JP2658754B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- JP2658754B2 JP2658754B2 JP4203635A JP20363592A JP2658754B2 JP 2658754 B2 JP2658754 B2 JP 2658754B2 JP 4203635 A JP4203635 A JP 4203635A JP 20363592 A JP20363592 A JP 20363592A JP 2658754 B2 JP2658754 B2 JP 2658754B2
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- exhaust gas
- temperature
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】リーン混合気を燃焼せしめるようにした
内燃機関において、流入排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯｘを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低
下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を機関
排気通路内に配置し、リーン混合気を燃焼せしめた際に
発生するＮＯｘをＮＯｘ吸収剤により吸収し、ＮＯｘ吸
収剤のＮＯｘ吸収能力が飽和する前にＮＯｘ吸収剤への
流入排気ガスの空燃比を一時的にリッチにしてＮＯｘ吸
収剤からＮＯｘを放出させると共に放出されたＮＯｘを
還元するようにした内燃機関が本出願人により既に提案
されている（特願平３−２８４０９５号参照）。
内燃機関において、流入排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯｘを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低
下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を機関
排気通路内に配置し、リーン混合気を燃焼せしめた際に
発生するＮＯｘをＮＯｘ吸収剤により吸収し、ＮＯｘ吸
収剤のＮＯｘ吸収能力が飽和する前にＮＯｘ吸収剤への
流入排気ガスの空燃比を一時的にリッチにしてＮＯｘ吸
収剤からＮＯｘを放出させると共に放出されたＮＯｘを
還元するようにした内燃機関が本出願人により既に提案
されている（特願平３−２８４０９５号参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
なＮＯｘ吸収剤はＮＯｘを吸収して保持する能力、即ち
ＮＯｘの浄化率が特定の温度領域においてピークにな
り、ＮＯｘ吸収剤の温度がこの温度領域に対して低くな
っても高くなってもＮＯｘ吸収剤によるＮＯｘ浄化率が
低下する。従ってＮＯｘ浄化率がピークとなる温度領域
でＮＯｘ吸収剤を使用することが必要となるが上述の内
燃機関では複数のＮＯｘ吸収剤を用いた場合に各ＮＯｘ
吸収剤を夫々ＮＯｘ浄化率が高い状態で使用することに
関して何ら示唆していない。
なＮＯｘ吸収剤はＮＯｘを吸収して保持する能力、即ち
ＮＯｘの浄化率が特定の温度領域においてピークにな
り、ＮＯｘ吸収剤の温度がこの温度領域に対して低くな
っても高くなってもＮＯｘ吸収剤によるＮＯｘ浄化率が
低下する。従ってＮＯｘ浄化率がピークとなる温度領域
でＮＯｘ吸収剤を使用することが必要となるが上述の内
燃機関では複数のＮＯｘ吸収剤を用いた場合に各ＮＯｘ
吸収剤を夫々ＮＯｘ浄化率が高い状態で使用することに
関して何ら示唆していない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＮＯｘ
浄化率がピークとなる温度領域でＮＯｘ吸収剤を使用す
るために流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯ
ｘを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸
収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤であってＮＯｘ浄
化率がピークとなる温度領域の異なる複数のＮＯｘ吸収
剤を機関排気通路内に配置し、温度の高い排気ガスは温
度が高いときにＮＯｘ浄化率がピークとなるＮＯｘ吸収
剤に送り込むと共に温度の低い排気ガスは温度が低いと
きにＮＯｘ浄化率がピークとなるＮＯｘ吸収剤に送り込
むようにしている。
浄化率がピークとなる温度領域でＮＯｘ吸収剤を使用す
るために流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯ
ｘを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸
収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤であってＮＯｘ浄
化率がピークとなる温度領域の異なる複数のＮＯｘ吸収
剤を機関排気通路内に配置し、温度の高い排気ガスは温
度が高いときにＮＯｘ浄化率がピークとなるＮＯｘ吸収
剤に送り込むと共に温度の低い排気ガスは温度が低いと
きにＮＯｘ浄化率がピークとなるＮＯｘ吸収剤に送り込
むようにしている。
【０００５】
【作用】温度の高い排気ガスは温度が高いときにＮＯｘ
浄化率がピークとなるＮＯｘ吸収剤に送り込まれ、温度
の低い排気ガスは温度が低いときにＮＯｘ浄化率がピー
クとなるＮＯｘ吸収剤に送り込まれるので各ＮＯｘ吸収
剤は夫々ＮＯｘ浄化率がピークとなる状態で使用され
る。
浄化率がピークとなるＮＯｘ吸収剤に送り込まれ、温度
の低い排気ガスは温度が低いときにＮＯｘ浄化率がピー
クとなるＮＯｘ吸収剤に送り込まれるので各ＮＯｘ吸収
剤は夫々ＮＯｘ浄化率がピークとなる状態で使用され
る。
【０００６】
【実施例】図１を参照すると、１は機関本体、２はピス
トン、３は燃焼室、４は点火栓、５は吸気弁、６は吸気
ポート、７は排気弁、８は排気ポートを夫々示す。吸気
ポート６は対応する枝管９を介してサージタンク１０に
連結され、各枝管９には夫々吸気ポート６内に向けて燃
料を噴射する燃料噴射弁１１が取付けられる。サージタ
ンク１０は吸気ダクト１２およびエアフローメータ１３
を介してエアクリーナ１４に連結され、吸気ダクト１２
内にはスロットル弁１５が配置される。
トン、３は燃焼室、４は点火栓、５は吸気弁、６は吸気
ポート、７は排気弁、８は排気ポートを夫々示す。吸気
ポート６は対応する枝管９を介してサージタンク１０に
連結され、各枝管９には夫々吸気ポート６内に向けて燃
料を噴射する燃料噴射弁１１が取付けられる。サージタ
ンク１０は吸気ダクト１２およびエアフローメータ１３
を介してエアクリーナ１４に連結され、吸気ダクト１２
内にはスロットル弁１５が配置される。
【０００７】一方、排気ポート８は排気マニホルド１６
を介して第１のＮＯｘ吸収剤１７を内蔵したケーシング
１８に連結され、このケーシング１８は排気管１９を介
して第２のＮＯｘ吸収剤２０を内蔵したケーシング２１
に連結される。更にこのケーシング２１は排気管２２を
介して第３のＮＯｘ吸収剤２３を内蔵したケーシング２
４に連結される。従って排気通路内には排気ガスの流れ
方向において順に第１ＮＯｘ吸収剤１７、第２ＮＯｘ吸
収剤２０、第３ＮＯｘ吸収剤２３が配置されることにな
る。図１に示す内燃機関では燃焼室３内に供給される混
合気の空燃比はリーンとされ、従って燃焼室３内ではリ
ーン混合気が燃焼せしめられることになる。
を介して第１のＮＯｘ吸収剤１７を内蔵したケーシング
１８に連結され、このケーシング１８は排気管１９を介
して第２のＮＯｘ吸収剤２０を内蔵したケーシング２１
に連結される。更にこのケーシング２１は排気管２２を
介して第３のＮＯｘ吸収剤２３を内蔵したケーシング２
４に連結される。従って排気通路内には排気ガスの流れ
方向において順に第１ＮＯｘ吸収剤１７、第２ＮＯｘ吸
収剤２０、第３ＮＯｘ吸収剤２３が配置されることにな
る。図１に示す内燃機関では燃焼室３内に供給される混
合気の空燃比はリーンとされ、従って燃焼室３内ではリ
ーン混合気が燃焼せしめられることになる。
【０００８】図２は燃焼室３から排出される排気ガス中
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図２から
わかるように燃焼室３から排出される排気ガス中の未燃
ＨＣ，ＣＯの量は燃焼室３内に供給される混合気の空燃
比がリッチになるほど増大し、燃焼室３から排出される
排気ガス中の酸素Ｏ2 の量は燃焼室３内に供給される混
合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図２から
わかるように燃焼室３から排出される排気ガス中の未燃
ＨＣ，ＣＯの量は燃焼室３内に供給される混合気の空燃
比がリッチになるほど増大し、燃焼室３から排出される
排気ガス中の酸素Ｏ2 の量は燃焼室３内に供給される混
合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
【０００９】各ケーシング１８，２１，２４内に収容さ
れている各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３は例えばアル
ミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナト
リウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアル
カリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアル
カリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土
類から選ばれた少くとも一つと、白金Ｐｔのような貴金
属と、必要に応じてその他の金属とが担持されている。
機関吸気通路およびＮＯｘ吸収剤１７上流の排気通路内
に供給された空気および燃料の比を各ＮＯｘ吸収剤１
７，２０，２３への流入排気ガスの空燃比と称すると各
ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３は流入排気ガスの空燃比
がリーンのときにはＮＯｘを吸収し、流入排気ガス中の
酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ
の吸放出作用を行う。なお、ＮＯｘ吸収剤１７上流の排
気通路内に燃料或いは空気が供給されない場合には流入
排気ガスの空燃比は燃焼室３内に供給される混合気の空
燃比に一致し、従ってこの場合には各ＮＯｘ吸収剤１
７，２０，２３は燃焼室３内に供給される混合気の空燃
比がリーンのときにはＮＯｘを吸収し、燃焼室３内に供
給される混合気中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯ
ｘを放出することになる。
れている各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３は例えばアル
ミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナト
リウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアル
カリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアル
カリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土
類から選ばれた少くとも一つと、白金Ｐｔのような貴金
属と、必要に応じてその他の金属とが担持されている。
機関吸気通路およびＮＯｘ吸収剤１７上流の排気通路内
に供給された空気および燃料の比を各ＮＯｘ吸収剤１
７，２０，２３への流入排気ガスの空燃比と称すると各
ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３は流入排気ガスの空燃比
がリーンのときにはＮＯｘを吸収し、流入排気ガス中の
酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ
の吸放出作用を行う。なお、ＮＯｘ吸収剤１７上流の排
気通路内に燃料或いは空気が供給されない場合には流入
排気ガスの空燃比は燃焼室３内に供給される混合気の空
燃比に一致し、従ってこの場合には各ＮＯｘ吸収剤１
７，２０，２３は燃焼室３内に供給される混合気の空燃
比がリーンのときにはＮＯｘを吸収し、燃焼室３内に供
給される混合気中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯ
ｘを放出することになる。
【００１０】上述の各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３を
機関排気通路内に配置すれば各ＮＯｘ吸収剤１７，２
０，２３は実際にＮＯｘの吸放出作用を行うがこの吸放
出作用の詳細なメカニズムについては明らかでない部分
もある。しかしながらこの吸放出作用は図３に示すよう
なメカニズムで行われているものと考えられる。次にこ
のメカニズムについて担体上に白金Ｐｔおよびバリウム
Ｂａを担持させた場合を例にとって説明するが他の貴金
属、アルカリ金属、アルカリ土類、希土類を用いても同
様なメカニズムとなる。
機関排気通路内に配置すれば各ＮＯｘ吸収剤１７，２
０，２３は実際にＮＯｘの吸放出作用を行うがこの吸放
出作用の詳細なメカニズムについては明らかでない部分
もある。しかしながらこの吸放出作用は図３に示すよう
なメカニズムで行われているものと考えられる。次にこ
のメカニズムについて担体上に白金Ｐｔおよびバリウム
Ｂａを担持させた場合を例にとって説明するが他の貴金
属、アルカリ金属、アルカリ土類、希土類を用いても同
様なメカニズムとなる。
【００１１】即ち、流入排気ガスがかなりリーンになる
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図３
（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ2 がＯ2 - の形で
白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガス中のＮ
Ｏは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - と反応し、ＮＯ2 となる
（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。次いで生成されたＮＯ2
の一部は白金Ｐｔ上で更に酸化されつつ吸収剤内に吸収
されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図３（Ａ）
に示されるように硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸収剤内に
拡散する。このようにしてＮＯｘが各ＮＯｘ吸収剤１
７，２０，２３内に吸収される。
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図３
（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ2 がＯ2 - の形で
白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガス中のＮ
Ｏは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - と反応し、ＮＯ2 となる
（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。次いで生成されたＮＯ2
の一部は白金Ｐｔ上で更に酸化されつつ吸収剤内に吸収
されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図３（Ａ）
に示されるように硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸収剤内に
拡散する。このようにしてＮＯｘが各ＮＯｘ吸収剤１
７，２０，２３内に吸収される。
【００１２】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯｘ吸収能
力が飽和しない限りＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が低下すると
反応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2 ）に進み、斯くして吸
収剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
ると各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３からＮＯｘが放出
されることになる。図２に示されるように流入排気ガス
のリーンの度合が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度
が低下し、従って流入排気ガスのリーンの度合を低くす
れば各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３からＮＯｘが放出
されることになる。
Ｐｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯｘ吸収能
力が飽和しない限りＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が低下すると
反応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2 ）に進み、斯くして吸
収剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
ると各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３からＮＯｘが放出
されることになる。図２に示されるように流入排気ガス
のリーンの度合が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度
が低下し、従って流入排気ガスのリーンの度合を低くす
れば各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３からＮＯｘが放出
されることになる。
【００１３】一方、このとき流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすると図２に示されるように機関からは多量の未
燃ＨＣ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白金
Ｐｔ上の酸素Ｏ2 - と反応して酸化せしめられる。ま
た、流入排気ガスの空燃比をリッチにすると流入排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からＮＯ
2 が放出され、このＮＯ2 は図３（Ｂ）に示されるよう
に未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。このよ
うにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2 が存在しなくなると
吸収剤から次から次へとＮＯ2 が放出される。従って流
入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時間のうちに各
ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３からＮＯｘが放出される
ことになる。
ッチにすると図２に示されるように機関からは多量の未
燃ＨＣ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白金
Ｐｔ上の酸素Ｏ2 - と反応して酸化せしめられる。ま
た、流入排気ガスの空燃比をリッチにすると流入排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からＮＯ
2 が放出され、このＮＯ2 は図３（Ｂ）に示されるよう
に未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。このよ
うにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2 が存在しなくなると
吸収剤から次から次へとＮＯ2 が放出される。従って流
入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時間のうちに各
ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３からＮＯｘが放出される
ことになる。
【００１４】このように流入排気ガスの空燃比がリーン
になるとＮＯｘが各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３に吸
収され、流入排気ガスの空燃比をリッチにするとＮＯｘ
が各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３から短時間のうちに
放出される。従って図１に示す内燃機関ではリーン混合
気の燃焼期間が一定期間経過したときに機関シリンダ内
に供給される混合気の空燃比を一時的にリッチにして各
ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３からＮＯｘを放出させる
ようにしている。
になるとＮＯｘが各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３に吸
収され、流入排気ガスの空燃比をリッチにするとＮＯｘ
が各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３から短時間のうちに
放出される。従って図１に示す内燃機関ではリーン混合
気の燃焼期間が一定期間経過したときに機関シリンダ内
に供給される混合気の空燃比を一時的にリッチにして各
ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３からＮＯｘを放出させる
ようにしている。
【００１５】ところが各ＮＯｘ吸収剤１７，２０，２３
がＮＯｘを吸収して保持しておく能力、即ちＮＯｘの浄
化率は担体上に担持されている金属の種数によって温度
依存性を有し、これを図４に示す。図４の縦軸はＮＯｘ
浄化率を示しており、図４の横軸は各ＮＯｘ吸収剤１
７，２０，２３の温度を示している。図４からわかるよ
うに白金ＰｔとバリウムＢａの組合せからなるＰｔ−Ｂ
ａ吸収剤は吸収剤の温度が２５０℃から３５０℃の中温
においてＮＯｘの浄化率がピークとなる。これに対して
白金ＰｔとランタンＬａの組合せからなるＰｔ−Ｌａ吸
収剤および白金Ｐｔ、バリウムＢａおよび鉄Ｆｅの組合
せからなるＰｔ−Ｂａ−Ｆｅ吸収剤は２５０℃以下の低
温においてＮＯｘ浄化率がピークとなり、白金Ｐｔとカ
リウムＫとの組合せからなるＰｔ−Ｋ吸収剤、白金Ｐ
ｔ、バリウムＢａおよびニッケルＮｉからなるＰｔ−Ｂ
ａ−Ｎｉ吸収剤、および白金Ｐｔ、バリウムＢａおよび
銅ＣｕからなるＰｔ−Ｂａ−Ｃｕ吸収剤は３５０℃以上
の高温においてＮＯｘ浄化率がピークとなる。
がＮＯｘを吸収して保持しておく能力、即ちＮＯｘの浄
化率は担体上に担持されている金属の種数によって温度
依存性を有し、これを図４に示す。図４の縦軸はＮＯｘ
浄化率を示しており、図４の横軸は各ＮＯｘ吸収剤１
７，２０，２３の温度を示している。図４からわかるよ
うに白金ＰｔとバリウムＢａの組合せからなるＰｔ−Ｂ
ａ吸収剤は吸収剤の温度が２５０℃から３５０℃の中温
においてＮＯｘの浄化率がピークとなる。これに対して
白金ＰｔとランタンＬａの組合せからなるＰｔ−Ｌａ吸
収剤および白金Ｐｔ、バリウムＢａおよび鉄Ｆｅの組合
せからなるＰｔ−Ｂａ−Ｆｅ吸収剤は２５０℃以下の低
温においてＮＯｘ浄化率がピークとなり、白金Ｐｔとカ
リウムＫとの組合せからなるＰｔ−Ｋ吸収剤、白金Ｐ
ｔ、バリウムＢａおよびニッケルＮｉからなるＰｔ−Ｂ
ａ−Ｎｉ吸収剤、および白金Ｐｔ、バリウムＢａおよび
銅ＣｕからなるＰｔ−Ｂａ−Ｃｕ吸収剤は３５０℃以上
の高温においてＮＯｘ浄化率がピークとなる。
【００１６】例えば図４のＰｔ−Ｂａ吸収剤は低温にな
ると白金Ｐｔの表面上におけるＮＯｘの酸化作用が進ま
なくなり、また吸収剤へのＮＯｘの吸収作用が遅くなる
ためにＮＯｘ浄化率が低下してくる。一方、高温になる
と吸収剤内において硝酸塩が分解されてＮＯｘが放出さ
れるためにＮＯｘ浄化率が低下してくる。ところがこの
ようなＮＯｘの酸化作用や吸収作用および硝酸塩の分解
作用と温度との関係は担体上に担持されている金属の種
数によって異なり、従って図４に示すように担体上に担
持される金属の種類によってＮＯｘ浄化率がピークとな
る温度領域が異なることになる。
ると白金Ｐｔの表面上におけるＮＯｘの酸化作用が進ま
なくなり、また吸収剤へのＮＯｘの吸収作用が遅くなる
ためにＮＯｘ浄化率が低下してくる。一方、高温になる
と吸収剤内において硝酸塩が分解されてＮＯｘが放出さ
れるためにＮＯｘ浄化率が低下してくる。ところがこの
ようなＮＯｘの酸化作用や吸収作用および硝酸塩の分解
作用と温度との関係は担体上に担持されている金属の種
数によって異なり、従って図４に示すように担体上に担
持される金属の種類によってＮＯｘ浄化率がピークとな
る温度領域が異なることになる。
【００１７】このように担体上に担持される金属の種類
によってＮＯｘ浄化率がピークとなる温度領域が異なる
のでこれを考慮してＮＯｘ吸収剤を使用しなければなら
ない。そこで図１に示す実施例では第１ＮＯｘ吸収剤１
７としてＰｔ−Ｋ吸収剤、Ｐｔ−Ｂａ−Ｎｉ吸収剤、Ｐ
ｔ−Ｂａ−Ｃｕ吸収剤のようにＮＯｘ浄化率が高温でピ
ークとなる吸収剤が用いられ、第２ＮＯｘ吸収剤２０と
してＰｔ−Ｂａ吸収剤のようにＮＯｘ浄化率が中温でピ
ークとなる吸収剤が用いられ、第３ＮＯｘ吸収剤２３と
してＰｔ−Ｂａ−Ｆｅ吸収剤、Ｐｔ−Ｌａ吸収剤のよう
にＮＯｘ浄化率が低温でピークとなる吸収剤が用いられ
ている。
によってＮＯｘ浄化率がピークとなる温度領域が異なる
のでこれを考慮してＮＯｘ吸収剤を使用しなければなら
ない。そこで図１に示す実施例では第１ＮＯｘ吸収剤１
７としてＰｔ−Ｋ吸収剤、Ｐｔ−Ｂａ−Ｎｉ吸収剤、Ｐ
ｔ−Ｂａ−Ｃｕ吸収剤のようにＮＯｘ浄化率が高温でピ
ークとなる吸収剤が用いられ、第２ＮＯｘ吸収剤２０と
してＰｔ−Ｂａ吸収剤のようにＮＯｘ浄化率が中温でピ
ークとなる吸収剤が用いられ、第３ＮＯｘ吸収剤２３と
してＰｔ−Ｂａ−Ｆｅ吸収剤、Ｐｔ−Ｌａ吸収剤のよう
にＮＯｘ浄化率が低温でピークとなる吸収剤が用いられ
ている。
【００１８】図１に示す内燃機関では各ＮＯｘ吸収剤１
７，２０，２３に流入する排気ガス温は下流にいくほど
低くなる。従って上述のようにＮＯｘ浄化率が高温でピ
ークとなる吸収剤を第１ＮＯｘ吸収剤１７として用い、
ＮＯｘ浄化率が低温でピークとなる吸収剤を第２ＮＯｘ
吸収剤２０として用い、ＮＯｘ浄化率が高温でピークと
なる吸収剤を第３ＮＯｘ吸収剤２３として用いることに
よって各吸収剤１７，２０，２３をＮＯｘ浄化率がピー
クとなる温度で使用することができ、斯くしてＮＯｘの
浄化効率を高めることができることになる。
７，２０，２３に流入する排気ガス温は下流にいくほど
低くなる。従って上述のようにＮＯｘ浄化率が高温でピ
ークとなる吸収剤を第１ＮＯｘ吸収剤１７として用い、
ＮＯｘ浄化率が低温でピークとなる吸収剤を第２ＮＯｘ
吸収剤２０として用い、ＮＯｘ浄化率が高温でピークと
なる吸収剤を第３ＮＯｘ吸収剤２３として用いることに
よって各吸収剤１７，２０，２３をＮＯｘ浄化率がピー
クとなる温度で使用することができ、斯くしてＮＯｘの
浄化効率を高めることができることになる。
【００１９】図５は別の実施例を示す。この実施例では
排気マニホルド１６が排気管３０を介して電磁切換弁３
１に連結され、この電磁切換弁３１からは３個の排気管
３２，３３，３４が延びている。排気管３２は第１のＮ
Ｏｘ吸収剤３５を内蔵したケーシング３６に連結され、
排気管３３は第２のＮＯｘ吸収剤３７を内蔵したケーシ
ング３８に連結され、排気管３４は第３のＮＯｘ吸収剤
３９を内蔵したケーシング４０に連結されている。
排気マニホルド１６が排気管３０を介して電磁切換弁３
１に連結され、この電磁切換弁３１からは３個の排気管
３２，３３，３４が延びている。排気管３２は第１のＮ
Ｏｘ吸収剤３５を内蔵したケーシング３６に連結され、
排気管３３は第２のＮＯｘ吸収剤３７を内蔵したケーシ
ング３８に連結され、排気管３４は第３のＮＯｘ吸収剤
３９を内蔵したケーシング４０に連結されている。
【００２０】この実施例では第１ＮＯｘ吸収剤３５とし
てＰｔ−Ｋ吸収剤、Ｐｔ−Ｂａ−Ｎｉ吸収剤、Ｐｔ−Ｂ
ａ−Ｃｕ吸収剤のようにＮＯｘ浄化率が高温でピークと
なる吸収剤が用いられ、第２ＮＯｘ吸収剤３７としてＰ
ｔ−Ｂａ吸収剤のようにＮＯｘ浄化率が中温でピークと
なる吸収剤が用いられ、第３ＮＯｘ吸収剤４０としてＰ
ｔ−Ｂａ−Ｆｅ吸収剤、Ｐｔ−Ｌａ吸収剤のようにＮＯ
ｘ浄化率が低温でピークとなる吸収剤が用いられてい
る。
てＰｔ−Ｋ吸収剤、Ｐｔ−Ｂａ−Ｎｉ吸収剤、Ｐｔ−Ｂ
ａ−Ｃｕ吸収剤のようにＮＯｘ浄化率が高温でピークと
なる吸収剤が用いられ、第２ＮＯｘ吸収剤３７としてＰ
ｔ−Ｂａ吸収剤のようにＮＯｘ浄化率が中温でピークと
なる吸収剤が用いられ、第３ＮＯｘ吸収剤４０としてＰ
ｔ−Ｂａ−Ｆｅ吸収剤、Ｐｔ−Ｌａ吸収剤のようにＮＯ
ｘ浄化率が低温でピークとなる吸収剤が用いられてい
る。
【００２１】電磁切換弁３１は電子制御ユニット５０の
出力信号により制御される。この電子制御ユニット５０
はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス５１
によって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモ
リ）５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
５３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）５４、入力ポート
５５および出力ポート５６を具備する。エアフローメー
タ１３は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、この
出力電圧がＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入
力される。排気管３０には排気ガス温に比例した出力電
圧を発生する温度センサ５８が取付けられ、この温度セ
ンサ５８の出力電圧がＡＤ変換器５９を介して入力ポー
ト５５に入力される。また、入力ポート５５には機関回
転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ６０が
接続される。一方、出力ポート５６は対応する駆動回路
６１を介して夫々点火栓４、燃料噴射弁１１および電磁
切換弁３１に接続される。
出力信号により制御される。この電子制御ユニット５０
はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス５１
によって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモ
リ）５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
５３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）５４、入力ポート
５５および出力ポート５６を具備する。エアフローメー
タ１３は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、この
出力電圧がＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入
力される。排気管３０には排気ガス温に比例した出力電
圧を発生する温度センサ５８が取付けられ、この温度セ
ンサ５８の出力電圧がＡＤ変換器５９を介して入力ポー
ト５５に入力される。また、入力ポート５５には機関回
転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ６０が
接続される。一方、出力ポート５６は対応する駆動回路
６１を介して夫々点火栓４、燃料噴射弁１１および電磁
切換弁３１に接続される。
【００２２】図６は電磁切換弁３１の制御ルーチンを示
しており、このルーチンは一定時間毎の割込みによって
実行される。図６を参照するとまず初めにステップ７０
において温度センサ５８の出力信号に基いて排気ガス温
Ｔが予め定められた一定値Ｔ1 、例えば２５０℃よりも
低いか否かが判別される。Ｔ≧Ｔ1 のとき、即ち排気ガ
ス温Ｔが低温でないときにはステップ７１に進んで排気
ガス温Ｔが予め定められた一定値Ｔ2 、例えば３５０℃
よりも高いか否かが判別される。Ｔ≦Ｔ2 のとき、即ち
排気ガス温Ｔが高温でないときにはステップ７２に進
む。即ち、排気ガス温Ｔが中温のときにステップ７２に
進む。
しており、このルーチンは一定時間毎の割込みによって
実行される。図６を参照するとまず初めにステップ７０
において温度センサ５８の出力信号に基いて排気ガス温
Ｔが予め定められた一定値Ｔ1 、例えば２５０℃よりも
低いか否かが判別される。Ｔ≧Ｔ1 のとき、即ち排気ガ
ス温Ｔが低温でないときにはステップ７１に進んで排気
ガス温Ｔが予め定められた一定値Ｔ2 、例えば３５０℃
よりも高いか否かが判別される。Ｔ≦Ｔ2 のとき、即ち
排気ガス温Ｔが高温でないときにはステップ７２に進
む。即ち、排気ガス温Ｔが中温のときにステップ７２に
進む。
【００２３】ステップ７２では排気管３０を排気管３３
に接続するように電磁切換弁３１が切換えられる。従っ
てこのときには排気ガスは第２ＮＯｘ吸収剤３７内に流
入する。このとき排気ガス温Ｔは中温であり、一方第２
ＮＯｘ吸収剤３７のＮＯｘ浄化率は中温のときにピーク
になるので第２ＮＯｘ吸収剤３７のＮＯｘ浄化率はピー
クとなる。斯くしてＮＯｘは第２ＮＯｘ吸収剤３７によ
って良好に浄化されることになる。
に接続するように電磁切換弁３１が切換えられる。従っ
てこのときには排気ガスは第２ＮＯｘ吸収剤３７内に流
入する。このとき排気ガス温Ｔは中温であり、一方第２
ＮＯｘ吸収剤３７のＮＯｘ浄化率は中温のときにピーク
になるので第２ＮＯｘ吸収剤３７のＮＯｘ浄化率はピー
クとなる。斯くしてＮＯｘは第２ＮＯｘ吸収剤３７によ
って良好に浄化されることになる。
【００２４】一方、ステップ７０においてＴ＜Ｔ1 であ
ると判断されたとき、即ち排気ガス温Ｔが低温であると
きにはステップ７３に進んで排気管３０を排気管３９に
接続するように電磁切換弁３１が切換えられる。従って
このときには排気ガスは第３ＮＯｘ吸収剤３９内に流入
する。このとき排気ガス温Ｔは低温であり、一方第３Ｎ
Ｏｘ吸収剤３９のＮＯｘ浄化率は低温のときにピークに
なるので第３ＮＯｘ吸収剤３９のＮＯｘ浄化率はピーク
となる。斯くしてＮＯｘは第３ＮＯｘ吸収剤３９によっ
て良好に浄化されることになる。
ると判断されたとき、即ち排気ガス温Ｔが低温であると
きにはステップ７３に進んで排気管３０を排気管３９に
接続するように電磁切換弁３１が切換えられる。従って
このときには排気ガスは第３ＮＯｘ吸収剤３９内に流入
する。このとき排気ガス温Ｔは低温であり、一方第３Ｎ
Ｏｘ吸収剤３９のＮＯｘ浄化率は低温のときにピークに
なるので第３ＮＯｘ吸収剤３９のＮＯｘ浄化率はピーク
となる。斯くしてＮＯｘは第３ＮＯｘ吸収剤３９によっ
て良好に浄化されることになる。
【００２５】一方、ステップ７１においてＴ＞Ｔ2 であ
ると判断されたとき、即ち排気ガス温Ｔが高温であると
きにはステップ７４に進んで排気管３０を排気管３２に
接続するように電磁切換弁３１が切換えられる。従って
このときには排気ガスは第１ＮＯｘ吸収剤３５内に流入
する。このとき排気ガス温Ｔは高温であり、一方第１Ｎ
Ｏｘ吸収剤３５のＮＯｘ浄化率は高温のときにピークに
なるので第１ＮＯｘ吸収剤３５のＮＯｘ浄化率はピーク
となる。斯くしてＮＯｘは第１ＮＯｘ吸収剤３５によっ
て良好に浄化されることになる。
ると判断されたとき、即ち排気ガス温Ｔが高温であると
きにはステップ７４に進んで排気管３０を排気管３２に
接続するように電磁切換弁３１が切換えられる。従って
このときには排気ガスは第１ＮＯｘ吸収剤３５内に流入
する。このとき排気ガス温Ｔは高温であり、一方第１Ｎ
Ｏｘ吸収剤３５のＮＯｘ浄化率は高温のときにピークに
なるので第１ＮＯｘ吸収剤３５のＮＯｘ浄化率はピーク
となる。斯くしてＮＯｘは第１ＮＯｘ吸収剤３５によっ
て良好に浄化されることになる。
【００２６】このようにこの実施例では排気ガス温Ｔに
応じてＮＯｘ浄化率がピークとなるＮＯｘ吸収剤を選択
的に使用するようにしているので排気ガス温Ｔにかかわ
らずにＮＯｘを良好に浄化できることになる。なお、こ
の実施例では排気管３０内の排気ガス温Ｔを温度センサ
５８により検出するようにしているが排気管３０内の排
気ガス温Ｔは機関負荷Ｑ／Ｎ（吸入空気量Ｑ／機関回転
数Ｎ）と機関回転数Ｎの関数となる。従って排気管３０
内の排気ガス温Ｔを機関負荷Ｑ／Ｎと機関回転数Ｎの関
数として予め実験により求めておき、これらの関係を図
７に示すようなマップの形で予めＲＯＭ５２内に記憶し
ておいてこのマップから排気ガス温Ｔを求めるようにす
ることもできる。この場合には温度センサ５８を設ける
必要がなくなる。
応じてＮＯｘ浄化率がピークとなるＮＯｘ吸収剤を選択
的に使用するようにしているので排気ガス温Ｔにかかわ
らずにＮＯｘを良好に浄化できることになる。なお、こ
の実施例では排気管３０内の排気ガス温Ｔを温度センサ
５８により検出するようにしているが排気管３０内の排
気ガス温Ｔは機関負荷Ｑ／Ｎ（吸入空気量Ｑ／機関回転
数Ｎ）と機関回転数Ｎの関数となる。従って排気管３０
内の排気ガス温Ｔを機関負荷Ｑ／Ｎと機関回転数Ｎの関
数として予め実験により求めておき、これらの関係を図
７に示すようなマップの形で予めＲＯＭ５２内に記憶し
ておいてこのマップから排気ガス温Ｔを求めるようにす
ることもできる。この場合には温度センサ５８を設ける
必要がなくなる。
【００２７】
【発明の効果】各ＮＯｘ吸収剤をＮＯｘ浄化率がピーク
となる状態で使用することによって良好なＮＯｘの浄化
作用を行うことができる。
となる状態で使用することによって良好なＮＯｘの浄化
作用を行うことができる。
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】機関から排出される排気ガス中の未燃ＨＣ，Ｃ
Ｏおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
Ｏおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
【図３】ＮＯｘの吸放出作用を説明するための図であ
る。
る。
【図４】各ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ浄化率を示す線図であ
る。
る。
【図５】内燃機関の別の実施例の全体図である。
【図６】電磁切換弁を制御するためのフローチャートで
ある。
ある。
【図７】排気ガス温Ｔのマップを示す図である。
１６…排気マニホルド １７，３５…第１ＮＯｘ吸収剤 ２０，３７…第２ＮＯｘ吸収剤 ２３，３９…第３ＮＯｘ吸収剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 健治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 井口 哲 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−141218（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−141219（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−135417（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−247710（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 流入排気ガスの空燃比がリーンのときに
はＮＯｘを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
ると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤であってＮ
Ｏｘ浄化率がピークとなる温度領域の異なる複数のＮＯ
ｘ吸収剤を機関排気通路内に配置し、温度の高い排気ガ
スは温度が高いときにＮＯｘ浄化率がピークとなるＮＯ
ｘ吸収剤に送り込むと共に温度の低い排気ガスは温度が
低いときにＮＯｘ浄化率がピークとなるＮＯｘ吸収剤に
送り込むようにした内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203635A JP2658754B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203635A JP2658754B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650132A JPH0650132A (ja) | 1994-02-22 |
| JP2658754B2 true JP2658754B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=16477316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4203635A Expired - Lifetime JP2658754B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658754B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7891175B2 (en) | 2006-03-23 | 2011-02-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device of compression ignition type internal combustion engine |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4419232C1 (de) * | 1994-06-01 | 1996-01-11 | Gkn Viscodrive Gmbh | Viskokupplung mit verzahnter Nabe als Träger für die Innenlamellen |
| JP3598894B2 (ja) | 1999-07-28 | 2004-12-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| GB0013609D0 (en) * | 2000-06-06 | 2000-07-26 | Johnson Matthey Plc | Emission control |
| US6820417B2 (en) * | 2001-11-29 | 2004-11-23 | Analytical Engineering, Inc. | Exhaust aftertreatment system and method for an internal combustion engine |
| DE102004030302A1 (de) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Adam Opel Ag | Abgassystem zur Verbesserung der Wirksamkeit der NOx-Reduktion in Kraftfahrzeugen |
| JP2015025433A (ja) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP6402875B2 (ja) * | 2017-10-26 | 2018-10-10 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP4203635A patent/JP2658754B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7891175B2 (en) | 2006-03-23 | 2011-02-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device of compression ignition type internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0650132A (ja) | 1994-02-22 |
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