JPH10176523A - 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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- JPH10176523A JPH10176523A JP35416496A JP35416496A JPH10176523A JP H10176523 A JPH10176523 A JP H10176523A JP 35416496 A JP35416496 A JP 35416496A JP 35416496 A JP35416496 A JP 35416496A JP H10176523 A JPH10176523 A JP H10176523A
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- exhaust gas
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ストイキ又はリッチ空燃比時にＮＯx 吸収剤を
熱劣化させることなくＮＯx 吸収剤からＮＯx を効率的
に放出できるようにし、リーン空燃比時における排気性
能を良好に維持する。 【解決手段】リーン空燃比時に排気ガス中のＮＯx を吸
収しストイキ又はリッチ空燃比時に吸収したＮＯx を放
出するＮＯx 吸収剤１４を排気通路１０内に配置し、Ｎ
Ｏx 吸収剤１４を迂回するバイパス通路１１を設け、切
替弁１２により排気通路１０とバイパス通路１１とを切
替え、排気通路１０のＮＯx 吸収剤１４の下流側であっ
て且つ切替弁１２の上流側から排気を取り出して内燃機
関１の吸気通路３に還流する排気還流通路１５を設け
る。
熱劣化させることなくＮＯx 吸収剤からＮＯx を効率的
に放出できるようにし、リーン空燃比時における排気性
能を良好に維持する。 【解決手段】リーン空燃比時に排気ガス中のＮＯx を吸
収しストイキ又はリッチ空燃比時に吸収したＮＯx を放
出するＮＯx 吸収剤１４を排気通路１０内に配置し、Ｎ
Ｏx 吸収剤１４を迂回するバイパス通路１１を設け、切
替弁１２により排気通路１０とバイパス通路１１とを切
替え、排気通路１０のＮＯx 吸収剤１４の下流側であっ
て且つ切替弁１２の上流側から排気を取り出して内燃機
関１の吸気通路３に還流する排気還流通路１５を設け
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リーンバーン内燃
機関の排気系に、リーン空燃比時に排気ガス中のＮＯx
を吸着する一方、理論空燃比（以下、ストイキともい
う）又はリッチ空燃比時に吸着したＮＯx を放出するＮ
Ｏx 吸着材を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
機関の排気系に、リーン空燃比時に排気ガス中のＮＯx
を吸着する一方、理論空燃比（以下、ストイキともい
う）又はリッチ空燃比時に吸着したＮＯx を放出するＮ
Ｏx 吸着材を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃費を向上させるために、リーン空燃比
領域で燃焼させる、いわゆるリーンバーン内燃機関の実
用化が進んでいる。空燃比がストイキよりも大きいリー
ン空燃比領域においては、従来の三元触媒では排気ガス
中のＮＯx を浄化できないことから、リーン空燃比領域
であってもＮＯx を浄化できる触媒が、例えば特開平３
−２２５，０１３号公報にて提案されている。この種の
リーンＮＯx 触媒は、遷移金属あるいは貴金属を担持し
たゼオライトからなり、内燃機関の排気通路に設けられ
て、酸化雰囲気中、ＨＣの存在下で、排気ガス中のＮＯ
x を還元する。
領域で燃焼させる、いわゆるリーンバーン内燃機関の実
用化が進んでいる。空燃比がストイキよりも大きいリー
ン空燃比領域においては、従来の三元触媒では排気ガス
中のＮＯx を浄化できないことから、リーン空燃比領域
であってもＮＯx を浄化できる触媒が、例えば特開平３
−２２５，０１３号公報にて提案されている。この種の
リーンＮＯx 触媒は、遷移金属あるいは貴金属を担持し
たゼオライトからなり、内燃機関の排気通路に設けられ
て、酸化雰囲気中、ＨＣの存在下で、排気ガス中のＮＯ
x を還元する。
【０００３】リーンＮＯx 触媒は、還元雰囲気、すなわ
ちリッチ空燃比領域に置かれると、劣化が進行するの
で、上記公報に開示されたものでは、排気通路から分岐
してリーンＮＯx 触媒を迂回させるバイパス通路を設
け、リッチ空燃比時には、排気ガスをバイパス通路に流
し、これによりリーンＮＯx 触媒の劣化防止が図られて
いる。
ちリッチ空燃比領域に置かれると、劣化が進行するの
で、上記公報に開示されたものでは、排気通路から分岐
してリーンＮＯx 触媒を迂回させるバイパス通路を設
け、リッチ空燃比時には、排気ガスをバイパス通路に流
し、これによりリーンＮＯx 触媒の劣化防止が図られて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排気ガス中
のＮＯx を浄化する手段として、上述した還元触媒タイ
プのリーンＮＯx 触媒に代えて、ＮＯx を吸着するタイ
プのＮＯx 吸着材を用いる試みがなされている。すなわ
ち、この種のＮＯx 吸着材は、排気ガスの酸素濃度が高
い時、すなわちリーン空燃比時には、排気ガス中のＮＯ
x を吸着する一方で、排気ガスの酸素濃度が低い時、す
なわちストイキ又はリッチ空燃比時には、既に吸着した
ＮＯx を最終的にＮ2 に変化させて放出するものであ
る。
のＮＯx を浄化する手段として、上述した還元触媒タイ
プのリーンＮＯx 触媒に代えて、ＮＯx を吸着するタイ
プのＮＯx 吸着材を用いる試みがなされている。すなわ
ち、この種のＮＯx 吸着材は、排気ガスの酸素濃度が高
い時、すなわちリーン空燃比時には、排気ガス中のＮＯ
x を吸着する一方で、排気ガスの酸素濃度が低い時、す
なわちストイキ又はリッチ空燃比時には、既に吸着した
ＮＯx を最終的にＮ2 に変化させて放出するものであ
る。
【０００５】このようなＮＯx 吸着材にあっては、スト
イキ又はリッチ空燃比時には、リーン空燃比時に比べて
排気ガスの温度が高いため、ＮＯx 吸着材が高温の排気
ガスに触れると、熱劣化するといった問題がある。この
ため、上記公報に開示された排気通路のバイパス構造を
利用し、排気通路からＮＯx 吸着材を迂回するバイパス
通路を設け、リーン空燃比時には、排気通路内のＮＯx
吸着材に排気ガスを導く一方で、ストイキ又はリッチ空
燃比時には、バイパス通路に排気ガスを導くようにして
いる。これにより、ストイキ又はリッチ空燃比時におけ
るＮＯx 吸着材の熱劣化が防止される。
イキ又はリッチ空燃比時には、リーン空燃比時に比べて
排気ガスの温度が高いため、ＮＯx 吸着材が高温の排気
ガスに触れると、熱劣化するといった問題がある。この
ため、上記公報に開示された排気通路のバイパス構造を
利用し、排気通路からＮＯx 吸着材を迂回するバイパス
通路を設け、リーン空燃比時には、排気通路内のＮＯx
吸着材に排気ガスを導く一方で、ストイキ又はリッチ空
燃比時には、バイパス通路に排気ガスを導くようにして
いる。これにより、ストイキ又はリッチ空燃比時におけ
るＮＯx 吸着材の熱劣化が防止される。
【０００６】しかしながら、ストイキ又はリッチ空燃比
時に、排気ガスがバイパス通路を流れた場合、酸素濃度
が低い排気ガスはＮＯx 吸着材に触れないため、ＮＯx
吸着材の熱劣化は防止されるものの、既に吸着したＮＯ
x を放出することはできない。したがって、この状態か
らリーン空燃比に切り替わり、ＮＯx 吸着量が吸着能力
の限界に達してしまうと、その後のＮＯx は吸着できず
に大気に放出されることになる。
時に、排気ガスがバイパス通路を流れた場合、酸素濃度
が低い排気ガスはＮＯx 吸着材に触れないため、ＮＯx
吸着材の熱劣化は防止されるものの、既に吸着したＮＯ
x を放出することはできない。したがって、この状態か
らリーン空燃比に切り替わり、ＮＯx 吸着量が吸着能力
の限界に達してしまうと、その後のＮＯx は吸着できず
に大気に放出されることになる。
【０００７】本発明は、ストイキ又はリッチ空燃比時に
はＮＯx 吸着材を熱劣化させることなくＮＯx 吸着材か
らＮＯx を効率的に放出でき、リーン空燃比時における
排気性能を良好に維持でき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。
はＮＯx 吸着材を熱劣化させることなくＮＯx 吸着材か
らＮＯx を効率的に放出でき、リーン空燃比時における
排気性能を良好に維持でき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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排
気通路に設けられ、空燃比がリーンのとき排気ガス中の
ＮＯx を吸着するとともに、空燃比が理論空燃比若しく
はリッチのとき吸着したＮＯx を放出するＮＯx 吸着材
と、前記排気通路から分岐して前記ＮＯx 吸着材を迂回
し、再び前記排気通路に合流するバイパス通路と、前記
排気通路と前記バイパス通路との合流部に設けられ、前
記内燃機関の運転状態に応じて、排気ガスの流れを前記
排気通路若しくは前記バイパス通路に切り替える切替弁
と、前記排気通路の前記ＮＯx 吸着材の下流側であって
前記切替弁の上流側から排気ガスを取り出し、当該排気
ガスを前記内燃機関の吸気通路へ還流させる排気還流手
段と、を備えたことを特徴とする。
に、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排
気通路に設けられ、空燃比がリーンのとき排気ガス中の
ＮＯx を吸着するとともに、空燃比が理論空燃比若しく
はリッチのとき吸着したＮＯx を放出するＮＯx 吸着材
と、前記排気通路から分岐して前記ＮＯx 吸着材を迂回
し、再び前記排気通路に合流するバイパス通路と、前記
排気通路と前記バイパス通路との合流部に設けられ、前
記内燃機関の運転状態に応じて、排気ガスの流れを前記
排気通路若しくは前記バイパス通路に切り替える切替弁
と、前記排気通路の前記ＮＯx 吸着材の下流側であって
前記切替弁の上流側から排気ガスを取り出し、当該排気
ガスを前記内燃機関の吸気通路へ還流させる排気還流手
段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】また、本発明の内燃機関の排気浄化装置
は、空燃比がリーンのときＮＯx 吸着材に排気ガスを導
くとともに、空燃比がストイキ若しくはリッチのときＮ
Ｏx 吸着材を迂回するように、前記切替弁を制御するこ
とを特徴とする。
は、空燃比がリーンのときＮＯx 吸着材に排気ガスを導
くとともに、空燃比がストイキ若しくはリッチのときＮ
Ｏx 吸着材を迂回するように、前記切替弁を制御するこ
とを特徴とする。
【００１０】本発明の内燃機関の排気浄化装置では、排
気通路のＮＯx 吸着材の下流側であって切替弁の上流側
から、排気ガスを取り出し、当該排気ガスを内燃機関の
吸気通路へ還流させる排気還流手段が設けられているの
で、理論空燃比又はリッチ空燃比時には、バイパス通路
を流れて大気に出ていく排気ガスの流れ以外に、排気通
路に入りＮＯx 吸着材を通過して吸気通路に戻る排気ガ
スの別の流れ（排気還流）ができる。
気通路のＮＯx 吸着材の下流側であって切替弁の上流側
から、排気ガスを取り出し、当該排気ガスを内燃機関の
吸気通路へ還流させる排気還流手段が設けられているの
で、理論空燃比又はリッチ空燃比時には、バイパス通路
を流れて大気に出ていく排気ガスの流れ以外に、排気通
路に入りＮＯx 吸着材を通過して吸気通路に戻る排気ガ
スの別の流れ（排気還流）ができる。
【００１１】この排気還流は、空燃比が理論空燃比又は
リッチのものであり、酸素濃度が低いため、この排気還
流により、既にＮＯx 吸着材に吸着されているＮＯx を
放出することができる。このとき、排気還流は、空燃比
が理論空燃比又はリッチであり、温度が比較的高かった
としても、排気還流の流量が比較的少量であるため、Ｎ
Ｏx 吸着材が熱劣化することは殆どない。したがって、
理論空燃比又はリッチ空燃比時にＮＯx 吸着材を熱劣化
させることなく、ＮＯx 吸着材からＮＯx を効率的に放
出させることができ、リーン空燃比おける排気性能を良
好に維持することができる。
リッチのものであり、酸素濃度が低いため、この排気還
流により、既にＮＯx 吸着材に吸着されているＮＯx を
放出することができる。このとき、排気還流は、空燃比
が理論空燃比又はリッチであり、温度が比較的高かった
としても、排気還流の流量が比較的少量であるため、Ｎ
Ｏx 吸着材が熱劣化することは殆どない。したがって、
理論空燃比又はリッチ空燃比時にＮＯx 吸着材を熱劣化
させることなく、ＮＯx 吸着材からＮＯx を効率的に放
出させることができ、リーン空燃比おける排気性能を良
好に維持することができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明の内燃機関の排気浄化装置によれ
ば、ストイキ又はリッチ空燃比時にＮＯx 吸着材を熱劣
化することなくＮＯx 吸着材からＮＯx を放出させてい
るため、ＮＯx 吸着材の吸着及び放出作用を効率的に行
うことができ、リーン空燃比時における排気性能を良好
に維持できる。
ば、ストイキ又はリッチ空燃比時にＮＯx 吸着材を熱劣
化することなくＮＯx 吸着材からＮＯx を放出させてい
るため、ＮＯx 吸着材の吸着及び放出作用を効率的に行
うことができ、リーン空燃比時における排気性能を良好
に維持できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の内燃機関の排気浄
化装置の実施形態を示す機器系統図であり、同図に示さ
れるように、ガソリン機関又はディーゼル機関のリーン
バーン内燃機関１は、燃料噴射量や点火時期等に関して
ＥＣＵ２が電子制御するようになっている。内燃機関１
の吸気通路３には、上流にエアフローメータ４が配置し
てあり、このエアフローメータ４により検出した吸気ガ
ス流量値は、ＥＣＵ２に入力するようにしてある。エア
フローメータ４の下流に、スロットル弁５が設けてあ
り、このスロットル弁５の開度はスロットル開度センサ
６により検出してＥＣＵ２に入力するようにしてある。
スロットル弁５の下流には、排気還流弁（ＥＧＲ弁）７
が設けてあり、後述する排気還流通路１５から弁開度に
応じた流量の排気ガスを吸気通路３に還流するようにし
てある。このＥＧＲ弁７は、内燃機関１の運転状態に応
じてＥＣＵ２が算出した弁開度の指令に基づいてアクチ
ュエータ８（たとえばステップモータ）により駆動する
ようにしてある。
基づいて説明する。図１は、本発明の内燃機関の排気浄
化装置の実施形態を示す機器系統図であり、同図に示さ
れるように、ガソリン機関又はディーゼル機関のリーン
バーン内燃機関１は、燃料噴射量や点火時期等に関して
ＥＣＵ２が電子制御するようになっている。内燃機関１
の吸気通路３には、上流にエアフローメータ４が配置し
てあり、このエアフローメータ４により検出した吸気ガ
ス流量値は、ＥＣＵ２に入力するようにしてある。エア
フローメータ４の下流に、スロットル弁５が設けてあ
り、このスロットル弁５の開度はスロットル開度センサ
６により検出してＥＣＵ２に入力するようにしてある。
スロットル弁５の下流には、排気還流弁（ＥＧＲ弁）７
が設けてあり、後述する排気還流通路１５から弁開度に
応じた流量の排気ガスを吸気通路３に還流するようにし
てある。このＥＧＲ弁７は、内燃機関１の運転状態に応
じてＥＣＵ２が算出した弁開度の指令に基づいてアクチ
ュエータ８（たとえばステップモータ）により駆動する
ようにしてある。
【００１４】内燃機関１の排気系には、排気直後の排気
ガスの酸素濃度を検出する０2 センサ９が設けてあり、
検出した酸素濃度値はＥＣＵ２に入力するようにしてあ
る。このＯ2 センサ９の下流には、排気通路１０と、こ
の排気通路１０をバイパスするバイパス通路１１とが設
けてある。排気通路１０内には、リーン空燃比時排気ガ
ス中のＮＯx を吸着しストイキ又はリッチ空燃比時既に
吸着したＮＯx を放出するＮＯx 吸着材１４が配置して
ある。このＮＯx 吸着材１４の吸放出作用については後
述する。さらに、両通路１０，１１下流の合流部には、
これらを切替える切替弁１２が配置してある。この切替
弁１２は、ＥＣＵ２の指令に基づいてアクチュエータ１
３により駆動するようにしてあり、リーン空燃比時、排
気通路１０内のＮＯx 吸着材１４に排気ガスを導き、ス
トイキ又はリッチ空燃比時、バイパス通路１１に排気ガ
スを導き、ＮＯx 吸着材１４を迂回するように切り替わ
るようになっている。
ガスの酸素濃度を検出する０2 センサ９が設けてあり、
検出した酸素濃度値はＥＣＵ２に入力するようにしてあ
る。このＯ2 センサ９の下流には、排気通路１０と、こ
の排気通路１０をバイパスするバイパス通路１１とが設
けてある。排気通路１０内には、リーン空燃比時排気ガ
ス中のＮＯx を吸着しストイキ又はリッチ空燃比時既に
吸着したＮＯx を放出するＮＯx 吸着材１４が配置して
ある。このＮＯx 吸着材１４の吸放出作用については後
述する。さらに、両通路１０，１１下流の合流部には、
これらを切替える切替弁１２が配置してある。この切替
弁１２は、ＥＣＵ２の指令に基づいてアクチュエータ１
３により駆動するようにしてあり、リーン空燃比時、排
気通路１０内のＮＯx 吸着材１４に排気ガスを導き、ス
トイキ又はリッチ空燃比時、バイパス通路１１に排気ガ
スを導き、ＮＯx 吸着材１４を迂回するように切り替わ
るようになっている。
【００１５】排気通路１０のＮＯx 吸着材１４の下流に
は、排気ガスを取り出して吸気通路３のＥＧＲ弁７に還
流する排気還流通路１５が設けてある。この排気還流通
路１５の入口１６は、排気通路１０のＮＯx 吸着材１４
の下流側であって且つ切替弁１２の上流側に位置させて
ある。これにより、ストイキ又はリッチ空燃比時、バイ
パス通路１１を流れて大気に出ていく排気ガスの流れ以
外に、排気通路１０に入りＮＯx 吸着材１４を通過して
排気還流通路１５に浸入して吸気通路３に戻る排気ガス
の別途の流れ（排気還流）ができる。
は、排気ガスを取り出して吸気通路３のＥＧＲ弁７に還
流する排気還流通路１５が設けてある。この排気還流通
路１５の入口１６は、排気通路１０のＮＯx 吸着材１４
の下流側であって且つ切替弁１２の上流側に位置させて
ある。これにより、ストイキ又はリッチ空燃比時、バイ
パス通路１１を流れて大気に出ていく排気ガスの流れ以
外に、排気通路１０に入りＮＯx 吸着材１４を通過して
排気還流通路１５に浸入して吸気通路３に戻る排気ガス
の別途の流れ（排気還流）ができる。
【００１６】さらに、ＮＯx 吸着材１４の下流には、排
気ガスを浄化する三元触媒１７が配置してある。この三
元触媒１７がＮＯx 吸着材１４の下流側に位置させてあ
るのは、リーン空燃比の排気ガスはストイキ空燃比の排
気ガスより温度が低く、ＮＯx 吸着材１４の温度要求を
満足させるためである。さらに、内燃機関１には、クラ
ンク角度を検出してＥＣＵ２に入力するためのクランク
角度検出センサ１８が設けてある。
気ガスを浄化する三元触媒１７が配置してある。この三
元触媒１７がＮＯx 吸着材１４の下流側に位置させてあ
るのは、リーン空燃比の排気ガスはストイキ空燃比の排
気ガスより温度が低く、ＮＯx 吸着材１４の温度要求を
満足させるためである。さらに、内燃機関１には、クラ
ンク角度を検出してＥＣＵ２に入力するためのクランク
角度検出センサ１８が設けてある。
【００１７】上記ＮＯx 吸着材１４の吸放出作用を説明
する。ＮＯx 吸着材１４を排気通路１０内に配置すれ
ば、ＮＯx 吸着材１４は、実際にＮＯx 吸放出作用を行
うが、この吸放出作用の詳細なメカニズムについては明
らかでない部分もある。しかし、この吸放出作用は図２
に示すようなメカニズムで行われているものと考えられ
る。このメカニズムについて、担体上に白金Ｐｔおよび
バリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明する
が、他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、希土類
を用いても同様なメカニズムとなる。
する。ＮＯx 吸着材１４を排気通路１０内に配置すれ
ば、ＮＯx 吸着材１４は、実際にＮＯx 吸放出作用を行
うが、この吸放出作用の詳細なメカニズムについては明
らかでない部分もある。しかし、この吸放出作用は図２
に示すようなメカニズムで行われているものと考えられ
る。このメカニズムについて、担体上に白金Ｐｔおよび
バリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明する
が、他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、希土類
を用いても同様なメカニズムとなる。
【００１８】流入排気ガスが、かなりリーンになると流
入排気ガス中の酸素濃度が大幅に増大し、図２（Ａ）に
示すように、これら酸素Ｏ2 がＯ2 -の形で白金Ｐｔの表
面に付着する。一方、流入排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔ
の表面上でＯ2 -と反応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2
→２ＮＯ2 ）。次いで生成されたＮＯ2 の一部は白金Ｐ
ｔ上で更に酸化されつつ吸着材内に吸着されて酸化バリ
ウムＢａＯと結合しながら、図２（Ａ）に示すように硝
酸イオンＮＯ3 -の形で吸着材内に拡散する。このように
してＮＯx がＮＯx 吸着材１４内に吸着される。
入排気ガス中の酸素濃度が大幅に増大し、図２（Ａ）に
示すように、これら酸素Ｏ2 がＯ2 -の形で白金Ｐｔの表
面に付着する。一方、流入排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔ
の表面上でＯ2 -と反応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2
→２ＮＯ2 ）。次いで生成されたＮＯ2 の一部は白金Ｐ
ｔ上で更に酸化されつつ吸着材内に吸着されて酸化バリ
ウムＢａＯと結合しながら、図２（Ａ）に示すように硝
酸イオンＮＯ3 -の形で吸着材内に拡散する。このように
してＮＯx がＮＯx 吸着材１４内に吸着される。
【００１９】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸着材のＮＯx 吸着能
力が飽和しない限りＮＯ2 が吸着材内に吸着されて硝酸
イオンＮＯ3 -が生成される。これに対して流入排気ガス
中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が低下すると反
応が逆方向（ＮＯ3 -→ＮＯ2 ）に進み、斯くして吸着材
内の硝酸イオンＮＯ3 -がＮＯ2 の形で吸着材から放出さ
れる。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると、
ＮＯx 吸着材１４からＮＯx が放出されることになる。
Ｐｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸着材のＮＯx 吸着能
力が飽和しない限りＮＯ2 が吸着材内に吸着されて硝酸
イオンＮＯ3 -が生成される。これに対して流入排気ガス
中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が低下すると反
応が逆方向（ＮＯ3 -→ＮＯ2 ）に進み、斯くして吸着材
内の硝酸イオンＮＯ3 -がＮＯ2 の形で吸着材から放出さ
れる。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると、
ＮＯx 吸着材１４からＮＯx が放出されることになる。
【００２０】次に、図３乃至図７に示すフローチャート
を参照して、本実施の形態の作用を説明する。図３に示
すように、ステップＳ１では、エアフローメータ４、ス
ロットル開度センサ６、０2 センサ９、及びクランク角
度検出センサ１８の各検出値をＥＣＵ２に読込む。
を参照して、本実施の形態の作用を説明する。図３に示
すように、ステップＳ１では、エアフローメータ４、ス
ロットル開度センサ６、０2 センサ９、及びクランク角
度検出センサ１８の各検出値をＥＣＵ２に読込む。
【００２１】ステップＳ２では、図４に示すサブルーチ
ンの処理を行う。ステップＳ２１で、エアフローメータ
４の検出値に基づいて吸入空気量Ｑを算出し、ステップ
Ｓ２２で、クランク角度検出センサ１８の検出値に基づ
いてエンジン回転数Ｎを算出する。次いで、ステップＳ
２３では、これらの情報に基づいて、基本燃料噴射量Ｔ
p（＝ｋ×Ｑ／Ｎ 但し、ｋは定数）を算出し、ステッ
プＳ２４で、基本点火時期ＢＡＤＶをルックアップす
る。
ンの処理を行う。ステップＳ２１で、エアフローメータ
４の検出値に基づいて吸入空気量Ｑを算出し、ステップ
Ｓ２２で、クランク角度検出センサ１８の検出値に基づ
いてエンジン回転数Ｎを算出する。次いで、ステップＳ
２３では、これらの情報に基づいて、基本燃料噴射量Ｔ
p（＝ｋ×Ｑ／Ｎ 但し、ｋは定数）を算出し、ステッ
プＳ２４で、基本点火時期ＢＡＤＶをルックアップす
る。
【００２２】ステップＳ３では、定常運転か否かを判定
する。スロットル開度変化率△ＴＶＯが、△ＴＶＯ＞β
ならば、急加減速であり、非定常運転であるため、ＹＥ
Ｓに進み、ステップＳ６へジャンプする。但し、βは、
例えば２０°／ｓである。△ＴＶＯ＜βならば、ほぼ定
常運転であり、ＮＯとしてステップＳ４に進む。
する。スロットル開度変化率△ＴＶＯが、△ＴＶＯ＞β
ならば、急加減速であり、非定常運転であるため、ＹＥ
Ｓに進み、ステップＳ６へジャンプする。但し、βは、
例えば２０°／ｓである。△ＴＶＯ＜βならば、ほぼ定
常運転であり、ＮＯとしてステップＳ４に進む。
【００２３】ステップＳ４では、リーン運転状態か否か
を判定する。基本燃料噴射量Ｔp＞αならば、高負荷運
転であるため、ＹＥＳとしてステップＳ６に進む。但
し、αは、例えば５．０ｍｓである。Ｔp＜αならば、
軽負荷運転（リーン運転）であるため、ＮＯとしてステ
ップ５に進む。
を判定する。基本燃料噴射量Ｔp＞αならば、高負荷運
転であるため、ＹＥＳとしてステップＳ６に進む。但
し、αは、例えば５．０ｍｓである。Ｔp＜αならば、
軽負荷運転（リーン運転）であるため、ＮＯとしてステ
ップ５に進む。
【００２４】ステップＳ５及びＳ６では、ＦＬＥＡＮ
は、排気通路１０とバイパス通路１１とを切替える切替
弁１２の切替動作に対応しており、ＦＬＥＡＮ＝１で
は、リーン運転時であり、排気通路１０が開成し、ＦＬ
ＥＡＮ＝０では、ストイキ又はリッチ運転時であり、バ
イパス通路１１が開成する。
は、排気通路１０とバイパス通路１１とを切替える切替
弁１２の切替動作に対応しており、ＦＬＥＡＮ＝１で
は、リーン運転時であり、排気通路１０が開成し、ＦＬ
ＥＡＮ＝０では、ストイキ又はリッチ運転時であり、バ
イパス通路１１が開成する。
【００２５】ステップＳ７では、図５に示すサブルーチ
ンの処理を行う。ステップＳ７１では、リーン時燃料噴
射量ＬＴp をルックアップし、ステップＳ７２では、リ
ーン時点火時期ＬＡＤＶをルックアップする。なお、図
８に、リーン時燃料噴射量ＬＴp マップの概略図を示
し、図９に、リーン時点火時期ＬＡＤＶマップの概略図
を示す。
ンの処理を行う。ステップＳ７１では、リーン時燃料噴
射量ＬＴp をルックアップし、ステップＳ７２では、リ
ーン時点火時期ＬＡＤＶをルックアップする。なお、図
８に、リーン時燃料噴射量ＬＴp マップの概略図を示
し、図９に、リーン時点火時期ＬＡＤＶマップの概略図
を示す。
【００２６】ステップＳ８では、図６に示すサブルーチ
ンの処理を行う。ステップＳ８１では、ステップＳ５及
びＳ６におけるＦＬＥＡＮを読込み、ステップＳ８２
で、ＦＬＥＡＮが１か０かを判定する。ＦＬＥＡＮ＝１
の場合には、リーン運転状態であり、ステップＳ８３に
進み、排気通路１０を開成するように切替弁１２を制御
する。ＦＬＥＡＮ＝０の場合には、ストイキ又はリッチ
運転状態であり、ステップＳ８４に進み、バイパス通路
１１を開成するように切替弁１２を制御する。
ンの処理を行う。ステップＳ８１では、ステップＳ５及
びＳ６におけるＦＬＥＡＮを読込み、ステップＳ８２
で、ＦＬＥＡＮが１か０かを判定する。ＦＬＥＡＮ＝１
の場合には、リーン運転状態であり、ステップＳ８３に
進み、排気通路１０を開成するように切替弁１２を制御
する。ＦＬＥＡＮ＝０の場合には、ストイキ又はリッチ
運転状態であり、ステップＳ８４に進み、バイパス通路
１１を開成するように切替弁１２を制御する。
【００２７】ステップＳ９では、図７に示すサブルーチ
ンの処理を行い、排気還流率（ＥＧＲ率）に応じたＥＧ
Ｒ弁７の開度を算出する。すなわち、ステップＳ９１で
は、ステップＳ５及びＳ６におけるＦＬＥＡＮを読込
み、ステップＳ９２で、ＦＬＥＡＮが１か０かを判定す
る。ＦＬＥＡＮ＝１の場合には、リーン運転状態であ
り、ステップＳ９３に進み、ＥＧＲ弁７を全閉するよう
に制御する。ＦＬＥＡＮ＝０の場合には、ストイキ又は
リッチ運転状態であり、ステップ９４に進み、ＥＧＲ弁
７の開度をルックアップする。なお、図１０に、各運転
条件におけるＥＧＲ流量マップを示す。
ンの処理を行い、排気還流率（ＥＧＲ率）に応じたＥＧ
Ｒ弁７の開度を算出する。すなわち、ステップＳ９１で
は、ステップＳ５及びＳ６におけるＦＬＥＡＮを読込
み、ステップＳ９２で、ＦＬＥＡＮが１か０かを判定す
る。ＦＬＥＡＮ＝１の場合には、リーン運転状態であ
り、ステップＳ９３に進み、ＥＧＲ弁７を全閉するよう
に制御する。ＦＬＥＡＮ＝０の場合には、ストイキ又は
リッチ運転状態であり、ステップ９４に進み、ＥＧＲ弁
７の開度をルックアップする。なお、図１０に、各運転
条件におけるＥＧＲ流量マップを示す。
【００２８】ステップＳ１０では、インジェクタに燃料
噴射量の信号を、点火プラグに点火時期を、ＥＧＲ弁に
ＥＧＲ弁開度信号をＥＣＵ２からそれぞれ出力する。
噴射量の信号を、点火プラグに点火時期を、ＥＧＲ弁に
ＥＧＲ弁開度信号をＥＣＵ２からそれぞれ出力する。
【００２９】このように、本実施の形態では、リーン運
転時には、切替弁１２が排気通路１０を開成するように
切替え、排気ガスが排気通路１０内のＮＯx 吸着材１４
を通過するようになっているため、排気ガス中のＮＯx
はこのＮＯx 吸着材１４が吸着し、排気ガス中のＮＯx
以外のＨＣ，ＣＯ等の成分は、下流側の三元触媒１７が
浄化する。
転時には、切替弁１２が排気通路１０を開成するように
切替え、排気ガスが排気通路１０内のＮＯx 吸着材１４
を通過するようになっているため、排気ガス中のＮＯx
はこのＮＯx 吸着材１４が吸着し、排気ガス中のＮＯx
以外のＨＣ，ＣＯ等の成分は、下流側の三元触媒１７が
浄化する。
【００３０】次いで、ストイキ又はリッチ運転に切替わ
った時には、切替弁１２がバイパス通路１１を開成する
ように切替え、排気ガスはバイパス通路１１を通過して
ＮＯx 吸着材１４を迂回する。この時、ＥＧＲ弁７がＥ
ＧＲ率に応じた開度で開成し、バイパス通路１１を通過
する排気ガスの流れ以外に、排気通路１０に入りＮＯx
吸着材１４を通過して排気還流通路１５に浸入して吸気
通路３に戻る排気ガスの別の流れ（排気還流）ができ
る。この排気還流は、空燃比がストイキ又はリッチのも
のであり、酸素濃度が低いため、この排気還流により、
既にＮＯx 吸着材に吸着したＮＯx を放出することがで
きる。この際、排気還流は空燃比がストイキ又はリッチ
であり、温度が比較的高かったとしても、排気還流の流
量は比較的少量であるため、ＮＯx 吸着材が劣化するこ
とは殆どない。従って、ＮＯx 吸着材１４を熱劣化する
ことなくＮＯx を効果的に放出することができる。
った時には、切替弁１２がバイパス通路１１を開成する
ように切替え、排気ガスはバイパス通路１１を通過して
ＮＯx 吸着材１４を迂回する。この時、ＥＧＲ弁７がＥ
ＧＲ率に応じた開度で開成し、バイパス通路１１を通過
する排気ガスの流れ以外に、排気通路１０に入りＮＯx
吸着材１４を通過して排気還流通路１５に浸入して吸気
通路３に戻る排気ガスの別の流れ（排気還流）ができ
る。この排気還流は、空燃比がストイキ又はリッチのも
のであり、酸素濃度が低いため、この排気還流により、
既にＮＯx 吸着材に吸着したＮＯx を放出することがで
きる。この際、排気還流は空燃比がストイキ又はリッチ
であり、温度が比較的高かったとしても、排気還流の流
量は比較的少量であるため、ＮＯx 吸着材が劣化するこ
とは殆どない。従って、ＮＯx 吸着材１４を熱劣化する
ことなくＮＯx を効果的に放出することができる。
【００３１】なお、ストイキ又はリッチ運転時には、排
気ガス中のＮＯx 、ＣＯ、及びＨＣは、三元触媒１７が
浄化する。
気ガス中のＮＯx 、ＣＯ、及びＨＣは、三元触媒１７が
浄化する。
【００３２】また、ストイキ又はリッチ運転時であって
も、高負荷高回転の運転時には、ＥＧＲ弁７を閉成して
排気還流が流れないようにし、高負荷高回転時における
非常に高温の排気ガスをＮＯx 吸着材１４に全く導かな
いようにし、ＮＯx 吸着材１４の熱劣化を防止してい
る。
も、高負荷高回転の運転時には、ＥＧＲ弁７を閉成して
排気還流が流れないようにし、高負荷高回転時における
非常に高温の排気ガスをＮＯx 吸着材１４に全く導かな
いようにし、ＮＯx 吸着材１４の熱劣化を防止してい
る。
【００３３】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化
装置の機器系統図である。
装置の機器系統図である。
【図２】ＮＯx 吸着材の吸着及び放出作用を示す模式図
である。
である。
【図３】本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化
装置のメインルーチンのフローチャートである。
装置のメインルーチンのフローチャートである。
【図４】基本燃料噴射量等を算出するステップＳ２サブ
ルーチンのフローチャートである。
ルーチンのフローチャートである。
【図５】リーン時における燃料噴射量等を算出するステ
ップＳ７サブルーチンのフローチャートである。
ップＳ７サブルーチンのフローチャートである。
【図６】排気通路を切替えるステップＳ８サブルーチン
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図７】ＥＧＲ弁開度を算出するステップＳ９のサブル
ーチンのフローチャートである。
ーチンのフローチャートである。
【図８】リーン時燃料噴射量ＬＴp マップの概略図であ
る。
る。
【図９】リーン時点火時期ＬＡＤＶマップの概略図であ
る。
る。
【図１０】各運転条件におけるＥＧＲ流量マップであ
る。
る。
１…内燃機関 ３…吸気通路 ７…ＥＧＲ弁 １０…排気通路 １１…バイパス通路 １２…切替弁 １４…ＮＯx吸着材 １５…排気還流通路 １６…排気還流通路の入口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 21/08 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 21/08 ＺＡＢＺ
Claims (2)
- 【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられ、空燃比が
リーンのとき排気ガス中のＮＯx を吸着するとともに、
空燃比が理論空燃比若しくはリッチのとき吸着したＮＯ
x を放出するＮＯx 吸着材と、 前記排気通路から分岐して前記ＮＯx 吸着材を迂回し、
再び前記排気通路に合流するバイパス通路と、 前記排気通路と前記バイパス通路との合流部に設けら
れ、前記内燃機関の運転状態に応じて、排気ガスの流れ
を前記排気通路若しくは前記バイパス通路に切り替える
切替弁と、 前記排気通路の前記ＮＯx 吸着材の下流側であって前記
切替弁の上流側から排気ガスを取り出し、当該排気ガス
を前記内燃機関の吸気通路へ還流させる排気還流手段
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】空燃比がリーンのとき前記ＮＯx 吸着材に
排気ガスを導くとともに、空燃比が理論空燃比若しくは
リッチのとき前記ＮＯx 吸着材を迂回するように、前記
切替弁を制御することを特徴とする請求項１記載の内燃
機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35416496A JP3684730B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35416496A JP3684730B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10176523A true JPH10176523A (ja) | 1998-06-30 |
| JP3684730B2 JP3684730B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=18435721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35416496A Expired - Lifetime JP3684730B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3684730B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004339553A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Nkk Steel Sheet & Strip Corp | 溶融金属めっき鋼帯の製造方法 |
| US8079210B2 (en) | 2005-09-06 | 2011-12-20 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine |
-
1996
- 1996-12-18 JP JP35416496A patent/JP3684730B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004339553A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Nkk Steel Sheet & Strip Corp | 溶融金属めっき鋼帯の製造方法 |
| US8079210B2 (en) | 2005-09-06 | 2011-12-20 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3684730B2 (ja) | 2005-08-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050201 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050330 |
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