JP3456282B2 - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
エンジンの排気浄化装置Info
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Description
触媒と主触媒とからなる排気ガス浄化触媒装置が設けら
れたエンジンの排気浄化装置に関するものである。
報に示されるように、エンジンの排気通路に前触媒と主
触媒とを設け、エンジンの始動時点から上記主触媒が活
性化するまでの間、理論空燃比よりも燃料過剰状態とな
るように燃料・空気制御部を操作するとともに、上記前
触媒の上流側に空気等の酸素含有ガスを添加し、排気ガ
ス中のCO,HC成分を燃焼させて排気ガス温度を上昇
させることにより、前触媒および主触媒を早期に活性化
させるようにしたエンジンの排気浄化装置が知られてい
る。
活性化するまでの間、燃料過剰状態とするとともに、上
記酸素含有ガスを添加するように構成した場合には、上
記主触媒を効果的に加熱して早期に活性化できるという
利点を有する反面、前触媒の活性化後にも上記制御が継
続されるため、上記前触媒が過熱状態となって熱劣化し
易いという問題がある。
れたものであり、前触媒を熱劣化させることなく、この
前触媒および主触媒を早期に活性化することができるエ
ンジンの排気浄化装置を提供することを目的としてい
る。
エンジンの排気系に前触媒と、その下流側に位置する主
触媒とからなる排気ガス浄化触媒装置が設けられたエン
ジンの排気浄化装置であって、エンジンの始動時点から
前触媒が活性化するまでの間、前触媒に流入する排気ガ
ス温度を上昇させる排気温度上昇手段および排気系に導
出された排気ガス中の未燃成分を後処理するとともに、
前触媒に流入する排気ガス温度を上昇させる後処理手段
の少なくとも一方を作動させる前触媒活性化手段と、空
燃比を定期的に増減するディザ制御手段を作動させる主
触媒活性化手段と、主触媒が活性化前の状態にあって前
触媒が活性化した時点で、上記前触媒活性化手段の作動
を停止させるとともに、上記主触媒活性化手段の作動を
開始させる制御手段とを設けたものである。
に前触媒と、その下流側に位置する主触媒とからなる排
気ガス浄化触媒装置が設けられたエンジンの排気浄化装
置であって、排気系における主触媒の下流側に排気圧力
を上昇させる排圧上昇手段とを設け、エンジンの始動時
点から前触媒が活性化するまでの間、前触媒に流入する
排気ガス温度を上昇させる排気温度上昇手段および排気
系に導出された排気ガス中の未燃成分を後処理するとと
もに、前触媒に流入する排気ガス温度を上昇させる後処
理手段の少なくとも一方を作動させる前触媒活性化手段
と、エンジンの始動時点から主触媒が活性化するまでの
間、上記排圧上昇手段を排気圧力の上昇作動状態に維持
する排圧制御手段と、前触媒が活性化するまでは、上記
前触媒活性化手段と上記排圧制御手段との双方の制御を
実行し、主触媒が活性化前の制御状態にあって前触媒が
活性化した時点で、上記前触媒活性化手段の制御を停止
させつつ、上記排圧制御手段の制御を継続させる制御手
段とを設けたものである。
ンジンの排気浄化装置において、主触媒の活性化後にデ
ィザ制御手段の作動を停止させるように構成したもので
ある。
ンジンの排気浄化装置において、主触媒の活性化後に排
圧上昇手段の作動を停止させるように構成したものであ
る。
ンジンの排気浄化装置において、エンジンが高負荷状態
または高回転状態にあることが確認された場合に、排圧
上昇手段の作動を停止させるように構成したものであ
る。
記載のエンジンの排気浄化装置において、点火プラグの
点火時期を遅角させるリタード制御手段からなる排気温
度上昇手段を設けたものである。
記載のエンジンの排気浄化装置において、排気系に二次
エアを供給する二次エア供給手段からなる後処理手段を
設けたものである。
ンジンの排気浄化装置において、排気通路の開口面積を
減少させる排気シャッタバルブを有する排圧上昇手段を
設けたものである。
記載のエンジンの排気浄化装置において、排気弁の開弁
時期を早めるタイミング制御手段からなる排気温度上昇
手段を設けたものである。
2記載のエンジンの排気浄化装置において、吸気弁の閉
弁時期を遅らせるタイミング制御手段からなる排気温度
上昇手段を設けたものである。
始動時点から前触媒が活性化するまでの間、排気温度上
昇手段および後処理手段の少なくとも一方が作動状態と
なることにより、排気ガス温度が上昇されて排気ガス浄
化触媒装置が積極的に活性化されることになる。また、
上記前触媒が活性化されたことが確認された場合には、
上記排気温度上昇手段および後処理手段の作動が停止さ
れるとともに、空燃比を定期的に増減するディザ制御が
実行されることにより、上記前触媒が過熱状態となるこ
とが防止されつつ、主触媒が活性化されることになる。
ンの始動時点から前触媒が活性化するまでの間、排気温
度上昇手段および後処理手段の少なくとも一方と、排圧
上昇手段とが作動状態となることにより、排気ガス温度
が上昇して排気ガス浄化触媒装置が積極的に活性化され
ることになる。また、上記前触媒が活性化されたことが
確認された時点で、上記排気温度上昇手段および後処理
手段の作動が停止されるとともに、排圧上昇手段が作動
状態に維持されることにより、上記前触媒が過熱状態と
なることが防止されつつ、HC成分およびCO成分の排
出が抑制されることになる。
が活性化したことが確認された時点でディザ制御が停止
され、エンジンの運転状態に応じて空燃比をフィードバ
ック制御する通常の制御状態に移行することになる。
が活性化したことが確認された時点で排圧上昇制御が停
止され、排気圧力の上昇が抑制されることになる。
ンの始動時点から前触媒が活性化するまでの間において
も、エンジンが高負荷状態あるいは高回転状態にあるこ
とが確認された場合には、排圧上昇制御が停止されて排
気圧力の上昇が抑制されることになる。
ンの始動時点から前触媒が活性化するまでの間、点火プ
ラグの点火時期を遅角させるリタード制御が実行される
ことにより、排気ガス温度が上昇して排気ガス浄化触媒
装置の活性化が促進されることになる。
ンの始動時点から前触媒が活性化するまでの間、排気系
に二次エアを供給する等の後処理制御が実行されること
により、排気ガス温度が上昇して排気ガス浄化触媒装置
の活性化が促進されることになる。
が活性化するまでの間、排気通路の開口面積を減少させ
る排気絞り制御が実行されることにより、HC成分およ
びCO成分の排出が抑制されることになる。
ンの始動時点から前触媒が活性化するまでの間、排気弁
の開弁時期が早められることにより、ピストンの膨張行
程の途中で圧縮ガスが排出されることになって排気ガス
温度が上昇し、排気ガス浄化触媒装置の活性化が図られ
ることになる。
ジンの始動時点から前触媒が活性化するまでの間、吸気
弁の閉弁時期が遅らされることにより、エンジンの有効
圧縮比が低下して燃焼が緩慢状態となって排気ガス温度
が上昇し、排気ガス浄化触媒装置の活性化が図られるこ
とになる。
置の実施例を示している。このエンジンのシリンダヘッ
ド1には、燃焼室内に空気を供給する吸気ポート2と、
燃焼後の排ガスを排出する排気ポート3とが形成され、
この吸気ポート2および排気ポート3には、吸気弁4お
よび排気弁5が設けられるとともに、吸気通路6および
排気通路7が接続されている。
ロットルバルブ9と、エアフローメータ10とが配設さ
れている。上記燃料噴射弁8は、後述するコントローラ
19から出力される制御信号に応じて吸気通路6に噴射
される燃料の噴射量を調節することにより、エンジンの
運転状態に応じて空燃比を調節するように構成されてい
る。
酸素濃度を検出するリニアO2センサ11と、上記排気
ポート3に二次エアを供給する二次エア供給手段12
と、容量の小さい前触媒13と、容量の大きな主触媒1
4とが設けられている。また、上記主触媒14の上流側
には、HC吸着剤槽15が設置されるとともに、主触媒
14の下流側には、排気圧力を上昇させる排圧上昇手段
16が設けられている。
17と、エア噴射ノズル18とを有し、コントローラ1
9から出力される制御信号に応じて上記エアポンプ17
が駆動され、上記エア噴射ノズル18から排気ポート3
に二次エアを吹き出すことにより、排気通路7に導出さ
れる排気ガス中の未燃成分を燃焼させて後処理する後処
理手段を構成している。
xを浄化する三元触媒からなり、上記主触媒14は、主
としてCOおよびHCを酸化する酸化触媒からなってい
る。また、上記HC吸着剤槽15には、HCを吸着する
ゼオライト等が配設されている。
けられた排気シャッタバルブ20と、ダイヤフラム式の
アクチュエータ21と、このアクチュエータ21にバキ
ュームポンプ等の真空源(VAC)22からの吸気負圧
を作用させて上記排気シャッタバルブ20を排気絞り位
置に変位させるソレノイドバルブ23とによって構成さ
れている。
制御信号に応じ、エンジンの始動時点から所定時間に亘
って上記ソレノイドバルブ23をON状態とし、アクチ
ュエータ21に吸気負圧を導入させて排気シャッタバル
ブ20を排気絞り位置に変位させることにより、排気通
路7の開口面積を減少させて排気圧力を上昇させるよう
になっている。
ラグ24が設けられるとともに、排気弁5の動弁機構2
5と、この動弁機構25に設けられたカムシャフトとカ
ムプーリとの作動位相を変化させる位相可変機構26
と、この位相可変機構26を作動させる制御バルブ27
とからなるタイミング制御手段28が設けられている。
このタイミング制御手段28は、コントローラ19から
出力される制御信号に応じ、エンジンの始動時点から所
定時間に亘って上記排気弁5の開閉タイミングを早める
ことにより、排気ガス温度を上昇させる排気温度上昇手
段を構成している。
ーラ19から出力される制御信号に応じ、エンジンの運
転状態に応じて点火プラグ24の点火時期を調節するイ
グナイタ24aが接続されている。
うに、上記エアフローメータ10およびリニアO2セン
サ11の検出信号と、エンジン回転数を検出する回転数
検出手段29の検出信号とに基づいて設定された制御信
号を上記燃料噴射弁8に出力することにより、エンジン
の運転状態に対応した燃料噴射量のフィードバック制御
を実行する噴射量制御手段30と、エンジン負荷および
エンジン回転数に基づいて設定された制御信号を上記イ
グナイタ24aに出力することにより、上記点火プラグ
24の点火時期をエンジンの運転状態に応じて制御する
点火時期制御手段31とが設けられている。
始動時点から所定時間に亘り、燃料の噴射量を調節して
定期的に空燃比を増減するディザ制御手段32が設けら
れている。また、上記点火時期制御手段31には、エン
ジンの始動時点から所定時間に亘って燃料の噴射時期を
遅角制御するリタード制御手段33が設けられ、このリ
タード制御手段33によって排気ガス温度を上昇させる
排気温度上昇手段が構成されている。
ンの始動時点から上記前触媒13が活性化するまでの
間、上記二次エア供給手段12のポンプ17を作動させ
て排気ポート3に二次エアを供給するとともに、上記タ
イミング制御手段28の制御バルブ27を作動させて排
気弁5の開弁タイミングを早め、かつ上記リタード制御
手段33を作動させて点火プラグ24の点火時期を遅角
制御することにより、前触媒13の活性化を促進する前
触媒活性化手段34と、上記前触媒13の活性化後に上
記前触媒活性化手段34の作動を停止させるとともに、
ディザ制御手段32を作動させて定期的に空燃比を増減
することにより、主触媒14を活性化させる主触媒活性
化手段35とが設けられている。
スタータの作動状態を検出するスタータ検出手段36お
よびエンジン回転数を検出する回転数検出手段29の検
出信号に応じてエンジンが始動状態となったことが確認
された時点で、上記二次エア供給手段12のポンプ1
7、タイミング制御手段28の制御バルブ27および点
火時期制御手段31のリタード制御手段33を作動させ
る制御信号を出力するように構成されている。
ジンの始動後にタイマ37によって設定された第1基準
時間が経過したことが確認された時点で、前触媒13が
活性化したと判断して上記前触媒活性化手段34の作動
を停止させる制御信号を出力するとともに、上記噴射量
制御手段30のディザ制御手段32を作動させる制御信
号を出力し、かつエンジンの始動後にタイマ37によっ
て設定された第2基準時間が経過したことが確認された
時点で主触媒14が活性化したと判断して上記ディザ制
御手段32の作動を停止させる制御信号を出力するよう
に構成されている。
活性化手段34においてエンジンが始動状態となったこ
とが確認された時点で、上記排圧上昇手段16を作動さ
せて排気シャッタバルブ20を排気絞り位置に変位させ
る制御信号をソレノイドバルブ23に出力する排圧制御
手段38が設けられている。
手段29およびエアフローメータ10の検出信号等に応
じてエンジンが高負荷状態または高回転状態にあること
が確認された場合に、排圧上昇手段16の作動を停止さ
せて上記排気シャッタバルブ20を開放位置に変位さ
せ、かつ上記主触媒15の活性化後に上記排圧上昇手段
16の作動を停止させる制御信号を出力するように構成
されている。
化装置の制御動作について図3〜図5に示すフローチャ
ートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートする
と、まずステップS1において、イニシャライズを行っ
た後、ステップS2において、エアフローメータ10、
リニアO2センサ11および回転数検出手段29等の各
検出信号を入力する。次いで、ステップS3において、
エンジン1回転当たりの吸入空気量に対応した燃料の基
本噴射量Tpを算出するとともに、ステップS4におい
て、点火プラグ24の基本点火時期IGbaseを設定す
る。
作動状態およびエンジン回転数に基づいてエンジンが始
動状態にあるか否かを判定し、YESと判定された場合
には、ステップS6において、点火プラグ24の点火時
期IGtを予め設定された始動時用の点火時期IGstに
設定するとともに、ステップS7において、燃料の噴射
パルス幅Twを始動時用の噴射パルス幅Tstに設定す
る。
には、ステップS8において、エンストが発生したか否
かを判定し、YESと判定された場合にはリターンす
る。また、上記ステップS8でNOと判定されてエンス
トが発生していないことが確認された場合には、ステッ
プS9において、エンジンが始動後の状態にあることを
示すフラグAが1にセットされているか否かを判定す
る。
には、ステップS10において、フラグAを1にセット
した後、ステップS11において、図6に示すテーブル
からエンジンの冷却水温に対応したタイマ37の第1セ
ット時間、つまり前触媒13が活性化したか否かの判断
基準となる第1基準時間αと、エンジンの冷却水温に対
応したタイマ37の第2セット時間、つまり主触媒14
が活性化したか否かの判断基準となる第2基準時間βと
を読み出してタイマ37をセットする。
βは、エンジンの冷却水温が基準値W以下の場合に最大
値となり、冷却水温が上記基準値Wよりも高くなるのに
応じて次第に小さな値となるように設定され、第2基準
時間βが第1基準時間αよりも長くなるように設定され
ている。
マ37の第1基準時間αが経過したか否かを判定し、N
Oと判定された場合には、ステップS13において、点
火プラグ24の点火時期をリタードさせるためのリター
ド量IGretを設定した後、ステップS14において、
上記二次エア供給手段12のポンプ17を作動状態とし
て二次エアの供給制御を実行する。
リッチ状態とするためのリッチ係数Cairを設定すると
ともに、空燃比をフィードバック制御するためのフィー
ドバック制御係数Cfbを1に設定することにより、フィ
ードバック制御を停止する。なお、上記リッチ係数Cai
rは、1よりも大きな値に予め設定された固定値であ
る。
ング制御手段28の制御バルブ27を作動させて排気弁
5の開弁時期および閉弁時期を早めるタイミング制御を
実行する。これによって排気弁5の開弁時期および閉弁
時期が図7の実線で示す状態から、破線で示す状態に変
位されて吸気弁4と排気弁とのオーバラップ時間tが通
常時に比べて短くなる。
排圧上昇制御を実行した後、ステップS18において、
上記ステップS6で設定された基本点火時期IGbaseか
ら、上記ステップS16で設定された点火時期のリター
ド量IGretを減算することにより、点火時期をリター
ド制御するための点火時期IGtを設定し、後述するス
テップS27に移行する。
れ、前触媒13が活性化したことが確認された場合に
は、ステップS19において、上記タイマ37の第1基
準時間αをクリアした後、ステップS20において、タ
イマ37の第2基準時間βが経過したか否かを判定す
る。
時点が前触媒13の活性化後で主触媒14の活性化前の
状態にあることが確認された場合には、ステップS21
において、上記点火時期のリタード量IGretを0に設
定することにより、点火時期のリタード制御を停止す
る。その後、ステップS22において、空燃比をリッチ
状態とするためのリッチ係数Cairを1に設定して空燃
比のリッチ制御を停止するとともに、ステップS23に
おいて、後述するように、ディザ制御を実行するための
空燃比補正量ΔA/Fを設定した後、上記ステップS1
7に移行する。
され、タイマ37の第2基準時間βが経過したことが確
認された場合には、ステップS24において、上記第2
基準時間βをクリアした後、ステップS25において、
上記点火時期のリタード量IGretを0に設定する。ま
たステップS26において、上記空燃比補正量ΔA/F
を0に設定してディザ制御を停止した後、下記ステップ
S27に移行する。
ッチ係数Cairが1に設定されているか否かを判定し、
NOと判定された場合には、ステップS28において、
エンジンの運転状態に応じて設定された基本空燃比A/
Fbに、上記ステップS23で設定された空燃比補正量
ΔA/Fを加算して目標空燃比A/Fを算出した後、ス
テップS29において、上記目標空燃比A/Fに実際の
空燃比を一致させるフィードバック制御用のフィードバ
ック補正量Cfbを算出する。
テップS4で算出された基本噴射パルス幅Tpに上記フ
ィードバック補正量Cfbおよびリッチ係数Cairを掛け
合わせることにより、最終噴射パルス幅Twを算出す
る。なお、上記ステップS27でYESと判定され、上
記リッチ係数Cairが1に設定されていることが確認さ
れた場合には、上記空燃比のフィードバック制御を実行
する必要がないので、直接上記ステップS30に移行す
る。
時期となったか否かを判定し、YESと判定された場合
には、ステップS32において上記噴射パルス幅Twに
対応する制御信号を上記燃料噴射弁8に出力する。その
後、ステップS33において、点火プラグ24の点火時
期となったか否かを判定し、YESと判定された場合に
は、ステップS34において、点火指令信号を上記イグ
ナイタ24aに出力して上記ステップS2にリターンす
る。
排圧制御動作を図8に示すフローチャートに基づいて説
明する。上記制御動作がスタートすると、まずステップ
S41において、エンジン1回転当たりの吸入空気量に
応じて設定された上記基本噴射パルス幅Tpが予め設定
された基準パルス幅Tphよりも大きいか否かを判定す
ることにより、エンジンが高負荷状態にあるか否かを判
定する。
合には、ステップS42において、エンジン回転数Nが
予め設定された基準回転数Nhよりも大きいか否かを判
定することにより、エンジンが高回転状態にあるか否か
を判定する。そして、上記ステップS42でNOと判定
され、エンジンが高負荷状態および高回転状態の何れの
状態でもないことが確認された場合には、ステップS4
3において、上記排圧上昇手段16を作動させて排圧上
昇制御を実行する。
プS42の何れかにおいてYESと判定された場合に
は、ステップS44において、上記排圧上昇手段16の
作動を停止させて排圧上昇制御を停止する。
空燃比補正量ΔA/Fの設定動作を、図9に示すフロー
チャートに基づいて説明する。上記設定動作がスタート
すると、まずステップS51において、現時点の空燃比
補正量ΔA/Fが予め設定された最大補正量ΔA/Fma
x以上であるか否かを判定し、YESと判定された場合
には、ステップS52において、空燃比補正量ΔA/F
の減少状態にあることを示すフラグDNを1にセットす
る。
時点の空燃比補正量ΔA/Fが予め設定された最小補正
量ΔA/Fmin以下であるか否かを判定し、YESと判
定された場合には、ステップS54において、上記フラ
グDNを0にリセットする。
グDNが1であるか否かを判定し、NOと判定された場
合には、ステップS56において、空燃比補正量ΔA/
Fを予め設定された基準量ΔA/Fkだけ増大させる。
また、上記ステップS55においてYESと判定された
場合には、ステップS57において、空燃比補正量ΔA
/Fを予め設定された基準量ΔA/Fkだけ減少させ
る。
空燃比補正量ΔA/Fが最大補正量ΔA/Fmaxと、最
小補正量ΔA/Fminとの間で段階的に増大および減少
され、これによって空燃比が定期的に増減されるディザ
制御が実行されることになる。
触媒13が活性化するまでの間、前触媒活性化手段34
によって上記リタード制御手段33およびタイミング制
御手段28からなる排気温度上昇手段を作動させるとと
もに、上記二次エア供給手段12からなる後処理手段を
作動させるように構成したため、排気通路7に導出され
た排気ガスの温度を積極的に上昇させて上記前触媒13
および主触媒14からなる排気ガス浄化触媒を効果的に
加熱してこれらを早期に活性化することができる。
動させて点火プラグ24の点火時期を遅角させることに
より、エンジンの燃焼室内における燃料の燃焼完了時期
を遅延させて排気ガス温度を上昇させることができるた
め、上記排気ガス浄化触媒の活性化を促進することがで
きる。
させて排気弁5の開弁時期および閉弁時期を早めるよう
に構成したため、ピストンの膨張行程の途中で圧縮ガス
を排出されて排気ガス温度を上昇させることができ、こ
れによって排気ガス浄化触媒の活性化を促進することが
できる。
させて排気ポート3内に二次エアを供給することによ
り、排気ガス中の未燃成分を燃焼させて排気ガス温度を
上昇させることができるため、前触媒13および主触媒
14からなる排気ガス浄化触媒装置の活性化を効果的に
促進することができる。
昇手段16を作動させて排気シャッタバルブ20を排気
絞り位置に変位させるように構成したため、前触媒13
および主触媒14からなる排気ガス浄化触媒装置が活性
化するまでの間、排気ガスの排出圧力を増大させ、この
排出圧力の増大に応じて排気行程の終期にピストンによ
って掻き上げられた燃料の未燃成分を燃焼室側に押し戻
すことにより、未燃成分の排出を抑制することができ
る。
態または高回転状態にあることが確認させた場合に、上
記排圧上昇手段16の作動を停止させるように構成した
場合には、この排圧上昇手段16によって排圧上昇制御
が実行されることに起因したエンジン出力の低下を防止
し、エンジンを効果的に高負荷状態および高回転状態に
維持することができる。
で、上記前触媒活性化手段34の作動を停止させて上記
ディザ制御手段32を作動させるように構成したため、
前触媒13が過度に加熱されて熱劣化するのを防止しつ
つ、上記主触媒14を効果的に活性化することができ
る。
リタード制御手段33およびタイミング制御手段28か
らなる排気温度上昇手段および上記二次エア供給手段1
2から後処理手段の作動が停止されるため、排気ガス温
度が必要以上に高くなることを防止して前触媒13の熱
劣化を防止することができる。そして、上記ディザ制御
を実行することにより、主触媒14に未燃成分を効率よ
く捕集させた後、これを確実に酸化することができるた
め、未燃成分の排出を抑制しつつ、主触媒14の温度を
適度に上昇させてその活性化を促進することができる。
る排圧上昇手段16に代えて可変サイレンサを使用して
排気圧力を上昇させることもできるが、上記排圧上昇手
段16を使用した場合には、この排圧上昇手段16を主
触媒14の下流側に設置して排気絞り制御を実行するこ
とにより、上記主触媒14にHCおよびCO等の未燃成
分を捕集させてこれらを効果的に浄化することができ
る。
を主触媒14および排気シャッタバルブ20の上流側に
設置したため、上記排圧上昇手段16による排気絞り制
御を実行することにより、主触媒14の活性化前に上記
HC吸着剤槽15にHC成分を効果的に捕集させること
ができるとともに、主触媒14の活性化後に上記HC成
分をさらに効果的に浄化することができる。
手段16による排圧上昇制御と、上記排気タイミング調
節手段26による吸気弁4と排気弁5のオーバラップ時
間tを短くする制御とを同時に実行するように構成した
場合には、上記排圧上昇手段16の作動時に、増大傾向
にある内部EGR量を上記オーバラップ時間tの短縮に
応じて抑制することができるため、燃焼安定性を効果的
に向上させることができる。
時期を早めるようにした上記構成に代え、図11に示す
ように、吸気弁4の動弁機構39と、この吸気弁4の動
弁機構39に設けられたカムシャフトとカムプーリとの
作動位相を変化させる位相可変機構40と、この位相可
変機構40を作動させる制御バルブ41とからなる吸気
タイミング制御手段42を設けた構造としてもよい。こ
のように吸気弁4の閉弁時期を遅らせるように構成する
ことにより、エンジンの有効圧縮比を低下させて燃焼を
緩慢状態とし、排気ガス温度を上昇させることができる
ため、前触媒13および主触媒14からなる排気ガス浄
化触媒装置の活性化を効果的に促進することができる。
吸気弁4の開弁時期および閉弁時期を図7の実線で示す
通常の状態から、破線に示すように変位させて吸気弁の
開閉タイミングを遅らせ、吸気弁4と排気弁5とのオー
バラップ時間tを短くするように構成することにより、
上記排圧上昇手段16の作動時に排気圧力が上昇するこ
とに起因して増大傾向にある内部EGR量を上記オーバ
ラップ時間tの短縮に応じて抑制し、燃焼安定性を向上
させることができる。
構26または吸気弁4の動弁機構39に設けられたカム
シャフトとカムプーリとの作動位相を変化させることに
より、排気弁5または吸気弁4の開弁時期および閉弁時
期の両方を調節するように構成した例について説明した
が、上記動弁機構26,39に複数種のカムを設け、使
用するカムを変更することにより、排気弁5の閉弁時期
を変化させることなく、その開弁時期を早め、あるいは
吸気弁4の開弁時期を変化させることなく、その閉弁時
期を遅らせるように構成してもよい。
ジンの冷却水温度に応じて基準時間αおよびβに基づい
て前触媒13および主触媒14が活性化したか否かを判
定するように構成した例について説明したが、上記前触
媒13および主触媒14の温度を検出する温度センサの
検出信号に応じ、この前触媒13および主触媒14が活
性化したか否かを判定するように構成してもよい。
なる後処理手段に代えて上記前触媒13および主触媒1
4を加熱する加熱装置からなる処理手段を設けた構造と
することもできるが、上記二次エア供給手段12を使用
した場合には、簡単な構成で上記前触媒13等を効果的
に活性化することができる。
点から前触媒13が活性化するまでの間、上記リタード
制御手段33およびタイミング制御手段28からなる排
気温度上昇手段と、上記二次エア供給手段12からなる
後処理手段と、排圧上昇手段16の全て作動させ、前触
媒の活性化後に、上記排気温度上昇手段および後処理手
段の作動を停止させて上記ディザ制御手段32を作動さ
せるとともに、エンジンの始動時点から主触媒14が活
性化するまでの間、排圧上昇手段16を作動状態に維持
するように構成した例について説明したが、本発明は、
上記実施例に限定されることなく種々の変形が可能であ
る。
3が活性化するまでの間、上記排気温度上昇手段および
後処理手段の少なくとも一方を作動させるとともに、前
触媒13の活性化後に、上記排気温度上昇手段および後
処理手段の作動を停止させて上記ディザ制御手段32だ
けを作動させるように構成してもよい。
が活性化するまでの間、上記排気温度上昇手段および後
処理手段の少なくとも一方と、上記排圧上昇手段16を
作動させるとともに、前触媒13の活性化後に、上記排
圧制御手段38によって排気温度上昇手段および後処理
手段の作動を停止させるとともに、上記排圧上昇手段1
6だけを作動状態に維持するように構成してもよい。
明は、エンジンの始動時点から前触媒が活性化するまで
の間、排気温度上昇手段および後処理手段の少なくとも
一方を作動させるように構成したため、排気通路に導出
された排気ガスの温度を積極的に上昇させて上記前触媒
および主触媒からなる排気ガス浄化触媒を効果的に加熱
し、これらを早期に活性化することができる。
度上昇手段および後処理手段の作動を停止させるように
構成したため、排気ガス温度が必要以上に高くなること
を防止して前触媒の熱劣化を防止することができる。さ
らに、前触媒の活性化後に、ディザ制御手段を作動させ
るように構成したため、主触媒に未燃成分を効率よく捕
集させた後、これを確実に酸化することにより、未燃成
分の排出を抑制しつつ、主触媒の温度を適度に上昇させ
てその活性化を促進できるという利点がある。
始動時点から前触媒が活性化するまでの間、上記排気温
度上昇手段および後処理手段の少なくとも一方と、上記
排圧上昇手段を作動させるとともに、前触媒の活性化後
に、上記排圧制御手段によって排気温度上昇手段および
後処理手段断の作動を停止させるとともに、上記排圧上
昇手段を作動状態に維持するように構成したため、前触
媒の熱劣化および未燃成分の排出を抑制しつつ、排気通
路に導出された排気ガスの温度を積極的に上昇させるこ
とにより、上記前触媒および主触媒からなる排気ガス浄
化触媒を効果的に加熱してこれらを早期に活性化するこ
とができる。
性化後に、上記ディザ制御手段の作動を停止させるよう
に構成したため、不必要なディザ制御が実行されること
による燃焼性の低下を防止することができるとともに、
必要時に上記ディザ制御を実行することにより、未燃成
分の排出を抑制しつつ、上記主触媒を効果的に活性化で
きるという利点がある。
性化後に、排圧上昇手段の作動を停止させるように構成
したため、不必要な排圧上昇制御が実行されることによ
る燃焼性の低下を防止し、エンジンの燃焼性を良好状態
に維持しつつ、必要時に上記排圧上昇制御を実行して未
燃成分の排出を抑制することができる。
始動時点から前触媒が活性化するまでの間において、エ
ンジンが高負荷状態または高回転状態にあることが確認
された場合に、上記排圧上昇手段の作動を停止させるよ
うに構成したため、この排圧上昇手段によって排圧上昇
制御が実行されることに起因したエンジン出力の低下を
防止し、エンジンを効果的に高負荷状態および高回転状
態に維持することができる。
始動時点から前触媒が活性化するまでの間、リタード制
御手段を作動させて点火プラグの点火時期を遅角させる
ように構成したため、エンジンの燃焼室内における燃料
の燃焼完了時期を遅延させて排気ガス温度を上昇させる
ことにより、上記排気ガス浄化触媒の活性化を促進でき
るという利点がある。
始動時点から前触媒が活性化するまでの間、二次エア供
給手段を作動させて排気通路内に二次エアを供給するよ
うに構成したため、排気ガス中の未燃成分を燃焼させて
排気ガス温度を上昇させることにより、簡単な構成で排
気ガス浄化触媒を効果的に活性化できるという利点があ
る。
始動時点で上記排圧上昇手段を作動させて排気シャッタ
バルブを排気絞り位置に変位させるように構成したた
め、前触媒および主触媒からなる排気ガス浄化触媒装置
が活性化するまでの間、排気ガスの排出圧力を増大さ
せ、この排出圧力の増大に応じて排気行程の終期にピス
トンによって掻き上げられた燃料の未燃成分を燃焼室側
に押し戻すことにより、簡単な構成で未燃成分の排出を
効果的に抑制できるという利点がある。
始動時点から前触媒が活性化するまでの間、タイミング
制御手段を作動させて排気弁の開弁時期を早めるように
構成したため、ピストンの膨張行程の途中で圧縮ガスを
排出されて排気ガス温度を上昇させることができ、これ
によって排気ガス浄化触媒の活性化を促進することがで
きる。
の始動時点から前触媒が活性化するまでの間、吸気弁の
閉弁時期を遅らせるように構成したため、エンジンの有
効圧縮比を低下させて燃焼を緩慢状態とすることによ
り、排気ガス温度を上昇させて排気ガス浄化触媒の活性
化を効果的に促進することができる。
を示す全体構成図である。
ーチャートである。
ーチャートである。
ーチャートである。
グラフである。
を示すタイムチャートである。
る。
である。
トである。
実施例を示す全体構成図である。
例を示すタイムチャートである。
Claims (10)
- 【請求項1】 エンジンの排気系に前触媒と、その下流
側に位置する主触媒とからなる排気ガス浄化触媒装置が
設けられたエンジンの排気浄化装置であって、エンジン
の始動時点から前触媒が活性化するまでの間、前触媒に
流入する排気ガス温度を上昇させる排気温度上昇手段お
よび排気系に導出された排気ガス中の未燃成分を後処理
するとともに、前触媒に流入する排気ガス温度を上昇さ
せる後処理手段の少なくとも一方を作動させる前触媒活
性化手段と、空燃比を定期的に増減するディザ制御手段
を作動させる主触媒活性化手段と、主触媒が活性化する
前の状態にあって前触媒が活性化した時点で、上記前触
媒活性化手段の作動を停止させるとともに、上記主触媒
活性化手段の作動を開始させる制御手段とを設けたこと
を特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項2】 エンジンの排気系に前触媒と、その下流
側に位置する主触媒とからなる排気ガス浄化触媒装置が
設けられたエンジンの排気浄化装置であって、排気系に
おける主触媒の下流側に排気圧力を上昇させる排圧上昇
手段とを設け、エンジンの始動時点から前触媒が活性化
するまでの間、前触媒に流入する排気ガス温度を上昇さ
せる排気温度上昇手段および排気系に導出された排気ガ
ス中の未燃成分を後処理するとともに、前触媒に流入す
る排気ガス温度を上昇させる後処理手段の少なくとも一
方を作動させる前触媒活性化手段と、エンジンの始動時
点から主触媒が活性化するまでの間、上記排圧上昇手段
を排気圧力の上昇作動状態に維持する排圧制御手段と、
前触媒が活性化するまでは、上記前触媒活性化手段と上
記排圧制御手段との双方の制御を実行し、主触媒が活性
化前の制御状態にあって前触媒が活性化した時点で、上
記前触媒活性化手段の制御を停止させつつ、上記排圧制
御手段の制御を継続させる制御手段とを設けたことを特
徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項3】 主触媒の活性化後にディザ制御手段の作
動を停止させるように構成したことを特徴とする請求項
1記載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項4】 主触媒の活性化後に排圧上昇手段の作動
を停止させるように構成したことを特徴とする請求項2
記載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項5】 エンジンが高負荷状態または高回転状態
にあることが確認された場合に、排圧上昇手段の作動を
停止させるように構成したことを特徴とする請求項2記
載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項6】 点火プラグの点火時期を遅角させるリタ
ード制御手段からなる排気温度上昇手段を設けたことを
特徴とする請求項1または2記載のエンジンの排気浄化
装置。 - 【請求項7】 排気系に二次エアを供給する二次エア供
給手段からなる後処理手段を設けたことを特徴とする請
求項1または2記載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項8】 排気通路の開口面積を減少させる排気シ
ャッタバルブを有する排圧上昇手段を設けたことを特徴
とする請求項2記載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項9】 排気弁の開弁時期を早めるタイミング制
御手段からなる排気温度上昇手段を設けたことを特徴と
する請求項1または2記載エンジンの排気浄化装置。 - 【請求項10】 吸気弁の閉弁時期を遅らせるタイミン
グ制御手段からなる排気温度上昇手段を設けたことを特
徴とする請求項1または2記載のエンジンの排気浄化装
置。
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JPH08158858A JPH08158858A (ja) | 1996-06-18 |
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Family
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Family Applications (1)
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-
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