JP2850657B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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JP2850657B2
JP2850657B2 JP4211643A JP21164392A JP2850657B2 JP 2850657 B2 JP2850657 B2 JP 2850657B2 JP 4211643 A JP4211643 A JP 4211643A JP 21164392 A JP21164392 A JP 21164392A JP 2850657 B2 JP2850657 B2 JP 2850657B2
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adsorbent
passage
way catalyst
temperature
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    • F01N2240/18Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N2570/12Hydrocarbons
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に関し、特に機関の冷間時に排気中の炭化水素(以下
「HC」という)を吸着材に吸着させ暖機完了後に脱離
させて処理するようにし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 purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to a method for adsorbing hydrocarbons (hereinafter referred to as "HC") in exhaust gas when the engine is cold, and desorbing the hydrocarbons after completion of warm-up. The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus configured to perform treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の始動直後においては、機関か
らの排気中にHCが比較的多量に含まれ、また三元触媒
の温度が活性温度に達しないためにHCが浄化されにく
い。このため、例えば特開昭55−101715号公報
や実開平2−67020号公報に示される排気浄化装置
では、排気通路の三元触媒の上流又は下流において、排
気通路の主通路に対し並列に副通路を設けて、この副通
路にHCの吸着材を介装する一方、主通路及び副通路へ
の排気の流れを制御する弁装置を設け、機関の冷間時に
排気を副通路側へ導いて吸着材に流通させ、排気中のH
Cを吸着材に吸着させている。そして、暖機完了後は、
吸着材への排気の流通を停止させ、エアポンプにより空
気を吸着材に供給してHCを脱離させ、この脱離したH
Cを含んだ空気を三元触媒の上流に導入して、三元触媒
により浄化させている。
2. Description of the Related Art Immediately after the start of an internal combustion engine, HC is difficult to be purified because exhaust gas from the engine contains a relatively large amount of HC and the temperature of the three-way catalyst does not reach the activation temperature. For this reason, for example, in an exhaust gas purifying apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-101715 and Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 2-67020, a sub-flow passage is provided in parallel with a main passage of an exhaust passage upstream or downstream of a three-way catalyst in an exhaust passage. A passage is provided, and an adsorbent for HC is interposed in the sub-passage, while a valve device for controlling the flow of exhaust gas to the main passage and the sub-passage is provided, and the exhaust gas is guided to the sub-passage side when the engine is cold. H through the adsorbent
C is adsorbed on the adsorbent. And after the warm-up is completed,
The flow of exhaust gas to the adsorbent is stopped, and air is supplied to the adsorbent by an air pump to desorb HC.
Air containing C is introduced upstream of the three-way catalyst and purified by the three-way catalyst.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の排気浄化装置にあっては、脱離処
理用のエアポンプはON・OFF制御のみのため、エア
ポンプから圧送される空気と吸着材から脱離したHCと
の比が理論空燃比にはならないゆえ、三元触媒において
HCの浄化が必ずしも良好にはなされないという問題点
があった。
However, in such a conventional exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, the air pump for the desorption process is only ON / OFF controlled, so that the air pumped from the air pump adsorbs the air. Since the ratio of HC desorbed from the material does not become the stoichiometric air-fuel ratio, there has been a problem that the three-way catalyst does not necessarily purify HC.

【0004】もちろん、排気通路の三元触媒より上流
(排気マニホールド部)に酸素センサを装着して、空燃
比を検出し、機関への燃料供給量をフィードバック制御
しているが、通常の酸素センサ位置はエアポンプからの
空気導入位置よりも上流であるので、これによっては三
元触媒入口の空燃比を制御することはできない。また、
三元触媒の上流でかつエアポンプからの空気導入位置よ
り下流に酸素センサを装着して、機関への燃料供給量を
フィードバック制御することにより、三元触媒入口の空
燃比を制御することも考えられるが、シリンダ内の空燃
比が理論空燃比よりずれてトルク変動が大きくなってし
まう。
Of course, an oxygen sensor is mounted upstream of the three-way catalyst in the exhaust passage (exhaust manifold section) to detect the air-fuel ratio and feedback-control the fuel supply to the engine. Since the position is upstream of the position where air is introduced from the air pump, the air-fuel ratio at the three-way catalyst inlet cannot be controlled by this. Also,
It is conceivable to control the air-fuel ratio at the inlet of the three-way catalyst by installing an oxygen sensor upstream of the three-way catalyst and downstream of the air introduction position from the air pump, and performing feedback control of the fuel supply amount to the engine. However, the air-fuel ratio in the cylinder deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, and the torque fluctuation increases.

【0005】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、機関吸入混合気の空燃比制御に影響を与えることな
く、HCの脱離処理時の三元触媒入口での空燃比を制御
できるようにすることを目的とし、併せて、吸着材の吸
着能力に応じて適切に制御できるようにすることを目的
とする。
In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention can control the air-fuel ratio at the three-way catalyst inlet during the HC desorption process without affecting the air-fuel ratio control of the engine intake air-fuel mixture. In addition, the adsorbent
The purpose is to be able to control appropriately according to the wearing ability
And

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、
気通路から排気を迂回させて導いて吸着材に流通させ排
気中のHCを吸着材により吸着するHC吸着装置と、
アポンプにより空気を吸着材に供給してHCを脱離させ
このHCを含んだ空気を排気通路の三元触媒の上流に導
入する脱離処理装置とを備える内燃機関の排気浄化装置
において、前記吸着材の温度を検出する吸着材温度セン
サを設けて、機関の始動後、吸着材温度が第1の所定温
度を超えるまで、前記HC吸着装置を作動させ、吸着材
温度が第1の所定温度を超えた後、該第1の所定温度よ
り低い第2の所定温度を下回るまで、前記脱離処理装置
を作動させるように構成し、排気通路における三元触媒
の上流でかつ空気導入位置より上流に装着されて酸素濃
度を検出する第1酸素センサと、この第1酸素センサか
らの信号に基づいて機関への燃料供給量を制御する燃料
供給量制御装置とを設ける一方、排気通路における三元
触媒の下流に装着されて酸素濃度を検出する第2酸素セ
ンサと、前記脱離処理装置の作動時にこの第2酸素セン
サからの信号に基づいてエアポンプによる空気供給量を
制御するエアポンプ制御装置とを設ける構成としたもの
である。ここで、前記HC吸着装置は、三元触媒下流側
の排気通路を主通路と副通路とに分岐して、副通路に吸
着材を介装し、排気を主通路又は副通路のいずれか一方
へ流通させるように切換える切換弁を設けて構成し、前
記脱離処理装置は、前記切換弁による主通路の選択時
に、エアポンプからの空気を吸着材へ流通させた後、三
元触媒上流に導くパージエア通路を設けて構成するとよ
い。
[SUMMARY OF To this end, the present invention is discharged
A HC adsorbing device for adsorbing the adsorbent to HC in the exhaust gas is circulated to the adsorbent leading to bypass the exhaust from the gas passage, et
In the exhaust purification system of an internal combustion engine and a desorption apparatus for introducing the air containing the HC was the HC is supplied to the adsorbent desorbing upstream of the three-way catalyst in the exhaust passage of air by Aponpu, the suction Adsorbent temperature sensor to detect material temperature
After the engine is started, the adsorbent temperature is set to the first predetermined temperature.
The HC adsorber is operated until the temperature exceeds
After the temperature exceeds the first predetermined temperature, the temperature becomes lower than the first predetermined temperature.
The desorption treatment apparatus until the temperature falls below a second predetermined temperature.
A first oxygen sensor mounted upstream of the three-way catalyst and upstream of the air introduction position in the exhaust passage to detect oxygen concentration, and an engine based on a signal from the first oxygen sensor. while providing a fuel supply amount control apparatus for controlling the amount of fuel supplied to a second oxygen sensor which detects an oxygen concentration is mounted downstream of the three-way catalyst in the exhaust passage, this upon actuation of the desorption apparatus An air pump control device that controls the amount of air supplied by the air pump based on a signal from the second oxygen sensor is provided. Here, the HC adsorber is located downstream of the three-way catalyst.
Of the exhaust passage into a main passage and a sub-passage.
Either the main passage or the sub-passage with the material interposed
And a switching valve that switches to flow to
When the main passage is selected by the switching valve,
Then, after flowing air from the air pump to the adsorbent,
It is recommended to provide a purge air passage leading to the upstream of the source catalyst.
No.

【0007】[0007]

【作用】上記の構成においては、吸着材の吸着能力を知
るために吸着材温度を検出し、機関の始動後、吸着材温
度が第1の所定温度を超えるまで、排気通路から排気を
迂回させて導いて吸着材に流通させ排気中のHCを吸着
材により吸着し、吸着材温度が第1の所定温度を超えた
後、第2の所定温度を下回るまで、エアポンプにより空
気を吸着材に供給してHCを脱離させこのHCを含んだ
空気を排気通路の三元触媒の上流に導入する。 そして、
排気通路における三元触媒の上流でかつ空気導入位置よ
り上流に装着された第1酸素センサからの信号に基づい
て、機関への燃料供給量を制御することにより、エアポ
ンプからの空気供給量の影響を受けることなく、シリン
ダ内の空燃比を制御することができる。
In the above configuration, the adsorbing capacity of the adsorbent is known.
To detect the adsorbent temperature, and after starting the engine,
Exhaust gas from the exhaust passage until the temperature exceeds the first predetermined temperature.
Detours and guides through adsorbent to adsorb HC in exhaust
Adsorbed by the material, the temperature of the adsorbent exceeds the first predetermined temperature
Thereafter, the air is pumped until the temperature falls below the second predetermined temperature.
Gas is supplied to the adsorbent to desorb HC and contain this HC.
Air is introduced into the exhaust passage upstream of the three-way catalyst. And
Influence of the air supply amount from the air pump by controlling the fuel supply amount to the engine based on the signal from the first oxygen sensor mounted upstream of the three-way catalyst and upstream of the air introduction position in the exhaust passage The air-fuel ratio in the cylinder can be controlled without receiving the air-fuel ratio.

【0008】一方、排気通路における三元触媒の下流に
装着された第2酸素センサからの信号に基づいて、エア
ポンプによる空気供給量を制御することにより、三元触
媒入口における空燃比を適正なものにすることができ、
脱離したHCを効果的に浄化することができる。
On the other hand, by controlling the amount of air supplied by an air pump based on a signal from a second oxygen sensor mounted downstream of the three-way catalyst in the exhaust passage, the air-fuel ratio at the inlet of the three-way catalyst can be adjusted appropriately. Can be
The desorbed HC can be effectively purified.

【0009】[0009]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図1は一
実施例のシステム構成を示している。機関1の各気筒の
燃焼室には、エアクリーナ2から、スロットル弁3、吸
気マニホールド4を介して、空気が吸入される。吸気マ
ニホールド4の各ブランチ部にはそれぞれ電磁式の燃料
噴射弁5が設けられており、各燃料噴射弁5から噴射さ
れる燃料により混合気が生成されて、燃焼室内で燃焼す
る。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a system configuration of one embodiment. Air is drawn into the combustion chamber of each cylinder of the engine 1 from the air cleaner 2 via the throttle valve 3 and the intake manifold 4. An electromagnetic fuel injection valve 5 is provided in each branch of the intake manifold 4, and a fuel-air mixture is generated by fuel injected from each fuel injection valve 5, and the mixture is burned in a combustion chamber.

【0010】機関1からの排気は、排気マニホールド6
を経て、三元触媒7に至る。この三元触媒7の下流側に
おいて、排気通路は主通路8と副通路9とに分岐してい
て、副通路9に活性炭あるいはゼオライトを主成分とす
るHCの吸着材10が介装されている。そして、主通路8
及び副通路9への分岐部に第1切換弁11が設けられ、主
通路8及び副通路9からの合流部に第2切換弁12が設け
られている。
The exhaust gas from the engine 1 is supplied to an exhaust manifold 6.
Through the three-way catalyst 7. On the downstream side of the three-way catalyst 7, the exhaust passage is branched into a main passage 8 and a sub-passage 9, and an HC adsorbent 10 mainly composed of activated carbon or zeolite is interposed in the sub-passage 9. . And the main passage 8
A first switching valve 11 is provided at a branch to the sub passage 9, and a second switching valve 12 is provided at a junction from the main passage 8 and the sub passage 9.

【0011】また、電動式のエアポンプ13が設けられ、
その吐出口からのパージエア通路14が吸着材10の排気出
口側に接続されている。また、吸着材10の排気入口側か
らのパージエア通路15が三元触媒7の上流に接続されて
いる。尚、副通路9、吸着材10、第1及び第2切換弁1
1,12によりHC吸着装置が構成され、エアポンプ13、
パージエア通路14,15により脱離処理装置が構成されて
いる。
An electric air pump 13 is provided,
A purge air passage 14 from the discharge port is connected to the exhaust outlet side of the adsorbent 10. Further, a purge air passage 15 from the exhaust inlet side of the adsorbent 10 is connected upstream of the three-way catalyst 7. Incidentally, the auxiliary passage 9, the adsorbent 10, the first and second switching valves 1
1 and 12 constitute an HC adsorption device, and an air pump 13 and
The purge air passages 14 and 15 constitute a desorption processing device.

【0012】ここにおいて、燃料噴射弁5の作動はマイ
クロコンピュータ内蔵の第1コントロールユニット16に
より制御され、この第1コントロールユニット16には、
機関1の吸入空気流量Qを検出するエアフローメータ17
と、機関1の回転信号を出力し間接的に機関回転数Nを
検出できるクランク角センサ18とからの信号の他、第1
酸素センサ19からの信号が入力されている。
Here, the operation of the fuel injection valve 5 is controlled by a first control unit 16 built in the microcomputer.
An air flow meter 17 for detecting an intake air flow rate Q of the engine 1
And a signal from a crank angle sensor 18 that outputs a rotation signal of the engine 1 and indirectly detects the engine speed N.
A signal from the oxygen sensor 19 is input.

【0013】この第1酸素センサ20は、排気通路におけ
る三元触媒7の上流でかつエアポンプ13からの空気導入
位置(パージエア通路15の開口部)より上流に装着され
ている。また、第1及び第2切換弁11,12、エアポンプ
13の作動はマイクロコンピュータ内蔵の第2コントロー
ルユニット20により制御され、この第2コントロールユ
ニット20には、吸着材10の温度Taを検出する吸着材温
度センサ21からの信号の他、第2酸素センサ22からの信
号が入力されている。
The first oxygen sensor 20 is mounted upstream of the three-way catalyst 7 in the exhaust passage and upstream of a position for introducing air from the air pump 13 (opening of the purge air passage 15). Also, the first and second switching valves 11 and 12, an air pump
The operation of 13 is controlled by a second control unit 20 built in the microcomputer. The second control unit 20 includes a signal from an adsorbent temperature sensor 21 for detecting the temperature Ta of the adsorbent 10 and a second oxygen sensor. Signal from 22 is input.

【0014】この第2酸素センサ22は、排気通路におけ
る三元触媒7の下流に装着されている。尚、第1コント
ロールユニット16は燃料供給量制御装置をなし、第2コ
ントロールユニット20はHC吸着装置及び脱離処理装置
の制御部を構成すると共にエアポンプ制御装置を兼ね
る。
The second oxygen sensor 22 is mounted downstream of the three-way catalyst 7 in the exhaust passage. Note that the first control unit 16 constitutes a fuel supply amount control device, and the second control unit 20 constitutes a control section of the HC adsorption device and the desorption processing device and also serves as an air pump control device.

【0015】図2は第1コントロールユニット16により
所定時間毎に実行される燃料噴射量演算ルーチンのフロ
ーチャートである。ステップ1(図にはS1と記してあ
る。以下同様)では、エアフローメータ17からの信号に
基づいて吸入空気流量Qを検出する。ステップ2では、
クランク角センサ18からの信号に基づいて機関回転数N
を検出する。そして、ステップ3では、吸入空気流量Q
と機関回転数Nとから基本燃料噴射量Tp=K×Q/N
(Kは定数)を演算する。
FIG. 2 is a flowchart of a fuel injection amount calculation routine executed by the first control unit 16 at predetermined time intervals. In step 1 (denoted as S1 in the figure, the same applies hereinafter), the intake air flow rate Q is detected based on a signal from the air flow meter 17. In step 2,
Based on the signal from the crank angle sensor 18, the engine speed N
Is detected. Then, in step 3, the intake air flow rate Q
And the engine speed N, the basic fuel injection amount Tp = K × Q / N
(K is a constant).

【0016】ステップ4では、第1酸素センサ19の出力
電圧V1 を読込む。ステップ5では、この出力電圧V1
を所定値(例えば 400mV)と比較してリッチ・リーンを
判定する。リッチ(V1 > 400mV)のときは、ステップ
6へ進んで、空燃比フィードバック補正係数αを所定量
Δα減少させる。リーンのときは、ステップ7へ進ん
で、空燃比フィードバック補正係数αを所定量Δα増大
させる。
[0016] In step 4, reads the output voltage V 1 of the first oxygen sensor 19. In step 5, this output voltage V 1
Is compared with a predetermined value (for example, 400 mV) to determine rich / lean. If it is rich (V 1 > 400 mV), the routine proceeds to step 6, where the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is reduced by a predetermined amount Δα. If the engine is lean, the routine proceeds to step 7, where the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is increased by a predetermined amount Δα.

【0017】ステップ8では、基本燃料噴射量Tpと空
燃比フィードバック補正係数αとから燃料噴射量Ti=
Tp×αを演算する。このようにして燃料噴射量Tiが
演算されると、このTiのパルス幅をもつ駆動パルス信
号が機関回転に同期した所定のタイミングで燃料噴射弁
5に出力されて燃料噴射が行われる。
In step 8, the fuel injection amount Ti is calculated from the basic fuel injection amount Tp and the air-fuel ratio feedback correction coefficient α.
Calculate Tp × α. When the fuel injection amount Ti is calculated in this manner, a drive pulse signal having the pulse width of Ti is output to the fuel injection valve 5 at a predetermined timing synchronized with the engine rotation, and fuel injection is performed.

【0018】図3は第2コントロールユニット20により
機関の始動時に実行される吸着・脱離制御ルーチンのフ
ローチャートである。ステップ11では、吸着材温度セン
サ21からの信号に基づいて吸着材10の温度Taを検出す
る。ステップ12では、この吸着材温度Taが 200℃(第
1の所定温度)を超えたか否かを判定し、 200℃以下の
ときは、吸着能力があるので、ステップ13へ進む。
FIG. 3 is a flowchart of an adsorption / desorption control routine executed by the second control unit 20 when the engine is started. In step 11, the temperature Ta of the adsorbent 10 is detected based on the signal from the adsorbent temperature sensor 21. In step 12, the adsorbent temperature Ta is 200 ° C. (No.
It is determined whether or not the temperature has exceeded the predetermined temperature (1) .

【0019】ステップ13では、第1及び第2切換弁11,
12により、三元触媒7からの排気を副通路9へ迂回させ
て吸着材10に流通させる。この後は、ステップ11へ戻
る。従って、始動直後の冷間時において、三元触媒7が
非活性のために排気中に多量のHCが含まれていても、
このHCが吸着材10に吸着され、大気への放出が防止さ
れる。
In step 13, the first and second switching valves 11,
By 12, the exhaust gas from the three-way catalyst 7 is circulated to the adsorbent 10 by bypassing to the auxiliary passage 9. Thereafter, the process returns to step 11. Therefore, even when the exhaust gas contains a large amount of HC because the three-way catalyst 7 is inactive during the cold immediately after the start,
This HC is adsorbed by the adsorbent 10 and is prevented from being released to the atmosphere.

【0020】吸着材温度Taが 200℃を超えると、吸着
能力がなくなると共に、このときには三元触媒7も充分
に活性化されているので、ステップ12の判定でステップ
14へ進む。ステップ14では、第1及び第2切換弁11,12
を切換えて、三元触媒7からの排気を副通路9へ迂回さ
せることなく、主通路8を通じて排出するようにする。
If the adsorbent temperature Ta exceeds 200 ° C., the adsorbing capacity is lost, and at this time, the three-way catalyst 7 is also sufficiently activated.
Proceed to 14. In step 14, the first and second switching valves 11, 12
And the exhaust gas from the three-way catalyst 7 is discharged through the main passage 8 without bypassing to the sub passage 9.

【0021】ステップ15では、吸着材10に吸着されてい
るHCの脱離処理のため、エアポンプ13の駆動を開始す
る。これにより、エアポンプ13からの空気がパージエア
通路14により吸着材10に供給されてこれに吸着されてい
たHCが脱離され、この脱離されたHCを含んだ空気が
パージエア通路15により三元触媒7の上流に導入され
て、三元触媒7により浄化される。尚、このようにエア
ポンプ13からの空気で吸着材10からHCを脱離させる方
式では、脱離時に吸着材10の耐熱温度を超えるようなこ
とはなく、完全脱離を行うことができる。
In step 15, the operation of the air pump 13 is started for the process of desorbing the HC adsorbed on the adsorbent 10. As a result, the air from the air pump 13 is supplied to the adsorbent 10 through the purge air passage 14 and the HC adsorbed by the air is desorbed. The air containing the desorbed HC is removed by the purge air passage 15 through the three-way catalyst. 7, and is purified by the three-way catalyst 7. In this manner, in the method in which HC is desorbed from the adsorbent 10 by the air from the air pump 13, the desorbing can be performed completely without exceeding the heat-resistant temperature of the adsorbent 10 at the time of desorption.

【0022】ステップ16では、第2酸素センサ22の出力
電圧V2 を読込む。ステップ17では、この出力電圧V2
を所定値と比較してリッチ・リーンを判定する。リッチ
のときは、ステップ18へ進んで、エアポンプ13による空
気供給量を増大させる。リーンのときは、ステップ19へ
進んで、エアポンプ13による空気供給量を減少させる。
[0022] At step 16, it reads the output voltage V 2 of the second oxygen sensor 22. In step 17, the output voltage V 2
Is compared with a predetermined value to determine rich / lean. If the air condition is rich, the process proceeds to step 18, where the amount of air supplied by the air pump 13 is increased. If the engine is lean, the process proceeds to step 19, where the amount of air supplied by the air pump 13 is reduced.

【0023】このように第2酸素センサ22からの信号、
すなわち三元触媒7の下流側の酸素濃度から、三元触媒
7の入口における空燃比を検出し、エアポンプ13からの
空気によるHCの脱離処理中に三元触媒7の入口におけ
る空燃比が一定となるようにエアポンプ13の空気供給量
が増減制御される。尚、エアポンプ13の空気供給量の増
減制御は、デューティ制御によってエアポンプ13への駆
動電圧を制御すればよい。
Thus, the signal from the second oxygen sensor 22
That is, the air-fuel ratio at the inlet of the three-way catalyst 7 is detected from the oxygen concentration on the downstream side of the three-way catalyst 7, and the air-fuel ratio at the inlet of the three-way catalyst 7 is constant during the desorption process of the HC by the air from the air pump 13. The air supply amount of the air pump 13 is controlled to increase or decrease so that In addition, the increase / decrease control of the air supply amount of the air pump 13 may be performed by controlling the drive voltage to the air pump 13 by duty control.

【0024】ステップ20では、吸着材温度センサ21から
の信号に基づいて吸着材10の温度Taを検出する。ステ
ップ21では、この吸着材温度Taが 100℃(第2の所定
温度)より低くなったか否かを判定し、 100℃以上のと
きは、ステップ16に戻って、エアポンプ13の空気供給量
を制御しつつHCの脱離処理を行う。吸着材温度Taが
100℃未満になると、ステップ21の判定でステップ22へ
進み、エアポンプ13を停止させて、脱離処理を終了す
る。吸着材10からHCが完全脱離するころには吸着材温
度Taが 100℃付近に低下するからである。
In step 20, the temperature Ta of the adsorbent 10 is detected based on the signal from the adsorbent temperature sensor 21. In step 21, the adsorbent temperature Ta is raised to 100 ° C. (second predetermined
It is determined whether the temperature is lower than ( temperature). If the temperature is 100 ° C. or more, the flow returns to step 16 to perform the HC desorption process while controlling the air supply amount of the air pump 13. The adsorbent temperature Ta
If the temperature is lower than 100 ° C., the process proceeds to step 22 in the determination of step 21, the air pump 13 is stopped, and the desorption process is terminated. This is because the adsorbent temperature Ta drops to around 100 ° C. by the time HC is completely desorbed from the adsorbent 10.

【0025】本実施例によれば、三元触媒7の下流に吸
着材10等を配置するため、三元触媒7及び第2酸素セン
サ22を機関1に近づけることが可能となり、これらの早
期活性化を図ることができる。図4には他の実施例を示
す。この実施例は、三元触媒7の上流に吸着材10等を配
置したものである。
According to the present embodiment, since the adsorbent 10 and the like are disposed downstream of the three-way catalyst 7, the three-way catalyst 7 and the second oxygen sensor 22 can be brought close to the engine 1, and their early activation can be achieved. Can be achieved. FIG. 4 shows another embodiment. In this embodiment, an adsorbent 10 and the like are arranged upstream of a three-way catalyst 7.

【0026】すなわち、機関1からの排気は、排気マニ
ホールド6を経て、三元触媒7に至るが、この三元触媒
7の上流側において、排気通路は互いに並列な主通路8
と副通路9とに分かれていて、副通路9に活性炭あるい
はゼオライトを主成分とするHCの吸着材10が介装され
ている。そして、主通路8及び副通路9への分岐部に切
換弁11が設けられている。
That is, the exhaust gas from the engine 1 passes through the exhaust manifold 6 and reaches the three-way catalyst 7. On the upstream side of the three-way catalyst 7, the exhaust passages are parallel to the main passage 8.
And an auxiliary passage 9, and an adsorbent 10 for HC containing activated carbon or zeolite as a main component is interposed in the auxiliary passage 9. A switching valve 11 is provided at a branch portion to the main passage 8 and the sub passage 9.

【0027】また、電動式のエアポンプ13の吐出口から
のパージエア通路14は吸着材10の排気入口側に接続され
ている。従って、始動直後の冷間時においては、切換弁
11により、機関1からの排気を副通路9へ迂回させて吸
着材10に流通させ、排気中のHCを吸着材10に吸着さ
せ、この後排気を三元触媒7へ導く。暖機完了後には、
切換弁11を切換えて、機関1からの排気を副通路9へ迂
回させることなく、主通路8を通じて三元触媒7へ導
く。そして、HCの脱離処理のため、エアポンプ13から
の空気をパージエア通路14により副通路9の入口側から
吸着材10に流入させてHCを脱離させ、このHCを含ん
だ空気を副通路9の出口側から三元触媒7の上流に導入
する。
A purge air passage 14 from the discharge port of the electric air pump 13 is connected to the exhaust inlet side of the adsorbent 10. Therefore, in the cold state immediately after starting, the switching valve
By 11, the exhaust gas from the engine 1 is diverted to the sub-passage 9 and circulated through the adsorbent 10, the HC in the exhaust gas is adsorbed by the adsorbent 10, and then the exhaust gas is guided to the three-way catalyst 7. After warm-up is complete,
The switching valve 11 is switched to guide the exhaust gas from the engine 1 to the three-way catalyst 7 through the main passage 8 without bypassing the exhaust gas to the sub passage 9. Then, for the HC desorption process, air from the air pump 13 flows into the adsorbent 10 from the inlet side of the sub-passage 9 through the purge air passage 14 to desorb HC, and the air containing the HC is transferred to the sub-passage 9. From the outlet side of the three-way catalyst 7.

【0028】制御については同様で、排気通路における
三元触媒7の上流でかつ空気導入位置(副通路9の合流
部)より上流に装着された第1酸素センサ19からの信号
をコントロールユニット16に入力して、図2のフローチ
ャートの通り、燃料噴射弁5による燃料噴射量を制御す
る。また、排気通路における三元触媒7の下流に装着さ
れた第2酸素センサ22からの信号をコントロールユニッ
ト20に入力して、図3のフローチャートの通り、エアポ
ンプ13による空気供給量等を制御する。
The control is the same, and a signal from a first oxygen sensor 19 mounted upstream of the three-way catalyst 7 in the exhaust passage and upstream of the air introduction position (the junction of the sub-passage 9) is sent to the control unit 16. The input is used to control the fuel injection amount by the fuel injection valve 5 as shown in the flowchart of FIG. In addition, a signal from a second oxygen sensor 22 mounted downstream of the three-way catalyst 7 in the exhaust passage is input to the control unit 20 to control the amount of air supplied by the air pump 13 as shown in the flowchart of FIG.

【0029】本実施例によれば、三元触媒7の上流に吸
着材10を設け、エアポンプ13から吸着材10の上流に空気
を圧送するようにしたので、吸着材10における排気の流
れ方向とパージエアの流れ方向とが同一となるため、切
換弁の切換時の流れ反転による圧損を防止することがで
きる。また、切換弁が1つで済み、配管等も少なくて済
むため、構造の簡素化を図ることができる。
According to the present embodiment, the adsorbent 10 is provided upstream of the three-way catalyst 7 and air is pressure-fed from the air pump 13 to the upstream of the adsorbent 10. Since the flow direction of the purge air is the same, it is possible to prevent pressure loss due to flow reversal when switching the switching valve. In addition, since only one switching valve is required and the number of piping and the like is small, the structure can be simplified.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、H
Cの脱離処理時に機関の空燃比制御に影響を与えること
なく、トルク変動を防止できると共に、三元触媒入口の
空燃比を精度良く制御することができて、排気浄化性能
を大幅に改善できるという効果が得られる。また、吸着
材温度を検出して、HC吸着と脱離処理とを制御するこ
とで、吸着能力に応じて適切に制御することができる。
更に、三元触媒下流側の排気通路を主通路と副通路とに
分岐して、副通路に吸着材を介装し、排気を主通路又は
副通路のいずれか一方へ流通させるように切換える切換
弁を設け、主通路の選択時に、エアポンプからの空気を
吸着材へ流通させた後、三元触媒上流に導くパージエア
通路を設ける構成とすれば、三元触媒の下流に吸着材等
を配置できるため、三元触媒及び第2酸素センサを機関
に近づけることが可能となり、これらの早期活性化を図
ることができる。
As described above, according to the present invention, H
The torque fluctuation can be prevented without affecting the air-fuel ratio control of the engine during the desorption process of C, and the air-fuel ratio at the inlet of the three-way catalyst can be accurately controlled, thereby greatly improving the exhaust gas purification performance. The effect is obtained. Also, adsorption
Detecting material temperature to control HC adsorption and desorption
Thus, appropriate control can be performed according to the adsorption capacity.
Furthermore, the exhaust passage downstream of the three-way catalyst is divided into a main passage and a sub passage.
Branches, adsorbent is interposed in the sub-passage, and exhaust gas is
Switch to switch to flow to one of the sub passages
A valve is provided to supply air from the air pump when the main passage is selected.
Purge air that flows to the upstream of the three-way catalyst after flowing to the adsorbent
If a passage is provided, an adsorbent or the like is provided downstream of the three-way catalyst.
The three-way catalyst and the second oxygen sensor
Can be brought closer to
Can be

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

【図1】 本発明の一実施例を示すシステム構成図FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】 燃料噴射量演算ルーチンのフローチャートFIG. 2 is a flowchart of a fuel injection amount calculation routine.

【図3】 吸着・脱離制御ルーチンのフローチャートFIG. 3 is a flowchart of an adsorption / desorption control routine.

【図4】 他の実施例を示すシステム構成図FIG. 4 is a system configuration diagram showing another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 機関 5 燃料噴射弁 6 排気マニホールド 7 三元触媒 8 主通路 9 副通路 10 吸着材 11 第1切換弁 12 第2切換弁 13 エアポンプ 14,15 パージエア通路 16 第1コントロールユニット 17 エアフローメータ 18 クランク角センサ 19 第1酸素センサ 20 第2コントロールユニット 21 吸着材温度センサ 22 第2酸素センサ Reference Signs List 1 engine 5 fuel injection valve 6 exhaust manifold 7 three-way catalyst 8 main passage 9 sub passage 10 adsorbent 11 first switching valve 12 second switching valve 13 air pump 14, 15 purge air passage 16 first control unit 17 air flow meter 18 crank angle Sensor 19 First oxygen sensor 20 Second control unit 21 Adsorbent temperature sensor 22 Second oxygen sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 41/14 310 F02D 41/14 310F (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 3/22 301 F01N 3/08 F01N 3/20 F01N 3/24 F02D 41/14 310──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI F02D 41/14 310 F02D 41/14 310F (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) F01N 3/22 301 F01N 3/08 F01N 3/20 F01N 3/24 F02D 41/14 310

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】排気通路から排気を迂回させて導いて吸着
材に流通させ排気中の炭化水素を吸着材により吸着する
炭化水素吸着装置と、エアポンプにより空気を吸着材に
供給して炭化水素を脱離させこの炭化水素を含んだ空気
を排気通路の三元触媒の上流に導入する脱離処理装置と
を備える内燃機関の排気浄化装置において、前記吸着材の温度を検出する吸着材温度センサを設け
て、機関の始動後、吸着材温度が第1の所定温度を超え
るまで、前記炭化水素吸着装置を作動させ、吸着材温度
が第1の所定温度を超えた後、該第1の所定温度より低
い第2の所定温度を下回るまで、前記脱離処理装置を作
動させるように構成し、 排気通路における三元触媒の上流でかつ空気導入位置よ
り上流に装着されて酸素濃度を検出する第1酸素センサ
と、この第1酸素センサからの信号に基づいて機関への
燃料供給量を制御する燃料供給量制御装置とを設ける一
方、 排気通路における三元触媒の下流に装着されて酸素濃度
を検出する第2酸素センサと、前記脱離処理装置の作動
時にこの第2酸素センサからの信号に基づいてエアポン
プによる空気供給量を制御するエアポンプ制御装置とを
設けたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
1. A hydrocarbon adsorbing device for diverting and guiding exhaust gas from an exhaust passage to flow through an adsorbent and adsorb hydrocarbons in the exhaust gas by the adsorbent, and supplying air to the adsorbent by an air pump to remove hydrocarbons. A desorption treatment device for desorbing and introducing the hydrocarbon-containing air upstream of the three-way catalyst in the exhaust passage, wherein the adsorbent temperature sensor for detecting the temperature of the adsorbent is provided. Establishment
After the engine starts, the adsorbent temperature exceeds the first predetermined temperature.
Until the adsorbent temperature rises.
Is lower than the first predetermined temperature after exceeding the first predetermined temperature.
Until the temperature falls below a second predetermined temperature.
A first oxygen sensor mounted upstream of the three-way catalyst and upstream of the air introduction position in the exhaust passage to detect oxygen concentration, and to the engine based on a signal from the first oxygen sensor. A second oxygen sensor mounted downstream of the three-way catalyst in the exhaust passage to detect the oxygen concentration, and an operation of the desorption processing device.
Sometimes an exhaust purification system of an internal combustion engine, characterized by comprising a pump controller for controlling the air supply amount of the air pump on the basis of a signal from the second oxygen sensor.
【請求項2】(2) 前記炭化水素吸着装置は、三元触媒下流側The hydrocarbon adsorber is located downstream of the three-way catalyst.
の排気通路を主通路と副通路とに分岐して、副通路に吸Of the exhaust passage into a main passage and a sub-passage.
着材を介装し、排気を主通路又は副通路のいずれか一方Either the main passage or the sub-passage with the material interposed
へ流通させるように切換える切換弁を設けて構成し、前And a switching valve that switches to flow to
記脱離処理装置は、前記切換弁による主通路の選択時When the main passage is selected by the switching valve,
に、エアポンプからの空気を吸着材へ流通させた後、三Then, after flowing air from the air pump to the adsorbent,
元触媒上流に導くパージエア通路を設けて構成したことA purge air passage leading to the upstream side of the catalyst is provided.
を特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein:
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