JPH11229973A - エンジンのegr装置 - Google Patents
エンジンのegr装置Info
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- JPH11229973A JPH11229973A JP10034566A JP3456698A JPH11229973A JP H11229973 A JPH11229973 A JP H11229973A JP 10034566 A JP10034566 A JP 10034566A JP 3456698 A JP3456698 A JP 3456698A JP H11229973 A JPH11229973 A JP H11229973A
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- egr
- temperature
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- gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】排気通路に触媒を有するエンジンにおいて、E
GRを行ってNOxの発生を減少させながら、触媒低温
状態又は冷間時始動では触媒の温度上昇を早めることが
でき、触媒活性状態又は暖機後では触媒の温度低下を抑
制して、触媒の温度を浄化率の高い活性温度域内に維持
して、排気ガスを効率よく浄化できるエンジンのEGR
装置を提供する。 【解決手段】排気通路に排気ガス浄化用の触媒を有する
EGR装置において、触媒の上流側と下流側に、第1、
第2EGR通路をそれぞれ接続して設け、触媒低温状態
検出手段が触媒低温状態を検出した場合には第2EGR
通路経由で、触媒低温状態でないことを検出した場合に
は第1EGR通路経由でそれぞれEGRガスを還流する
ように制御する制御手段を備えて構成する。
GRを行ってNOxの発生を減少させながら、触媒低温
状態又は冷間時始動では触媒の温度上昇を早めることが
でき、触媒活性状態又は暖機後では触媒の温度低下を抑
制して、触媒の温度を浄化率の高い活性温度域内に維持
して、排気ガスを効率よく浄化できるエンジンのEGR
装置を提供する。 【解決手段】排気通路に排気ガス浄化用の触媒を有する
EGR装置において、触媒の上流側と下流側に、第1、
第2EGR通路をそれぞれ接続して設け、触媒低温状態
検出手段が触媒低温状態を検出した場合には第2EGR
通路経由で、触媒低温状態でないことを検出した場合に
は第1EGR通路経由でそれぞれEGRガスを還流する
ように制御する制御手段を備えて構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンなどにおいて、NOxの排出量を低減するために、排
気ガスの一部を吸気側に還流するエンジンのEGR装置
に関するものである。より詳細には、このEGR装置と
共に、触媒を排気通路に有するエンジンのEGR装置に
関するものである。
ンなどにおいて、NOxの排出量を低減するために、排
気ガスの一部を吸気側に還流するエンジンのEGR装置
に関するものである。より詳細には、このEGR装置と
共に、触媒を排気通路に有するエンジンのEGR装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジン等の排気ガス対策に
おいて、排気ガス中のNOx(窒素酸化物)の排出量を
低減するために、不活性ガスである排気ガスの一部、即
ちEGRガスを吸気系に還流することによって、燃焼温
度を低く抑えて、NOxの生成を抑制するEGR(排気
再循環)が有効であることが知られており、広く実用化
されている。
おいて、排気ガス中のNOx(窒素酸化物)の排出量を
低減するために、不活性ガスである排気ガスの一部、即
ちEGRガスを吸気系に還流することによって、燃焼温
度を低く抑えて、NOxの生成を抑制するEGR(排気
再循環)が有効であることが知られており、広く実用化
されている。
【0003】このEGR装置は図3に示すように排気マ
ニホールド3等の排気系から排気ガスGの一部であるE
GRガスGeを、EGR通路26を経由して吸気通路7の
新気Aに混入して吸気マニホールド2へ還流させてEG
Rを行っている。また、エンジンの運転状態に応じたE
GR率になるようにコントローラ14で、EGR通路26に
配設したEGR弁25の弁開度を調整制御することによっ
て、EGR通路26を通過するEGRガスGeの流量調整
を行いながらEGRを行って、燃焼状態を良好に保ちな
がらNOxを低減している。
ニホールド3等の排気系から排気ガスGの一部であるE
GRガスGeを、EGR通路26を経由して吸気通路7の
新気Aに混入して吸気マニホールド2へ還流させてEG
Rを行っている。また、エンジンの運転状態に応じたE
GR率になるようにコントローラ14で、EGR通路26に
配設したEGR弁25の弁開度を調整制御することによっ
て、EGR通路26を通過するEGRガスGeの流量調整
を行いながらEGRを行って、燃焼状態を良好に保ちな
がらNOxを低減している。
【0004】また、一方で、ディーゼルエンジンや一部
のガソリンエンジン等では、図3に示すように、エンジ
ン1の排気通路10に触媒(触媒コンバータ)4を設け
て、排気ガスG中のHC(炭化水素)、CO(一酸化炭
素)、NOx等を酸化あるいは還元除去して排気ガスG
を浄化して、清浄化した排気ガスGcにして排出してい
る。
のガソリンエンジン等では、図3に示すように、エンジ
ン1の排気通路10に触媒(触媒コンバータ)4を設け
て、排気ガスG中のHC(炭化水素)、CO(一酸化炭
素)、NOx等を酸化あるいは還元除去して排気ガスG
を浄化して、清浄化した排気ガスGcにして排出してい
る。
【0005】この触媒による排気ガスの浄化は、自分自
身は変化せずに化学変化を助けて反応を促進して、ガス
を清浄化する作用を利用したものであり、この触媒は一
般に担体(触媒担持体)、活性成分(触媒成分)と助触
媒や安定剤等の添加成分とから構成されている。この活
性成分を担持する担体には、活性アルミナやセラミック
が一般的に用いられ、ペレット状やハニカム状に形成さ
れることが多い。また、触媒の活性成分としては、NO
xの還元触媒の場合には、Cu−ゼオライト系や貴金属
系のPt,Pd,Rh,及びIrを用い、それぞれの水
溶性塩を用いてAl2 03 等の担体に含浸し担持した貴
金属担持触媒が用いられ、3元触媒の場合には、Pt−
Rh(ロジウム)やPt−Pd−Rh系の混合物が一般
的に使用されている。
身は変化せずに化学変化を助けて反応を促進して、ガス
を清浄化する作用を利用したものであり、この触媒は一
般に担体(触媒担持体)、活性成分(触媒成分)と助触
媒や安定剤等の添加成分とから構成されている。この活
性成分を担持する担体には、活性アルミナやセラミック
が一般的に用いられ、ペレット状やハニカム状に形成さ
れることが多い。また、触媒の活性成分としては、NO
xの還元触媒の場合には、Cu−ゼオライト系や貴金属
系のPt,Pd,Rh,及びIrを用い、それぞれの水
溶性塩を用いてAl2 03 等の担体に含浸し担持した貴
金属担持触媒が用いられ、3元触媒の場合には、Pt−
Rh(ロジウム)やPt−Pd−Rh系の混合物が一般
的に使用されている。
【0006】そして、NOxを還元除去する場合には、
エンジンの燃焼室から排出される未燃HC(炭化水素)
や、排気管中に噴射供給される燃料等の還元剤(還元成
分)を排気ガス中に混入させることが必要であり、これ
らの還元剤を含む排気ガスが触媒の活性成分に触れる
と、NOxと還元剤との間の化学反応が促進されてNO
xが還元されてN2 となり、排気ガスが浄化される。
エンジンの燃焼室から排出される未燃HC(炭化水素)
や、排気管中に噴射供給される燃料等の還元剤(還元成
分)を排気ガス中に混入させることが必要であり、これ
らの還元剤を含む排気ガスが触媒の活性成分に触れる
と、NOxと還元剤との間の化学反応が促進されてNO
xが還元されてN2 となり、排気ガスが浄化される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示すように、これらの触媒の触媒活性は、温度Tによっ
て変化し、特に低い温度範囲TL ではHC、NOxを浄
化する能力を示す浄化率(転化率)Rが著しく低下す
る。これらの温度依存性は触媒の種類によって異なる
が、一例をあげると、Cuを含有するNOx浄化触媒で
は500℃前後で、また、Ptを担持したNOx浄化触
媒では250℃前後で浄化率が高くなっている。
示すように、これらの触媒の触媒活性は、温度Tによっ
て変化し、特に低い温度範囲TL ではHC、NOxを浄
化する能力を示す浄化率(転化率)Rが著しく低下す
る。これらの温度依存性は触媒の種類によって異なる
が、一例をあげると、Cuを含有するNOx浄化触媒で
は500℃前後で、また、Ptを担持したNOx浄化触
媒では250℃前後で浄化率が高くなっている。
【0008】昨今の厳しい排気ガス規制によって、冷間
始動時の排気ガスも含めて浄化することが重要になって
きているが、浄化率Rが図4のような温度依存性を有し
ているために、冷間始動時は、触媒が殆ど機能せず排気
ガスを十分に浄化できず、十分な対応ができないという
問題がある。従来の図3に示すようなEGR装置では、
触媒温度が低い冷間始動時においては、EGRを行うこ
とにより、NOxを低減できるが、触媒4を通過する排
気ガス量GがEGRによってEGRガス量Geの分だけ
減少するために、触媒4の温度上昇が遅れ、それに伴い
浄化率の上昇も遅れるので、排出される排気ガスGc中
のHCやNOx等の成分の浄化を十分に行うことができ
ないという問題がある。
始動時の排気ガスも含めて浄化することが重要になって
きているが、浄化率Rが図4のような温度依存性を有し
ているために、冷間始動時は、触媒が殆ど機能せず排気
ガスを十分に浄化できず、十分な対応ができないという
問題がある。従来の図3に示すようなEGR装置では、
触媒温度が低い冷間始動時においては、EGRを行うこ
とにより、NOxを低減できるが、触媒4を通過する排
気ガス量GがEGRによってEGRガス量Geの分だけ
減少するために、触媒4の温度上昇が遅れ、それに伴い
浄化率の上昇も遅れるので、排出される排気ガスGc中
のHCやNOx等の成分の浄化を十分に行うことができ
ないという問題がある。
【0009】また、冷間始動時に、低温である触媒に高
温の排気ガスを全量通過させて触媒の温度上昇を早める
ために、EGRガスGeの取入口を触媒4の下流側に設
けた図5に示すEGR装置では、暖機して触媒温度が一
度活性温度域To内になってから、高負荷走行や加速運
転等の後で、アイドリング走行(無負荷走行)や一定速
度走行を行った場合に、触媒4の温度よりも排気ガスG
の温度の方が低くなるために、EGRガスGceも含め
た排気ガス全量Gを触媒4に通過させると、触媒4の温
度低下を早めて、ひいては浄化率の低下を招くという問
題がある。
温の排気ガスを全量通過させて触媒の温度上昇を早める
ために、EGRガスGeの取入口を触媒4の下流側に設
けた図5に示すEGR装置では、暖機して触媒温度が一
度活性温度域To内になってから、高負荷走行や加速運
転等の後で、アイドリング走行(無負荷走行)や一定速
度走行を行った場合に、触媒4の温度よりも排気ガスG
の温度の方が低くなるために、EGRガスGceも含め
た排気ガス全量Gを触媒4に通過させると、触媒4の温
度低下を早めて、ひいては浄化率の低下を招くという問
題がある。
【0010】従って、冷間始動時や冬季の長時間アイド
ル運転等の触媒温度が低温域にある場合は、EGRガス
も含めて触媒に流し、暖機後の触媒温度が活性温度域内
にある時はEGRガスは触媒に流さない方がよいという
ことになる。更に、冷間始動時とは別の問題として、図
4に示すように、触媒が更に高温域TU になると燃料に
含まれていたS(硫黄)に対する触媒作用が活性化し、
酸化率(浄化率)が上昇し、SO4 を排出するようにな
り、硫酸や硫酸塩等であるサルフェートが析出して、排
気流路内を腐蝕したり、また、触媒内の狭い流路を閉塞
したり、更には、排気ガスと共に排出されてパーティキ
ューレートと呼ばれる粒子状物質(PM)の排出量が増
加するという問題がある。
ル運転等の触媒温度が低温域にある場合は、EGRガス
も含めて触媒に流し、暖機後の触媒温度が活性温度域内
にある時はEGRガスは触媒に流さない方がよいという
ことになる。更に、冷間始動時とは別の問題として、図
4に示すように、触媒が更に高温域TU になると燃料に
含まれていたS(硫黄)に対する触媒作用が活性化し、
酸化率(浄化率)が上昇し、SO4 を排出するようにな
り、硫酸や硫酸塩等であるサルフェートが析出して、排
気流路内を腐蝕したり、また、触媒内の狭い流路を閉塞
したり、更には、排気ガスと共に排出されてパーティキ
ューレートと呼ばれる粒子状物質(PM)の排出量が増
加するという問題がある。
【0011】また、一方で、特開平3−74561号公
報に、低負荷、高負荷により、EGRガスの取入口を触
媒の上流と下流れに切り換えて、低負荷では上流から高
負荷時には下流から還流させるEGR装置が記載されて
いるが、このEGR装置では、低負荷時には触媒の上流
からEGRガスを還流させるので、触媒を通過する排気
ガス量が減少して、触媒への熱移動量が少なくなるの
で、冷間始動時等の触媒温度が低い時には触媒の温度上
昇に関して不利となり、また、高負荷時には触媒の下流
から還流させることになるので、触媒の温度が過度に上
昇して浄化率の低下やパーティキューレート(PM)の
悪化を招く原因となるという問題がある。
報に、低負荷、高負荷により、EGRガスの取入口を触
媒の上流と下流れに切り換えて、低負荷では上流から高
負荷時には下流から還流させるEGR装置が記載されて
いるが、このEGR装置では、低負荷時には触媒の上流
からEGRガスを還流させるので、触媒を通過する排気
ガス量が減少して、触媒への熱移動量が少なくなるの
で、冷間始動時等の触媒温度が低い時には触媒の温度上
昇に関して不利となり、また、高負荷時には触媒の下流
から還流させることになるので、触媒の温度が過度に上
昇して浄化率の低下やパーティキューレート(PM)の
悪化を招く原因となるという問題がある。
【0012】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、排気通路に触媒を有す
るエンジンにおいて、EGRを行ってNOxの発生を減
少させながら、冷間始動時等の触媒低温状態では触媒の
温度上昇を早めることができ、暖機運転時等の触媒活性
状態では触媒の温度低下を抑制して、触媒の温度を浄化
率の高い活性温度域内に維持して、排気ガスを効率よく
浄化できるエンジンのEGR装置を提供することにあ
る。
されたものであり、その目的は、排気通路に触媒を有す
るエンジンにおいて、EGRを行ってNOxの発生を減
少させながら、冷間始動時等の触媒低温状態では触媒の
温度上昇を早めることができ、暖機運転時等の触媒活性
状態では触媒の温度低下を抑制して、触媒の温度を浄化
率の高い活性温度域内に維持して、排気ガスを効率よく
浄化できるエンジンのEGR装置を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するためのエンジンのEGR装置は、排気通路に排気ガ
ス浄化用の触媒を有すると共に、前記触媒の上流側に接
続した第1EGR通路と、前記触媒の下流に接続した第
2EGR通路とを有してEGRガスを吸気系に還流する
EGR装置であって、更に、前記触媒が触媒低温状態で
あることを検出する触媒低温状態検出手段と、該触媒低
温状態検出手段が触媒低温状態であることを検出した場
合には、前記第2EGR通路経由でEGRガスを還流
し、触媒低温状態でないことを検出した場合には、前記
第1EGR通路経由でEGRガスを還流するように制御
する制御手段を備えていることを特徴とする。
するためのエンジンのEGR装置は、排気通路に排気ガ
ス浄化用の触媒を有すると共に、前記触媒の上流側に接
続した第1EGR通路と、前記触媒の下流に接続した第
2EGR通路とを有してEGRガスを吸気系に還流する
EGR装置であって、更に、前記触媒が触媒低温状態で
あることを検出する触媒低温状態検出手段と、該触媒低
温状態検出手段が触媒低温状態であることを検出した場
合には、前記第2EGR通路経由でEGRガスを還流
し、触媒低温状態でないことを検出した場合には、前記
第1EGR通路経由でEGRガスを還流するように制御
する制御手段を備えていることを特徴とする。
【0014】この構成により、EGRを行ってNOxの
発生を減少させながら、触媒低温状態では、EGRガス
を含めた排気ガスを全量触媒を経由して流すことができ
るので触媒の温度上昇を早めることができ、触媒活性状
態では、排気ガスからEGRガスを差し引いた流量を触
媒を経由して流すので、排気ガス温度が触媒温度よりも
低い温度になった場合に触媒の温度低下を抑制すること
ができ、触媒の温度を浄化率の高い活性温度域内に維持
して、排気ガスを効率よく浄化できる。
発生を減少させながら、触媒低温状態では、EGRガス
を含めた排気ガスを全量触媒を経由して流すことができ
るので触媒の温度上昇を早めることができ、触媒活性状
態では、排気ガスからEGRガスを差し引いた流量を触
媒を経由して流すので、排気ガス温度が触媒温度よりも
低い温度になった場合に触媒の温度低下を抑制すること
ができ、触媒の温度を浄化率の高い活性温度域内に維持
して、排気ガスを効率よく浄化できる。
【0015】そして、この触媒低温状態検出手段として
は、エンジンの冷却水温度センサ、燃料温度センサ、触
媒自体の温度を計測する触媒温度センサ等が可能であ
り、いずれも予め設定されたそれぞれの所定の温度以下
であれば、触媒温度も低いと推定し、触媒低温状態であ
ると判定する。このように、触媒低温状態検出手段は、
触媒に関連した温度センサだけに限定されるものではな
い。
は、エンジンの冷却水温度センサ、燃料温度センサ、触
媒自体の温度を計測する触媒温度センサ等が可能であ
り、いずれも予め設定されたそれぞれの所定の温度以下
であれば、触媒温度も低いと推定し、触媒低温状態であ
ると判定する。このように、触媒低温状態検出手段は、
触媒に関連した温度センサだけに限定されるものではな
い。
【0016】しかし、さらに好適な前記触媒低温状態検
出手段は、前記触媒の上流側に設けた第1温度センサと
下流側に設けた第2温度センサと、両者の温度センサの
検出温度を比較する比較手段を備えて構成されたことを
特徴とする。つまり、触媒の前後に温度センサを設け
て、その温度差を検出することである。この原理は、酸
化作用を有する触媒が活性化している時に、排気ガスが
通過すると、HC、CO、NOxを酸化及び還元するの
で、触媒通過前よりも通過後の排気ガス温度が高くなる
ことを利用している。そして、通過後温度T2と通過前
温度T1の差が所定の値Tsよりも大きければ、即ち
(T2−T1)>Tsであれば、浄化作用が働いている
ので触媒温度は十分に高く、触媒低温状態ではないと判
定するものである。
出手段は、前記触媒の上流側に設けた第1温度センサと
下流側に設けた第2温度センサと、両者の温度センサの
検出温度を比較する比較手段を備えて構成されたことを
特徴とする。つまり、触媒の前後に温度センサを設け
て、その温度差を検出することである。この原理は、酸
化作用を有する触媒が活性化している時に、排気ガスが
通過すると、HC、CO、NOxを酸化及び還元するの
で、触媒通過前よりも通過後の排気ガス温度が高くなる
ことを利用している。そして、通過後温度T2と通過前
温度T1の差が所定の値Tsよりも大きければ、即ち
(T2−T1)>Tsであれば、浄化作用が働いている
ので触媒温度は十分に高く、触媒低温状態ではないと判
定するものである。
【0017】このTsは排気ガスの通過に伴う放熱も含
めて、浄化率の狙い値に応じて設定される値であり、ゼ
ロを含んでもよく、触媒等における排気通路外部への放
熱量が多ければ、稀ではあるがマイナスの値を取ること
もある。また、この触媒低温状態は、触媒の種類や、同
じ触媒でも処理する排気ガスの量や成分や各成分の量に
よっても異なるが、触媒使用目標温度以下の状態であ
り、この触媒使用目標温度は、実験や計算や設計によっ
て予め定めることができる値である。
めて、浄化率の狙い値に応じて設定される値であり、ゼ
ロを含んでもよく、触媒等における排気通路外部への放
熱量が多ければ、稀ではあるがマイナスの値を取ること
もある。また、この触媒低温状態は、触媒の種類や、同
じ触媒でも処理する排気ガスの量や成分や各成分の量に
よっても異なるが、触媒使用目標温度以下の状態であ
り、この触媒使用目標温度は、実験や計算や設計によっ
て予め定めることができる値である。
【0018】以上の装置では、触媒低温状態によって、
第1、第2EGR通路を切り換える構成のEGR装置で
あるが、エンジンの冷間時始動によって、第1、第2E
GR通路を切り換える構成のエンジンのEGR装置も上
記課題を解決できる。このエンジンのEGR装置は、排
気通路に排気ガス浄化用の触媒を有すると共に、前記触
媒の上流側に接続した第1EGR通路と、前記触媒の下
流に接続した第2EGR通路とを有してEGRガスを吸
気系に還流するEGR装置であって、更に、エンジンの
運転状態が冷間時始動であることを検出する冷間時始動
検出手段と、該冷間時始動検出手段が冷間時始動である
ことを検出した場合には、前記第2EGR通路経由でE
GRガスを還流し、冷間時始動でないことを検出した場
合には、前記第1EGR通路経由でEGRガスを還流す
るように制御する制御手段を備えていることを特徴とす
る。
第1、第2EGR通路を切り換える構成のEGR装置で
あるが、エンジンの冷間時始動によって、第1、第2E
GR通路を切り換える構成のエンジンのEGR装置も上
記課題を解決できる。このエンジンのEGR装置は、排
気通路に排気ガス浄化用の触媒を有すると共に、前記触
媒の上流側に接続した第1EGR通路と、前記触媒の下
流に接続した第2EGR通路とを有してEGRガスを吸
気系に還流するEGR装置であって、更に、エンジンの
運転状態が冷間時始動であることを検出する冷間時始動
検出手段と、該冷間時始動検出手段が冷間時始動である
ことを検出した場合には、前記第2EGR通路経由でE
GRガスを還流し、冷間時始動でないことを検出した場
合には、前記第1EGR通路経由でEGRガスを還流す
るように制御する制御手段を備えていることを特徴とす
る。
【0019】この構成により、EGRを行ってNOxの
発生を減少させながら、冷間始動時では、EGRガスを
含めた排気ガスを全量触媒を経由して流すことができる
ので触媒の温度上昇を早めることができ、暖機運転時で
は、排気ガスからEGRガスを差し引いた流量を触媒を
経由して流すので、排気ガス温度が触媒温度よりも低い
温度になった場合に触媒の温度低下を抑制することがで
き、触媒の温度を浄化率の高い活性温度域内に維持し
て、排気ガスを効率よく浄化できる。
発生を減少させながら、冷間始動時では、EGRガスを
含めた排気ガスを全量触媒を経由して流すことができる
ので触媒の温度上昇を早めることができ、暖機運転時で
は、排気ガスからEGRガスを差し引いた流量を触媒を
経由して流すので、排気ガス温度が触媒温度よりも低い
温度になった場合に触媒の温度低下を抑制することがで
き、触媒の温度を浄化率の高い活性温度域内に維持し
て、排気ガスを効率よく浄化できる。
【0020】そして、この冷間時始動検出手段として、
前記触媒低温状態検出手段と同様にエンジンの冷却水温
度センサ、燃料温度センサ、触媒自体の温度を計測する
触媒温度センサ等が可能であり、いずれも予め設定され
たそれぞれの所定の温度以下であれば、冷間時始動であ
ると判定する。また、大気温度センサとタイマの組み合
わせから、大気温度が低くかつエンジンの停止状態が長
く続いていることを検出して、これを、冷間時始動と判
断するような検出手段であってもよい。
前記触媒低温状態検出手段と同様にエンジンの冷却水温
度センサ、燃料温度センサ、触媒自体の温度を計測する
触媒温度センサ等が可能であり、いずれも予め設定され
たそれぞれの所定の温度以下であれば、冷間時始動であ
ると判定する。また、大気温度センサとタイマの組み合
わせから、大気温度が低くかつエンジンの停止状態が長
く続いていることを検出して、これを、冷間時始動と判
断するような検出手段であってもよい。
【0021】しかし、さらに好適な前記冷間時始動検出
手段としては、前記触媒の上流側に設けた第1温度セン
サと下流側に設けた第2温度センサと、両者の温度セン
サの検出温度を比較する比較手段を備えて構成されたこ
とを特徴とするものである。この触媒の前後の温度差を
検出することで、前記触媒低温状態検出手段と同様に触
媒の活性化度合いを推定し、この活性化度合いからエン
ジンの状態を推定して、冷間時始動か否かを判定するも
のである。
手段としては、前記触媒の上流側に設けた第1温度セン
サと下流側に設けた第2温度センサと、両者の温度セン
サの検出温度を比較する比較手段を備えて構成されたこ
とを特徴とするものである。この触媒の前後の温度差を
検出することで、前記触媒低温状態検出手段と同様に触
媒の活性化度合いを推定し、この活性化度合いからエン
ジンの状態を推定して、冷間時始動か否かを判定するも
のである。
【0022】そして、それぞれのエンジンのEGR装置
において、別の実施の形態として、更に、前記第1EG
R通路と前記第2EGR通路を三方切換弁を介して合流
させると共に、前記触媒の温度を検出する触媒温度検出
手段と、該触媒温度検出手段が検出した前記触媒の温度
が所定の切換温度以上になった時に、排気ガスの少なく
とも一部を前記第2EGR通路を通過させて触媒を迂回
させるように前記切換弁を切り換える切換手段とを備え
て構成する。
において、別の実施の形態として、更に、前記第1EG
R通路と前記第2EGR通路を三方切換弁を介して合流
させると共に、前記触媒の温度を検出する触媒温度検出
手段と、該触媒温度検出手段が検出した前記触媒の温度
が所定の切換温度以上になった時に、排気ガスの少なく
とも一部を前記第2EGR通路を通過させて触媒を迂回
させるように前記切換弁を切り換える切換手段とを備え
て構成する。
【0023】この切換温度、即ち、排気ガス迂回開始温
度は、触媒において、硫黄分が酸化されてSO4 にな
り、PMの発生が著しくなる温度であり、実験や計算な
どで予め決定できる値であり、通常は600℃である
が、使用する触媒によって異なるので、触媒に合わせて
設定することができる。このEGR装置によると、触媒
が高温になることを防止できるので、燃料中に含まれる
サルフェートの析出が防止される。
度は、触媒において、硫黄分が酸化されてSO4 にな
り、PMの発生が著しくなる温度であり、実験や計算な
どで予め決定できる値であり、通常は600℃である
が、使用する触媒によって異なるので、触媒に合わせて
設定することができる。このEGR装置によると、触媒
が高温になることを防止できるので、燃料中に含まれる
サルフェートの析出が防止される。
【0024】なお、触媒低温状態と冷間時始動は重なり
合うときが多いが、完全に一致するとは限らないので、
それぞれのエンジンの運転制御目的に合わせて触媒低温
状態検出手段或いは冷間時始動検出手段を使い分ける。
例えば、冬季の長時間アイドル運転等では冷間時始動で
はないが触媒温度が低温域になるし、或いはEGRや触
媒の制御とは別に設けたセンサーによって冷間時始動を
容易に判定し得る場合もある。
合うときが多いが、完全に一致するとは限らないので、
それぞれのエンジンの運転制御目的に合わせて触媒低温
状態検出手段或いは冷間時始動検出手段を使い分ける。
例えば、冬季の長時間アイドル運転等では冷間時始動で
はないが触媒温度が低温域になるし、或いはEGRや触
媒の制御とは別に設けたセンサーによって冷間時始動を
容易に判定し得る場合もある。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明に係
るエンジンのEGR装置の実施の形態を説明する。 〔第1の実施の形態:図1〕本発明に係るエンジンのE
GR装置の第1の実施の形態は、図1に示すように、エ
ンジン1の排気通路10に排気ガス浄化用の触媒(触媒コ
ンバータ)4を設ける。この触媒4には、Cu−ゼオラ
イト系や貴金属系のPt,Pd,Rh,及びIr等の触
媒や3元触媒等を用いることができ、これによって排気
ガスG中のHC(炭化水素)、CO(一酸化炭素)、N
Ox(窒素酸化物)等を酸化あるいは還元除去して排気
ガスGを浄化して排出するように構成する。
るエンジンのEGR装置の実施の形態を説明する。 〔第1の実施の形態:図1〕本発明に係るエンジンのE
GR装置の第1の実施の形態は、図1に示すように、エ
ンジン1の排気通路10に排気ガス浄化用の触媒(触媒コ
ンバータ)4を設ける。この触媒4には、Cu−ゼオラ
イト系や貴金属系のPt,Pd,Rh,及びIr等の触
媒や3元触媒等を用いることができ、これによって排気
ガスG中のHC(炭化水素)、CO(一酸化炭素)、N
Ox(窒素酸化物)等を酸化あるいは還元除去して排気
ガスGを浄化して排出するように構成する。
【0026】また、吸気通路7にEGRガスGeを排気
還流するための第1EGR通路6を、吸気通路7と触媒
4の上流とに接続して設ける。図1では排気マニホール
ド3に接続しているが、触媒4の上流側の排気通路10u
に接続して設けてもよい。更に、触媒4を通過した後の
EGRガスGceを排気還流するための第2EGR通路
9を、第1EGR通路6と触媒4の下流の排気通路10d
とに接続して設ける。
還流するための第1EGR通路6を、吸気通路7と触媒
4の上流とに接続して設ける。図1では排気マニホール
ド3に接続しているが、触媒4の上流側の排気通路10u
に接続して設けてもよい。更に、触媒4を通過した後の
EGRガスGceを排気還流するための第2EGR通路
9を、第1EGR通路6と触媒4の下流の排気通路10d
とに接続して設ける。
【0027】そして、この第1EGR通路6と第2EG
R通路9に、即ち、合流EGR通路20の合流点21の上流
側に、第1EGR弁5と第2EGR弁8をそれぞれ設け
て、それぞれの第1、第2EGR通路6、9のEGRガ
スGe、Gceの流量を独立して調整できるように構成
する。これらの第1EGR弁5と第2EGR弁8の弁開
度の調整は、エンジン1の運転状態のデータ(回転速度
Ne、負荷等)を各種センサから入力して、エンジン1
の運転状態に応じたEGR率でEGRを行うように操作
信号を出力するコントローラ14によって制御される。
R通路9に、即ち、合流EGR通路20の合流点21の上流
側に、第1EGR弁5と第2EGR弁8をそれぞれ設け
て、それぞれの第1、第2EGR通路6、9のEGRガ
スGe、Gceの流量を独立して調整できるように構成
する。これらの第1EGR弁5と第2EGR弁8の弁開
度の調整は、エンジン1の運転状態のデータ(回転速度
Ne、負荷等)を各種センサから入力して、エンジン1
の運転状態に応じたEGR率でEGRを行うように操作
信号を出力するコントローラ14によって制御される。
【0028】以上の構成に加えて、触媒低温状態である
ことを検出する触媒低温状態検出手段を設ける。この触
媒低温状態検出手段として、触媒4の上流側に設けた第
1温度センサ12と下流側に設けた第2温度センサ13と、
両者の温度センサの検出温度T1、T2を比較する比較
手段を設ける。この両温度T1、T2の比較手段は通常
はエンジン1の運転やEGR弁5、8等を制御するコン
トローラ14の一部に含んで構成される。
ことを検出する触媒低温状態検出手段を設ける。この触
媒低温状態検出手段として、触媒4の上流側に設けた第
1温度センサ12と下流側に設けた第2温度センサ13と、
両者の温度センサの検出温度T1、T2を比較する比較
手段を設ける。この両温度T1、T2の比較手段は通常
はエンジン1の運転やEGR弁5、8等を制御するコン
トローラ14の一部に含んで構成される。
【0029】そして、この第2温度センサ13で検出され
る触媒4を通過した後の排気ガス温度T2と第1温度セ
ンサ12で検出される触媒4を通過する前の排気ガス温度
T1の差が、予め設定された判定値Tsよりも小さけれ
ば、即ち(T2−T1)<Tsであれば、触媒低温状態
であることを検出したとして、第1EGR弁5を閉じ、
第2EGR弁8の弁開度を調整して第2EGR通路9経
由でEGRガスGceを還流し、また、(T2−T1)
>Tsであれば、触媒低温状態でないことを検出したと
して、第2EGR弁8を閉じ、第1EGR弁5の弁開度
を調整して第1EGR通路6からEGRガスGeを還流
する制御を行うようにコントローラ14を構成する。な
お、(T2−T1)=Tsについての判断は適宜どちら
かに入れればよい。
る触媒4を通過した後の排気ガス温度T2と第1温度セ
ンサ12で検出される触媒4を通過する前の排気ガス温度
T1の差が、予め設定された判定値Tsよりも小さけれ
ば、即ち(T2−T1)<Tsであれば、触媒低温状態
であることを検出したとして、第1EGR弁5を閉じ、
第2EGR弁8の弁開度を調整して第2EGR通路9経
由でEGRガスGceを還流し、また、(T2−T1)
>Tsであれば、触媒低温状態でないことを検出したと
して、第2EGR弁8を閉じ、第1EGR弁5の弁開度
を調整して第1EGR通路6からEGRガスGeを還流
する制御を行うようにコントローラ14を構成する。な
お、(T2−T1)=Tsについての判断は適宜どちら
かに入れればよい。
【0030】触媒低温状態でない、即ち、触媒活性状態
では、第1EGR弁5の弁開度の調整により、エンジン
の運転状態に応じたEGR率でEGRを行う。そして、
EGRが不要な場合には、第1EGR弁5と第2EGR
弁8を両方とも閉弁する。この実施の形態では、触媒低
温状態検出を、触媒4の前後に温度センサ12、13を設け
て、その温度差を検出することによって行っている。こ
の検出手段は、酸化作用を有する触媒4が活性化してい
る時に、排気ガスGが通過すると、HC、COを酸化す
る酸化反応、即ち燃焼反応によって発熱するので、この
発熱によって触媒通過後の排気ガスGcの温度T2が触
媒通過前の排気ガスGの温度T1よりも高くなることを
利用している。
では、第1EGR弁5の弁開度の調整により、エンジン
の運転状態に応じたEGR率でEGRを行う。そして、
EGRが不要な場合には、第1EGR弁5と第2EGR
弁8を両方とも閉弁する。この実施の形態では、触媒低
温状態検出を、触媒4の前後に温度センサ12、13を設け
て、その温度差を検出することによって行っている。こ
の検出手段は、酸化作用を有する触媒4が活性化してい
る時に、排気ガスGが通過すると、HC、COを酸化す
る酸化反応、即ち燃焼反応によって発熱するので、この
発熱によって触媒通過後の排気ガスGcの温度T2が触
媒通過前の排気ガスGの温度T1よりも高くなることを
利用している。
【0031】即ち、触媒4通過後の排気ガスGcの温度
が上昇しない時には、触媒4は殆ど活性化されておら
ず、エンジン1は触媒低温状態にあると判断し、酸化作
用により排気ガスGcの温度が上昇すれば、触媒4は活
性温度域にあり、浄化作用が十分に発揮され、触媒低温
状態ではないと判断する。また、この判定値Tsは排気
ガスGの通過に伴う触媒4から放熱も含めて、浄化率の
狙い値に応じて設定される値であり、ゼロを含んでもよ
く、触媒通過に伴う外部への放熱量が多ければ、マイナ
スの値を取ってもよい。また、この判定値Tsは、排気
ガスGの温度T1によって変化する値、即ち温度T1の
関数Ts(T1)であってよい。
が上昇しない時には、触媒4は殆ど活性化されておら
ず、エンジン1は触媒低温状態にあると判断し、酸化作
用により排気ガスGcの温度が上昇すれば、触媒4は活
性温度域にあり、浄化作用が十分に発揮され、触媒低温
状態ではないと判断する。また、この判定値Tsは排気
ガスGの通過に伴う触媒4から放熱も含めて、浄化率の
狙い値に応じて設定される値であり、ゼロを含んでもよ
く、触媒通過に伴う外部への放熱量が多ければ、マイナ
スの値を取ってもよい。また、この判定値Tsは、排気
ガスGの温度T1によって変化する値、即ち温度T1の
関数Ts(T1)であってよい。
【0032】この触媒低温状態検出手段は、上述したよ
うな触媒4の上流と下流に設けた温度センサ12、13と温
度比較手段に限定することなく、エンジン1の冷却水温
度センサ、燃料温度センサ、触媒自体の温度を計測する
触媒温度センサ等のいずれか一つで形成してもよく、複
数の組み合わせで形成してもよい。この場合は、各セン
サによって検出される各温度と予め設定されているそれ
ぞれに対応した判定温度値との比較で触媒低温状態であ
るか否かの判定を行うことができる。
うな触媒4の上流と下流に設けた温度センサ12、13と温
度比較手段に限定することなく、エンジン1の冷却水温
度センサ、燃料温度センサ、触媒自体の温度を計測する
触媒温度センサ等のいずれか一つで形成してもよく、複
数の組み合わせで形成してもよい。この場合は、各セン
サによって検出される各温度と予め設定されているそれ
ぞれに対応した判定温度値との比較で触媒低温状態であ
るか否かの判定を行うことができる。
【0033】或いは、上記の触媒低温状態検出手段の代
わりに、エンジンの冷間時始動検出手段を設ける。この
冷間時始動検出手段は、前記触媒低温状態検出手段と同
様に、触媒の前後に設けた第1温度センサ12と第2温度
センサ13と、両者の温度センサの検出温度T1、T2を
比較する比較手段で構成する。そして、前記触媒低温状
態検出手段と同様に(T2−T1)<Tsであれば、冷
間時始動状態であるとして、第1EGR弁5を閉じ、第
2EGR弁8の弁開度を調整して第2EGR通路9経由
でEGRガスGceを還流し、また、(T2−T1)>
Tsであれば、冷間時始動状態でないとして、第2EG
R弁8を閉じ、第1EGR弁5の弁開度を調整して第1
EGR通路6からEGRガスGeを還流する制御を行う
ようにコントローラ14を構成する。
わりに、エンジンの冷間時始動検出手段を設ける。この
冷間時始動検出手段は、前記触媒低温状態検出手段と同
様に、触媒の前後に設けた第1温度センサ12と第2温度
センサ13と、両者の温度センサの検出温度T1、T2を
比較する比較手段で構成する。そして、前記触媒低温状
態検出手段と同様に(T2−T1)<Tsであれば、冷
間時始動状態であるとして、第1EGR弁5を閉じ、第
2EGR弁8の弁開度を調整して第2EGR通路9経由
でEGRガスGceを還流し、また、(T2−T1)>
Tsであれば、冷間時始動状態でないとして、第2EG
R弁8を閉じ、第1EGR弁5の弁開度を調整して第1
EGR通路6からEGRガスGeを還流する制御を行う
ようにコントローラ14を構成する。
【0034】そして、この冷間時始動検出手段として
は、前記触媒低温状態検出手段と同様にエンジンの冷却
水温度センサ、燃料温度センサ、触媒自体の温度を計測
する触媒温度センサ等が可能であり、いずれも予め設定
されたそれぞれの所定の温度以下であれば、冷間始動で
あると判定する。また、更に、大気温度センサとタイマ
の組み合わせから、大気気温が低いことと機関の停止状
態が長く続いていることを検出して、これらが両方と満
足された時を、冷間時始動と判断する検出手段でもあっ
てもよい。即ち、必ずしも触媒温度を推定する手段であ
る必要はなく、冷間時始動を推定できる手段であればよ
い。 〔運転制御と効果〕以上のような構成のエンジンのEG
R装置によれば、以下のような運転制御を行うことがで
き、次のような効果を奏することができる。
は、前記触媒低温状態検出手段と同様にエンジンの冷却
水温度センサ、燃料温度センサ、触媒自体の温度を計測
する触媒温度センサ等が可能であり、いずれも予め設定
されたそれぞれの所定の温度以下であれば、冷間始動で
あると判定する。また、更に、大気温度センサとタイマ
の組み合わせから、大気気温が低いことと機関の停止状
態が長く続いていることを検出して、これらが両方と満
足された時を、冷間時始動と判断する検出手段でもあっ
てもよい。即ち、必ずしも触媒温度を推定する手段であ
る必要はなく、冷間時始動を推定できる手段であればよ
い。 〔運転制御と効果〕以上のような構成のエンジンのEG
R装置によれば、以下のような運転制御を行うことがで
き、次のような効果を奏することができる。
【0035】先ず、触媒低温状態又はエンジン1の始動
直後の冷間時始動状態で、EGRを実施する場合は第2
EGR弁8を開弁して、触媒4の下流から取り入れたE
GRガスGceを第2EGR通路9と合流EGR通路20
を経由して吸気通路7に還流する。この触媒低温状態又
は冷間時始動ではEGRガス温度T1は触媒4の温度よ
り高いため、触媒4を流れる排気ガスGの流量を多くし
た方が排気ガスGから触媒4への熱移動量を増加でき
て、触媒4の温度上昇を早めることができる。
直後の冷間時始動状態で、EGRを実施する場合は第2
EGR弁8を開弁して、触媒4の下流から取り入れたE
GRガスGceを第2EGR通路9と合流EGR通路20
を経由して吸気通路7に還流する。この触媒低温状態又
は冷間時始動ではEGRガス温度T1は触媒4の温度よ
り高いため、触媒4を流れる排気ガスGの流量を多くし
た方が排気ガスGから触媒4への熱移動量を増加でき
て、触媒4の温度上昇を早めることができる。
【0036】そして、触媒低温状態でない時又は暖機後
ある時に、EGRを実施する場合は第1EGR弁5を開
弁して、触媒4の上流から取り入れたEGRガスGeを
第1EGR通路6と合流EGR通路20を経由して吸気通
路7に還流する。これにより、走行後のアイドリングや
加速後の一定速度走行時など、排気ガスGの温度が触媒
4の温度より低くなった場合に、触媒4を流れる排気ガ
スGの流量をEGRガスGeの分だけ減少させて触媒4
の温度低下を抑制することができる。
ある時に、EGRを実施する場合は第1EGR弁5を開
弁して、触媒4の上流から取り入れたEGRガスGeを
第1EGR通路6と合流EGR通路20を経由して吸気通
路7に還流する。これにより、走行後のアイドリングや
加速後の一定速度走行時など、排気ガスGの温度が触媒
4の温度より低くなった場合に、触媒4を流れる排気ガ
スGの流量をEGRガスGeの分だけ減少させて触媒4
の温度低下を抑制することができる。
【0037】従って、以上のEGR装置によれば、触媒
4に関して、触媒低温状態Tl 又は冷間始動時では早期
に温度上昇でき、また、触媒活性状態To 又は暖機後の
状態では温度低下を抑制して、出来るだけ長い間、触媒
4の温度を浄化率のよい活性温度域To 内に維持するこ
とができるので、排気ガスGを効率よく浄化して排気ガ
スGの浄化性能を向上することができ、排気ガスGcに
よる公害を防止できる。 〔第2の実施の形態:図2〕次に、図2に示す第2の実
施の形態について、説明する。
4に関して、触媒低温状態Tl 又は冷間始動時では早期
に温度上昇でき、また、触媒活性状態To 又は暖機後の
状態では温度低下を抑制して、出来るだけ長い間、触媒
4の温度を浄化率のよい活性温度域To 内に維持するこ
とができるので、排気ガスGを効率よく浄化して排気ガ
スGの浄化性能を向上することができ、排気ガスGcに
よる公害を防止できる。 〔第2の実施の形態:図2〕次に、図2に示す第2の実
施の形態について、説明する。
【0038】このエンジンのEGR装置においては、第
1の実施の形態の図1のEGR装置の第1、第2EGR
通路6、9と第1、第2EGR弁5、8の代わりに、第
1EGR通路16と第2EGR通路19を三方切換弁11を介
して、EGR弁15を配設した合流EGR通路20に接続し
て構成し、更に、触媒4の温度を検出する触媒温度検出
手段を設けると共に、この触媒温度検出手段が検出した
触媒4の温度が所定の切換温度以上になった時に、排気
ガスGの少なくとも一部の排気ガス(バイパスガス)G
bを第2EGR通路19を通過させて触媒4を迂回して下
流側の排気通路10dに流入させるように三方切換弁11を
切り換える切換手段とを備えて構成する。
1の実施の形態の図1のEGR装置の第1、第2EGR
通路6、9と第1、第2EGR弁5、8の代わりに、第
1EGR通路16と第2EGR通路19を三方切換弁11を介
して、EGR弁15を配設した合流EGR通路20に接続し
て構成し、更に、触媒4の温度を検出する触媒温度検出
手段を設けると共に、この触媒温度検出手段が検出した
触媒4の温度が所定の切換温度以上になった時に、排気
ガスGの少なくとも一部の排気ガス(バイパスガス)G
bを第2EGR通路19を通過させて触媒4を迂回して下
流側の排気通路10dに流入させるように三方切換弁11を
切り換える切換手段とを備えて構成する。
【0039】そして、触媒温度検出手段を、第1温度セ
ンサ12と第2温度センサ13を用いて構成し、この平均温
度(T1+T2)/2を触媒温度と見なして上記三方切
換弁11の制御を行う。しかし、触媒温度検出手段はこれ
に限定されることなく、第1温度センサ12と第2温度セ
ンサ13とは別に触媒4に設けた温度センサ等の別の手段
や他のセンサからのデータから間接的に推定して検出す
る手段を採用してもよい。
ンサ12と第2温度センサ13を用いて構成し、この平均温
度(T1+T2)/2を触媒温度と見なして上記三方切
換弁11の制御を行う。しかし、触媒温度検出手段はこれ
に限定されることなく、第1温度センサ12と第2温度セ
ンサ13とは別に触媒4に設けた温度センサ等の別の手段
や他のセンサからのデータから間接的に推定して検出す
る手段を採用してもよい。
【0040】この切換温度Tcは実験や計算等で定めら
れる値で、触媒4の浄化特性と排気温度T1との関係か
ら決まる温度であり、予めコントローラ14にデータとし
て入力される値であり、通常は250℃〜600℃の範
囲内の値であり、使用する触媒の性能や排気ガスの狙い
値によって予め設定される。また、三方切換弁11の切換
手段は通常は、エンジン1の運転を制御するコントロー
ラ14内に設けられる制御プログラムと、このコントロー
ラ14からの作動信号を受けて三方切換弁11を作動する図
示しないアクチュエータとからなる。
れる値で、触媒4の浄化特性と排気温度T1との関係か
ら決まる温度であり、予めコントローラ14にデータとし
て入力される値であり、通常は250℃〜600℃の範
囲内の値であり、使用する触媒の性能や排気ガスの狙い
値によって予め設定される。また、三方切換弁11の切換
手段は通常は、エンジン1の運転を制御するコントロー
ラ14内に設けられる制御プログラムと、このコントロー
ラ14からの作動信号を受けて三方切換弁11を作動する図
示しないアクチュエータとからなる。
【0041】この三方切換弁11は、図2に示すように、
(a)第1EGR通路16と合流EGR通路20、(b)第
2EGR通路19と合流EGR通路20、(c)第2EGR
通路19と第1EGR通路16とが、それぞれ連通するよう
に切り換える構成とする。 〔運転制御と効果〕以上の構成により、第1の実施の形
態と同じ、触媒低温状態又は冷間始動時状態とEGRに
関する制御ができ、同じ効果を奏することができる。
(a)第1EGR通路16と合流EGR通路20、(b)第
2EGR通路19と合流EGR通路20、(c)第2EGR
通路19と第1EGR通路16とが、それぞれ連通するよう
に切り換える構成とする。 〔運転制御と効果〕以上の構成により、第1の実施の形
態と同じ、触媒低温状態又は冷間始動時状態とEGRに
関する制御ができ、同じ効果を奏することができる。
【0042】即ち、触媒低温状態又は冷間始動時でEG
Rを実施する場合には、三方切換弁11を(b)第2EG
R通路19と合流EGR通路20が連通する状態に切り換え
て、触媒4の下流から取り入れたEGRガスGceを第
2EGR通路19と合流EGR通路20を経由して吸気通路
7に還流し、暖機後のEGRの場合には、三方切換弁11
を(a)第1EGR通路16と合流EGR通路20が連通す
る状態に切り換えて、触媒4の上流から取り入れたEG
RガスGeを第1EGR通路16と合流EGR通路20を経
由して吸気通路7に還流する。また、EGRガスGce
及びGcの流量調整は、両方に場合とも合流EGR通路
20に設けたEGR弁15で行う。
Rを実施する場合には、三方切換弁11を(b)第2EG
R通路19と合流EGR通路20が連通する状態に切り換え
て、触媒4の下流から取り入れたEGRガスGceを第
2EGR通路19と合流EGR通路20を経由して吸気通路
7に還流し、暖機後のEGRの場合には、三方切換弁11
を(a)第1EGR通路16と合流EGR通路20が連通す
る状態に切り換えて、触媒4の上流から取り入れたEG
RガスGeを第1EGR通路16と合流EGR通路20を経
由して吸気通路7に還流する。また、EGRガスGce
及びGcの流量調整は、両方に場合とも合流EGR通路
20に設けたEGR弁15で行う。
【0043】これによって、触媒4に関して、触媒低温
状態又は冷間始動時には早期に温度上昇でき、また、触
媒活性状態又は暖機後の状態では温度低下を抑制して、
出来るだけ長い間、触媒4の温度を浄化率のよい温度範
囲TO 内に維持することができるので、排気ガスGを効
率よく浄化することができ、排気ガスによる公害を防止
できる。
状態又は冷間始動時には早期に温度上昇でき、また、触
媒活性状態又は暖機後の状態では温度低下を抑制して、
出来るだけ長い間、触媒4の温度を浄化率のよい温度範
囲TO 内に維持することができるので、排気ガスGを効
率よく浄化することができ、排気ガスによる公害を防止
できる。
【0044】そして、この図2に示す本発明に係る第2
の実施の形態によれば、更に、これらに加えて以下の制
御が可能になり、それに伴う次の効果を奏することがで
きる。即ち、特に高負荷運転等で、排気ガスGの温度が
上昇して、触媒4の温度が浄化率の良い、活性温度域T
O より高温側の温度域TU に上昇しそうな時を、触媒温
度検出手段よって検出して、三方切換弁11を(c)第2
EGR通路19と第1EGR通路16とが連通するように切
換えて、排気ガスGの一部であるバイパスガスGbを第
2EGR通路19から排気通路10dに流出させて、触媒4
に流入する高温の排気ガスGの流量を減少する。これに
よって、触媒4の温度上昇を抑制する。
の実施の形態によれば、更に、これらに加えて以下の制
御が可能になり、それに伴う次の効果を奏することがで
きる。即ち、特に高負荷運転等で、排気ガスGの温度が
上昇して、触媒4の温度が浄化率の良い、活性温度域T
O より高温側の温度域TU に上昇しそうな時を、触媒温
度検出手段よって検出して、三方切換弁11を(c)第2
EGR通路19と第1EGR通路16とが連通するように切
換えて、排気ガスGの一部であるバイパスガスGbを第
2EGR通路19から排気通路10dに流出させて、触媒4
に流入する高温の排気ガスGの流量を減少する。これに
よって、触媒4の温度上昇を抑制する。
【0045】このバイパスガスGbが触媒4を迂回する
ことによって、触媒4の温度の過剰上昇と、それに伴う
浄化率の低下を防止できると共に、排気ガスG中の硫黄
分が触媒4により酸化されて、SO4 として排出される
ことや、サルフェートの析出も防止することができ、触
媒4内の流路の閉塞や排気流路3内の腐蝕も防止でき
る。また、高温によって発生するサルフェートによるパ
ティキュレート(PM)の排出量の増加も防止できる。
また、排気ガスの一部Gbは触媒4を通過しないので、
このバイパスガスGbからSO4 、サルフェートが発生
することがなくなるので、これによってもこれらの成分
の増加を抑制できる。
ことによって、触媒4の温度の過剰上昇と、それに伴う
浄化率の低下を防止できると共に、排気ガスG中の硫黄
分が触媒4により酸化されて、SO4 として排出される
ことや、サルフェートの析出も防止することができ、触
媒4内の流路の閉塞や排気流路3内の腐蝕も防止でき
る。また、高温によって発生するサルフェートによるパ
ティキュレート(PM)の排出量の増加も防止できる。
また、排気ガスの一部Gbは触媒4を通過しないので、
このバイパスガスGbからSO4 、サルフェートが発生
することがなくなるので、これによってもこれらの成分
の増加を抑制できる。
【0046】なお、この(c)の状態への切換操作を行
うとEGRの実施ができないが、EGRは常に行うもの
ではなく、触媒4が高温になるような場合、特に上記し
た高負荷域では空気過剰率が低下しスモーク悪化の原因
となることと、もともとNOxの発生量が少ないためE
GRを行わないので、三方切換弁11をEGRを実施でき
ない(c)の状態にしても問題は生じない。
うとEGRの実施ができないが、EGRは常に行うもの
ではなく、触媒4が高温になるような場合、特に上記し
た高負荷域では空気過剰率が低下しスモーク悪化の原因
となることと、もともとNOxの発生量が少ないためE
GRを行わないので、三方切換弁11をEGRを実施でき
ない(c)の状態にしても問題は生じない。
【0047】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明のエンジン
のEGR装置によれば、排気通路に排気ガス浄化用の触
媒を有するEGR装置において、触媒の上流側と下流側
に、第1EGR通路と、第2EGR通路をそれぞれ接続
して設けると共に、触媒低温状態検出手段が触媒低温状
態であることを検出した場合には第2EGR通路経由
で、触媒低温状態でないことを検出した場合には第1E
GR通路経由で、それぞれEGRガスを還流するように
制御する制御手段を備えて構成したので、或いは、冷間
時始動検出手段がエンジンが冷間時始動状態であること
を検出した場合には第2EGR通路経由で、冷間時始動
状態でないことを検出した場合には第1EGR通路経由
で、それぞれEGRガスを還流するように制御する制御
手段を備えて構成したので、次の効果を奏することがで
きる。
のEGR装置によれば、排気通路に排気ガス浄化用の触
媒を有するEGR装置において、触媒の上流側と下流側
に、第1EGR通路と、第2EGR通路をそれぞれ接続
して設けると共に、触媒低温状態検出手段が触媒低温状
態であることを検出した場合には第2EGR通路経由
で、触媒低温状態でないことを検出した場合には第1E
GR通路経由で、それぞれEGRガスを還流するように
制御する制御手段を備えて構成したので、或いは、冷間
時始動検出手段がエンジンが冷間時始動状態であること
を検出した場合には第2EGR通路経由で、冷間時始動
状態でないことを検出した場合には第1EGR通路経由
で、それぞれEGRガスを還流するように制御する制御
手段を備えて構成したので、次の効果を奏することがで
きる。
【0048】この構成により、触媒低温状態又は冷間始
動時では、EGRを行ってNOxの発生を減少させなが
ら、EGRガスを含めた排気ガスを全量触媒を経由して
流すことができるので触媒の温度上昇を早めることがで
きる。また、触媒活性状態又は暖機後の運転におけるE
GR実施時では、EGRを行ってNOxの発生を減少さ
せながら、排気ガスからEGRガスを差し引いた流量を
触媒を経由して流すことができるので、走行後のアイド
リングや加速後の一定速度走行時などの、排気ガス温度
が触媒温度よりも低い温度になった場合に触媒の温度低
下を抑制することができ、触媒の温度を浄化率の高い活
性温度域内に維持して、排気ガスを効率よく浄化でき
る。
動時では、EGRを行ってNOxの発生を減少させなが
ら、EGRガスを含めた排気ガスを全量触媒を経由して
流すことができるので触媒の温度上昇を早めることがで
きる。また、触媒活性状態又は暖機後の運転におけるE
GR実施時では、EGRを行ってNOxの発生を減少さ
せながら、排気ガスからEGRガスを差し引いた流量を
触媒を経由して流すことができるので、走行後のアイド
リングや加速後の一定速度走行時などの、排気ガス温度
が触媒温度よりも低い温度になった場合に触媒の温度低
下を抑制することができ、触媒の温度を浄化率の高い活
性温度域内に維持して、排気ガスを効率よく浄化でき
る。
【0049】更に、第1EGR通路と第2EGR通路を
三方切換弁を介して合流させて、触媒温度検出手段が検
出した触媒の温度が所定の切換温度以上の時に、排気ガ
スの少なくとも一部を触媒を迂回する第2EGR通路に
流入させる切換手段を備えて構成したことにより、上記
効果に加えて、次の効果を得ることができる。即ち、特
に高負荷運転等で、排気ガス温度が上昇して、触媒温度
が浄化率の良い活性温度域から高温域側に移る時を、触
媒温度検出手段よって検出して、三方切換弁11を排気ガ
スの一部が触媒を迂回するように切換制御するので、触
媒に流入する高温の排気ガスの流量を減少することがで
き、これによって、触媒の温度が上昇し過ぎるのを防止
して、触媒の浄化率の低下を防止できると共に、排気ガ
ス中の硫黄分の酸化を防止してSO4 、サルフェートの
増加を防止でき、つまり、パティキュレート(PM)の
増加を防止できる。
三方切換弁を介して合流させて、触媒温度検出手段が検
出した触媒の温度が所定の切換温度以上の時に、排気ガ
スの少なくとも一部を触媒を迂回する第2EGR通路に
流入させる切換手段を備えて構成したことにより、上記
効果に加えて、次の効果を得ることができる。即ち、特
に高負荷運転等で、排気ガス温度が上昇して、触媒温度
が浄化率の良い活性温度域から高温域側に移る時を、触
媒温度検出手段よって検出して、三方切換弁11を排気ガ
スの一部が触媒を迂回するように切換制御するので、触
媒に流入する高温の排気ガスの流量を減少することがで
き、これによって、触媒の温度が上昇し過ぎるのを防止
して、触媒の浄化率の低下を防止できると共に、排気ガ
ス中の硫黄分の酸化を防止してSO4 、サルフェートの
増加を防止でき、つまり、パティキュレート(PM)の
増加を防止できる。
【図1】本発明に係るエンジンのEGR装置を第1の実
施の形態示すシステム構成図である。
施の形態示すシステム構成図である。
【図2】本発明に係るエンジンのEGR装置の第2の実
施の形態を示すシステム構成図である。
施の形態を示すシステム構成図である。
【図3】従来技術のエンジンのEGR装置を示すシステ
ム構成図である。
ム構成図である。
【図4】触媒の浄化率と排気温度の関係を示す図であ
る。
る。
【図5】改良技術のエンジンのEGR装置を示すシステ
ム構成図である。
ム構成図である。
1 エンジン本体 2 吸気マニホール
ド 3 排気マニホールド 4 触媒(触媒コン
バータ) 5 第1EGR弁 6 第1EGR通路 7 吸気通路 8 第2EGR弁 9 第2EGR通路 10d 排気通路(触媒
の下流側) 10u 排気通路(触媒の上流側)11 三方切換弁 12 第1ガス温度センサ 13 第1ガス温度セ
ンサ 14 コントロールユニット 20 EGR合流通路 15、25 EGR弁 26、29 EGR通路 A 新気(吸気) G 排気ガス Gb 排気ガスの一部(バイパスガス) Gc 浄化された排気ガス Gce 浄化されたE
GRガス T1 触媒下流側温度 T2 触媒上流側温度
ド 3 排気マニホールド 4 触媒(触媒コン
バータ) 5 第1EGR弁 6 第1EGR通路 7 吸気通路 8 第2EGR弁 9 第2EGR通路 10d 排気通路(触媒
の下流側) 10u 排気通路(触媒の上流側)11 三方切換弁 12 第1ガス温度センサ 13 第1ガス温度セ
ンサ 14 コントロールユニット 20 EGR合流通路 15、25 EGR弁 26、29 EGR通路 A 新気(吸気) G 排気ガス Gb 排気ガスの一部(バイパスガス) Gc 浄化された排気ガス Gce 浄化されたE
GRガス T1 触媒下流側温度 T2 触媒上流側温度
Claims (5)
- 【請求項1】 排気通路に排気ガス浄化用の触媒を有す
ると共に、前記触媒の上流側に接続した第1EGR通路
と、前記触媒の下流に接続した第2EGR通路とを有し
てEGRガスを吸気系に還流するEGR装置であって、
更に、前記触媒が触媒低温状態であることを検出する触
媒低温状態検出手段と、該触媒低温状態検出手段が触媒
低温状態であることを検出した場合には、前記第2EG
R通路経由でEGRガスを還流し、触媒低温状態でない
ことを検出した場合には、前記第1EGR通路経由でE
GRガスを還流するように制御する制御手段を備えてい
ることを特徴とするエンジンのEGR装置。 - 【請求項2】 前記触媒低温状態検出手段は、前記触媒
の上流側に設けた第1温度センサと下流側に設けた第2
温度センサと、両者の温度センサの検出温度を比較する
比較手段を備えていることを特徴とする請求項1記載の
エンジンのEGR装置。 - 【請求項3】 排気通路に排気ガス浄化用の触媒を有す
ると共に、前記触媒の上流側に接続した第1EGR通路
と、前記触媒の下流に接続した第2EGR通路とを有し
てEGRガスを吸気系に還流するEGR装置であって、
更に、エンジンの運転状態が冷間時始動であることを検
出する冷間時始動検出手段と、該冷間時始動検出手段が
冷間時始動であることを検出した場合には、前記第2E
GR通路経由でEGRガスを還流し、冷間時始動でない
ことを検出した場合には、前記第1EGR通路経由でE
GRガスを還流するように制御する制御手段を備えてい
ることを特徴とするエンジンのEGR装置。 - 【請求項4】 前記冷間時始動検出手段は、前記触媒の
上流側に設けた第1温度センサと下流側に設けた第2温
度センサと、両者の温度センサの検出温度を比較する比
較手段を備えていることを特徴とする請求項3記載のエ
ンジンのEGR装置。 - 【請求項5】 前記第1EGR通路と前記第2EGR通
路を三方切換弁を介して合流させると共に、前記触媒の
温度を検出する触媒温度検出手段と、該触媒温度検出手
段が検出した前記触媒の温度が所定の切換温度以上にな
った時に、排気ガスの少なくとも一部を前記第2EGR
通路を通過させて触媒を迂回させるように前記切換弁を
切り換える切換手段とを備えていることを特徴とする請
求項1〜4の何れか記載のエンジンのEGR装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10034566A JPH11229973A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | エンジンのegr装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10034566A JPH11229973A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | エンジンのegr装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11229973A true JPH11229973A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12417880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10034566A Pending JPH11229973A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | エンジンのegr装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11229973A (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002256862A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Denso Corp | 内燃機関用排出ガス浄化装置 |
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FR2872861A1 (fr) * | 2004-07-06 | 2006-01-13 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Systeme de controle de l'inflammation du melange dans un moteur a combustion interne |
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WO2006097366A1 (de) * | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Siemens Vdo Automotive Ag | Verfahren zur rückführung eines teilstromes an abgas zu einem verbrennungsmotor eines kraftfahrzeuges |
WO2007085944A1 (en) | 2006-01-27 | 2007-08-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas recirculation apparatus of an internal combustion engine and control method thereof |
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-
1998
- 1998-02-17 JP JP10034566A patent/JPH11229973A/ja active Pending
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060404 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060808 |