JPH09137716A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
ことなく、触媒を電気ヒータ加熱により短時間で昇温す
る。 【解決手段】 ディーゼルエンジン1の排気通路3に電
気ヒータ5a付の酸化触媒5を設け、排気通路の酸化触
媒上流側部分と下流側部分とを接続するバイパス通路6
を設ける。また、バイパス通路には、バイパス通路を開
閉するバイパス制御弁8を、酸化触媒には触媒床温度を
検出する触媒温度センサ10を設ける。エンジン制御回
路(ECU)20は、エンジンアクセル開度と回転数と
から排気温度を算出し、排気温度と触媒温度との両方が
所定値以下になっている場合には、バイパス制御弁8を
開弁し酸化触媒に流入する排気流量を低減するとともに
電気ヒータ5aに通電する。これにより、ヒータの熱が
低温の排気に奪われることなく酸化触媒が速やかに活性
化温度まで昇温される。
Description
化装置に関する。
えば特開平6−108826号公報に記載されたものが
ある。同公報には、内燃機関の排気通路にNOX 吸収剤
を配置して排気中のNOX を除去する排気浄化装置が開
示されている。NOX 吸収剤は、流入する排気の空燃比
がリーンのときに排気中のNOX を吸収し、流入する排
気中の酸素濃度が低下したときに吸収したNOX を放出
するNOX の吸放出作用を行う。同公報の排気浄化装置
は、リーン空燃比運転を行う機関の排気中のNO X を上
記NOX 吸収剤を用いて吸収し、その後NOX 吸収剤に
流入する排気の酸素濃度を低下させ、同時に排気中のH
C、CO成分を増加させることにより、NOX 吸収剤か
ら吸収したNOX を放出させるとともに放出されたNO
X をHC、CO成分で還元するようにしている。
成分の供給源として燃料油等の液体炭化水素を使用して
いる。この場合、NOX 吸収剤温度が十分に上昇してい
れば供給された炭化水素はNOX 吸収剤上で燃焼し、多
量の未燃HC、CO成分を生成するためNOX 吸収剤か
らのNOX の放出と還元とが生じる。しかし、機関排気
温度が低く、NOX 吸収剤温度が十分に高くない場合に
液体炭化水素を供給すると、供給された液体炭化水素は
NOX 吸収剤上で燃焼せずNOX 吸収剤表面に付着する
傾向があるため、NOX 吸収剤からのNOX の放出、還
元ができないばかりかNOX 吸収剤のNOX 吸収能力ま
で低下してしまう問題がある。
剤の上流側部分に酸化触媒を担持させるとともに、この
酸化触媒部分を電気ヒータで加熱するようにして、この
問題の解決を図っている。すなわち、同公報の排気浄化
装置では、機関排気温度が低いときには、炭化水素成分
の供給開始と同時に上流側の触媒の電気ヒータに通電を
行い、ヒータにより触媒を加熱して短時間で触媒温度を
活性化温度に到達させるようにして、供給された炭化水
素成分がNOX 吸収剤上流側に担持した触媒で燃焼する
ようにしている。触媒で炭化水素成分が燃焼すると、排
気中の酸素濃度が低下するとともに、多量の未燃HC、
CO成分が発生する。また、燃焼により排気温度が上昇
するためNOX 吸収剤下流側部分には酸素濃度が低く、
多量の未燃HC、CO成分を含んだ高温の排気が流入す
るようになり、機関排気温度が低い場合でもNOX 吸収
剤からのNOX 放出と還元とが行われるようになる。ま
た、上記公報の装置では、HC、CO供給源として燃料
油等の、分子量の大きいHC成分を多く含む液体炭化水
素を使用した場合も触媒での燃焼により燃料油の高分子
量成分が分解し、低分子量のHC成分が多く発生するよ
うになるため、NOX 吸収剤でのNOXの放出と還元と
が促進される効果がある。
装置のように排気温度が低いときに触媒に排気を流通さ
せたままで電気ヒータによる加熱を行うと触媒の昇温が
遅れる問題がある。すなわち、排気温度が低い場合には
電気ヒータにより発生した熱はその一部が排気に奪われ
るため、触媒の温度上昇は遅くなる。このため、電気ヒ
ータへの通電と同時に炭化水素を触媒に供給すると、触
媒が活性化温度に達していないために触媒での炭化水素
の燃焼が発生しない。また、液体炭化水素を供給した場
合には、液体炭化水素の蒸発により電気ヒータの熱が奪
われるため、更に触媒の昇温が遅れることになる。この
ため、触媒が活性化温度に到達するまではNOX 吸収剤
でのNOX の放出、還元が生じず、供給された炭化水素
はNOX 吸収剤で消費することなく大気に放出されるこ
とになり、排気エミッションが悪化する問題が生じる。
してヒータの発生熱量を増加させればこの問題をある程
度解決することは可能であるが、ヒータ電流の増大によ
りバッテリ負荷が増加する問題が生じてしまう。また、
ヒータにより触媒が加熱され十分に温度が上昇するまで
炭化水素成分の供給を行わないようにすれば、排気エミ
ッションの悪化を防止することは可能だが、この場合も
触媒に排気を流したままでヒータ加熱を行ったのでは、
触媒の昇温に長時間を要するため、機関始動後にNOX
吸収剤からのNOX の放出、還元を開始できるようにな
るのが遅れる問題が生じる。
O成分を電気ヒータ付触媒で発生させる場合の問題につ
いて説明したが、他の場合にも同様な問題が生じる。例
えばディーゼルエンジンのパティキュレートフィルタ上
流側に電気ヒータ付触媒を配置し、この電気ヒータ付触
媒に燃料を供給して燃焼させることによりパティキュレ
ートフィルタの温度を上昇させて、パティキュレートフ
ィルタに捕集された煤を燃焼させる排気浄化装置の場合
にも排気温度が低い場合には同様な問題が生じ得る。
触媒上で炭化水素成分を燃焼させる構成を有する排気浄
化装置において、ヒータ電流を増加させることなく短時
間で触媒の昇温を行い、炭化水素成分の燃焼を開始させ
ることが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供すること
を目的としている。
関の排気通路に配置された触媒と、該触媒を加熱する電
気ヒータと、前記触媒上流側の排気通路に炭化水素成分
を供給するHC供給装置と、前記触媒をバイパスして触
媒上流側の排気通路と下流側の排気通路とを接続するバ
イパス通路と、前記バイパス通路を通る排気流量を制御
するバイパス制御弁と、前記触媒の温度と機関排気温度
とをそれぞれ検出する温度検出手段と、前記触媒温度と
機関排気温度との両方が予め定めた所定温度以下のとき
に、前記バイパス制御弁を開弁し少なくとも機関排気の
一部をバイパス通路に流すとともに前記電気ヒータに電
流を供給する制御手段と、を備えた内燃機関の排気浄化
装置が提供される。
気温度との両方が所定温度(例えば触媒の活性化温度)
以下の場合には制御手段は少なくとも機関排気の一部を
バイパス通路に流した状態で電気ヒータへの通電を行
う。このため、触媒に流入する排気が遮断、若しくは低
減された状態で電気ヒータによる加熱が行われ、低温の
排気により触媒から奪われる熱量が低減され触媒が短時
間で昇温する。
実施形態について説明する。図1は、本発明の排気浄化
装置の構成を示す図である。図1において、1はディー
ゼルエンジン(図には1気筒のみの断面を示す)、2は
エンジン1の吸気通路、3は排気通路、4はエンジン1
の各気筒の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁をそれぞ
れ示している。
通路3には上流側から、酸化触媒5、排気中の煤を捕集
するDPF7、排気中のNOX を吸収するNOX 吸収剤
9がそれぞれ配置されている。これらの要素については
後に説明する。また、本実施形態では、酸化触媒5をバ
イパスして酸化触媒5入口側と出口側の排気通路とを接
続するバイパス通路6がを設けられ、バイパス通路6上
にはバイパス通路6を通過する排気流量を制御するバイ
パス制御弁8が設けられている。バイパス制御弁8は、
ステップモータ、負圧アクチュエータ等の適宜な形式の
アクチュエータ8aを備え、後述するエンジン制御回路
20からの制御信号に応じた開度をとり、バイパス通路
6を通過する排気流量を制御する。
(ECU)である。ECU20は、中央処理装置(CP
U)21、ランダムアクセスメモリ(RAM)22、リ
ードオンリメモリ(ROM)23、入力ポート24、出
力ポート25を互いに双方向性バス26で接続した公知
の構成のディジタルコンピュータからなり、エンジン1
の燃料噴射制御などの基本制御を行うほか、本実施形態
ではDPF7で捕集した煤の燃焼(以下「DPFの再生
操作」という)とNOX 吸収剤9からのNOX の放出と
還元(以下「NOX 吸収剤の再生操作」という)とを制
御している。
ポート24には、エンジン回転数、アクセル開度等の信
号が、それぞれ図示しないセンサから入力されている
他、酸化触媒5の触媒床に設けられた触媒温度センサ1
0から触媒5温度に応じた信号が入力されている。ま
た、ECU20の出力ポート25は図示しない駆動回路
を介して、エンジン1の燃料噴射弁4とバイパス制御弁
8のアクチュエータ8aにそれぞれ接続され、エンジン
の燃料噴射量、噴射時期、及び排気低温時にバイパス通
路6を通る排気流量をそれぞれ制御している。
モノリス担体にアルミナの触媒担持層をコーティングに
より形成し、この担持層に白金Pt、パラジウムPd等
の触媒成分を担持させたものが使用される。酸化触媒5
は、排気空燃比が理論空燃比よりリーンのときに排気中
のHC、CO成分を酸化するとともに、排気中に含まれ
るNO成分を酸化してNO2 成分を生成する。なお、本
明細書では排気系のある部分より上流側に供給された空
気量と燃料量との比を、その部分における排気空燃比と
称する。すなわち、排気通路に二次空気や燃料が供給さ
れていない場合には、排気系の各部分における排気空燃
比は機関の燃焼空燃比(燃焼室内の燃焼における空気と
燃料との比)に等しくなる。
側端面には、排気温度が低いエンジン始動直後の状態等
で酸化触媒5を加熱して触媒反応を開始させるための電
気ヒータ5aが設けられている。電気ヒータ5aのリレ
ー5bにはECU20の出力ポート25からの制御信号
が入力されており、ECU20により電気ヒータ5aの
ON、OFFが制御される。後述するように、このヒー
タ5aは排気温度が低いときに触媒5を加熱し、活性化
温度(例えば250℃程度)に昇温する他、DPF7再
生時に排気温度を上昇させるためにも使用される。
aとを別個に形成しているが、例えば担体として金属製
のモノリス担体を使用し、この担体に直接通電して担体
そのものをヒータとして機能させるようにしたヒータ付
触媒を使用しても良い。DPF7は、多数の排気通路が
互いに平行に形成されたコージェライト製のハニカムフ
ィルタが使用される。DPF7内の排気通路は、上流側
端部と下流側端部とが閉鎖されたものが交互に配列され
ており、排気は上流側端部が開放された排気通路内に流
入し、排気通路間を隔てる多孔質の壁面から下流側端部
が開放された排気通路に流入して下流側に流出する。こ
のため、壁面通過時に排気中の煤等の微粒子が排気壁面
に捕集される。また、本実施形態では後述するように捕
集した煤がNO2 により容易に燃焼せしめられるよう
に、DPF7の壁面には白金Ptを担持させたアルミナ
層が形成されている。
ついて説明する。NOX 吸収剤9としては、例えばコー
ジェライト製のモノリス担体にアルミナ等の担持層を形
成し、この担持層上に例えばカリウムK、ナトリウムN
a 、リチウムLi 、セシウムCs のようなアルカリ金
属、バリウムBa , カルシウムCaのようなアルカリ土
類、ランタンLa 、イットリウムYのような希土類から
選ばれた少なくとも一つと、白金Pt のような貴金属と
を担持したものを使用する。NOX 吸収剤9は流入する
排気の空燃比がリーンの場合にはNOX を吸収し、酸素
濃度が低下するとNOX を放出するNOX の吸放出作用
を行う。
aを担持させたものに例をとって説明すると、排気空燃
比がリーンのときには、機関排気中のNOX (窒素酸化
物)の大部分を占めるNOは、白金Pt上に付着したO
2 - またはO2-などにより酸化されて硝酸イオンNO3
- を生成する。次いで、この硝酸イオンNO3 - が酸化
バリウムBaOと結合しながらBaO内に拡散するた
め、排気中のNOは硝酸イオンNO3 - の形でNOX 吸
収剤9内に吸収される。また、排気空燃比が理論空燃比
またはリッチ空燃比になると、流入排気中の酸素濃度が
低下して白金Pt上でのNO2 の生成量が減少する。こ
れにより反応は上記とは逆にNO3 - →NO2 の方向に
進み、BaO内の硝酸イオンNO3 - がNO2 の形で放
出される。すなわち、流入排気中の酸素濃度が低下する
とNOX 吸収剤9からNOX が放出されることになる。
O等の成分が存在すると、これらの成分は白金Pt 上の
酸素O2 - またはO2-と反応して酸化され、排気中の酸
素を消費して排気中の酸素濃度を低下させる。また、排
気中の酸素濃度低下によりNOX 吸収剤9から放出され
たNO2 はHC、COと反応して還元され、N2 、CO
2 、H2 O等を生成する。従って、HC、CO成分によ
り白金Pt の表面上でNO2 が還元されると、吸収剤か
ら次から次へとNO2 が放出され、排気中のHC、CO
成分と反応するようになる。
時に流入する排気中のNOX を除去し、リッチ空燃比時
には吸収したNOX を放出するとともに、流入する排気
中のHC、CO成分と反応させる作用を行う。つまり、
NOX 吸収剤は排気中のHC、CO成分とNOX 成分と
を同時に浄化することができる。次に、本実施形態の作
用について説明する。
使用されるため通常運転中の排気空燃比はかなりリーン
になっている(例えば空燃比で30程度)。また、エン
ジン出口での排気には少量のNOX (主にNO)と比較
的多量の煤が含まれている。この排気は、まず酸化触媒
5を通過し、排気中のNOが酸化され、 2NO+O2 →2NO2 の反応によりNO2 が生成される。
中の煤がDPFに捕集される。DPFに捕集された煤
は、一部が上記により生成されたNO2 と反応し、 NO2 +C→NO+CO の反応を生じCOとNOとが発生する。しかし、エンジ
ンで発生するNOの量に較べて煤の量が多いこと、及び
ディーゼルエンジンの通常運転時の排気温度が低く(例
えば200℃程度)、実際には上記反応があまり生じな
いことから、DPF7上には捕集された煤が徐々に蓄積
される。一方、上記反応により生成したNOと、煤と反
応せずにDPF7を通過したNO2 とを含む排気は、次
にNOX 吸収剤9に流入する。通常運転時では、ディー
ゼルエンジン1の排気空燃比はリーンであるため、この
排気中のNO、NO2 はNOX 吸収剤9に吸収され排気
から除去される。これにより、通常運転時には排気は煤
とNOX とをほとんど含まない状態でNOX 吸収剤9か
ら排出される。
の煤はDPF7により、NOX (NO、NO2 )はNO
X 吸収剤9により、それぞれ除去されるが、これにより
DPF7には煤が、また、NOX 吸収剤9にはNOX が
徐々に蓄積される。DPF7に蓄積された煤の量が増大
するとDPF7での排気圧損が上昇するため、排気背圧
の増大によりエンジン出力の低下等の問題が生じる。ま
た、NOX 吸収剤9に蓄積されたNOX 量が増大すると
NOX 吸収剤9のNOX 吸収能力は低下し、大気に放出
されるNOX の量が増大する問題が生じる。
うに、定期的に前述のNOX 吸収剤の再生操作を行いN
OX 吸収剤9から吸収したNOX を放出させ、NOX 吸
収能力を回復させるとともに、定期的にDPFの再生操
作を行い、DPF7に捕集された煤を燃焼させて圧損を
低減させるようにしている。まず、NOX 吸収剤9の再
生操作について説明する。本実施形態では、ECU20
により実行される図示しないルーチンによりNOX 吸収
剤9の再生操作が実行される。NOX 吸収剤9の再生操
作の際には、ECU20は酸化触媒5に短時間炭化水素
成分を供給し、触媒5上で燃焼させることにより排気中
の酸素濃度を低下させるとともに未燃HC、CO成分を
生成してNOX 吸収剤9に供給する。酸化触媒5を通過
した、HC、CO成分を含む酸素濃度の低い排気は、D
PF7を通過してNOX 吸収剤9に到達する。このた
め、前述したようにNOX 吸収剤9からはNOX が放出
され、排気中のHC、CO成分により還元浄化される。
射された燃料を炭化水素供給源として使用する。すなわ
ち、ECU20はNOX 吸収剤9再生時にエンジン1の
燃料噴射弁4から各気筒の1サイクル当たり2回の燃料
噴射を行う。通常運転時、ECU20は機関アクセルペ
ダルの踏み込み量(アクセル開度)と機関回転数とか
ら、予め定めた関係に基づいて燃料噴射量を算出し、算
出した量の燃料を燃料噴射弁4から各気筒の圧縮行程後
期に気筒内に噴射する。通常時には、この燃料噴射によ
り機関空燃比は大幅なリーン(例えば空燃比で30程
度)に維持されている。しかし、酸化触媒5に炭化水素
を供給する場合には、ECU20は上記通常時の圧縮行
程後期燃料噴射のみでなく、各気筒の排気行程にも再度
燃料噴射弁4から燃料噴射を行う。
その一部は気筒内で燃焼するものの機関の出力増大には
寄与しない。また、燃焼しなかった大部分の燃料は気筒
内で気化して排気とともに排気通路に排出され、酸化触
媒5に供給される。酸化触媒5が活性化温度に到達して
いれば、この気化燃料の大部分は酸化触媒により燃焼
し、多量のHC、CO成分を発生する。また、酸化触媒
5で燃焼しなかった残りの燃料も燃焼により高温になっ
た触媒5の通過時に熱分解し、分子量の大きい高沸点炭
化水素成分が分子量の小さい低沸点の未燃HC成分に転
換される。このため、NOX 吸収剤9には酸素濃度が低
く、多量の未燃HC、CO成分を含む排気が流入するこ
とになり、短時間でNOX 吸収剤9の再生が完了する。
る。本実施形態では前述したように排気中のNO2 とD
PFに堆積した煤(カーボン)とを反応させて煤を燃焼
させる。また、このときに発生するNO成分をDPF7
下流側のNOX 吸収剤9に吸収させて大気への放出を防
止する必要がある。このため、DPF7の再生時には、
排気空燃比がリーンとなっていることが必要となる。ま
た、NO2 と煤との反応を促進するためには、排気温度
は高い方が好ましい。そこで、本実施形態ではECU2
0は図示しないルーチンにより、排気空燃比がリッチに
ならない範囲で、NOX 吸収剤9の再生時と同様、通常
の圧縮行程後期の噴射に加えて排気行程での燃料噴射を
行い、この燃料を酸化触媒5で燃焼させることにより排
気温度を上昇させる。また、排気温度を上昇させるた
め、DPF7再生時には必要に応じて酸化触媒5の電気
ヒータ5aに通電を行う。電気ヒータ5aにより酸化触
媒5を通過する排気が加熱され、さらに排気行程中に噴
射された燃料が酸化触媒5で燃焼するため、DPF7に
は通常より高い温度(例えば400℃から500℃程
度)の排気が流入することになる。このため、排気中の
NO2 はDPF7に堆積した煤と容易に反応し、煤が燃
焼、除去されてDPF7の圧損が低下する。また、DP
F7を通過する排気は、全体としてまだリーン空燃比で
あるため、NO2と煤との反応により発生したNOは、
下流側のNOX 吸収剤9により吸収され、排気から除去
される。
十分から数時間の間隔で行い、再生時の空燃比は20程
度のリーン空燃比に維持される。また、このときDPF
7の再生は数分程度で完了する。なお、前述したように
NOX 吸収剤9の再生操作は数十秒から数分の間隔で実
行されるが、本実施形態ではDPF7の再生操作中もN
OX 吸収剤9の再生操作のタイミングになった場合に
は、排気行程時の燃料噴射量を更に増大し排気空燃比を
13程度まで低下させる。これにより、DPF7再生操
作中は、通常のNO X 吸収剤9再生操作に加えて、通常
より高い排気温度で再生操作が実行されるようになり、
NOX 吸収剤9の再生がより完全に行われる。
7の再生操作実行時にはいずれも酸化触媒5で燃料を燃
焼させることが必要となるため、再生操作実行時には酸
化触媒5が触媒の活性化温度(例えば250℃程度)に
なっていることが必要とされる。通常運転中、酸化触媒
5は通過する排気により加熱され排気温度に応じた温度
に昇温されるが、機関冷間始動後のアイドル運転等では
排気温度は触媒の活性化温度よりかなり低くなってい
る。また、一般にディーゼルエンジンの通常運転時の排
気温度はガソリンエンジンに較べて低く、低負荷運転時
等は上記触媒活性化温度より低くなっている場合があ
る。このような状態では、酸化触媒5の温度も活性化温
度以下になっており、この状態でNOX 吸収剤9やDP
F7の再生操作を実行するために、排気行程での燃料噴
射を実行しても酸化触媒5では燃料が燃焼しないため、
前述したように排気エミッションの悪化等の問題が生じ
る。また、この場合には低温の排気が大量に酸化触媒5
を通過することになるため、酸化触媒5を昇温するため
に電気ヒータ5aに通電をおこなっても、電気ヒータ5
aの発生する熱は酸化触媒5を通過する大量の排気に奪
われてしまい、酸化触媒5の温度を迅速に上昇させるこ
とはできない。
と、酸化触媒5の温度との両方が所定の温度より低い場
合には、バイパス制御弁8を開弁して大部分の排気を酸
化触媒5をバイパスして流した状態で電気ヒータ5aに
通電を行うようにしている。バイパス制御弁8a開弁時
には、排気の殆どはバイパス通路6を通って流れ、酸化
触媒5には殆ど排気が流入しない。このため、電気ヒー
タ5aの発生した熱を酸化触媒5の加熱のみに使用する
ことができ、短時間で酸化触媒5を活性化温度まで昇温
させることが可能となる。なお、本実施形態では、バイ
パス通路6上にバイパス制御弁8を設けているためバイ
パス制御弁8開弁時にも少量の排気が酸化触媒5を通過
するが、バイパス通路6と排気通路3との接続部に排気
切換弁を設けて、排気温度が低いときには排気の全量を
バイパス通路6に流すようにして酸化触媒5への排気の
流入を完全に遮断すれば、さらに触媒5の昇温をを早め
ることが可能となる。
り触媒温度が活性化温度に到達すると排気中の未燃H
C、CO成分や、排気行程噴射による気化燃料が触媒5
で燃焼するようになるため触媒5の温度が上昇し触媒5
が高温に維持されるようになる。図2は、上記排気温度
低温時のバイパス制御弁8と電気ヒータ5aを用いた触
媒加熱制御ルーチンを示すフローチャートである。本ル
ーチンは、ECU20により一定時間毎に実行される。
ステップ201では、エンジン1のアクセル開度ACCと
エンジン回転数NEとがそれぞれ対応するセンサから、
また酸化触媒5温度THCが触媒温度センサ10から読
み込まれる。次いで、ステップ203では、上記により
読み込んだアクセル開度ACCと機関回転数NEとからエ
ンジン排気温度TEXが算出される。本実施形態では、エ
ンジン排気温度は予めアクセル開度と機関回転数の各条
件下で実測して求めてあり、アクセル開度ACCと機関回
転数NEとを用いた数値マップとしてECU20のRO
M23に格納してある。ステップ203では、このマッ
プを用いて、ステップ201で読み込んだACCとNEと
を用いて排気温度TEXが算出される。なお、本実施形態
では、上述のように、アクセル開度ACCと機関回転数N
Eとを用いて間接的にエンジン排気温度を検出している
が、排気通路3の酸化触媒入口部分に排気温度センサを
設けて直接排気温度を検出するようにすることも可能で
ある。
ステップ205とステップ207では、この排気温度T
EXとステップ201で読み込んだ酸化触媒5温度THC
が所定値T0 以下か否かがそれぞれ判定される。ここ
で、T0 は酸化触媒の活性化温度またはそれ以上の温度
とされ、例えば本実施形態では酸化触媒5の活性化温度
(250℃)程度の温度に設定される。
と触媒温度THCとの両方が所定温度T0 以下であった
場合、すなわち排気温度が低く、かつ触媒5も活性化温
度に到達していない場合には、早期に触媒を活性化温度
に到達させる必要がある。そこで、この場合ステップ2
09で、電気ヒータ5aのリレー5bがオンにされ、電
気ヒータ5aに通電が行われるとともに、ステップ21
1でバイパス制御弁8が開弁される。これにより、触媒
5への排気流入が制限された状態でヒータ5に通電が行
われることになるため、触媒5が速やかに昇温し活性化
温度に到達する。
排気温度TEXと触媒温度THCとのうちいずれか1つ以
上が所定温度T0 を越えていた場合には、ステップ21
3とステップ215とが実行され、ヒータ5aへの通電
が停止されるとともに、バイパス制御弁8が閉弁され
る。これにより、機関からの排気の全量が触媒5を通過
するようになる。なお、触媒温度THCが所定値T0 以
下であっても排気温度がT0 以上であった場合にはヒー
タ通電を停止し、排気全量を触媒5に流すようにしたの
は、排気温度がT0 を越えて高温になっているため排気
の全量を触媒5に流すことにより、ヒータ5aで加熱し
なくとも触媒5の温度が速やかに上昇するためである。
0 以下であった場合でも触媒5の温度がT0 以上になっ
ていれば、触媒5に排気を供給することにより触媒5で
排気中のHC、CO成分の酸化反応が生じるため、触媒
5温度は高温に維持されることになる。図2のルーチン
によれば、排気温度と触媒5温度との両方が低い場合に
は、触媒を通過する排気流量が制限された状態で電気ヒ
ータ5aによる加熱が行われ、速やかに触媒5温度が活
性化温度に到達するため、排気温度が低い状態でも供給
された炭化水素成分を燃焼させることが可能となる。ま
た、排気温度または触媒5温度が高温になった場合には
電気ヒータの通電が停止され、同時に排気の全量が触媒
5を通過するようになる。このため、本実施形態によれ
ば電気ヒータ5の通電時間を短縮し、バッテリ負荷を軽
減することが可能となる。
置としてエンジンの燃料噴射弁を用いてディーゼルエン
ジンの排気行程に燃料噴射を行っているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、触媒上流側の排気通路に
炭化水素成分(例えば、軽油、ガソリン等)を供給する
HC、CO供給装置を燃料噴射弁とは別に設けても良
い。この場合、例えばポンプ等の加圧炭化水素供給源
と、排気通路に炭化水素を噴射する噴射弁とを設け、こ
れらを接続する配管に流量制御弁を設けてECUからこ
の流量制御弁を開閉制御することにより触媒への炭化水
素成分の供給を制御するようにすれば良い。
加熱時に触媒への排気流入を制限するようにしたことに
より、バッテリ負荷を増大することなく短時間で触媒を
活性化温度に到達させることが可能となり、排気温度が
低い状態でも供給された炭化水素成分を早期に燃焼させ
ることが可能となる効果を奏する。
を説明する図である。
作を説明するフローチャートである。
Claims (1)
- 【請求項1】 内燃機関の排気通路に配置された触媒
と、該触媒を加熱する電気ヒータと、 前記触媒上流側の排気通路に炭化水素成分を供給するH
C供給装置と、 前記触媒をバイパスして触媒上流側の排気通路と下流側
の排気通路とを接続するバイパス通路と、 前記バイパス通路を通る排気流量を制御するバイパス制
御弁と、 前記触媒の温度と機関排気温度とをそれぞれ検出する温
度検出手段と、 前記触媒温度と機関排気温度との両方が予め定めた所定
温度以下のときに、前記バイパス制御弁を開弁し少なく
とも機関排気の一部をバイパス通路に流すとともに前記
電気ヒータに電流を供給する制御手段と、 を備えた内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP29652795A JP3201237B2 (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
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ID=17834691
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