JPH07189668A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気浄化装置

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JPH07189668A
JPH07189668A JP5331813A JP33181393A JPH07189668A JP H07189668 A JPH07189668 A JP H07189668A JP 5331813 A JP5331813 A JP 5331813A JP 33181393 A JP33181393 A JP 33181393A JP H07189668 A JPH07189668 A JP H07189668A
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JP
Japan
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opening area
catalyst
main
main catalyst
bypass passage
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Application number
JP5331813A
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English (en)
Inventor
Hisashi Aoyama
尚志 青山
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バイパス触媒からメイン触媒への切換時に主
通路が冷えていてもNOx排出量が増えないようにす
る。 【構成】 バイパス通路31Bの分岐部または合流部に
バイパス通路31Bの開口面積と主通路31Aの開口面
積の比を調整可能な制御弁34が、またメイン触媒32
の下流にNOxに対して感度を持つタイプと持たないタ
イプの一対のO2センサー36,37が設けられる。低
温始動時に前記開口面積比が最大となるように指示手段
39が、この指示後に排気温度が所定値以上の高温にな
ったとき前記開口面積比が最小となるように指示手段4
1が、それぞれ制御弁駆動装置35に指示する。この指
示後に両O2センサー36,37の出力から反転時間差
Tsを算出手段42が算出し、この反転時間差Tsが所
定値以上になるときは前記開口面積比が所定値大きくな
る側に指示手段43が制御弁駆動装置35に指示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はエンジンの排気浄化装
置、特に2つ以上の触媒を備えるものに関する。
【0002】
【従来の技術】排気温度に応じて2個の触媒を使い分け
るようにしたものがある(特開昭57−210116号
公報参照)。
【0003】これを図16で説明すると、エンジンの始
動時など、温度センサー14で検出した排気温度が低い
ときは、流路切換弁25により主通路3Aへの排気流れ
が遮断され、排気の全量がバイパス触媒5に導かれる。
バイパス触媒5はエンジン本体1に近いため、バイパス
触媒5の入口温度が高く、この高温の排気によりバイパ
ス触媒5が高い浄化性能を示す。また、バイパス触媒5
を通過した排気でメイン触媒4が暖機される。
【0004】一方、加速時など、温度センサー14によ
り検出される排気温度が所定値よりも高くなると、切換
弁25の切換でバイパス通路3Bへの排気流れが遮断さ
れ、排気の全量が主通路3Aを流れてメイン触媒4に達
する。メイン触媒4の位置はエンジン本体1から遠いも
のの、エンジンの始動からの上記暖機によってメイン触
媒4の触媒温度が高められており、高排気温度時はメイ
ン触媒4の入口温度も高いため、メイン触媒4がすぐれ
た浄化作用を示す。
【0005】排気温度状態を低温時と高温時とにほぼ二
等分すれば、バイパス触媒5とメイン触媒4に直接流入
する排気の割合が均等に分配され、各触媒4と5にほぼ
同量の被毒物質が付着することになり、一方の触媒だけ
が極端に劣化することがないのである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バイパ
ス通路3Bを排気の全量が流れる低排気温度時には、主
通路3Aが冷えた状態にあるため、排気温度の上昇で切
換弁25がバイパス通路3Bを遮断した直後は、排気熱
が主通路3Aに奪われて、図17の破線で示したように
メイン触媒の入口温度が一時的に低下し、メイン触媒の
浄化性能が低下する。流路切換弁25の切換直後はメイ
ン触媒を設けただけのもの(実線で示す)よりかえって
メイン触媒の入口温度が低下することで、特に排気温度
の影響を受けやすいNOxの排出量が、流路切換弁の切
換直後に増大するのである。
【0007】そこでこの発明は、バイパス触媒からメイ
ン触媒への切換時に主通路が冷えていても、メイン触媒
下流でのNOx排出量が増えないようにすることを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、図18に
示すように、排気管31の下流に位置するメイン触媒3
2と、このメイン触媒32の上流で主通路31Aから分
岐され再びメイン触媒32の上流で主通路31Aに合流
されるバイパス通路31Bと、このバイパス通路31B
に介装されるバイパス触媒33と、前記バイパス通路3
1Bの分岐部または合流部に位置してバイパス通路31
Bの開口面積と前記主通路31Aの開口面積の比を調整
可能な制御弁34と、指示信号を受けてこの制御弁34
を駆動する装置35と、前記メイン触媒32の下流に位
置してNOxに対して感度を持つタイプと持たないタイ
プの一対のO2センサー36,37と、低温始動時であ
るかどうかを判定する手段38と、この判定結果より低
温始動時に前記開口面積比が最大となるように前記駆動
装置35に指示する手段39と、この指示後に排気温度
(たとえば前記前記バイパス通路31Bの分岐部上流ま
たは前記メイン触媒32の下流の排気温度)が所定値以
上の高温になったかどうかを判定する手段40と、この
判定結果より排気温度が高温になったとき前記開口面積
比が最小となるように前記駆動装置35に指示する手段
41と、この指示後に前記両O2センサー36,37の
出力から反転時間差Tsを算出する手段42と、この反
転時間差Tsが所定値以上になるときは前記開口面積比
が所定値大きくなる側に前記駆動装置35に指示する手
段43とを設けた。
【0009】第2の発明は、図19に示すように、排気
管31の下流に位置するメイン触媒32と、このメイン
触媒32の上流で主通路31Aから分岐され再びメイン
触媒32の上流で主通路31Aに合流されるバイパス通
路31Bと、このバイパス通路31Bに介装されるバイ
パス触媒33と、前記バイパス通路31Bの分岐部また
は合流部に位置してバイパス通路31Bの開口面積と前
記主通路31Aの開口面積の比を調整可能な制御弁34
と、指示信号を受けてこの制御弁34を駆動する装置3
5と、前記メイン触媒32の下流に位置してNOxに対
して感度を持つタイプと持たないタイプの一対のO2
ンサー36,37と、低温始動時であるかどうかを判定
する手段38と、この判定結果より低温始動時に前記開
口面積比が最大となるように前記駆動装置35に指示す
る手段39と、この指示後に排気温度(たとえば前記前
記バイパス通路31Bの分岐部上流または前記メイン触
媒下流の排気温度)が所定値以上の高温になったかどう
かを判定する手段40と、この判定結果より排気温度が
高温になったとき前記開口面積比が最小となるように前
記駆動装置35に指示する手段41と、この指示後に前
記両O2センサー36,37の出力から反転時の出力差
ΔVを算出する手段51と、この反転時出力差ΔVが所
定値以上になるときは前記開口面積比が所定値大きくな
る側に前記駆動装置35に指示する手段52とを設け
た。
【0010】第3の発明は、第1の発明において、前記
所定値は前記反転時間差Tsに応じて大きくなる。
【0011】第4の発明は、第2の発明において、前記
所定値は前記反転時出力差ΔVに応じて大きくなる。
【0012】第5の発明は、第1の発明から第4の発明
のいずれか一つにおいて、前記所定値を前記メイン触媒
の劣化時に増量補正する。
【0013】
【作用】排気温度が高温になったと判定されたタイミン
グで、バイパス触媒からメイン触に切換えようとして開
口面積比が最小となるようにとの指示でバイパス通路3
1Bが遮断され、排気の全量が主通路31Aに流されて
も、主通路31Aが冷えていれば、メイン触媒32の入
口温度が一時的に下がってメイン触媒32の活性化が妨
げられ、これによってNOx排出量が増加する。
【0014】この場合に、メイン触媒下流のNOx排出
量の増加で、一対のO2センサーから得られる反転時間
差Tsが所定値以上に大きくなるので、第1の発明によ
り排気温度が高温になったタイミングでバイパス通路3
1Bがいったん全閉にされた直後から反転時間差Tsが
算出され、この反転時間差Tsが所定値以上になるとき
開口面積比が所定値大きくなる側にされると、バイパス
触媒からメイン触媒への切換直後にバイパス通路31B
に排気の一部が導かれ、バイパス触媒31BでNOxが
浄化されることから、このバイパス触媒によるNOxの
浄化で、メイン触媒の入口温度の一時的な低下によるメ
イン触媒のNOx浄化能力の低下が補われる。
【0015】メイン触媒下流のNOx排出量の増加で反
転時間差Tsが大きくなるだけでなく、反転時出力差Δ
Vも所定値以上に大きくなるので、第2の発明により反
転時間差Tsの代わりに反転時出力差ΔVが算出され、
この反転時出力差ΔVが所定値以上になるとき開口面積
比が所定値大きくなる側にされると、第1の発明と同様
に、バイパス触媒によるNOxの浄化で、メイン触媒の
入口温度の一時的な低下によるメイン触媒のNOx浄化
能力の低下が助けられるとともに、反転時のタイミング
で開口面積比を所定値大きくなる側に指示することが可
能となり、制御の応答性が高められる。
【0016】第3の発明で、第1の発明において前記所
定値が前記反転時間差Tsに応じて大きくなると、第1
の発明の作用に加えて、バイパス触媒からメイン触媒へ
の切換直後に、主通路の冷え具合とメイン触媒の状態と
に応じてバイパス通路に導く排気割合が精度よく与えら
れる。
【0017】第4の発明で、第2の発明において前記所
定値が前記出力差ΔVに応じて大きくなると、第2の発
明の作用に加えて、第3の発明と同様に、バイパス触媒
からメイン触媒への切換直後に、主通路の冷え具合とメ
イン触媒の状態とに応じてバイパス通路に導く排気割合
が精度よく与えられる。
【0018】第5の発明で、第1の発明から第4の発明
のいずれか一つにおいて前記所定値が前記メイン触媒の
劣化時に増量補正されると、第1の発明から第4の発明
のいずれか一つの作用に加えて、メイン触媒が劣化して
いても、バイパス触媒からメイン触媒への切換直後に、
NOx排出量が増加することがない。
【0019】
【実施例】図1において、排気マニホールド2に接続さ
れる排気管3の下流には、三元触媒であるメイン触媒4
が介装される。
【0020】排気管3は排気マニホールド2のすぐ下流
で主通路3Aとバイパス通路3Bに分岐され、バイパス
通路3Bに三元触媒または酸化触媒からなるバイパス触
媒5が介装される。
【0021】バイパス通路3Bと主通路3Aの分岐部に
はバイパス通路の開口面積と主通路の開口面積の比率
(つまり開口面積比)を任意に調整可能な制御弁6が設
けられ、この制御弁6は、ステップモーターを有する制
御弁駆動装置7により、ステップモーターに与えるステ
ップ数に応じて駆動される。
【0022】制御弁6の開口面積比(開口面積比が0を
バイパス通路の全閉位置、開口面積比が1をバイパス通
路の全開位置に対応づける)とステップモーターに与え
るステップ数STEPとは、たとえば図2に示した関係
となり、ステップ数STEPに最小値の0を与えてバイ
パス通路を全閉にしている状態からステップ数STEP
を増していくと、開口面積比が大きくなっていき、ステ
ップ数STEPが最大値MAXになったとき、バイパス
通路が全開する。
【0023】なお、制御弁6はバイパス通路3Bと主通
路3Aの合流部に設けることもできる。また、ステップ
モーター式のほか、リニアソレノイド式などでもかまわ
ない。
【0024】メイン触媒4の下流には、NOxに対して
感度を持つタイプのO2センサー(このタイプのO2セン
サーはNRセンサーと通称される)11とNOxに対し
て感度を持たない通常のO2センサー12とがメイン触
媒4の出口よりほぼ等しい距離だけ離れた位置に設けら
れる。これら2つのタイプのO2センサーは公知であ
る。
【0025】ほぼ等しい位置としたのは、2つのO2
ンサー11,12の特性が排気温度の影響を大きく受け
るので、2つのO2センサー間で排気温度の相違にもと
づくずれが生じないようにするためである。
【0026】これら2つのタイプのO2センサー11,
12からの信号のほか、エンジンの冷却水温Twを検出
するセンサー13、排気マニホールド集合部の排気温度
TE1を検出するセンサー14、メイン触媒4の出口温
度TE2を検出するセンサー15からの信号が、エアフ
ローメーター16、クランク角度の単位角度ごとの信号
と基準位置信号(Ref信号)とを出力するクランク角
度センサー17からの信号とともに、マイクロコンピュ
ーターからなるコントロールユニット21に入力され、
コントロールユニット21では、後述する図3の流れ図
にしたがって、制御弁駆動装置7のステップモーターに
与えるステップ数を決定し、制御弁6の開口面積比を最
適に制御する。
【0027】図3はステップモーターに与えるステップ
数を決定するためのメインルーチンで、一定周期で実行
する。
【0028】ステップ1でスタータースイッチをみて、
スタータースイッチがONであれば始動時であると判断
してステップ2に進み、そのとき水温センサー13で得
られる冷却水温Twを始動時水温Twstとして読み込
む。
【0029】ステップ3でこの始動時水温Twstと所
定値T1(たとえば50℃程度)を比較する。Twst
≦T1であれば低温始動時であると判断し、ステップ4
で排気の全量をバイパス触媒に導くためためステップ数
STEPに最大値MAXを入れ、これをステップ6で出
力レジスターに移す。また、Twst>T1であるとき
はステップ5でバイパス通路を全閉にするためステップ
数STEPに最小値の0を入れる。ステップ数STEP
と制御弁6の開口面積比の関係は図2に示した通りであ
り、STEP=MAXでバイパス通路が全開とされ、ま
たSTEP=0としたときバイパス通路が全閉とされる
わけである。
【0030】スタータースイッチをONからOFFに切
換えるとステップ7に進み、排気マニホールド集合部の
排気温度TE1を読み込み、ステップ8でこの排気温度
TE1と所定値T2(たとえば700℃程度)を比較す
る。TE1>T2であればステップ9に進み、バイパス
触媒の保護のため高温の排気がバイパス通路に流れない
ようにステップ数STEPに0を入れ、これをステップ
10で出力レジスターに移す。バイパス触媒は低排気温
度時での排気浄化を促進するものであり、高温の排気を
エンジン本体1に近いバイパス触媒に流したのでは、バ
イパス触媒の劣化を早めることになるので、これを避け
るのである。
【0031】TE1≦T2であればメイン触媒の出口温
度TE2をステップ11で読み込み、ステップ12でこ
の出口温度TE2と所定値T3(たとえば300℃程
度)を比較する。TE2<T3であれば排気温度が低
く、メイン触媒が活性化していないと判断してステップ
7に戻る。
【0032】TE2≧T3になると、メイン触媒が十分
に活性化していると判断し、ステップ13に進んでバイ
パス触媒からメイン触媒への切換時の制御を行う。
【0033】図4は図3のステップ13のサブルーチン
で、図3とは独立に一定周期で実行する。
【0034】ステップ21でこのサブルーチンに進んで
きたのが始めてであるかどうかみて始めてのときは、ス
テップ22に進み、STEP=0としてバイパス通路を
全閉にし、これをステップ24で出力レジスターに移
す。また、ステップ23でフラグを“1”にセットす
る。
【0035】このフラグのセットで次はステップ21,
25からステップ26に流れる。
【0036】ステップ26では空燃比がリーンからリッ
チに反転するときのNRセンサー11とO2センサー1
2の反転時間差Tsを算出し、この反転時間差Tsから
図6を内容とするテーブルを参照して、開口面積比増加
分Cvをステップ27で求め、これをステップ28でス
テップ数STEPとする。
【0037】TE2≧T3よりメイン触媒の活性化が十
分と判断されたタイミングでバイパス通路を全閉にし、
排気の全量を主通路に流しても、主通路が冷えていれ
ば、メイン触媒の入口温度が一時的に下がってメイン触
媒の活性化が妨げられ、これによって温度低下に敏感な
NOx排出量が増加する。そこで、メイン触媒の活性化
が十分と判断されたタイミングでいったんバイパス通路
を全閉とした直後に開口面積比増加分Cvの分だけバイ
パス通路に排気の一部を流し、バイパス触媒によるNO
xの浄化でメイン触媒を補助してやろうというのであ
る。
【0038】また、メイン触媒の上流側に設けたO2
ンサー(図示しない)が活性化したことなどにより空燃
比フィードバック補正条件が成立し、メイン触媒がその
排気浄化能力を十分に発揮できる理論空燃比付近に空燃
比平均値が維持されるよう、コントロールユニット21
でメイン触媒の上流側O2センサーからの信号にもとづ
いてインジェクターからの燃料噴射量をフィードバック
補正すると、排気マニホールド集合部での排気空燃比が
理論空燃比を中心として、図5の上段のように短い周期
で振れるが、メイン触媒下流においては空燃比変動の周
期が、中段に示したようにかなり大きくなる。この場合
に、図5の下段のようにNRセンサー11のほうがO2
センサー12よりリーン側からリッチ側への反転が早
く、スライスレベルS/Lを通過するときの時間差Ts
は、メイン触媒下流でのNOx濃度が高くなる(つまり
メイン触媒のNOx浄化性能が低下する)ほど長くなる
ので、反転時間差Tsの値からメイン触媒のNOx浄化
性能を推定することが可能となるのである。
【0039】なお、リッチ側からリーン側への反転時に
も、NRセンサー11とO2センサー12とでスライス
レベルS/Lを通過するときの時間差が生じる(このと
きもNRセンサー11ほうがO2センサー12より反転
が早い)ので、こちらの反転時間差を用いることもでき
る。
【0040】図4に戻り、ステップ29ではフラグに
“0”をリセットし、ステップ24でステップ数STE
Pを出力レジスターに移す。
【0041】次は、ステップ21、25からステップ3
0に流れる。
【0042】ステップ26〜29,24の動作で一時的
温度低下に伴うメイン触媒の状態を考慮して排気の一部
をバイパス通路に導くようにしたが、ステップ30以降
は、この動作の後に、最終的にはバイパス通路を全閉に
するための動作部分である。
【0043】ステップ30ではSTEP≦0であるかど
うかみる。メイン触媒の活性化が十分と判断された直後
で主通路が冷えているときは、排気の一部がバイパス通
路に流される(つまりSTEP>0である)ことより、
ステップ31に進むことになる。
【0044】ステップ31で反転時間差Tsを算出して
これと所定値Ts1をステップ32で比較する。Ts<
Ts1であれば、メイン触媒出口でのNOx排出量が許
容限界値未満に収まっていると判断し、ステップ33で
ステップ数STEPを1だけ減少させることで、1ステ
ップ分だけ制御弁をバイパス通路の全閉側に駆動する。
このステップ数の減少をTs<Ts1であるかぎり繰り
返すと、やがてステップ30でSTEP≦0になり(つ
まりバイパス通路が全閉になる)、図4のサブルーチン
を終了する。
【0045】ただし、運転条件の変化に伴う排気温度の
低下などでTs≧Ts1となったときはメイン触媒出口
でのNOx排出量が許容限界値以上になるので、ステッ
プ34でステップ数STEPを1だけ増加することによ
り、制御弁をバイパス通路の全開側に駆動する。
【0046】このようにして、メイン触媒出口でのNO
xの浄化状態をみながら、徐々にバイパス通路に導く排
気割合を減らしていくことで最終的にバイパス通路を全
閉にするのである。
【0047】上記の所定値Ts1はメイン触媒出口での
NOx排出量の許容限界値に対応する反転時間差のこと
で、あらかじめマッチングにより適切な値を設定する。
【0048】図7と図8は図4のステップ26と31の
サブルーチンで、図4のルーチンとは独立に、Ref信
号に同期して実行する。
【0049】図7のステップ41でメイン触媒の下流側
のO2センサー出力VO2がリッチ側にあるかどうか、
ステップ42で前回はリッチ側であったかどうかみて、
2センサー出力VO2がリッチ側にありかつ前回はリ
ッチ側でなければ今回O2センサー出力VO2がリーン
側からリッチ側に反転したと判断し、ステップ43に進
んでCPU内部に持っているタイマーを起動する。図8
においても同様にして、ステップ51でNRセンサー出
力VNRがリッチ側にあるかどうか、ステップ52で前
回はリッチ側であったかどうかみて、NRセンサー出力
VNRがリッチ側にありかつ前回はリッチ側でなければ
今回NRセンサー出力VNRがリッチ側に反転したと判
断し、ステップ53でそのときのタイマー値を反転時間
差を表す変数Tsに移す。
【0050】ここで、この例の作用を説明する。
【0051】メイン触媒出口温度TE2が所定値以上の
高温になってメイン触媒の活性化が十分と判断されたタ
イミングでバイパス触媒からメイン触媒に切換えよう
と、バイパス通路を全閉にし排気の全量を主通路に流し
ても、主通路が冷えていれば、メイン触媒入口温度が一
時的に下がってメイン触媒の活性化が妨げられ、これに
よってNOx排出量が増加する。
【0052】これに対して、この例では、メイン触媒出
口温度が高温となったタイミングでバイパス通路をいっ
たん全閉にした直後にバイパス通路が少し開かれてバイ
パス通路に排気の一部が導かれ、バイパス触媒でNOx
が浄化される。このバイパス触媒によるNOxの浄化で
メイン触媒の入口温度の一時的な低下によるメイン触媒
のNOx浄化能力の低下を補うことになり、バイパス触
媒からメイン触媒への切換直後にNOx排出量が増加す
ることを防止することができるのである。
【0053】また、バイパス触媒からメイン触媒への切
換時に、バイパス通路をいったん全閉とした直後にバイ
パス通路に排気の一部を導くための開度比増加分Cv
は、一定値でなくリーン側からリッチ側への反転時のN
Rセンサー11とO2センサー12の反転時間差Tsに
応じた値で与えられる。この反転時間差Tsはメイン触
媒出口でのNOx排出量と相関関係があり、たとえば反
転時間差Tsが大きくてメイン触媒出口でのNOx排出
量が増えると、開度比増加分Cvが増やされ、この逆に
反転時間差Tsが小さくメイン触媒出口でのNOx排出
量が少なくて済むときは、開度比増加分Cvが減らされ
る。これによって、バイパス触媒からメイン触媒への切
換直後に、主通路の冷え具合とメイン触媒の状態とに応
じて開度比増加分が精度よく与えられるのである。
【0054】さらに、主通路の冷え具合とメイン触媒の
状態とに応じて与える開口面積比は、一定期間のあいだ
その値をそのまま保持するのでなく、その後のメイン触
媒のNOxの浄化状態をみながらバイパス通路が徐々に
閉じられてゆき、最終的にバイパス通路が全閉とされる
ことから、主通路の冷え具合とメイン触媒の状態に応じ
て開度比増加分Cvを精度よく与えた後に、運転条件の
変化に伴う排気温度の変化があっても、メイン触媒出口
でのNOx排出量が許容値を越えることがない。
【0055】図9は第2実施例で、第1実施例の図4に
対応する。
【0056】この例は、リーン側からリッチ側への反転
時の反転時間差Tsの代わりに、図10に示したように
NRセンサーのリーン側からリッチ側への反転時に両セ
ンサー出力差ΔVを算出し(図12)、この反転時出力
差ΔVから図11を内容とするテーブルを参照して開口
面積比増量分Cvを求めることで、主通路の冷え具合と
メイン触媒の状態に応じてバイパス通路に導く排気割合
を精度よく与え(図9のステップ61,62,28)、
その後は反転時出力差ΔVでメイン触媒のNOxの浄化
状態をみながらバイパス通路に導く排気割合を徐々に少
なくしていくものである(図9のステップ63,64,
33,34)。
【0057】この例では、センサー出力そのものを使う
ため、NRセンサー出力がスライスレベルS/Lを横切
るタイミングで開口面積比を所定値大きくなる側に指示
することが可能となり、第1実施例より制御の応答性が
高められる。
【0058】なお、リッチ側からリーン側への反転時の
両O2センサーの出力差を用いることもできる。また、
図10においては、スライスレベルS/Lにヒステリシ
スを設けているものを示している。
【0059】図13は第3実施例で、第1実施例の図4
に対応する。
【0060】メイン触媒の劣化によってメイン触媒によ
る浄化性能が低下するのであるから、その低下分をバイ
パス触媒によって補う必要があるので、この例ではメイ
ン触媒が劣化するほど大きくなる値の補正量Kを算出
し、この補正量Kで開度比増加分を増量補正するように
したものである。
【0061】このため、反転時間差Tsから求められる
開口面積比増量分をあらためて基本開口面積比増量分値
Cv0としておきなおし、この基本開口面積比増量分C
v0を補正量Kで増量補正した値を開口面積比増量分C
v(=Cv0×K)とする(図13のステップ81,8
2)。なお、反転時出力差ΔVから求める第2実施例の
開口面積比増量分を、この例の補正量Kで増量補正する
ようにすることもできる。
【0062】図14は補正量Kを算出するためのサブル
ーチンで、一定周期(たとえば4msec)で実行す
る。
【0063】なお、このルーチンでだけメイン触媒上流
側のO2センサー出力をV1、これに対するスライスレベ
ルをVR1、メイン触媒下流側のO2センサー出力をV2
これに対するスライスレベルをVR2とする。
【0064】ステップ91では高負荷増量補正係数KM
Rの値をみてKMR=0のときは高負荷増量状態にない
と判断してステップ92に進む。
【0065】ステップ92〜95は、高負荷増量状態に
なる直前での下流側O2センサー出力V2がリーン側にあ
るときだけ補正量Kの算出許可(メイン触媒の劣化診断
許可でもある)を指示するフラグXEを“1”にセット
するところである。高負荷増量補正は高負荷域や高回転
時に空燃比をリッチ側にして高出力を得るための増量補
正(公知)であり、KMRが働く条件では下流側O2
ンサー出力V2がリーン側にならないので、KMR≠0
のときはステップ92に進ませないのである。なお、後
述するメイン触媒の劣化診断そのものは公知である。
【0066】ステップ92でA/D変換して取り込んだ
下流側O2センサー出力V2とスライスレベルVR2をステ
ップ93で比較し、V2≦VR2であれば、下流側O2セン
サー出力がリーン側にあると判断し、ステップ94で補
正量算出許可フラグXEを“1”にセットし、V2>V
R2であるときはステップ95でフラグXEを“0”にリ
セットする。ステップ96では劣化係数相当カウンター
値CNTをクリアして本フローを終了する。
【0067】高負荷増量状態に切換わると、KMR≠0
となり、ステップ97に進む。
【0068】ステップ97で許可フラグXEをみてXE
=0であれば、ステップ98以降のメイン触媒の劣化診
断を行わず、ステップ96に進んで本フローを終了す
る。
【0069】XE=1であるときはステップ98に進
み、ここでA/D変換して取り込んだ上流側O2センサ
ー出力V1とスライスレベルVR1をステップ99で比較
し、V1≧VR1であれば、上流側O2センサー出力V1
リッチ側になったと判断し、さらにステップ100にお
いてA/D変換して取り込んだ下流側O2センサー出力
2とスライスレベルVR2をステップ101で比較す
る。この結果、V2<VR2のときには下流側O2センサー
出力V2がまだリッチ側になっていないと判断し、ステ
ップ102に進んで劣化係数相当カウンター値CNTを
インクリメントする。このインクリメントを繰り返し、
やがてV2≧VR2となったときステップ103に進む。
【0070】KMR≠0によって空燃比はリーン側から
リッチ側に移るので、これを受けてまず上流側O2セン
サー出力V1がリッチ側に反転し、少し遅れて下流側O2
センサー出力V2がリッチ側に反転する。この場合に、
劣化係数相当カウンターは、上流側O2センサー出力V1
がリッチ側になったタイミングから下流側O2センサー
出力V2がリッチ側になったタイミングまでの時間を計
測するものである。この時間はメイン触媒のO2ストレ
ージ効果(O2を蓄えておく能力のこと)に依存する。
メイン触媒が劣化していないときはO2ストレージ効果
が大きいので、この時間が長く、メイン触媒が劣化して
2ストレージ効果が小さくなると、この時間が短くな
る。この時間(V2≧VR2になったタイミングでのカウ
ンター値CNT)が小さくなるほどメイン触媒の劣化が
進んでいるわけである。
【0071】したがって、ステップ103においてV2
≧VR2になったタイミングでのカウンター値CNTか
ら、図15を内容とするテーブルを参照して補正量Kを
求め、これをステップ104でバックアップRAMに格
納する。
【0072】図15に示したように、補正量Kの値はV
2≧VR2になったタイミングでのカウンター値CNTが
小さくなるほど大きくなる値である。メイン触媒の劣化
が進むほど基本開度比増加分Cv0を増量補正してやる
わけである。
【0073】この例では、メイン触媒が劣化していると
きにもメイン触媒による浄化性能の低下をバイパス触媒
で精度良く補うことができる。
【0074】最後に、実施例では開口面積比をバイパス
通路の開口面積と主通路の開口面積の比率としたが、こ
の逆に主通路の開口面積とバイパス通路の開口面積の比
率でもかまわない。
【0075】
【発明の効果】第1の発明では、排気管の下流に位置す
るメイン触媒と、このメイン触媒の上流で主通路から分
岐され再びメイン触媒の上流で主通路に合流されるバイ
パス通路と、このバイパス通路に介装されるバイパス触
媒と、前記バイパス通路の分岐部または合流部に位置し
てバイパス通路の開口面積と前記主通路の開口面積の比
を調整可能な制御弁と、指示信号を受けてこの制御弁を
駆動する装置と、前記メイン触媒の下流に位置してNO
xに対して感度を持つタイプと持たないタイプの一対の
2センサーと、低温始動時であるかどうかを判定する
手段と、この判定結果より低温始動時に前記開口面積比
が最大となるように前記駆動装置に指示する手段と、こ
の指示後に排気温度が所定値以上の高温になったかどう
かを判定する手段と、この判定結果より排気温度が高温
になったとき前記開口面積比が最小となるように前記駆
動装置に指示する手段と、この指示後に前記両O2セン
サーの出力から反転時間差を算出する手段と、この反転
時間差が所定値以上になるときは前記開口面積比が所定
値大きくなる側に前記駆動装置に指示する手段とを設け
たので、バイパス触媒からメイン触媒の切換時に、バイ
パス触媒によるNOxの浄化でメイン触媒の入口温度の
一時的な低下によるメイン触媒のNOx浄化能力の低下
を補うことができる。
【0076】第2の発明は、排気管の下流に位置するメ
イン触媒と、このメイン触媒の上流で主通路から分岐さ
れ再びメイン触媒の上流で主通路に合流されるバイパス
通路と、このバイパス通路に介装されるバイパス触媒
と、前記バイパス通路の分岐部または合流部に位置して
バイパス通路の開口面積と前記主通路の開口面積の比を
調整可能な制御弁と、指示信号を受けてこの制御弁を駆
動する装置と、前記メイン触媒の下流に位置してNOx
に対して感度を持つタイプと持たないタイプの一対のO
2センサーと、低温始動時であるかどうかを判定する手
段と、この判定結果より低温始動時に前記開口面積比が
最大となるように前記駆動装置に指示する手段と、この
指示後に排気温度が所定値以上の高温になったかどうか
を判定する手段と、この判定結果より排気温度が高温に
なったとき前記開口面積比が最小となるように前記駆動
装置に指示する手段と、この指示後に前記両O2センサ
ーの出力から反転時の出力差を算出する手段と、この反
転時出力差が所定値以上になるときは前記開口面積比が
所定値大きくなる側に前記駆動装置に指示する手段とを
設けたので、第1の発明と同様に、バイパス触媒による
NOxの浄化で、メイン触媒の入口温度の一時的な低下
によるメイン触媒のNOx浄化能力の低下を補うことが
できるほか、反転時のタイミングで開口面積比を所定値
大きくなる側に指示することが可能となり、制御の応答
性を高めることができる。
【0077】第3の発明では、第1の発明において前記
所定値は前記反転時間差に応じて大きくなるので、第1
の発明の効果に加えて、バイパス触媒からメイン触媒へ
の切換直後に、主通路の冷え具合とメイン触媒の状態と
に応じてバイパス通路に導く排気割合を精度よく与える
ことができる。
【0078】第4の発明では、第2の発明において前記
所定値は前記反転時出力差に応じて大きくなるので、第
2の発明の効果に加えて、第3の発明と同様に、バイパ
ス触媒からメイン触媒への切換直後に、主通路の冷え具
合とメイン触媒の状態とに応じてバイパス通路に導く排
気割合を精度よく与えることができる第5の発明は、第
1から第4の発明のいずれか一つにおいて、前記所定値
を前記メイン触媒の劣化時に増量補正するので、第1の
発明から第4の発明のいずれか一つの効果に加えて、メ
イン触媒が劣化していても、バイパス触媒からメイン触
媒への切換直後にNOx排出量が増加することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の制御システム図である。
【図2】開口面積比とステップ数STEPの関係を表す
特性図である。
【図3】ステップ数STEPの決定を説明するための流
れ図である。
【図4】図3のステップ13のサブルーチンを説明する
ための流れ図である。
【図5】NRセンサー11とO2センサー12のリーン
側からリッチ側への反転時の特性図である。
【図6】開口面積比増加量Cvの特性図である。
【図7】図4のステップ26と31のサブルーチンを説
明するための流れ図である。
【図8】図4のステップ26と31のサブルーチンを説
明するための流れ図である。
【図9】第2実施例での図3のステップ13のサブルー
チンを説明するための流れ図である。
【図10】NRセンサー11とO2センサー12のリー
ン側からリッチ側への反転時の特性図である。
【図11】第2実施例の開口面積比増加量Cvの特性図
である。
【図12】図9のステップ62と63のサブルーチンを
説明するための流れ図である。
【図13】第3実施例での図3のステップ13のサブル
ーチンを説明するための流れ図である。
【図14】補正量Kの算出を説明するための流れ図であ
る。
【図15】補正量Kの特性図である。
【図16】従来例の制御システム図である。
【図17】従来例の作用を説明するための波形図であ
る。
【図18】第1の発明のクレーム対応図である。
【図19】第2の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
3 排気管 3A 主通路 3B バイパス通路 4 メイン触媒 5 バイパス触媒 6 制御弁 7 制御弁駆動装置 11 NRセンサー 12 O2センサー 13 水温センサー 21 コントロールユニット 31 排気管 31A 主通路 31B バイパス通路 32 メイン触媒 33 バイパス触媒 34 制御弁 35 制御弁駆動装置 36 O2センサー 37 O2センサー 38 低温始動時判定手段 39 開口面積比最大指示手段 40 高排気温度時判定手段 41 開口面積比最小指示手段 42 反転時間差算出手段 43 開口面積比増加手段 51 反転時出力差算出手段 52 開口面積比増加手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 41/14 310 F 45/00 368 F

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排気管の下流に位置するメイン触媒と、 このメイン触媒の上流で主通路から分岐され再びメイン
    触媒の上流で主通路に合流されるバイパス通路と、 このバイパス通路に介装されるバイパス触媒と、 前記バイパス通路の分岐部または合流部に位置してバイ
    パス通路の開口面積と前記主通路の開口面積の比を調整
    可能な制御弁と、 指示信号を受けてこの制御弁を駆動する装置と、 前記メイン触媒の下流に位置してNOxに対して感度を
    持つタイプと持たないタイプの一対のO2センサーと、 低温始動時であるかどうかを判定する手段と、 この判定結果より低温始動時に前記開口面積比が最大と
    なるように前記駆動装置に指示する手段と、 この指示後に排気温度が所定値以上の高温になったかど
    うかを判定する手段と、 この判定結果より排気温度が高温になったとき前記開口
    面積比が最小となるように前記駆動装置に指示する手段
    と、 この指示後に前記両O2センサーの出力から反転時間差
    を算出する手段と、 この反転時間差が所定値以上になるときは前記開口面積
    比が所定値大きくなる側に前記駆動装置に指示する手段
    とを設けたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
  2. 【請求項2】排気管の下流に位置するメイン触媒と、 このメイン触媒の上流で主通路から分岐され再びメイン
    触媒の上流で主通路に合流されるバイパス通路と、 このバイパス通路に介装されるバイパス触媒と、 前記バイパス通路の分岐部または合流部に位置してバイ
    パス通路の開口面積と前記主通路の開口面積の比を調整
    可能な制御弁と、 指示信号を受けてこの制御弁を駆動する装置と、 前記メイン触媒の下流に位置してNOxに対して感度を
    持つタイプと持たないタイプの一対のO2センサーと、 低温始動時であるかどうかを判定する手段と、 この判定結果より低温始動時に前記開口面積比が最大と
    なるように前記駆動装置に指示する手段と、 この指示後に排気温度が所定値以上の高温になったかど
    うかを判定する手段と、 この判定結果より排気温度が高温になったとき前記開口
    面積比が最小となるように前記駆動装置に指示する手段
    と、 この指示後に前記両O2センサーの出力から反転時の出
    力差を算出する手段と、 この反転時出力差が所定値以上になるときは前記開口面
    積比が所定値大きくなる側に前記駆動装置に指示する手
    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。
  3. 【請求項3】前記所定値は前記反転時間差に応じて大き
    くなることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの排
    気浄化装置。
  4. 【請求項4】前記所定値は前記反転時出力差に応じて大
    きくなることを特徴とする請求項2に記載のエンジンの
    排気浄化装置。
  5. 【請求項5】前記所定値を前記メイン触媒の劣化時に増
    量補正することを特徴とする請求項1から4のいずれか
    一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
JP5331813A 1993-12-27 1993-12-27 エンジンの排気浄化装置 Pending JPH07189668A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6939522B1 (en) 1999-11-19 2005-09-06 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
JP2009215964A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP2009228644A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Nissan Motor Co Ltd 排ガス浄化制御装置及び排ガス浄化制御方法
JP2010024833A (ja) * 2008-07-15 2010-02-04 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6939522B1 (en) 1999-11-19 2005-09-06 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
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JP2009228644A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Nissan Motor Co Ltd 排ガス浄化制御装置及び排ガス浄化制御方法
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