JPH05231136A

JPH05231136A - 自動車の排ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH05231136A
Application number: JP4033727A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Mitsuhayashi; 大介三林; Tadashi Hirako; 廉平子; Yoshiro Danno; 喜朗団野; Kazuo Koga; 一雄古賀
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1992-02-20
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1993-09-07

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、排気路上の前段触媒及びその後
方の後段触媒の少なくとも一方に、リーンＮＯ_X触媒を
浄化効率や耐久性を低下させること無く配設することに
ある。【構成】内燃機関１の燃焼室１０１に近接される前段
触媒９とその後方の後段触媒１０とを順次備え、前段触
媒９が機関運転開始初期の排ガス浄化を行う様に構成さ
れ、特に、排気路２には前段触媒９を迂回し後段触媒１
０の上流側で排気路２に合流するバイパス路２０２を設
け、バイパス路２０２及び前段触媒９にそれぞれ流入す
る排ガス流量を増減制御する切り換え弁１１を設けたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気路に配備
され、特に、内燃機関の排気路上で燃焼室に近接される
前段触媒とその後方に配備される後段触媒とを順次備え
た自動車の排ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の排ガス浄化装置は自動車
の内燃機関が発生する排ガスを無害化して大気中に放出
するもので、自然環境を保護する上で重要な役割を持っ
ている。この排ガス浄化装置、例えば三元触媒は酸化還
元の両触媒を備え、空燃比をストイキオを含む狭いウイ
ンド域に保持することにより、酸化触媒が排気中のＣ
Ｏ，ＨＣを、還元触媒が排気中のＮＯ_Xをそれぞれ無害
成分に変換するように作用している。

【０００３】ところでガソリンエンジンの低燃費化にリ
ーンバーン化（希薄燃焼化）が有効な手段であることは
広く知られ、リーンバーンエンジンを搭載した自動車が
多数発表されている。しかし理論空燃比での燃焼時に排
ガス浄化手段として有効な三元触媒は、酸素過剰下（リ
ーン空燃比）である希薄燃焼時では適確な触媒作用を行
えず、各種の排ガス規制を満足することが困難と成って
いる。この問題を解決する技術として、希薄燃焼時に排
ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_X）を浄化することが可能な
リーンＮＯ_X触媒が提案されており、その一例が特開昭
６０ー１２５２５０公報に開示されている。

【０００４】このリーンＮＯ_X触媒は、特に、高温での
劣化が大きいという点と、ＮＯ_Xの浄化にＨＣ成分を必
要とするという点で実車装備の上で問題を残している。
即ち、図４に示すように排ガス中のＨＣ／ＣＯ比が所定
値以上ないと、ＮＯ_X浄化率（η_NOX）が十分に高まらず
正常作動出来ない。このため、このリーンＮＯ_X触媒と
三元触媒とを排気路に順次配設する場合、リーンＮＯ_X
触媒を三元触媒の上流に配設する必要がある。

【０００５】更に、車両の始動初期の排ガス浄化率を早
期に向上させるには、触媒の活性完了温度に達する時間
を早く（ライトオフを早く）する必要が有る。このた
め、従来容量の比較的小さな前段触媒（ウォームアップ
触媒）をエンジンの燃焼室の排気ポートの近傍に装備
し、その後方に主の後段触媒を配することが行われてい
る。これによって、三元触媒で構成される前段触媒が排
気ポートの近傍で早期に加熱され、容量も小型のため比
較的早く活性完了温度に達し、エンジン始動初期の排気
の浄化率を短時間に高率化するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排ガス規制
の強化が進んでおり、将来的には前段触媒（ウォームア
ップ触媒）の必要性が急増すると考えられている。しか
し、ＮＯ_Xの浄化にＨＣ成分を必要とする点で、三元触
媒を前段触媒にそのまま使用した場合に後段のリーンＮ
Ｏ_X触媒がＨＣ不足によって正常作動出来ない。他方、
前段触媒にリーンＮＯ_X触媒を用いることは、リーンＮ
Ｏ_X触媒が高温での劣化が大きいことより、このまま使
用することも出来ず、問題と成っている。

【０００７】本発明の目的は、排気路上の後段触媒の少
なくとも一部にリーンＮＯ_X触媒を配備した場合に、そ
のリーンＮＯ_X触媒浄化効率や耐久性を低下させること
無く配設出来る自動車の排ガス浄化装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、第１の発明は、内燃機関の燃焼室に近接される前
段触媒と、上記前段触媒の後方に配備されリーンＮＯ_X
触媒を含むる後段触媒とを排気路上に順次備え、上記前
段触媒が主に機関運転開始初期の排ガス浄化を行う様に
構成され、特に、上記排気路には上記前段触媒を迂回す
ると共に上記後段触媒の上流側で上記排気路に合流する
バイパス路を設け、上記バイパス路及び上記前段触媒に
それぞれ流入する排ガス流量を上記内燃機関の運転情報
に応じて制御する切り換え弁を設けたことを特徴とす
る。

【０００９】第２の発明は、内燃機関の燃焼室に近接さ
れる前段触媒と、上記前段触媒の後方に配備されリーン
ＮＯ_X触媒を含むる後段触媒とを排気路上に順次備え、
上記前段触媒が主に機関運転開始初期の排ガス浄化を行
う様に構成され、特に、上記排気路には上記前段触媒を
迂回すると共に上記後段触媒の上流側で上記排気路に合
流するバイパス路を設け、上記バイパス路及び上記前段
触媒にそれぞれ流入する排ガス流量を制御する切り換え
弁を設け、上記内燃機関の運転情報に応じて上記切り換
え弁のアクチュエータに所定開度相当の切り換え制御信
号を出力する弁制御手段を設け、上記弁制御手段は機関
停止時に切り換え弁を上記バイパス路を開く位置に切り
換えることを特徴とする。

【００１０】

【作用】第１の発明では切り換え弁がバイパス路及び前
段触媒にそれぞれ流入する排ガス流量を内燃機関の運転
情報に応じて制御するので、所定時にのみ排ガスを前段
触媒に流入させて、浄化することができる。

【００１１】第２の発明では切り換え弁がバイパス路及
び前段触媒にそれぞれ流入する排ガス流量を増減し、弁
制御手段が切り換え弁のアクチュエータに内燃機関の運
転情報に応じて所定開度相当の切り換え制御信号を出力
し、機関停止時に切り換え弁を上記バイパス路を開く位
置に切り換えるので、機関運転開始初期に排ガスを前段
触媒で浄化でき、機関停止時に切り換え弁をバイパス路
を開く位置に切り換えるので、切り換え弁固着時にフェ
イルセーフ機能を持たせることができる。

【００１２】

【実施例】図１、図２（ａ）に示した自動車の排ガス浄
化装置はガソリンエンジンＥの排気路２上に装着されて
いる。このエンジンＥはエンジンコントロールユニット
（以後単にＥＣＵと記す）３により燃料供給量を制御さ
れ、各時点での負荷情報やエンジン回転数情報に応じた
目標空燃比に現空燃比を調整制御するように構成されて
いる。排気路２はエンジン本体１に接続される排気分岐
管４と、その合流部に連続して接続され、前段触媒とし
てのウォームアップ触媒９を備えた上流排気管５と、そ
の下流端に接続され後段触媒１０を備えた下流排気管６
と、図示しないマフラーによって構成されている。

【００１３】上流排気管５は上流側の二又分岐部７及び
下流側の合流部８との間が分岐されて前段触媒であるウ
ォームアップ触媒９を装着した上流主路２０１と前段触
媒を迂回するバイパス路２０２を並列的に形成した構成
を成す。特に、ここでは、二又分岐部７に上流主路２０
１及びバイパス路２０２に流入可能な排ガス流量を増減
制御する切り換え弁１１を設けている。この切り換え弁
１１は上流排気管の二又分岐部７に枢支される回転軸１
２を備え、回転軸１２と一体のレバー１３がエアーアク
チュエータ１４によって回動されることによって弁本体
１１１を所定開度に切り換え保持する。

【００１４】ここでエアーアクチュエータ１４は負圧室
１４１と、これに対向すると共にレバー１３にリンク１
７を介して連結されるダイアフラム１４２と、ダイアフ
ラム１４２を押圧する戻しばね１４３とを備え、負圧室
１４１には開閉弁１５を介して負圧源としてのスロット
ル弁１８の下流の吸気路１６が連結されている。なお、
切り換え弁を駆動するアクチュエータは上述のエアーア
クチュエータ１４に代えて、例えば、ステップモータ及
び同モータの回転を回転軸１２に伝えるギア列から成る
周知の回転伝達手段を用いても良い。

【００１５】開閉弁１５はデューティー弁であり、ＥＣ
Ｕ３に切り換え駆動される。この開閉弁１５はデューテ
ィー比が０％のオフ時に負圧室１４１を完全に大気解放
し、デューティー比の増加に応じて負圧室１４１の負圧
化を強めて、戻しばね１４３に抗してレバー１３をより
大きく引くように構成されている。即ち、切り換え弁１
１の弁本体１１１は、開閉弁１５のデューティー比が所
定レベル以下において戻しばね１４３の弾性力を受けて
バイパス路２０２を全開し、上流主路２０１を閉じる
（図１の実線で示す位置）第１位置Ｐ１に保持される。

【００１６】逆に、弁本体１１１は、開閉弁１５のデュ
ーティー比が所定レベルを上回るとダイアフラム１４２
の働きで戻しばね１４３に抗してバイパス路２０２を閉
じ初め、上流主路２０１を開き初める。そして、デュー
ティー比が全開レベルを上回ると上流主路２０１を開き
バイパス路２０２を閉じる第２位置Ｐ２（図１の２点鎖
線で示す位置）に保持される。ここで、リンク１７には
弁開度センサ１９が対設され、同センサ１９が切り換え
弁１１の開度相当のアナログ出力を図示しないＡ／Ｄ変
換器に発し、同Ａ／Ｄ変換器のデジタル出力がＥＣＵ３
に出力される様に構成されている。

【００１７】上流主路２０１のウォームアップ触媒９は
エンジン本体１側の燃焼室１０１の排気ポート１０２の
比較的近傍に配設され、後述の後段触媒１０は比較的離
れて配設される。このウォームアップ触媒９は三元触媒
から成り、後段触媒１０と比較して十分に小さな容量に
形成される。このウォームアップ触媒９はモノリス型の
担持体を有し、この担持体の内壁面には周知の三元触媒
活性成分が付着されている。このため、担持体を通過す
る排ガスはその時の空燃比がストイキオ近傍にあり、活
性温度にあると、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯ_Xの酸化還元処理を
成し、無害化された排ガスを排出することが出来る。な
お、この三元触媒に代えて、前段触媒に酸化触媒を用い
コスト低減を図っても良い。この酸化触媒としてはライ
トオフ温度の低いパラジウム（Ｐｄ）系の触媒を利用出
来る。

【００１８】後段触媒１０は上流排気管５の合流部８の
下流に続く下流排気管６上に配備される。この後段触媒
１０は筒状の単一の触媒ケース２１内に収容され、排気
路方向に沿ってリーンＮＯ_X触媒２２及び三元触媒２３
をこの順に配設した構成を採る。なお、このリーンＮＯ
_X触媒２２及び三元触媒２３を単一の触媒ケース２１内
に収容してコンパクト化を図っていたが、場合により、
図示しない個々の触媒ケースに収容し、両ケースを順次
接続した構成を採っても良い。ここでリーンＮＯ_X触媒
２２はモノリス型の担持体を有し、その全内壁面に触媒
活性成分が付着される。ここでの触媒活性成分は酸素過
剰化（リーン空燃比）でＮＯ_Xを還元することが可能な
もので、図４に示すように、ＨＣ／ＣＯ比が所定値以上
でＮＯ_X浄化率（η_NOX）が高レベルとなる特性を示す。
即ち、その時の排ガスの空燃比がリーン雰囲気下にあ
り、しかも、活性温度にあると、ＮＯ_X、を還元剤とし
てのＨＣで還元して無害化するように構成されている。

【００１９】後側の三元触媒２３は前段のウォームアッ
プ触媒９と比較して十分に大きな容量に形成され、その
モノリス型の担持体の全内壁面に前段のウォームアップ
触媒９と同様にストイキオ雰囲気下で酸化還元処理可能
な触媒活性成分が付着された周知の構成を採る。このよ
うに後段触媒１０がリーンＮＯ_X触媒２２とその下流の
三元触媒２３で構成されることによって、両触媒の排ガ
ス浄化性能の向上を図っている。

【００２０】なお、図１の自動車の排ガス浄化装置の概
略を図２（ａ）に示したが、ここでは、エンジン１の燃
焼室１０１とウォームアップ触媒９の間の前排気通路長
さＬ１に対して、ウォームアップ触媒９と後段触媒１０
の間の後排気通路長さＬ２を大きく設定してあり、これ
によってウォームアップ触媒９の性能向上と、リーンＮ
Ｏ_X触媒２２の耐久性確保を図っている。ＥＣＵ３はマ
イクロコンピュータによってその要部が形成され、エン
ジンＥへの燃料供給制御、点火時期制御、スロットル弁
駆動制御等の周知の制御処理を行うと共に切り換え弁制
御を行う。このためＥＣＵ３には上述の弁開度センサ１
９の他に、ウォームアップ触媒９中に配備される前段触
媒温度センサ２４、リーンＮＯ_X触媒２２中に配備され
る後段触媒温度センサ２５、エンジン本体１に取付けら
れる水温センサ２６、エンジン回転センサ２７、等が接
続され、これらより各検出信号がそれぞれ取り込まれて
いる。

【００２１】ここでＥＣＵ３は、特に、弁制御手段とし
ての機能を備え、エンジンＥの運転情報に応じて切り換
え弁１１のエアーアクチュエータ１４に所定開度相当の
切り換え制御信号を出力する。以下に、図１の自動車の
排ガス浄化装置の作動をＥＣＵ３の制御プログラム（図
５参照）及び図３の待ち時間算出マップに沿って説明す
る。ＥＣＵ３はエンジンキーのオンに応じ周知のメイン
ルーチンに入り、その処理の途中で切り換え弁制御処理
に達する。

【００２２】図５に示すように切り換え弁制御処理で
は、まず、各センサよりのデータを読み込み、所定のエ
リアにストアする。そして、エンジン回転数Ｎｅが機関
停止判定値Ｎｅ１を下回るか否か判定し、下回るとエン
ジン停止時と見做し、ステップａ３に進み、切り換え弁
１１（図５、図６中には切り換え弁１１を全てバイパス
弁と記した）を上流主路２０１を閉じる第１位置Ｐ１に
保持すべく、開閉弁１５への出力をデューティー比０％
に保持する。これにより開閉弁１５が閉じ、負圧室が大
気解放され、切り換え弁１１を第１位置Ｐ１に切り換え
る処理を行う。この後、ステップａ４，５では切り換え
弁１１が第１位置Ｐ１に達するのを待ち、弁開度センサ
１９の出力より第１位置Ｐ１に達するのを検出すると、
そのままリターンし、所定の経過時間Ｔ１を経過しても
第１位置Ｐ１に達しないとステップａ６で故障表示の出
力を発し、リターンする。

【００２３】他方、ステップａ２で機関停止でないとし
て、ステップａ７に進むと、機関温度としての水温セン
サ２６の出力を読み取り、同値が機関の暖機完了判定値
Ｔ２を上回っているか判定し、低い場合は、ステップａ
８に、高いとステップａ９に進む。暖機完了判定値Ｔ２
より低い場合、ステップａ８では図３の待ち時間算出マ
ップより比較的長い待ち時間Ｈ１を読み取り、同待ち時
間Ｈ１の経過中はステップａ１０に進み、上流主路２０
１を開きバイパス路２０２を閉じる第２位置Ｐ２に切り
換え弁１１を切り換え処理し、待ち時間Ｈ１の経過によ
ってステップａ１３に進む。

【００２４】ステップａ１０の後のステップａ１１，ａ
１２では切り換え弁１１が第２位置Ｐ２に達するのを待
ち、弁開度センサ１９の出力より第２位置Ｐ２に達する
のを検出すると、そのままリターンし、所定の経過時間
Ｔ１を経過しても第２位置Ｐ１に達しないとステップａ
６に進んで故障出力を発し、リターンする。機関温度が
暖機完了判定値Ｔ２を上回っているとしてステップａ９
に進むと、ここでは待ち時間算出マップより比較的短い
待ち時間Ｈ２を読み取り、同待ち時間Ｈ２の経過中はス
テップａ１０に進み、上流主路２０１を開きバイパス路
２０２を閉じる第２位置Ｐ２に切り換え弁１１を切り換
え、待ち時間Ｈ２の経過を判定すると、ステップａ１３
に進む。

【００２５】待ち時間Ｈ１或いはＨ２が経過したとして
ステップａ１３に達すると、後段触媒温度センサ２５の
出力より後段触媒温度Ｔ３を取り込み、同値が後段触媒
の活性完了温度Ｔｒを上回ったか否か判定し、低い間は
ステップａ１４に進み、上回ると前述のステップａ３に
進む。ステップａ１４では前段触媒温度センサ２４より
前段触媒温度Ｔ４を取り込み、この値が前段触媒の活性
完了温度Ｔｆを上回ったか否か判定し、低い間はステッ
プａ１０に進み、上流主路２０１を開く第２位置Ｐ２に
切り換え弁１１を保持し、ウォームアップ触媒９の温度
上昇を図り、上回るとステップａ１５に進む。なお、こ
こでは後段触媒温度センサ２５より後段触媒温度Ｔ３
を、前段触媒温度センサ２４より前段触媒温度Ｔ４を取
り込んだが、場合によっては後段触媒付近と前段触媒付
近の各排ガス温度を取り込み、同様の温度判定を行って
も良い。

【００２６】ステップａ１５ではウォームアップ触媒９
は活性完了温度Ｔｆに達し、後段触媒が活性完了温度Ｔ
ｒに達していないことより、切り換え弁１１を中間開度
Ｐ３に保持する。この処理により、バイパス路２０２に
予め一部排ガスを流入させて同路の加熱を図り、この後
のバイパス路２０２を全開する第１位置Ｐ１への切り換
え時におけるバイパス路２０２通過により排ガスの温度
が低下することを押さえ、後段触媒の低温化による浄化
効率の低下を防止している。なお、中間開度Ｐ３は上流
主路２０１への排ガスの流入量を規制し、バイパス路２
０２に一部排ガスを供給出来る様に、予めその開度値が
実験的に設定されることと成る。更に、この中間開度Ｐ
３に切り換え弁１１を所定の時間Ｔｗだけ保持し続け
て、バイパス路２０２の加熱を十分に行うように設定し
ても良く、この場合には、ステップａ１６よりリターン
する間に所定の時間Ｔｗの時間待ち処理のステップを加
えれば良い。

【００２７】ステップａ１５の後のステップａ１６，ａ
１７では切り換え弁１１が中間開度Ｐ３に達するのを待
ち、弁開度センサ１９の出力より中間開度Ｐ３に達する
のを検出すると、そのままリターンし、所定の待ち時間
Ｔ１を経過しても中間開度Ｐ３に達しないとステップａ
６で故障出力を発し、リターンする。上述のところにお
いて、例えば、制御系の断線等によって開閉弁１５のデ
ューティー比が０％のオフになり、負圧室１４１が大気
解放すると戻しばね１４３が働き、切り換え弁１１が第
１位置Ｐ１に保持され続けることとなる。このような制
御系の故障時或いは上流主路２０１を閉じる第１位置Ｐ
１に長時間切り換え弁１１が保持され続けた場合、排気
管の内壁に切り換え弁１１が固着する可能性が有る。し
かし、この第１位置Ｐ１ではバイパス路２０２が開き、
リーンＮＯ_X触媒２２へのＨＣの供給は確保されるので
ＮＯ_X浄化率の低下を防止出来、更に上流主路２０１が
閉じられウォームアップ触媒９の熱劣化を防止出来、市
場出荷時におけるフェイルセーフ機能を持たせることが
できる。

【００２８】上述のところにおいて、図１及び図２
（ａ）の自動車の排ガス浄化装置はウォームアップ触媒
９中の前段触媒温度センサ２４とリーンＮＯ_X触媒２２
中の後段触媒温度センサ２５を用い、ウォームアップ触
媒９が活性完了温度Ｔｆに達し、後段触媒が活性完了温
度Ｔｒに達していない時点を検出し、切り換え弁１１を
中間開度Ｐ３に保持していたが、これに代えて、図２
（ｂ）に示すようにリーンＮＯ_X触媒２２中の後段触媒
温度センサ２５のみで、ウォームアップ触媒９が活性完
了温度Ｔｆに達し、後段触媒が活性完了温度Ｔｒに達し
ていない時点を検出し、切り換え弁１１を中間開度Ｐ３
に保持するという自動車の排ガス浄化装置を構成しても
良い。

【００２９】この場合の自動車の排ガス浄化装置の全体
構成は、図１の自動車の排ガス浄化装置と比べて、前段
触媒温度センサ２４を排除した点で異なり、その重複説
明を略す。更に図２（ｂ）の自動車の排ガス浄化装置で
行う切り換え弁制御処理ルーチンを図６に示した。ここ
では図５のステップａ１４に代えてステップａ１４’が
異なるのみで、その他の部分の重複説明を略す。

【００３０】即ち、図２（ｂ）の切り換え弁制御処理ル
ーチンではステップａ８或いはステップａ９よりステッ
プａ１３に進むまでを図５と同様に処理し、その後、ス
テップ１３で、後段触媒温度センサ２５より後段触媒の
排ガス温度Ｔ３を取り込み、同値が後段触媒の活性完了
温度Ｔｒより低い間はステップａ１４’に進み、上回る
と前述のステップａ３に進む。ステップａ１４’では後
段触媒の排ガス温度Ｔ３の微分値ΔＴ（＝ΔＴ_n-1−Δ
Ｔ_n）を算出し、同微分値ΔＴのレベルが前段触媒が活
性完了温度Ｔｆに達したと見做せる温度勾配相当の判定
値ΔＴαを上回るか否か判定する。ここで、下回る間は
ステップａ１０に進み、上流主路２０１を開く第２位置
Ｐ２に切り換え弁１１を保持し、ウォームアップ触媒９
の温度上昇を図り、上回るとステップａ１５に進み、切
り換え弁１１を中間開度Ｐ３に保持し、バイパス路２０
２の加熱を図り、以後図５の切り換え弁制御処理ルーチ
ンと同様に処理する。

【００３１】この場合、特に、前段触媒温度センサ２４
を排除出来る利点が有る。なお、図２（ｂ）に示す自動
車の排ガス浄化装置では後段触媒温度センサ２５のみで
切り換え弁１１を切り換えていたが、これと逆に前段触
媒温度センサ２４の出力のみで切り換え弁１１を切り換
えるような構成を採ることも出来る。図１の自動車の排
ガス浄化装置は上流排気管５の二又分岐部７に切り換え
弁１１を装着していたが、これに代えて下流側の合流部
８に切り換え弁１１'を配備しても良く、この場合の概
略構成を図７に、その切り換え弁１１'の一例を図８に
示した。

【００３２】図８の自動車の排ガス浄化装置は、図１の
自動車の排ガス浄化装置と比べて、切り換え弁１１'の
装着位置が異なる点以外は同様に構成され、その重複説
明を略す。ここでは特に、上流排気管５の下流側の合流
部８と下流排気管６との接続部位に回転軸１２が枢支さ
れ、この回転軸１２と一体の切り換え弁１１’が前述と
同様のエアーアクチュエータ１４によって回動されるよ
うに構成されている。この場合も、弁本体１１１は上流
主路２０１を閉じる（図８の実線で示す位置）第１位置
Ｐ１と、上流主路２０１を開きバイパス路２０２を閉じ
る第２位置Ｐ２（図８の破線で示す位置）と、図示しな
い中間開度Ｐ３に切り換え保持され、図８の自動車の排
ガス浄化装置によれば図１の装置と同様の作用効果を得
ることが出来る。

【００３３】図１の自動車の排ガス浄化装置は、エンジ
ン本体１温度として水温センサ２６の出力を採用してい
たが、これに代えて、エンジンの油温やシリンダブロッ
クの壁温等を用いても良い。図１の自動車の排ガス浄化
装置はその弁制御手段としてのＥＣＵ３が前後の触媒温
度に応じて切り換え弁１１を開閉制御しているが、これ
に代えて、機関の始動開始時点以後の、経過時間に応じ
て開度を第１開度Ｐ１，中間開度Ｐ３及び第２開度Ｐ２
とより選択的に求めて順次切り換える構成を採っても良
い。この場合、各温度センサを排除出来る。更に、図１
の自動車の排ガス浄化装置の弁制御手段としてのＥＣＵ
３が、前後の触媒温度と機関の始動開始時点以後の経過
時間とに応じて切り換え弁１１の開度を第１開度Ｐ１，
中間開度Ｐ３及び第２開度Ｐ２とより選択的に求めて順
次切り換える構成を採っても良い。この場合、切り換え
弁１１の開度をエンジン及び各触媒の暖機に合わせてよ
り適確に開閉制御出来る。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、第１の発明は、切り換え
弁の開閉処理によって所定時にのみ排ガスを前段触媒に
流入させることができ、排気路上の後段触媒の少なくと
も一部にリーンＮＯ_X触媒が配備されていても、その浄
化効率や耐久性を低下させることがない。

【００３５】第２の発明では、内燃機関の運転情報に応
じて弁制御手段が切り換え弁の開閉制御を行うため、例
えば、機関運転開始初期に排ガスを前段触媒で浄化し、
機関運転開始初期後に直接排ガスを後段触媒に流入させ
て浄化することができ、後段触媒の少なくとも一部のリ
ーンＮＯ_X触媒の浄化効率を向上させることが出来、特
に、切り換え弁の固着時にフェイルセーフ機能を持たせ
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての自動車の排ガス浄化
装置の全体構成図である。

【図２】（ａ）は図１の排ガス浄化装置の概略図、
（ｂ）は本発明の他の実施例としての排ガス浄化装置の
概略図である。

【図３】図１の排ガス浄化装置のＥＣＵが用いる待ち時
間算出マップの特性線図である。

【図４】リーンＮＯ_X触媒の浄化特性線図である。

【図５】図１の排ガス浄化装置のＥＣＵが行う切り換え
弁制御ルーチンのフローチャートである。

【図６】図２（ｂ）の排ガス浄化装置のＥＣＵが行う切
り換え弁制御ルーチンのフローチャートである。

【図７】本発明の他の実施例としての排ガス浄化装置の
概略図である。

【図８】図７の排ガス浄化装置で用いる切り換え弁及び
排気路の拡大部分断面図である。

【符号の説明】

１エンジン本体２排気路３ＥＣＵ５上流排気管７二又分岐部８合流部９ウォームアップ触媒１０後段触媒１１切り換え弁１４エアーアクチュエータ２２リーンＮＯ_X触媒２３三元触媒１０１燃焼室２０１上流主路２０２バイパス路Ｅエンジン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｂ 9150−3Ｇ 3/28 ３０１Ｆ 9150−3Ｇ (72)発明者古賀一雄東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の燃焼室に近接される前段触媒
と、上記前段触媒の後方に配備されリーンＮＯ_X触媒を
含む後段触媒とを排気路上に順次備え、上記前段触媒が
主に機関運転開始初期の排ガス浄化を行う様に構成され
た自動車の排ガス浄化装置において、上記排気路には上
記前段触媒を迂回すると共に上記後段触媒の上流側で上
記排気路に合流するバイパス路を設け、上記バイパス路
及び上記前段触媒にそれぞれ流入する排ガス流量を上記
内燃機関の運転情報に応じて制御する切り換え弁を設け
たことを特徴とする自動車の排ガス浄化装置。
【請求項２】内燃機関の燃焼室に近接される前段触媒と
上記前段触媒の後方に配備されリーンＮＯ_X触媒を含む
後段触媒とを排気路上に順次備え、上記前段触媒が主に
機関運転開始初期の排ガス浄化を行う様に構成された自
動車の排ガス浄化装置において、上記排気路には上記前
段触媒を迂回すると共に上記後段触媒の上流側で上記排
気路に合流するバイパス路を設け、上記バイパス路及び
上記前段触媒にそれぞれ流入する排ガス流量を制御する
切り換え弁を設け、上記内燃機関の運転情報に応じて上
記切り換え弁のアクチュエータに所定開度相当の切り換
え制御信号を出力する弁制御手段を設け、上記弁制御手
段は機関停止時に切り換え弁を上記バイパス路を開く位
置に切り換えることを特徴とする自動車の排ガス浄化装
置。