JP2581301B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents
Exhaust gas purification deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は内燃機関の排気路に配備され、特に、リーン
NOX触媒とその下流に三元触媒を備えた排ガス浄化装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
NO X catalyst and an exhaust gas purifying apparatus having a three-way catalyst downstream thereof.
(従来の技術) 車両の排ガス浄化装置は車両の発生する排ガスを無害
化して大気中に放出するもので、自然環境を保護する上
で重要な役割を持っている。(Prior Art) A vehicle exhaust gas purification device detoxifies exhaust gas generated by a vehicle and discharges it into the atmosphere, and plays an important role in protecting the natural environment.
この排ガス浄化装置、例えば三元触媒は酸化還元の両
触媒を備え、空燃比をストイキオを含む狭いウインド域
に保持することにより、酸化触媒が排気中のCO,HCを、
還元触媒が排気中のNOXをそれぞれ無害成分に変換する
ように作用している。しかも、この三元触媒の酸素過剰
下(リーン空燃比)での窒素酸化物(NOX)を還元する
効率は大きく低下する。This exhaust gas purification device, for example, a three-way catalyst includes both oxidation-reduction catalysts, and by maintaining the air-fuel ratio in a narrow window region including stoichiometry, the oxidation catalyst removes CO and HC in the exhaust gas.
Reduction catalyst acts to convert the NO X in the exhaust gas into harmless components, respectively. Moreover, the efficiency of reducing excess oxygen under the three-way catalyst nitrogen oxides in (lean air-fuel ratio) (NO X) is significantly reduced.
処で、内燃機関は機関の運転状況に応じた燃料供給を
行うと共に、特に、排ガス浄化用の三元触媒を的確に作
動させるべく、空燃比をストイキオを含む狭いウインド
ウ域内に規制する必要があり、常に、空燃比を目標値に
保つべく空燃比制御を行っている。However, the internal combustion engine must supply fuel in accordance with the operating conditions of the engine, and in particular, in order to properly operate the three-way catalyst for purifying exhaust gas, it is necessary to regulate the air-fuel ratio within a narrow window area including stoichiometry. The air-fuel ratio control is always performed to keep the air-fuel ratio at the target value.
この空燃比制御には、排ガス中のO2濃度を検出して、
その値がウインドウ域内に保持されるようにO2フィード
バック制御を行っている。This air-fuel ratio control detects the O 2 concentration in the exhaust gas,
O 2 feedback control is performed so that the value is maintained within the window area.
ここで、空燃比フィードバックの概念を、第8図に示
した。この場合、空燃比制御手段は目標空燃比と対応す
るフィードバック係数をO1線のように理論空燃比(スト
イキオ)を中心としてリーン側とリッチ側に振る。これ
により、実の空燃比はO2線で示すように理論空燃比(ス
トイキオ)を中心として位相を遅れかせてリーン側とリ
ッチ側に振れる。この結果、動的な空燃比はストイキオ
(λ=1)を含む狭いウインドウ域内に保持されるよう
になっている。Here, the concept of the air-fuel ratio feedback is shown in FIG. In this case, the air-fuel ratio control means swings the feedback coefficient corresponding to the target air-fuel ratio toward the lean side and the rich side around the stoichiometric air-fuel ratio (stoichio) as indicated by the O1 line. As a result, the actual air-fuel ratio swings toward the lean side and the rich side with a delay in phase around the stoichiometric air-fuel ratio (stoichio) as indicated by the O2 line. As a result, the dynamic air-fuel ratio is maintained within a narrow window including stoichiometry (λ = 1).
処で、内燃機関はその負荷及びエンジン回転数に応じ
て、その要求される空燃比が異なり、例えば、第2図に
示すように、負荷の増加と共に、その目標とされる空燃
比が、燃料カット域、リーン域、ストイキオ域及びパワ
ー域となることが望ましい。このため、空燃比制御手段
は車両の運転状況情報に応じて、目標空燃比を設定し、
同値に成るように、燃料供給量を算出し、噴射供給して
いる。このため目標空燃比が変化する毎に、機関の空燃
比はリーン及びリッチ化する。In the meantime, the required air-fuel ratio of the internal combustion engine differs depending on the load and the engine speed. For example, as shown in FIG. It is desirable to have a cut area, a lean area, a stoichiometric area, and a power area. For this reason, the air-fuel ratio control means sets a target air-fuel ratio according to the driving condition information of the vehicle,
The fuel supply amount is calculated so as to have the same value, and the fuel is supplied by injection. Therefore, every time the target air-fuel ratio changes, the air-fuel ratio of the engine becomes lean and rich.
例えば、機関が低負荷定常運転を続ける場合、燃費向
上の上ではリーン運転が望ましい。しかし、このリーン
運転が実施されると、排ガスもリーン化し、三元触媒の
ウインドウ域を外れ排ガス浄化作用が的確に働かなくな
る。このため、この種のリーンバーンエンジンでは、三
元触媒の上流側に、リーン雰囲気下でNOXを浄化できる
リーンNOX触媒が配設され、これによりストイキオ時は
三元触媒、リーン時においてはリーンNOx触媒で排ガス
浄化を適確におこなうことと成る。For example, when the engine continues low-load steady operation, lean operation is desirable for improving fuel efficiency. However, when the lean operation is performed, the exhaust gas also becomes lean, and the exhaust gas goes out of the window region of the three-way catalyst, so that the exhaust gas purifying operation does not work properly. For this reason, in this type of lean burn engine, a lean NO X catalyst capable of purifying NO X under a lean atmosphere is disposed upstream of the three-way catalyst, whereby the three-way catalyst is used in the stoichiometric state, and the lean NO X catalyst is used in the lean state. Exhaust gas purification can be performed accurately with a lean NOx catalyst.
ここで酸素過剰化でNOXを還元することが可能なリー
ンNOX触媒の一例が特開昭60−125250公報に開示されて
いる。Here, an example of a lean NO X catalyst capable of reducing NO X by oxygen excess is disclosed in JP-A-60-125250.
このリーンNOX触媒はCu/ZSM5であり還元剤としてのHC
を必要とし、NOX浄化率〔ηNOX〕が第9図に示すようHC
/NO比によって変化する。ここで、排ガス中のHC/CO比が
所定値以上ないと、NOX浄化率〔ηNOX〕が十分に高まら
ず正常作動出来ない。このため、リーンNOX触媒は三元
触媒の上流に配設されることとなる。This lean NO X catalyst is Cu / ZSM5 and HC as reducing agent
And the NO X purification rate [η NOX ] is set to HC as shown in FIG.
Varies depending on the / NO ratio. Here, if the HC / CO ratio in the exhaust gas is not more than a predetermined value, the NO X purification rate [η NOX ] cannot be sufficiently increased and normal operation cannot be performed. Therefore, the lean NO X catalyst is provided upstream of the three-way catalyst.
(発明が解決しようとする課題) 処で、リーンNOX触媒と三元触媒とを排気路に順次配
設する場合,下記の問題を生じる。即ち、第3図に示す
様に、空燃比の切り換え初期(A部分)における空燃比
はリーンNOX触媒にストレージされていたO2の影響でリ
ーン側にずれる。この影響は数分のオーダで続き、その
後の時点BではO2ストレージの影響を受けなく成り、ス
トイキオを示すようになる。In (INVENTION It is an object) processing, when sequentially arranging the lean NO X catalyst and the three-way catalyst in the exhaust passage, resulting in the following problems. That is, as shown in FIG. 3, the air-fuel ratio in the initial stage of the air-fuel ratio switching (part A) shifts to the lean side due to the influence of O 2 stored in the lean NO X catalyst. This effect continues in minutes of an order, become insensitive to a later point in time O 2 storage in B, exhibits a stoichiometric.
このように、リーン運転の後のストイキオ運転初期に
は一時的に排気系の触媒上流にストレージされていたO2
の影響により、空燃比がリーンシフトして(第3図中に
破線で示した)、三元触媒に達し、その浄化作用が低減
するという問題があった。Thus, in the initial stage of the stoichiometric operation after the lean operation, O 2 temporarily stored upstream of the catalyst in the exhaust system
As a result, the air-fuel ratio shifts lean (shown by a broken line in FIG. 3), reaches the three-way catalyst, and the purifying action is reduced.
本発明の目的は排ガス空燃比の変動時における浄化効
率の低下を防止できる排ガス浄化装置を提供することに
ある。An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of preventing a reduction in purification efficiency when the exhaust gas air-fuel ratio fluctuates.
(課題を解決するための手段) 上述の目的を達成するために、本発明は、排気路上に
配設されると共にリーン制御時にNOXを浄化するO2スト
レージ作用を有するリーンNOX触媒と、上記リーンNOX触
媒の下流に配設される三元触媒とが配備されたもので、
特に、上記リーンNOX触媒を迂回して上記排気路上流よ
りの排ガスを上記三元触媒に直接導くと共に開閉弁によ
って開閉されるバイパス路を設け、上記排ガス空燃比が
リーン時のみ上記バイパス路を閉じるように上記開閉弁
を駆動させる制御手段とを有したことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a lean NO X catalyst which is disposed on an exhaust passage and has an O 2 storage function of purifying NO X during lean control. A three-way catalyst disposed downstream of the lean NO X catalyst is provided,
In particular, a bypass is provided that bypasses the lean NO X catalyst and directly guides the exhaust gas from the upstream of the exhaust passage to the three-way catalyst and that is opened and closed by an on-off valve.The bypass passage is opened only when the exhaust gas air-fuel ratio is lean. Control means for driving the on-off valve so as to close the valve.
(作用) 制御手段が排ガス空燃比のリーン時のみ、開閉弁を閉
作動させてバイパス路を閉鎖させるので、排ガス空燃比
のリーン時にリーンNOX触媒に全排ガスを供給でき、リ
ーン時以外に排気路上流よりの排ガスを三元触媒に直接
導くことができる。(Operation) Since the control means closes the bypass by closing the on-off valve only when the exhaust gas air-fuel ratio is lean, the entire exhaust gas can be supplied to the lean NO X catalyst when the exhaust gas air-fuel ratio is lean. Exhaust gas from the upstream of the road can be led directly to the three-way catalyst.
(実 施 例) 第1図に示した排ガス浄化装置は、ガソリンエンジン
1の排気路2上に装着されている。(Embodiment) The exhaust gas purifying apparatus shown in FIG. 1 is mounted on an exhaust passage 2 of a gasoline engine 1.
このエンジン1はエンジンコントロールユニット(以
後単にコントローラと記す)3により燃料供給量を制御
され、各時点での負荷情報やエンジン回転数情報に応じ
た目標空燃比に現空燃比を調整制御するように構成され
ている。The engine 1 is controlled in fuel supply amount by an engine control unit (hereinafter simply referred to as a controller) 3 so as to adjust and control the current air-fuel ratio to a target air-fuel ratio according to load information and engine speed information at each time. It is configured.
即ち、エンジン本体に接続された吸気路4にインジェ
クタ5が、排気路2には排気管7の途中に触媒コンバー
タ8とその前方にリニア空燃比センサ9がそれぞれ取付
けられている。That is, an injector 5 is attached to an intake passage 4 connected to the engine body, and a catalytic converter 8 is attached to an exhaust passage 2 in the middle of an exhaust pipe 7 and a linear air-fuel ratio sensor 9 is provided in front of the catalytic converter.
触媒コンバータ8内部には排気路2の上流側にO2スト
レージ作用を有するリーンNOX触媒10がその下流側に三
元触媒11が配設され、特に、リーンNOX触媒10を迂回し
て直接三元触媒11に排ガスが達することを可能とするバ
イパス路12が形成されている。このバイパス路12は触媒
コンバータ8のケーシング13の外側に配備され一体的に
取付けられているパイプ14によって形成され、その途中
にはバイパス路12を開閉できる開閉弁15が取付けられて
いる。Inside the catalytic converter 8, a lean NO X catalyst 10 having an O 2 storage function is disposed upstream of the exhaust passage 2, and a three-way catalyst 11 is disposed downstream thereof. In particular, the lean NO X catalyst 10 directly bypasses the lean NO X catalyst 10. A bypass passage 12 that allows exhaust gas to reach the three-way catalyst 11 is formed. The bypass passage 12 is formed by a pipe 14 which is provided outside the casing 13 of the catalytic converter 8 and is integrally attached thereto. An on-off valve 15 which can open and close the bypass passage 12 is attached in the middle of the pipe 14.
開閉弁15にはこの弁を開位置P1と閉位置P2とに切換保
持可能なエアシリンダであるアクチュエータ16が取付け
られている。このアクチュエータ16には電磁弁17を介し
て、高圧エアなどのエア源18が接続され、この電磁弁17
はコントローラ3に接続されている。The on-off valve 15 is provided with an actuator 16 which is an air cylinder capable of switching and holding the valve between an open position P1 and a closed position P2. An air source 18 such as high-pressure air is connected to the actuator 16 via a solenoid valve 17.
Are connected to the controller 3.
リーンNOX触媒10はモノリス型の担持体の担持領域の
全内壁面には触媒活性成分が付着される。ここでの、触
媒活性成分は酸素過剰化でNOXを還元することが可能な
もので、第9図に示したように、HC/NO比が所定値以上
でNOX浄化率〔ηNOX〕が高レベルとなる特性を示す。即
ち、その時の排ガスの空燃比がリーン雰囲気下にあり、
しかも、活性温度にあると、NOxは還元剤としてのHCに
よって還元され、HC,COは酸化されてのHCで還元し、HC,
COを酸化処理して無害化するように構成されている。In the lean NO X catalyst 10, a catalytically active component is attached to the entire inner wall surface of the monolith-type carrier. Here, the catalytically active component is capable of reducing NO X by oxygen excess. As shown in FIG. 9, when the HC / NO ratio is equal to or higher than a predetermined value, the NO X purification rate [η NOX ] Indicates that the characteristic becomes a high level. That is, the air-fuel ratio of the exhaust gas at that time is under a lean atmosphere,
Moreover, at the activation temperature, NOx is reduced by HC as a reducing agent, and HC and CO are reduced by oxidized HC, and HC and CO are reduced.
It is configured to make CO harmless by oxidation treatment.
三元触媒11はそのモノリス型の担持体の担持領域の全
内壁面にストイキオ雰囲気下で酸化還元処理可能な触媒
活性成分が付着される。この三元触媒11は排ガス空燃比
がストイキオ近傍にあり、活性温度にあると、HC,CO,NO
X、の酸化還元処理を行ない無害化された排ガスを排出
出来る周知の構成を採る。In the three-way catalyst 11, a catalytically active component capable of being subjected to an oxidation-reduction treatment in a stoichiometric atmosphere is attached to the entire inner wall surface of the supporting region of the monolithic carrier. When the three-way catalyst 11 has an exhaust gas air-fuel ratio in the vicinity of stoichiometry and is at an activation temperature, HC, CO, NO
A well-known configuration that can perform a redox treatment of X and discharge detoxified exhaust gas is adopted.
リニアA/Fセンサ10は例えば、特開昭63−36140号公報
に開示されるようなリニアA/Fセンサが使用される。As the linear A / F sensor 10, for example, a linear A / F sensor as disclosed in JP-A-63-36140 is used.
内燃機関の吸気路4にはインジェクタ5の上流にスロ
ットル弁20が配設される。スロットル弁20には負荷情報
となるアクセル開度センサ21が付設され、更にその上流
には吸気温センサ22、大気圧センサ23、吸入空気流量A
情報を発するエアフローセンサ24が配設される。In the intake passage 4 of the internal combustion engine, a throttle valve 20 is disposed upstream of the injector 5. An accelerator opening sensor 21 serving as load information is attached to the throttle valve 20, and further upstream thereof, an intake air temperature sensor 22, an atmospheric pressure sensor 23, and an intake air flow rate A
An airflow sensor 24 that emits information is provided.
なお、符号25はクランク各情報及びエンジン回転数情
報を出力するクランク角センサを示している。Reference numeral 25 denotes a crank angle sensor that outputs crank information and engine speed information.
コントローラ3はマイクロコンピュータでその要部が
構成され、特に、上述の各センサ類の出力信号を受け
て、適時にその情報を取り込み、あるいは適時にインジ
ェクタ5に駆動信号を出力するための駆動回路301及
び、電磁弁17駆動用の駆動回路302に制御信号を出力す
る入出力回路303と、第4図乃至第6図に示す排ガス制
御プログラム、メイン制御プログラムや、各種マップ、
特性値等を書き込まれた記憶回路304と、各制御プログ
ラムに沿って制御値を算出する制御回路305等で構成さ
れている。The controller 3 is constituted by a microcomputer, the main part of which is a microcomputer. In particular, a drive circuit 301 for receiving the output signals of the above-described sensors and fetching the information in a timely manner or outputting a drive signal to the injector 5 in a timely manner. And an input / output circuit 303 for outputting a control signal to a drive circuit 302 for driving the solenoid valve 17, an exhaust gas control program shown in FIGS. 4 to 6, a main control program, various maps,
It comprises a storage circuit 304 in which characteristic values and the like are written, a control circuit 305 that calculates control values according to each control program, and the like.
ここでのコントローラ3は、特に、排ガス空燃比がリ
ーン時のみバイパス路12を閉じるように開閉弁15を駆動
させる制御手段としての機能を備える。In particular, the controller 3 has a function as a control unit that drives the on-off valve 15 so that the bypass passage 12 is closed only when the exhaust gas air-fuel ratio is lean.
ここで、コントローラ3による燃料噴供給制御と共に
行われる排ガス制御処理を第4図乃至第6図に示す制御
プログラムと共に説明する。Here, the exhaust gas control processing performed together with the fuel injection supply control by the controller 3 will be described with reference to the control programs shown in FIGS.
まず、メインルーチンでは図示しない初期設定の後、
運転情報として各センサよりの出力を取り込み、所定の
アドレスの更新を行なう。そして、ステップa2では、燃
料カットモードか否かを、エンジン回転数Nと負荷θ
(アクセル開度センサの出力に基づく)を取り込み、第
2図に示すような運転域算出マップに基づき算出する。First, in the main routine, after initial settings (not shown),
The output from each sensor is taken in as driving information, and a predetermined address is updated. In step a2, it is determined whether or not the fuel cut mode is set, by determining the engine speed N and the load θ.
(Based on the output of the accelerator opening sensor), and is calculated based on a driving range calculation map as shown in FIG.
燃料カットではステップa3に進み、燃料カットフラグ
FCFを立て、リーン域を表すLFフラグを1とし、ステッ
プa1にもどる。In the fuel cut, proceed to step a3, where the fuel cut flag
The FCF is set, the LF flag indicating the lean area is set to 1, and the process returns to step a1.
ステップa2より燃料カットでないとしてステップa5に
達すると、燃料カットフラグFCFをクリアしステップa6
進む。ここでは、エンジン回転数Nと負荷θ等を取り込
み、空燃比フィードバック条件を満しているか否かを判
定し、満たしていない、例えばパワー運転域のような過
渡運転域の時点では、現運転情報に基づくオープンルー
プでの空燃比制御を行うべく、ステップa7側に進む。If step a5 is reached assuming that the fuel is not cut from step a2, the fuel cut flag FCF is cleared and step a6
move on. Here, the engine speed N and the load θ are taken in, and it is determined whether or not the air-fuel ratio feedback condition is satisfied. When the air-fuel ratio feedback condition is not satisfied, for example, in a transient operation range such as a power operation range, the current operation information is obtained. The process proceeds to step a7 in order to perform air-fuel ratio control in an open loop based on.
ここではストイキオフィードバックフラグSFB及びリ
ーンフラグLFをクリアし、ステップe9に達する。Here, the stoichiometric feedback flag SFB and the lean flag LF are cleared, and the process reaches step e9.
ここでは、車両の負荷情報A/N,エンジン回転数Nに応
じた、空燃比補正係数であるリッチ化係数KMPAを図示し
ないマップに基づき算出し、空燃比を格納するアドレス
KAFに入力処理する。Here, an address for calculating the enrichment coefficient KMPA, which is an air-fuel ratio correction coefficient, according to the load information A / N of the vehicle and the engine speed N based on a map (not shown) and storing the air-fuel ratio.
Input processing to KAF.
そして、ステップa10では、その他の燃料噴射パルス
幅補正係数KDTや、補正値TDを運転状態に応じて設定
し、ステップa1にリターンする。Then, in step a10, other fuel injection pulse width correction coefficients KDT and correction values TD are set according to the operation state, and the process returns to step a1.
ステップa6より空燃比フィードバック制御条件を満た
しているとして、ステップa11に達すると、エンジン回
転数Nと負荷θを取り込み、第2図に示すような運転域
算出マップに基づきリーン化制御なのか否か判断し、リ
ーン運転条件下にあるとステップa12に進む。Assuming that the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied from step a6, when step a11 is reached, the engine speed N and the load θ are fetched, and based on the operating range calculation map as shown in FIG. If it is determined that the vehicle is under the lean operation condition, the process proceeds to step a12.
ここでは、ストイキオフィードバックフラグSFBをク
リアし、リーンフラグLFを1とし、ステップa14に進
む。Here, the stoichiometric feedback flag SFB is cleared, the lean flag LF is set to 1, and the process proceeds to step a14.
ここでは負荷情報A/N,エンジン回転数Nに応じた目標
空燃比(A/F)を設定し、その値に応じたベースリーン
係数KLEANを設定する。更に、空燃比センサの空燃比信
号Voutと目標空燃比データの偏差ΔAFを算出する。更
に、ステップa16,17では偏差ΔAFに周知のPID処理を施
し、リーンフィードバック係数KLFBを設定し、空燃比を
格納するアドレスKAFに、ベースリーン係数KLEANとリー
ンフィードバック係数とを乗算した値をストアし、ステ
ップa10に進む。Here, a target air-fuel ratio (A / F) is set according to the load information A / N and the engine speed N, and a base lean coefficient KLEAN is set according to the values. Further, a deviation ΔAF between the air-fuel ratio signal Vout of the air-fuel ratio sensor and the target air-fuel ratio data is calculated. Further, in steps a16 and a17, a known PID process is performed on the deviation ΔAF, a lean feedback coefficient KLFB is set, and a value obtained by multiplying the base lean coefficient KLEAN by the lean feedback coefficient is stored in an address KAF storing the air-fuel ratio. Then, proceed to step a10.
ステップa10ではその他の燃料噴射パルス幅補正係数K
DTや、補正値TDを運転状態に応じて設定し、ステップa1
にリターンする。In step a10, the other fuel injection pulse width correction coefficient K
Set DT and correction value TD according to the operating state, and
Return to
ステップa11でリーンでないと、ストイキオフィード
バック制御側のステップa18に達する。If it is not lean in step a11, step a18 on the stoichiometric feedback control side is reached.
ここでは、ストイキオフラグSFBを1とし、リーンフ
ラグLFをクリアし、ステップa20に達する。Here, the stoichiometric flag SFB is set to 1, the lean flag LF is cleared, and the process reaches step a20.
ここでは目標空燃比がストイキオであり、設定値KSFB
をアドレスKAFにストアし、ステップa10に進み、ステッ
プa1にリターンする。Here, the target air-fuel ratio is stoichiometric, and the set value KSFB
Is stored in the address KAF, the process proceeds to step a10, and returns to step a1.
このようなメインルーチンの途中で、第5図のインジ
ェクタ駆動ルーチン及び第6図の排ガス制御ルーチンが
行なわれる。During such a main routine, an injector driving routine shown in FIG. 5 and an exhaust gas control routine shown in FIG. 6 are performed.
インジェクタ駆動ルーチンでは、クランクパルス割込
みでステップb1に達すると、吸入空気量A/Nとエンジン
回転数Nを取り込み、燃料カットフラグFCFが1ではリ
ターンし、0で、ステップb3に進む。ここでは、吸入空
気量A/Nに応じた基本燃料パルス幅TBを設定し、メイン
パルス幅データTinj=TB×KAF×KDT+TDを算出し、ステ
ップb5に進む。In the injector drive routine, when step b1 is reached by a crank pulse interruption, the intake air amount A / N and the engine speed N are fetched, the fuel cut flag FCF returns when it is 1, and returns to 0, and proceeds to step b3. Here, setting the basic fuel pulse width T B according to the intake air quantity A / N, to calculate the main pulse width data Tinj = T B × KAF × KDT + TD, the process proceeds to step b5.
ステップb5では、Tinjをインジェクタ駆動用ドライバ
ーにセットし、ドライバーをトリガし、燃料噴射を行な
い、リターンする。In step b5, Tinj is set to the driver for driving the injector, the driver is triggered, fuel injection is performed, and the routine returns.
非ガス制御ルーチンでは、所定のクランクパルス割込
みでステップc1に達すると、LEフラグの前回値と今回値
に基づき、同フラグが1から0に変化したか否かを判定
し、変化して無い時はステップc3に、変化している時
は、ステップc2に進む。変化が無くてステップc3に達す
ると、ここではLEフラグの前回値と今回値に基づき、同
フラグが0から1に変化したか否かを判定し、変化して
無い時はメインにリターンし、変化があるとステップc4
に進む。In the non-gas control routine, when step c1 is reached by a predetermined crank pulse interruption, it is determined whether or not the LE flag has changed from 1 to 0 based on the previous value and the current value of the LE flag. Goes to step c3, and if it has changed, goes to step c2. If there is no change and the process reaches step c3, it is determined here whether or not the LE flag has changed from 0 to 1 based on the previous value and the current value of the LE flag. Step c4 when there is a change
Proceed to.
LEフラグが1に変わったとしてステップc4に達する
と、開閉弁15への出力をオンし、バイパス路12を閉じ、
排ガスを全てリーンNOX触媒10に導いた後、三元触媒11
に供給するという処理を行ない、リーン化している排ガ
スのNOXをリーン雰囲気下で還元し、さらに浄化しきれ
ないHC,COを三元触媒で酸化処理を行なう。When step c4 is reached assuming that the LE flag has changed to 1, the output to the on-off valve 15 is turned on, the bypass path 12 is closed,
After all exhaust gas has been led to the lean NO X catalyst 10, the three-way catalyst 11
Performs a process of supplying to the NO X in the exhaust gas are lean and reduced under a lean atmosphere, carried out further not be clean HC, and oxidizing the CO by the three way catalyst.
他方、ステップc1で空燃比がリーンよりストイキオに
変化が起きたと判断してステップc2に達すると、ここで
は、開閉弁15への出力をオフしてバイパス路12を開く。
これによって、排ガスは分岐してバイパス路12を通り、
直後、三元触媒11に達するものが多くなる。On the other hand, when it is determined in step c1 that the air-fuel ratio has changed from lean to stoichiometric and the flow reaches step c2, the output to the on-off valve 15 is turned off and the bypass passage 12 is opened.
As a result, the exhaust gas branches and passes through the bypass passage 12,
Immediately after that, the amount reaching the three-way catalyst 11 increases.
これによって、リーンよりストイキオに切換直後にお
ける、リーンNOX触媒10のO2ストレージ作用による排ガ
スのリーン化(第3図の破線参照)を排除出来、その影
響を受け無いストイキオ雰囲気の排ガスが三元触媒11に
達し、そこでNOXの還元及びHC、COの酸化処理が適正に
行なわれることとなり、排ガスの浄化率の低下を防止出
来る。This makes it possible to eliminate the lean exhaust gas (see the broken line in FIG. 3) due to the O 2 storage action of the lean NO X catalyst 10 immediately after switching from lean to stoichiometric. reaching the catalyst 11, where NO X reduction and HC, oxidation of CO becomes possible to be performed properly, it can prevent a reduction in the purification rate of the exhaust gas.
上述の処において、開閉弁15の切り代えは、エンジン
回転数Nと負荷θを取り込み、運転域算出マップに基づ
き、リーン域、ストイキオ域及び加速域を設定していた
が、これに代えて、単に、排ガス空燃比が、リーン域に
ある時のみバイパス路を閉鎖するように排ガス制御ルー
チンを行なっても良い。In the above-described process, the switching of the on-off valve 15 takes in the engine speed N and the load θ, and sets the lean range, the stoichiometric range, and the acceleration range based on the operating range calculation map. The exhaust gas control routine may be simply performed so that the bypass is closed only when the exhaust gas air-fuel ratio is in the lean region.
更に、第1図の排ガス浄化装置は触媒コンバータ8の
内部にリーンNOX触媒10と三元触媒11を収容し、その触
媒コンバータ8のケーシング13にバイパス路12を成すパ
イプ14が一体的に取付けられていたが、これに代えて、
第7図に示すような配置を採っても良い。この場合、排
気管7の途中に所定間隔を介して、リーンNOX触媒10と
三元触媒11をこの順に配設する。そして、リーンNOX触
媒10のケーシング26を迂回するようにバイパス管27を配
し、そのバイパス管27の入口と出口とを排気管7に連通
させる。この場合も、バイパス管27の途中にコントロー
ラ3によって制御される開閉弁15を配設し、適時にバイ
パス路12を開閉する様に構成される。この場合も、第1
図の排ガス浄化装置と同様の作用、効果を得られる。Furthermore, inside the lean NO X catalyst 10 and accommodating a three-way catalyst 11, the mounting pipe 14 is integrally constituting the bypass passage 12 to the casing 13 of the catalytic converter 8 the exhaust gas purifying apparatus of Figure 1 is the catalytic converter 8 Instead of this,
The arrangement shown in FIG. 7 may be adopted. In this case, the lean NO X catalyst 10 and the three-way catalyst 11 are arranged in this order at predetermined intervals in the exhaust pipe 7. Then, a bypass pipe 27 is arranged so as to bypass the casing 26 of the lean NO X catalyst 10, and an inlet and an outlet of the bypass pipe 27 are communicated with the exhaust pipe 7. Also in this case, the on-off valve 15 controlled by the controller 3 is provided in the middle of the bypass pipe 27 so as to open and close the bypass passage 12 in a timely manner. Also in this case, the first
The same operation and effect as those of the exhaust gas purifying apparatus shown in the figure can be obtained.
(発明の効果) 以上のように、本発明は排ガス空燃比のリーン時にの
み、簡素な構造によりバイパス路を閉鎖させてリーン化
されている全排ガスをリーンNOX触媒10とその下流の三
元触媒11に導き、無害化出来、リーンによりストイキオ
への変動時には、排ガスをバイパス路を介して直接、三
元触媒に供給し、リーンNOX触媒のO2ストレージ作用に
よる排ガスのリーン化の影響を受け無いストイキオ雰囲
気の排ガスを三元触媒11に供給し、そこでNOXの還元及
びHC、COの酸化処理を適正に行なわせることとなり、排
ガスの浄化率の低下を防止出来る。As described above, according to the present invention, only when the exhaust gas air-fuel ratio is lean, the entire exhaust gas leaned by closing the bypass with a simple structure is reduced to the lean NO X catalyst 10 and the three-way downstream thereof. It led to the catalyst 11, detoxification can, at the time of variation of the stoichiometric by lean, direct exhaust gas through the bypass passage, and supplies the three-way catalyst, the effect of lean of the exhaust gas by the O 2 storage effect of the lean NO X catalyst receiving the exhaust gas stoichiometric atmosphere is supplied to the three-way catalyst 11 not, where NO X reduction and HC, will be properly perform the oxidation treatment of CO, it can prevent a reduction in the purification rate of the exhaust gas.
第1図は本発明の一実施例として排ガス浄化装置の概略
全体構成図、第2図は同上装置野コントローラが内蔵す
る運転域算出マップの特性線図、第3図は同上装置で用
いるエンジンの空燃比の経時特性線図、第4図乃至第6
図は同上装置のコントローラが行なうメイン、排ガス浄
化及びインジェクタ駆動の各制御プログラムのフローチ
ャート、第7図は本発明のその他の実施例としての排ガ
ス制御装置の要部概略配置図、第8図は従来装置の空燃
比変化特性線図、第9図はリーンNOX触媒の浄化率特性
線図である。 1……エンジン、2……排気路、3……コントローラ、
8……触媒コンバータ、9……リニア空燃比センサ、10
……リーンNOX触媒、11……三元触媒、12……バイパス
路、15……開閉弁。FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of an exhaust gas purifying apparatus as an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of an operating range calculation map incorporated in the above-mentioned device controller, and FIG. FIG. 4 to FIG.
FIG. 7 is a flowchart of control programs for main, exhaust gas purification, and injector driving performed by the controller of the above device. FIG. 7 is a schematic layout diagram of main parts of an exhaust gas control device as another embodiment of the present invention. FIG. 9 is an air-fuel ratio change characteristic diagram of the device, and FIG. 9 is a purification rate characteristic diagram of the lean NO X catalyst. 1 ... engine, 2 ... exhaust path, 3 ... controller,
8: Catalytic converter, 9: Linear air-fuel ratio sensor, 10
...... lean NO X catalyst, 11 ...... three-way catalyst, 12 ...... bypass passage, 15 ...... off valve.
Claims (1)
時にNOxを浄化するO2ストレージ作用を有するリーンNOx
触媒と、上記リーンNOx触媒の下流に配設される三元触
媒とが配備された排ガス浄化装置において、上記リーン
NOx触媒を迂回して上記排気路上流よりの排ガスを上記
三元触媒に直接導くと共に開閉弁によって開閉されるバ
イパス路を設け、上記排ガス空燃比がリーン時のみ上記
バイパス路を閉じるように上記開閉弁を駆動させる制御
手段とを有したことを特徴とする排ガス浄化装置。1. A lean NOx disposed on an exhaust passage and having an O 2 storage function for purifying NOx during lean control.
In an exhaust gas purifying apparatus provided with a catalyst and a three-way catalyst disposed downstream of the lean NOx catalyst,
Bypassing the exhaust gas from the upstream of the exhaust passage to the three-way catalyst by bypassing the NOx catalyst and providing a bypass passage opened and closed by an on-off valve, and opening and closing the bypass passage so as to close the bypass passage only when the exhaust gas air-fuel ratio is lean. An exhaust gas purifying apparatus comprising: a control unit that drives a valve.
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---|---|---|---|
JP2294214A JP2581301B2 (en) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | Exhaust gas purification device |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2294214A JP2581301B2 (en) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | Exhaust gas purification device |
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JPH04166607A JPH04166607A (en) | 1992-06-12 |
JP2581301B2 true JP2581301B2 (en) | 1997-02-12 |
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ID=17804811
Family Applications (1)
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Families Citing this family (3)
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JP2830464B2 (en) * | 1989-12-06 | 1998-12-02 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP2294214A patent/JP2581301B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH04166607A (en) | 1992-06-12 |
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