JPH08170558A - 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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- JPH08170558A JPH08170558A JP6312159A JP31215994A JPH08170558A JP H08170558 A JPH08170558 A JP H08170558A JP 6312159 A JP6312159 A JP 6312159A JP 31215994 A JP31215994 A JP 31215994A JP H08170558 A JPH08170558 A JP H08170558A
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Abstract
の一時劣化を回復させる内燃機関の排気浄化装置を提供
する。 【構成】 触媒61を強制的に加熱する加熱手段62
と、触媒の劣化度Rを検出する劣化度検出手段63と、
機関60のアイドル時を検出する手段64と、検出され
た触媒の劣化度Rに応じてアイドル時に加熱手段62を
作動させるとともに、排気の空燃比を理論空燃比よりリ
ッチ側に制御する劣化回復処理手段65とを備える。
Description
機関の排気浄化装置の改良に関するものである。
清浄化するため、空燃比を理論空燃比となるようにフィ
ードバック制御するとともに、排気通路にHC,COの
酸化と、NOの還元を同時に行う三元触媒を設置したシ
ステムが、広く実用化されている。
て、白金を主成分とした白金系触媒は理論空燃比よりリ
ーン側の空燃比で高温の排気雰囲気に晒されると、白金
やロジウムが酸化してしまい、触媒性能が一時的に低下
する、いわゆる一時劣化を起こす。この一時劣化は、高
温リーン排気雰囲気に晒すことで進行するが、高温リッ
チ排気雰囲気に晒すことで回復する特性がある。
所定値を越えたことを判定し、空燃比をリッチ化する劣
化回復処理を行う従来装置がある(特開平4−1162
39号公報、参照)。
来装置では、白金系触媒をリッチ排気雰囲気に晒す劣化
回復処理を排気ガスの温度が上昇する例えば高負荷時等
に行うため、劣化回復処理が排気ガス量の多い運転条件
で行われることになり、劣化回復処理によって空燃比が
リッチ化されることにより、HC、COの排出量が増大
するばかりか、燃費の悪化を招く。
ッションを悪化させることなく触媒の一時劣化を回復さ
せる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とす
る。
の排気浄化装置は、図13に示すように、機関60の排
気系に設置される排気浄化用の触媒61と、触媒61を
強制的に加熱する加熱手段62と、触媒の劣化度Rを検
出する劣化度検出手段63と、機関60のアイドル時を
検出する手段64と、検出された触媒の劣化度Rに応じ
てアイドル時に加熱手段62を作動させるとともに、排
気の空燃比を理論空燃比よりリッチ側に制御する劣化回
復処理手段65と、を備える。
は、図14に示すように、触媒61の温度TEを検出す
る温度検出手段66と、検出された触媒61の温度TE
が予め設定された所定値TEL以上である運転条件で加
熱手段62の作動を許可する加熱許可手段67と、を備
える。
は、図15に示すように、触媒61の温度TEを検出す
る温度検出手段66と、劣化度Rに応じて触媒61の劣
化回復処理に必要な時間と温度の積を積算した値の目標
値KCを設定する手段68と、検出された触媒61の温
度TEと回復処理時間の積を積算した値Kを算出する手
段69と、算出された積算値Kが設定された目標値KC
を越えると劣化回復処理を停止する劣化回復処理停止手
段70と、を備える。
は、図16に示すように、触媒61の温度TEを検出す
る温度検出手段66と、機関60の運転停止時に触媒6
1の劣化度Rを記憶する劣化度記憶手段71と、記憶さ
れた機関60の運転停止時の劣化度Rに応じて機関60
の始動後における触媒61の目標温度TECを設定する
目標温度設定手段72と、機関60の始動後に触媒61
の温度TEが目標温度TECに上昇するまで加熱手段6
2を作動させる暖機時の劣化回復処理手段73と、を備
える。
の酸化により触媒転化率が低下する特性を持つ触媒61
の劣化形態は、ウォッシュコートの熱変形による比表面
積の減少や貴金属の分散度の減少等により起こる永久劣
化と、触媒金属の酸化により起こる一時劣化に分けられ
る。触媒61の一時劣化は、高温リーン排気雰囲気に晒
すことで進行するが、理論空燃比ないしリッチ側の排気
雰囲気に晒すことで回復する。触媒61を理論空燃比な
いしリッチ側の排気雰囲気に晒す劣化回復処理時の触媒
内温度が高くなる程、触媒61の一時劣化が速やかに回
復する特性がある。
してなされたものであり、請求項1記載の内燃機関の排
気浄化装置において、劣化回復処理手段65は、アイド
ル時に検出された触媒61の劣化度Rに応じて加熱手段
62を作動させるとともに、排気の空燃比を理論空燃比
よりリッチ側に制御する劣化回復処理を行う。
ル時に行われることにより、劣化回復処理によって空燃
比がリッチ化されても、HC、COの排出量が増大する
ことを抑えられるとともに、燃費の悪化を抑えられる。
ル時に行われることにより、加熱手段62で消費する熱
量を抑えられ、触媒61の一時劣化部分の回復が効率良
く行われ、排気の浄化性能を維持することができる。
おいて、加熱許可手段67は、検出された触媒61の温
度TEが予め設定された所定値TEL以下である運転条
件に限って加熱手段62を作動させる。所定値TEL
は、触媒61の劣化が回復するのに必要な最低温度であ
り、出口温度TEが所定値TELより高い運転条件で触
媒61を加熱することが回避されることにより、燃費の
悪化を抑えられる。
おいて、劣化回復処理停止手段70は、検出された触媒
61の温度TEと回復処理時間の積を積算した値Kが予
め設定された目標値KCを越えると劣化回復処理を停止
する。これにより、触媒61の一時劣化を適確に回復さ
せ、必要以上に劣化回復処理が行われることを防止でき
る。
おいて、暖機時の劣化回復処理手段73は、機関の始動
後に触媒61の温度TEが、前回の運転停止時に記憶さ
れた劣化度Rに基づいて設定された目標温度TECに上
昇するまで加熱手段62を作動させる。これにより、暖
機時から触媒61の一時劣化を有効に回復させ、排気の
浄化性能を維持することができる。
説明する。
8には燃料噴射弁5が取付けられ、コントローラ4から
の信号に応じて燃料を噴射する。
と、NOxの還元を同時に行う電気加熱触媒(EHC)
1と、ライトオフ触媒(LOC)6が直列に並んで設置
される。
通路9の上流部に設置される触媒1,6は、通電される
ことにより発熱するヒータ機能を備えている。電気加熱
触媒1はその容量がライトオフ触媒6より小さい。
設置されるライトオフ触媒6は、電気加熱触媒1を通し
て導かれる排気ガスによって加熱される。なお、ライト
オフ触媒6を廃止して、ヒータ機能を備える電気加熱触
媒のみを設置してもよい。
れぞれ担体に触媒金属として、白金(Pt)を主に担持
させた白金系三元触媒で構成される。
トオフ触媒6の下流には、排気ガス中の酸素濃度を検出
する第一、第二の酸素センサ2と3がそれぞれ設置され
る。コントローラ4には、第一、第二の酸素センサ2と
3、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ12、電
気加熱触媒1の出口側の排気温度を検出する温度センサ
13からの信号がそれぞれ入力される。
ン吸入空気量、回転数等の検出信号を入力し、空燃比を
理論空燃比に近づける基本燃料噴射量Tpを算出すると
ともに、第一酸素センサ2の検出信号を入力し、所定の
ストイキ域で燃料噴射量が理論空燃比を中心とした狭い
範囲に収まるようにフィードバック制御する。エンジン
7に供給される混合気の空燃比が理論空燃比を中心とし
た狭い範囲に収まるようにフィードバック制御されるこ
とにより、触媒1,6が有効に働き、排気中のHC,C
Oの酸化と、NOxの還元が同時に行われる。
もリーンな高温排気雰囲気に晒されることにより、触媒
金属の酸化により触媒転化率が低下する、いわゆる一時
劣化を起こす。また、電気加熱触媒1は、この一時劣化
とは別にウォッシュコートの熱変形による比表面積の減
少や触媒金属の分散度の減少等の物理的な要因により触
媒転化率が低下する、いわゆる永久劣化が起きる。
るいはリッチの排気雰囲気に晒すリーン処理あるいはリ
ッチ処理を施した後における触媒転化率と、触媒温度の
関係を示す。触媒転化率の低下に占める永久劣化分は、
触媒内温度が高くても、略一定している。触媒転化率の
低下に占める一時劣化分は、触媒内温度に応じて永久劣
化を含む全体の劣化に対する割合が多くなり、劣化の大
部分が一時劣化で決定されてしまう。また、電気加熱触
媒1の一時劣化は、高温リッチ排気雰囲気に晒してもほ
とんど進行しないが、高温リーン排気雰囲気に晒すと急
激に進行することがわかる。
囲気に晒して一時劣化が進んだ状態(図6において◎で
示す運転点)から、リッチ排気雰囲気に晒すリッチ処理
を一定時間だけ施す場合の触媒内温度に対する触媒転化
率の関係を示す。リッチ処理時の触媒内温度が高くなる
と、一時劣化の部分が小さくなり、高温リッチ排気雰囲
気に晒すことで触媒1,6の触媒転化率が永久劣化部分
を除いてほぼ回復することがわかる。
なされたものであり、コントローラ4は、第一の酸素セ
ンサ2と、第二の酸素センサ3の出力が、それぞれリッ
チリーンに反転する回数を比較して触媒1,6の劣化度
Rを検出し、この劣化度Rに対応して、排気ガス量の少
ないアイドル時に触媒1,6の劣化回復処理を実行す
る。
ーチンを示す。
S1で、空燃比が理論空燃比を中心とした狭い範囲に収
まるようにフィードバック制御されるとともに、所定の
排気温度が得られる診断領域かどうかを判断する。
上流に設置される第一の酸素センサ2のリッチリーンの
反転周波数F1と、触媒1,6より下流に設置される第
二の酸素センサ3のリッチリーンの反転周波数F2をそ
れぞれ読込む。
進んで触媒転化率が0%に近づくほど、反転周期の比率
F2/F1は1に近づく。触媒1,6が正常に機能して
いるときは、排気中の酸素をストレージするので、上流
の排気中に含まれている酸素を、そのまま触媒1,6の
下流で検出することはできない。しかし、触媒1,6が
劣化してくると、上流の排気中の酸素がそのまま下流に
流れるため、下流の酸素センサ3の出力反転回数は、上
流の酸素センサ2の出力の反転回数に近づいてくる。
を、F2/F1として算出する。
媒劣化度Rを周期比Frに基づいて検索する。
を記憶する。
を所定値と比較し、触媒劣化度Rが所定値より大きいと
判定された場合は、ステップS8に進んで、触媒の劣化
が進んだことを図示しない表示装置に表示する。
て説明する。
劣化回復処理を行うアイドル時かどうかを判断する。こ
のアイドル時を検出するために、図示しない吸気絞弁の
開度を検出するセンサが設けられている。
ステップS13で触媒劣化度Rを所定値Rcと比較し、
触媒劣化度Rが所定値Rcより大きいと判定された場合
は、ステップS14以降の劣化回復処理ルーチンへ進
む。
の劣化回復処理に必要な時間は回復処理温度が高い程短
くて済む。したがって、劣化度Rと触媒出口温度TEに
応じた回復処理時間を算出する。
劣化度Rに応じた回復係数KCを検索する。この回復係
数KCは、触媒1,6の劣化回復処理に必要な時間と温
度を積算した値の目標値である。
度TEを所定値TELと比較し、出口温度TEが所定値
TEL以下と判定された場合は、ステップS16に進ん
で電気加熱触媒1を通電する。所定値TELは、電気加
熱触媒1の劣化が回復するのに必要な最低温度であり、
例えば800°Cに設定される。
いと判定された場合は、電気加熱触媒1の劣化が回復す
るのに十分な温度状態にあるものとして、ステップS1
7に進んで電気加熱触媒1の通電を禁止する。これによ
り出口温度TEが所定値TELより高い運転条件で電気
加熱触媒1を通電することが回避され、燃費の悪化を防
止できる。
を理論空燃比より所定分だけリッチにする空燃比制御に
切換えて、劣化回復処理を行う。
を出口温度TEと回復処理時間(タイマーのカウント
値)の積の積算値として算出する。
た積算値Kを劣化度Rに応じて検索された回復係数KC
と比較し、積算値Kが回復係数KCを越えるまではステ
ップS21を経てアイドル時である限りこの劣化回復処
理を継続して行う。
いはアイドル時でないと判定された場合、ステップS2
2に進んで電気加熱触媒1の通電を停止するとともに、
排気ガスを理論空燃比付近に保つ空燃比制御に切換え
て、この劣化回復処理を停止する。
テップS23に進んで回復係数KCと積算値Kの差から
回復後の劣化度Rを図11に示すマップから検索し、ス
テップS24で検索された劣化度Rを現在の劣化度とし
て更新記憶する。
イドル時に、電気加熱触媒1を加熱するとともに、排気
ガスをリッチにする劣化回復処理が行われることによ
り、電気加熱触媒1が排気ガスに奪われる熱量が最小限
に抑えられ、電気加熱触媒1を所定温度まで加熱する時
間が短縮されるとともに、劣化回復処理に費やされる電
力および燃料を最小限に抑えられ、エンジン7の燃費の
低減がはかれる。
に、排気ガスをリッチにする劣化回復処理が行われるこ
とにより、劣化回復処理中における排気エミッションの
悪化を最小限に抑えられ、電気加熱触媒1およびライト
オフ触媒6の容量を削減することが可能となる。
通電を制御するルーチンについて説明する。
込み、ステップS32で読込まれた冷却水温Twを予め
設定された所定値TEHCONと比較し、冷却水温Tw
が所定値TEHCON以下と判定された場合、電気加熱
触媒1が冷えていて加熱する必要があるものとして、ス
テップS33以降のルーチンに進んで電気加熱触媒1を
通電する。
された電気加熱触媒1の劣化度Rを読込み、ステップS
34で読込まれた電気加熱触媒1の劣化度Rから停止温
度TECを図12に示すマップから検索した後に、ステ
ップS35で電気加熱触媒1に通電する。
後、ステップS15で電気加熱触媒1の出口温度TEを
検索された停止温度TECと比較し、出口温度TEが停
止温度TEC以上と判定された場合は、ステップS37
に進んで電気加熱触媒1の通電を停止する。
行われる運転条件においても、電気加熱触媒1の劣化度
Rに応じた停止温度TECまで加熱することにより、暖
機時から有効に劣化回復処理が行われる。
熱する手段として、電気加熱触媒を設ける代わりに、排
気通路の触媒より上流側にガスバーナを設置し、ガスバ
ーナから送られる燃焼ガスにより触媒を加熱するように
してもよい。
機関の排気浄化装置は、アイドル時に検出された触媒の
劣化度Rに応じて加熱手段を作動させるとともに、排気
の空燃比を理論空燃比よりリッチ側に制御する劣化回復
処理を行う構成としたため、劣化回復処理が排気ガス量
の少ないアイドル時に行われることにより、加熱手段で
消費する熱量を抑えつつ、触媒の一時劣化部分の回復が
効率良く行われ、劣化回復処理によって空燃比がリッチ
化されても、HC、COの排出量が増大することを抑え
られるとともに、燃費の悪化を抑えられる。
は、検出された触媒の温度TEが予め設定された所定値
TEL以下である運転条件に限って加熱手段を作動させ
る構成としたため、出口温度TEが所定値TELより高
い運転条件で触媒を必要以上に加熱することが回避さ
れ、燃費の悪化を抑えられる。
は、検出された触媒の温度TEと回復処理時間の積を積
算した値Kが設定された目標値KCを越えると劣化回復
処理を停止する構成としたため、触媒の一時劣化を適確
に回復させ、必要以上に劣化回復処理が行われることを
防止できる。
は、機関の始動後に触媒の温度TEが、前回の運転停止
時に記憶された劣化度Rに基づいて設定された目標温度
TECに上昇するまで加熱手段を作動させる構成とした
ため、暖機時から触媒の一時劣化を有効に回復させ、排
気の浄化性能を維持することができる。
ローチャート。
ーチャート。
内容を示すフローチャート。
図。
図。
係を示す特性図。
化度Rを設定したマップ。
性図。
を設定したマップ。
て回復後の劣化度Rを設定したマップ。
温度TECを設定したマップ。
Claims (4)
- 【請求項1】機関の排気系に設置される排気浄化用の触
媒と、 触媒を強制的に加熱する加熱手段と、 触媒の劣化度Rを検出する劣化度検出手段と、 機関のアイドル時を検出するアイドル時検出手段と、 検出された触媒の劣化度Rに応じてアイドル時に加熱手
段を作動させるとともに、排気の空燃比を理論空燃比よ
りリッチ側に制御する劣化回復処理手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項2】触媒の温度TEを検出する触媒温度検出手
段と、 検出された触媒温度TEが予め設定された所定値TEL
以下である運転条件で加熱手段の作動を許可する加熱許
可手段と、 を備えたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の
排気浄化装置。 - 【請求項3】触媒の温度TEを検出する触媒温度検出手
段と、 劣化度Rに応じて触媒の劣化回復処理に必要な時間と温
度の積を積算した値の目標値KCを設定する手段と、 検出された触媒の温度TEと回復処理時間の積を積算し
た値Kを算出する手段と、 算出された積算値Kが設定された目標値KCを越えると
劣化回復処理を停止する劣化回復処理停止手段と、 を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の内
燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項4】機関の運転停止時に触媒の劣化度Rを記憶
する劣化度記憶手段と、 記憶された機関の運転停止時の劣化度Rに応じて機関の
始動後における触媒の目標温度TECを設定する手段
と、 機関の始動後に触媒の温度TEが目標温度TECに上昇
するまで加熱手段を作動させる暖機時の劣化回復処理手
段と、 を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか一
つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31215994A JP4015707B2 (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31215994A JP4015707B2 (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08170558A true JPH08170558A (ja) | 1996-07-02 |
JP4015707B2 JP4015707B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=18025955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31215994A Expired - Lifetime JP4015707B2 (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4015707B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1176290A1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-01-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP2002317674A (ja) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
-
1994
- 1994-12-15 JP JP31215994A patent/JP4015707B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1176290A1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-01-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP2002317674A (ja) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
JP4510319B2 (ja) * | 2001-04-19 | 2010-07-21 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4015707B2 (ja) | 2007-11-28 |
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