JP2825137B2 - 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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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希薄燃焼可能な内燃機
関の排気系にリーンＮＯx 触媒（遷移金属或いは貴金属
を担持せしめたゼオライトからなり、酸化雰囲気中、Ｈ
Ｃ存在下で排気ガス中のＮＯx を還元する触媒として定
義される）を備えた、内燃機関の排気浄化装置に関す
る。
関の排気系にリーンＮＯx 触媒（遷移金属或いは貴金属
を担持せしめたゼオライトからなり、酸化雰囲気中、Ｈ
Ｃ存在下で排気ガス中のＮＯx を還元する触媒として定
義される）を備えた、内燃機関の排気浄化装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】リーンＮＯx 触媒は、特開平１−１３０
７３５号公報、特開平１−１３５５４１号公報により知
られている。リーンＮＯx 触媒によるＮＯx 浄化にはＨ
Ｃ（炭化水素）の存在が必要であるが、特開昭６３−２
８３７２号公報は、リーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化率を
向上するために、単一のリーンＮＯx 触媒上流にＨＣ供
給装置から、ＨＣを供給することを提案している。
７３５号公報、特開平１−１３５５４１号公報により知
られている。リーンＮＯx 触媒によるＮＯx 浄化にはＨ
Ｃ（炭化水素）の存在が必要であるが、特開昭６３−２
８３７２号公報は、リーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化率を
向上するために、単一のリーンＮＯx 触媒上流にＨＣ供
給装置から、ＨＣを供給することを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、リーンＮＯx
触媒のＮＯx 浄化率は、リーンＮＯx 触媒床温によって
も左右され、低温域や高温域ではＮＯx 浄化率が低下す
る。このため、従来提案では、ＮＯx を浄化できる排気
温度範囲、運転領域に制限を受けるという問題（第１の
問題点）がある。さらに、ＨＣを供給すると、リーンＮ
Ｏx 触媒内部でのＨＣの酸化（直接酸化、部分酸化を含
む）による発熱により、リーンＮＯx 触媒床温が下流部
分程上昇し、ある温度を越えた部位より下流側のリーン
ＮＯx 触媒部分のＮＯx 浄化率が急激に低下し、ＮＯx
浄化に有効に働く触媒容量が小さくなるという問題（第
２の問題点）もある。
触媒のＮＯx 浄化率は、リーンＮＯx 触媒床温によって
も左右され、低温域や高温域ではＮＯx 浄化率が低下す
る。このため、従来提案では、ＮＯx を浄化できる排気
温度範囲、運転領域に制限を受けるという問題（第１の
問題点）がある。さらに、ＨＣを供給すると、リーンＮ
Ｏx 触媒内部でのＨＣの酸化（直接酸化、部分酸化を含
む）による発熱により、リーンＮＯx 触媒床温が下流部
分程上昇し、ある温度を越えた部位より下流側のリーン
ＮＯx 触媒部分のＮＯx 浄化率が急激に低下し、ＮＯx
浄化に有効に働く触媒容量が小さくなるという問題（第
２の問題点）もある。
【０００４】本発明は、リーンＮＯx 触媒を備えた排気
浄化装置において、ＨＣの供給状態に応じて、リーンＮ
Ｏx 触媒下流の排気温度が変化することを利用して、Ｎ
Ｏx 浄化可能な排気温度範囲を拡げるとともにＮＯx 浄
化に有効に働く触媒容量を増加させ、これによってリー
ンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化率を向上せしめることを目的
とする。
浄化装置において、ＨＣの供給状態に応じて、リーンＮ
Ｏx 触媒下流の排気温度が変化することを利用して、Ｎ
Ｏx 浄化可能な排気温度範囲を拡げるとともにＮＯx 浄
化に有効に働く触媒容量を増加させ、これによってリー
ンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化率を向上せしめることを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
る内燃機関の排気浄化装置が次の手段を備えることによ
って達成される。内燃機関の排気系に、複数、直列に設
けられた、リーンＮＯx 触媒とその上流側に設けられた
ＨＣ供給装置から成るユニット、各ユニットのリーンＮ
Ｏx 触媒床温が所定温度範囲にあるか否かを判定する触
媒床温判定手段、および前記触媒床温判定手段によって
リーンＮＯx 触媒床温が所定範囲にあると判断された箇
所のユニットのＨＣ供給装置を作動させるＨＣ供給装置
作動手段。
る内燃機関の排気浄化装置が次の手段を備えることによ
って達成される。内燃機関の排気系に、複数、直列に設
けられた、リーンＮＯx 触媒とその上流側に設けられた
ＨＣ供給装置から成るユニット、各ユニットのリーンＮ
Ｏx 触媒床温が所定温度範囲にあるか否かを判定する触
媒床温判定手段、および前記触媒床温判定手段によって
リーンＮＯx 触媒床温が所定範囲にあると判断された箇
所のユニットのＨＣ供給装置を作動させるＨＣ供給装置
作動手段。
【０００６】
【作用】ＨＣの供給があるユニットでは、リーンＮＯx
触媒は、ＨＣの酸化の発熱で下流部分程昇温し、ＨＣの
供給が停止されたユニットでは、リーンＮＯx 触媒は自
然放熱等で下流部分程低温となる。排気高温時には下流
側のユニットのリーンＮＯx 触媒にＨＣを供給すること
により高ＮＯx 浄化率が得られ、排気低温時には上流側
のユニットのリーンＮＯx 触媒にＨＣを供給することに
より高ＮＯx 浄化率が得られるので、高ＮＯx 浄化率が
得られる排気温度範囲が高温側にも低温側にも拡げら
れ、広い運転範囲にわたってＮＯx を浄化できる。ま
た、ＨＣを供給した場合に触媒床温が所定温度範囲の上
限を越えたユニットのリーンＮＯx 触媒にはＨＣの供給
が停止されるので、そのリーンＮＯx 触媒とその下流の
ユニットのリーンＮＯx 触媒は放熱で温度が下がって所
定温度範囲になり、そこにＨＣを供給できる。このた
め、下流側ユニットのリーンＮＯx 触媒もＮＯx 浄化に
有効に働き、有効触媒容量が増大される。これらの総合
作用によって、従来の単一のリーンＮＯx 触媒、単一の
ＨＣ供給装置に比べて、リーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化
率が向上される。
触媒は、ＨＣの酸化の発熱で下流部分程昇温し、ＨＣの
供給が停止されたユニットでは、リーンＮＯx 触媒は自
然放熱等で下流部分程低温となる。排気高温時には下流
側のユニットのリーンＮＯx 触媒にＨＣを供給すること
により高ＮＯx 浄化率が得られ、排気低温時には上流側
のユニットのリーンＮＯx 触媒にＨＣを供給することに
より高ＮＯx 浄化率が得られるので、高ＮＯx 浄化率が
得られる排気温度範囲が高温側にも低温側にも拡げら
れ、広い運転範囲にわたってＮＯx を浄化できる。ま
た、ＨＣを供給した場合に触媒床温が所定温度範囲の上
限を越えたユニットのリーンＮＯx 触媒にはＨＣの供給
が停止されるので、そのリーンＮＯx 触媒とその下流の
ユニットのリーンＮＯx 触媒は放熱で温度が下がって所
定温度範囲になり、そこにＨＣを供給できる。このた
め、下流側ユニットのリーンＮＯx 触媒もＮＯx 浄化に
有効に働き、有効触媒容量が増大される。これらの総合
作用によって、従来の単一のリーンＮＯx 触媒、単一の
ＨＣ供給装置に比べて、リーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化
率が向上される。
【０００７】
【実施例】本発明の望ましい実施例を４例説明する。実
施例１は図１−１７に、実施例２は図１８に、実施例３
は図１９−図２６に、実施例４は図２７に、それぞれ、
示されている。なお、図２８−図３１は比較例であり、
従来の場合に対応する。 実施例１ 実施例１の内燃機関の排気浄化装置では、図１に示すよ
うに、希薄燃焼可能な内燃機関１の排気系２に第１のリ
ーンＮＯx 触媒３とその下流の第２のリーンＮＯx 触媒
４が直列に設けられている。第１のリーンＮＯx 触媒３
の上流には第１のＨＣ供給装置１５が、第２のリーンＮ
Ｏx 触媒４の上流には第２のＨＣ供給装置１６が設けら
れている。各リーンＮＯx 触媒とその上流のＨＣ供給装
置はユニットを構成する。すなわち、第１のリーンＮＯ
x 触媒３と第１のＨＣ供給装置１５は第１のユニットを
構成し、第２のリーンＮＯx 触媒４と第２のＨＣ供給装
置１６は第２のユニットを構成し、第１のユニットと第
２のユニットは直列に配列される。第１のＨＣ供給装置
１５、第２のＨＣ供給装置１６は、制御装置１４に含ま
れた、後述のＨＣ供給装置作動手段２０４、２０５、３
０４、３０５によって作動される。このＨＣ供給装置作
動手段は、リーンＮＯx 触媒床温が所定温度範囲内にあ
る箇所のユニットのＨＣ供給装置１５、１６を作動させ
るものである。リーンＮＯx 触媒床温が所定温度範囲に
あるか否かの判定は、後述の触媒床温判定手段２０２、
２０３、３０２、３０３により行われる。実施例１で
は、第１のリーンＮＯx 触媒３と第２のリーンＮＯx 触
媒４との間に、排気の流れを絞ることの可能な排気弁５
が設けられる。ただし、排気弁５は排気の流れを完全に
止めることはしない。排気弁５はアクチュエータ８によ
って開閉される。
施例１は図１−１７に、実施例２は図１８に、実施例３
は図１９−図２６に、実施例４は図２７に、それぞれ、
示されている。なお、図２８−図３１は比較例であり、
従来の場合に対応する。 実施例１ 実施例１の内燃機関の排気浄化装置では、図１に示すよ
うに、希薄燃焼可能な内燃機関１の排気系２に第１のリ
ーンＮＯx 触媒３とその下流の第２のリーンＮＯx 触媒
４が直列に設けられている。第１のリーンＮＯx 触媒３
の上流には第１のＨＣ供給装置１５が、第２のリーンＮ
Ｏx 触媒４の上流には第２のＨＣ供給装置１６が設けら
れている。各リーンＮＯx 触媒とその上流のＨＣ供給装
置はユニットを構成する。すなわち、第１のリーンＮＯ
x 触媒３と第１のＨＣ供給装置１５は第１のユニットを
構成し、第２のリーンＮＯx 触媒４と第２のＨＣ供給装
置１６は第２のユニットを構成し、第１のユニットと第
２のユニットは直列に配列される。第１のＨＣ供給装置
１５、第２のＨＣ供給装置１６は、制御装置１４に含ま
れた、後述のＨＣ供給装置作動手段２０４、２０５、３
０４、３０５によって作動される。このＨＣ供給装置作
動手段は、リーンＮＯx 触媒床温が所定温度範囲内にあ
る箇所のユニットのＨＣ供給装置１５、１６を作動させ
るものである。リーンＮＯx 触媒床温が所定温度範囲に
あるか否かの判定は、後述の触媒床温判定手段２０２、
２０３、３０２、３０３により行われる。実施例１で
は、第１のリーンＮＯx 触媒３と第２のリーンＮＯx 触
媒４との間に、排気の流れを絞ることの可能な排気弁５
が設けられる。ただし、排気弁５は排気の流れを完全に
止めることはしない。排気弁５はアクチュエータ８によ
って開閉される。
【０００８】第１のＨＣ供給装置１５は、ＨＣ導入口１
１と、ＨＣ導入口１１につながるＨＣボンベ１３と、Ｈ
Ｃボンベ１３とＨＣ導入口１１とを結ぶパイプの途中に
設けられたＨＣバルブ６とから成る。ＨＣバルブ６はア
クチュエータ９によって開閉される。同様に、第２のＨ
Ｃ供給装置１６は、ＨＣ導入口１２と、ＨＣ導入口１２
につながるＨＣボンベ１３と、ＨＣボンベ１３とＨＣ導
入口１２とを結ぶパイプの途中に設けられたＨＣバルブ
７とから成る。ＨＣバルブ７はアクチュエータ１０によ
って開閉される。
１と、ＨＣ導入口１１につながるＨＣボンベ１３と、Ｈ
Ｃボンベ１３とＨＣ導入口１１とを結ぶパイプの途中に
設けられたＨＣバルブ６とから成る。ＨＣバルブ６はア
クチュエータ９によって開閉される。同様に、第２のＨ
Ｃ供給装置１６は、ＨＣ導入口１２と、ＨＣ導入口１２
につながるＨＣボンベ１３と、ＨＣボンベ１３とＨＣ導
入口１２とを結ぶパイプの途中に設けられたＨＣバルブ
７とから成る。ＨＣバルブ７はアクチュエータ１０によ
って開閉される。
【０００９】アクチュエータ８、９、１０の作動は制御
装置１４によって制御され、排気弁５、ＨＣバルブ６、
ＨＣバルブ７を、それぞれ、図２、図３、図４の通りに
制御する。すなわち、排気弁５は排気温度約２８０°Ｃ
以下で開、約２８０°Ｃと約３２０°Ｃの間で絞り、約
３２０°Ｃと約４００°Ｃの間で徐々に開度が大にさ
れ、約４００°Ｃ以上で開とされる。また、第１のＨＣ
バルブ６は約２８０°Ｃまで閉、約２８０°Ｃと約３０
０°Ｃとの間で除々に開、約３００°Ｃと約４５０°Ｃ
との間で全開、約４５０°Ｃと約５００°Ｃの間で徐々
に絞り、約５００°Ｃ以上で閉とされる。さらに、第２
のＨＣバルブ７は、約２８０°Ｃまで閉、約２８０°Ｃ
と約４５０°Ｃの間で徐々に開、約４５０°Ｃと約５０
０°Ｃの間でより急割合で徐々に開とされ、約５００°
Ｃと約６００°Ｃの間で全開、約６００°Ｃ以上で閉と
される。
装置１４によって制御され、排気弁５、ＨＣバルブ６、
ＨＣバルブ７を、それぞれ、図２、図３、図４の通りに
制御する。すなわち、排気弁５は排気温度約２８０°Ｃ
以下で開、約２８０°Ｃと約３２０°Ｃの間で絞り、約
３２０°Ｃと約４００°Ｃの間で徐々に開度が大にさ
れ、約４００°Ｃ以上で開とされる。また、第１のＨＣ
バルブ６は約２８０°Ｃまで閉、約２８０°Ｃと約３０
０°Ｃとの間で除々に開、約３００°Ｃと約４５０°Ｃ
との間で全開、約４５０°Ｃと約５００°Ｃの間で徐々
に絞り、約５００°Ｃ以上で閉とされる。さらに、第２
のＨＣバルブ７は、約２８０°Ｃまで閉、約２８０°Ｃ
と約４５０°Ｃの間で徐々に開、約４５０°Ｃと約５０
０°Ｃの間でより急割合で徐々に開とされ、約５００°
Ｃと約６００°Ｃの間で全開、約６００°Ｃ以上で閉と
される。
【００１０】上記のような排気弁５の制御は図５に示す
フローチャートを有する排気弁制御手段１７で達成さ
れ、第１のＨＣバルブ６の制御は図６のフローチャート
を有する第１のＨＣバルブ制御手段１８で達成され、第
２のＨＣバルブ７の制御は図７のフローチャートを有す
る第２のＨＣバルブ制御手段１９で達成される。そし
て、これらのフローチャートは、制御装置１４を構成す
るコンピュータのＲＯＭ（リードオンメモリ）に記憶さ
れており、ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）に
読出されて、演算が実行される。また、コンピュータの
入力インターフェイスには各種センサからの出力信号
（アクセル開度Ｔ、エンジン回転速度ＮＥ、等）が送ら
れ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に一時記憶さ
れ、ＣＰＵに読み出されて、上記フローチャートに従う
演算の入力値とされる。
フローチャートを有する排気弁制御手段１７で達成さ
れ、第１のＨＣバルブ６の制御は図６のフローチャート
を有する第１のＨＣバルブ制御手段１８で達成され、第
２のＨＣバルブ７の制御は図７のフローチャートを有す
る第２のＨＣバルブ制御手段１９で達成される。そし
て、これらのフローチャートは、制御装置１４を構成す
るコンピュータのＲＯＭ（リードオンメモリ）に記憶さ
れており、ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）に
読出されて、演算が実行される。また、コンピュータの
入力インターフェイスには各種センサからの出力信号
（アクセル開度Ｔ、エンジン回転速度ＮＥ、等）が送ら
れ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に一時記憶さ
れ、ＣＰＵに読み出されて、上記フローチャートに従う
演算の入力値とされる。
【００１１】図５では、ステップ１０１で、アクセル開
度Ｔとエンジン回転速度ＮＥとから、図８の二次元マッ
プを用いて排気温ＴＥＸを演算する。ただし、排気温セ
ンサにより、直接、排気温を求めてもよい。続いて、ス
テップ１０２に進み、求めた排気温ＴＥＸが低温側の所
定温度（たとえば、２８０°Ｃ）より低いか否かを判別
する。もしも、ＴＥＸが２８０°Ｃよりも低ければ余り
に低過ぎて制御対象外だから、そのままステップ１０６
に進んで排気弁５を全開とし、エンジン背圧をさげる。
ステップ１０２で排気温ＴＥＸが２８０°Ｃ以上であれ
ば、排気流速やＨＣの供給を制御することによりＮＯx
浄化率を高くできる領域にあるので、ステップ１０３に
進む。ステップ１０３では、排気温ＴＥＸが４００°Ｃ
より高いか否かを判別し、４００°Ｃを越えるときは第
１のリーンＮＯx 触媒３を昇温させる必要がないのでス
テップ１０６に進んで排気弁５を全開とする。ステップ
１０３でＴＥＸ≦４００°Ｃなら、排気温ＴＥＸは２８
０°Ｃと４００°Ｃとの間にあり、この時はステップ１
０４に進んでＴＥＸに基づき１次元マップ（図２の２８
０°Ｃ〜４００°Ｃの部分）により排気弁５の目標開度
を算出する。続いて、ステップ１０５に進み、排気弁５
の開度をステップ１０４で求めた目標開度とする実行処
理をする。ステップ１０５、１０６からリターンする。
度Ｔとエンジン回転速度ＮＥとから、図８の二次元マッ
プを用いて排気温ＴＥＸを演算する。ただし、排気温セ
ンサにより、直接、排気温を求めてもよい。続いて、ス
テップ１０２に進み、求めた排気温ＴＥＸが低温側の所
定温度（たとえば、２８０°Ｃ）より低いか否かを判別
する。もしも、ＴＥＸが２８０°Ｃよりも低ければ余り
に低過ぎて制御対象外だから、そのままステップ１０６
に進んで排気弁５を全開とし、エンジン背圧をさげる。
ステップ１０２で排気温ＴＥＸが２８０°Ｃ以上であれ
ば、排気流速やＨＣの供給を制御することによりＮＯx
浄化率を高くできる領域にあるので、ステップ１０３に
進む。ステップ１０３では、排気温ＴＥＸが４００°Ｃ
より高いか否かを判別し、４００°Ｃを越えるときは第
１のリーンＮＯx 触媒３を昇温させる必要がないのでス
テップ１０６に進んで排気弁５を全開とする。ステップ
１０３でＴＥＸ≦４００°Ｃなら、排気温ＴＥＸは２８
０°Ｃと４００°Ｃとの間にあり、この時はステップ１
０４に進んでＴＥＸに基づき１次元マップ（図２の２８
０°Ｃ〜４００°Ｃの部分）により排気弁５の目標開度
を算出する。続いて、ステップ１０５に進み、排気弁５
の開度をステップ１０４で求めた目標開度とする実行処
理をする。ステップ１０５、１０６からリターンする。
【００１２】図６の第１のＨＣバルブ制御も、上記とほ
ぼ同様に行われる。すなわち、ステップ２０１で、アク
セル開度Ｔ、エンジン回転速度ＮＥより、排気温ＴＥＸ
を算出し、続いてステップ２０２に進む。ステップ２０
２でＴＥＸ＜２８０°Ｃならステップ２０６に進み、第
１のＨＣバルブ６を全閉とする。ステップ２０２でＴＥ
Ｘ≧２８０°Ｃならステップ２０３に進み、ＴＥＸ＞５
００°Ｃか否かを判別する。ＴＥＸ＞５００°ＣならＨ
Ｃを導入しても直接酸化が進んで意味がないのでステッ
プ２０６に進んで第１のＨＣバルブ６を全閉とし、ＨＣ
の供給を停止する。ステップ２０３でＴＥＸ≦５００°
Ｃなら、２８０°Ｃ≦ＴＥＸ≦５００°Ｃの領域にある
から、ステップ２０４に進んで一次元マップ（図３の２
８０°Ｃ〜５００°Ｃに対応）より、ＴＥＸに基づき、
第１のＨＣバルブ６の目標開度を算出し、ステップ２０
５に進んで第１のＨＣバルブ６を目標開度とする実行処
理をする。上記において、ステップ１０２、１０３は第
１のユニットの触媒床温判定手段を構成し、ステップ１
０４、１０５は第１のユニットのＨＣ供給装置作動手段
を構成する。
ぼ同様に行われる。すなわち、ステップ２０１で、アク
セル開度Ｔ、エンジン回転速度ＮＥより、排気温ＴＥＸ
を算出し、続いてステップ２０２に進む。ステップ２０
２でＴＥＸ＜２８０°Ｃならステップ２０６に進み、第
１のＨＣバルブ６を全閉とする。ステップ２０２でＴＥ
Ｘ≧２８０°Ｃならステップ２０３に進み、ＴＥＸ＞５
００°Ｃか否かを判別する。ＴＥＸ＞５００°ＣならＨ
Ｃを導入しても直接酸化が進んで意味がないのでステッ
プ２０６に進んで第１のＨＣバルブ６を全閉とし、ＨＣ
の供給を停止する。ステップ２０３でＴＥＸ≦５００°
Ｃなら、２８０°Ｃ≦ＴＥＸ≦５００°Ｃの領域にある
から、ステップ２０４に進んで一次元マップ（図３の２
８０°Ｃ〜５００°Ｃに対応）より、ＴＥＸに基づき、
第１のＨＣバルブ６の目標開度を算出し、ステップ２０
５に進んで第１のＨＣバルブ６を目標開度とする実行処
理をする。上記において、ステップ１０２、１０３は第
１のユニットの触媒床温判定手段を構成し、ステップ１
０４、１０５は第１のユニットのＨＣ供給装置作動手段
を構成する。
【００１３】第２のＨＣバルブ制御も、上記とほぼ同様
に行われる。すなわち、ステップ３０１で、アクセル開
度Ｔ、エンジン回転速度ＮＥより、排気温ＴＥＸを算出
し、続いてステップ３０２に進む。ステップ３０２でＴ
ＥＸ＜２８０°Ｃならステップ３０６に進み、第２のＨ
Ｃバルブ７を全閉とする。ステップ３０２でＴＥＸ≧２
８０°Ｃならステップ３０３に進みＴＥＸ＞６００°Ｃ
か否かを判別する。ＴＥＸ＞６００°Ｃなら第２のリー
ンＮＯx 触媒４に流れてきたときの排気温は５００°Ｃ
以上あるから、ＨＣを供給しても第２のリーンＮＯx 触
媒４でＨＣの直接酸化が進んで意味がないので、ステッ
プ３０６に進んで第２のＨＣバルブ７を全閉とし、ＨＣ
の供給を停止する。ステップ３０３でＴＥＸ≦６００°
Ｃなら、２８０°Ｃ≦ＴＥＸ≦６００°Ｃの領域にある
から、ステップ３０４に進んで一次元マップ（図４の２
８０°Ｃ〜６００°Ｃに対応）より、ＴＥＸに基づき、
第２のＨＣバルブ７の目標開度を算出し、ステップ３０
５に進んで第２のＨＣバルブ７を目標開度とする実行処
理をする。上記において、ステップ３０２、３０３は第
２のユニットの触媒床温判定手段を構成し、ステップ３
０４、３０５は第２のユニットのＨＣ供給装置作動手段
を構成する。
に行われる。すなわち、ステップ３０１で、アクセル開
度Ｔ、エンジン回転速度ＮＥより、排気温ＴＥＸを算出
し、続いてステップ３０２に進む。ステップ３０２でＴ
ＥＸ＜２８０°Ｃならステップ３０６に進み、第２のＨ
Ｃバルブ７を全閉とする。ステップ３０２でＴＥＸ≧２
８０°Ｃならステップ３０３に進みＴＥＸ＞６００°Ｃ
か否かを判別する。ＴＥＸ＞６００°Ｃなら第２のリー
ンＮＯx 触媒４に流れてきたときの排気温は５００°Ｃ
以上あるから、ＨＣを供給しても第２のリーンＮＯx 触
媒４でＨＣの直接酸化が進んで意味がないので、ステッ
プ３０６に進んで第２のＨＣバルブ７を全閉とし、ＨＣ
の供給を停止する。ステップ３０３でＴＥＸ≦６００°
Ｃなら、２８０°Ｃ≦ＴＥＸ≦６００°Ｃの領域にある
から、ステップ３０４に進んで一次元マップ（図４の２
８０°Ｃ〜６００°Ｃに対応）より、ＴＥＸに基づき、
第２のＨＣバルブ７の目標開度を算出し、ステップ３０
５に進んで第２のＨＣバルブ７を目標開度とする実行処
理をする。上記において、ステップ３０２、３０３は第
２のユニットの触媒床温判定手段を構成し、ステップ３
０４、３０５は第２のユニットのＨＣ供給装置作動手段
を構成する。
【００１４】つぎに実施例１の作用を説明する。排気温
が３００°Ｃ〜４００°Ｃの低温時には、排気弁５は絞
り状態にあるか或いは徐々に開の状態にあり、第１のＨ
Ｃバルブ６は全開で、第２のＨＣバルブ７は全閉に近い
状態にある。したがって、排気ガスの流れは遅く、第１
のリーンＮＯx 触媒３にはＨＣが十分供給され、第２の
リーンＮＯx 触媒４にはＨＣは少量しか供給されない。
この状態の温度分布は図１０のようになり、第１のリー
ンＮＯx 触媒３中ではＨＣの酸化による発熱によって昇
温し、第２のリーンＮＯx 触媒４に到る迄に少し温度が
さがり、第２のリーンＮＯx 触媒４ではほとんど昇温し
ない。このため、第１のリーンＮＯx 触媒３はＨＣの多
量の供給と温度が３５０°Ｃ〜４６０°Ｃ程度になるこ
とによって、高いＮＯx 浄化率を示す（図１１参照）。
この場合、第２のリーンＮＯx 触媒４はＮＯx浄化には
左程貢献しない。
が３００°Ｃ〜４００°Ｃの低温時には、排気弁５は絞
り状態にあるか或いは徐々に開の状態にあり、第１のＨ
Ｃバルブ６は全開で、第２のＨＣバルブ７は全閉に近い
状態にある。したがって、排気ガスの流れは遅く、第１
のリーンＮＯx 触媒３にはＨＣが十分供給され、第２の
リーンＮＯx 触媒４にはＨＣは少量しか供給されない。
この状態の温度分布は図１０のようになり、第１のリー
ンＮＯx 触媒３中ではＨＣの酸化による発熱によって昇
温し、第２のリーンＮＯx 触媒４に到る迄に少し温度が
さがり、第２のリーンＮＯx 触媒４ではほとんど昇温し
ない。このため、第１のリーンＮＯx 触媒３はＨＣの多
量の供給と温度が３５０°Ｃ〜４６０°Ｃ程度になるこ
とによって、高いＮＯx 浄化率を示す（図１１参照）。
この場合、第２のリーンＮＯx 触媒４はＮＯx浄化には
左程貢献しない。
【００１５】排気温が４００°Ｃ〜５００°Ｃの中温時
には、排気弁５は全開、第１のＨＣバルブ６、第２のＨ
Ｃバルブ７ともに開でＨＣを多量または中程度に供給し
ている。この時の温度分布は図１３に示す通りであり、
第１のリーンＮＯx 触媒３も、第２のリーンＮＯx 触媒
４も、４００°Ｃ〜５００°Ｃの範囲にある。したがっ
て、ＨＣの供給と触媒床温の適温とによって、図１４に
示すように、第１のリーンＮＯx 触媒３も第２のリーン
ＮＯx 触媒４も、中程度以上の良好なＮＯx 浄化率を示
す。
には、排気弁５は全開、第１のＨＣバルブ６、第２のＨ
Ｃバルブ７ともに開でＨＣを多量または中程度に供給し
ている。この時の温度分布は図１３に示す通りであり、
第１のリーンＮＯx 触媒３も、第２のリーンＮＯx 触媒
４も、４００°Ｃ〜５００°Ｃの範囲にある。したがっ
て、ＨＣの供給と触媒床温の適温とによって、図１４に
示すように、第１のリーンＮＯx 触媒３も第２のリーン
ＮＯx 触媒４も、中程度以上の良好なＮＯx 浄化率を示
す。
【００１６】排気温が５００°Ｃ〜６００°Ｃの高温時
には、排気弁５は全開、第１のＨＣバルブ６は全閉、第
２のＨＣバルブ７は全開の状態にある。第１のリーンＮ
Ｏx 触媒３にはＨＣが供給されないから、第１のリーン
ＮＯx 触媒３におけるＨＣの酸化による昇温はないかま
たはほとんどなく、放熱によって、第２のリーンＮＯx
触媒４に到るまでに約４００°Ｃに低下している（図１
６参照）。第２のリーンＮＯx 触媒４に対してはＨＣが
供給されるから、ＨＣの供給と第２のリーンＮＯx 触媒
４の適温とによって、第２のリーンＮＯx 触媒４は高い
ＮＯx 浄化率を示す（図１７参照）。
には、排気弁５は全開、第１のＨＣバルブ６は全閉、第
２のＨＣバルブ７は全開の状態にある。第１のリーンＮ
Ｏx 触媒３にはＨＣが供給されないから、第１のリーン
ＮＯx 触媒３におけるＨＣの酸化による昇温はないかま
たはほとんどなく、放熱によって、第２のリーンＮＯx
触媒４に到るまでに約４００°Ｃに低下している（図１
６参照）。第２のリーンＮＯx 触媒４に対してはＨＣが
供給されるから、ＨＣの供給と第２のリーンＮＯx 触媒
４の適温とによって、第２のリーンＮＯx 触媒４は高い
ＮＯx 浄化率を示す（図１７参照）。
【００１７】したがって、実施例１においては、従来、
高いＮＯx 浄化率を示した４００°Ｃ〜５００°Ｃの中
温域においても高いＮＯx 浄化率を示すことは勿論のこ
と、従来は良好なＮＯx 浄化率が得られなかった排気温
が５００°Ｃ〜６００°Ｃの高温域においても、また、
排気温が３００°Ｃ〜４００°Ｃの低温域においても、
高いＮＯx 浄化率が得られる。これを図示したものが図
８の斜線領域であり、従来の４００°Ｃ〜５００°Ｃの
ＮＯx浄化域が、本発明では３００°Ｃ〜６００°Ｃに
大幅に拡げられている。また、従来比較的有効利用でき
なかった単一触媒の下流部も、本発明では第２のリーン
ＮＯx 触媒４として有効に利用でき、有効触媒容量が増
大される。
高いＮＯx 浄化率を示した４００°Ｃ〜５００°Ｃの中
温域においても高いＮＯx 浄化率を示すことは勿論のこ
と、従来は良好なＮＯx 浄化率が得られなかった排気温
が５００°Ｃ〜６００°Ｃの高温域においても、また、
排気温が３００°Ｃ〜４００°Ｃの低温域においても、
高いＮＯx 浄化率が得られる。これを図示したものが図
８の斜線領域であり、従来の４００°Ｃ〜５００°Ｃの
ＮＯx浄化域が、本発明では３００°Ｃ〜６００°Ｃに
大幅に拡げられている。また、従来比較的有効利用でき
なかった単一触媒の下流部も、本発明では第２のリーン
ＮＯx 触媒４として有効に利用でき、有効触媒容量が増
大される。
【００１８】実施例２ 図１８は実施例２の内燃機関の排気浄化装置を示す。実
施例２では、第２のリーンＮＯx 触媒４の断面積を増す
ために、第２のリーンＮＯx 触媒４をそのユニット内で
複数に分けて互いに並列に配置し、その１つの上流に排
気弁５を設けた構成としてある。その他の構成、作用は
実施例１に準じるので、実施例１に準じる部材に実施例
１に準じる符号を付して、説明を省略する。
施例２では、第２のリーンＮＯx 触媒４の断面積を増す
ために、第２のリーンＮＯx 触媒４をそのユニット内で
複数に分けて互いに並列に配置し、その１つの上流に排
気弁５を設けた構成としてある。その他の構成、作用は
実施例１に準じるので、実施例１に準じる部材に実施例
１に準じる符号を付して、説明を省略する。
【００１９】実施例３ 図１９−図２６は実施例３の内燃機関の排気浄化装置を
示している。図１９において、２１は希薄燃焼可能な内
燃機関（ガソリン機関でもディーゼル機関でもよい）を
示す。内燃機関２１に排気マニホルド２２を介して接続
される排気管２３には、リーンＮＯx 触媒２４が、複数
個に分割されて、かつ互いに間隔をおいて直列に、配設
されている。各リーンＮＯx 触媒２４の上流側には、排
気温度検出手段としての排気温センサ２５が設けられ、
その出力は制御装置（コントロールユニット、ＣＵ）３
１に入力されている。
示している。図１９において、２１は希薄燃焼可能な内
燃機関（ガソリン機関でもディーゼル機関でもよい）を
示す。内燃機関２１に排気マニホルド２２を介して接続
される排気管２３には、リーンＮＯx 触媒２４が、複数
個に分割されて、かつ互いに間隔をおいて直列に、配設
されている。各リーンＮＯx 触媒２４の上流側には、排
気温度検出手段としての排気温センサ２５が設けられ、
その出力は制御装置（コントロールユニット、ＣＵ）３
１に入力されている。
【００２０】各リーンＮＯx 触媒２４の上流側には、Ｈ
Ｃ供給手段からのＨＣが導入可能とされている。ＨＣ供
給手段は、たとえば、ＨＣボンベ２７と、ＨＣボンベ２
７からのＨＣを各リーンＮＯx 触媒２４の上流に導くパ
イピングと、該パイピングの各リーンＮＯx 触媒上流へ
の分岐部の各々に設けられたＨＣバルブ３０とから構成
されている。ＨＣバルブ３０は、たとえば、ステップモ
ータ駆動のバルブから成り、開度が、制御装置３１から
指令される開度信号に見合う開度に制御される。そし
て、開度０の場合はＨＣの供給停止を意味し、開度があ
る目標開度の場合は、その開度で決定される量のＨＣが
供給されるようになっている。リーンＮＯx 触媒２４に
ＨＣが供給されると、ＨＣの酸化（直接酸化および／ま
たは部分酸化）による発熱により、触媒床温は昇温し、
ＨＣの供給が停止されると、自然放熱等により触媒床温
はさがる。
Ｃ供給手段からのＨＣが導入可能とされている。ＨＣ供
給手段は、たとえば、ＨＣボンベ２７と、ＨＣボンベ２
７からのＨＣを各リーンＮＯx 触媒２４の上流に導くパ
イピングと、該パイピングの各リーンＮＯx 触媒上流へ
の分岐部の各々に設けられたＨＣバルブ３０とから構成
されている。ＨＣバルブ３０は、たとえば、ステップモ
ータ駆動のバルブから成り、開度が、制御装置３１から
指令される開度信号に見合う開度に制御される。そし
て、開度０の場合はＨＣの供給停止を意味し、開度があ
る目標開度の場合は、その開度で決定される量のＨＣが
供給されるようになっている。リーンＮＯx 触媒２４に
ＨＣが供給されると、ＨＣの酸化（直接酸化および／ま
たは部分酸化）による発熱により、触媒床温は昇温し、
ＨＣの供給が停止されると、自然放熱等により触媒床温
はさがる。
【００２１】触媒床温度は、自然放熱の他、必要に応じ
て積極的に強制的に低下されてもよい。図１９は強制冷
却手段を設けた場合を示している。この強制冷却手段
は、たとえば窒素ボンベ２６と、窒素ボンベ２６からの
窒素を各リーンＮＯx 触媒２４上流に導くパイピング
と、このパイピングの各リーンＮＯx触媒２４上流への
各分岐管に設けられたＮ2 バルブ２９およびその開閉ア
クチュエータ２８とから構成されている。アクチュエー
タ２８には制御装置３１からのＮ2 バルブ開閉指令信号
が導かれ、この指令信号に従って、アクチュエータ２８
はＮ2 バルブ２９を開閉するようになっている。
て積極的に強制的に低下されてもよい。図１９は強制冷
却手段を設けた場合を示している。この強制冷却手段
は、たとえば窒素ボンベ２６と、窒素ボンベ２６からの
窒素を各リーンＮＯx 触媒２４上流に導くパイピング
と、このパイピングの各リーンＮＯx触媒２４上流への
各分岐管に設けられたＮ2 バルブ２９およびその開閉ア
クチュエータ２８とから構成されている。アクチュエー
タ２８には制御装置３１からのＮ2 バルブ開閉指令信号
が導かれ、この指令信号に従って、アクチュエータ２８
はＮ2 バルブ２９を開閉するようになっている。
【００２２】図２０、図２１は、それぞれＨＣバルブ制
御、Ｎ2 バルブ制御の、フローを示しており、所定時間
毎に割込まれて実行される。まず、図２０において、ス
テップ４０１で、各排気温センサ２５の出力が各リーン
ＮＯx 触媒上流の排気温Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 （たと
えば、リーンＮＯx 触媒２４が４分割され、上流側から
Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 とする）を読込む。続いて、ス
テップ４０２に進み、最上流のリーンＮＯx 触媒２４の
触媒入りガス温度Ｔ1 が所定温度（たとえば、４５０°
Ｃ）を越えるか否かを判別する。所定温度を越えるな
ら、ＨＣを供給すると益々ＨＣの酸化で触媒床温が上
り、ＨＣが直接酸化して活性種の生成に寄与しなくなる
から、ＨＣの供給を停止するためにステップ４０３に進
み、所定温度以下なら、ＨＣの部分酸化により活性種が
生成してリーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化率を上げること
ができるので、ＨＣを供給するために、ステップ４０４
に進む。ここで、ステップ４０２は実施例３における触
媒床温判定手段を構成する。ステップ４０３では、最上
流のＨＣバルブ１０の開度を０に設定し、ステップモー
タを駆動してＨＣバルブを閉じる。
御、Ｎ2 バルブ制御の、フローを示しており、所定時間
毎に割込まれて実行される。まず、図２０において、ス
テップ４０１で、各排気温センサ２５の出力が各リーン
ＮＯx 触媒上流の排気温Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 （たと
えば、リーンＮＯx 触媒２４が４分割され、上流側から
Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 とする）を読込む。続いて、ス
テップ４０２に進み、最上流のリーンＮＯx 触媒２４の
触媒入りガス温度Ｔ1 が所定温度（たとえば、４５０°
Ｃ）を越えるか否かを判別する。所定温度を越えるな
ら、ＨＣを供給すると益々ＨＣの酸化で触媒床温が上
り、ＨＣが直接酸化して活性種の生成に寄与しなくなる
から、ＨＣの供給を停止するためにステップ４０３に進
み、所定温度以下なら、ＨＣの部分酸化により活性種が
生成してリーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄化率を上げること
ができるので、ＨＣを供給するために、ステップ４０４
に進む。ここで、ステップ４０２は実施例３における触
媒床温判定手段を構成する。ステップ４０３では、最上
流のＨＣバルブ１０の開度を０に設定し、ステップモー
タを駆動してＨＣバルブを閉じる。
【００２３】一方、ステップ４０４では、現在の機関回
転速度ＮＥ、アクセル開度ＴＡを読込み、続いてステッ
プ４０５に進み、図２２の機関回転速度（ＮＥ）−ＨＣ
バルブ開度の１次元マップから求まるＨＣバルブ目標開
度θＮＥと、図２３のアクセル開度（ＴＡ）−ＨＣバル
ブ開度の１次元マップから求まるＨＣバルブ目標開度θ
ＴＡとから、ＨＣバルブの目標開度θ（＝θＮＥ・θＴ
Ａ）を演算する。続いて、ステップ４０６に進み、最上
流のＨＣバルブ３０の開度を目標開度θに設定し、ステ
ップモータを駆動して、最上流のＨＣバルブ３０の開度
を目標開度にする。ここで、ステップ４０４、４０５、
４０６は実施例３におけるＨＣ供給装置作動手段を構成
する。上記の操作で、最上流のＨＣバルブ３０の制御が
完了し、続いて、順次、下流のＨＣバルブ３０を、最上
流のＨＣバルブ３０の制御と同様のルーチンで制御し、
全ＨＣバルブ３０を制御する。
転速度ＮＥ、アクセル開度ＴＡを読込み、続いてステッ
プ４０５に進み、図２２の機関回転速度（ＮＥ）−ＨＣ
バルブ開度の１次元マップから求まるＨＣバルブ目標開
度θＮＥと、図２３のアクセル開度（ＴＡ）−ＨＣバル
ブ開度の１次元マップから求まるＨＣバルブ目標開度θ
ＴＡとから、ＨＣバルブの目標開度θ（＝θＮＥ・θＴ
Ａ）を演算する。続いて、ステップ４０６に進み、最上
流のＨＣバルブ３０の開度を目標開度θに設定し、ステ
ップモータを駆動して、最上流のＨＣバルブ３０の開度
を目標開度にする。ここで、ステップ４０４、４０５、
４０６は実施例３におけるＨＣ供給装置作動手段を構成
する。上記の操作で、最上流のＨＣバルブ３０の制御が
完了し、続いて、順次、下流のＨＣバルブ３０を、最上
流のＨＣバルブ３０の制御と同様のルーチンで制御し、
全ＨＣバルブ３０を制御する。
【００２４】図２１のＮ2 バルブ制御では、ステップ５
０１で、各リーンＮＯx 触媒２４上流の排気温Ｔ1 、Ｔ
2 、Ｔ3 、Ｔ4 を読込む。続いて、ステップ５０２に進
み、最上流のリーンＮＯx 触媒２４の触媒入りガス温度
Ｔ1 が所定温度、たとえば、４００°Ｃを越えるか否か
を判別する。そして、ステップ５０２でＴ1 ＞４００°
ＣならＮ2 ガスによる触媒冷却をすべく、ステップ５０
３に進んで最上流のＮ2 バルブ２９を開とする。また、
ステップ５０２でＴ1 ≦４００°ＣならＮ2 ガスによる
触媒冷却をしないで、触媒床温を早く昇温させて触媒を
活性化させたほうがよいから、ステップ５０４に進んで
最上流のＮ2 バルブ９を閉じる。続いて、順次下流のリ
ーンＮＯx 触媒２４に対応するＮ2 バルブ２９の開閉制
御を行い、全Ｎ2 バルブ２９の制御を行ってリターンす
る。
０１で、各リーンＮＯx 触媒２４上流の排気温Ｔ1 、Ｔ
2 、Ｔ3 、Ｔ4 を読込む。続いて、ステップ５０２に進
み、最上流のリーンＮＯx 触媒２４の触媒入りガス温度
Ｔ1 が所定温度、たとえば、４００°Ｃを越えるか否か
を判別する。そして、ステップ５０２でＴ1 ＞４００°
ＣならＮ2 ガスによる触媒冷却をすべく、ステップ５０
３に進んで最上流のＮ2 バルブ２９を開とする。また、
ステップ５０２でＴ1 ≦４００°ＣならＮ2 ガスによる
触媒冷却をしないで、触媒床温を早く昇温させて触媒を
活性化させたほうがよいから、ステップ５０４に進んで
最上流のＮ2 バルブ９を閉じる。続いて、順次下流のリ
ーンＮＯx 触媒２４に対応するＮ2 バルブ２９の開閉制
御を行い、全Ｎ2 バルブ２９の制御を行ってリターンす
る。
【００２５】次に、実施例３の作用を説明する。図２０
の制御によって図１９の排気浄化装置を制御すると、図
２４−図２６のようになる。すなわち、図２４は図１９
をモデル化したものであり、図２５は触媒入りガス温度
が４００°Ｃの場合と５００°Ｃの場合との触媒コンバ
ータ内温度分布を示している。これに対し、特開昭６３
−２８３７２号のような装置は図２８のようにモデル化
され、その温度分布、ＮＯx 浄化率分布、ＮＯx 浄化率
特性対温度特性は、それぞれ図２９−図３１に示したよ
うになる。
の制御によって図１９の排気浄化装置を制御すると、図
２４−図２６のようになる。すなわち、図２４は図１９
をモデル化したものであり、図２５は触媒入りガス温度
が４００°Ｃの場合と５００°Ｃの場合との触媒コンバ
ータ内温度分布を示している。これに対し、特開昭６３
−２８３７２号のような装置は図２８のようにモデル化
され、その温度分布、ＮＯx 浄化率分布、ＮＯx 浄化率
特性対温度特性は、それぞれ図２９−図３１に示したよ
うになる。
【００２６】図２０のステップ４０２の所定温を４５０
°Ｃとすると、触媒温度、排気温度は、下流にいくに従
い４５０°Ｃに収斂しようとし、収斂した部位より下流
では４５０°Ｃを中心にして上下し、４５０°Ｃ近傍に
保たれる。すなわち、触媒入りガス温が４００°Ｃの場
合はＨＣが導入されて下流のリーンＮＯx 触媒程、４５
０°Ｃに近づき、４５０°Ｃ近傍になった部分より下流
側では４５０°Ｃを中心にして温度が上下する。また、
触媒入りガス温が５００°Ｃの場合は、上流側のリーン
ＮＯx 触媒はＨＣが導入されず、下流のリーンＮＯx 触
媒程降温して４５０°Ｃに近づき、４５０°Ｃ近傍にな
った部分より下流側では４５０°Ｃを中心にして温度が
上下する。４５０°Ｃ近傍になった部分およびその下流
では、比較的低温のためＨＣの直接酸化が抑えられ、Ｈ
Ｃの部分酸化が促進されるから、ＨＣの部分酸化により
多量の活性種が生成され、図２６に示すようにリーンＮ
Ｏx 触媒２４のＮＯx 浄化率が向上する。
°Ｃとすると、触媒温度、排気温度は、下流にいくに従
い４５０°Ｃに収斂しようとし、収斂した部位より下流
では４５０°Ｃを中心にして上下し、４５０°Ｃ近傍に
保たれる。すなわち、触媒入りガス温が４００°Ｃの場
合はＨＣが導入されて下流のリーンＮＯx 触媒程、４５
０°Ｃに近づき、４５０°Ｃ近傍になった部分より下流
側では４５０°Ｃを中心にして温度が上下する。また、
触媒入りガス温が５００°Ｃの場合は、上流側のリーン
ＮＯx 触媒はＨＣが導入されず、下流のリーンＮＯx 触
媒程降温して４５０°Ｃに近づき、４５０°Ｃ近傍にな
った部分より下流側では４５０°Ｃを中心にして温度が
上下する。４５０°Ｃ近傍になった部分およびその下流
では、比較的低温のためＨＣの直接酸化が抑えられ、Ｈ
Ｃの部分酸化が促進されるから、ＨＣの部分酸化により
多量の活性種が生成され、図２６に示すようにリーンＮ
Ｏx 触媒２４のＮＯx 浄化率が向上する。
【００２７】図２６の特性より下側の面積はリーンＮＯ
x 触媒によるＮＯx 浄化量に比例するが、図２６と図３
０（図２８の比較例の場合のＮＯx 浄化率）の比較から
分るように、触媒入りガス温度が４００°Ｃの場合も５
００°Ｃの場合も、本発明のリーンＮＯx 触媒２４のＮ
Ｏx 浄化量の方が従来のそれよりも高くなっている。ま
た、図２６と図３０の比較から分るように、高いＮＯx
浄化率を示す領域が、本発明の方が増えている。また、
従来はリーンＮＯx 触媒の下流部分でＮＯx 浄化率の向
上が鈍化していたのに対し、本発明ではリーンＮＯx 触
媒の下流部分でもＮＯx 浄化率は向上している。すなわ
ち、従来の図３０では導入されたＨＣがリーンＮＯx 触
媒下流部分でもはや効果的に働らかなくなっていたのに
対し、本発明の図２６では導入されたＨＣがリーンＮＯ
x 触媒下流部分でも有効に働いていることがわかる。こ
れによって、本発明では有効触媒容量が増大することが
わかる。
x 触媒によるＮＯx 浄化量に比例するが、図２６と図３
０（図２８の比較例の場合のＮＯx 浄化率）の比較から
分るように、触媒入りガス温度が４００°Ｃの場合も５
００°Ｃの場合も、本発明のリーンＮＯx 触媒２４のＮ
Ｏx 浄化量の方が従来のそれよりも高くなっている。ま
た、図２６と図３０の比較から分るように、高いＮＯx
浄化率を示す領域が、本発明の方が増えている。また、
従来はリーンＮＯx 触媒の下流部分でＮＯx 浄化率の向
上が鈍化していたのに対し、本発明ではリーンＮＯx 触
媒の下流部分でもＮＯx 浄化率は向上している。すなわ
ち、従来の図３０では導入されたＨＣがリーンＮＯx 触
媒下流部分でもはや効果的に働らかなくなっていたのに
対し、本発明の図２６では導入されたＨＣがリーンＮＯ
x 触媒下流部分でも有効に働いていることがわかる。こ
れによって、本発明では有効触媒容量が増大することが
わかる。
【００２８】実施例４ 図２７は実施例４を示す。実施例４は実施例３のうちリ
ーンＮＯx 触媒部分の変形例である。すなわち、リーン
ＮＯx 触媒２４を含有したコンバータが下流にいくに従
ってコーン状に大径にされており、これによって、コン
バータ部において下流にいくに従って排気ガス流速が遅
くなり、放熱が大きくなり、触媒床温の上昇が抑えられ
るようになっている。その他の構成、作用は実施例３に
準じる。
ーンＮＯx 触媒部分の変形例である。すなわち、リーン
ＮＯx 触媒２４を含有したコンバータが下流にいくに従
ってコーン状に大径にされており、これによって、コン
バータ部において下流にいくに従って排気ガス流速が遅
くなり、放熱が大きくなり、触媒床温の上昇が抑えられ
るようになっている。その他の構成、作用は実施例３に
準じる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、リーンＮＯx 触媒とそ
の上流のＨＣ供給装置とからなるユニットが直列に複数
配置され、所定温度範囲にあるリーンＮＯx 触媒にＨＣ
が供給されるようにしたので、排気高温時には下流側の
リーンＮＯx 触媒が所定温度範囲になりそこに選択的に
ＨＣを供給でき、排気低温時には上流側のリーンＮＯx
触媒が所定温度範囲になりそこに選択的にＨＣを供給で
き、高いＮＯx 浄化率を示せる温度範囲が高温側にも低
温側にも拡げられる。
の上流のＨＣ供給装置とからなるユニットが直列に複数
配置され、所定温度範囲にあるリーンＮＯx 触媒にＨＣ
が供給されるようにしたので、排気高温時には下流側の
リーンＮＯx 触媒が所定温度範囲になりそこに選択的に
ＨＣを供給でき、排気低温時には上流側のリーンＮＯx
触媒が所定温度範囲になりそこに選択的にＨＣを供給で
き、高いＮＯx 浄化率を示せる温度範囲が高温側にも低
温側にも拡げられる。
【００３０】また、あるユニットでリーンＮＯx 触媒の
温度がＨＣの酸化による発熱で所定温度範囲の上限を超
えると、そのユニットでのＨＣの供給が停止されるの
で、そのユニットから下流でのリーンＮＯx 触媒床温は
放熱でさがり、所定温度範囲内になってＨＣを供給可能
となりＮＯx を浄化することができるようになる。この
ため、下流のユニットのリーンＮＯx 触媒もＮＯx 浄化
に有効に働くことができるようになり、有効触媒容量が
増大する。これらの結果、リーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄
化率が向上される。
温度がＨＣの酸化による発熱で所定温度範囲の上限を超
えると、そのユニットでのＨＣの供給が停止されるの
で、そのユニットから下流でのリーンＮＯx 触媒床温は
放熱でさがり、所定温度範囲内になってＨＣを供給可能
となりＮＯx を浄化することができるようになる。この
ため、下流のユニットのリーンＮＯx 触媒もＮＯx 浄化
に有効に働くことができるようになり、有効触媒容量が
増大する。これらの結果、リーンＮＯx 触媒のＮＯx 浄
化率が向上される。
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の排気浄化装
置の系統図である。
置の系統図である。
【図２】実施例１における排気温−排気弁開閉関係図で
ある。
ある。
【図３】実施例１における排気温−第１のＨＣバルブ開
閉関係図である。
閉関係図である。
【図４】実施例１における排気温−第２のＨＣバルブ開
閉関係図である。
閉関係図である。
【図５】実施例１における排気弁制御フローチャートで
ある。
ある。
【図６】実施例１における第１のＨＣバルブ制御フロー
チャートである。
チャートである。
【図７】実施例１における第２のＨＣバルブ制御フロー
チャートである。
チャートである。
【図８】実施例１におけるエンジン回転速度（ＮＥ）−
アクセル開度（Ｔ）と排気温との間の関係を示すマップ
である。
アクセル開度（Ｔ）と排気温との間の関係を示すマップ
である。
【図９】実施例１における排気温低温時の排気浄化装置
モデル図である。
モデル図である。
【図１０】図９のモデルにおける距離−排気温関係図で
ある。
ある。
【図１１】図９のモデルにおける距離−ＮＯx 浄化量関
係図である。
係図である。
【図１２】実施例１における排気温中温時の排気浄化装
置モデル図である。
置モデル図である。
【図１３】図１２のモデルにおける距離−排気温関係図
である。
である。
【図１４】図１２のモデルにおける距離−ＮＯx 浄化量
関係図である。
関係図である。
【図１５】実施例１における排気温高温時における排気
浄化装置モデル図である。
浄化装置モデル図である。
【図１６】図１５のモデルにおける距離−排気温関係図
である。
である。
【図１７】図１５のモデルにおける距離−ＮＯx 浄化量
関係図である。
関係図である。
【図１８】本発明の実施例２に係る内燃機関の排気浄化
装置の系統図である。
装置の系統図である。
【図１９】本発明の実施例３に係る内燃機関の排気浄化
装置の系統図である。
装置の系統図である。
【図２０】実施例３におけるＨＣバルブ制御のフローチ
ャートである。
ャートである。
【図２１】実施例３におけるＮ2 バルブ制御のフローチ
ャートである。
ャートである。
【図２２】実施例３における機関回転速度（ＮＥ）−Ｈ
Ｃバルブ開度（θＮＥ）特性図である。
Ｃバルブ開度（θＮＥ）特性図である。
【図２３】実施例３におけるアクセル開度（ＴＡ）−Ｈ
Ｃバルブ開度（θＴＡ）特性図である。
Ｃバルブ開度（θＴＡ）特性図である。
【図２４】実施例３のリーンＮＯx 触媒コンバータのモ
デル図である。
デル図である。
【図２５】図２４のモデルにおけるリーンＮＯx 触媒上
流端からの距離（ｄ）−リーンＮＯx 触媒コンバータ内
温度（Ｔ）特性図である。
流端からの距離（ｄ）−リーンＮＯx 触媒コンバータ内
温度（Ｔ）特性図である。
【図２６】図２４のモデルにおけるリーンＮＯx 触媒上
流端からの距離（ｄ）−ＮＯx 浄化率特性図である。
流端からの距離（ｄ）−ＮＯx 浄化率特性図である。
【図２７】本発明の実施例４に係る内燃機関の排気浄化
装置の部分系統図である。
装置の部分系統図である。
【図２８】比較例（従来例）のリーンＮＯx 触媒コンバ
ータのモデル図である。
ータのモデル図である。
【図２９】図２８のモデルにおけるリーンＮＯx 触媒上
流端からの距離（ｄ）−リーンＮＯx 触媒コンバータ内
温度（Ｔ）特性図である。
流端からの距離（ｄ）−リーンＮＯx 触媒コンバータ内
温度（Ｔ）特性図である。
【図３０】図２８のモデルにおけるリーンＮＯx 触媒上
流端からの距離（ｄ）−ＮＯx 触媒コンバータの温度−
ＮＯx 浄化率特性図である。
流端からの距離（ｄ）−ＮＯx 触媒コンバータの温度−
ＮＯx 浄化率特性図である。
【図３１】図２８のタイプのリーンＮＯx 触媒コンバー
タの温度−ＮＯx 浄化率特性図である。
タの温度−ＮＯx 浄化率特性図である。
１ 内燃機関 ３ 第１のリーンＮＯx 触媒 ４ 第２のリーンＮＯx 触媒 ５ 排気弁 ６ 第１のＨＣバルブ ７ 第２のＨＣバルブ １４ ＨＣ供給装置制御装置 １５ 第１のＨＣ供給装置 １６ 第２のＨＣ供給装置 １７ 排気弁制御手段 １８ 第１のＨＣ供給装置制御手段 １９ 第２のＨＣ供給装置制御手段 ２１ 内燃機関 ２３ 排気管 ２４ リーンＮＯx 触媒 ２５ 排気温センサ ２７ ＨＣボンベ ３０ ＨＣバルブ ３１ ＨＣ供給装置制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/08 F01N 3/20 F01N 3/28 301 F01N 3/36
Claims (1)
- 【請求項１】 リーンＮＯx 触媒と該リーンＮＯx 触媒
の上流側に設けられたＨＣ供給装置を有するユニットを
内燃機関の排気系に直列に複数備え、各ユニットのリー
ンＮＯx 触媒床温が所定温度範囲にあるか否かを判定す
る触媒床温判定手段を備え、前記触媒床温判定手段によ
ってリーンＮＯx 触媒床温が所定温度範囲にあると判断
された箇所のユニットのＨＣ供給装置を作動させるＨＣ
供給装置作動手段を備えた、ことを特徴とする内燃機関
の排気浄化装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16409390 | 1990-06-25 | ||
| JP2-164093 | 1990-06-26 | ||
| JP16577490 | 1990-06-26 | ||
| JP2-165774 | 1990-06-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04214919A JPH04214919A (ja) | 1992-08-05 |
| JP2825137B2 true JP2825137B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=26489320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6242391A Expired - Lifetime JP2825137B2 (ja) | 1990-06-25 | 1991-03-05 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2825137B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3391587B2 (ja) * | 1994-11-18 | 2003-03-31 | 株式会社小松製作所 | ディーゼルエンジンの排気脱硝装置 |
| JP3750195B2 (ja) * | 1996-05-30 | 2006-03-01 | 株式会社デンソー | 内燃機関の窒素酸化物浄化装置 |
| JPH1047048A (ja) | 1996-08-02 | 1998-02-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP3482874B2 (ja) * | 1998-05-28 | 2004-01-06 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| DE19859003A1 (de) * | 1998-12-21 | 2000-06-29 | Bosch Gmbh Robert | Abgasreinigung zum Reduzieren von Stickoxiden aus sauerstoffhaltigen Abgasen einer Brennkraftmaschine |
| FR2935741A3 (fr) * | 2008-09-08 | 2010-03-12 | Renault Sas | Ligne d'echappement comportant une plaque pour l'homogeneisation du flux des gaz d'echappement. |
| EP2395210A4 (en) * | 2009-02-06 | 2012-08-01 | Toyota Motor Co Ltd | EXHAUST GAS CLEANING DEVICE FOR A COMBUSTION ENGINE |
-
1991
- 1991-03-05 JP JP6242391A patent/JP2825137B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04214919A (ja) | 1992-08-05 |
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