JP2003301716A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device of internal combustion engine

Info

Publication number
JP2003301716A
JP2003301716A JP2003098719A JP2003098719A JP2003301716A JP 2003301716 A JP2003301716 A JP 2003301716A JP 2003098719 A JP2003098719 A JP 2003098719A JP 2003098719 A JP2003098719 A JP 2003098719A JP 2003301716 A JP2003301716 A JP 2003301716A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
secondary air
internal combustion
combustion engine
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003098719A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunichi Shiino
俊一 椎野
Keiji Okada
圭司 岡田
Kazuhiko Kanetoshi
和彦 兼利
Hirobumi Tsuchida
博文 土田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2003098719A priority Critical patent/JP2003301716A/en
Publication of JP2003301716A publication Critical patent/JP2003301716A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent exhaust of HC by an ignition lag of an exhaust re- combustor 21 for early activating a catalyst, and to avoid adverse influence by desorption of the adsorbed HC. <P>SOLUTION: The exhaust re-combustor 21 is arranged on the upstream side of a catalyst device 23 of an exhaust passage 14 of an internal combustion engine 1, and an HC adsorbent 18 for adsorbing HC is interposed on the upstream side of the exhaust re-combustor. A secondary air pump 20 has an upstream side air introducing part 27 and a downstream side air introducing part 29, and is controlled by opening-closing valves 28 and 30. An engine control unit 26 burns gas again by adding secondary air by enriching the air-fuel ratio of the internal combustion engine 1 via a fuel injection valve 8. The secondary air is introduced from the downstream side of the HC adsorbent 18 up to actually starting combustion, and is switched to introduce the secondary air from the upstream side after starting the combustion. The separation of the HC is promoted by the passing of the secondary air. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置、特に始動直後の排気ガスの排気浄化を図った排
気浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas immediately after starting.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車の内燃機関から排出される排気ガ
スの浄化には、貴金属(白金、ロジウム等)またはその
他の金属からなる触媒を担持した触媒装置が従来から広
く使われている。このような触媒は、排気ガス中の有害
成分であるHC、CO、NOx等を酸化および還元して
浄化している。ところで、この触媒作用を得るためには
排気温度が高くなければならず、例えば300℃前後の
温度が必要である。しかし、内燃機関の始動直後では、
排気ガス温度が低く、触媒が活性化する温度(300℃
前後)に達しないため、排気有害成分の浄化はほとんど
行われず、比較的多量の排気有害物質が大気中へ放出さ
れる、という問題がある。
2. Description of the Related Art A catalyst device carrying a catalyst made of a noble metal (platinum, rhodium, etc.) or another metal has been widely used for purification of exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile. Such a catalyst purifies by oxidizing and reducing HC, CO, NOx and the like which are harmful components in the exhaust gas. By the way, in order to obtain this catalytic action, the exhaust gas temperature must be high, for example, a temperature of about 300 ° C. is necessary. However, immediately after starting the internal combustion engine,
Exhaust gas temperature is low and catalyst activation temperature (300 ° C
Before and after), the exhaust harmful components are hardly purified, and a relatively large amount of exhaust harmful substances is released into the atmosphere.

【0003】そこで、上記問題を解決するため、内燃機
関の排気系に配設された触媒装置の上流側に、さらに、
排気再燃焼器を設け、始動直後に、この再燃焼器におい
て可燃性の排気ガスを燃焼させて、その燃焼熱により触
媒を早期活性化させるものが公知である(特表平6−5
08409号公報等)。この排気浄化装置は、排気再燃
焼器に燃料を噴射するものではなく、内燃機関の空燃比
をリッチにし、かつ2次空気を供給して、可燃成分およ
び空気を含む可燃性の排気ガスを生成し、点火装置でこ
の可燃性ガスを燃焼させるものであり、非常に簡素な構
成でもって触媒の早期活性化を実現できる。しかも、触
媒活性前においても、HC、COを燃焼により浄化する
ことができるため、全体的な排気ガスの清浄化に非常に
有効な手段である、と言える。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, further on the upstream side of the catalyst device arranged in the exhaust system of the internal combustion engine,
It is known that an exhaust gas re-combustor is provided, and a combustible exhaust gas is combusted in this re-combustor immediately after starting, and the catalyst is activated early by the heat of combustion (Tokuhyohei 6-5).
08409, etc.). This exhaust gas purification device does not inject fuel into the exhaust gas recombustor, but makes the air-fuel ratio of the internal combustion engine rich and supplies secondary air to generate combustible exhaust gas containing combustible components and air. However, since the combustible gas is burned by the ignition device, the catalyst can be activated early with a very simple structure. Moreover, since HC and CO can be purified by combustion even before the catalyst is activated, it can be said that this is a very effective means for cleaning the entire exhaust gas.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の排気浄化装置においては、始動時から直ちに排気再
燃焼が行われれば問題はないものの、実際には、排気再
燃焼器内のガスを可燃領域に制御し、かつこれに着火さ
せるのに数秒程度の遅れが存在するため、その期間に未
燃燃料であるHCを比較的大量に放出してしまう欠点が
ある。
However, in the above-mentioned conventional exhaust gas purification apparatus, although there is no problem if exhaust gas re-combustion is carried out immediately after starting, in reality, the gas in the exhaust gas re-combustor is burned in the combustible region. Since there is a delay of about several seconds in controlling the temperature and igniting it, there is a disadvantage that a relatively large amount of unburned HC is discharged during that period.

【0005】特に、排気再燃焼器を作動させる前提とし
て、例えば内燃機関で燃焼する混合気の空燃比をリッチ
状態に設定すると、これに伴って未燃燃料であるHCも
増加するため、排気再燃焼の遅れに伴うHCの排出は大
きな問題となる。
In particular, if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the internal combustion engine is set to a rich state on the premise of operating the exhaust gas recombustor, HC, which is unburned fuel, also increases accordingly. The emission of HC due to the delay of combustion becomes a big problem.

【0006】また、このような始動直後のHCの排出を
防止するために、HC吸着剤を上流側に配置することも
考えられるが、吸着されたHCは、その後、このHC吸
着剤の温度上昇に伴って脱離し、触媒装置に流入するの
で、そのままでは比較的長時間に亙って空燃比制御に影
響が生じてしまい、好ましくない。
It is also possible to arrange the HC adsorbent on the upstream side in order to prevent the discharge of HC immediately after such a start. However, the adsorbed HC then rises in temperature of this HC adsorbent. As it is desorbed and flows into the catalyst device, the air-fuel ratio control is affected for a relatively long time, which is not preferable.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
の課題を解決するために、触媒装置加熱用の排気再燃焼
器の上流側にHC吸着剤を配置することで、排気再燃焼
開始までの間のHCの排出を防止するとともに、このH
C吸着剤のさらに上流側から2次空気を導入すること
で、速やかにHCの脱離を完了するようにした。
In order to solve the above problems, the present invention arranges an HC adsorbent on the upstream side of an exhaust gas recombustor for heating a catalyst device to start exhaust gas recombustion. Prevents the discharge of HC during
By introducing the secondary air from the upstream side of the C adsorbent, the desorption of HC was quickly completed.

【0008】すなわち、請求項1に係る内燃機関の排気
浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられた触媒装置
と、この触媒装置の上流に位置し、かつ点火手段を備え
た排気再燃焼器と、上記排気再燃焼器での再燃焼のため
に内燃機関の排気中の未燃成分を一時的に増加させる未
燃成分供給手段と、同じく排気再燃焼器での再燃焼のた
めに上記排気再燃焼器の上流側において排気ガス中に2
次空気を供給する2次空気供給装置と、を備えてなる内
燃機関の排気浄化装置において、上記排気再燃焼器の上
流側に排気ガス中のHC(炭化水素成分)を吸着するH
C吸着剤が設けられており、かつ上記2次空気供給装置
による2次空気の導入部が上記HC吸着剤の上流側に配
置されていることを特徴としている。
That is, an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to a first aspect of the present invention is an exhaust gas reburner equipped with a catalyst device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, and an upstream side of the catalytic device and having an ignition means. An unburned component supply means for temporarily increasing the unburned component in the exhaust gas of the internal combustion engine for reburning in the exhaust gas recombustor, and the exhaust gas for reburning in the exhaust gas recombustor. 2 in the exhaust gas upstream of the reburner
In an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, comprising: a secondary air supply device for supplying secondary air, H for adsorbing HC (hydrocarbon component) in exhaust gas on the upstream side of the exhaust gas recombustor.
A C adsorbent is provided, and a secondary air introduction unit of the secondary air supply device is arranged upstream of the HC adsorbent.

【0009】上記未燃成分供給手段は、例えば請求項2
のように、内燃機関の空燃比を一時的にリッチ状態とす
る空燃比制御手段から構成される。
The unburned component supply means may be, for example, the second aspect.
As described above, the air-fuel ratio control means temporarily sets the air-fuel ratio of the internal combustion engine to the rich state.

【0010】このように構成された排気浄化装置におい
ては、低温始動時等に触媒装置の早期活性化を図るため
に排気燃焼器が作動する。すなわち、内燃機関から排出
された可燃成分(CO、HC、H2等)を含む排気ガス
は、2次空気によりO2が加えられ、かつHC吸着剤を
通過した後に排気再燃焼器に供給される。そして、点火
プラグ等の点火手段の点火により排気再燃焼器内で燃焼
が行われ、触媒装置が加熱される。HC吸着剤は例えば
ゼオライト等からなり、所定温度より低い低温状態で
は、HCを吸着し、かつ所定の脱離温度より高い高温に
なると、吸着していたHCが脱離する特性を有してい
る。従って、排気ガスがHC吸着剤を通過すると、HC
の大部分が吸着されるため、排気再燃焼器に着火遅れが
存在しても、HCの外部への排出が防止される。
In the exhaust gas purification device thus constructed, the exhaust gas combustor operates in order to early activate the catalyst device at the time of low temperature starting and the like. That is, the exhaust gas containing combustible components (CO, HC, H 2 etc.) discharged from the internal combustion engine is supplied to the exhaust gas reburner after O 2 is added by the secondary air and after passing through the HC adsorbent. It Then, combustion is performed in the exhaust gas recombustor by ignition of ignition means such as a spark plug, and the catalyst device is heated. The HC adsorbent is made of, for example, zeolite or the like, and has a property of adsorbing HC at a low temperature lower than a predetermined temperature and desorbing the adsorbed HC at a temperature higher than a predetermined desorption temperature. . Therefore, when the exhaust gas passes through the HC adsorbent, HC
Since most of the HC is adsorbed, the HC is prevented from being discharged to the outside even if there is an ignition delay in the exhaust gas recombustor.

【0011】なお、排気再燃焼器での着火には、CO、
2およびO2があれば十分であり、HCが吸着剤により
除去されていても、第2排気燃焼器での燃焼に支障はな
い。
For ignition in the exhaust gas recombustor, CO,
H 2 and O 2 are sufficient, and even if HC is removed by the adsorbent, combustion in the second exhaust combustor is not hindered.

【0012】また、副次的な作用として、HCを予め吸
着することにより、排気燃焼器での燃焼温度を若干抑制
することができる。つまり、CO、H2のみが燃焼する
ので、燃焼温度が例えば950℃程度から750℃程度
にまで低下する。触媒は、一般に高温になるにつれて劣
化が促進されるが、特に900℃以上では急激に劣化す
る特性を示す。上記のように燃焼温度を950℃程度か
ら750℃程度にまで低下できると、触媒劣化を十分に
抑制でき、長期に亙って全体的な排気性能を向上するこ
とが可能である。特に、触媒の活性温度は約300℃前
後であるため、750℃程度の燃焼ガスでも十分な触媒
早期活性化効果を得ることが可能である。
As a secondary effect, by adsorbing HC in advance, the combustion temperature in the exhaust combustor can be slightly suppressed. That is, since only CO and H 2 are combusted, the combustion temperature is lowered, for example, from about 950 ° C to about 750 ° C. Deterioration of the catalyst is generally promoted as the temperature rises, but particularly at 900 ° C. or higher, the catalyst exhibits a characteristic of rapid deterioration. If the combustion temperature can be lowered from about 950 ° C. to about 750 ° C. as described above, catalyst deterioration can be sufficiently suppressed and the overall exhaust performance can be improved over a long period of time. In particular, since the activation temperature of the catalyst is about 300 ° C., it is possible to obtain a sufficient catalyst early activation effect even with a combustion gas of about 750 ° C.

【0013】そして、始動直後にHC吸着剤に吸着した
HCは、該HC吸着剤の温度が上昇するに伴い、脱離す
る。ここで、吸着剤からの脱離は、吸着剤温度のほか、
図6に示すように、該吸着剤を通過するガスの単位時間
あたりの流量にも依存する。本発明では、2次空気がH
C吸着剤の上流側から導入され、HC吸着剤を通過する
ので、短期間に脱離が完了する。
The HC adsorbed on the HC adsorbent immediately after starting is desorbed as the temperature of the HC adsorbent rises. Here, desorption from the adsorbent depends on the adsorbent temperature,
As shown in FIG. 6, it also depends on the flow rate of the gas passing through the adsorbent per unit time. In the present invention, the secondary air is H
Since it is introduced from the upstream side of the C adsorbent and passes through the HC adsorbent, desorption is completed in a short period of time.

【0014】また、請求項3の発明においては、上記2
次空気供給装置による2次空気の導入部が、上記HC吸
着剤の上流側および下流側の双方に設けられており、条
件に応じてそれぞれからの空気導入が制御されるように
なっている。
Further, in the invention of claim 3, the above 2
Secondary air introduction units by the secondary air supply device are provided on both the upstream side and the downstream side of the HC adsorbent, and the introduction of air from each is controlled according to the conditions.

【0015】そして、この請求項3の発明をさらに具体
化した請求項4の発明では、上記排気再燃焼器の燃焼開
始を検出する手段と、燃焼開始前は下流側の導入部から
2次空気の導入を行い、燃焼開始後は上流側の導入部か
ら2次空気の導入を行う2次空気制御手段と、をさらに
備えている。上記の燃焼開始検出手段としては、例えば
請求項5のように、上記排気再燃焼器に温度センサが設
けられており、この排気再燃焼器の温度から燃焼開始が
検出される。
According to the invention of claim 4, which is a more specific form of the invention of claim 3, means for detecting the start of combustion of the exhaust gas recombustor, and secondary air from the inlet on the downstream side before the start of combustion. And a secondary air control means for introducing secondary air from the upstream inlet after the start of combustion. As the above combustion start detecting means, for example, a temperature sensor is provided in the exhaust gas recombustor, and the combustion start is detected from the temperature of the exhaust gas recombustor.

【0016】すなわち、排気再燃焼器での燃焼遅れの期
間においては、2次空気をHC吸着剤の下流側から導入
することにより、HC吸着剤には排気ガスのみが通流す
ることになり、HC吸着剤に効率よくHCを吸着させる
ことができる。そして、排気再燃焼器の燃焼開始後は、
2次空気をHC吸着剤の上流側から導入することによ
り、HCの脱離を促進できる。
That is, during the combustion delay period in the exhaust gas re-combustor, by introducing the secondary air from the downstream side of the HC adsorbent, only the exhaust gas flows through the HC adsorbent, HC can be efficiently adsorbed on the HC adsorbent. And after the start of combustion in the exhaust reburner,
Desorption of HC can be promoted by introducing the secondary air from the upstream side of the HC adsorbent.

【0017】また請求項6の発明では、上記排気再燃焼
器の燃焼開始に伴う下流側導入部からの2次空気の停止
と上流側導入部からの2次空気の導入開始との間に、適
宜なオーバラップ期間が設けられている。
Further, in the invention of claim 6, between the stop of the secondary air from the downstream introduction portion and the start of the introduction of the secondary air from the upstream introduction portion due to the start of combustion of the exhaust gas recombustor, An appropriate overlap period is provided.

【0018】上流側の導入部から導入された2次空気が
実際に排気再燃焼器に到達するには、やはり若干の遅れ
がある。特に、下流側の導入部よりもさらに上流側にあ
ることから、下流側導入部に対し、相対的に遅れが大き
なものとなる。従って、下流側導入部からの2次空気の
停止と上流側導入部からの2次空気の導入開始を同時に
行うと、排気再燃焼器への空気の供給が一時的に不足
し、燃焼が不安定となる恐れがある。これに対し、請求
項6の発明では、上流側導入部からの2次空気の導入が
開始した後、オーバラップ期間が経過してから下流側導
入部の2次空気導入が停止されるので、排気再燃焼器へ
の実際の空気供給が連続的に行われる。
There is still a slight delay before the secondary air introduced from the upstream introduction section actually reaches the exhaust gas recombustor. In particular, since it is located further upstream than the downstream introduction section, the delay is relatively large with respect to the downstream introduction section. Therefore, if the secondary air is stopped from the downstream introduction section and the secondary air is started to be introduced from the upstream introduction section at the same time, the air supply to the exhaust gas recombustor is temporarily insufficient, resulting in combustion failure. May be stable. On the other hand, in the invention of claim 6, after the introduction of the secondary air from the upstream introduction section is started, the introduction of the secondary air in the downstream introduction section is stopped after the overlap period elapses. The actual air supply to the exhaust gas recombustor is continuous.

【0019】排気ガスの流速は機関回転数に応じて高速
域ほど早くなるので、例えば、請求項7の発明では、上
記オーバラップ期間となるオーバラップ時間が、機関回
転数に応じて高速側で短くなるように設定される。
Since the flow velocity of the exhaust gas becomes faster in the higher speed range according to the engine speed, for example, in the invention of claim 7, the overlap time, which is the overlap period, is higher on the high speed side according to the engine speed. It is set to be short.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明では、触媒装置加熱用の排気再燃
焼器で実際に再燃焼が生じるまでの着火遅れ期間に排出
されるHCをHC吸着剤でトラップし、かつその吸着し
たHCを2次空気の通流を利用して早期に脱離させるよ
うにしたので、始動時に内燃機関から排出されるHCの
大気への放出を確実に防止しつつ触媒の早期活性を図る
ことができ、しかも、HC吸着剤に吸着したHCの脱離
に伴う影響を早期に解消して触媒による正常な排気浄化
を開始することができ、全体として、冷間始動時に排出
される有害成分を大幅に低減することが可能となる。
According to the present invention, the HC exhausted during the ignition delay period until reburning actually occurs in the exhaust gas recombustor for heating the catalyst device is trapped by the HC adsorbent, and the adsorbed HC is Since the desorption is carried out early by utilizing the flow of the next air, it is possible to surely prevent the emission of HC discharged from the internal combustion engine to the atmosphere at the time of starting and to promote the early activation of the catalyst. , The effect of desorption of HC adsorbed on the HC adsorbent can be eliminated early and normal exhaust gas purification by the catalyst can be started, and as a whole, the harmful components emitted at the time of cold start can be significantly reduced. It becomes possible.

【0021】特に請求項3および請求項4の発明によれ
ば、排気再燃焼器での燃焼開始まではHC吸着剤の下流
側から2次空気が導入され、燃焼開始に伴って上流側か
らの導入に切り換えられるので、排気再燃焼の遅れの間
のHCの効率よい吸着と再燃焼開始後の早期脱離とを両
立させることができる。
Particularly, according to the inventions of claims 3 and 4, the secondary air is introduced from the downstream side of the HC adsorbent until the start of combustion in the exhaust gas recombustor, and the secondary air is introduced from the upstream side with the start of combustion. Since it is switched to introduction, it is possible to achieve both efficient adsorption of HC during the delay of exhaust gas reburning and early desorption after the start of reburning.

【0022】また、請求項6あるいは請求項7の発明に
よれば、下流側からの導入と上流側からの導入とを切り
換える際に、排気再燃焼器に実際に供給される空気の不
足を来すことがなく、安定した燃焼を継続することがで
きる。
Further, according to the invention of claim 6 or 7, when the introduction from the downstream side and the introduction from the upstream side are switched, there is a shortage of air actually supplied to the exhaust gas recombustor. It is possible to continue stable combustion without causing any trouble.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0024】図1は、本発明の一実施例の構成を示すも
のである。内燃機関1の吸気通路7には、コレクタ6の
上流側にスロットル弁4が介装されているとともに、エ
アフロメータ3およびエアクリーナ2がその上流側に介
装されている。上記スロットル弁4の開度は、スロット
ル弁開度センサ5によって検出される。また、吸気弁9
に向かって燃料を噴射するように、燃料噴射弁8が配置
されている。なお、10は、ピストン11によって画成
される燃焼室、12は点火プラグ、13は排気弁であ
る。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention. In the intake passage 7 of the internal combustion engine 1, a throttle valve 4 is provided upstream of the collector 6, and an air flow meter 3 and an air cleaner 2 are provided upstream thereof. The opening of the throttle valve 4 is detected by the throttle valve opening sensor 5. Also, the intake valve 9
The fuel injection valve 8 is arranged so as to inject the fuel toward. Reference numeral 10 is a combustion chamber defined by the piston 11, 12 is a spark plug, and 13 is an exhaust valve.

【0025】内燃機関1の排気通路14には、白金等の
触媒をセラミックス等からなる担体に担持させてなる三
元触媒装置23が設けられており、この触媒装置23の
上流側に、排気再燃焼器21が設けられている。この排
気再燃焼器21は、点火手段として点火プラグ22を備
えている。上記点火プラグ22は点火コイル等からなる
図示せぬ点火装置に接続されており、この点火装置によ
って火花放電を行うようになっている。この実施例で
は、触媒装置23と排気再燃焼器21とは、同一のケー
シング内に収容されている。そして、上記排気再燃焼器
21に、内部の温度を検出するための温度センサ24が
配設されている。
The exhaust passage 14 of the internal combustion engine 1 is provided with a three-way catalyst device 23 in which a catalyst such as platinum is carried on a carrier made of ceramics or the like. A combustor 21 is provided. The exhaust gas recombustor 21 includes an ignition plug 22 as an ignition means. The ignition plug 22 is connected to an ignition device (not shown) composed of an ignition coil and the like, and spark discharge is performed by this ignition device. In this embodiment, the catalyst device 23 and the exhaust gas recombustor 21 are housed in the same casing. A temperature sensor 24 for detecting the internal temperature is arranged in the exhaust gas recombustor 21.

【0026】上記排気再燃焼器21の上流側の排気通路
14には、排気再燃焼器21とは別のケーシングに収容
されたHC吸着剤18が介装されている。このHC吸着
剤18は、例えばゼオライトを主体とした吸着成分をハ
ニカム構造体にコーティングしたものであり、一般に1
00〜200℃までの低温状態ではHCを吸着し、それ
以上の温度では、吸着していたHCを脱離する特性を有
している。
An HC adsorbent 18 housed in a casing different from that of the exhaust gas recombustor 21 is provided in the exhaust gas passage 14 on the upstream side of the exhaust gas recombustor 21. The HC adsorbent 18 is, for example, a honeycomb structure coated with an adsorbing component mainly composed of zeolite.
It has a property of adsorbing HC at a low temperature state of 00 to 200 ° C. and desorbing adsorbed HC at a temperature higher than that.

【0027】また上記排気通路14に対し2次空気を供
給する2次空気供給装置として、2次空気ポンプ20が
設けられている。この2次空気ポンプ20は一対の吐出
通路31,32を有し、一方の通路31がHC吸着剤1
8上流の上流側空気導入部27に連通し、かつ他方の通
路32がHC吸着剤18下流の下流側空気導入部29に
連通している。そして、各吐出通路31,32には、こ
れらを開閉する開閉弁28,30がそれぞれ介装されて
いる。
A secondary air pump 20 is provided as a secondary air supply device for supplying secondary air to the exhaust passage 14. The secondary air pump 20 has a pair of discharge passages 31 and 32, one passage 31 of which is the HC adsorbent 1
8 is in communication with the upstream air introducing portion 27 upstream, and the other passage 32 is in communication with the downstream air introducing portion 29 downstream of the HC adsorbent 18. The discharge passages 31 and 32 are provided with open / close valves 28 and 30 for opening and closing the discharge passages 31 and 32, respectively.

【0028】また、17は、上記内燃機関1の冷却水温
度を検出する水温センサ、16は、排気通路14に配置
された空燃比センサ、33は機関回転数センサであっ
て、これらのセンサ類の検出信号は、エアフロメータ3
やスロットル弁開度センサ5等の検出信号とともにエン
ジンコントロールユニット(ECU)26に入力され
る。
Further, 17 is a water temperature sensor for detecting the cooling water temperature of the internal combustion engine 1, 16 is an air-fuel ratio sensor arranged in the exhaust passage 14, 33 is an engine speed sensor, and these sensors are provided. Is detected by the air flow meter 3
It is input to the engine control unit (ECU) 26 together with detection signals from the throttle valve opening sensor 5 and the like.

【0029】エンジンコントロールユニット26は、こ
れらの機関運転条件を示す信号に基づいて、燃料噴射弁
8からの燃料噴射量や点火プラグ12による点火時期等
を制御しているとともに、2次空気ポンプ20や点火プ
ラグ22等による排気再燃焼の制御を行っている。
The engine control unit 26 controls the fuel injection amount from the fuel injection valve 8 and the ignition timing by the ignition plug 12 based on the signals indicating the engine operating conditions, and the secondary air pump 20. The exhaust gas re-combustion is controlled by the ignition plug 22 and the like.

【0030】上記排気浄化装置の基本的な作用を説明す
ると、内燃機関1始動時に、触媒装置23内部の温度が
所定温度(例えば300℃)以下であると判定した場
合、エンジンコントロールユニット26からの信号によ
り、空燃比が非常にリッチ(空燃比で10以下)になる
ように、燃料噴射弁8の噴射量が増量される。同時に、
エンジンコントロールユニット26の制御信号によっ
て、2次空気ポンプ20ならびに点火プラグ22が作動
し、2次空気の供給と火花放電が開始される。この2次
空気ポンプ20による2次空気の流量は、リッチ状態と
なっている排気ガスと混合した状態で少なくとも酸素過
剰となる流量に設定する。これは内燃機関1の排気量や
運転状態により異なるので、予め実験により十分な流量
となるように設定される。ここで、初期の2次空気の導
入は、下流側空気導入部29から行われ、上流側の開閉
弁28は閉じている。
To explain the basic operation of the above exhaust gas purification device, when it is determined that the temperature inside the catalyst device 23 is below a predetermined temperature (for example, 300 ° C.) at the time of starting the internal combustion engine 1, the engine control unit 26 sends The signal increases the injection amount of the fuel injection valve 8 so that the air-fuel ratio becomes extremely rich (air-fuel ratio is 10 or less). at the same time,
The control signal from the engine control unit 26 activates the secondary air pump 20 and the spark plug 22 to start the supply of secondary air and spark discharge. The flow rate of the secondary air by the secondary air pump 20 is set to a flow rate that causes at least excess oxygen in the state of being mixed with the exhaust gas in the rich state. Since this varies depending on the displacement of the internal combustion engine 1 and the operating condition, it is set in advance by experiments so that the flow rate will be sufficient. Here, the initial introduction of the secondary air is performed from the downstream air introduction unit 29, and the upstream opening / closing valve 28 is closed.

【0031】この結果、排気ガスからの可燃成分(H
C、CO、H2)と2次空気からのO2が混合した状態で
下流側へ供給され、これが点火プラグ22の火花により
着火して排気再燃焼器21で燃焼する。この排気再燃焼
による熱で、触媒装置23の活性化が促進される。ここ
で、排気ガスは、排気再燃焼器21へ至る前に、HC吸
着剤18を通過するので、排気ガス中のHCは、該吸着
剤18に吸着され、予め除去される。従って、始動時か
ら排気再燃焼器21で実際に排気が再燃焼するまでの期
間においても、HCの大気中への放出が防止される。な
お、排気再燃焼器21では、CO、H2、O2が燃焼を起
こすため、HCをトラップしても排気再燃焼には支障が
ない。また、排気再燃焼器21が実際に燃焼を開始した
か否かは、温度センサ24の検出温度の変化によって判
定され、燃焼開始と判断した時点で、2次空気の導入が
上流側空気導入部27から行われるように、開閉弁2
8,30が切り換えられる。
As a result, the combustible component (H
C, CO, H 2 ) and O 2 from the secondary air are mixed and supplied to the downstream side, which is ignited by the spark of the spark plug 22 and burned in the exhaust gas recombustor 21. The heat of this exhaust gas re-combustion promotes the activation of the catalyst device 23. Here, since the exhaust gas passes through the HC adsorbent 18 before reaching the exhaust gas recombustor 21, the HC in the exhaust gas is adsorbed by the adsorbent 18 and removed in advance. Therefore, HC is prevented from being released into the atmosphere even during the period from the time of start-up until the exhaust gas reburner 21 actually reburns the exhaust gas. Since CO, H 2 , and O 2 burn in the exhaust gas recombustor 21, trapping HC does not hinder the exhaust gas reburning. Further, whether or not the exhaust gas recombustor 21 actually starts combustion is determined by a change in the temperature detected by the temperature sensor 24, and at the time when it is determined that combustion has started, the secondary air is introduced into the upstream air introduction portion. On-off valve 2 as done from 27
8 and 30 are switched.

【0032】HC吸着剤18は、排気ガスの通流による
加熱作用および排気再燃焼器21から伝わる熱によって
温度上昇し、この温度上昇に伴って、吸着されていたH
Cが脱離するようになるが、この段階では、HC吸着剤
18の上流側から2次空気が供給され、該吸着剤18の
内部を通過するので、HCの脱離が促進され、短期間で
脱離が完了する。この脱離したHCは、下流の排気再燃
焼器21において燃焼し、浄化される。
The temperature of the HC adsorbent 18 rises due to the heating action due to the flow of the exhaust gas and the heat transmitted from the exhaust gas recombustor 21, and the H adsorbed with the temperature rises.
C comes to be desorbed, but at this stage, since the secondary air is supplied from the upstream side of the HC adsorbent 18 and passes through the inside of the adsorbent 18, the desorption of HC is promoted and the HC is adsorbed for a short period of time. Desorption is completed with. The desorbed HC is burned and purified in the exhaust gas recombustor 21 on the downstream side.

【0033】上記の排気再燃焼によって、触媒装置23
内部の温度が所定温度(例えば350℃)以上になった
と判定したら、点火プラグ22の放電ならびに2次空気
ポンプ20が停止し、排気再燃焼が終了する。また同時
に、触媒装置23における三元触媒を効率良く作用させ
るために、空燃比が理論空燃比になるように燃料噴射量
が制御される。
By the above-mentioned exhaust gas re-combustion, the catalyst device 23
When it is determined that the internal temperature has reached the predetermined temperature (for example, 350 ° C.) or higher, the discharge of the spark plug 22 and the secondary air pump 20 are stopped, and the exhaust gas re-combustion ends. At the same time, the fuel injection amount is controlled so that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio in order to allow the three-way catalyst in the catalyst device 23 to act efficiently.

【0034】以上のように、この排気浄化装置では、内
燃機関始動時から排気が再燃焼するまでの着火遅れ期間
に排出されるHCをトラップして大気への放出を防止
し、さらに着火後は、なるべく早期にHCを脱離して、
空燃比制御への影響が生じないようにしているので、冷
間始動時に排出される有害成分が全体として大幅に低減
する。
As described above, in this exhaust emission control device, HC discharged during the ignition delay period from the start of the internal combustion engine until the exhaust gas reburns is trapped to prevent it from being released into the atmosphere, and after ignition, , Desorb HC as soon as possible,
Since no influence is exerted on the air-fuel ratio control, the harmful components discharged during cold start are greatly reduced as a whole.

【0035】上記の作動を、図2のフローチャートに基
づいてさらに具体的に説明する。本ルーチンは、エンジ
ンコントロールユニット26において例えば一定時間毎
に繰り返し実行されるものである。先ずステップ1(図
では、S1のように略記する)で、冷却水温Tw、吸入
空気量Qa、機関回転数Ne、スロットル弁開度TVO
および再燃焼器温度TEをそれぞれ読み込む。次に、ス
テップ2で、冷却水温Twが所定温度TwLよりも低い
か否かを判定する。ここで所定温度TwLより低けれ
ば、触媒が未活性であると判断し、ステップ3以降へ進
んで排気再燃焼を行う。なお、触媒装置23の温度を直
接検出する触媒温度センサを設け、その検出温度から活
性しているか否か判定してもよい。
The above operation will be described more specifically with reference to the flowchart of FIG. This routine is repeatedly executed in the engine control unit 26, for example, at regular intervals. First, in step 1 (abbreviated as S1 in the figure), the cooling water temperature Tw, the intake air amount Qa, the engine speed Ne, the throttle valve opening TVO.
And the re-combustor temperature TE are read respectively. Next, in step 2, it is determined whether the cooling water temperature Tw is lower than the predetermined temperature TwL. If the temperature is lower than the predetermined temperature TwL, it is determined that the catalyst is inactive, and the routine proceeds to step 3 and subsequent steps to perform exhaust gas reburning. A catalyst temperature sensor that directly detects the temperature of the catalyst device 23 may be provided to determine whether the catalyst device 23 is active based on the detected temperature.

【0036】ステップ3では、排気再燃焼に必要な燃料
増量を行う。例えば空燃比が理論空燃比よりもリッチと
なるように、目標当量比TFBYAとして、1よりも大
きな増量用当量比TFEGIを用いて、燃料噴射量Tp
を算出する。そして、ステップ4に進み、排気再燃焼に
必要な2次空気量を、吸入空気量Qaと目標当量比TF
BYAとから、Qa×(TFBYA−1)×Cとして演
算し、2次空気ポンプ20による2次空気供給量を制御
する。なお、Cは定数である。確実な着火および燃焼の
ためには、低温であるほど高い濃度の未燃成分および酸
素が必要となるので、上記増量用当量比TFEGIは、
図3に示すように、再燃焼器温度TEが低いほど空燃比
がリッチとなるように大きな値として与えられる。な
お、再燃焼器温度TEに代えて冷却水温Twに応じて増
量用当量比TFEGIを定めるようにしてもよい。
In step 3, the amount of fuel required for exhaust gas re-combustion is increased. For example, in order to make the air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the fuel injection amount Tp is set as the target equivalent ratio TFBYA by using an increasing equivalent ratio TFEGI larger than 1.
To calculate. Then, the routine proceeds to step 4, where the secondary air amount required for exhaust gas re-combustion is set to the intake air amount Qa and the target equivalent ratio TF.
From BYA, Qa * (TFBYA-1) * C is calculated, and the secondary air supply amount by the secondary air pump 20 is controlled. Note that C is a constant. For reliable ignition and combustion, higher temperatures require higher concentrations of unburned components and oxygen, so the equivalence ratio TFEGI for increasing the amount is
As shown in FIG. 3, a larger value is given so that the air-fuel ratio becomes richer as the recombustor temperature TE becomes lower. Note that the increasing equivalence ratio TFEGI may be set according to the cooling water temperature Tw instead of the recombustor temperature TE.

【0037】次にステップ5では、2次空気導入部の切
換の際のオーバラップ時間DTOVを決定する。これ
は、上流側空気導入部27から供給された2次空気が、
下流側空気導入部29に到達するまでの所要時間に相当
するものであり、内燃機関の回転数に応じて、図4に示
すように、高速域ほど短くなる特性で設定されている。
Next, at step 5, the overlap time DTOV at the time of switching the secondary air introducing portion is determined. This is because the secondary air supplied from the upstream air introducing section 27 is
This corresponds to the time required to reach the downstream air introducing portion 29, and is set such that it becomes shorter in the higher speed range according to the rotation speed of the internal combustion engine, as shown in FIG.

【0038】ステップ6では、排気再燃焼器21での燃
焼が実際に開始したか否かを、その温度TEから判定し
ている。つまり、所定温度TELと比較し、所定温度T
EL以上となった時点で、燃焼開始と判定する。所定温
度TELより低い場合は、排気再燃焼器21での燃焼が
開始していないので、ステップ7へ進み、上流側の開閉
弁28を閉、下流側の開閉弁30を開とし、下流側空気
導入部29から2次空気の導入を行う。また、ステップ
8で、オーバラップ時間を計測するためのカウンタDT
をリセットする。そして、ステップ9で、点火プラグ2
2を作動させ、排気再燃焼器21における再燃焼を行
う。
In step 6, it is judged from the temperature TE whether combustion in the exhaust gas recombustor 21 has actually started. That is, compared with the predetermined temperature TEL, the predetermined temperature T
When EL or more, it is determined that combustion has started. If the temperature is lower than the predetermined temperature TEL, the combustion in the exhaust gas recombustor 21 has not started, so the routine proceeds to step 7, where the upstream side opening / closing valve 28 is closed and the downstream side opening / closing valve 30 is opened, and the downstream side air is opened. Secondary air is introduced from the introduction unit 29. In step 8, a counter DT for measuring the overlap time
To reset. Then, in step 9, the spark plug 2
2 is operated to reburn the exhaust gas reburner 21.

【0039】一方、ステップ6で、排気再燃焼器21の
温度TEが所定温度TEL以上であった場合は、燃焼開
始と判断し、ステップ10へ進んで、上流側の開閉弁2
8を開き、上流側空気導入部27からの2次空気導入を
開始する。そして、ステップ11で、カウンタDTの値
が前述したオーバラップ時間DTOVを超えたか判定す
る。カウンタDTの値がオーバラップ時間DTOVを超
えるまでは、下流側空気導入部29および上流側空気導
入部27の双方から2次空気の導入を継続し、かつステ
ップ13で、カウンタDTの値を順次インクリメントす
る。カウンタDTの値がオーバラップ時間DTOVを超
えたら、ステップ11からステップ12へ進み、下流側
の開閉弁30を閉じて、下流側空気導入部29からの2
次空気導入を停止する。
On the other hand, in step 6, if the temperature TE of the exhaust gas recombustor 21 is equal to or higher than the predetermined temperature TEL, it is determined that the combustion has started, the process proceeds to step 10, and the upstream side on-off valve 2
8 is opened, and the secondary air introduction from the upstream air introduction part 27 is started. Then, in step 11, it is determined whether the value of the counter DT exceeds the above-described overlap time DTOV. Until the value of the counter DT exceeds the overlap time DTOV, the secondary air is continuously introduced from both the downstream air introduction unit 29 and the upstream air introduction unit 27, and the value of the counter DT is sequentially increased in step 13. Increment. When the value of the counter DT exceeds the overlap time DTOV, the process proceeds from step 11 to step 12, the downstream side opening / closing valve 30 is closed, and 2 from the downstream side air introducing part 29.
Stop the next air introduction.

【0040】このように、排気再燃焼器21が実際に燃
焼開始した時点で上流側空気導入部27から2次空気を
導入することにより、HC吸着剤18からのHCの脱離
が促進される。そして、脱離したHCは、2次空気とと
もに排気再燃焼器21に流入し、ここで燃焼する。
In this way, by introducing the secondary air from the upstream air introducing portion 27 at the time when the exhaust gas recombustor 21 actually starts combustion, desorption of HC from the HC adsorbent 18 is promoted. . Then, the desorbed HC flows into the exhaust gas recombustor 21 together with the secondary air, and is burned there.

【0041】冷却水温が上昇し、ステップ2で所定温度
TwL以上となった場合には、触媒が活性化したと判断
し、ステップ14に進み、目標当量比TFBYAを理論
空燃比に相当する1に戻す。そしてステップ15で2次
空気ポンプ20を停止し、ステップ16で両開閉弁2
8,30を閉じて、本ルーチンを終了する。
When the cooling water temperature rises and becomes equal to or higher than the predetermined temperature TwL in step 2, it is judged that the catalyst has been activated, and the process proceeds to step 14, where the target equivalent ratio TFBYA is set to 1 corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. return. Then, in step 15, the secondary air pump 20 is stopped, and in step 16, both on-off valves 2
8 and 30 are closed, and this routine ends.

【0042】次に、第2実施例を図5のフローチャート
に基づいて説明する。これは、燃焼開始の初期において
燃焼が不安定となる場合を考慮し、燃焼が安定化したこ
とを確認した上で空気導入部の切換を行うようにしたも
のである。この特徴的な部分は、主に、ステップ10
7、ステップ111およびステップ112によって実現
されており、他のステップ101〜106、ステップ1
08〜110、ステップ113〜119は、それぞれ前
述した図2のフローチャートのステップ1〜6、ステッ
プ7〜9、ステップ10〜16と実質的に同一であるの
で、その説明は省略する。
Next, a second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In consideration of the case where the combustion becomes unstable in the early stage of the start of combustion, the air introduction section is switched after confirming that the combustion is stabilized. This characteristic part is mainly in Step 10.
7, step 111 and step 112, and other steps 101 to 106 and step 1
08 to 110 and steps 113 to 119 are substantially the same as steps 1 to 6, steps 7 to 9 and steps 10 to 16 of the flowchart of FIG.

【0043】この実施例では、排気再燃焼器21が着火
してその温度TEが所定温度TEL以上となった場合
に、ステップ106からステップ111へ進み、高温継
続時間タイマTTEHの値をインクリメントする。この
タイマTTEHの値は、排気再燃焼器21の温度TEが
所定温度TEL未満となった場合には、ステップ107
で0にリセットされる。そして、ステップ112では、
上記タイマTTEHの値が所定値TTEHLを超えたか
判定しており、所定値TTEHLを超えるまでは、ステ
ップ113へ進まずにステップ108へ戻るようになっ
ている。
In this embodiment, when the exhaust gas recombustor 21 ignites and its temperature TE becomes equal to or higher than the predetermined temperature TEL, the routine proceeds from step 106 to step 111, and the value of the high temperature duration timer TTEH is incremented. If the temperature TE of the exhaust gas recombustor 21 is lower than the predetermined temperature TEL, the value of the timer TTEH is set to the value in step 107.
Is reset to 0. Then, in step 112,
It is determined whether or not the value of the timer TTEH exceeds a predetermined value TTEHL, and the process returns to step 108 without proceeding to step 113 until it exceeds the predetermined value TTEHL.

【0044】すなわち、排気再燃焼器温度TEの高温状
態が所定時間(TTEHL)継続しないと、下流側空気
導入部29から上流側空気導入部27への切換が行われ
ない。従って、排気再燃焼器21での燃焼が不安定な状
態で2次空気の導入位置が頻繁に切り換えられることに
よる燃焼の一層の不安定化が回避される。
That is, unless the high temperature state of the exhaust gas re-combustor temperature TE continues for a predetermined time (TTEHL), the switching from the downstream air introducing portion 29 to the upstream air introducing portion 27 is not performed. Therefore, further destabilization of combustion due to frequent switching of the introduction position of the secondary air while combustion in the exhaust gas recombustor 21 is unstable is avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る排気浄化装置の機械的構成を示す
構成説明図。
FIG. 1 is a structural explanatory view showing a mechanical structure of an exhaust emission control device according to the present invention.

【図2】本発明の制御の内容を示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing the contents of control of the present invention.

【図3】排気再燃焼器温度TEと目標燃料比TFEGI
との関係を示す特性図。
FIG. 3 Exhaust recombustor temperature TE and target fuel ratio TFEGI
The characteristic view showing the relationship with.

【図4】機関回転数Neとオーバラップ時間DTOVと
の関係を示す特性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between an engine speed Ne and an overlap time DTOV.

【図5】本発明の異なる実施例を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing another embodiment of the present invention.

【図6】HC脱離所要時間と単位時間あたりの通過ガス
流量との関係を示す特性図。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the time required for desorption of HC and the flow rate of passing gas per unit time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関 8…燃料噴射弁 14…排気通路 18…HC吸着剤 20…2次空気ポンプ 21…排気再燃焼器 22…点火プラグ 23…触媒装置 26…エンジンコントロールユニット 27…上流側空気導入部 29…下流側空気導入部 1 ... Internal combustion engine 8 ... Fuel injection valve 14 ... Exhaust passage 18 ... HC adsorbent 20 ... Secondary air pump 21 ... Exhaust reburner 22 ... Spark plug 23 ... Catalyst device 26 ... Engine control unit 27 ... Upstream air introduction section 29 ... Downstream air inlet

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成15年4月10日(2003.4.1
0)
[Submission date] April 10, 2003 (2003.4.1)
0)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Name of item to be corrected] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0003】そこで、上記問題を解決するため、内燃機
関の排気系に配設された触媒装置の上流側に、さらに、
排気再燃焼器を設け、始動直後に、この再燃焼器におい
て可燃性の排気ガスを燃焼させて、その燃焼熱により触
媒を早期活性化させるものが公知である(特許文献3
等)。この排気浄化装置は、排気再燃焼器に燃料を噴射
するものではなく、内燃機関の空燃比をリッチにし、か
つ2次空気を供給して、可燃成分および空気を含む可燃
性の排気ガスを生成し、点火装置でこの可燃性ガスを燃
焼させるものであり、非常に簡素な構成でもって触媒の
早期活性化を実現できる。しかも、触媒活性前において
も、HC、COを燃焼により浄化することができるた
め、全体的な排気ガスの清浄化に非常に有効な手段であ
る、と言える。
Therefore, in order to solve the above problem, an internal combustion engine
On the upstream side of the catalyst device arranged in the exhaust system of Seki,
Exhaust recombustor is installed, and the
Combustible exhaust gas is burned and touched by the combustion heat.
It is known that the medium is activated early (Patent Document 3
etc). This exhaust purification device injects fuel into the exhaust reburner
Not to increase the air-fuel ratio of the internal combustion engine,
Supply secondary air to combustible components and combustible air
Volatile exhaust gas is generated, and this flammable gas is burned with an ignition device.
It is burnt and has a very simple structure.
Early activation can be realized. Moreover, before catalytic activity
Also, HC and CO can be purified by combustion.
Therefore, it is a very effective means for cleaning exhaust gas as a whole.
It can be said that

【特許文献1】特開平8−238420号公報 [Patent Document 1] JP-A-8-238420

【特許文献2】特表平7−501117号公報 [Patent Document 2] Japanese Patent Publication No. 7-501117

【特許文献3】特表平6−508409号公報 [Patent Document 3] Japanese Patent Publication No. 6-508409

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0008】すなわち、請求項1に係る内燃機関の排気
浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられた触媒装置
と、この触媒装置の上流に位置し、かつ点火手段を備え
た排気再燃焼器と、上記排気再燃焼器での再燃焼のため
に内燃機関の排気中の未燃成分を一時的に増加させる未
燃成分供給手段と、同じく排気再燃焼器での再燃焼のた
めに上記排気再燃焼器の上流側において排気ガス中に2
次空気を供給する2次空気供給装置と、を備えてなる内
燃機関の排気浄化装置において、上記排気再燃焼器の上
流側に排気ガス中のHC(炭化水素成分)を吸着するH
C吸着剤が設けられており、かつ上記2次空気供給装置
による2次空気の導入部が上記HC吸着剤の上流側に配
置され、上記導入部から導入される2次空気と排気ガス
の全てが上記HC吸着剤を通過するように構成されてい
ることを特徴としている。
That is, an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to a first aspect of the present invention is an exhaust gas reburner equipped with a catalyst device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, and an upstream side of the catalytic device and having an ignition means. An unburned component supply means for temporarily increasing the unburned component in the exhaust gas of the internal combustion engine for reburning in the exhaust gas recombustor, and the exhaust gas for reburning in the exhaust gas recombustor. 2 in the exhaust gas upstream of the reburner
In an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, comprising: a secondary air supply device for supplying secondary air, H for adsorbing HC (hydrocarbon component) in exhaust gas on the upstream side of the exhaust gas recombustor.
C adsorbent is provided, and the secondary air introduction part by the secondary air supply device is arranged on the upstream side of the HC adsorbent, and the secondary air and exhaust gas introduced from the introduction part
Is configured so as to pass through the HC adsorbent .

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0009】上記未燃成分供給手段は、例えば請求項
のように、内燃機関の空燃比を一時的にリッチ状態とす
る空燃比制御手段から構成される。
The unburned component supply means may be, for example, the third aspect.
As described above, the air-fuel ratio control means temporarily sets the air-fuel ratio of the internal combustion engine to the rich state.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0011】なお、排気再燃焼器での着火には、CO、
2およびO2があれば十分であり、HCが吸着剤により
除去されていても、排燃焼器での燃焼に支障はな
い。
For ignition in the exhaust gas recombustor, CO,
If there is H 2 and O 2 is sufficient, even if HC has not been removed by the adsorbent, there is no problem in combustion in the exhaust re combustor.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】また、副次的な作用として、HCを予め吸
着することにより、排気燃焼器での燃焼温度を若干抑
制することができる。つまり、CO、H2のみが燃焼す
るので、燃焼温度が例えば950℃程度から750℃程
度にまで低下する。触媒は、一般に高温になるにつれて
劣化が促進されるが、特に900℃以上では急激に劣化
する特性を示す。上記のように燃焼温度を950℃程度
から750℃程度にまで低下できると、触媒劣化を十分
に抑制でき、長期に亙って全体的な排気性能を向上する
ことが可能である。特に、触媒の活性温度は約300℃
前後であるため、750℃程度の燃焼ガスでも十分な触
媒早期活性化効果を得ることが可能である。
[0012] As a side effect, by previously adsorbing HC, it is possible to slightly suppress the combustion temperature of the exhaust re combustor. That is, since only CO and H 2 are combusted, the combustion temperature is lowered, for example, from about 950 ° C to about 750 ° C. Deterioration of the catalyst is generally promoted as the temperature rises, but particularly at 900 ° C. or higher, the catalyst exhibits a characteristic of rapid deterioration. If the combustion temperature can be lowered from about 950 ° C. to about 750 ° C. as described above, catalyst deterioration can be sufficiently suppressed and the overall exhaust performance can be improved over a long period of time. Especially, the activation temperature of the catalyst is about 300 ° C.
Since the temperature is around, it is possible to obtain a sufficient catalyst early activation effect even with the combustion gas at about 750 ° C.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0014】また、請求項の発明においては、上記H
C吸着剤は、吸着成分をコーティングしたハニカム構造
体からなり、上記導入部から導入される2次空気と排気
ガスの全てが、このハニカム構造体を通過する。
Further, in the invention of claim 2 , the above H
C adsorbent is a honeycomb structure coated with adsorbent components
Secondary air and exhaust that is made up of the body and is introduced from the above-mentioned introduction part
All of the gas passes through this honeycomb structure.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Name of item to be corrected] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0015】また、請求項4の発明においては、上記H
C吸着剤の下流側にも、上記2次空気供給装置による2
次空気の導入部が設けられており、条件に応じてそれぞ
れからの空気導入が制御されるとともに、上流側の導入
部から導入される2次空気と排気ガスの全てが上記HC
吸着剤を通過するようになっている。
Further, in the invention of claim 4, the above H
Also on the downstream side of the C adsorbent, the secondary air supply device 2
A secondary air inlet is provided, which can be changed depending on the conditions.
The introduction of air from the future is controlled and the introduction on the upstream side
All of the secondary air and exhaust gas introduced from the
It is designed to pass through the adsorbent.

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0016[Correction target item name] 0016

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0016】例えば、排気再燃焼器での燃焼遅れの期間
においては、2次空気をHC吸着剤の下流側から導入す
ることにより、HC吸着剤には排気ガスのみが通流する
ことになり、HC吸着剤に効率よくHCを吸着させるこ
とができる。そして、排気再燃焼器の燃焼開始後は、2
次空気をHC吸着剤の上流側から導入することにより、
HCの脱離を促進できる。
For example , during the combustion delay period in the exhaust gas recombustor, by introducing the secondary air from the downstream side of the HC adsorbent, only the exhaust gas flows through the HC adsorbent, HC can be efficiently adsorbed on the HC adsorbent. After the combustion of the exhaust gas recombustor is started, 2
By introducing secondary air from the upstream side of the HC adsorbent,
The elimination of HC can be promoted.

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0017】また請求項の発明は、内燃機関の排気通
路に設けられた触媒装置と、この触媒装置の上流に位置
し、かつ点火手段を備えた排気再燃焼器と、上記排気再
燃焼器の上流側に、排気ガスが常に通過するように配置
され、かつ排気ガス中のHC(炭化水素成分)を吸着す
るHC吸着剤と、上記触媒装置の加熱が必要なときに上
記排気再燃焼器での再燃焼のために内燃機関の空燃比を
一時的にリッチ状態とする空燃比制御手段と、同じく排
気再燃焼器での再燃焼のために上記空燃比制御手段によ
る空燃比のリッチ化と同時に作動し、排気再燃焼器の上
流側において排気ガス中に2次空気を供給する2次空気
供給装置と、を備え、上記排気再燃焼器での燃焼開始後
は上記HC吸着剤の上流側から2次空気を導入すること
を特徴としている。
According to the invention of claim 5 , the exhaust gas flow of the internal combustion engine is
A catalytic device installed in the path and located upstream of this catalytic device
And an exhaust gas reburner equipped with an ignition means,
Arranged so that exhaust gas always passes upstream of the combustor
And adsorbs HC (hydrocarbon components) in the exhaust gas
When the HC adsorbent and the above catalytic device need to be heated,
Note that the air-fuel ratio of the internal combustion engine should
Similarly to the air-fuel ratio control means for temporarily setting the rich state,
The air-fuel ratio control means described above is used for re-combustion in the air re-combustor.
Operating at the same time as the enrichment of the air-fuel ratio
Secondary air that supplies secondary air into the exhaust gas on the flow side
After the start of combustion in the exhaust gas recombustor
Is to introduce secondary air from the upstream side of the above HC adsorbent
Is characterized by.

【手続補正11】[Procedure Amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018

【補正方法】削除[Correction method] Delete

【手続補正12】[Procedure Amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019

【補正方法】削除[Correction method] Delete

【手続補正13】[Procedure Amendment 13]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021

【補正方法】削除[Correction method] Delete

【手続補正14】[Procedure Amendment 14]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Name of item to be corrected] 0022

【補正方法】削除[Correction method] Delete

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/24 F01N 3/30 C F02D 41/04 305A 3/30 45/00 360C F02D 41/04 305 B01D 53/36 103B 45/00 360 ZAB (72)発明者 兼利 和彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 土田 博文 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 3G084 BA13 BA24 BA25 CA02 DA10 EA11 EB12 EC03 FA07 FA10 FA20 FA27 FA29 3G091 AA02 AA17 AB03 AB10 BA15 CA01 CA23 CA26 CB02 DA02 DB10 DB11 DC03 EA05 EA07 EA16 EA17 EA34 FA04 FB02 GA06 GB06W GB17X HA02 HA20 HA36 HB07 3G301 HA01 JA26 KA05 LB02 MA01 NA08 ND02 NE01 NE13 PA01Z PA11Z PD02Z PD12Z PE08Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 AC06 CC43 CC61 CD01 CD08 CD10 DA01 DA08 DA20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/24 F01N 3/30 C F02D 41/04 305A 3/30 45/00 360C F02D 41/04 305 B01D 53/36 103B 45/00 360 ZAB (72) Inventor Kazuhiko Kaneri 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Hirofumi Tsuchida 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Nissan Nissan Motor Co., Ltd. F term (reference) 3G084 BA13 BA24 BA25 CA02 DA10 EA11 EB12 EC03 FA07 FA10 FA20 FA27 FA29 3G091 AA02 AA17 AB03 AB10 BA15 CA01 CA23 CA26 CB02 DA02 DB10 DB11 DC03 EA05 EA07 EA16 EA17 EA34 FA04 HA20G HAB HAO HA02 GB06 GA02 HA06B02 HA06 HA02B06 HA02B06 HA02B06 HA02B06 HA02B06 HA02B06 HA02B06 HA02B06A02 JA26 KA05 LB02 MA01 NA08 ND02 NE01 NE13 PA01Z PA11Z PD02Z PD12Z PE08Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 A C06 CC43 CC61 CD01 CD08 CD10 DA01 DA08 DA20

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に設けられた触媒装
置と、この触媒装置の上流に位置し、かつ点火手段を備
えた排気再燃焼器と、上記排気再燃焼器での再燃焼のた
めに内燃機関の排気中の未燃成分を一時的に増加させる
未燃成分供給手段と、同じく排気再燃焼器での再燃焼の
ために上記排気再燃焼器の上流側において排気ガス中に
2次空気を供給する2次空気供給装置と、を備えてなる
内燃機関の排気浄化装置において、 上記排気再燃焼器の上流側に排気ガス中のHC(炭化水
素成分)を吸着するHC吸着剤が設けられており、かつ
上記2次空気供給装置による2次空気の導入部が上記H
C吸着剤の上流側に配置されていることを特徴とする内
燃機関の排気浄化装置。
1. A catalytic device provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, an exhaust gas recombustor located upstream of the catalytic device and provided with ignition means, and for recombustion in the exhaust gas recombustor. In addition to the unburned component supply means for temporarily increasing the unburned component in the exhaust gas of the internal combustion engine, and also for secondary combustion in the exhaust gas recombustor, secondary to the exhaust gas upstream of the exhaust gas recombustor. In an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, comprising: a secondary air supply device that supplies air, an HC adsorbent that adsorbs HC (hydrocarbon component) in exhaust gas is provided upstream of the exhaust gas recombustor. And the secondary air introduction part by the secondary air supply device is the H
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, wherein the exhaust gas purification device is arranged upstream of the C adsorbent.
【請求項2】 上記未燃成分供給手段は、内燃機関の空
燃比を一時的にリッチ状態とする空燃比制御手段からな
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。
2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the unburned component supply means comprises air-fuel ratio control means for temporarily making the air-fuel ratio of the internal combustion engine rich.
【請求項3】 上記2次空気供給装置による2次空気の
導入部が、上記HC吸着剤の上流側および下流側の双方
に設けられており、条件に応じてそれぞれからの空気導
入が制御されることを特徴とする請求項1または2に記
載の内燃機関の排気浄化装置。
3. The secondary air introduction section of the secondary air supply device is provided on both the upstream side and the downstream side of the HC adsorbent, and the introduction of air from each is controlled according to the conditions. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that:
【請求項4】 上記排気再燃焼器の燃焼開始を検出する
手段と、燃焼開始前は下流側の導入部から2次空気の導
入を行い、燃焼開始後は上流側の導入部から2次空気の
導入を行う2次空気制御手段と、をさらに備えているこ
とを特徴とする請求項3記載の内燃機関の排気浄化装
置。
4. A means for detecting the start of combustion of the exhaust gas recombustor, and the secondary air is introduced from a downstream introduction part before the start of combustion, and the secondary air is introduced from the upstream introduction part after the start of combustion. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, further comprising: a secondary air control unit that introduces
【請求項5】 上記排気再燃焼器に温度センサが設けら
れており、この排気再燃焼器の温度から燃焼開始が検出
されることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の排気
浄化装置。
5. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the exhaust gas recombustor is provided with a temperature sensor, and the start of combustion is detected from the temperature of the exhaust gas recombustor.
【請求項6】 上記排気再燃焼器の燃焼開始に伴う下流
側導入部からの2次空気の停止と上流側導入部からの2
次空気の導入開始との間に、適宜なオーバラップ期間が
設けられていることを特徴とする請求項4または5に記
載の内燃機関の排気浄化装置。
6. The stop of secondary air from the downstream introduction part and the 2 from the upstream introduction part due to the start of combustion of the exhaust gas recombustor.
The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 4 or 5, wherein an appropriate overlap period is provided between the start of introduction of the next air and the start of introduction of the next air.
【請求項7】 上記オーバラップ期間となるオーバラッ
プ時間が、機関回転数に応じて高速側で短くなるように
設定されることを特徴とする請求項6記載の内燃機関の
排気浄化装置。
7. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the overlap time, which is the overlap period, is set so as to become shorter on the high speed side in accordance with the engine speed.
JP2003098719A 2003-04-02 2003-04-02 Exhaust emission control device of internal combustion engine Pending JP2003301716A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003098719A JP2003301716A (en) 2003-04-02 2003-04-02 Exhaust emission control device of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003098719A JP2003301716A (en) 2003-04-02 2003-04-02 Exhaust emission control device of internal combustion engine

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05405898A Division JP3440807B2 (en) 1998-03-06 1998-03-06 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003301716A true JP2003301716A (en) 2003-10-24

Family

ID=29398214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003098719A Pending JP2003301716A (en) 2003-04-02 2003-04-02 Exhaust emission control device of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003301716A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008261295A (en) * 2007-04-13 2008-10-30 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
KR20140002719A (en) * 2011-03-09 2014-01-08 가부시끼 가이샤 구보다 Engine exhaust treatment device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008261295A (en) * 2007-04-13 2008-10-30 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
WO2008129907A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP4710865B2 (en) * 2007-04-13 2011-06-29 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
CN101657615B (en) * 2007-04-13 2012-07-04 丰田自动车株式会社 Exhaust emission control device for internal combustion engine
US8327622B2 (en) 2007-04-13 2012-12-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
KR20140002719A (en) * 2011-03-09 2014-01-08 가부시끼 가이샤 구보다 Engine exhaust treatment device
KR101888219B1 (en) * 2011-03-09 2018-08-13 가부시끼 가이샤 구보다 Engine exhaust treatment device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000230416A (en) Failure detecting device for exhaust changeover valve in internal combustion engine
US6641303B2 (en) Temperature control system for humidity sensor
JP3779828B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPH1181992A (en) Exhaust gas purifying device in internal combustion engine
JP2921158B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2003155924A (en) State determining device of exhaust emission control device
JP3863003B2 (en) Adsorbent status judgment device
JP4292671B2 (en) Hydrocarbon emission reduction device for internal combustion engine
JP2003301716A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP3440807B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2005023856A (en) Exhaust emission control device for engine
JP2001115883A (en) Exhaust gas temperature raising device for internal combustion engine
JP3496496B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPH11247655A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2001123825A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP3644237B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2003065123A (en) Exhaust emission control device for cylinder injection type internal combustion engine
JP3465584B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4206593B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP2874480B2 (en) Catalyst warm-up device for internal combustion engine
JP2005083205A (en) Control device for internal combustion engine
JP4535220B2 (en) Exhaust gas purification device for in-cylinder injection internal combustion engine
JP2007315271A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2001303939A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2000186537A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070307

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070515

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071002