JP3467795B2 - 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

Publication number
JP3467795B2
JP3467795B2 JP05032193A JP5032193A JP3467795B2 JP 3467795 B2 JP3467795 B2 JP 3467795B2 JP 05032193 A JP05032193 A JP 05032193A JP 5032193 A JP5032193 A JP 5032193A JP 3467795 B2 JP3467795 B2 JP 3467795B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
temperature
exhaust
catalyst
engine
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 - Fee Related
Application number
JP05032193A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06264728A (ja
Inventor
哲洋 田中
修 野崎
剛 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP05032193A priority Critical patent/JP3467795B2/ja
Publication of JPH06264728A publication Critical patent/JPH06264728A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3467795B2 publication Critical patent/JP3467795B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気浄化装
置に関するものであり、特にリ−ンな空燃比に対応する
酸素濃度を有する排気に対して良好なNOX浄化特性を
有する触媒を排気系に備えたエンジンの排気浄化装置に
関する。 【0002】 【従来の技術】自動車用エンジンにおいては、排気中に
含まれるNOX,HC,COのような有害成分を浄化す
るために、その排気系に触媒を備えている。一般の三元
触媒は、その排気浄化特性がエンジンの空燃比によって
大きく変化し、空燃比の大きいリ−ン側では、燃焼後も
排気中の酸素の量が多くなって、酸化作用が活発に、還
元作用が不活発になる。また、空燃比の小さいリッチ側
では、燃焼後も排気中の酸素の量が多くなって、還元作
用が活発に、酸化作用が不活発になる。そして、酸化と
還元とのバランスがとれる理論空燃比(λ=1,A/F
=14.7)付近では三元触媒がもっとも有効に働くため、
三元触媒を用いる排気浄化装置を備えた自動車では、排
気中の酸素濃度を検出して、混合気を理論空燃比付近に
保つようにフィ−ドバック制御を行なっている。 【0003】一方、自動車用エンジンにおいては、低燃
費化も要請されており、そのために、なるべくリ−ンな
混合気を燃焼させる(リ−ンバ−ン)ようにする努力が
なされているが、リ−ン側ではHC,COは酸化除去で
きても、NOXを還元除去することが困難になる。この
ため、リ−ンバ−ンエンジンの排気系に用いる排気ガス
除去用触媒として、例えば、特開平1−310742号
公報に開示されているような、Cuなどの遷移金属がゼ
オライトにイオン交換担持されかつ貴金属がされた担持
触媒層が、耐火性担体上に設けられた、いわゆるNOX
触媒が提案されている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なNOX触媒は、例えばA/F=22(λ=1.5)程度のリ
−ンな空燃比に対応する排気中では、図4に実線Iで示
すように、HCに対して冷間時においても良好な浄化特
性を有するが、理論空燃比付近では、破線IIで示すよう
に、冷間時の特性は劣悪であり、しかも、温間時におい
ても浄化率が低い。従って、エンジン始動直後の理論空
燃比に近い燃焼状態で多量に排出されるHC(CO)を
浄化できないという問題があり、かつ温間時においても
HC浄化率の向上が望まれていた。 【0005】一方、上記NOX触媒は、三元触媒に比較
して良好なNOX浄化特性を有するものの、図5に示す
ように、最大NOX浄化率を示す温度が空燃比がリ−ン
になる程、すなわち、排気中の酸素濃度が増大するのに
応じて低下し、かつ該最大NOX浄化率も排気中の酸素
濃度の増大に伴って低下する特性を有するものである。 【0006】上述の事情に鑑み、本発明は、NOX触媒
を用いて所期のNOX浄化特性を保ちながら、特に冷間
時におけるHC浄化特性を飛躍的に向上させたエンジン
の排気浄化装置を提供することを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明によるエンジンの
排気浄化装置は、エンジンの排気通路に配設され、排気
中の酸素濃度が高くなるほど且つ触媒入口排気温度が高
くなるほどHC浄化率が高くなり、最大NOx浄化率を
示す温度が排気中の酸素濃度の増大に応じて低下する特
性を有する触媒と、上記排気通路の上記触媒配設位置の
上流に2次エアを供給する2次エア供給手段と、上記排
気通路の上記触媒配設位置の上流にある排気を加熱する
ためのヒータと、上記触媒の入口排気温度を検出する排
気温度センサと、上記触媒に供給される排気中の酸素濃
度に関する値を検知するO 2 センサと、上記排気温度及
び酸素濃度に応じて上記2次エア供給手段及びヒータを
制御する制御手段とを備え、当該制御手段は、エンジン
の始動時に、排気温度が所定温度に上がるまでの間、上
記ヒータのみを作動させて排気を加熱する一方、排気温
度が上記所定温度に上がった後、上記2次エア供給手段
を制御して排気中の酸素濃度を上昇させるように構成さ
れていることを特徴とするものである。 【0008】 【作用および効果】本発明によれば、排気通路の上記触
媒配設位置の上流にある排気を加熱するためのヒータ
と、排気通路の上記触媒配設位置の上流に2次エアを供
給する2次エア供給手段とがエンジンの排気系に設けら
、制御手段が、エンジンの始動時に、排気温度が所定
温度に上がるまでの間、上記ヒータのみを作動させる一
方、排気温度が上記所定温度に上がった後、上記2次エ
ア供給手段を制御して排気中の 酸素濃度を上昇させるた
めに、エンジン始動時に上記触媒の温度を上記ヒーター
により速やかに上昇させることができ、かつ上記2次エ
ア供給手段により排気中の酸素濃度を増大させることが
できるから、エンジン始動時における触媒のHC浄化特
性を飛躍的に向上させることができる。 【0009】 【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。 【0010】図1は、本発明によるエンジンの排気浄化
装置の構成を示す概略図である。図1において、排気通
路1に配設されているNOX触媒2の上流側には、排気
を加熱するための電気ヒ−タ3が配設され、この電気ヒ
−タ3の上流側に、排気通路1に2次エアを供給するた
めのエア通路4が接続されている。エア通路4にはエア
ポンプ5が連結されている。 【0011】さらに、NOX触媒2と電気ヒ−タ3との
間の排気通路1には、エンジン側の排気通路に設けられ
ている空燃比制御用の図示しないO2センサに加えて、
触媒2に供給される排気中の酸素濃度を検出するための
2センサ6と、触媒2の入口の排気温度を検出するた
めの温度センサ7とが配設されている。8はコントロ−
ラで、このコントロ−ラ8は、O2センサ6および温度
センサ7の出力と、エンジン回転数センサ9およびエン
ジン水温センサ10の出力とに基づいて、電気ヒ−タ3お
よびエアポンプ5を以下に述べる態様で制御するように
なっている。 【0012】すなわち、まず、前述した図5における酸
素濃度をパラメ−タとしたNOX浄化率を示す特性曲線
から、図2に示すように、NOX浄化率の最大値が要求
最小浄化率(例えば68%)を満足し得る酸素濃度に対応
する空燃比と、その空燃比における最大NOX浄化率を
示す温度(以下この温度をT0とする)を、例えばA/
F=22(λ=1.5)、温度220°Cとして求める。 【0013】そして、エンジン始動時のような冷間時に
は、エンジン水温が規定温度(例えば80°C)に達する
まで、λ=1になるようなエンジンの空燃比制御を実行
するとともに、エアポンプ5を停止させた状態で、電気
ヒ−タ3のみを作動させて排気を加熱し、排気温度を可
及的速やかに上昇させる。そして、排気温度が温度T0
(220°C)に達した時点で、エアポンプ5を作動させ
て2次エアを触媒2の上流側の排気通路1に導入し、触
媒2に供給される排気の酸素濃度をλ=1.5に対応した
ものにする。従って、HC浄化率は、図2に示すよう
に、排気温度がT0に達するA点までは、破線で示すλ
=1のときの特性曲線IIに沿って緩やかに上昇し、排気
温度がT0に達すると、一挙にほぼ垂直に上昇して、実
線で示すλ=1.5のときの特性曲線I上のB点に達する
ことになる。したがって、エンジン始動時における触媒
のHC浄化特性を飛躍的に向上させることができる。 【0014】そして、それ以降は、排気温度がT0に保
たれるように、かつ排気中の酸素濃度がλ=1.5に対応
する酸素濃度に保たれるように、電気ヒ−タ3およびエ
アポンプ5を制御することにより、NOX浄化率につい
ては要求最小浄化率を満足させながら、HC浄化特性を
改善するこができる。 【0015】その場合に、冷間時およびアイドル時には
空燃比がλ=1になるように燃料噴射量を制御するが、
通常走行時には例えばλ=1.5となるように空燃比制御
を実行するリ−ンバ−ンエンジンにおいては、アイドル
時にのみ2次エアを排気通路1に導入し、通常走行時に
は2次エアの導入を停止すればよい。 【0016】なお、本実施例では、温度センサ7が排気
通路1に設けられているが、触媒2に取り付けられて、
触媒2の温度を検出するものであってもよい。 【0017】図3はコントロ−ラ8が実行する制御ル−
チンのフロ−チャ−トをしめす。 【0018】まず、ステップS1でエンジンの始動と同
時に電気ヒ−タ3のみを作動させて排気を加熱する。次
にステップS2で、エンジン水温が規定温度に達したか
否か、すなわち冷間時か否かを判定し、冷間時であれ
ば、また冷間時でなくても、ステップS9でアイドル時
と判定された場合は、ステップS3で空燃比がλ=1に
なるように燃料噴射量を制御する。 【0019】次のステップS4では、排気温度がT0
達しているか否かを調べ、T0に達していると判定され
たときには、ステップS5で電気ヒ−タ3をOFFにする
とともに、エアポンプ5を作動させて2次エアを触媒2
の上流側の排気通路1に導入し、触媒2に供給される排
気の酸素濃度をλ=1.5に対応したものにする。そし
て、次のステップS6でエンジンがλ=1となるような
空燃比制御を実行しているか否かを調べ、λ=1であれ
ば、ステップS7へ進んで排気温度がT0に達している
か否かを調べ、達していなければ、ステップS8で電気
ヒ−タ3をONにして排気温度を上昇させ、ステップS4
へ戻るというフィ−ドバック制御を実行する。 【0020】一方、アイドル時および冷間時を除いてλ
=1.5程度のリ−ンバ−ンの空燃比制御を実行するエン
ジンにおいては、ステップS6およびS9の判定が「N
O」となるから、ステップS10へ進み、さらにステップ
S11へ進んで、エアポンプ5を停止させ、2次エアの導
入を停止する。そして、ステップS12で排気温度がT0
に達しているか否かを調べ、T0に達していると判定さ
れたときには、ステップS13で電気ヒ−タ3をONにす
る.次にステップS14で排気温度がT0に達しているか
否かを調べ、T0に達していると判定されたときには、
ステップS15で電気ヒ−タ3をOFFにして、ステップS1
2へ戻るというフィ−ドバック制御を実行する。なお、
2次エアの導入を停止すれば、排気温度の変化が小さく
なるので、ステップS12〜S15のフィ−ドバック制御の
実行を省略することも可能である。 【0021】以上のような制御ル−チンを実行すること
により、エンジン始動時における触媒のHC浄化特性を
飛躍的に向上させることができるとともに、走行時にお
けるHCおよびNOXに対する浄化特性も向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例の構成を概略的に示す図 【図2】本発明の作用の説明に供するグラフ 【図3】同制御ル−チンを示すフロ−チャ−ト 【図4】NOX触媒の温度に対するHC浄化特性を空燃
比をパラメ−タとして示すグラフ 【図5】NOX触媒の温度に対するNOX浄化特性を空燃
比をパラメ−タとして示すグラフ 【符号の説明】 1 排気通路 2 NOX触媒 3 電気ヒ−タ(加熱手段) 4 エア通路 5 エアポンプ(酸素濃度補正手段) 6 O2センサ 7 排気温度センサ 8 コントロ−ラ(制御手段) 9 エンジン回転数センサ 10 エンジン水温センサ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−214919(JP,A) 特開 平5−59940(JP,A) 特開 昭61−112715(JP,A) 特開 昭50−32315(JP,A) 特開 昭51−87614(JP,A) 実開 昭47−23513(JP,U) 実開 平4−129829(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/22 F01N 3/20

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 エンジンの排気通路に配設され、排気中
    の酸素濃度が高くなるほど且つ触媒入口排気温度が高く
    なるほどHC浄化率が高くなり、最大NOx浄化率を示
    す温度が排気中の酸素濃度の増大に応じて低下する特性
    を有する触媒と、 上記排気通路の上記触媒配設位置の上流に2次エアを供
    給する2次エア供給手段と、 上記排気通路の上記触媒配設位置の上流にある排気を加
    熱するためのヒータと、 上記触媒の入口排気温度を検出する排気温度センサと、 上記触媒に供給される排気中の酸素濃度に関する値を検
    知するO2センサと、 上記排気温度及び酸素濃度に応じて上記2次エア供給手
    段及びヒータを制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、エンジンの始動時に、排気温度が所定
    温度に上がるまでの間、上記ヒータのみを作動させて排
    気を加熱する一方、排気温度が上記所定温度に上がった
    後、上記2次エア供給手段を制御して排気中の酸素濃度
    を上昇させるように構成されていることを特徴とするエ
    ンジンの排気浄化装置。
JP05032193A 1993-03-11 1993-03-11 エンジンの排気浄化装置 Expired - Fee Related JP3467795B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05032193A JP3467795B2 (ja) 1993-03-11 1993-03-11 エンジンの排気浄化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05032193A JP3467795B2 (ja) 1993-03-11 1993-03-11 エンジンの排気浄化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06264728A JPH06264728A (ja) 1994-09-20
JP3467795B2 true JP3467795B2 (ja) 2003-11-17

Family

ID=12855645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05032193A Expired - Fee Related JP3467795B2 (ja) 1993-03-11 1993-03-11 エンジンの排気浄化装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3467795B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017107678A1 (de) * 2017-04-10 2018-10-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Inbetriebnahme eines Verbrennungsmotors und Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06264728A (ja) 1994-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0824182B1 (en) A method and a device for purifying exhaust gas of an internal combustion engine
US6996975B2 (en) Multistage reductant injection strategy for slipless, high efficiency selective catalytic reduction
JP4645639B2 (ja) 排気浄化装置
JPH1047048A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH10141051A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH0674030A (ja) 2次エア制御装置
JP5376048B2 (ja) 内燃機関の排気浄化システム
JP3402200B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP3779828B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
EP1256704B1 (en) Exhaust gas purification system and method for internal combustion engine
JP3467795B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP3006367B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH0579320A (ja) 内燃機関とその運転方法および自動車
JP3615911B2 (ja) ディーゼル機関の排ガス浄化装置
JP3217130B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JPH05222927A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2020041428A (ja) 排気後処理装置
JPH01227815A (ja) 排気ガス浄化装置
JP3113065B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP2944371B2 (ja) 内燃機関の排気管内空気導入装置
JP2006274934A (ja) 排気浄化システム
JPH10141048A (ja) ディーゼル機関の排ガス中のNOxの浄化方法及び装置
JP3661461B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2946893B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH05231135A (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: 20080905

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees