ko) | 전압필터를 이용한 산소센서 제어방법 | |
| JPS59162339A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPH0511294Y2 (ja) | ||
| JPH1026017A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081008 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101008 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111008 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111008 Year of fee payment: 12 |