JP2950073B2 - 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（以下、リーンバーンエンジンと言う）の排気浄化装
置に関し、特に、排気通路に酸化雰囲気中、未燃炭化水
素（ＨＣ）存在下で排気中の窒素酸化物（ＮＯX ）を還
元する触媒（リーンＮＯX 触媒）を介装した内燃機関の
排気浄化装置に関する。
関（以下、リーンバーンエンジンと言う）の排気浄化装
置に関し、特に、排気通路に酸化雰囲気中、未燃炭化水
素（ＨＣ）存在下で排気中の窒素酸化物（ＮＯX ）を還
元する触媒（リーンＮＯX 触媒）を介装した内燃機関の
排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車において、燃費を向上する
等の目的から、希薄域の空燃比で燃焼させるリーンバー
ンエンジンが提案されている。希薄空燃比領域では、従
来の三元触媒ではＮＯX を浄化できず、ＮＯX 低減がリ
ーンバーンエンジンの課題となっており、希薄空燃比領
域でもＮＯX を浄化可能な触媒、即ち、酸化雰囲気中、
未燃炭化水素（ＨＣ）存在下で排気中の窒素酸化物（Ｎ
ＯX ）を還元する触媒、所謂リーンＮＯX 触媒が提案さ
れている。
等の目的から、希薄域の空燃比で燃焼させるリーンバー
ンエンジンが提案されている。希薄空燃比領域では、従
来の三元触媒ではＮＯX を浄化できず、ＮＯX 低減がリ
ーンバーンエンジンの課題となっており、希薄空燃比領
域でもＮＯX を浄化可能な触媒、即ち、酸化雰囲気中、
未燃炭化水素（ＨＣ）存在下で排気中の窒素酸化物（Ｎ
ＯX ）を還元する触媒、所謂リーンＮＯX 触媒が提案さ
れている。
【０００３】リーンＮＯX 触媒としては、例えば、特開
平１−１３０７３５号公報等に開示された、遷移金属を
担持せしめたゼオライト等が知られている。従来のリー
ンバーンエンジンの排気浄化装置として、図１０に示す
ように、排気通路１に、機関運転時の空燃比が理論空燃
比域の場合の排気浄化用の三元触媒２と、希薄空燃比の
場合の排気浄化用のリーンＮＯX 触媒３とを直列に介装
したものがある。
平１−１３０７３５号公報等に開示された、遷移金属を
担持せしめたゼオライト等が知られている。従来のリー
ンバーンエンジンの排気浄化装置として、図１０に示す
ように、排気通路１に、機関運転時の空燃比が理論空燃
比域の場合の排気浄化用の三元触媒２と、希薄空燃比の
場合の排気浄化用のリーンＮＯX 触媒３とを直列に介装
したものがある。
【０００４】又、リーンＮＯX 触媒は還元雰囲気中、即
ち、空燃比リッチの雰囲気中におかれると劣化が進行す
ることから、リーンＮＯX 触媒の劣化を防止する技術が
従来より、種々知られている（実開平３−８３３１４号
公報及び特開平３−２２５０１３号公報等参照）。かか
るリーンＮＯX 触媒の劣化を防止する技術として、図１
１に示すように、排気通路１にリーンＮＯX 触媒３をバ
イパスするバイパス通路４を設けると共に、排気通路１
のバイパス通路４の分岐部に、排気がリーンＮＯX 触媒
３を通過する状態とバイパス通路４を通過する状態とに
通路を切り換える通路切換弁５を介装し、排気温度セン
サ６により排気温度が高い時に、通路切換弁５をバイパ
ス通路４側に切り換えて、排気をバイパス通路４に流通
させるようにしたものがある。
ち、空燃比リッチの雰囲気中におかれると劣化が進行す
ることから、リーンＮＯX 触媒の劣化を防止する技術が
従来より、種々知られている（実開平３−８３３１４号
公報及び特開平３−２２５０１３号公報等参照）。かか
るリーンＮＯX 触媒の劣化を防止する技術として、図１
１に示すように、排気通路１にリーンＮＯX 触媒３をバ
イパスするバイパス通路４を設けると共に、排気通路１
のバイパス通路４の分岐部に、排気がリーンＮＯX 触媒
３を通過する状態とバイパス通路４を通過する状態とに
通路を切り換える通路切換弁５を介装し、排気温度セン
サ６により排気温度が高い時に、通路切換弁５をバイパ
ス通路４側に切り換えて、排気をバイパス通路４に流通
させるようにしたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のリ
ーンバーンエンジンの排気浄化装置にあっては、図１１
に示す技術のようにリーンＮＯX 触媒３の劣化を防止す
るべくリーンＮＯX 触媒３に排気を流さない場合以外で
は、基本的に排気の全量をリーンＮＯX 触媒３に通す構
成であり、内燃機関の広い運転領域に対応できるように
リーンＮＯX 触媒のＮＯX 転換性能は８０％以上の高い
性能が要求されるものの、現状ではこのような高性能の
リーンＮＯX 触媒は実現されていないにも係わらず、リ
ーンＮＯX触媒の転換効率の低い条件下でもリーンＮＯ
X 触媒を使用せざるを得ない構成であり、高い排気浄化
性能を得ることが困難であった。
ーンバーンエンジンの排気浄化装置にあっては、図１１
に示す技術のようにリーンＮＯX 触媒３の劣化を防止す
るべくリーンＮＯX 触媒３に排気を流さない場合以外で
は、基本的に排気の全量をリーンＮＯX 触媒３に通す構
成であり、内燃機関の広い運転領域に対応できるように
リーンＮＯX 触媒のＮＯX 転換性能は８０％以上の高い
性能が要求されるものの、現状ではこのような高性能の
リーンＮＯX 触媒は実現されていないにも係わらず、リ
ーンＮＯX触媒の転換効率の低い条件下でもリーンＮＯ
X 触媒を使用せざるを得ない構成であり、高い排気浄化
性能を得ることが困難であった。
【０００６】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、リーンＮＯX 触媒の転換効率の低い条件下で
も高い排気浄化性能を得ることを目的とする。
点に鑑み、リーンＮＯX 触媒の転換効率の低い条件下で
も高い排気浄化性能を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の内燃
機関の排気浄化装置は、図１に示すように、排気通路
に、酸化雰囲気中、未燃炭化水素存在下で排気中の窒素
酸化物を還元する窒素酸化物還元触媒と、該触媒の下流
側に位置して、機関の理論空燃比領域で排気浄化を行う
三元触媒と、を直列に介装し、前記排気通路には、前記
窒素酸化物還元触媒の上流側から分岐して下流側でかつ
三元触媒の上流側に合流するバイパス通路を設けると共
に、前記バイパス通路に介装されて該通路を流れる排気
の流量を制御する流量制御手段を設ける一方、機関の運
転状態に応じて排気流量を演算する手段と、 排気温度と
前記演算された排気流量とに基づいて、前記窒素酸化物
還元触媒の窒素酸化物転換効率を演算する手段と、 前記
演算された窒素酸化物転換効率を基に、排気通路出口で
の排気エミッションが最小になるように、窒素酸化物還
元触媒に流通させる排気流量と、該窒素酸化物還元触媒
をバイパスさせて三元触媒に流通させる排気流量と、を
制御するべく、前記流量制御手段を制御して、バイパス
通路を流れる排気の流量を制御する制御装置と、を含ん
で構成した。
機関の排気浄化装置は、図１に示すように、排気通路
に、酸化雰囲気中、未燃炭化水素存在下で排気中の窒素
酸化物を還元する窒素酸化物還元触媒と、該触媒の下流
側に位置して、機関の理論空燃比領域で排気浄化を行う
三元触媒と、を直列に介装し、前記排気通路には、前記
窒素酸化物還元触媒の上流側から分岐して下流側でかつ
三元触媒の上流側に合流するバイパス通路を設けると共
に、前記バイパス通路に介装されて該通路を流れる排気
の流量を制御する流量制御手段を設ける一方、機関の運
転状態に応じて排気流量を演算する手段と、 排気温度と
前記演算された排気流量とに基づいて、前記窒素酸化物
還元触媒の窒素酸化物転換効率を演算する手段と、 前記
演算された窒素酸化物転換効率を基に、排気通路出口で
の排気エミッションが最小になるように、窒素酸化物還
元触媒に流通させる排気流量と、該窒素酸化物還元触媒
をバイパスさせて三元触媒に流通させる排気流量と、を
制御するべく、前記流量制御手段を制御して、バイパス
通路を流れる排気の流量を制御する制御装置と、を含ん
で構成した。
【０００８】
【作用】かかる構成において、排気温度と排気流量とに
基づいて、窒素酸化物還元触媒の窒素酸化物転換効率が
演算され、この窒素酸化物転換効率を基に、排気通路出
口での排気エミッションが最小になるように、窒素酸化
物還元触媒に流通させる排気流量と、該窒素酸化物還元
触媒をバイパスさせて三元触媒に流通させる排気流量
と、を制御するべく、流量制御手段が制御され、バイパ
ス通路を流れる排気の流量が制御される。 このようにバ
イパス通路を流れる排気の流量が制御されることで、排
気通路出口での排気エミッションが最小になり、希薄燃
焼域での窒素酸化物の転換性能が低い触媒を用いても、
トータルの窒素酸化物転換性能を最良に発揮でき、高い
排気浄化性能が得られる。
基づいて、窒素酸化物還元触媒の窒素酸化物転換効率が
演算され、この窒素酸化物転換効率を基に、排気通路出
口での排気エミッションが最小になるように、窒素酸化
物還元触媒に流通させる排気流量と、該窒素酸化物還元
触媒をバイパスさせて三元触媒に流通させる排気流量
と、を制御するべく、流量制御手段が制御され、バイパ
ス通路を流れる排気の流量が制御される。 このようにバ
イパス通路を流れる排気の流量が制御されることで、排
気通路出口での排気エミッションが最小になり、希薄燃
焼域での窒素酸化物の転換性能が低い触媒を用いても、
トータルの窒素酸化物転換性能を最良に発揮でき、高い
排気浄化性能が得られる。
【０００９】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図２は、本発明の一実施例のシステム構成を示
している。この図において、内燃機関（以下、エンジン
と言う）１０の排気通路１１には、エンジン１０の希薄
燃焼領域で排気浄化を行う触媒、即ち、酸化雰囲気中、
未燃炭化水素存在下で排気中の窒素酸化物を還元するリ
ーンＮＯX 触媒１２と、該触媒１２の下流側に位置す
る、エンジン１０の理論空燃比領域で排気浄化を行う三
元触媒１３とが直列に介装される。
述する。図２は、本発明の一実施例のシステム構成を示
している。この図において、内燃機関（以下、エンジン
と言う）１０の排気通路１１には、エンジン１０の希薄
燃焼領域で排気浄化を行う触媒、即ち、酸化雰囲気中、
未燃炭化水素存在下で排気中の窒素酸化物を還元するリ
ーンＮＯX 触媒１２と、該触媒１２の下流側に位置す
る、エンジン１０の理論空燃比領域で排気浄化を行う三
元触媒１３とが直列に介装される。
【００１０】前記排気通路１１には、前記リーンＮＯX
触媒１２の上流側から分岐して下流側でかつ三元触媒１
３の上流側に合流するバイパス通路１４が設けられてい
る。前記バイパス通路１４には、該通路１４を流れる排
気の流量を制御する流量制御手段としての流量制御バル
ブ１５が介装されている。又、排気通路１１のリーンＮ
ＯX 触媒１２の上流側には、空燃比を検出する空燃比セ
ンサ１６と、触媒１２に流入する排気の温度を検出する
排気温センサ１７が夫々上流位置と下流位置に配設され
る。
触媒１２の上流側から分岐して下流側でかつ三元触媒１
３の上流側に合流するバイパス通路１４が設けられてい
る。前記バイパス通路１４には、該通路１４を流れる排
気の流量を制御する流量制御手段としての流量制御バル
ブ１５が介装されている。又、排気通路１１のリーンＮ
ＯX 触媒１２の上流側には、空燃比を検出する空燃比セ
ンサ１６と、触媒１２に流入する排気の温度を検出する
排気温センサ１７が夫々上流位置と下流位置に配設され
る。
【００１１】更に、排気通路１１の三元触媒１３の下流
側には、触媒１３の出口の排気成分（特にＮＯX 濃度）
を検出する排気センサ１８が設けられている。一方、エ
ンジン１０の吸気通路１９には、スロットル弁２０が設
けられ、該スロットル弁２０の開度はスロットル弁開度
センサ２１により検出される。エンジン１０の各気筒に
接続される吸気ポートには、燃料噴射弁２２が設けられ
る。又、エンジンの冷却水温を検出する水温センサ２３
や、図示しないエンジン回転速度センサやブーストセン
サも設けられている。
側には、触媒１３の出口の排気成分（特にＮＯX 濃度）
を検出する排気センサ１８が設けられている。一方、エ
ンジン１０の吸気通路１９には、スロットル弁２０が設
けられ、該スロットル弁２０の開度はスロットル弁開度
センサ２１により検出される。エンジン１０の各気筒に
接続される吸気ポートには、燃料噴射弁２２が設けられ
る。又、エンジンの冷却水温を検出する水温センサ２３
や、図示しないエンジン回転速度センサやブーストセン
サも設けられている。
【００１２】エンジン１０はエンジンコントロールユニ
ット２４によって制御される。又、前記流量制御バルブ
１５は流量制御バルブコントロールユニット２５によっ
て制御される。即ち、前記各種のセンサからの出力は、
エンジンコントロールユニット２４に入力され、該コン
トロールユニット２４内のＣＰＵでは各種の演算が行わ
れ、その出力は燃料噴射弁２２等のエンジン側の各種装
置を制御する。又、エンジンコントロールユニット２４
からは流量制御バルブコントロールユニット２５に各種
センサのうち特定のセンサの出力が入力され、該コント
ロールユニット２５内のＣＰＵでは各種の演算が行わ
れ、その出力は流量制御バルブ１５を制御する。
ット２４によって制御される。又、前記流量制御バルブ
１５は流量制御バルブコントロールユニット２５によっ
て制御される。即ち、前記各種のセンサからの出力は、
エンジンコントロールユニット２４に入力され、該コン
トロールユニット２４内のＣＰＵでは各種の演算が行わ
れ、その出力は燃料噴射弁２２等のエンジン側の各種装
置を制御する。又、エンジンコントロールユニット２４
からは流量制御バルブコントロールユニット２５に各種
センサのうち特定のセンサの出力が入力され、該コント
ロールユニット２５内のＣＰＵでは各種の演算が行わ
れ、その出力は流量制御バルブ１５を制御する。
【００１３】次に、かかる構成の作用を説明する。リー
ンＮＯX 触媒１２のＮＯX 転換効率は、図３に示すよう
に、排気流量が多くなると低下する傾向を示す。又、前
記ＮＯX 転換効率は、図４に示すように、排気温度でも
変化する。従って、ＮＯX 転換効率の良い部分は、排気
量が少なく、ＮＯX の転換に時間的余裕のあるエンジン
低回転の運転領域に限られる。
ンＮＯX 触媒１２のＮＯX 転換効率は、図３に示すよう
に、排気流量が多くなると低下する傾向を示す。又、前
記ＮＯX 転換効率は、図４に示すように、排気温度でも
変化する。従って、ＮＯX 転換効率の良い部分は、排気
量が少なく、ＮＯX の転換に時間的余裕のあるエンジン
低回転の運転領域に限られる。
【００１４】よって、エンジン高回転域等で排気量の多
い領域では、ＮＯX 転換効率の低い条件でリーンＮＯX
触媒を使用していることになる。本構成においては、エ
ンジン１０の運転状態に応じて排気流量を演算し、排気
温度と前記演算された排気流量とに基づいて、リーンＮ
Ｏ X 触媒１２のＮＯｘ転換効率を演算し、演算されたＮ
Ｏｘ転換効率を基に、排気通路１１出口での排気エミッ
ションが最小になるように、リーンＮＯ X 触媒１２に流
通させる排気流量と、該リーンＮＯX 触媒１２をバイパ
スさせて三元触媒１３に流通させる排気流量と、を制御
するべく、流量制御バルブ１５を制御して、バイパス通
路１４を流れる排気の流量を制御する。
い領域では、ＮＯX 転換効率の低い条件でリーンＮＯX
触媒を使用していることになる。本構成においては、エ
ンジン１０の運転状態に応じて排気流量を演算し、排気
温度と前記演算された排気流量とに基づいて、リーンＮ
Ｏ X 触媒１２のＮＯｘ転換効率を演算し、演算されたＮ
Ｏｘ転換効率を基に、排気通路１１出口での排気エミッ
ションが最小になるように、リーンＮＯ X 触媒１２に流
通させる排気流量と、該リーンＮＯX 触媒１２をバイパ
スさせて三元触媒１３に流通させる排気流量と、を制御
するべく、流量制御バルブ１５を制御して、バイパス通
路１４を流れる排気の流量を制御する。
【００１５】図５のフローチャートに基づいて、バイパ
ス通路１４へ迂回させる排気流量の制御方法を説明す
る。即ち、ステップ１（図では、Ｓ１と略記する。以下
同様）では、エンジン１０の運転状態のパラメータ、即
ち、エンジン回転速度、ブースト、空燃比、排気温度等
のエンジン１０のリーン運転を判定する各種パラメータ
及び後述するステップ３の排気流量Ｖ1 の演算に必要な
パラメータを読み込む。ステップ２では、エンジン１０
がリーン運転されているか否かを判定し、エンジン１０
がリーンで運転されていると判定されると、ステップ３
に進み、前記エンジン１０の運転状態であるエンジン回
転速度、ブースト及び排気温度に基づいて排気流量Ｖ1
を演算する。
ス通路１４へ迂回させる排気流量の制御方法を説明す
る。即ち、ステップ１（図では、Ｓ１と略記する。以下
同様）では、エンジン１０の運転状態のパラメータ、即
ち、エンジン回転速度、ブースト、空燃比、排気温度等
のエンジン１０のリーン運転を判定する各種パラメータ
及び後述するステップ３の排気流量Ｖ1 の演算に必要な
パラメータを読み込む。ステップ２では、エンジン１０
がリーン運転されているか否かを判定し、エンジン１０
がリーンで運転されていると判定されると、ステップ３
に進み、前記エンジン１０の運転状態であるエンジン回
転速度、ブースト及び排気温度に基づいて排気流量Ｖ1
を演算する。
【００１６】この演算は、次の式に基づいて行われる。
【００１７】
【数１】
【００１８】ステップ４では、排気温度と排気流量を基
にリーンＮＯX 触媒のＮＯX 転換効率η1 を図６のよう
なマップから読み出すか或いは算出する。排気温度と排
気流量に対するＮＯX 転換効率の関係は、この図６に示
す傾向をもつが、正確には個々の触媒種、エンジン毎に
異なる。ステップ５では、ステップ４で求めたＮＯX 転
換効率η1 を基に、排気通路１１出口での排気エミッシ
ョンが最小になるように、リーンＮＯ X 触媒１２に流通
させる排気流量と、該リーンＮＯX 触媒１２をバイパス
させて三元触媒１３に流通させる排気流量と、を制御す
るべく、リーンＮＯ X 触媒１２に流通させる排気流量の
最適値Ｖを求める。
にリーンＮＯX 触媒のＮＯX 転換効率η1 を図６のよう
なマップから読み出すか或いは算出する。排気温度と排
気流量に対するＮＯX 転換効率の関係は、この図６に示
す傾向をもつが、正確には個々の触媒種、エンジン毎に
異なる。ステップ５では、ステップ４で求めたＮＯX 転
換効率η1 を基に、排気通路１１出口での排気エミッシ
ョンが最小になるように、リーンＮＯ X 触媒１２に流通
させる排気流量と、該リーンＮＯX 触媒１２をバイパス
させて三元触媒１３に流通させる排気流量と、を制御す
るべく、リーンＮＯ X 触媒１２に流通させる排気流量の
最適値Ｖを求める。
【００１９】即ち、排気流量の最適値Ｖを求めるルーチ
ンを示す図７のフローチャートにおいて、ステップ２１
で、現行の排気流量量Ｖ1 からαだけ少ない排気流量Ｖ
＝（Ｖ1 −α）の時の転換効率（η）を図７のマップか
ら読み取る。そして、ステップ２２で、この仮のＶとη
を基に次式の計算を実行する。 Ｖ・η−Ｖ1 ・η1 ここで、Ｖ1 ・η1 は排気が全量触媒を流れる時のＮＯ
X の転換量に定数（この時の運転条件下におけるＮＯX
濃度）をかけた値、Ｖ・ηは排気の一部が触媒を流れる
時のＮＯX の転換量に同様の定数をかけた値である。
ンを示す図７のフローチャートにおいて、ステップ２１
で、現行の排気流量量Ｖ1 からαだけ少ない排気流量Ｖ
＝（Ｖ1 −α）の時の転換効率（η）を図７のマップか
ら読み取る。そして、ステップ２２で、この仮のＶとη
を基に次式の計算を実行する。 Ｖ・η−Ｖ1 ・η1 ここで、Ｖ1 ・η1 は排気が全量触媒を流れる時のＮＯ
X の転換量に定数（この時の運転条件下におけるＮＯX
濃度）をかけた値、Ｖ・ηは排気の一部が触媒を流れる
時のＮＯX の転換量に同様の定数をかけた値である。
【００２０】そして、ステップ２２では、更に、かかる
（Ｖ・η−Ｖ1 ・η1 ）の値が最大となる時のＶの値を
αを変化させて求める（図８参照）。ステップ６では、
触媒１２をバイパスさせる排気流量Ｖ1 −Ｖを求めて、
次のステップ７で排気流量Ｖ1 −Ｖに対応する流量制御
バルブ１５の目標開度Ｔv を求める。
（Ｖ・η−Ｖ1 ・η1 ）の値が最大となる時のＶの値を
αを変化させて求める（図８参照）。ステップ６では、
触媒１２をバイパスさせる排気流量Ｖ1 −Ｖを求めて、
次のステップ７で排気流量Ｖ1 −Ｖに対応する流量制御
バルブ１５の目標開度Ｔv を求める。
【００２１】この場合、流量制御バルブ１５の目標開度
Ｔv とバイパス排気流量Ｖ1 −Ｖの関係は、運転条件即
ち、排気流量に影響を受け、図９のような特性を有す
る。従って、この図９のマップから前記Ｔv を求める。
ステップ８では現在の流量制御バルブ１５の開度Ｔを読
み込んだ後、ステップ９で目標開度Ｔv への流量制御バ
ルブ１５の弁体位置の変更が可能である否かの判定を行
う。即ち、０＜Ｔv ＜Ｔmax であるか否かを判定を行
う。０＜Ｔv ＜Ｔ max であって、目標弁開度Ｔv への流
量制御バルブ１５の弁体位置の変更が可能である場合に
は、ステップ１０に進んで、流量制御バルブ１５の開度
を目標開度Ｔv に変更する。０＜Ｔv ＜Ｔmax ではな
く、目標弁開度Ｔv への流量制御バルブ１５の弁体位置
の変更が不可能である場合には、ステップ１１に進む。
Ｔv とバイパス排気流量Ｖ1 −Ｖの関係は、運転条件即
ち、排気流量に影響を受け、図９のような特性を有す
る。従って、この図９のマップから前記Ｔv を求める。
ステップ８では現在の流量制御バルブ１５の開度Ｔを読
み込んだ後、ステップ９で目標開度Ｔv への流量制御バ
ルブ１５の弁体位置の変更が可能である否かの判定を行
う。即ち、０＜Ｔv ＜Ｔmax であるか否かを判定を行
う。０＜Ｔv ＜Ｔ max であって、目標弁開度Ｔv への流
量制御バルブ１５の弁体位置の変更が可能である場合に
は、ステップ１０に進んで、流量制御バルブ１５の開度
を目標開度Ｔv に変更する。０＜Ｔv ＜Ｔmax ではな
く、目標弁開度Ｔv への流量制御バルブ１５の弁体位置
の変更が不可能である場合には、ステップ１１に進む。
【００２２】ステップ１１では、流量制御バルブ１５の
開度を目標値に近い限界値（全閉又は全開）に設定した
場合に、現状以上にＮＯX 転換が得られる場合、即ち、
全閉又は全開時の排気流量Ｖ´に対するη´を図８のマ
ップから求め、（Ｖ・η−Ｖ 1 ・η1 ）の演算を行っ
て、（Ｖ´・η´−Ｖ1 ・η1 ）が０以上であるか否か
の判定を行う。Ｖ´・η´−Ｖ1 ・η1 ≧０であれば、
ステップ１２に進んで、流量制御バルブ１５の開度を全
閉または全開に変更する。Ｖ´・η´−Ｖ1 ・η 1 ＜０
であれば、現在の流量制御バルブ１５の開度を変更しな
い。
開度を目標値に近い限界値（全閉又は全開）に設定した
場合に、現状以上にＮＯX 転換が得られる場合、即ち、
全閉又は全開時の排気流量Ｖ´に対するη´を図８のマ
ップから求め、（Ｖ・η−Ｖ 1 ・η1 ）の演算を行っ
て、（Ｖ´・η´−Ｖ1 ・η1 ）が０以上であるか否か
の判定を行う。Ｖ´・η´−Ｖ1 ・η1 ≧０であれば、
ステップ１２に進んで、流量制御バルブ１５の開度を全
閉または全開に変更する。Ｖ´・η´−Ｖ1 ・η 1 ＜０
であれば、現在の流量制御バルブ１５の開度を変更しな
い。
【００２３】上述のフローチャートにおいて、ステップ
１及び３が、本発明の排気流量を演算する手段に相当
し、ステップ４が、リーンＮＯX 触媒１２のＮＯｘ転換
効率を演算する手段に相当し、ステップ５〜１０が、演
算されたＮＯｘ転換効率を基に、排気通路１１出口での
排気エミッションが最小になるように、リーンＮＯ X 触
媒１２に流通させる排気流量と、該リーンＮＯX 触媒１
２をバイパスさせて三元触媒１３に流通させる排気流量
と、を制御するべく、流量制御バルブ１５を制御して、
バイパス通路１４を流れる排気の流量を制御する制御装
置に相当する。
１及び３が、本発明の排気流量を演算する手段に相当
し、ステップ４が、リーンＮＯX 触媒１２のＮＯｘ転換
効率を演算する手段に相当し、ステップ５〜１０が、演
算されたＮＯｘ転換効率を基に、排気通路１１出口での
排気エミッションが最小になるように、リーンＮＯ X 触
媒１２に流通させる排気流量と、該リーンＮＯX 触媒１
２をバイパスさせて三元触媒１３に流通させる排気流量
と、を制御するべく、流量制御バルブ１５を制御して、
バイパス通路１４を流れる排気の流量を制御する制御装
置に相当する。
【００２４】尚、以上のフローチャートに基づく流量制
御バルブ１５の制御は最も基本的なものであり、更に制
御精度を向上するための方法として、ステップ１のエン
ジン運転状態に応じて演算した流量制御バルブ１５の開
度を学習させておき、演算結果から流量制御バルブ１５
の開度を決定し、該流量制御バルブ１５の開度を制御す
るまでの間、前記学習値を用いて流量制御バルブ１５の
開度を制御することが可能である。
御バルブ１５の制御は最も基本的なものであり、更に制
御精度を向上するための方法として、ステップ１のエン
ジン運転状態に応じて演算した流量制御バルブ１５の開
度を学習させておき、演算結果から流量制御バルブ１５
の開度を決定し、該流量制御バルブ１５の開度を制御す
るまでの間、前記学習値を用いて流量制御バルブ１５の
開度を制御することが可能である。
【００２５】かかる構成の排気浄化装置によると、エン
ジン１０の運転状態に応じて排気流量を演算し、排気温
度と前記演算された排気流量とに基づいて、リーンＮＯ
X 触媒１２のＮＯｘ転換効率を演算し、演算されたＮＯ
ｘ転換効率を基に、排気通路１１出口での排気エミッシ
ョンが最小になるように、リーンＮＯ X 触媒１２に流通
させる排気流量と、該リーンＮＯX 触媒１２をバイパス
させて三元触媒１３に流通させる排気流量と、を制御す
るべく、流量制御バルブ１５を制御して、バイパス通路
１４を流れる排気の流量を制御するようにしたから、希
薄燃焼域でのＮＯX 転換性能が低い触媒を用いても、ト
ータルのＮＯX 転換性能を最良に発揮でき、高い排気浄
化性能を得ることができる。
ジン１０の運転状態に応じて排気流量を演算し、排気温
度と前記演算された排気流量とに基づいて、リーンＮＯ
X 触媒１２のＮＯｘ転換効率を演算し、演算されたＮＯ
ｘ転換効率を基に、排気通路１１出口での排気エミッシ
ョンが最小になるように、リーンＮＯ X 触媒１２に流通
させる排気流量と、該リーンＮＯX 触媒１２をバイパス
させて三元触媒１３に流通させる排気流量と、を制御す
るべく、流量制御バルブ１５を制御して、バイパス通路
１４を流れる排気の流量を制御するようにしたから、希
薄燃焼域でのＮＯX 転換性能が低い触媒を用いても、ト
ータルのＮＯX 転換性能を最良に発揮でき、高い排気浄
化性能を得ることができる。
【００２６】尚、特定の実施例を参照して本発明を説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当該
技術分野における熟練者等により、本発明に添付された
特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び
修正が可能であるとの点に留意すべきである。
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当該
技術分野における熟練者等により、本発明に添付された
特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び
修正が可能であるとの点に留意すべきである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、演算され
た窒素酸化物還元触媒の窒素酸化物転換効率を基に、排
気通路出口での排気エミッションが最小になるように、
窒素酸化物還元触媒に流通させる排気流量と、該窒素酸
化物還元触媒をバイパスさせて三元触媒に流通させる排
気流量と、を制御するべく、窒素酸化物還元触媒をバイ
パスするバイパス通路を流れる排気の流量を制御するよ
うにしたから、窒素酸化物還元触媒の転換効率の低い条
件下でも高い排気浄化性能を得ることができる有用性大
なるものである。
た窒素酸化物還元触媒の窒素酸化物転換効率を基に、排
気通路出口での排気エミッションが最小になるように、
窒素酸化物還元触媒に流通させる排気流量と、該窒素酸
化物還元触媒をバイパスさせて三元触媒に流通させる排
気流量と、を制御するべく、窒素酸化物還元触媒をバイ
パスするバイパス通路を流れる排気の流量を制御するよ
うにしたから、窒素酸化物還元触媒の転換効率の低い条
件下でも高い排気浄化性能を得ることができる有用性大
なるものである。
【図１】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の構成
図
図
【図２】 同上装置の一実施例を示すシステム図
【図３】 排気流量とＮＯX 転換効率との関係を示す特
性図
性図
【図４】 排気温度とＮＯX 転換効率との関係を示す特
性図
性図
【図５】 同上実施例の流量制御を説明するフローチャ
ート
ート
【図６】 排気流量及び排気温度とＮＯX 転換効率との
関係を示す特性図
関係を示す特性図
【図７】 排気流量の最適値を求めるルーチンを示すフ
ローチャート
ローチャート
【図８】 排気流量とＮＯX 転換効率との関係を示す特
性図
性図
【図９】 バルブ開度とバルブ排気流量との関係を示す
特性図
特性図
【図10】 従来の排気浄化装置を示すシステム図
【図11】 従来の排気浄化装置を示すシステム図
１０ エンジン １１ 排気通路 １２ リーンＮＯX 触媒 １４ バイパス通路 １５ 流量制御バルブ １６ 空燃比センサ １７ 排気温センサ １８ 排気センサ ２５ 流量制御バルブコントロールユニット
Claims (1)
- 【請求項１】排気通路に、酸化雰囲気中、未燃炭化水素
存在下で排気中の窒素酸化物を還元する窒素酸化物還元
触媒と、該触媒の下流側に位置して、機関の理論空燃比
領域で排気浄化を行う三元触媒と、を直列に介装し、 前記排気通路には、前記窒素酸化物還元触媒の上流側か
ら分岐して下流側でかつ三元触媒の上流側に合流するバ
イパス通路を設けると共に、 前記バイパス通路に介装されて該通路を流れる排気の流
量を制御する流量制御手段を設ける一方、機関の運転状態に応じて排気流量を演算する手段と、 排気温度と前記演算された排気流量とに基づいて、前記
窒素酸化物還元触媒の窒素酸化物転換効率を演算する手
段と、 前記演算された窒素酸化物転換効率を基に、排気通路出
口での排気エミッションが最小になるように、窒素酸化
物還元触媒に流通させる排気流量と、該窒素酸化物還元
触媒をバイパスさせて三元触媒に流通させる排気流量
と、を制御するべく、前記流量制御手段を制御して、バ
イパス通路を流れる排気の流量を制御する制御装置と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の排気浄
化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25893A JP2950073B2 (ja) | 1993-01-05 | 1993-01-05 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25893A JP2950073B2 (ja) | 1993-01-05 | 1993-01-05 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06200747A JPH06200747A (ja) | 1994-07-19 |
| JP2950073B2 true JP2950073B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=11468897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25893A Expired - Fee Related JP2950073B2 (ja) | 1993-01-05 | 1993-01-05 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950073B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009228644A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Nissan Motor Co Ltd | 排ガス浄化制御装置及び排ガス浄化制御方法 |
| JP2021143616A (ja) * | 2020-03-11 | 2021-09-24 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化システム |
-
1993
- 1993-01-05 JP JP25893A patent/JP2950073B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06200747A (ja) | 1994-07-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |