JP2001303939A - 内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排ガス浄化装置Info
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- JP2001303939A JP2001303939A JP2000130136A JP2000130136A JP2001303939A JP 2001303939 A JP2001303939 A JP 2001303939A JP 2000130136 A JP2000130136 A JP 2000130136A JP 2000130136 A JP2000130136 A JP 2000130136A JP 2001303939 A JP2001303939 A JP 2001303939A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 上流側のＨ2ＯトラップやＨＣトラップ等を
劣化させることなく、硫黄被毒した低温活性触媒を再生
できる内燃機関の排ガス浄化装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関１の排気通路６にＨ2Ｏトラッ
プ９とＨＣトラップ１０を設けると共に、その下流側に
未燃成分（例えば、ＣＯやＨＣ）とＯ2とを反応させる
触媒１１，１２を設け、触媒１１，１２にＳＯｘが蓄積
されて再生を要する時期と判定されたときに、２次空気
供給手段１５によりＨ2Ｏトラップ９やＨＣトラップ１
０の上流側に２次空気を供給すると共に、空燃比制御手
段２１により排ガス空燃比をリッチ化し、リッチ化によ
り供給された未燃成分と２次空気により供給されたＯ2
とを触媒１１，１２上で反応させることで、上流側のＨ
2Ｏトラップ９やＨＣトラップ１０を昇温させることな
く、下流側の触媒１１，１２を昇温させて再生する。
劣化させることなく、硫黄被毒した低温活性触媒を再生
できる内燃機関の排ガス浄化装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関１の排気通路６にＨ2Ｏトラッ
プ９とＨＣトラップ１０を設けると共に、その下流側に
未燃成分（例えば、ＣＯやＨＣ）とＯ2とを反応させる
触媒１１，１２を設け、触媒１１，１２にＳＯｘが蓄積
されて再生を要する時期と判定されたときに、２次空気
供給手段１５によりＨ2Ｏトラップ９やＨＣトラップ１
０の上流側に２次空気を供給すると共に、空燃比制御手
段２１により排ガス空燃比をリッチ化し、リッチ化によ
り供給された未燃成分と２次空気により供給されたＯ2
とを触媒１１，１２上で反応させることで、上流側のＨ
2Ｏトラップ９やＨＣトラップ１０を昇温させることな
く、下流側の触媒１１，１２を昇温させて再生する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中の未燃成
分とＯ2とを反応させて昇温する特性を有する触媒を備
えた内燃機関（以下、エンジンという）の排ガス浄化装
置に関するものである。
分とＯ2とを反応させて昇温する特性を有する触媒を備
えた内燃機関（以下、エンジンという）の排ガス浄化装
置に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】近年の厳しい排ガス規制に適合す
るためには、特に冷態始動時の炭化水素（ＨＣ）の排出
量を低減することが重要とされ、このような要望を満た
すべく、例えばＳＡＥ９８０４２１に記載の排ガス浄化
装置が提案されている。この排ガス処理装置は、エンジ
ンの排気通路に上流側より水（Ｈ2Ｏ）トラップ、ＨＣ
トラップ、低温活性触媒を配置すると共に、Ｈ2Ｏトラ
ップの上流側の排気通路内にエアポンプから２次空気を
供給し得るように構成されている。低温活性触媒はパラ
ジウム（Ｐｄ）等の白金系貴金属酸化物からなる触媒を
担持してなり、常温においても触媒上でＣＯとＯ2とを
反応させ得る特性を有す。
るためには、特に冷態始動時の炭化水素（ＨＣ）の排出
量を低減することが重要とされ、このような要望を満た
すべく、例えばＳＡＥ９８０４２１に記載の排ガス浄化
装置が提案されている。この排ガス処理装置は、エンジ
ンの排気通路に上流側より水（Ｈ2Ｏ）トラップ、ＨＣ
トラップ、低温活性触媒を配置すると共に、Ｈ2Ｏトラ
ップの上流側の排気通路内にエアポンプから２次空気を
供給し得るように構成されている。低温活性触媒はパラ
ジウム（Ｐｄ）等の白金系貴金属酸化物からなる触媒を
担持してなり、常温においても触媒上でＣＯとＯ2とを
反応させ得る特性を有す。
【０００３】冷態始動時には排気空燃比がリッチ化され
ると共にエアポンプから２次空気が供給され、リッチ化
によるＣＯと２次空気によるＯ2とが低温活性触媒上で
反応することで、エンジンの暖機により排気温度が上昇
する以前に低温活性触媒は速やかに昇温され、その浄化
作用を奏する。ＨＣトラップは冷態始動時のごく初期の
低温活性触媒が未だ昇温していないときにＨＣを一時的
に吸着して大気中への排出を防止し、Ｈ2Ｏトラップは
排ガスに含まれるＨ2Ｏを吸着して、ＨＣトラップや低
温活性触媒への悪影響を防止する役割をなす。
ると共にエアポンプから２次空気が供給され、リッチ化
によるＣＯと２次空気によるＯ2とが低温活性触媒上で
反応することで、エンジンの暖機により排気温度が上昇
する以前に低温活性触媒は速やかに昇温され、その浄化
作用を奏する。ＨＣトラップは冷態始動時のごく初期の
低温活性触媒が未だ昇温していないときにＨＣを一時的
に吸着して大気中への排出を防止し、Ｈ2Ｏトラップは
排ガスに含まれるＨ2Ｏを吸着して、ＨＣトラップや低
温活性触媒への悪影響を防止する役割をなす。
【０００４】ところで、リーンバーンエンジン等に用い
られる吸蔵型ＮＯｘ触媒は、リーン空燃比下において発
生する窒素酸化物（ＮＯｘ）を一時的に吸蔵することで
浄化作用を奏するが、燃料に含まれる硫黄（Ｓ）成分が
酸素と反応した硫黄酸化物（ＳＯｘ）がＮＯｘの代わり
に吸蔵されて浄化効率を低下させてしまう、所謂硫黄被
毒と呼ばれる問題がある。上記した低温活性触媒におい
ても同様の現象が発生することが確認されており、硫黄
被毒により常温での活性機能が劣化してしまうという問
題がある。
られる吸蔵型ＮＯｘ触媒は、リーン空燃比下において発
生する窒素酸化物（ＮＯｘ）を一時的に吸蔵することで
浄化作用を奏するが、燃料に含まれる硫黄（Ｓ）成分が
酸素と反応した硫黄酸化物（ＳＯｘ）がＮＯｘの代わり
に吸蔵されて浄化効率を低下させてしまう、所謂硫黄被
毒と呼ばれる問題がある。上記した低温活性触媒におい
ても同様の現象が発生することが確認されており、硫黄
被毒により常温での活性機能が劣化してしまうという問
題がある。
【０００５】ＮＯｘ触媒に対する硫黄被毒の対策とし
て、例えば特開平７−２１７４７４号公報等では、点火
時期のリタード等の排気昇温により触媒を高温状態（例
えば、６００〜７００℃前後）とした上で、空燃比のリ
ッチ化によりＣＯの多い還元雰囲気を生成してＳＯｘを
除去する再生処理技術が開示されており、低温活性触媒
の場合にも同様の処理を適用することが考えられる。
て、例えば特開平７−２１７４７４号公報等では、点火
時期のリタード等の排気昇温により触媒を高温状態（例
えば、６００〜７００℃前後）とした上で、空燃比のリ
ッチ化によりＣＯの多い還元雰囲気を生成してＳＯｘを
除去する再生処理技術が開示されており、低温活性触媒
の場合にも同様の処理を適用することが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】低温活性触媒の昇温
は、その上流側に設けたＨ2ＯトラップやＨＣトラップ
も同様に昇温されることを意味するが、これらのトラッ
プは低温活性触媒ほどの耐熱性を備えていない。即ち、
これらのトラップは、Ｈ2ＯやＨＣを吸着するためにア
ルミナ（Ａl2Ｏ3）とシリカ（ＳiＯ2）の結晶構造をな
しているため、上記温度まで昇温すると結晶構造が崩壊
して、その吸着作用が大幅に劣化してしまうという問題
がある。
は、その上流側に設けたＨ2ＯトラップやＨＣトラップ
も同様に昇温されることを意味するが、これらのトラッ
プは低温活性触媒ほどの耐熱性を備えていない。即ち、
これらのトラップは、Ｈ2ＯやＨＣを吸着するためにア
ルミナ（Ａl2Ｏ3）とシリカ（ＳiＯ2）の結晶構造をな
しているため、上記温度まで昇温すると結晶構造が崩壊
して、その吸着作用が大幅に劣化してしまうという問題
がある。
【０００７】本発明の目的は、上流側のＨ2Ｏトラップ
やＨＣトラップ等を劣化させることなく、硫黄被毒した
低温活性触媒を再生することができる内燃機関の排ガス
浄化装置を提供することにある。
やＨＣトラップ等を劣化させることなく、硫黄被毒した
低温活性触媒を再生することができる内燃機関の排ガス
浄化装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、内燃機関の排気通路に設けられたＨ2
Ｏトラップ及び／又はＨＣトラップと、排気通路のトラ
ップの下流側に設けられ、未燃成分とＯ2とを反応させ
る触媒と、トラップの上流側に２次空気を供給する２次
空気供給手段と、内燃機関から排出される排ガス空燃比
をリッチ化する空燃比制御手段と、触媒の硫黄被毒に対
する再生を行うべき時期を判定する再生時期判定手段
と、再生時期判定手段により再生を行うべき時期と判定
されると、２次空気供給手段により２次空気を供給する
と共に、空燃比制御手段により排ガス空燃比をリッチ化
して触媒を昇温させる触媒再生手段とを備えた。
め、本発明では、内燃機関の排気通路に設けられたＨ2
Ｏトラップ及び／又はＨＣトラップと、排気通路のトラ
ップの下流側に設けられ、未燃成分とＯ2とを反応させ
る触媒と、トラップの上流側に２次空気を供給する２次
空気供給手段と、内燃機関から排出される排ガス空燃比
をリッチ化する空燃比制御手段と、触媒の硫黄被毒に対
する再生を行うべき時期を判定する再生時期判定手段
と、再生時期判定手段により再生を行うべき時期と判定
されると、２次空気供給手段により２次空気を供給する
と共に、空燃比制御手段により排ガス空燃比をリッチ化
して触媒を昇温させる触媒再生手段とを備えた。
【０００９】従って、触媒の再生時期が再生時期判定手
段により判定されると、触媒再生手段は、２次空気供給
手段によりＨ2ＯトラップやＨＣトラップの上流側に２
次空気を供給すると共に、空燃比制御手段により排ガス
空燃比をリッチ化する。このリッチ化により供給された
未燃成分（例えば、ＣＯやＨＣ）と２次空気により供給
されたＯ2とは触媒上で反応し、これにより触媒は昇温
されて再生処理が行われる。このように未燃成分とＯ2
との反応熱を利用して触媒を昇温させているため、点火
時期リタード等により排気昇温させた場合のように、触
媒と共に上流側のＨ2ＯトラップやＨＣトラップが昇温
されることがない。
段により判定されると、触媒再生手段は、２次空気供給
手段によりＨ2ＯトラップやＨＣトラップの上流側に２
次空気を供給すると共に、空燃比制御手段により排ガス
空燃比をリッチ化する。このリッチ化により供給された
未燃成分（例えば、ＣＯやＨＣ）と２次空気により供給
されたＯ2とは触媒上で反応し、これにより触媒は昇温
されて再生処理が行われる。このように未燃成分とＯ2
との反応熱を利用して触媒を昇温させているため、点火
時期リタード等により排気昇温させた場合のように、触
媒と共に上流側のＨ2ＯトラップやＨＣトラップが昇温
されることがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した内燃機
関の排ガス浄化装置の一実施形態を説明する。図１は実
施形態の内燃機関の排ガス浄化装置を示す全体構成図で
ある。エンジン１は直列４気筒ガソリンエンジンとして
構成され、その吸気通路２には上流側よりエアクリーナ
３、吸入空気量を調整するスロットルバルブ４、吸気ポ
ート内に燃料を噴射する燃料噴射弁５が設けられてい
る。又、排気通路６の排気マニホールド７には三元触媒
８が一体的に設けられ、排気通路６の車両の床下位置に
は、上流側よりＨ2Ｏトラップ９、ＨＣトラップ１０、
第１の低温活性触媒１１、第２の低温活性触媒１２が設
けられている。又、Ｈ2Ｏトラップ９の上流側におい
て、排気通路６にはチェックバルブ１３とカットオフバ
ルブ１４を介して２次空気供給手段としてのエアポンプ
１５が接続されている。
関の排ガス浄化装置の一実施形態を説明する。図１は実
施形態の内燃機関の排ガス浄化装置を示す全体構成図で
ある。エンジン１は直列４気筒ガソリンエンジンとして
構成され、その吸気通路２には上流側よりエアクリーナ
３、吸入空気量を調整するスロットルバルブ４、吸気ポ
ート内に燃料を噴射する燃料噴射弁５が設けられてい
る。又、排気通路６の排気マニホールド７には三元触媒
８が一体的に設けられ、排気通路６の車両の床下位置に
は、上流側よりＨ2Ｏトラップ９、ＨＣトラップ１０、
第１の低温活性触媒１１、第２の低温活性触媒１２が設
けられている。又、Ｈ2Ｏトラップ９の上流側におい
て、排気通路６にはチェックバルブ１３とカットオフバ
ルブ１４を介して２次空気供給手段としてのエアポンプ
１５が接続されている。
【００１１】ここで、ＨＣトラップ１０は、例えば３０
０℃程度を境界として低温時にＨＣを吸着し、高温時に
は吸着したＨＣを脱離する特性を有す。又、低温活性触
媒１１，１２は、パラジウム（Ｐｄ）等の白金系貴金属
酸化物からなる触媒を担持してなり、常温においても触
媒上でＣＯとＯ2とを反応させ得る特性を有す。一方、
車室内には入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不
揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカ
ウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コントロールユニット）
２１が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、吸入
空気量を検出するエアフローセンサ２２、スロットルバ
ルブ４の開度を検出するスロットルセンサ２３、エンジ
ン１の回転速度を検出する回転速度センサ２４、冷却水
温を検出する水温センサ２５等が接続されており、これ
らセンサ類からの検出情報が入力される。ＥＣＵ２１の
出力側には、上記した燃料噴射弁５、カットオフバルブ
１４、エアポンプ１５が接続されると共に、燃焼室内に
導入された混合気を点火する点火プラグ２６等が接続さ
れている。
０℃程度を境界として低温時にＨＣを吸着し、高温時に
は吸着したＨＣを脱離する特性を有す。又、低温活性触
媒１１，１２は、パラジウム（Ｐｄ）等の白金系貴金属
酸化物からなる触媒を担持してなり、常温においても触
媒上でＣＯとＯ2とを反応させ得る特性を有す。一方、
車室内には入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不
揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカ
ウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コントロールユニット）
２１が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、吸入
空気量を検出するエアフローセンサ２２、スロットルバ
ルブ４の開度を検出するスロットルセンサ２３、エンジ
ン１の回転速度を検出する回転速度センサ２４、冷却水
温を検出する水温センサ２５等が接続されており、これ
らセンサ類からの検出情報が入力される。ＥＣＵ２１の
出力側には、上記した燃料噴射弁５、カットオフバルブ
１４、エアポンプ１５が接続されると共に、燃焼室内に
導入された混合気を点火する点火プラグ２６等が接続さ
れている。
【００１２】そして、ＥＣＵ２１は各センサから入力さ
れる情報に基づいて、エンジン１を含めた本発明に係る
排ガス浄化装置の総合的な制御を実行する。燃料噴射制
御に関してはエンジン１の運転状態に応じて空燃比に制
御し、例えば吸入空気量やエンジン回転速度等から判定
した運転領域が高負荷・高回転域のときには、空燃比を
ストイキよりリッチ側に制御して機関トルクを確保し、
運転領域が低負荷・低回転域のときには、空燃比をリー
ン側に制御して燃費向上を図る。
れる情報に基づいて、エンジン１を含めた本発明に係る
排ガス浄化装置の総合的な制御を実行する。燃料噴射制
御に関してはエンジン１の運転状態に応じて空燃比に制
御し、例えば吸入空気量やエンジン回転速度等から判定
した運転領域が高負荷・高回転域のときには、空燃比を
ストイキよりリッチ側に制御して機関トルクを確保し、
運転領域が低負荷・低回転域のときには、空燃比をリー
ン側に制御して燃費向上を図る。
【００１３】次に、このように構成されたＥＣＵ２１に
より実行される排ガス浄化装置に関する制御について説
明する。今、エンジン１が冷態始動されると、ＥＣＵ２
１は排気空燃比をリッチ側（空燃比１０．５〜１２程
度）に制御すると共に、カットオフバルブ１４を開放し
てエアポンプ１５を作動させ、エアポンプ１５から排気
通路６内に２次空気を供給する。排気空燃比のリッチ化
により排ガス中のＣＯが増加されると共に、２次空気の
供給により排ガス中のＯ2が増加され、これらのＣＯと
Ｏ2が第１及び第２の低温活性触媒１１，１２上で反応
する。この反応熱により各低温活性触媒１１，１２は上
流側の三元触媒８やＨ2Ｏトラップ９、ＨＣトラップ１
０に先行して昇温されて活性温度（２５０〜３００℃）
に達し、その後に排気熱による昇温作用で三元触媒８や
Ｈ2Ｏトラップ９、ＨＣトラップ１０が昇温されること
になる。
より実行される排ガス浄化装置に関する制御について説
明する。今、エンジン１が冷態始動されると、ＥＣＵ２
１は排気空燃比をリッチ側（空燃比１０．５〜１２程
度）に制御すると共に、カットオフバルブ１４を開放し
てエアポンプ１５を作動させ、エアポンプ１５から排気
通路６内に２次空気を供給する。排気空燃比のリッチ化
により排ガス中のＣＯが増加されると共に、２次空気の
供給により排ガス中のＯ2が増加され、これらのＣＯと
Ｏ2が第１及び第２の低温活性触媒１１，１２上で反応
する。この反応熱により各低温活性触媒１１，１２は上
流側の三元触媒８やＨ2Ｏトラップ９、ＨＣトラップ１
０に先行して昇温されて活性温度（２５０〜３００℃）
に達し、その後に排気熱による昇温作用で三元触媒８や
Ｈ2Ｏトラップ９、ＨＣトラップ１０が昇温されること
になる。
【００１４】冷態始動のごく初期の低温活性触媒１１，
１２が未だ昇温されない時点では、排ガス中のＨＣはＨ
Ｃトラップ１０に吸着されて排気中への排出が防止さ
れ、又、排ガス中のＨ2ＯはＨ2Ｏトラップ９に吸着され
て下流側のＨＣトラップ１０や低温活性触媒１１，１２
に対するＨ2Ｏの悪影響が防止される。第１及び第２の
低温活性触媒１１，１２が昇温されて浄化作用を奏し始
めると、排気空燃比のリッチ化とエアポンプ１５による
２次空気の供給は中止され、排気熱によりＨＣトラップ
１０が昇温されると、ＨＣトラップ１０から離脱したＨ
Ｃは下流側の第１及び第２の低温活性触媒１１，１２に
より浄化される。
１２が未だ昇温されない時点では、排ガス中のＨＣはＨ
Ｃトラップ１０に吸着されて排気中への排出が防止さ
れ、又、排ガス中のＨ2ＯはＨ2Ｏトラップ９に吸着され
て下流側のＨＣトラップ１０や低温活性触媒１１，１２
に対するＨ2Ｏの悪影響が防止される。第１及び第２の
低温活性触媒１１，１２が昇温されて浄化作用を奏し始
めると、排気空燃比のリッチ化とエアポンプ１５による
２次空気の供給は中止され、排気熱によりＨＣトラップ
１０が昇温されると、ＨＣトラップ１０から離脱したＨ
Ｃは下流側の第１及び第２の低温活性触媒１１，１２に
より浄化される。
【００１５】その後はエンジン１の運転状態に応じて空
燃比が制御されるが、低温活性触媒１１，１２を活性化
するにはパラジウムを酸化パラジウムとして存在させる
必要があることから、エアポンプ１５により少量の２次
空気が適宜供給されて、低温活性触媒１１，１２に到達
する排気空燃比が常に１５以上に保持される。又、この
リーン側の空燃比制御により低温活性触媒１１，１２に
はＮＯｘ浄化が期待できないことから、ＮＯｘ浄化は上
流側の三元触媒８によって行われる。
燃比が制御されるが、低温活性触媒１１，１２を活性化
するにはパラジウムを酸化パラジウムとして存在させる
必要があることから、エアポンプ１５により少量の２次
空気が適宜供給されて、低温活性触媒１１，１２に到達
する排気空燃比が常に１５以上に保持される。又、この
リーン側の空燃比制御により低温活性触媒１１，１２に
はＮＯｘ浄化が期待できないことから、ＮＯｘ浄化は上
流側の三元触媒８によって行われる。
【００１６】一方、ＥＣＵ２１は定期的に低温活性触媒
１１，１２に蓄性されたＳＯｘの量（被毒Ｓ量Ｑs）の
推定処理を実行し（再生時期判定手段）、被毒Ｓ量Ｑs
が所定値に達したときには、図２に示すＳＯｘパージル
ーチンを所定の制御インターバルで実行する。被毒Ｓ量
Ｑsの推定は、例えば単位時間当たりの燃料噴射量を基
本として空燃比Ａ／Ｆ、燃料中のＳ含有量、触媒温度等
に応じて補正して低温活性触媒１１，１２に吸着される
ＳＯｘの量を算出し、その値を逐次積算することで求め
られる。
１１，１２に蓄性されたＳＯｘの量（被毒Ｓ量Ｑs）の
推定処理を実行し（再生時期判定手段）、被毒Ｓ量Ｑs
が所定値に達したときには、図２に示すＳＯｘパージル
ーチンを所定の制御インターバルで実行する。被毒Ｓ量
Ｑsの推定は、例えば単位時間当たりの燃料噴射量を基
本として空燃比Ａ／Ｆ、燃料中のＳ含有量、触媒温度等
に応じて補正して低温活性触媒１１，１２に吸着される
ＳＯｘの量を算出し、その値を逐次積算することで求め
られる。
【００１７】ＳＯｘパージルーチンが開始されると、Ｅ
ＣＵ２１はステップＳ２で再生カウンタＣをリセット
し、ステップＳ４で排気空燃比をリッチ側（空燃比１０
〜１３程度）に制御すると共に、エアポンプ１５にて２
次空気の供給を開始して、以下の何れかの条件を満たす
（空燃比制御手段、触媒再生手段）。 ａ）低温活性触媒１１，１２が７００℃以上に保持され
て、空燃比１５程度の排ガスに晒される（以下、この条
件を高温リーンという） ｂ）低温活性触媒１１，１２が６００℃以上に保持され
て、空燃比１３程度の排ガスに晒される（以下、この条
件を中温リッチという） 排気空燃比のリッチ化により排ガス中のＣＯが増加され
ると共に、２次空気の供給により排ガス中のＯ2が増加
され、これらのＣＯとＯ2が第１及び第２の低温活性触
媒１１，１２上で反応することで低温活性触媒１１，１
２が昇温されて、上記ａ）又はｂ）の温度条件が満たさ
れる。又、リッチ化された排ガスに２次空気が混合され
て、低温活性触媒１１，１２に到達する排ガスが上記達
成された温度条件に対応する空燃比に保持される。その
結果、高温リッチ又は中温リーンが成立し、低温活性触
媒１１，１２に蓄積されたＳＯｘが放出・還元される。
ＣＵ２１はステップＳ２で再生カウンタＣをリセット
し、ステップＳ４で排気空燃比をリッチ側（空燃比１０
〜１３程度）に制御すると共に、エアポンプ１５にて２
次空気の供給を開始して、以下の何れかの条件を満たす
（空燃比制御手段、触媒再生手段）。 ａ）低温活性触媒１１，１２が７００℃以上に保持され
て、空燃比１５程度の排ガスに晒される（以下、この条
件を高温リーンという） ｂ）低温活性触媒１１，１２が６００℃以上に保持され
て、空燃比１３程度の排ガスに晒される（以下、この条
件を中温リッチという） 排気空燃比のリッチ化により排ガス中のＣＯが増加され
ると共に、２次空気の供給により排ガス中のＯ2が増加
され、これらのＣＯとＯ2が第１及び第２の低温活性触
媒１１，１２上で反応することで低温活性触媒１１，１
２が昇温されて、上記ａ）又はｂ）の温度条件が満たさ
れる。又、リッチ化された排ガスに２次空気が混合され
て、低温活性触媒１１，１２に到達する排ガスが上記達
成された温度条件に対応する空燃比に保持される。その
結果、高温リッチ又は中温リーンが成立し、低温活性触
媒１１，１２に蓄積されたＳＯｘが放出・還元される。
【００１８】続くステップＳ６では、ＳＯｘパージを継
続する再生時間Ｔpurgeを決定する。即ち、ＳＯxの放出
・還元速度はエンジン１の運転状態に応じて変化するこ
とから、予めエンジン回転速度Ｎe及びエンジン負荷に
応じて設定されたマップに従って再生時間Ｔpurgeを設
定する。例えば、エンジン回転速度及びエンジン負荷の
増加に伴ってＳＯｘの放出・還元速度が増加することか
ら、それに応じて再生時間Ｔpurgeは減少設定される。
次いで、ステップＳ８で再生カウンタＣをインクリメン
トし、ステップＳ１０で再生カウンタＣが再生時間Ｔpu
rgeに対応する値Ｃpurgeに達したか否かを判定する。判
定がＮＯ（否定）のときにはステップＳ８に戻り、判定
がＹＥＳ（肯定）になるとステップＳ１２に移行して、
排気空燃比のリッチ化を中止、つまり通常通りエンジン
１の運転状態に応じた空燃比制御に復帰すると共に、エ
アポンプ１５を停止させて２次空気の供給を中止し、こ
のルーチンを終了する。
続する再生時間Ｔpurgeを決定する。即ち、ＳＯxの放出
・還元速度はエンジン１の運転状態に応じて変化するこ
とから、予めエンジン回転速度Ｎe及びエンジン負荷に
応じて設定されたマップに従って再生時間Ｔpurgeを設
定する。例えば、エンジン回転速度及びエンジン負荷の
増加に伴ってＳＯｘの放出・還元速度が増加することか
ら、それに応じて再生時間Ｔpurgeは減少設定される。
次いで、ステップＳ８で再生カウンタＣをインクリメン
トし、ステップＳ１０で再生カウンタＣが再生時間Ｔpu
rgeに対応する値Ｃpurgeに達したか否かを判定する。判
定がＮＯ（否定）のときにはステップＳ８に戻り、判定
がＹＥＳ（肯定）になるとステップＳ１２に移行して、
排気空燃比のリッチ化を中止、つまり通常通りエンジン
１の運転状態に応じた空燃比制御に復帰すると共に、エ
アポンプ１５を停止させて２次空気の供給を中止し、こ
のルーチンを終了する。
【００１９】以上のようにＳＯｘパージ時には、従来例
のような点火時期リタード等による排気昇温を実施する
ことなく、ＣＯとＯ2を供給して低温活性触媒１１，１
２上での反応熱を利用して低温活性触媒１１，１２の昇
温を行っている。従って、上流側のＨ2Ｏトラップ９と
ＨＣトラップ１０はＳＯｘパージの間も耐熱許容温度以
下に保持され、過熱による吸着作用の劣化を未然に防止
することができる。
のような点火時期リタード等による排気昇温を実施する
ことなく、ＣＯとＯ2を供給して低温活性触媒１１，１
２上での反応熱を利用して低温活性触媒１１，１２の昇
温を行っている。従って、上流側のＨ2Ｏトラップ９と
ＨＣトラップ１０はＳＯｘパージの間も耐熱許容温度以
下に保持され、過熱による吸着作用の劣化を未然に防止
することができる。
【００２０】又、ＣＯの供給は空燃比のリッチ化により
実現され、Ｏ2の供給は既存のエアポンプ１５を利用し
て実現されるため、このＳＯｘパージ処理の実施のため
に特別な装置を追加する必要は一切なく、その製造コス
トを抑制することができる。以上で実施形態の説明を終
えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるもの
ではない。例えば、上記実施形態では、吸気ポート内に
燃料を噴射する吸気管噴射型のエンジン１用の排ガス浄
化装置として具体化したが、適用するエンジンの種別は
これに限ることはなく、例えば燃焼室内に直接燃料を噴
射する筒内噴射型エンジン用の排ガス浄化装置として具
体化してもよい。
実現され、Ｏ2の供給は既存のエアポンプ１５を利用し
て実現されるため、このＳＯｘパージ処理の実施のため
に特別な装置を追加する必要は一切なく、その製造コス
トを抑制することができる。以上で実施形態の説明を終
えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるもの
ではない。例えば、上記実施形態では、吸気ポート内に
燃料を噴射する吸気管噴射型のエンジン１用の排ガス浄
化装置として具体化したが、適用するエンジンの種別は
これに限ることはなく、例えば燃焼室内に直接燃料を噴
射する筒内噴射型エンジン用の排ガス浄化装置として具
体化してもよい。
【００２１】又、上記実施形態では、排気通路６にＨ2
Ｏトラップ９とＨＣトラップ１０とを共に備えたが、必
ずしも双方を設ける必要はなく、何れか一方のみを設け
てもよい。更に、上記実施形態では、常温においてもＣ
ＯとＯ2とを反応させ得る低温活性触媒１１，１２を備
えた排ガス浄化装置に具体化したが、必ずしも常温活性
の特性は必要でなく、上流側の三元触媒８等の活性より
早いタイミングでＣＯとＯ 2の反応により昇温して活性
可能なものであれば、その活性温度は常温より高くても
よい。
Ｏトラップ９とＨＣトラップ１０とを共に備えたが、必
ずしも双方を設ける必要はなく、何れか一方のみを設け
てもよい。更に、上記実施形態では、常温においてもＣ
ＯとＯ2とを反応させ得る低温活性触媒１１，１２を備
えた排ガス浄化装置に具体化したが、必ずしも常温活性
の特性は必要でなく、上流側の三元触媒８等の活性より
早いタイミングでＣＯとＯ 2の反応により昇温して活性
可能なものであれば、その活性温度は常温より高くても
よい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関の
排ガス浄化装置によれば、触媒上での未燃成分とＯ2と
の反応熱を利用して触媒を昇温させるため、排気昇温の
ように触媒と共に上流側のＨ2ＯトラップやＨＣトラッ
プを昇温させてしまうことがなく、それらのＨ2Ｏトラ
ップやＨＣトラップの吸着作用の劣化を未然に防止した
上で、触媒の再生処理を実施することができる。
排ガス浄化装置によれば、触媒上での未燃成分とＯ2と
の反応熱を利用して触媒を昇温させるため、排気昇温の
ように触媒と共に上流側のＨ2ＯトラップやＨＣトラッ
プを昇温させてしまうことがなく、それらのＨ2Ｏトラ
ップやＨＣトラップの吸着作用の劣化を未然に防止した
上で、触媒の再生処理を実施することができる。
【図１】実施形態の内燃機関の排ガス浄化装置を示す全
体構成図である。
体構成図である。
【図２】ＥＣＵが実行するＳＯｘパージルーチンを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
１ エンジン（内燃機関） ６ 排気通路 ９ Ｈ2Ｏトラップ １０ ＨＣトラップ １１，１２ 低温活性触媒 １５ エアポンプ（２次空気供給手段） ２１ ＥＣＵ（空燃比制御手段、再生時期判定手
段、触媒再生手段）
段、触媒再生手段）
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｇ ３０１Ｔ 45/00 ３１４ 45/00 ３１４Ｚ (72)発明者 前田 勝幸 東京都大田区下丸子四丁目21番１号 三菱 自動車エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 塩田 聖二 東京都大田区下丸子四丁目21番１号 三菱 自動車エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 AA04 BA09 BA13 BA25 CA03 CA04 DA19 EB08 FA00 FA07 FA10 FA20 FA33 3G091 AA12 AA17 AA23 AA24 AA28 AB02 AB03 AB08 AB10 BA03 BA04 BA11 BA14 BA15 BA19 BA32 BA33 CA22 CB02 CB08 DA02 DB10 EA01 EA05 EA07 EA16 EA30 FA02 FA04 FA12 FA13 FA14 FB02 FB03 FB12 FC02 FC04 FC05 FC07 FC08 GB05W GB06W GB07W HA03 HA08 HA12 HA19 HA20 HA47 3G301 HA01 HA15 JA33 KA08 KA09 KA24 KA25 LA08 LB02 MA01 MA12 NA04 NC02 NE01 NE13 NE15 NE23 PA01Z PA11Z PD00Z PE01Z PE08Z
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられたＨ2Ｏ
トラップ及び／又はＨＣトラップと、 上記排気通路の上記トラップの下流側に設けられ、未燃
成分とＯ2とを反応させる触媒と、 上記トラップの上流側に２次空気を供給する２次空気供
給手段と、 上記内燃機関から排出される排ガス空燃比をリッチ化す
る空燃比制御手段と、 上記触媒の硫黄被毒に対する再生を行うべき時期を判定
する再生時期判定手段と、 上記再生時期判定手段により再生を行うべき時期と判定
されると、上記２次空気供給手段により２次空気を供給
すると共に、上記空燃比制御手段により排ガス空燃比を
リッチ化して上記触媒を昇温させる触媒再生手段とを備
えたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130136A JP2001303939A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130136A JP2001303939A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001303939A true JP2001303939A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18639288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000130136A Withdrawn JP2001303939A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001303939A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7121087B2 (en) * | 2000-11-06 | 2006-10-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
| US7296400B2 (en) | 2003-10-21 | 2007-11-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| CN102132018A (zh) * | 2008-03-03 | 2011-07-20 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的排气净化装置 |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000130136A patent/JP2001303939A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7121087B2 (en) * | 2000-11-06 | 2006-10-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
| US7296400B2 (en) | 2003-10-21 | 2007-11-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| CN102132018A (zh) * | 2008-03-03 | 2011-07-20 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的排气净化装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070703 |