JP2000213337A - 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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- JP2000213337A JP2000213337A JP11012600A JP1260099A JP2000213337A JP 2000213337 A JP2000213337 A JP 2000213337A JP 11012600 A JP11012600 A JP 11012600A JP 1260099 A JP1260099 A JP 1260099A JP 2000213337 A JP2000213337 A JP 2000213337A
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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
- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃費を悪化させずにNOx 触媒１９の浄化能力
を回復させる。 【解決手段】 排ガス中のSOx を吸蔵するNOx 触媒１９
に一対の電極３３を設け、NOx センサ３１によりNOx 触
媒１９の浄化能力が所定能力より低下したことを検知す
ると、NOx センサ３１の出力に基づいて一対の電極３３
に電圧を印加し、NOx 触媒１９に吸着されたイオウ成分
をイオン化し、NOx 触媒１９を昇温させることなくイオ
ウ成分を脱離させ、昇温のための燃料を不要にして、燃
費を悪化させずにNOx 触媒１９の浄化能力を回復させ
る。
を回復させる。 【解決手段】 排ガス中のSOx を吸蔵するNOx 触媒１９
に一対の電極３３を設け、NOx センサ３１によりNOx 触
媒１９の浄化能力が所定能力より低下したことを検知す
ると、NOx センサ３１の出力に基づいて一対の電極３３
に電圧を印加し、NOx 触媒１９に吸着されたイオウ成分
をイオン化し、NOx 触媒１９を昇温させることなくイオ
ウ成分を脱離させ、昇温のための燃料を不要にして、燃
費を悪化させずにNOx 触媒１９の浄化能力を回復させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気通路に設けら
れた触媒から吸蔵された有害物質であるイオウ成分を燃
費を悪化させることなく脱離させることができる内燃機
関の排気浄化装置に関する。
れた触媒から吸蔵された有害物質であるイオウ成分を燃
費を悪化させることなく脱離させることができる内燃機
関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、内燃機関では、排ガス中の有害
成分（HC,CO 等）を浄化するために、従来から、排気通
路に排ガス浄化用触媒が設けられている。近年、内燃機
関をリーン空燃比で運転して燃費の向上を図るようにし
た希薄燃焼内燃機関が実用化されている。この希薄燃焼
内燃機関では、リーン空燃比で運転すると、三元触媒が
その浄化特性から排ガス中のNOx （窒素酸化物）を充分
に浄化できないという問題があり、最近では、リーン空
燃比で運転中に排ガス中のNOx を吸蔵し、ストイキオ
（理論空燃比）またはリッチ空燃比で運転中に吸蔵され
たNOx を放出還元する吸蔵型NOx 触媒が採用されてきて
いる。
成分（HC,CO 等）を浄化するために、従来から、排気通
路に排ガス浄化用触媒が設けられている。近年、内燃機
関をリーン空燃比で運転して燃費の向上を図るようにし
た希薄燃焼内燃機関が実用化されている。この希薄燃焼
内燃機関では、リーン空燃比で運転すると、三元触媒が
その浄化特性から排ガス中のNOx （窒素酸化物）を充分
に浄化できないという問題があり、最近では、リーン空
燃比で運転中に排ガス中のNOx を吸蔵し、ストイキオ
（理論空燃比）またはリッチ空燃比で運転中に吸蔵され
たNOx を放出還元する吸蔵型NOx 触媒が採用されてきて
いる。
【０００３】排ガス浄化用触媒では、排ガス中に含まれ
るイオウ成分（SOx ) が所定運転下で触媒上に吸蔵さ
れ、触媒の浄化能力を低下させてしまう問題がある。特
に、希薄燃焼内燃機関に用いられる吸蔵型NOx 触媒にお
いては、リーン空燃比での運転時に、排ガス中のNOx を
触媒上に吸蔵する際にSOx を硫酸塩（X-SO4 ）として触
媒上に吸着してしまい、浄化能力を著しく低下させてし
まう。
るイオウ成分（SOx ) が所定運転下で触媒上に吸蔵さ
れ、触媒の浄化能力を低下させてしまう問題がある。特
に、希薄燃焼内燃機関に用いられる吸蔵型NOx 触媒にお
いては、リーン空燃比での運転時に、排ガス中のNOx を
触媒上に吸蔵する際にSOx を硫酸塩（X-SO4 ）として触
媒上に吸着してしまい、浄化能力を著しく低下させてし
まう。
【０００４】ところで、触媒に吸蔵されたSOx は、空燃
比をリッチ状態にして触媒を高温状態にすることで除去
（Ｓパージ）されることがわかっている。このため、特
開平7-217474号公報に記載されているように、SOx の吸
蔵量が許容量を越えた場合、触媒温度を所定温度よりも
高くし、空燃比を一時的にリッチにすることでSOx を放
出させることが公知となっている。
比をリッチ状態にして触媒を高温状態にすることで除去
（Ｓパージ）されることがわかっている。このため、特
開平7-217474号公報に記載されているように、SOx の吸
蔵量が許容量を越えた場合、触媒温度を所定温度よりも
高くし、空燃比を一時的にリッチにすることでSOx を放
出させることが公知となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、触媒温
度を上昇させ空燃比を一時的にリッチにすることでSOx
を放出させる上述した技術では、Ｓパージ燃料燃費が悪
化するという問題があった。また、運転条件によって
は、例えば低速走行時は触媒温度を所定温度以上に上昇
することができずＳパージできない場合がある。
度を上昇させ空燃比を一時的にリッチにすることでSOx
を放出させる上述した技術では、Ｓパージ燃料燃費が悪
化するという問題があった。また、運転条件によって
は、例えば低速走行時は触媒温度を所定温度以上に上昇
することができずＳパージできない場合がある。
【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、燃費の悪化を招くことなく確実に触媒上から吸
蔵されたイオウ成分を脱離させることができる内燃機関
の排気浄化装置を提供することを目的とする。
あって、燃費の悪化を招くことなく確実に触媒上から吸
蔵されたイオウ成分を脱離させることができる内燃機関
の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の構成は、排ガス中の有害物質を浄化する排
ガス浄化用触媒に一対の電極を設けてイオン化手段と
し、検知手段により浄化能力が所定能力より低下したこ
とを検知すると、制御手段により、検知手段の出力に基
づいて電極に電圧を印加することにより排ガス浄化用触
媒に吸着されたイオウ成分をイオン化し、排ガス浄化用
触媒を昇温させることなくイオウ成分を脱離させる。
めの本発明の構成は、排ガス中の有害物質を浄化する排
ガス浄化用触媒に一対の電極を設けてイオン化手段と
し、検知手段により浄化能力が所定能力より低下したこ
とを検知すると、制御手段により、検知手段の出力に基
づいて電極に電圧を印加することにより排ガス浄化用触
媒に吸着されたイオウ成分をイオン化し、排ガス浄化用
触媒を昇温させることなくイオウ成分を脱離させる。
【０００８】好ましくは、制御手段は、イオン化された
イオウ成分が確実に還元されるように、排気空燃比が理
論空燃比近傍またはリッチ空燃比となる運転状態の時に
イオン化手段を作動させる。また、好ましくは、イオン
化手段の作動時に、排ガス浄化用触媒の所定外周部に磁
界を形成して排ガス中の酸素を引きつける磁性体手段を
備えることもできる。このような磁性体手段を備えるこ
とで、排気空燃比がトータルリーン空燃比であっても、
部分的にリッチ空燃比雰囲気とすることができその部分
のイオウ成分の脱離が可能となる。磁界の極性を変化さ
せることにより、部分的リッチ空燃比雰囲気を変化さ
せ、触媒全体にわたってイオウ成分の脱離が可能とな
る。
イオウ成分が確実に還元されるように、排気空燃比が理
論空燃比近傍またはリッチ空燃比となる運転状態の時に
イオン化手段を作動させる。また、好ましくは、イオン
化手段の作動時に、排ガス浄化用触媒の所定外周部に磁
界を形成して排ガス中の酸素を引きつける磁性体手段を
備えることもできる。このような磁性体手段を備えるこ
とで、排気空燃比がトータルリーン空燃比であっても、
部分的にリッチ空燃比雰囲気とすることができその部分
のイオウ成分の脱離が可能となる。磁界の極性を変化さ
せることにより、部分的リッチ空燃比雰囲気を変化さ
せ、触媒全体にわたってイオウ成分の脱離が可能とな
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の一実
施形態例を説明する。本実施形態例は、混合気の空燃比
を理論空燃比よりも燃料希薄側に制御して燃焼室内に燃
料を直接噴射するようにした多気筒型筒内噴射内燃機関
を例に挙げて説明してある。図１には本発明の一実施形
態例に係る排気浄化装置を備えた内燃機関の概略構成、
図２には排気浄化装置のブロック構成を示してある。
施形態例を説明する。本実施形態例は、混合気の空燃比
を理論空燃比よりも燃料希薄側に制御して燃焼室内に燃
料を直接噴射するようにした多気筒型筒内噴射内燃機関
を例に挙げて説明してある。図１には本発明の一実施形
態例に係る排気浄化装置を備えた内燃機関の概略構成、
図２には排気浄化装置のブロック構成を示してある。
【００１０】図１に示すように、筒内噴射エンジン１の
シリンダヘッド２には各気筒毎に点火プラグ３が取り付
けられると共に、各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁４が取
り付けられている。燃焼室５内には燃料噴射弁４の噴射
口が開口し、燃料噴射弁４から噴射される燃料が燃焼室
５内に直接噴射されるようになっている。筒内噴射エン
ジン１のシリンダ６にはピストン７が上下方向に摺動自
在に支持され、ピストン７の頂面には半球状に窪んだキ
ャビティ８が形成されている。キャビティ８により、吸
気流に通常のタンブル流とは逆の逆タンブル流を発生さ
せるようになっている。
シリンダヘッド２には各気筒毎に点火プラグ３が取り付
けられると共に、各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁４が取
り付けられている。燃焼室５内には燃料噴射弁４の噴射
口が開口し、燃料噴射弁４から噴射される燃料が燃焼室
５内に直接噴射されるようになっている。筒内噴射エン
ジン１のシリンダ６にはピストン７が上下方向に摺動自
在に支持され、ピストン７の頂面には半球状に窪んだキ
ャビティ８が形成されている。キャビティ８により、吸
気流に通常のタンブル流とは逆の逆タンブル流を発生さ
せるようになっている。
【００１１】シリンダヘッド２には燃焼室５を臨む吸気
ポート９及び排気ポート１０が形成され、吸気ポート９
は吸気弁１１の駆動によって開閉され、排気ポート１０
は排気弁１２の駆動によって開閉される。吸気ポート９
には吸気管１４が接続され、吸気管１４には図示しない
サージタンク、エアクリーナ、スロットルボデー等が接
続されている。一方、排気ポート１０には排気管１５が
接続され、排気管１５には触媒１６及び図示しないマフ
ラーが備えられている。
ポート９及び排気ポート１０が形成され、吸気ポート９
は吸気弁１１の駆動によって開閉され、排気ポート１０
は排気弁１２の駆動によって開閉される。吸気ポート９
には吸気管１４が接続され、吸気管１４には図示しない
サージタンク、エアクリーナ、スロットルボデー等が接
続されている。一方、排気ポート１０には排気管１５が
接続され、排気管１５には触媒１６及び図示しないマフ
ラーが備えられている。
【００１２】触媒１６は、酸素過剰雰囲気中ではNOx を
触媒上に吸蔵させることにより排気中のNOx を浄化し、
酸素濃度が低下すると付着したNOx を放出する機能を有
したNOx 触媒１９と、理論空燃比の雰囲気でCO,HC 及び
NOx を浄化可能な三元機能を有した三元触媒２０とを備
えている。NOx 触媒１９は、貴金属として白金(Pt)、ロ
ジウム(Rh)等を有した触媒として構成され、吸蔵剤とし
てはバリウム(Ba)等のアルカリ金属、アルカリ土類金属
が採用されている。
触媒上に吸蔵させることにより排気中のNOx を浄化し、
酸素濃度が低下すると付着したNOx を放出する機能を有
したNOx 触媒１９と、理論空燃比の雰囲気でCO,HC 及び
NOx を浄化可能な三元機能を有した三元触媒２０とを備
えている。NOx 触媒１９は、貴金属として白金(Pt)、ロ
ジウム(Rh)等を有した触媒として構成され、吸蔵剤とし
てはバリウム(Ba)等のアルカリ金属、アルカリ土類金属
が採用されている。
【００１３】NOx 触媒１９と三元触媒２０との間にはNO
x 濃度を検出する検知手段としてのNOx センサ３１が設
けられている。また、NOx 触媒１９には、電源３２から
一対の電極３３がつなげられ、一対の電極３３により電
圧を印加することによりNOx触媒１９に吸着されたイオ
ウ成分（SOx ）がイオン化されるようになっている（イ
オン化手段）。
x 濃度を検出する検知手段としてのNOx センサ３１が設
けられている。また、NOx 触媒１９には、電源３２から
一対の電極３３がつなげられ、一対の電極３３により電
圧を印加することによりNOx触媒１９に吸着されたイオ
ウ成分（SOx ）がイオン化されるようになっている（イ
オン化手段）。
【００１４】車両には制御装置としての電子制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）２３が設けられ、このＥＣＵ２３には、入
出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う
記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備え
られている。ＥＣＵ２３によって筒内噴射エンジン１を
含めた本実施形態の排気浄化装置の総合的な制御が実施
される。各種センサ類の検出情報はＥＣＵ２３に入力さ
れ、ＥＣＵ２３は各種センサ類の検出情報に基づいて、
燃料噴射モードや燃料噴射量を始めとして点火時期等を
決定し、燃料噴射弁４や点火プラグ３等を駆動制御す
る。
ト（ＥＣＵ）２３が設けられ、このＥＣＵ２３には、入
出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う
記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備え
られている。ＥＣＵ２３によって筒内噴射エンジン１を
含めた本実施形態の排気浄化装置の総合的な制御が実施
される。各種センサ類の検出情報はＥＣＵ２３に入力さ
れ、ＥＣＵ２３は各種センサ類の検出情報に基づいて、
燃料噴射モードや燃料噴射量を始めとして点火時期等を
決定し、燃料噴射弁４や点火プラグ３等を駆動制御す
る。
【００１５】上述した筒内噴射エンジン１では、吸気ポ
ート９から燃焼室５内に流入した吸気流が逆タンブル流
を形成し、圧縮行程中期以降に燃料を噴射して逆タンブ
ル流を利用しながら燃焼室５の頂部中央に配設された点
火プラグ３の近傍のみに少量の燃料を集め、点火プラグ
３から離隔した部分で極めてリーンな空燃比状態とす
る。点火プラグ３の近傍のみを理論空燃比又はリッチな
空燃比とすることで、安定した層状燃焼（層状超リーン
燃焼）を実現しながら燃料消費を抑制する。
ート９から燃焼室５内に流入した吸気流が逆タンブル流
を形成し、圧縮行程中期以降に燃料を噴射して逆タンブ
ル流を利用しながら燃焼室５の頂部中央に配設された点
火プラグ３の近傍のみに少量の燃料を集め、点火プラグ
３から離隔した部分で極めてリーンな空燃比状態とす
る。点火プラグ３の近傍のみを理論空燃比又はリッチな
空燃比とすることで、安定した層状燃焼（層状超リーン
燃焼）を実現しながら燃料消費を抑制する。
【００１６】また、このエンジンから高出力を得る場合
には、インジェクタ８からの燃料を吸気行程に噴射する
ことにより燃焼室１全体に均質化し、燃焼室１内を理論
空燃比やリーン空燃比の混合気状態にさせて予混合燃焼
を行う。もちろん、理論空燃比もしくはリッチ空燃比に
よる方がリーン空燃比によるよりも高出力が得られるた
め、この際にも、燃料の霧化及び気化が十分に行なわれ
るようなタイミングで燃料噴射を行ない、効率よく高出
力を得るようにしている。
には、インジェクタ８からの燃料を吸気行程に噴射する
ことにより燃焼室１全体に均質化し、燃焼室１内を理論
空燃比やリーン空燃比の混合気状態にさせて予混合燃焼
を行う。もちろん、理論空燃比もしくはリッチ空燃比に
よる方がリーン空燃比によるよりも高出力が得られるた
め、この際にも、燃料の霧化及び気化が十分に行なわれ
るようなタイミングで燃料噴射を行ない、効率よく高出
力を得るようにしている。
【００１７】ＥＣＵ２３は、スロットル弁の開度に応じ
た運転中の負荷Peと機関回転速度Neとに基づき、燃料噴
射マップ（図示省略）から現在の燃料噴射領域を検索し
て燃料噴射モードを決定する。例えば、負荷Peと機関回
転速度Neが共に小さい時には、燃料噴射モードは圧縮行
程噴射モードとされて燃料が圧縮行程で噴射され、一
方、負荷Peが大きくなり、あるいは機関回転速度Neが大
きくなると燃料噴射モードは吸気行程噴射モードとさ
れ、燃料が吸気行程で噴射される。そして、各燃料噴射
モードでの目標空燃比が設定され、適正量の燃料噴射量
が目標空燃比に基づいて決定され、この燃料噴射量に応
じて燃料噴射弁４が駆動制御されると共に、点火プラグ
３が駆動制御される。
た運転中の負荷Peと機関回転速度Neとに基づき、燃料噴
射マップ（図示省略）から現在の燃料噴射領域を検索し
て燃料噴射モードを決定する。例えば、負荷Peと機関回
転速度Neが共に小さい時には、燃料噴射モードは圧縮行
程噴射モードとされて燃料が圧縮行程で噴射され、一
方、負荷Peが大きくなり、あるいは機関回転速度Neが大
きくなると燃料噴射モードは吸気行程噴射モードとさ
れ、燃料が吸気行程で噴射される。そして、各燃料噴射
モードでの目標空燃比が設定され、適正量の燃料噴射量
が目標空燃比に基づいて決定され、この燃料噴射量に応
じて燃料噴射弁４が駆動制御されると共に、点火プラグ
３が駆動制御される。
【００１８】図２に示すように、ＥＣＵ２３には、NOx
センサ３１の信号に基づいて一対の電極３３に電圧を印
加するために電源３２に作動指令を出力する印加手段４
１が備えられ、また、NOx センサ３１の信号に基づい
て、目標空燃比を調整して空燃比を理論空燃比もしくは
リッチ空燃比に制御して排気中の酸素濃度を低下させる
還元手段４２が備えられている。印加手段４１により一
対の電極３３に電圧を印加することで、NOx 触媒１９に
吸着されたイオウ成分がイオン化され、還元手段４２に
より排気中の酸素濃度を低下させることでイオウ成分を
還元するようになっている。即ち、ＥＣＵ２３は、イオ
ン化されたイオウ成分が確実に還元されるように、排気
空燃比が理論空燃比近傍またはリッチ空燃比となる運転
状態にイオン化手段を作動させる。
センサ３１の信号に基づいて一対の電極３３に電圧を印
加するために電源３２に作動指令を出力する印加手段４
１が備えられ、また、NOx センサ３１の信号に基づい
て、目標空燃比を調整して空燃比を理論空燃比もしくは
リッチ空燃比に制御して排気中の酸素濃度を低下させる
還元手段４２が備えられている。印加手段４１により一
対の電極３３に電圧を印加することで、NOx 触媒１９に
吸着されたイオウ成分がイオン化され、還元手段４２に
より排気中の酸素濃度を低下させることでイオウ成分を
還元するようになっている。即ち、ＥＣＵ２３は、イオ
ン化されたイオウ成分が確実に還元されるように、排気
空燃比が理論空燃比近傍またはリッチ空燃比となる運転
状態にイオン化手段を作動させる。
【００１９】上述した排気浄化装置の作用を説明する。
【００２０】触媒１６のNOx 触媒１９では、リーンモー
ドにおける層状超リーン燃焼運転時のような酸素濃度過
剰雰囲気で、排気中のNOx が酸化されて硝酸塩が生成さ
れ、これによりNOx が吸蔵され、排気の浄化が行われ
る。一方、NOx 触媒１９は、酸素濃度が低下した雰囲気
では、NOx 触媒１９に吸蔵した硝酸塩と排気中のCOとが
反応して炭酸塩が生成され、これによりNOx が放出され
る。従って、NOx 触媒１９へのNOx の吸蔵が進むと、空
燃比のリッチ化あるいは追加の燃料噴射を行なう等して
酸素濃度を低下させ、NOx 触媒１９からNOx を放出させ
てNOx 触媒１９の機能を維持するようにしている。
ドにおける層状超リーン燃焼運転時のような酸素濃度過
剰雰囲気で、排気中のNOx が酸化されて硝酸塩が生成さ
れ、これによりNOx が吸蔵され、排気の浄化が行われ
る。一方、NOx 触媒１９は、酸素濃度が低下した雰囲気
では、NOx 触媒１９に吸蔵した硝酸塩と排気中のCOとが
反応して炭酸塩が生成され、これによりNOx が放出され
る。従って、NOx 触媒１９へのNOx の吸蔵が進むと、空
燃比のリッチ化あるいは追加の燃料噴射を行なう等して
酸素濃度を低下させ、NOx 触媒１９からNOx を放出させ
てNOx 触媒１９の機能を維持するようにしている。
【００２１】ところで、燃料や潤滑油内に含まれるイオ
ウ成分も排気中に存在し、NOx 触媒１９は、酸素濃度過
剰雰囲気で、NOx の吸蔵とともにSOx も吸蔵する。つま
り、イオウ成分は元来NOx 用の吸蔵剤と反応して硫酸塩
となってNOx 触媒１９に吸蔵する。
ウ成分も排気中に存在し、NOx 触媒１９は、酸素濃度過
剰雰囲気で、NOx の吸蔵とともにSOx も吸蔵する。つま
り、イオウ成分は元来NOx 用の吸蔵剤と反応して硫酸塩
となってNOx 触媒１９に吸蔵する。
【００２２】このため、NOx 触媒１９に一定量以上のイ
オウ成分（SOx ）が吸蔵されてNOx触媒１９が劣化した
と判定されたときには、一対の電極３３に電圧を印加し
てNO x 触媒１９に吸着されたイオウ成分をイオン化して
SOx を離脱させる。この時、NOx 触媒１９を昇温させる
必要はない。SOx の離脱は、還元手段４２により排気中
の酸素濃度を低下させている時に、即ち、排気空燃比が
理論空燃比近傍またはリッチ空燃比となる運転状態にさ
れている時に実施され、SOx が確実に還元されるように
なっている。
オウ成分（SOx ）が吸蔵されてNOx触媒１９が劣化した
と判定されたときには、一対の電極３３に電圧を印加し
てNO x 触媒１９に吸着されたイオウ成分をイオン化して
SOx を離脱させる。この時、NOx 触媒１９を昇温させる
必要はない。SOx の離脱は、還元手段４２により排気中
の酸素濃度を低下させている時に、即ち、排気空燃比が
理論空燃比近傍またはリッチ空燃比となる運転状態にさ
れている時に実施され、SOx が確実に還元されるように
なっている。
【００２３】つまり、NOx センサ３１によりNOx 触媒１
９の劣化が判定されると、印加手段４１により一対の電
極３３に電圧を印加してNOx 触媒１９に吸着されたイオ
ウ成分をイオン化してSOx を離脱させる。SOx を離脱さ
せる際の状況は、一対の電極３３に電圧を印加すること
により、例えば、酸素イオン（Ｏ- ）が外れてイオウ成
分がイオン化され、下式に示した通りの反応となる。Ba
SO4 →Ba+ ＋SO3これにより、NOx 触媒１９を昇温させ
ることなくSOx を離脱させることができる。
９の劣化が判定されると、印加手段４１により一対の電
極３３に電圧を印加してNOx 触媒１９に吸着されたイオ
ウ成分をイオン化してSOx を離脱させる。SOx を離脱さ
せる際の状況は、一対の電極３３に電圧を印加すること
により、例えば、酸素イオン（Ｏ- ）が外れてイオウ成
分がイオン化され、下式に示した通りの反応となる。Ba
SO4 →Ba+ ＋SO3これにより、NOx 触媒１９を昇温させ
ることなくSOx を離脱させることができる。
【００２４】また、NOx センサ３１によりNOx 触媒１９
の劣化が判定されると、還元手段４２により空燃比が調
整され、排気空燃比が理論空燃比近傍またはリッチ空燃
比となる運転状態にされる。これにより、イオン化され
て離脱したSOx が確実にNOx触媒１９から放出される。
の劣化が判定されると、還元手段４２により空燃比が調
整され、排気空燃比が理論空燃比近傍またはリッチ空燃
比となる運転状態にされる。これにより、イオン化され
て離脱したSOx が確実にNOx触媒１９から放出される。
【００２５】上述した排気浄化装置では、NOx 触媒１９
を昇温させてSOx を離脱させる必要がなく、昇温のため
の燃焼が必要なくなり、燃費の悪化を招くことなく、NO
x 触媒１９に吸着されたイオウ成分を確実に離脱させる
ことができる。これにより、燃費を悪化させずにNOx 触
媒１９の浄化能力を回復させることが可能となる。
を昇温させてSOx を離脱させる必要がなく、昇温のため
の燃焼が必要なくなり、燃費の悪化を招くことなく、NO
x 触媒１９に吸着されたイオウ成分を確実に離脱させる
ことができる。これにより、燃費を悪化させずにNOx 触
媒１９の浄化能力を回復させることが可能となる。
【００２６】尚、電動モータによって駆動力を得る電動
自動車や、電動モータとエンジンを併用して駆動力を得
るハイブリッドカー等に上述した排気浄化装置を適用す
る場合、電力を容易に利用できるので有効である。
自動車や、電動モータとエンジンを併用して駆動力を得
るハイブリッドカー等に上述した排気浄化装置を適用す
る場合、電力を容易に利用できるので有効である。
【００２７】本発明の排気浄化装置の他の実施形態例を
図３、図４に基づいて説明する。図３には他の実施形態
例に係る排気浄化装置の概略構成、図４には排気浄化装
置のブロック構成を示してある。尚、図１、図２に示し
た部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は
省略する。
図３、図４に基づいて説明する。図３には他の実施形態
例に係る排気浄化装置の概略構成、図４には排気浄化装
置のブロック構成を示してある。尚、図１、図２に示し
た部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は
省略する。
【００２８】図３に示すように、NOx センサ３１の信号
に基づいて一対の電極３３に電圧を印加するための電源
３２が設けられ、電極３３にはスイッチ手段５２を介し
て電圧が印加される。NOx 触媒１９の外周には電磁石５
３が設けられ、一対の電極３３に電圧が印加されること
により電磁石５３によって磁界５４が形成され、NOx触
媒１９に磁界５４が強い部分（一方側の半分部分）と弱
い部分（他方側の半分部分）が形成されるようになって
いる。スイッチ手段５２の切り換えにより磁界５４の向
きが切り換えられ、磁界５４が強い部分と弱い部分が切
り換えられる。即ち、NOx 触媒１９の他方側の半分部分
の磁界５４が強くなり、一方側の半分部分の磁界５４が
弱くなる。
に基づいて一対の電極３３に電圧を印加するための電源
３２が設けられ、電極３３にはスイッチ手段５２を介し
て電圧が印加される。NOx 触媒１９の外周には電磁石５
３が設けられ、一対の電極３３に電圧が印加されること
により電磁石５３によって磁界５４が形成され、NOx触
媒１９に磁界５４が強い部分（一方側の半分部分）と弱
い部分（他方側の半分部分）が形成されるようになって
いる。スイッチ手段５２の切り換えにより磁界５４の向
きが切り換えられ、磁界５４が強い部分と弱い部分が切
り換えられる。即ち、NOx 触媒１９の他方側の半分部分
の磁界５４が強くなり、一方側の半分部分の磁界５４が
弱くなる。
【００２９】図４に示すように、ＥＣＵ２３には、NOx
センサ３１の信号に基づいて、電源３２に作動指令を出
力する印加手段４１が備えられ、また、NOx センサ３１
の信号に基づいて、スイッチ手段５２を切り換えて磁界
５４の向きを逆転させる還元手段５１が備えられてい
る。印加手段４１により一対の電極３３に電圧を印加す
ることで、NOx 触媒１９に吸着されたイオウ成分がイオ
ン化される。また、還元手段４２により磁界５４を生じ
させることで、強い常磁性を持つ酸素がNOx 触媒１９の
磁界５４が強い一方側の半分部分に引きつけられ、NOx
触媒１９の磁界５４が弱い他方側の半分部分の排気中の
酸素濃度が低下される。
センサ３１の信号に基づいて、電源３２に作動指令を出
力する印加手段４１が備えられ、また、NOx センサ３１
の信号に基づいて、スイッチ手段５２を切り換えて磁界
５４の向きを逆転させる還元手段５１が備えられてい
る。印加手段４１により一対の電極３３に電圧を印加す
ることで、NOx 触媒１９に吸着されたイオウ成分がイオ
ン化される。また、還元手段４２により磁界５４を生じ
させることで、強い常磁性を持つ酸素がNOx 触媒１９の
磁界５４が強い一方側の半分部分に引きつけられ、NOx
触媒１９の磁界５４が弱い他方側の半分部分の排気中の
酸素濃度が低下される。
【００３０】上記構成の排気浄化装置では、NOx 触媒１
９に一定量以上のイオウ成分（SOx）が吸蔵されてNOx
触媒１９が劣化したと判定されたときには、NOx 触媒１
９を昇温させることなく、一対の電極３３に電圧を印加
してNOx 触媒１９に吸着されたイオウ成分をイオン化し
てSOx を離脱させる。また、還元手段４２により磁界５
４を生じさせ、NOx 触媒１９の磁界５４が強い一方側の
半分部分に酸素を引きつけて磁界５４が弱い他方側の半
分部分の排気中の酸素濃度を低下させる。
９に一定量以上のイオウ成分（SOx）が吸蔵されてNOx
触媒１９が劣化したと判定されたときには、NOx 触媒１
９を昇温させることなく、一対の電極３３に電圧を印加
してNOx 触媒１９に吸着されたイオウ成分をイオン化し
てSOx を離脱させる。また、還元手段４２により磁界５
４を生じさせ、NOx 触媒１９の磁界５４が強い一方側の
半分部分に酸素を引きつけて磁界５４が弱い他方側の半
分部分の排気中の酸素濃度を低下させる。
【００３１】これにより、NOx 触媒１９を昇温させるこ
となくNOx 触媒１９に吸着されたイオウ成分をイオン化
してSOx を離脱させると共に、排気空燃比を理論空燃比
近傍またはリッチ空燃比となる運転状態にすることな
く、即ち、リーン空燃比の運転状態のままイオン化され
て離脱したSOx を磁界５４が弱い他方側の半分部分にお
ける酸素濃度が低下した部分で確実に還元して、NOx 触
媒１９からSOx を放出する。
となくNOx 触媒１９に吸着されたイオウ成分をイオン化
してSOx を離脱させると共に、排気空燃比を理論空燃比
近傍またはリッチ空燃比となる運転状態にすることな
く、即ち、リーン空燃比の運転状態のままイオン化され
て離脱したSOx を磁界５４が弱い他方側の半分部分にお
ける酸素濃度が低下した部分で確実に還元して、NOx 触
媒１９からSOx を放出する。
【００３２】NOx 触媒１９からのSOx の放出を持続する
と、酸素が引きつけられたNOx 触媒１９の一方側の半分
部分にSOx が吸蔵されてが劣化していく。このため、還
元手段４２により、例えば所定時間が経過したり所定距
離を走行する毎に、スイッチ手段５２を切り換えて磁界
５４の向きを逆転させ、NOx 触媒１９の他方側の半分分
の磁界５４を強くし、一方側の半分部分の磁界５４を弱
くする。
と、酸素が引きつけられたNOx 触媒１９の一方側の半分
部分にSOx が吸蔵されてが劣化していく。このため、還
元手段４２により、例えば所定時間が経過したり所定距
離を走行する毎に、スイッチ手段５２を切り換えて磁界
５４の向きを逆転させ、NOx 触媒１９の他方側の半分分
の磁界５４を強くし、一方側の半分部分の磁界５４を弱
くする。
【００３３】これにより、強い常磁性を持つ酸素が引き
つけられる部分が反対になり、NOx触媒１９の磁界５４
が強い他方側の半分部分に酸素を引きつけて磁界５４が
弱い一方側の半分部分の排気中の酸素濃度を低下させ
る。このように、NOx 触媒１９の半分部分に酸素を引き
つける部位を交互に形成して排気中の酸素濃度を低下さ
せる部分を交互に形成することで、NOx 触媒１９を劣化
させることなく安定してSOx をNOx 触媒１９から離脱し
て放出することができる。
つけられる部分が反対になり、NOx触媒１９の磁界５４
が強い他方側の半分部分に酸素を引きつけて磁界５４が
弱い一方側の半分部分の排気中の酸素濃度を低下させ
る。このように、NOx 触媒１９の半分部分に酸素を引き
つける部位を交互に形成して排気中の酸素濃度を低下さ
せる部分を交互に形成することで、NOx 触媒１９を劣化
させることなく安定してSOx をNOx 触媒１９から離脱し
て放出することができる。
【００３４】上述した排気浄化装置では、NOx 触媒１９
を昇温させてSOx を離脱させる必要がなく、昇温のため
の燃焼が必要なくなり、燃費の悪化を招くことなく、NO
x 触媒１９に吸着されたイオウ成分を確実に離脱させる
ことができる。また、NOx 触媒１９の中に常に酸素を引
きつける部位を形成して排気中の酸素濃度を低下させる
部分を形成することができるので、排気空燃比を理論空
燃比近傍またはリッチ空燃比となる運転状態にすること
なく、NOx 触媒１９からSOx を放出することができる。
これにより、排気空燃比をリーン空燃比の運転状態のま
ま、燃費を悪化させずにNOx 触媒１９の浄化能力を回復
させることが可能となる。
を昇温させてSOx を離脱させる必要がなく、昇温のため
の燃焼が必要なくなり、燃費の悪化を招くことなく、NO
x 触媒１９に吸着されたイオウ成分を確実に離脱させる
ことができる。また、NOx 触媒１９の中に常に酸素を引
きつける部位を形成して排気中の酸素濃度を低下させる
部分を形成することができるので、排気空燃比を理論空
燃比近傍またはリッチ空燃比となる運転状態にすること
なく、NOx 触媒１９からSOx を放出することができる。
これにより、排気空燃比をリーン空燃比の運転状態のま
ま、燃費を悪化させずにNOx 触媒１９の浄化能力を回復
させることが可能となる。
【００３５】尚、上述した排気浄化装置は、筒内噴射エ
ンジン１以外にも、混合気を吸気管に噴射するＭＰＩエ
ンジンやディーゼルエンジン等様々な態様の内燃機関に
適用することが可能である。また、NOx 触媒１９のイオ
ウ放出のみでなくNOx や他の有害物質の浄化に適用する
ことが可能である。更に、吸蔵型のNOx 触媒１９に限ら
ず、排ガス中の有害物質を浄化する排ガス浄化触媒であ
れば、NOx 触媒１９を備えたもの以外でも適用可能であ
る。
ンジン１以外にも、混合気を吸気管に噴射するＭＰＩエ
ンジンやディーゼルエンジン等様々な態様の内燃機関に
適用することが可能である。また、NOx 触媒１９のイオ
ウ放出のみでなくNOx や他の有害物質の浄化に適用する
ことが可能である。更に、吸蔵型のNOx 触媒１９に限ら
ず、排ガス中の有害物質を浄化する排ガス浄化触媒であ
れば、NOx 触媒１９を備えたもの以外でも適用可能であ
る。
【００３６】
【発明の効果】本発明の内燃機関の排気浄化装置は、排
ガス浄化用触媒を昇温させることなくイオウ成分を脱離
させることができる。この結果、昇温のための燃料が不
要になり、燃費を悪化させずに排ガス浄化用触媒の浄化
能力を回復させることが可能となる。
ガス浄化用触媒を昇温させることなくイオウ成分を脱離
させることができる。この結果、昇温のための燃料が不
要になり、燃費を悪化させずに排ガス浄化用触媒の浄化
能力を回復させることが可能となる。
【図１】本発明の一実施形態例に係る排気浄化装置を備
えた内燃機関の概略構成図。
えた内燃機関の概略構成図。
【図２】排気浄化装置のブロック構成図。
【図３】他の実施形態例に係る排気浄化装置の概略構成
図。
図。
【図４】排気浄化装置のブロック構成図。
１ 筒内噴射エンジン １９ NOx 触媒 ２３ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ３１ NOx センサ ３２ 電源 ３３ 電極 ４１ 印加手段 ４２，５１ 還元手段 ５２ スイッチ手段 ５３ 電磁石 ５４ 磁界
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１Ａ 3/24 41/14 ３１０Ｊ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｚ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１ ＺＡＢＢ 41/14 ３１０ １０１Ｂ １０２Ｈ Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA14 AA17 AA18 AA23 AA24 AA28 AB06 AB14 BA11 BA14 BA15 BA19 BA33 CB02 CB03 CB05 DA03 EA01 EA03 EA07 EA30 EA33 FB10 FB11 FB12 FC01 GB02W GB02Y GB03W GB03Y GB05W GB06W HA08 HA38 HA47 3G301 HA00 HA02 HA04 HA15 HA16 HA17 JA02 MA01 MA19 NC02 ND02 NE13 NE14 NE15 PA11Z PD01Z PE01Z 4D048 AA02 AA06 BA30Y BA33Y DA01 DA02
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられ排ガス中
の有害物質を浄化する排ガス浄化用触媒と、排ガス中に
含まれるイオウ成分により前記排ガス浄化用触媒の浄化
能力が所定能力より低下したことを検知する検知手段
と、上記排ガス浄化用触媒に設けられ電極により電圧を
印加することにより該排ガス浄化用触媒に吸着されたイ
オウ成分をイオン化するイオン化手段と、上記検知手段
の出力に基づいて前記イオン化手段の作動を制御する制
御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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11012600A JP2000213337A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11012600A JP2000213337A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000213337A true JP2000213337A (ja) | 2000-08-02 |
Family
ID=11809858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11012600A Withdrawn JP2000213337A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000213337A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1559892A1 (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Nitrogen oxide purifying system and method an for internal combustion engine |
-
1999
- 1999-01-21 JP JP11012600A patent/JP2000213337A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1559892A1 (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Nitrogen oxide purifying system and method an for internal combustion engine |
| US7162863B2 (en) | 2004-01-30 | 2007-01-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060404 |