JP2003013830A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
エンジンの排気浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＨＣ吸着層の表面に三元触媒層を形成した触
媒コンバータを備えたエンジンにおいて、ＨＣの脱離温
度が三元触媒層の活性開始温度よりも低いことから、触
媒が活性化する過程では脱離した一部のＨＣが酸化され
ることなく排出されてしまう。 【解決手段】 触媒コンバータに三元触媒層からＨＣ吸
着層への伝熱を抑制する中間層などからなる熱伝達抑制
手段を設けると共に、エンジンの冷間始動時など三元触
媒層がその活性温度に満たないときに、ＨＣ吸着層がＨ
Ｃ脱離開始温度に達する以前に前記三元触媒層が活性温
度に達するように排気温度を制御する。
媒コンバータを備えたエンジンにおいて、ＨＣの脱離温
度が三元触媒層の活性開始温度よりも低いことから、触
媒が活性化する過程では脱離した一部のＨＣが酸化され
ることなく排出されてしまう。 【解決手段】 触媒コンバータに三元触媒層からＨＣ吸
着層への伝熱を抑制する中間層などからなる熱伝達抑制
手段を設けると共に、エンジンの冷間始動時など三元触
媒層がその活性温度に満たないときに、ＨＣ吸着層がＨ
Ｃ脱離開始温度に達する以前に前記三元触媒層が活性温
度に達するように排気温度を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの排気浄化
装置に関し、特に触媒担体に三元触媒層とHC吸着層とを
形成した触媒コンバータを備えた排気浄化装置に関す
る。
装置に関し、特に触媒担体に三元触媒層とHC吸着層とを
形成した触媒コンバータを備えた排気浄化装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】エンジンの冷間運転時
の排気エミッション性能を改善するものとして、触媒担
体上にＨＣ吸着材と酸化触媒または三元触媒とを積層し
た多層構造の触媒コンバータが知られている。触媒の活
性が不十分な冷間運転時にエンジンから排出された未燃
燃料分はＨＣ吸着層に一時的に吸着され、ある程度触媒
コンバータの温度が上昇するとＨＣは吸着層から脱離し
て表層側の三元触媒層により酸化処理される。ただし、
一般にＨＣ吸着層からのＨＣの脱離温度は三元触媒層の
活性開始温度よりも低いので、触媒が活性化する過程で
は脱離した一部のＨＣが酸化されることなく排出されて
しまう。
の排気エミッション性能を改善するものとして、触媒担
体上にＨＣ吸着材と酸化触媒または三元触媒とを積層し
た多層構造の触媒コンバータが知られている。触媒の活
性が不十分な冷間運転時にエンジンから排出された未燃
燃料分はＨＣ吸着層に一時的に吸着され、ある程度触媒
コンバータの温度が上昇するとＨＣは吸着層から脱離し
て表層側の三元触媒層により酸化処理される。ただし、
一般にＨＣ吸着層からのＨＣの脱離温度は三元触媒層の
活性開始温度よりも低いので、触媒が活性化する過程で
は脱離した一部のＨＣが酸化されることなく排出されて
しまう。
【０００３】これに対して、特開平11-82003号公報に
は、ＨＣ吸着層からＨＣの脱離が開始されてから三元触
媒が活性温度に達するまでの間に点火時期リタードや回
転上昇制御を行うことにより排気温度を上昇させて三元
触媒の活性化を促進するようにしたものが提案されてい
る。しかしながら、このような排気温度制御によって
も、三元触媒が活性化するまでの間のＨＣ吸着層からの
ＨＣの脱離は抑えられないので、ＨＣエミッション性能
という観点からは改善の余地があった。
は、ＨＣ吸着層からＨＣの脱離が開始されてから三元触
媒が活性温度に達するまでの間に点火時期リタードや回
転上昇制御を行うことにより排気温度を上昇させて三元
触媒の活性化を促進するようにしたものが提案されてい
る。しかしながら、このような排気温度制御によって
も、三元触媒が活性化するまでの間のＨＣ吸着層からの
ＨＣの脱離は抑えられないので、ＨＣエミッション性能
という観点からは改善の余地があった。
【０００４】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、エンジン始動時にＨＣ吸着層からのＨＣの
脱離を確実に抑止することのできる排気浄化装置を提供
することを目的としている。
れたもので、エンジン始動時にＨＣ吸着層からのＨＣの
脱離を確実に抑止することのできる排気浄化装置を提供
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、触媒担体
と該担体を被覆する三元触媒層との間にＨＣ吸着層を形
成した触媒コンバータをエンジン排気通路に介装した排
気浄化装置において、前記触媒コンバータに三元触媒層
からＨＣ吸着層への伝熱を抑制する熱伝達抑制手段を設
ける。また、エンジンの冷間始動時など三元触媒層が活
性温度に満たないときには、前記ＨＣ吸着層がＨＣ脱離
開始温度に達する以前に前記三元触媒層が活性温度に達
するように排気温度を制御する排気温度制御手段とを備
える。
と該担体を被覆する三元触媒層との間にＨＣ吸着層を形
成した触媒コンバータをエンジン排気通路に介装した排
気浄化装置において、前記触媒コンバータに三元触媒層
からＨＣ吸着層への伝熱を抑制する熱伝達抑制手段を設
ける。また、エンジンの冷間始動時など三元触媒層が活
性温度に満たないときには、前記ＨＣ吸着層がＨＣ脱離
開始温度に達する以前に前記三元触媒層が活性温度に達
するように排気温度を制御する排気温度制御手段とを備
える。
【０００６】第２の発明は、前記第１の発明の熱伝達抑
制手段として、三元触媒層とＨＣ吸着層との間に断熱材
からなる中間層を形成する。
制手段として、三元触媒層とＨＣ吸着層との間に断熱材
からなる中間層を形成する。
【０００７】第３の発明は、前記第１の発明の熱伝達抑
制手段として、三元触媒層に比較してＨＣ吸着層の厚さ
を大とした構成を適用する。
制手段として、三元触媒層に比較してＨＣ吸着層の厚さ
を大とした構成を適用する。
【０００８】第４の発明は、前記第１から第３の発明に
おける熱伝達抑制手段として、ＨＣ吸着層に比熱の大き
な材質を適用する。
おける熱伝達抑制手段として、ＨＣ吸着層に比熱の大き
な材質を適用する。
【０００９】第５の発明は、前記第１から第３の発明に
おける熱伝達抑制手段として、三元触媒層に対する層間
接触面積を小とした構成を適用する。
おける熱伝達抑制手段として、三元触媒層に対する層間
接触面積を小とした構成を適用する。
【００１０】第６の発明は、前記第１の発明の排気温度
制御手段を、火花点火式エンジンの点火時期を遅らせる
点火時期リタード制御または回転数を上昇させる回転数
上昇制御の少なくとも何れか一方によりエンジン始動後
の排気温度を上昇させるように構成する。
制御手段を、火花点火式エンジンの点火時期を遅らせる
点火時期リタード制御または回転数を上昇させる回転数
上昇制御の少なくとも何れか一方によりエンジン始動後
の排気温度を上昇させるように構成する。
【００１１】第７の発明は、前記第１または第６の発明
の排気温度制御手段を、活性温度付近に達して以降は三
元触媒層が該活性温度付近の温度に維持されるように排
気温度を制御するように構成する。
の排気温度制御手段を、活性温度付近に達して以降は三
元触媒層が該活性温度付近の温度に維持されるように排
気温度を制御するように構成する。
【００１２】第８の発明は、前記第１または第６の発明
の排気温度制御手段を、活性温度付近に達して以降はＨ
Ｃ吸着層が脱離開始温度に達することを遅延させられる
ように排気温度を制御するように構成する。
の排気温度制御手段を、活性温度付近に達して以降はＨ
Ｃ吸着層が脱離開始温度に達することを遅延させられる
ように排気温度を制御するように構成する。
【００１３】
【作用・効果】前記第１の発明以下の各発明によれば、
例えば第２〜第５の発明に示したような熱伝達抑制手段
により三元触媒層からＨＣ吸着層への熱伝達を抑制した
ことから、エンジン始動後の暖機運転時などに排気温度
を上昇させることでＨＣ吸着層がＨＣ脱離温度に達する
以前に三元触媒層を活性温度にまで昇温させることが可
能である。これにより、低温条件下でのＨＣ排出を確実
に抑制して排気エミッション性能を改善することができ
る。
例えば第２〜第５の発明に示したような熱伝達抑制手段
により三元触媒層からＨＣ吸着層への熱伝達を抑制した
ことから、エンジン始動後の暖機運転時などに排気温度
を上昇させることでＨＣ吸着層がＨＣ脱離温度に達する
以前に三元触媒層を活性温度にまで昇温させることが可
能である。これにより、低温条件下でのＨＣ排出を確実
に抑制して排気エミッション性能を改善することができ
る。
【００１４】熱伝達抑制手段としては、第２の発明とし
て示したように三元触媒層とＨＣ吸着層との間に断熱材
からなる中間層を形成して三元触媒層からの熱が直接的
にＨＣ吸着層に伝わらないようにする。あるいは、第３
の発明として示したようにＨＣ吸着層の厚さを三元触媒
層に比較して大とする。これによりＨＣ吸着層の熱容量
が増大して三元触媒層からの熱伝達により昇温しにくく
なると共に三元触媒層は昇温しやすくなるので、ＨＣ吸
着層がＨＣ脱離温度に達する前に三元触媒層を速やかに
活性温度にまで高めることができる。また、熱伝達抑制
手段として、第４の発明として示したようにＨＣ吸着層
を比熱の大きな材質で構成し、あるいは第５の発明とし
て示したように三元触媒層に対する層間接触面積を小さ
くすることによっても、三元触媒層からＨＣ吸着層への
熱伝達を抑制することができる。
て示したように三元触媒層とＨＣ吸着層との間に断熱材
からなる中間層を形成して三元触媒層からの熱が直接的
にＨＣ吸着層に伝わらないようにする。あるいは、第３
の発明として示したようにＨＣ吸着層の厚さを三元触媒
層に比較して大とする。これによりＨＣ吸着層の熱容量
が増大して三元触媒層からの熱伝達により昇温しにくく
なると共に三元触媒層は昇温しやすくなるので、ＨＣ吸
着層がＨＣ脱離温度に達する前に三元触媒層を速やかに
活性温度にまで高めることができる。また、熱伝達抑制
手段として、第４の発明として示したようにＨＣ吸着層
を比熱の大きな材質で構成し、あるいは第５の発明とし
て示したように三元触媒層に対する層間接触面積を小さ
くすることによっても、三元触媒層からＨＣ吸着層への
熱伝達を抑制することができる。
【００１５】三元触媒層の活性化のために排気温度を上
昇させる制御としては、第６の発明として示したように
点火時期リタードまたは回転数上昇の何れか一方または
双方の制御を実行する。点火時期を遅らせると排気熱損
失の増大に伴い排気温度が上昇する。また回転数を高め
れば単位時間当たりの燃焼ガス量ないしは排気流量が増
えることから排気温度が上昇する。
昇させる制御としては、第６の発明として示したように
点火時期リタードまたは回転数上昇の何れか一方または
双方の制御を実行する。点火時期を遅らせると排気熱損
失の増大に伴い排気温度が上昇する。また回転数を高め
れば単位時間当たりの燃焼ガス量ないしは排気流量が増
えることから排気温度が上昇する。
【００１６】第７または第８の発明として示したよう
に、活性温度に達して以降は三元触媒の温度が当該活性
温度付近に維持されるように、あるいはＨＣ吸着層の温
度が脱離開始温度に達するのを遅延させるように、点火
時期リタードや回転数上昇の制御を抑制することによ
り、余剰な加熱によるＨＣ吸着層の温度上昇を抑えてＨ
Ｃの脱離速度を低減できるので、脱離ＨＣと三元触媒層
の触媒貴金属とが酸化反応を起こす頻度が増えてＨＣ浄
化率をより向上させることができる。
に、活性温度に達して以降は三元触媒の温度が当該活性
温度付近に維持されるように、あるいはＨＣ吸着層の温
度が脱離開始温度に達するのを遅延させるように、点火
時期リタードや回転数上昇の制御を抑制することによ
り、余剰な加熱によるＨＣ吸着層の温度上昇を抑えてＨ
Ｃの脱離速度を低減できるので、脱離ＨＣと三元触媒層
の触媒貴金属とが酸化反応を起こす頻度が増えてＨＣ浄
化率をより向上させることができる。
【００１７】
【実施形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて
説明する。図１または図２は、本実施形態に係るガソリ
ンエンジンの概略構成を示している。図において、１は
コントローラであり、エンジン２の燃料噴射量、点火時
期、排気温度を制御する機能を有する。エンジン２の吸
気通路３には吸入空気量を検出するエアフローメータ４
およびスロットルバルブ５が設けられ、吸気通路３には
燃料噴射弁６が設けられている。燃料噴射弁６には図示
しない燃料供給系統により一定圧力で燃料が供給され、
その開弁時間に応じた量の燃料を噴射するように構成さ
れている。コントローラ１により演算される燃料噴射量
は、前記燃料噴射弁６の開弁時間に相当する噴射パルス
幅として算出される。
説明する。図１または図２は、本実施形態に係るガソリ
ンエンジンの概略構成を示している。図において、１は
コントローラであり、エンジン２の燃料噴射量、点火時
期、排気温度を制御する機能を有する。エンジン２の吸
気通路３には吸入空気量を検出するエアフローメータ４
およびスロットルバルブ５が設けられ、吸気通路３には
燃料噴射弁６が設けられている。燃料噴射弁６には図示
しない燃料供給系統により一定圧力で燃料が供給され、
その開弁時間に応じた量の燃料を噴射するように構成さ
れている。コントローラ１により演算される燃料噴射量
は、前記燃料噴射弁６の開弁時間に相当する噴射パルス
幅として算出される。
【００１８】７はエンジンクランクシャフトの回転角度
およびエンジン回転数を検出するためのクランク角セン
サ、８はエンジン冷却水温を検出する水温センサ、９は
排気通路１０にて排気中の酸素濃度を検出する空燃比セ
ンサである。１１は排気通路１０に介装された触媒コン
バータであり、これは触媒担体上にＨＣ吸着層と三元触
媒層とを積層した構成のＨＣ吸着触媒を備えている。１
２は前記三元触媒部分の温度を検出する触媒温度センサ
である。図２に示したように前記ＨＣ吸着触媒１１の上
流側に三元触媒からなる他の触媒コンバータ１３を介装
した構成を適用することもできる。１４は点火プラグで
あり、コントローラ１からの信号に基づき設定された点
火時期に燃料への点火を行う。
およびエンジン回転数を検出するためのクランク角セン
サ、８はエンジン冷却水温を検出する水温センサ、９は
排気通路１０にて排気中の酸素濃度を検出する空燃比セ
ンサである。１１は排気通路１０に介装された触媒コン
バータであり、これは触媒担体上にＨＣ吸着層と三元触
媒層とを積層した構成のＨＣ吸着触媒を備えている。１
２は前記三元触媒部分の温度を検出する触媒温度センサ
である。図２に示したように前記ＨＣ吸着触媒１１の上
流側に三元触媒からなる他の触媒コンバータ１３を介装
した構成を適用することもできる。１４は点火プラグで
あり、コントローラ１からの信号に基づき設定された点
火時期に燃料への点火を行う。
【００１９】前記触媒コンバータ１１の触媒層の構成例
を図３以下に示す。図３に示した触媒の実施形態は、ハ
ニカム触媒担体２１の表面にゼオライトなどからなるＨ
Ｃ吸着層２２が被覆され、さらにその上に三元触媒層２
３が被覆されている。前記ＨＣ吸着層２２は図示したよ
うに三元触媒層２３に比較して厚さが大になっており、
これによりＨＣ吸着層２２の熱容量を大きくして温度が
上昇しにくくなるようにしている。図４は他の実施形態
であり、これはハニカム触媒担体２１の表面に被覆する
ＨＣ吸着層２２と三元触媒層２３との間に断熱材からな
る中間層２４を形成し、中間層２４により三元触媒層２
３からＨＣ吸着層２２への直接の熱伝達が行われないよ
うにすることでＨＣ吸着層の温度上昇を抑制するように
している。前記中間層２４を構成する断熱材としては例
えば触媒貴金属を含まないアルミナやセリアを適用する
ことで熱伝達が行われにくい構成とすることができる。
を図３以下に示す。図３に示した触媒の実施形態は、ハ
ニカム触媒担体２１の表面にゼオライトなどからなるＨ
Ｃ吸着層２２が被覆され、さらにその上に三元触媒層２
３が被覆されている。前記ＨＣ吸着層２２は図示したよ
うに三元触媒層２３に比較して厚さが大になっており、
これによりＨＣ吸着層２２の熱容量を大きくして温度が
上昇しにくくなるようにしている。図４は他の実施形態
であり、これはハニカム触媒担体２１の表面に被覆する
ＨＣ吸着層２２と三元触媒層２３との間に断熱材からな
る中間層２４を形成し、中間層２４により三元触媒層２
３からＨＣ吸着層２２への直接の熱伝達が行われないよ
うにすることでＨＣ吸着層の温度上昇を抑制するように
している。前記中間層２４を構成する断熱材としては例
えば触媒貴金属を含まないアルミナやセリアを適用する
ことで熱伝達が行われにくい構成とすることができる。
【００２０】前記三元触媒層２３からＨＣ吸着層２２へ
の熱伝達をさらに抑制するためには、ＨＣ吸着層２２を
より比熱の大きい材料で形成し、あるいは多孔質構造に
よる気孔や空隙により三元触媒層２３との層間接触面積
を少なくしてやることが有効である。
の熱伝達をさらに抑制するためには、ＨＣ吸着層２２を
より比熱の大きい材料で形成し、あるいは多孔質構造に
よる気孔や空隙により三元触媒層２３との層間接触面積
を少なくしてやることが有効である。
【００２１】次に、前記構成下でコントローラ１により
実行されるエンジン制御につき説明する。前記コントロ
ーラ１はマイクロコンピュータおよびその周辺装置から
構成され、運転状態信号として前記エアフローメータ４
からの吸入空気量信号、クランク角センサ９からの回転
数信号、水温センサ１０からの水温信号、空燃比センサ
１１からの酸素濃度信号等が入力し、これらに基づき燃
料噴射量および点火制御量の演算を行うと共に、前記水
温信号および触媒温度センサ１４からの触媒温度信号を
用いて排気温度を制御する。
実行されるエンジン制御につき説明する。前記コントロ
ーラ１はマイクロコンピュータおよびその周辺装置から
構成され、運転状態信号として前記エアフローメータ４
からの吸入空気量信号、クランク角センサ９からの回転
数信号、水温センサ１０からの水温信号、空燃比センサ
１１からの酸素濃度信号等が入力し、これらに基づき燃
料噴射量および点火制御量の演算を行うと共に、前記水
温信号および触媒温度センサ１４からの触媒温度信号を
用いて排気温度を制御する。
【００２２】図５と図６は前記排気温度制御の第１の実
施形態を示し、図５は排気温度制御の処理内容を表す流
れ図、図６は前記処理によるタイミング図である。図５
中の符号Ｓは処理ステップを表す。この処理はコントロ
ーラ１内のマイクロコンピュータにより周期的に実行さ
れる。
施形態を示し、図５は排気温度制御の処理内容を表す流
れ図、図６は前記処理によるタイミング図である。図５
中の符号Ｓは処理ステップを表す。この処理はコントロ
ーラ１内のマイクロコンピュータにより周期的に実行さ
れる。
【００２３】この排気制御では、まずステップ１１にて
エンジン始動時の冷却水温を水温センサ８からの信号に
より検出し、次いでステップ１２にて前記検出水温をあ
らかじめ設定された基準値と比較することで排気昇温す
なわち触媒の加熱を行うべき温度条件であるか否かを判
定する。水温が基準値よりも高いときは以降の処理を行
わずに今回の制御ルーチンを終了する。水温が基準値よ
りも低いときには、次にステップ１３にて点火時期を安
定限界付近にまで遅角させる点火時期リタードを行う。
このときの点火時期は、例えばエンジン回転数と水温と
からリタード量を与えるようにあらかじめ設定されたテ
ーブルを検索して求められる。
エンジン始動時の冷却水温を水温センサ８からの信号に
より検出し、次いでステップ１２にて前記検出水温をあ
らかじめ設定された基準値と比較することで排気昇温す
なわち触媒の加熱を行うべき温度条件であるか否かを判
定する。水温が基準値よりも高いときは以降の処理を行
わずに今回の制御ルーチンを終了する。水温が基準値よ
りも低いときには、次にステップ１３にて点火時期を安
定限界付近にまで遅角させる点火時期リタードを行う。
このときの点火時期は、例えばエンジン回転数と水温と
からリタード量を与えるようにあらかじめ設定されたテ
ーブルを検索して求められる。
【００２４】前記点火時期リタードの後、ステップ１４
にて触媒温度センサ１２からの信号に基づき、触媒コン
バータ１１の三元触媒温度を検出し、次いでステップ１
５にてこの三元触媒温度をあらかじめ設定された活性判
定温度と比較し、活性判定温度に達していないときには
ステップ１３に戻って点火時期リタードを継続し、達し
ていればステップ１６にて点火時期リタードを中止し、
通常の点火時期制御へと移行する。
にて触媒温度センサ１２からの信号に基づき、触媒コン
バータ１１の三元触媒温度を検出し、次いでステップ１
５にてこの三元触媒温度をあらかじめ設定された活性判
定温度と比較し、活性判定温度に達していないときには
ステップ１３に戻って点火時期リタードを継続し、達し
ていればステップ１６にて点火時期リタードを中止し、
通常の点火時期制御へと移行する。
【００２５】前記制御に基づき、図６に示したように冷
間始動後の排気温度が上昇すると共に触媒は速やかに活
性温度に達する。図においてＴｃとＴｈは前記本発明の
構成による三元触媒層温度とＨＣ吸着層温度、Ｔｈａは
断熱を行わない従来構成の触媒によるＨＣ吸着層温度で
ある。前述したようにＨＣ吸着触媒は三元触媒層からＨ
Ｃ吸着層への熱伝達が抑制されるように構成されている
ことから、特性線Ｔｈに見られるように三元触媒温度が
速やかに上昇してもＨＣ吸着層は比較的低温に保たれ、
ＨＣ脱離温度ｔ１に達するまでに三元触媒温度が活性温
度ｔ２にまで昇温する。このため未燃ＨＣ成分の排出量
は図の特性線Ｈで示されるように抑制される。これに対
して、従来はｔ２に達するまでにＨＣ吸着層温度がｔ１
になってしまうため、特性線Ｈａで示したようにＨＣが
排出されてしまっていた。
間始動後の排気温度が上昇すると共に触媒は速やかに活
性温度に達する。図においてＴｃとＴｈは前記本発明の
構成による三元触媒層温度とＨＣ吸着層温度、Ｔｈａは
断熱を行わない従来構成の触媒によるＨＣ吸着層温度で
ある。前述したようにＨＣ吸着触媒は三元触媒層からＨ
Ｃ吸着層への熱伝達が抑制されるように構成されている
ことから、特性線Ｔｈに見られるように三元触媒温度が
速やかに上昇してもＨＣ吸着層は比較的低温に保たれ、
ＨＣ脱離温度ｔ１に達するまでに三元触媒温度が活性温
度ｔ２にまで昇温する。このため未燃ＨＣ成分の排出量
は図の特性線Ｈで示されるように抑制される。これに対
して、従来はｔ２に達するまでにＨＣ吸着層温度がｔ１
になってしまうため、特性線Ｈａで示したようにＨＣが
排出されてしまっていた。
【００２６】また、図中のＴｃ’とＴｈ’はそれぞれ三
元触媒温度がｔ２に達したのちも点火時期リタードを継
続したとした場合の三元触媒層とＨＣ吸着層の温度変化
特性を表しており、この場合はＴｈがｔ１に達した時点
でＨＣの脱離が開始されるが（Ｈｏ）、この時点ではす
でに三元触媒層が活性化して脱離ＨＣを酸化処理するた
めＨＣの排出は抑制される。ただし、本発明のように三
元触媒の活性温度に達した時点で点火時期リタードを終
了させれば、以後の排気温度低下によりＨＣ吸着層の温
度上昇も緩やかになり、それだけｔ１以後のＨＣ脱離速
度が低下するので、三元触媒層による転換効率が向上し
てＨＣの排出量をより低減することができる。三元触媒
層は活性温度に到達したのちは点火時期リタードを終了
させても運転を続ける限りは温度低下することはないの
で、ＨＣの処理は問題なく行うことができる。
元触媒温度がｔ２に達したのちも点火時期リタードを継
続したとした場合の三元触媒層とＨＣ吸着層の温度変化
特性を表しており、この場合はＴｈがｔ１に達した時点
でＨＣの脱離が開始されるが（Ｈｏ）、この時点ではす
でに三元触媒層が活性化して脱離ＨＣを酸化処理するた
めＨＣの排出は抑制される。ただし、本発明のように三
元触媒の活性温度に達した時点で点火時期リタードを終
了させれば、以後の排気温度低下によりＨＣ吸着層の温
度上昇も緩やかになり、それだけｔ１以後のＨＣ脱離速
度が低下するので、三元触媒層による転換効率が向上し
てＨＣの排出量をより低減することができる。三元触媒
層は活性温度に到達したのちは点火時期リタードを終了
させても運転を続ける限りは温度低下することはないの
で、ＨＣの処理は問題なく行うことができる。
【００２７】図７、図９に本発明の排気温度制御に関す
る他の実施形態を示す。図７は第２の実施形態の処理内
容を表す流れ図、図９は第３の実施形態の処理内容を表
す流れ図である。
る他の実施形態を示す。図７は第２の実施形態の処理内
容を表す流れ図、図９は第３の実施形態の処理内容を表
す流れ図である。
【００２８】前記第１の実施形態と異なる部分について
説明すると、図７では三元触媒層温度が活性判定温度に
達するまではステップ１３〜ステップ１６の処理として
エンジン回転数を上昇させる制御を行い、活性温度に達
した後は回転数を元に戻すようにしている。回転数を上
昇させるための制御としては、例えばアイドル空気量の
増量制御を行う。また、図９は、ステップ１３〜ステッ
プ１６の処理として、点火時期リタードとエンジン回転
上昇の双方の制御を行うようにしたものである。
説明すると、図７では三元触媒層温度が活性判定温度に
達するまではステップ１３〜ステップ１６の処理として
エンジン回転数を上昇させる制御を行い、活性温度に達
した後は回転数を元に戻すようにしている。回転数を上
昇させるための制御としては、例えばアイドル空気量の
増量制御を行う。また、図９は、ステップ１３〜ステッ
プ１６の処理として、点火時期リタードとエンジン回転
上昇の双方の制御を行うようにしたものである。
【００２９】図８と図１０にそれぞれ前記図７の制御に
よるタイミング図と、図９の制御によるタイミング図を
示す。図中の符号の意味は図６と同一である。図示した
ようにこれらの制御によってもＨＣ吸着層がＨＣ脱離温
度に達する以前に三元触媒層を活性温度にまで昇温させ
てＨＣの排出を効果的に抑制することができる。
よるタイミング図と、図９の制御によるタイミング図を
示す。図中の符号の意味は図６と同一である。図示した
ようにこれらの制御によってもＨＣ吸着層がＨＣ脱離温
度に達する以前に三元触媒層を活性温度にまで昇温させ
てＨＣの排出を効果的に抑制することができる。
【図１】本発明の実施形態に係る排気浄化装置の全体構
成図。
成図。
【図２】本発明の実施形態に係る排気浄化装置の他の構
成例を示す全体構成図。
成例を示す全体構成図。
【図３】本発明に係る触媒の第１の実施形態の積層構造
を示す断面図。
を示す断面図。
【図４】本発明に係る触媒の第２の実施形態の積層構造
を示す断面図。
を示す断面図。
【図５】本発明に係る排気温度制御の第１の実施形態を
示す流れ図。
示す流れ図。
【図６】排気温度制御の第１の実施形態によるタイミン
グ図。
グ図。
【図７】本発明に係る排気温度制御の第２の実施形態を
示す流れ図。
示す流れ図。
【図８】排気温度制御の第２の実施形態によるタイミン
グ図。
グ図。
【図９】本発明に係る排気温度制御の第３の実施形態を
示す流れ図。
示す流れ図。
【図１０】排気温度制御の第３の実施形態によるタイミ
ング図。
ング図。
１ コントローラ
２ エンジン
３ 吸気通路
４ エアフローメータ
５ スロットルバルブ
６ 燃料噴射弁
７ クランク角センサ
８ 水温センサ
９ 空燃比センサ
１０ 排気通路
１１ 触媒コンバータ（ＨＣ吸着触媒）
１２ 触媒温度センサ
１３ 触媒コンバータ（三元触媒）
１４ 点火プラグ
２１ 触媒担体
２２ ＨＣ吸着層
２３ 三元触媒層
２４ 中間層
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 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｐ
Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ
Ｆターム(参考） 3G022 CA02 DA02 EA01 GA01 GA05
GA09 GA10
3G091 AA17 AB03 AB10 BA02 BA04
BA14 BA15 BA32 BA39 CB02
CB05 DA02 DA07 DB10 DC01
EA01 EA10 EA16 EA18 EA19
EA34 FA01 FA04 FB02 FC07
GA06 GB05W GB09W GB17W
HA00 HA18 HA39
Claims (8)
- 【請求項１】触媒担体と該担体を被覆する三元触媒層と
の間にＨＣ吸着層を形成した触媒コンバータをエンジン
排気通路に介装した排気浄化装置において、 前記触媒コンバータに三元触媒層からＨＣ吸着層への伝
熱を抑制する熱伝達抑制手段を設けると共に、 前記三元触媒層がその活性温度に満たないときに、前記
ＨＣ吸着層がＨＣ脱離開始温度に達する以前に前記三元
触媒層が活性温度に達するように排気温度を制御する排
気温度制御手段とを備えたことを特徴とするエンジンの
排気浄化装置。 - 【請求項２】前記熱伝達抑制手段は、三元触媒層とＨＣ
吸着層との間に設けた断熱材からなる中間層である請求
項１に記載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項３】前記熱伝達抑制手段は、三元触媒層に比較
してＨＣ吸着層の厚さを大とした構成である請求項１に
記載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項４】前記熱伝達抑制手段は、ＨＣ吸着層に比熱
の大きな材質を適用した構成である請求項１から請求項
３の何れかに記載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項５】前記熱伝達抑制手段は、三元触媒層に対す
る層間接触面積を小とした請求項１から請求項３の何れ
かに記載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項６】前記排気温度制御手段は、火花点火式エン
ジンの点火時期を遅らせる点火時期リタード制御または
回転数を上昇させる回転数上昇制御の少なくとも何れか
一方により排気温度を上昇させるように構成されている
請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項７】前記排気温度制御手段は、活性温度付近に
達して以降は三元触媒層が該活性温度付近の温度に維持
されるように排気温度を制御するように構成されている
請求項１または請求項６の何れかに記載のエンジンの排
気浄化装置。 - 【請求項８】前記排気温度制御手段は、活性温度付近に
達して以降はＨＣ吸着層が脱離開始温度に達することを
遅延させられるように排気温度を制御するように構成さ
れている請求項１または請求項６の何れかに記載のエン
ジンの排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197561A JP4576762B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | エンジンの排気浄化装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197561A JP4576762B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | エンジンの排気浄化装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003013830A true JP2003013830A (ja) | 2003-01-15 |
| JP4576762B2 JP4576762B2 (ja) | 2010-11-10 |
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| JP2001197561A Expired - Fee Related JP4576762B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | エンジンの排気浄化装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH06262088A (ja) * | 1993-03-11 | 1994-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | 排気ガス浄化用触媒 |
| JPH0796183A (ja) * | 1993-09-27 | 1995-04-11 | Honda Motor Co Ltd | Ｈｃ浄化部材 |
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| JP2000248979A (ja) * | 1999-02-24 | 2000-09-12 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
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-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001197561A patent/JP4576762B2/ja not_active Expired - Fee Related
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