JP2996004B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気系に、空燃比リー
ンの燃焼の排気中でＮＯｘ（窒素酸化物）を還元でき
る、いわゆるリーンＮＯｘ触媒を具備した、内燃機関の
排気浄化装置に関する。
ンの燃焼の排気中でＮＯｘ（窒素酸化物）を還元でき
る、いわゆるリーンＮＯｘ触媒を具備した、内燃機関の
排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平１−１３０７３５号公報は、遷移
金属をイオン交換して担持したまたは貴金属を担持した
ゼオライトからなり、空燃比リーンの排気中で、ＨＣ
（炭化水素）の存在下で、ＮＯｘを浄化する触媒（以
下、リーンＮＯｘ触媒という）を開示している。
金属をイオン交換して担持したまたは貴金属を担持した
ゼオライトからなり、空燃比リーンの排気中で、ＨＣ
（炭化水素）の存在下で、ＮＯｘを浄化する触媒（以
下、リーンＮＯｘ触媒という）を開示している。
【０００３】リーンＮＯｘ触媒は、温度が定常または下
降状態にあるときよりも上昇状態にあるときの方が高い
ＮＯｘ浄化率を示すことが判明したので、本出願人は、
特願平２−３１７６６４号（公開前）において、内燃機
関の排気系に同種のリーンＮＯｘ触媒を並列に配置し、
全ての運転条件に対して一率に、一定時間間隔で、排気
流れを交互に切替えて触媒の昇温過程を強制的に繰返し
作り出し、ＮＯｘ浄化率を向上せしめる発明を提案し
た。
降状態にあるときよりも上昇状態にあるときの方が高い
ＮＯｘ浄化率を示すことが判明したので、本出願人は、
特願平２−３１７６６４号（公開前）において、内燃機
関の排気系に同種のリーンＮＯｘ触媒を並列に配置し、
全ての運転条件に対して一率に、一定時間間隔で、排気
流れを交互に切替えて触媒の昇温過程を強制的に繰返し
作り出し、ＮＯｘ浄化率を向上せしめる発明を提案し
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、先願のよう
に、同種のリーンＮＯｘ触媒間に一定時間間隔で排気流
れを切替えるものにおいては、排気温の変化への対応が
難しく、高ＮＯｘ浄化率を示す温度域から外れた温度域
になってしまうと、昇温過程を利用しても十分なＮＯｘ
浄化率が得られないという問題がある。
に、同種のリーンＮＯｘ触媒間に一定時間間隔で排気流
れを切替えるものにおいては、排気温の変化への対応が
難しく、高ＮＯｘ浄化率を示す温度域から外れた温度域
になってしまうと、昇温過程を利用しても十分なＮＯｘ
浄化率が得られないという問題がある。
【０００５】また、先願は全ての運転条件に対して一率
に排気流れの切替えを行うので、加速時のように、エン
ジン排ガス中のＮＯｘ量が増え急激に温度が上ってＨＣ
の部分酸化と活性種の生成が抑制されることにより、特
にＮＯｘ対策が必要とされる時に対して、最適なＮＯｘ
対策になっているとは云い難い。
に排気流れの切替えを行うので、加速時のように、エン
ジン排ガス中のＮＯｘ量が増え急激に温度が上ってＨＣ
の部分酸化と活性種の生成が抑制されることにより、特
にＮＯｘ対策が必要とされる時に対して、最適なＮＯｘ
対策になっているとは云い難い。
【０００６】本発明の目的は、加速時等のように特にＮ
Ｏｘ対策が必要とされる運転条件においても、高いＮＯ
ｘ浄化率を示すことのできる、内燃機関の排気浄化装置
を提供することにある。
Ｏｘ対策が必要とされる運転条件においても、高いＮＯ
ｘ浄化率を示すことのできる、内燃機関の排気浄化装置
を提供することにある。
【０００７】
【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、前記排気通路に互いに並列に設けられた、少な
くとも１個の第１のリーンＮＯｘ触媒および少なくとも
１個の第２のリーンＮＯｘ触媒と、前記第２のリーンＮ
Ｏｘ触媒に対して設けられた、前記第２のリーンＮＯｘ
触媒の温度を所定温度に維持する温度維持手段と、前記
第２のリーンＮＯｘ触媒の上流に設けられた、第２のリ
ーンＮＯｘ触媒への排気流量を変える弁手段と、前記内
燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記
運転状態検出手段が、現在の内燃機関運転状態が加速時
にあると判定したときに、前記第２のリーンＮＯｘ触媒
に流れる排気を増量し、現在の内燃機関運転状態が非加
速時にあると判定したときに、前記第２のリーンＮＯｘ
触媒に流れる排気を減量するか減量状態を維持するよう
に、前記弁手段を制御する弁手段制御手段と、を備えた
内燃機関の排気浄化装置。
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、前記排気通路に互いに並列に設けられた、少な
くとも１個の第１のリーンＮＯｘ触媒および少なくとも
１個の第２のリーンＮＯｘ触媒と、前記第２のリーンＮ
Ｏｘ触媒に対して設けられた、前記第２のリーンＮＯｘ
触媒の温度を所定温度に維持する温度維持手段と、前記
第２のリーンＮＯｘ触媒の上流に設けられた、第２のリ
ーンＮＯｘ触媒への排気流量を変える弁手段と、前記内
燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記
運転状態検出手段が、現在の内燃機関運転状態が加速時
にあると判定したときに、前記第２のリーンＮＯｘ触媒
に流れる排気を増量し、現在の内燃機関運転状態が非加
速時にあると判定したときに、前記第２のリーンＮＯｘ
触媒に流れる排気を減量するか減量状態を維持するよう
に、前記弁手段を制御する弁手段制御手段と、を備えた
内燃機関の排気浄化装置。
【０００８】
【作用】上記本発明の内燃機関の排気浄化装置において
は、非加速時には、排気ガスは第１のリーンＮＯｘ触媒
に主に流され、第２のリーンＮＯｘ触媒は休止かまたは
休止に近い状態とされるとともに保温されている。加速
時になると、第１のリーンＮＯｘ触媒と第２のリーンＮ
Ｏｘ触媒の両方に排気ガスが流され、第２のリーンＮＯ
ｘ触媒も働かされる。第２のリーンＮＯｘ触媒は休止中
にも高ＮＯｘ浄化率を示す温度域の下限温度近傍に維持
されており、運転状態が加速時に変ったときにすぐに高
ＮＯｘ浄化率を示す温度域に入ることができるので確実
にＮＯｘを浄化でき、かつ昇温時のＮＯｘ浄化率の向上
効果と、２つの触媒に排気を流すことにより得られる低
空間速度によるＮＯｘ浄化率の増大効果も働いて、さら
に高いＮＯｘ浄化率が得られる。
は、非加速時には、排気ガスは第１のリーンＮＯｘ触媒
に主に流され、第２のリーンＮＯｘ触媒は休止かまたは
休止に近い状態とされるとともに保温されている。加速
時になると、第１のリーンＮＯｘ触媒と第２のリーンＮ
Ｏｘ触媒の両方に排気ガスが流され、第２のリーンＮＯ
ｘ触媒も働かされる。第２のリーンＮＯｘ触媒は休止中
にも高ＮＯｘ浄化率を示す温度域の下限温度近傍に維持
されており、運転状態が加速時に変ったときにすぐに高
ＮＯｘ浄化率を示す温度域に入ることができるので確実
にＮＯｘを浄化でき、かつ昇温時のＮＯｘ浄化率の向上
効果と、２つの触媒に排気を流すことにより得られる低
空間速度によるＮＯｘ浄化率の増大効果も働いて、さら
に高いＮＯｘ浄化率が得られる。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置の４つの実施例を図面を参照して説明する。図１−図
４は各実施例共通の構成を示しており、図５−図８は各
実施例に特有の構成を示している。はじめに共通構成を
説明する。図１に示すように、希薄燃焼可能な内燃機関
（ディーゼルエンジンを含む）２の排気通路４には複数
の通路４ａ、４ｂが互いに並列配置された部分が設けら
れ、各々の通路４ａ、４ｂにリーンＮＯｘ触媒６ａ、６
ｂが設けられる。これらの複数のリーンＮＯｘ触媒６
ａ、６ｂを、順に第１、第２、…のリーンＮＯｘ触媒と
呼ぶこととする。
置の４つの実施例を図面を参照して説明する。図１−図
４は各実施例共通の構成を示しており、図５−図８は各
実施例に特有の構成を示している。はじめに共通構成を
説明する。図１に示すように、希薄燃焼可能な内燃機関
（ディーゼルエンジンを含む）２の排気通路４には複数
の通路４ａ、４ｂが互いに並列配置された部分が設けら
れ、各々の通路４ａ、４ｂにリーンＮＯｘ触媒６ａ、６
ｂが設けられる。これらの複数のリーンＮＯｘ触媒６
ａ、６ｂを、順に第１、第２、…のリーンＮＯｘ触媒と
呼ぶこととする。
【００１０】リーンＮＯｘ触媒とは、空燃比リーンの排
気中でＮＯｘを浄化することのできる触媒のことであ
り、従来知られているものに、Ｃｕ（銅）等の遷移金属
をイオン交換してゼオライトに担持したものでＨＣ（炭
化水素）の存在下でＮＯｘを還元する遷移金属／ゼオラ
イト触媒や、Ｐｔ（白金）をアルミナに担持したＰｔ／
アルミナ触媒が知られている。
気中でＮＯｘを浄化することのできる触媒のことであ
り、従来知られているものに、Ｃｕ（銅）等の遷移金属
をイオン交換してゼオライトに担持したものでＨＣ（炭
化水素）の存在下でＮＯｘを還元する遷移金属／ゼオラ
イト触媒や、Ｐｔ（白金）をアルミナに担持したＰｔ／
アルミナ触媒が知られている。
【００１１】リーンＮＯｘ触媒は高いＮＯｘ浄化率を示
す温度域（温度ウインドウ）を有しており、この温度ウ
インドウから外れるとＮＯｘ浄化率が低下する。遷移金
属／ゼオライト触媒の場合は約３５０−５５０℃の範囲
に温度ウインドウを有しており、Ｐｔ／アルミナ触媒は
約２５０−４５０℃の範囲に温度ウインドウを有してい
る。また、リーンＮＯｘ触媒は、図４に示すように、温
度ウインドウ内においても、とくに昇温時には、定温時
や降温時に比べて高いＮＯｘ浄化率を示す。
す温度域（温度ウインドウ）を有しており、この温度ウ
インドウから外れるとＮＯｘ浄化率が低下する。遷移金
属／ゼオライト触媒の場合は約３５０−５５０℃の範囲
に温度ウインドウを有しており、Ｐｔ／アルミナ触媒は
約２５０−４５０℃の範囲に温度ウインドウを有してい
る。また、リーンＮＯｘ触媒は、図４に示すように、温
度ウインドウ内においても、とくに昇温時には、定温時
や降温時に比べて高いＮＯｘ浄化率を示す。
【００１２】第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂが設置された
通路４ｂに、第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂの上流に、第
２のリーンＮＯｘ触媒６ｂに流れる排気流量を変える弁
手段８が設置されている。弁手段８が開の時は第２のリ
ーンＮＯｘ触媒６ｂにも排気が流れるため、両方のリー
ンＮＯｘ触媒６ａ、６ｂに排気が流れ、弁手段８が閉ま
たは閉に近い時は第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂへの排気
流れが停止または流れても少量とされ、主に第１のリー
ンＮＯｘ触媒６ａが使われて、第２のリーンＮＯｘ触媒
６ｂは休止かまたは休止に近い状態とされる。弁手段８
は、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）１０からの指令に
よって、開閉を制御される。
通路４ｂに、第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂの上流に、第
２のリーンＮＯｘ触媒６ｂに流れる排気流量を変える弁
手段８が設置されている。弁手段８が開の時は第２のリ
ーンＮＯｘ触媒６ｂにも排気が流れるため、両方のリー
ンＮＯｘ触媒６ａ、６ｂに排気が流れ、弁手段８が閉ま
たは閉に近い時は第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂへの排気
流れが停止または流れても少量とされ、主に第１のリー
ンＮＯｘ触媒６ａが使われて、第２のリーンＮＯｘ触媒
６ｂは休止かまたは休止に近い状態とされる。弁手段８
は、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）１０からの指令に
よって、開閉を制御される。
【００１３】第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂが休止または
休止に近い状態にあるときは、自然放熱によって触媒温
度は下降していき、遂には温度ウインドウから低温側に
外れてしまうので、つぎに弁手段８が開いて第２のリー
ンＮＯｘ触媒６ｂ側に排気が流れても、第２のリーンＮ
Ｏｘ触媒６ｂがもつ熱容量によって、すぐには第２のリ
ーンＮＯｘ触媒６ｂの温度が温度ウインドウ内に戻らな
いので、しばらくは第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂのＮＯ
ｘ浄化率が低い状態が続く。
休止に近い状態にあるときは、自然放熱によって触媒温
度は下降していき、遂には温度ウインドウから低温側に
外れてしまうので、つぎに弁手段８が開いて第２のリー
ンＮＯｘ触媒６ｂ側に排気が流れても、第２のリーンＮ
Ｏｘ触媒６ｂがもつ熱容量によって、すぐには第２のリ
ーンＮＯｘ触媒６ｂの温度が温度ウインドウ内に戻らな
いので、しばらくは第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂのＮＯ
ｘ浄化率が低い状態が続く。
【００１４】このような状態の発生を防止するために、
第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂが休止かまたは休止に近い
状態にある時でも、第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂを、第
２のリーンＮＯｘ触媒が高いＮＯｘ浄化率を示す温度ウ
インドウの下限値近傍に維持し、弁手段８が開となった
ときに第２のリーンＮＯｘ触媒床温をすぐにその温度ウ
インドウ内に入れるめの、温度維持手段１２が、第２の
リーンＮＯｘ触媒６ｂに対して設けられている。このよ
うな温度維持手段１２は、断熱材、ヒータ、クーラの少
なくとも１つの要素の組合せから成る。
第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂが休止かまたは休止に近い
状態にある時でも、第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂを、第
２のリーンＮＯｘ触媒が高いＮＯｘ浄化率を示す温度ウ
インドウの下限値近傍に維持し、弁手段８が開となった
ときに第２のリーンＮＯｘ触媒床温をすぐにその温度ウ
インドウ内に入れるめの、温度維持手段１２が、第２の
リーンＮＯｘ触媒６ｂに対して設けられている。このよ
うな温度維持手段１２は、断熱材、ヒータ、クーラの少
なくとも１つの要素の組合せから成る。
【００１５】内燃機関２の運転状態を検出するための運
転状態検出手段が設けられている。運転状態検出手段
は、たとえば、機関回転速度ＮＥを検出するためのディ
ストリビュータに内蔵されたクランク角センサ１４や、
機関負荷を検出するためのスロットル弁下流に設けられ
た吸気管負圧センタ１６等を含む。これらのセンサ１
４、１６の出力はＥＣＵ１０に入力される。
転状態検出手段が設けられている。運転状態検出手段
は、たとえば、機関回転速度ＮＥを検出するためのディ
ストリビュータに内蔵されたクランク角センサ１４や、
機関負荷を検出するためのスロットル弁下流に設けられ
た吸気管負圧センタ１６等を含む。これらのセンサ１
４、１６の出力はＥＣＵ１０に入力される。
【００１６】ＥＣＵ１０はマイクロコンピュータから成
り、インプットインタフェース、アウトプットインタフ
ェース、読み出し専用記憶要素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）、演算を実行するセントラプロセッサユニッ
ト（ＣＰＵ）を有する。入力がアナログ信号の場合は、
アナログ／ディジタル変換器でディジタル信号に変換し
てインプットインタフェースに入力される。ＣＰＵでの
演算結果の指令は、アウトプットインタフェースを介し
て弁手段８のアクチュエータに送られ、弁手段８の開閉
を制御する。
り、インプットインタフェース、アウトプットインタフ
ェース、読み出し専用記憶要素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）、演算を実行するセントラプロセッサユニッ
ト（ＣＰＵ）を有する。入力がアナログ信号の場合は、
アナログ／ディジタル変換器でディジタル信号に変換し
てインプットインタフェースに入力される。ＣＰＵでの
演算結果の指令は、アウトプットインタフェースを介し
て弁手段８のアクチュエータに送られ、弁手段８の開閉
を制御する。
【００１７】ＲＯＭは、図２に示すような、弁手段８の
開閉を制御する弁手段制御手段の制御ルーチンを格納し
ており、該ルーチンはＣＰＵに読出されて演算が実行さ
れる。図２の制御ルーチンは、一定時間毎に、たとえば
１秒毎に割込まれる。
開閉を制御する弁手段制御手段の制御ルーチンを格納し
ており、該ルーチンはＣＰＵに読出されて演算が実行さ
れる。図２の制御ルーチンは、一定時間毎に、たとえば
１秒毎に割込まれる。
【００１８】まず、ステップ１０２で、機関運転状態、
たとえば機関回転速度ＮＥ、機関負荷ＰＭを読込み、演
算する。続いて、ステップ１０４で、機関回転速度ＮＥ
の変化率（時間微分）ｄＮＥ／ｄｔおよび機関負荷ＰＭ
の変化率ｄＰＭ／ｄｔを演算する。
たとえば機関回転速度ＮＥ、機関負荷ＰＭを読込み、演
算する。続いて、ステップ１０４で、機関回転速度ＮＥ
の変化率（時間微分）ｄＮＥ／ｄｔおよび機関負荷ＰＭ
の変化率ｄＰＭ／ｄｔを演算する。
【００１９】続いて、ステップ１０６で、現在の運転状
態が加速時か否かを判定する。たとえば、機関回転速度
の変化率が一定値を超えるとともに機関負荷の変化率が
一定値を超えると、加速時にあると判定する。それ以外
は非加速時であると判定する。
態が加速時か否かを判定する。たとえば、機関回転速度
の変化率が一定値を超えるとともに機関負荷の変化率が
一定値を超えると、加速時にあると判定する。それ以外
は非加速時であると判定する。
【００２０】加速時には、内燃機関からの排出ガス中の
ＮＯｘの量は増加し、排気温度も急激に上昇する。した
がって、加速時にあると判定された時は、第１のリーン
ＮＯｘ触媒６ａと第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂの両方で
効果的にＮＯｘを浄化するようにし、非加速時には第１
のリーンＮＯｘ触媒６ａのみでＮＯｘを浄化し、第２の
リーンＮＯｘ触媒６ｂは休止か休止に近い状態にしてお
きたい。
ＮＯｘの量は増加し、排気温度も急激に上昇する。した
がって、加速時にあると判定された時は、第１のリーン
ＮＯｘ触媒６ａと第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂの両方で
効果的にＮＯｘを浄化するようにし、非加速時には第１
のリーンＮＯｘ触媒６ａのみでＮＯｘを浄化し、第２の
リーンＮＯｘ触媒６ｂは休止か休止に近い状態にしてお
きたい。
【００２１】このような制御をするために、ステップ１
０６で現在の機関運転状態が加速時にあると判定された
ときは、ステップ１１０に進んで、弁手段８を開にして
第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂに流れる排気を増量する。
また、ステップ１０６で現在の機関運転状態が非加速時
にあると判定されたときは、ステップ１０８に進み、弁
手段８を閉または閉に近い状態にするかまたはその状態
に維持して、第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂに流れる排気
を減量する（０を含む）かその減量状態を維持する。ス
テップ１０８、１１０からはリターンステップに進ん
で、その割込みサイクルの演算を終了する。図３は、図
２のルーチンの制御による第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂ
の触媒床温変化をタイムチャートで示している。
０６で現在の機関運転状態が加速時にあると判定された
ときは、ステップ１１０に進んで、弁手段８を開にして
第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂに流れる排気を増量する。
また、ステップ１０６で現在の機関運転状態が非加速時
にあると判定されたときは、ステップ１０８に進み、弁
手段８を閉または閉に近い状態にするかまたはその状態
に維持して、第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂに流れる排気
を減量する（０を含む）かその減量状態を維持する。ス
テップ１０８、１１０からはリターンステップに進ん
で、その割込みサイクルの演算を終了する。図３は、図
２のルーチンの制御による第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂ
の触媒床温変化をタイムチャートで示している。
【００２２】つぎに、各実施例に共通な作用を説明す
る。非加速時には、主に第１のリーンＮＯｘ触媒６ａに
排気が流され、主に第１のリーンＮＯｘ触媒６ａでＮＯ
ｘは浄化される。この時は、第２のリーンＮＯｘ触媒６
ｂは休止か休止に近い状態にあり、温度維持手段１２に
よって温度ウインドウの下限近傍の温度に維持されてい
る（図３のＡの部分）。
る。非加速時には、主に第１のリーンＮＯｘ触媒６ａに
排気が流され、主に第１のリーンＮＯｘ触媒６ａでＮＯ
ｘは浄化される。この時は、第２のリーンＮＯｘ触媒６
ｂは休止か休止に近い状態にあり、温度維持手段１２に
よって温度ウインドウの下限近傍の温度に維持されてい
る（図３のＡの部分）。
【００２３】内燃機関運転状態が非加速時から加速時に
変わると、弁手段８が開になって、第２のリーンＮＯｘ
触媒６ｂにも排気が流れ、第１のリーンＮＯｘ触媒６ａ
と第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂとの両方でＮＯｘが浄化
される。この時には、第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂは昇
温していく（図３のＢの部分）ので、図４の昇温過程の
良好なＮＯｘ浄化率が得られる。また、第２のリーンＮ
Ｏｘ触媒６ｂは非加速時に温度ウインドウの下限値近傍
に保温されていたので、昇温時にすぐに温度ウインドウ
に入ることができ、速やかに高いＮＯｘ浄化率を示し始
める。さらに、第１、第２のリーンＮＯｘ触媒６ａ、６
ｂの両方に排気が流れるので、両触媒６ａ、６ｂでの排
気流れの空間速度も小となり、高いＮＯｘ浄化率を示す
ことができる。
変わると、弁手段８が開になって、第２のリーンＮＯｘ
触媒６ｂにも排気が流れ、第１のリーンＮＯｘ触媒６ａ
と第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂとの両方でＮＯｘが浄化
される。この時には、第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂは昇
温していく（図３のＢの部分）ので、図４の昇温過程の
良好なＮＯｘ浄化率が得られる。また、第２のリーンＮ
Ｏｘ触媒６ｂは非加速時に温度ウインドウの下限値近傍
に保温されていたので、昇温時にすぐに温度ウインドウ
に入ることができ、速やかに高いＮＯｘ浄化率を示し始
める。さらに、第１、第２のリーンＮＯｘ触媒６ａ、６
ｂの両方に排気が流れるので、両触媒６ａ、６ｂでの排
気流れの空間速度も小となり、高いＮＯｘ浄化率を示す
ことができる。
【００２４】つぎに、各実施例に特有な構成、作用を説
明する。図５は第１実施例の部分系統を示している。第
１実施例では、第１のリーンＮＯｘ触媒６ａは遷移金属
／ゼオライト触媒から成り、第２のリーンＮＯｘ触媒６
ｂはＰｔ／アルミナ触媒から成る。第２のリーンＮＯｘ
触媒６ｂは、非加速時には、温度維持手段１２によっ
て、約２５０℃に維持される。
明する。図５は第１実施例の部分系統を示している。第
１実施例では、第１のリーンＮＯｘ触媒６ａは遷移金属
／ゼオライト触媒から成り、第２のリーンＮＯｘ触媒６
ｂはＰｔ／アルミナ触媒から成る。第２のリーンＮＯｘ
触媒６ｂは、非加速時には、温度維持手段１２によっ
て、約２５０℃に維持される。
【００２５】加速時には、排気温が上昇して排気ガス中
のＨＣが直接酸化してＨＣが不足気味になるが、Ｐｔ／
アルミナ触媒は、ＨＣが少なくてもＮＯｘを浄化できる
ので高いＮＯｘ浄化率を示す。また、加速時には、遷移
金属／ゼオライト触媒での空間速度が小になり、ゼオラ
イト系触媒は、空間速度が小になる程ＮＯｘ浄化率が上
るので、良好なＮＯｘ浄化能力を示す。
のＨＣが直接酸化してＨＣが不足気味になるが、Ｐｔ／
アルミナ触媒は、ＨＣが少なくてもＮＯｘを浄化できる
ので高いＮＯｘ浄化率を示す。また、加速時には、遷移
金属／ゼオライト触媒での空間速度が小になり、ゼオラ
イト系触媒は、空間速度が小になる程ＮＯｘ浄化率が上
るので、良好なＮＯｘ浄化能力を示す。
【００２６】図６は第２実施例の部分系統を示してい
る。第２実施例では、第１のリーンＮＯｘ触媒６ａはＰ
ｔ／アルミナ触媒から成り、第２のリーンＮＯｘ触媒６
ｂは遷移金属／ゼオライト触媒から成る。第２のリーン
ＮＯｘ触媒６ｂは、非加速時には、温度維持手段１２に
よって約３５０℃に維持される。
る。第２実施例では、第１のリーンＮＯｘ触媒６ａはＰ
ｔ／アルミナ触媒から成り、第２のリーンＮＯｘ触媒６
ｂは遷移金属／ゼオライト触媒から成る。第２のリーン
ＮＯｘ触媒６ｂは、非加速時には、温度維持手段１２に
よって約３５０℃に維持される。
【００２７】加速時には、両方の触媒６ａ、６ｂに流れ
るので、Ｐｔ／アルミナ触媒に流れる排気流量は減少し
Ｐｔ／アルミナ触媒床温の上昇が抑えられるので、Ｐｔ
／アルミナ触媒は良好なＮＯｘ浄化率を示す。また、遷
移金属／ゼオライト触媒は非加速時には比較的低温に保
たれて、少量排気をリークしておくことによりＨＣを吸
着しているので、加速時に変ったときに吸着しておいた
ＨＣを使うことができ、高いＮＯｘ浄化率を示す。
るので、Ｐｔ／アルミナ触媒に流れる排気流量は減少し
Ｐｔ／アルミナ触媒床温の上昇が抑えられるので、Ｐｔ
／アルミナ触媒は良好なＮＯｘ浄化率を示す。また、遷
移金属／ゼオライト触媒は非加速時には比較的低温に保
たれて、少量排気をリークしておくことによりＨＣを吸
着しているので、加速時に変ったときに吸着しておいた
ＨＣを使うことができ、高いＮＯｘ浄化率を示す。
【００２８】図７は第３実施例の部分系統を示してい
る。第３実施例では、第１のリーンＮＯｘ触媒６ａも第
２のリーンＮＯｘ触媒６ｂも遷移金属／ゼオライト触媒
から成る。第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂは、非加速時に
は、温度維持手段１２によって約３５０℃に維持され
る。
る。第３実施例では、第１のリーンＮＯｘ触媒６ａも第
２のリーンＮＯｘ触媒６ｂも遷移金属／ゼオライト触媒
から成る。第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂは、非加速時に
は、温度維持手段１２によって約３５０℃に維持され
る。
【００２９】加速時には、両方の触媒６ａ、６ｂに流れ
るので、機関出口で排気温が高くなろうとしても第１の
リーンＮＯｘ触媒６ａの触媒床温上昇は抑えられ、第１
のリーンＮＯｘ触媒６ａはその温度ウインドウに維持さ
れて高いＮＯｘ浄化率を示す。また、第２のリーンＮＯ
ｘ触媒６ｂの方に、非加速時少量の排気をリークさせて
ＨＣを吸着させておくことにより、加速時に変ったとき
に、第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂに高いＮＯｘ浄化率を
示させることができる。
るので、機関出口で排気温が高くなろうとしても第１の
リーンＮＯｘ触媒６ａの触媒床温上昇は抑えられ、第１
のリーンＮＯｘ触媒６ａはその温度ウインドウに維持さ
れて高いＮＯｘ浄化率を示す。また、第２のリーンＮＯ
ｘ触媒６ｂの方に、非加速時少量の排気をリークさせて
ＨＣを吸着させておくことにより、加速時に変ったとき
に、第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂに高いＮＯｘ浄化率を
示させることができる。
【００３０】図８は第４実施例の部分系統を示してい
る。第４実施例では、第１のリーンＮＯｘ触媒６ａも第
２のリーンＮＯｘ触媒６ｂもＰｔ／アルミナ触媒から成
る。第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂは、非加速時には、温
度維持手段１２によって約２５０℃に維持される。
る。第４実施例では、第１のリーンＮＯｘ触媒６ａも第
２のリーンＮＯｘ触媒６ｂもＰｔ／アルミナ触媒から成
る。第２のリーンＮＯｘ触媒６ｂは、非加速時には、温
度維持手段１２によって約２５０℃に維持される。
【００３１】加速時には、両方の触媒６ａ、６ｂに流れ
るので、機関出口で排気温が高くなっても、第１のリー
ンＮＯｘ触媒６ａの触媒床温上昇は抑えられ、第１のリ
ーンＮＯｘ触媒６ａはその温度ウインドウに維持されて
高いＮＯｘ浄化率を示す。また、加速時に機関出口で排
気温が高くなりＨＣが直接酸化してＨＣが少なくなって
も、Ｐｔ／アルミナ触媒は少量のＨＣでＮＯｘ浄化を示
すことがてきるので、第２のリーンＮＯｘ触媒も高いＮ
Ｏｘ浄化率を示す。
るので、機関出口で排気温が高くなっても、第１のリー
ンＮＯｘ触媒６ａの触媒床温上昇は抑えられ、第１のリ
ーンＮＯｘ触媒６ａはその温度ウインドウに維持されて
高いＮＯｘ浄化率を示す。また、加速時に機関出口で排
気温が高くなりＨＣが直接酸化してＨＣが少なくなって
も、Ｐｔ／アルミナ触媒は少量のＨＣでＮＯｘ浄化を示
すことがてきるので、第２のリーンＮＯｘ触媒も高いＮ
Ｏｘ浄化率を示す。
【００３２】
【発明の効果】内燃機関の排気通路に第１、第２のリー
ンＮＯｘ触媒を並列に配置し、第２のリーンＮＯｘ触媒
に温度維持手段を設け、第２のリーンＮＯｘ触媒の上流
に弁手段を設けるとともに、第２のリーンＮＯｘ触媒へ
の排気を弁手段制御手段によって加速時に増量し非加速
時に減量するようにしたので、加速時において、第１、
第２のリーンＮＯｘ触媒を使って低空間速度状態の下
に、すぐに浄化率の高い温度域に昇温することに加え、
昇温過程の高浄化率を利用できるので、高いＮＯｘ浄化
率が得られる。
ンＮＯｘ触媒を並列に配置し、第２のリーンＮＯｘ触媒
に温度維持手段を設け、第２のリーンＮＯｘ触媒の上流
に弁手段を設けるとともに、第２のリーンＮＯｘ触媒へ
の排気を弁手段制御手段によって加速時に増量し非加速
時に減量するようにしたので、加速時において、第１、
第２のリーンＮＯｘ触媒を使って低空間速度状態の下
に、すぐに浄化率の高い温度域に昇温することに加え、
昇温過程の高浄化率を利用できるので、高いＮＯｘ浄化
率が得られる。
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の系統図
である。
である。
【図２】図１のＥＣＵに記憶された弁手段制御手段の制
御ルーチンのフローチャートである。
御ルーチンのフローチャートである。
【図３】図２の制御ルーチンで制御されたときの第２の
リーンＮＯｘ触媒の触媒床温の時間経過に伴う変化を示
すタイムチャートである。
リーンＮＯｘ触媒の触媒床温の時間経過に伴う変化を示
すタイムチャートである。
【図４】リーンＮＯｘ触媒の昇温過程および定温、降温
過程におけるＮＯｘ浄化率の傾向を示す特性図である。
過程におけるＮＯｘ浄化率の傾向を示す特性図である。
【図５】本発明の第１実施例に係る部分系統図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る部分系統図である。
【図７】本発明の第３実施例に係る部分系統図である。
【図８】本発明の第４実施例に係る部分系統図である。
２ 内燃機関 ４ 排気通路 ４ａ 通路 ４ｂ 通路 ６ａ 第１のリーンＮＯｘ触媒 ６ｂ 第２のリーンＮＯｘ触媒 ８ 弁手段 １０ ＥＣＵ １２ 温度維持手段 １４ クランク角センサ １６ 吸気管負圧センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｎ Ｒ
Claims (1)
- 【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、 前記排気通路に互いに並列に設けられた、少なくとも１
個の第１のリーンＮＯｘ触媒および少なくとも１個の第
２のリーンＮＯｘ触媒と、 前記第２のリーンＮＯｘ触媒に対して設けられた、前記
第２のリーンＮＯｘ触媒の温度を所定温度に維持する温
度維持手段と、 前記第２のリーンＮＯｘ触媒の上流に設けられた、第２
のリーンＮＯｘ触媒への排気流量を変える弁手段と、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
と、 前記運転状態検出手段が、現在の内燃機関運転状態が加
速時にあると判定したときに、前記第２のリーンＮＯｘ
触媒に流れる排気を増量し、現在の内燃機関運転状態が
非加速時にあると判定したときに、前記第２のリーンＮ
Ｏｘ触媒に流れる排気を減量するか減量状態を維持する
ように、前記弁手段を制御する弁手段制御手段と、を備
えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4092347A JP2996004B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4092347A JP2996004B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05263634A JPH05263634A (ja) | 1993-10-12 |
| JP2996004B2 true JP2996004B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=14051874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4092347A Expired - Lifetime JP2996004B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2996004B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3680650B2 (ja) * | 1999-01-25 | 2005-08-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP4092347A patent/JP2996004B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05263634A (ja) | 1993-10-12 |
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