JP3113065B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents

Exhaust gas purification device

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JP3113065B2
JP3113065B2 JP04145327A JP14532792A JP3113065B2 JP 3113065 B2 JP3113065 B2 JP 3113065B2 JP 04145327 A JP04145327 A JP 04145327A JP 14532792 A JP14532792 A JP 14532792A JP 3113065 B2 JP3113065 B2 JP 3113065B2
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nox
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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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、排気ガス浄化装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンの排気ガス浄化用触媒として、
CO(一酸化炭素)及びHC(炭化水素)の酸化と、N
Ox(窒素酸化物)の還元とを同時に行なう三元触媒が
一般に知られている。この三元触媒は、例えばγ−アル
ミナにPt(白金)及びRh(ロジウム)を担持させて
なるもので、エンジンの空燃比(A/F)を理論空燃比
14.7付近に制御したときに、高い浄化効率が得られ
る。
2. Description of the Related Art As a catalyst for purifying exhaust gas of an engine,
Oxidation of CO (carbon monoxide) and HC (hydrocarbon) and N
Three-way catalysts that simultaneously perform reduction of Ox (nitrogen oxide) are generally known. This three-way catalyst is, for example, one in which Pt (platinum) and Rh (rhodium) are supported on γ-alumina. When the air-fuel ratio (A / F) of the engine is controlled to be close to the theoretical air-fuel ratio of 14.7, , High purification efficiency can be obtained.

【0003】一方、自動車の分野では、上記空燃比を高
くしてエンジンの低燃費化を図るという要望があり、そ
のために、希薄燃焼方式の所謂リーンバーンエンジンが
開発されている。このエンジンは、混合気の霧化の改善
等を図って希薄混合気であっても安定な燃焼を実現でき
るようにしたものであり、エンジン低温度時には空燃比
を理論空燃比付近に設定し、エンジン温度が上昇して混
合気の燃焼安定性が高くなってから、空燃比が希薄(リ
ーン)側に切換えて設定されるのが通常である。その場
合、排気ガスは酸素過剰となるため、上記三元触媒で
は、COやHCは酸化浄化することができても、NOx
の還元浄化ができなくなる。
[0003] On the other hand, in the field of automobiles, there is a demand to increase the air-fuel ratio to reduce the fuel consumption of the engine. To this end, a so-called lean burn engine of a lean burn system has been developed. This engine aims to improve the atomization of the air-fuel mixture and achieve stable combustion even with a lean air-fuel mixture.At low engine temperatures, the air-fuel ratio is set near the stoichiometric air-fuel ratio. Normally, the air-fuel ratio is switched and set to a lean side after the engine temperature rises and the combustion stability of the mixture increases. In this case, since the exhaust gas becomes excessive in oxygen, even if CO and HC can be oxidized and purified by the three-way catalyst, NOx
Cannot be reduced and purified.

【0004】これに対して、近年は、遷移金属をイオン
交換担持させてなるゼオライト(結晶性アルミノシリケ
ート)系のNOx浄化用触媒の研究が進められている。
この触媒の場合、リーン雰囲気においても、NOxを直
接、あるいは共存する還元剤(例えば、CO,HC等)
により、N2 とO2 とに分解させることができる。
On the other hand, in recent years, research on a zeolite (crystalline aluminosilicate) -based NOx purification catalyst in which a transition metal is supported by ion exchange has been advanced.
In the case of this catalyst, even in a lean atmosphere, NOx is directly or coexisting with a reducing agent (eg, CO, HC, etc.).
Can be decomposed into N 2 and O 2 .

【0005】例えば、特開平1−171625号公報に
は、排気通路を途中で分岐させてその一方にNOx浄化
用触媒、他方に三元触媒を設けるとともに、排気通路の
分岐部に通路切換えバルブを設け、排気ガス温度に基づ
いて、該温度が低いときにはNOx浄化用触媒に排気ガ
スを流してHC、CO及びNOxの三成分、特にNOx
の浄化を図る一方、排気ガス温度が高くなったときに
は、上記NOx浄化用触媒の熱劣化を防ぐために排気ガ
スを三元触媒に流すようにした排気ガス浄化装置につい
ての記載がある。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-171625 discloses that an exhaust passage is branched in the middle, a NOx purification catalyst is provided on one side, a three-way catalyst is provided on the other side, and a passage switching valve is provided at a branch portion of the exhaust passage. When the temperature is low, the exhaust gas is caused to flow through the NOx purifying catalyst based on the exhaust gas temperature, and the three components of HC, CO and NOx, particularly NOx
On the other hand, there is a description of an exhaust gas purifying apparatus in which exhaust gas is caused to flow through a three-way catalyst in order to prevent thermal deterioration of the NOx purifying catalyst when exhaust gas temperature rises while purifying exhaust gas.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の如き排
気ガス浄化装置においては、排気通路の分岐部に設けら
れたバルブに排気ガス中の未燃焼ガスやカーボン等が付
着し、あるいはバルブの機械的ないしは電気的な故障に
より、当該バルブが排気ガスをNOx浄化用触媒側及び
三元触媒の双方に流すような中間開度で固着してしまう
おそれがある。特に上記バルブを中間開度にする制御状
態を有するバルブ制御手段を備えたものではその可能性
が高く、その場合、所期の効果が得られなくなる。
However, in the exhaust gas purifying apparatus as described above, unburned gas, carbon, or the like in the exhaust gas adheres to a valve provided at a branch portion of the exhaust passage, or a mechanical device of the valve. Due to a target or electrical failure, the valve may be stuck at an intermediate opening such that the exhaust gas flows to both the NOx purification catalyst side and the three-way catalyst. In particular, in the case where the apparatus is provided with valve control means having a control state of setting the valve to an intermediate opening degree, the possibility is high, and in that case, the desired effect cannot be obtained.

【0007】すなわち、排気ガス温度が高いにも拘ら
ず、上記バイパスバルブが中間開度で固着すると、NO
x浄化用触媒に高温の排気ガスが流れ、当該触媒の早期
劣化を招く。また、空燃比がリーン側に制御されている
ときに上記中間開度での固着があると、排気ガスの一部
が三元触媒に流れる結果、NOx成分の浄化が不充分に
なる。
That is, if the bypass valve is stuck at an intermediate opening degree despite the high exhaust gas temperature, NO
x High-temperature exhaust gas flows through the purification catalyst, which causes early deterioration of the catalyst. Further, if the air-fuel ratio is controlled to the lean side and there is sticking at the intermediate opening, a part of the exhaust gas flows to the three-way catalyst, resulting in insufficient purification of the NOx component.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及びその作用】本発明は、
このような課題に対し、上述の如きバルブが中間開度で
固着してしまった場合にはエンジンの空燃比制御を補正
しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides
In order to cope with such a problem, the air-fuel ratio control of the engine is corrected when the valve is stuck at an intermediate opening as described above.

【0009】すなわち、上記課題を解決する手段は、エ
ンジンの排気系に設けられ希薄空燃比において排気ガス
中のNOxの浄化が可能なNOx浄化用触媒と、上記排
気系に設けられ上記NOx浄化用触媒を迂回して排気ガ
スを排出するバイパス通路と、上記バイパス通路を通し
て排出される排気ガスを浄化する三元触媒と、上記バイ
パス通路を開閉するバイパスバルブと、上記エンジンの
空燃比を当該エンジンの運転状態に基づいて制御する空
燃比制御手段と、上記バイパスバルブの中間開度での固
着を検出する故障検出手段と、上記故障検出手段によっ
てバイパスバルブの中間開度での固着が検出されたとき
に上記空燃比制御手段による空燃比の制御を補正する空
燃比補正手段とを備えていること特徴とする排気ガス浄
化装置である。
That is, means for solving the above problems include a NOx purification catalyst provided in an exhaust system of an engine and capable of purifying NOx in exhaust gas at a lean air-fuel ratio, and a NOx purification catalyst provided in the exhaust system. A bypass passage that bypasses the catalyst and discharges exhaust gas; a three-way catalyst that purifies exhaust gas discharged through the bypass passage; a bypass valve that opens and closes the bypass passage; and an air-fuel ratio of the engine Air-fuel ratio control means for controlling based on the operating state; failure detection means for detecting the fixation of the bypass valve at an intermediate opening; and when the fixation of the bypass valve at the intermediate opening is detected by the failure detection means. And an air-fuel ratio correcting means for correcting the air-fuel ratio control by the air-fuel ratio control means.

【0010】このような手段においては、バイパスバル
ブが中間開度で固着してしまった場合、例えばNOx浄
化用触媒の熱劣化防止という観点からは、空燃比をリー
ン側に補正することによって高温の排気ガスがNOx浄
化用触媒に流れることを防止することができる。また、
排気ガスの浄化という観点からは、空燃比がリーン側で
あるときにこれをリッチ方向に、つまり三元触媒に適し
た理論空燃比になるように補正することによって、当該
三元触媒が有効に働くようにして排気ガスの浄化率を高
めることができる。
In such a means, when the bypass valve is stuck at an intermediate opening, for example, from the viewpoint of preventing thermal deterioration of the NOx purifying catalyst, the air-fuel ratio is corrected to a lean side to correct the high temperature. Exhaust gas can be prevented from flowing to the NOx purification catalyst. Also,
From the viewpoint of purification of exhaust gas, when the air-fuel ratio is lean, by correcting this in the rich direction, that is, to a stoichiometric air-fuel ratio suitable for the three-way catalyst, the three-way catalyst can be effectively used. By working, the purification rate of exhaust gas can be increased.

【0011】−バイパスバルブの開閉制御について− 上記バイパスバルブの開閉制御としては、上記空燃比制
御手段によって制御される空燃比がリーン側であるとき
にバイパスバルブを閉(バイパス通路を閉)とし、そう
でないときに開とするもの、排気ガス温度が低いときに
同バルブを閉とし同温度が高いときに開とするもの、あ
るいは上記NOx浄化用触媒の温度が高いときに開とす
るものなど、いずれの制御態様をも採用することができ
る。また、このバイパスバルブは、全閉及び全開の2位
置に制御されるものだけでなく、中間開度に制御される
ものであってもよい。本手段は、バイパスバルブが中間
開度に制御されるときがあるものにおいて特に有効であ
る。その場合には、バイパスバルブが中間開度で固着す
る可能性が高いからである。
-Regarding opening / closing control of the bypass valve-As the opening / closing control of the bypass valve, the bypass valve is closed (bypass path is closed) when the air-fuel ratio controlled by the air-fuel ratio control means is lean. Otherwise, the valve is opened when the temperature of the exhaust gas is low, the valve is closed when the temperature of the exhaust gas is low, and the valve is opened when the temperature of the exhaust gas is high. Any of the control modes can be adopted. The bypass valve may be controlled not only at two positions, that is, fully closed and fully opened, but also at an intermediate opening. This means is particularly effective when the bypass valve is sometimes controlled to the intermediate opening degree. In that case, the bypass valve is likely to be fixed at the intermediate opening degree.

【0012】このような中間開度制御を実行する手段と
しては、NOx浄化用触媒の温度を検出する温度センサ
と、該温度センサによって検出される温度に基づいて該
温度が所定値以下であるときに上記バイパスバルブを中
間開度になるように制御するバルブ制御手段とを備えて
いるものが好適である。このものによれば、NOx浄化
用触媒の温度が低いときに排気ガスの一部がNOx浄化
用触媒に流れることになり、触媒反応熱を利用して当該
触媒を加温し若しくは当該触媒を所定温度以上に保持す
ることが可能になる。
Means for executing such intermediate opening degree control include a temperature sensor for detecting the temperature of the NOx purifying catalyst, and a method for controlling the temperature of the NOx purifying catalyst based on the temperature detected by the temperature sensor. And a valve control means for controlling the bypass valve to have an intermediate opening degree. According to this, when the temperature of the NOx purification catalyst is low, a part of the exhaust gas flows to the NOx purification catalyst, and the catalyst is heated by using the heat of catalytic reaction or the catalyst is heated to a predetermined temperature. It becomes possible to keep the temperature or higher.

【0013】すなわち、NOx浄化用触媒における触媒
反応は排気ガスの空間速度(SV)に依存し、高SVで
は反応しにくいものの、低SVでは触媒温度が低くとも
比較的良く反応する。そして、上述の如き中間開度では
NOx浄化用触媒に流れる排気ガスのSVは低く、HC
の燃焼反応が円滑に行なわれてその反応熱で当該触媒が
加熱されるものであり、同時にNOx成分の浄化も進行
することになる。このように、NOx浄化用触媒が加熱
される結果、空燃比が例えば理論空燃比からリーンに切
換わって排気ガスの全量が当該NOx浄化用触媒1に流
れるようになった際にも、直ちに所期のNOx浄化率が
得られるものである。
That is, the catalytic reaction in the NOx purifying catalyst depends on the space velocity (SV) of the exhaust gas, and although it is difficult to react at a high SV, it reacts relatively well at a low SV even if the catalyst temperature is low. At the intermediate opening as described above, the SV of the exhaust gas flowing through the NOx purification catalyst is low,
The combustion reaction is smoothly performed and the catalyst is heated by the reaction heat, and at the same time, the purification of the NOx component also proceeds. As described above, even when the air-fuel ratio is switched from, for example, the stoichiometric air-fuel ratio to lean as a result of the heating of the NOx purification catalyst, and the entire amount of the exhaust gas flows to the NOx purification catalyst 1, it is immediately detected. It is possible to obtain the NOx purification rate of the period.

【0014】−空燃比補正手段について− 上記空燃比補正手段としては、上記故障検出手段によっ
て検出されたバイパスバルブの固着開度が所定開度以上
であるときに、上記空燃比を理論空燃比となるように補
正するものが好適である。バイパスバルブの固着開度が
大きいということは、バイパス通路を介して三元触媒に
流れる排気ガス量が多いということであり、その場合に
空燃比が理論空燃比になるということは、それだけ当該
三元触媒を排気ガスの浄化に有効に利用することできる
からである。また、このように、空燃比を理論空燃比に
設定しても、NOx浄化用触媒は理論空燃比であっても
NOxの浄化が可能であるから問題はない。
-Regarding the air-fuel ratio correcting means-The air-fuel ratio correcting means is configured to set the air-fuel ratio to a stoichiometric air-fuel ratio when the fixed opening of the bypass valve detected by the failure detecting means is equal to or more than a predetermined opening. It is preferable to make correction so that A large fixed opening degree of the bypass valve means that the amount of exhaust gas flowing to the three-way catalyst through the bypass passage is large. In this case, the fact that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio means that the three-way catalyst becomes the stoichiometric air-fuel ratio. This is because the source catalyst can be effectively used for purifying the exhaust gas. Further, even if the air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio, there is no problem because the NOx purification catalyst can purify NOx even if the stoichiometric air-fuel ratio is used.

【0015】この場合、上記固着開度が所定開度未満で
あるときには、それだけNOx浄化用触媒に流れる排気
ガス量が多くなるから、空燃比についてはそのままエン
ジンの運転状態に基づいて制御することができる。すな
わち、NOx浄化用触媒自体は、空燃比がリッチ側であ
ってもリーン側であっても、排気ガスの浄化が可能であ
るから、空燃比制御を特に制限する必要はなく、かえっ
て、リーン側への制御を許容することによってエンジン
の燃費低減を図ることができ好ましい。
In this case, when the fixed opening is smaller than the predetermined opening, the amount of exhaust gas flowing through the NOx purifying catalyst increases accordingly, so that the air-fuel ratio can be directly controlled based on the operating state of the engine. it can. That is, since the NOx purifying catalyst itself can purify the exhaust gas regardless of whether the air-fuel ratio is rich or lean, there is no need to particularly limit the air-fuel ratio control. It is preferable to allow the control to reduce the fuel consumption of the engine.

【0016】また、上記空燃比補正手段は、上記故障検
出手段によってバイパスバルブの中間開度での固着が検
出されたときに、上記空燃比制御手段による空燃比の制
御を当該空燃比が低くなるように、つまり、リッチ方向
に補正するものであってもよい。このようにすると、三
元触媒を排気ガスの浄化に有効に利用するという意味で
有利だからであり、また、空燃比制御自体はエンジンの
運転状態に対応させることができ、燃費の低減も図れる
からである。
The air-fuel ratio correction means reduces the air-fuel ratio by controlling the air-fuel ratio by the air-fuel ratio control means when the failure detection means detects the fixation of the bypass valve at an intermediate opening. That is, the correction may be performed in the rich direction. This is because this is advantageous in that the three-way catalyst is effectively used for purifying the exhaust gas, and the air-fuel ratio control itself can be adapted to the operating state of the engine, and the fuel consumption can be reduced. It is.

【0017】−NOx浄化用触媒について− 上記NOx浄化用触媒としてはゼオライトのようなミク
ロの細孔を有する金属含有シリケートに遷移金属を担持
せしめたものが好適である。この金属含有シリケートと
しては、ゼオライトが好適であるが、これに代えて、例
えば、結晶の骨格を形成する金属として、AlとFe、
Ce、Mn、Tb、Cu、B、Pなど他の金属(半金
属)とを組み合わせてなる金属含有シリケートや、Al
を含まない非アルミノシリケートも採用することがで
き、これらは耐熱性を得る上で有効である。また、耐熱
性を向上せしめる観点からは、Na型よりもH型の方が
好ましく、特にH型ゼオライトが好適である。上記ゼオ
ライトとしては、ZSM−5が好適であるが、A型、X
型、Y型等であってもよい。
-NOx Purifying Catalyst- As the NOx purifying catalyst, a catalyst in which a transition metal is supported on a metal-containing silicate having micropores such as zeolite is preferable. As the metal-containing silicate, zeolite is preferable. Alternatively, for example, Al and Fe, as metals forming a crystal skeleton,
Metal-containing silicates in combination with other metals (semimetals) such as Ce, Mn, Tb, Cu, B, P, and Al
Non-aluminosilicates containing no can be used, and these are effective in obtaining heat resistance. From the viewpoint of improving the heat resistance, H-type is more preferable than Na-type, and H-type zeolite is particularly preferable. As the above-mentioned zeolite, ZSM-5 is preferable, but A-type, X-type
Type, Y type or the like.

【0018】遷移金属としては、Cuが好適であるが、
それ以外のCo、Cr、Ni、Fe、Mn等のような他
の遷移金属を用いることもできる。また、この遷移金属
は、上記金属含有シリケートにイオン交換によって担持
せしめることが好適であるが、含浸法もしくは加熱によ
り水分を除去してゼオライトに担持させる乾固法、溶液
状態で共存イオンにより担持させる共沈法等を採用する
こともできる。
As the transition metal, Cu is preferable.
Other transition metals such as Co, Cr, Ni, Fe, Mn and the like can also be used. It is preferable that the transition metal is supported on the metal-containing silicate by ion exchange. However, it is preferable that the transition metal be supported on zeolite by removing water by an impregnation method or heating. A coprecipitation method or the like can be employed.

【0019】−三元触媒について− 三元触媒としては、多孔質担体に貴金属、例えばPt、
Pd、Rh等を担持せしめたものが好適であり、さらに
セリア等を加えることもできる。また、この三元触媒
は、排気系における上記バイパス通路及びその下流端よ
りも下流の通路の双方に配置することが好適であり、こ
のようにすると、上記NOx浄化触媒を通過してその後
方へ流れる排気ガス中のHCやCOを浄化することがで
きる。
-Regarding the three-way catalyst-As the three-way catalyst, noble metals, for example, Pt,
Those supporting Pd, Rh or the like are suitable, and ceria or the like can be further added. Further, it is preferable that the three-way catalyst is disposed both in the bypass passage in the exhaust system and in a passage downstream of the downstream end thereof. In this case, the three-way catalyst passes through the NOx purification catalyst and is rearward thereof. HC and CO in the flowing exhaust gas can be purified.

【0020】また、上記NOx浄化用触媒及び三元触媒
は、その使用にあたっては、ペレットタイプとすること
ができるが、モノリス担体を用いることもでき、その場
合の担体としては、コーディライトが好適であり、ま
た、他の無機多孔質体を用いることもできる。
The NOx purifying catalyst and the three-way catalyst can be used in the form of a pellet when used, but a monolithic carrier can also be used. In this case, cordierite is suitable as the carrier. Alternatively, another inorganic porous body can be used.

【0021】[0021]

【発明の効果】従って、上記排気ガス浄化装置によれ
ば、バイパスバルブの中間開度での固着を検出する故障
検出手段を設け、該故障検出手段によってバイパスバル
ブの中間開度での固着が検出されたときに空燃比制御手
段による空燃比の制御を補正するようにしたから、空燃
比のリーン側への補正によって排気ガス温度の低減を図
って、NOx浄化用触媒の熱劣化を防止したり、空燃比
を三元触媒に適した理論空燃比になるように補正して、
排気ガスの浄化率を高めたりすることができる。
According to the exhaust gas purifying apparatus, therefore, there is provided a failure detecting means for detecting the fixation of the bypass valve at the intermediate opening, and the failure detecting means detects the fixation of the bypass valve at the intermediate opening. The control of the air-fuel ratio by the air-fuel ratio control means is corrected when it is performed, so that the exhaust gas temperature is reduced by correcting the air-fuel ratio to the lean side to prevent thermal deterioration of the NOx purification catalyst. , The air-fuel ratio is corrected to be the stoichiometric air-fuel ratio suitable for the three-way catalyst,
For example, the purification rate of exhaust gas can be increased.

【0022】また、このような故障検出手段及び空燃比
補正手段を備えているから、NOx浄化用触媒の温度を
検出する温度センサと、当該温度が所定値以下であると
きに上記バイパスバルブを中間開度になるように制御す
るバルブ制御手段とを設けて、NOx浄化用触媒の温度
が低いときに排気ガスの一部をNOx浄化用触媒に流し
当該触媒を加温ないしは保温する場合においても、中間
開度固着時におけるNOx浄化用触媒の熱劣化あるいは
排気ガスの悪化が防止されるという保証が得られる。
Further, since such a failure detecting means and an air-fuel ratio correcting means are provided, a temperature sensor for detecting the temperature of the NOx purifying catalyst is interposed between the bypass valve and the temperature sensor when the temperature is lower than a predetermined value. Valve control means for controlling the opening degree, and when the temperature of the NOx purification catalyst is low, a part of the exhaust gas is caused to flow through the NOx purification catalyst to warm or keep the catalyst warm. It is assured that thermal deterioration of the NOx purifying catalyst or deterioration of exhaust gas at the time of fixing the intermediate opening degree is prevented.

【0023】また、空燃比補正手段として、上記故障検
出手段によって検出されたバイパスバルブの固着開度が
所定開度以上であるときに、上記空燃比を理論空燃比と
なるように補正するものを採用した場合には、三元触媒
を排気ガスの浄化に有効に利用して、未浄化排気ガスの
排出を抑えることができる。
The air-fuel ratio correcting means corrects the air-fuel ratio to a stoichiometric air-fuel ratio when the fixed opening of the bypass valve detected by the failure detecting means is equal to or greater than a predetermined opening. When employed, the three-way catalyst can be effectively used for purifying the exhaust gas, and the emission of the unpurified exhaust gas can be suppressed.

【0024】さらに、上記空燃比補正手段として、上記
故障検出手段によってバイパスバルブの中間開度での固
着が検出されたときに、上記空燃比制御手段による空燃
比の制御を当該空燃比が低くなるように補正するものを
採用した場合には、空燃比をエンジンの運転状態に対応
させて制御して燃費の低減を図りながら、三元触媒を排
気ガスの浄化に有効に利用することができる。
Further, as the air-fuel ratio correction means, when the malfunction detection means detects the fixation of the bypass valve at an intermediate opening, the air-fuel ratio is controlled by the air-fuel ratio control means to lower the air-fuel ratio. When such correction is employed, the three-way catalyst can be effectively used for purifying exhaust gas while reducing the fuel efficiency by controlling the air-fuel ratio in accordance with the operating state of the engine.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0026】−全体構成について− 図1には実施例の装置の構成が記載されている。同図に
おいて、1はエンジンの排気通路2に介設されたNOx
浄化用触媒、3はNOx浄化用触媒1を迂回させて排気
ガスを排出するためのバイパス通路、4はバイパス通路
3に設けられた第1三元触媒、5はバイパス通路3の下
流端(上記排気通路2とバイパス通路3との合流部)よ
りも下流に設けられた第2三元触媒である。上記排気通
路2とバイパス通路3との分岐部には上記NOx浄化用
触媒1側とバイパス通路3側との間での排気ガスの流れ
量を調節するベーンタイプのバイパスバルブ6が設けら
れている。
-Overall Configuration- FIG. 1 shows the configuration of the apparatus of the embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes NOx provided in an exhaust passage 2 of the engine.
The purification catalyst 3 is a bypass passage for exhausting exhaust gas by bypassing the NOx purification catalyst 1, 4 is a first three-way catalyst provided in the bypass passage 3, and 5 is a downstream end of the bypass passage 3 This is a second three-way catalyst provided downstream of the junction between the exhaust passage 2 and the bypass passage 3). A branch portion between the exhaust passage 2 and the bypass passage 3 is provided with a vane-type bypass valve 6 for adjusting a flow amount of exhaust gas between the NOx purification catalyst 1 and the bypass passage 3. .

【0027】上記バイパスバルブ6は、エンジンの空燃
比及びNOx浄化用触媒1の温度に基づいてバルブ制御
手段7によって駆動が制御される。エンジンの空燃比に
ついては、エンジン温度(冷却水温度)、エンジン回転
数及びエンジン負荷に基づいてエンジンの燃料噴射弁を
制御する空燃比制御手段8によって得るようにし、NO
x浄化用触媒1の温度については、該触媒入口のガス温
度を検出する温度センサ9によって得るようにしてい
る。そして、上記バイパスバルブ6には該バルブ6の故
障を検出する故障検出手段11が設けられていて、該故
障時の対策として、バイパスバルブ6の故障状態に応じ
て上記空燃比制御手段8による空燃比制御を補正する空
燃比補正手段12が設けられている。
The operation of the bypass valve 6 is controlled by valve control means 7 based on the air-fuel ratio of the engine and the temperature of the NOx purifying catalyst 1. The air-fuel ratio of the engine is obtained by the air-fuel ratio control means 8 for controlling the fuel injection valve of the engine based on the engine temperature (cooling water temperature), the engine speed and the engine load.
The temperature of the x-purifying catalyst 1 is obtained by a temperature sensor 9 for detecting the gas temperature at the catalyst inlet. The bypass valve 6 is provided with a failure detecting means 11 for detecting a failure of the valve 6. As a countermeasure against the failure, the air-fuel ratio control means 8 controls the air-fuel ratio according to the failure state of the bypass valve 6. An air-fuel ratio correction unit 12 for correcting the fuel ratio control is provided.

【0028】−触媒について− 上記NOx浄化用触媒1は、リッチ雰囲気及びリーン雰
囲気のいずれにおいても排気ガス中のNOxの浄化が可
能な触媒であって、ゼオライトにCuをイオン交換によ
って担持せしめてなる触媒材料(イオン交換率133
%)によって構成されている。担持量は触媒(コーディ
ライト製ハニカム担体)1リットル当たり150gであ
る。
-Catalyst- The NOx purifying catalyst 1 is a catalyst capable of purifying NOx in exhaust gas in both a rich atmosphere and a lean atmosphere. Cu is carried on zeolite by ion exchange. Catalyst material (ion exchange rate 133
%). The supported amount was 150 g per liter of the catalyst (a honeycomb carrier made of cordierite).

【0029】また、上記三元触媒4,5は、PtとRh
を3:1の割合で両者の総量が触媒1リットル当たりで
1.6gとなるようにγ−アルミナに担持させてなる触
媒材料によって構成されている。
The three-way catalysts 4 and 5 are composed of Pt and Rh.
At a ratio of 3: 1 with a catalyst material supported on γ-alumina such that the total amount of both becomes 1.6 g per liter of the catalyst.

【0030】−バルブ制御について− 上記バルブ制御手段7は、図2に示すフローに従って上
記バイパスバルブ6を制御する。すなわち、バイパスバ
ルブ6は当初は全開(バイパス通路3が開)とされ、空
燃比制御メインルーチンにより制御されたエンジン空燃
比がリーン側であれば、バイパスバルブ6は閉とされる
(ステップS1〜S4)。そして、上記エンジン空燃比
がλ=1であるときは、NOx浄化用触媒1の温度(入
口ガス温度)Tsを予め設定記憶されたマップの温度判
断基準値mと比較して制御角度を計算し、該計算角度に
なるようバイパスバルブ6を開動せしめる(ステップS
3,S5〜S7)。上記制御角度は、上記判断基準値m
(温度)が低くなるほどバイパスバルブ6の開度が小さ
くなるように設定されている。
-Valve Control- The valve control means 7 controls the bypass valve 6 according to the flow shown in FIG. That is, the bypass valve 6 is initially fully opened (the bypass passage 3 is opened), and if the engine air-fuel ratio controlled by the air-fuel ratio control main routine is lean, the bypass valve 6 is closed (steps S1 to S1). S4). When the engine air-fuel ratio is λ = 1, the control angle is calculated by comparing the temperature (inlet gas temperature) Ts of the NOx purifying catalyst 1 with a temperature judgment reference value m of a map stored in advance. Then, the bypass valve 6 is opened so as to reach the calculated angle (step S).
3, S5 to S7). The control angle is determined by the determination reference value m.
The opening degree of the bypass valve 6 is set to decrease as the (temperature) decreases.

【0031】従って、当該バルブ制御によれば、空燃比
がリーンであれば、バイパスバルブ6が全閉となり、排
気ガスの全量がNOx浄化用触媒1を介して第2三元触
媒5へ流れる。よって、排気ガス中のNOx成分はNO
x浄化用触媒1によって効率良く浄化されるとともに、
第2三元触媒5によって排気ガス中の他の未浄化成分も
浄化される。
Therefore, according to the valve control, if the air-fuel ratio is lean, the bypass valve 6 is fully closed, and the entire amount of exhaust gas flows to the second three-way catalyst 5 via the NOx purification catalyst 1. Therefore, the NOx component in the exhaust gas is NO
x is efficiently purified by the purification catalyst 1 and
Other unpurified components in the exhaust gas are also purified by the second three-way catalyst 5.

【0032】そうして、空燃比がリーンでないとき、つ
まりλ=1であるときには、上記バイパスバルブ6は基
本的には開となるが、エンジン冷間時のようにNOx浄
化用触媒1の温度が低いときには、その温度に応じてバ
イパスバルブ6が中間開度となる。よって、排気ガス
は、その全量が第1三元触媒4に流れるのではなく、そ
の一部が上記NOx浄化用触媒1に流れる。これによ
り、当該NOx浄化用触媒1は、加温ないしは保温され
るわけである。
When the air-fuel ratio is not lean, that is, when λ = 1, the bypass valve 6 is basically opened, but the temperature of the NOx purifying catalyst 1 is reduced as in the case of cold engine. Is low, the bypass valve 6 has an intermediate opening according to the temperature. Therefore, not all of the exhaust gas flows to the first three-way catalyst 4 but part of the exhaust gas flows to the NOx purification catalyst 1. As a result, the NOx purifying catalyst 1 is heated or kept warm.

【0033】すなわち、上述の如き中間開度ではNOx
浄化用触媒1に流れる排気ガスのSVは低く、HCの燃
焼反応が円滑に行なわれてその反応熱で当該触媒が加熱
されるものであり、同時にNOx成分の浄化も進行する
ことになる。このように、NOx浄化用触媒1が上記λ
=1の運転域において加熱される結果、空燃比がリーン
に切換わって排気ガスの全量が当該NOx浄化用触媒1
に流れるようになった際にも、直ちに所期のNOx浄化
率が得られるものである。
That is, at the intermediate opening as described above, NOx
The SV of the exhaust gas flowing through the purification catalyst 1 is low, the HC combustion reaction is performed smoothly, and the reaction heat heats the catalyst. At the same time, the purification of the NOx component also proceeds. As described above, the NOx purification catalyst 1
= 1, the air-fuel ratio is switched to lean, and the total amount of exhaust gas is reduced by the NOx purifying catalyst 1.
Thus, the desired NOx purification rate can be obtained immediately even when the flow starts flowing.

【0034】以上の点を確認するために以下のテストを
行なった。すなわち、バイパスバルブ6の開度を0度
(全閉)、30度、60度、90度(全開)に固定した
各例につき、LA−4モードでコールドスタートにおけ
る排気ガスの浄化率、触媒入口ガス温度及び触媒温度を
測定した。但し、各例の三元触媒については、いずれも
第2三元触媒5のみとした。結果は表1に示す通りであ
る。
The following test was conducted to confirm the above points. That is, for each example in which the opening of the bypass valve 6 is fixed to 0 degree (fully closed), 30 degrees, 60 degrees, and 90 degrees (fully opened), the purification rate of the exhaust gas at the cold start in the LA-4 mode, the catalyst inlet Gas temperature and catalyst temperature were measured. However, each of the three-way catalysts was only the second three-way catalyst 5. The results are as shown in Table 1.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】HC及びCOの浄化率に関しては各例に大
差はないものの、NOx浄化率に関しては差が出てい
る。バルブ開度0度(全閉)よりも中間の開度(30
度,60度)のNOx浄化率が高いのは、全閉の場合は
エンジン冷間時(λ=1)にも排気ガスの全量がNOx
浄化用触媒1を介して第2三元触媒5に流れるため、第
2三元触媒5の早期昇温が図れず、λ=1であるにも拘
らずNOx成分の浄化をNOx浄化用触媒1に依存する
ことになった結果と認められる。また、全開の場合のN
Ox浄化率が低いのは、エンジン温度が上昇し空燃比が
リーンになった後でも、NOx成分の浄化を第2三元触
媒5によって行なわなければならなかった結果と認めら
れる。
Although there is not much difference between the examples in terms of HC and CO purification rates, there is a difference in NOx purification rates. An opening (30
(60 °), the NOx purification rate is high because when the engine is fully closed, the total amount of exhaust gas is NOx even when the engine is cold (λ = 1).
Since it flows to the second three-way catalyst 5 via the purification catalyst 1, the temperature of the second three-way catalyst 5 cannot be raised at an early stage, and the purification of the NOx component is performed even though λ = 1. It is recognized as a result of having become dependent on. In addition, N
The low Ox purification rate is considered to be the result of the need to purify the NOx component by the second three-way catalyst 5 even after the engine temperature rises and the air-fuel ratio becomes lean.

【0037】しかし、NOx浄化用触媒1の入口ガス温
度(テスト開始250秒後)及び当触媒1の温度につい
てみると、バイパスバルブ6の開度が小さいほど温度が
高くなっている。このことは、低SVほど触媒1の加熱
が促進されるという先の説明と一見矛盾するようである
が、排気ガスの全量がそれほど多くない場合には、かか
る結果になるものであり、矛盾はしない。いずれにせ
よ、NOx浄化用触媒1の早期昇温を図る上では、排気
ガスを早い時期から当該触媒1に流すことが有効である
と言える。
However, regarding the inlet gas temperature of the NOx purifying catalyst 1 (250 seconds after the start of the test) and the temperature of the catalyst 1, the smaller the opening of the bypass valve 6, the higher the temperature. This seems at first seemingly contradictory to the earlier explanation that the lower the SV, the more the catalyst 1 is heated. However, when the total amount of the exhaust gas is not so large, such a result is obtained. do not do. In any case, in order to raise the temperature of the NOx purifying catalyst 1 at an early stage, it can be said that flowing exhaust gas to the catalyst 1 from an early stage is effective.

【0038】次に示す表2は、以上のテスト結果を背景
にLA−4モードでコールドスタートにおける排気ガス
の浄化率につき、上述の中間開度のバルブ制御を有する
実施例と、比較例(空燃比に基づくバルブ全開−全閉の
切換え制御)とを比較したものである。但し、実施例及
び比較例のいずれも三元触媒については、第2三元触媒
5のみとした。
Based on the above test results, Table 2 below shows the exhaust gas purification rate at the cold start in the LA-4 mode with respect to the embodiment having the above-described intermediate valve opening control and the comparative example (empty). (A control of switching between full opening and full closing of the valve based on the fuel ratio). However, in each of the examples and the comparative examples, only the second three-way catalyst 5 was used as the three-way catalyst.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】HC、CO、NOxのいずれについても、
実施例は高い浄化率を示し、特にNOxの浄化率が高く
なっており、これから、上記中間開度を有するバルブ制
御の効果が認められる。
For each of HC, CO and NOx,
The embodiment shows a high purification rate, particularly a high NOx purification rate, from which the effect of the valve control having the intermediate opening degree is recognized.

【0041】−空燃比制御及びその補正について− 空燃比制御手段8は、空燃比を、エンジン温度に基づい
て、該温度が所定値未満のエンジン冷間時に理論空燃比
(λ=1)、当該温度が所定値以上のときに希薄空燃比
(A/F=22)に設定するとともに、エンジン回転数
及びエンジン負荷に基づいて、エンジンの高回転・高負
荷運転時には理論空燃比に設定するよう制御する。
-Regarding air-fuel ratio control and correction thereof-The air-fuel ratio control means 8 determines the air-fuel ratio based on the engine temperature when the engine is cold when the temperature is less than a predetermined value. When the temperature is equal to or higher than a predetermined value, a lean air-fuel ratio (A / F = 22) is set, and a stoichiometric air-fuel ratio is set based on the engine speed and the engine load when the engine is running at a high speed and a high load. I do.

【0042】空燃比制御の補正のための故障検出手段1
1は、バイパスバルブ6の開度を検出するバルブポジシ
ョンセンサを備え、該センサによって検出される開度
と、上記バルブ制御手段7によって設定される開度との
比較により、両開度が不一致のときにバイパスバルブ6
が特定の開度で固着し故障していると判定する。
Failure detection means 1 for correcting air-fuel ratio control
1 is provided with a valve position sensor for detecting the opening degree of the bypass valve 6, and the opening degree detected by the sensor is compared with the opening degree set by the valve control means 7. Sometimes bypass valve 6
Is determined to be stuck at a specific opening and malfunctioning.

【0043】空燃比補正手段12は、上記故障検出手段
11によってバイパスバルブ6の故障が検出されたとき
に、図3に示すように、バイパスバルブ6の固着開度θ
が所定開度θo 以上であるときに、上記空燃比制御手段
8に空燃比をλ=1とするよう補正指令を出す。上記所
定開度θo としては、図3において全閉を角度0度、全
開を角度90度とするとき、30〜45度が適当であ
る。
When the failure detecting means 11 detects a failure of the bypass valve 6, the air-fuel ratio correcting means 12 fixes the opening degree θ of the bypass valve 6, as shown in FIG.
Is equal to or greater than the predetermined opening degree θo, a correction command is issued to the air-fuel ratio control means 8 so that the air-fuel ratio is set to λ = 1. When the fully closed angle is 0 degree and the fully opened angle is 90 degrees in FIG.

【0044】上記空燃比補正制御の流れは図4に示され
ており、バイパスバルブ6の故障が検出され、その固着
開度θが所定開度θo 以上であれば、空燃比はλ=1と
なる(ステップS11〜S13)。故障がないとき、及
び故障があっても上記固着開度θが所定開度θo 未満で
あれば、上記空燃比制御メインルーチンによって空燃比
制御が継続される(ステップS11,S12,S1
4)。
FIG. 4 shows the flow of the air-fuel ratio correction control. If a failure of the bypass valve 6 is detected and the fixed opening θ is equal to or larger than the predetermined opening θo, the air-fuel ratio becomes λ = 1. (Steps S11 to S13). If there is no failure, and if there is a failure, but the fixed opening θ is less than the predetermined opening θo, the air-fuel ratio control is continued by the air-fuel ratio control main routine (steps S11, S12, S1).
4).

【0045】従って、上記空燃比の補正制御によれば、
バイパスバルブ6の故障により所定量以上の排気ガスが
三元触媒4,5のみを通って排出される事態になったと
きには、エンジンの空燃比は強制的にλ=1に設定され
ることになる。よって、排気ガスは三元触媒4,5での
浄化に適した性状のものになり、当該三元触媒4,5に
よって効率良く浄化されることになる。その場合、一部
の排気ガスはNOx浄化用触媒1に流れるが、この触媒
1はλ=1の空燃比の排気ガスあってもその浄化が可能
であり、問題はない。
Therefore, according to the air-fuel ratio correction control,
When a predetermined amount or more of exhaust gas is discharged through only the three-way catalysts 4 and 5 due to the failure of the bypass valve 6, the air-fuel ratio of the engine is forcibly set to λ = 1. . Therefore, the exhaust gas has properties suitable for purification by the three-way catalysts 4 and 5, and is efficiently purified by the three-way catalysts 4 and 5. In this case, a part of the exhaust gas flows to the NOx purifying catalyst 1, but this catalyst 1 can purify even the exhaust gas having the air-fuel ratio of λ = 1, and there is no problem.

【0046】また、上記バイパスバルブ6の故障による
固着開度θが所定開度θo 未満であれば、通常の空燃比
制御が継続されるが、このように固着開度θが小のとき
には三元触媒4,5のみを通って排出される排気ガス量
は少なく問題にはならない。かえって、通常の空燃比制
御の実行により、燃費の低減が図れる。
If the fixed opening degree θ due to the failure of the bypass valve 6 is smaller than the predetermined opening degree θo, the normal air-fuel ratio control is continued. The amount of exhaust gas discharged only through the catalysts 4 and 5 is small and does not matter. Rather, the fuel efficiency can be reduced by executing the normal air-fuel ratio control.

【0047】−バルブ制御におけるSVの影響について
− 先に説明したバルブ制御において、低SVでは触媒反応
が進行し易く触媒の加熱が可能になる旨説明したが、こ
の点についてさらに詳述する。
-Effect of SV on Valve Control- In the valve control described above, it has been described that the catalytic reaction easily proceeds at a low SV and the catalyst can be heated. This will be described in more detail.

【0048】すなわち、図5に示す排気ガス浄化装置に
おいて、1はエンジン10の排気通路2に介設されたN
Ox浄化用触媒、3はNOx浄化用触媒1を迂回するバ
イパス通路、5はバイパス通路3の下流端よりも下流に
設けられた三元触媒、16はバイパス通路3に介設され
たバイパスバルブである。リーンバーンエンジン搭載の
自動車で定速走行したときの排気ガス温度は表3の通り
である。また、Cuイオン交換ゼオライト触媒のNOx
浄化特性(SV=55000h-1)は図6に示す通りで
ある。
That is, in the exhaust gas purifying apparatus shown in FIG. 5, reference numeral 1 denotes N which is provided in the exhaust passage 2 of the engine 10.
The Ox purification catalyst 3, a bypass passage bypassing the NOx purification catalyst 1, a three-way catalyst 5 provided downstream of the downstream end of the bypass passage 3, and a bypass valve 16 provided in the bypass passage 3. is there. Table 3 shows the exhaust gas temperature when a vehicle equipped with a lean burn engine was driven at a constant speed. In addition, NOx of Cu ion exchanged zeolite catalyst
The purification characteristics (SV = 55000h -1 ) are as shown in FIG.

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】当該自動車をコールドスタートさせ40k
m/hの定速走行にしたときの排気ガス温度、触媒1の
下流部位の温度及びNOx浄化率をみたところ、図7の
ようになった。バイパスバルブ16については、コール
ドスタートから所定時間系か後に開から閉に切換え、そ
の後、排気ガス温度が所定値に達した時点で空燃比をλ
=1からリーンに切換えた。
The vehicle is cold started and 40k
FIG. 7 shows the exhaust gas temperature, the temperature at the downstream portion of the catalyst 1, and the NOx purification rate when traveling at a constant speed of m / h. The bypass valve 16 is switched from open to closed for a predetermined time after the cold start, and thereafter, when the exhaust gas temperature reaches a predetermined value, the air-fuel ratio is changed to λ.
= 1 was switched to lean.

【0051】図7の結果は、バイパスバルブ16を閉と
したことにより、触媒1の温度は上昇していっている
が、当該触媒温度が300℃以上に上昇しなかったこ
と、そのために、図6から予想される通り、NOx浄化
率が極めて低いものになっていることを示している。
FIG. 7 shows that although the temperature of the catalyst 1 was rising due to the closing of the bypass valve 16, the temperature of the catalyst did not rise to 300 ° C. or more. This indicates that the NOx purification rate is extremely low as expected from FIG.

【0052】そこで、バイパスバルブ16を完全に閉に
するのではなく、中間開度とし、その後に全閉にするよ
うに制御したところ、図8に示す結果が得られた。すな
わち、当該触媒温度は300℃以上に上昇しており、そ
のために、高いNOx浄化率が得られている。
Therefore, when the bypass valve 16 was controlled not to be completely closed but to an intermediate opening degree and then to be fully closed, the result shown in FIG. 8 was obtained. That is, the catalyst temperature has risen to 300 ° C. or higher, and therefore a high NOx purification rate has been obtained.

【0053】この理由は、バイパスバルブ16が当初は
全閉とならずに中間開度になったためSVを低く抑える
ことができ、それがためにNOx浄化用触媒1での触媒
反応が円滑に行なわれ、その応熱によって触媒温度が高
くなったことにある。
The reason for this is that the SV can be suppressed to a low level because the bypass valve 16 is not fully closed at first but at an intermediate opening degree, so that the catalytic reaction in the NOx purifying catalyst 1 proceeds smoothly. That is, the catalyst temperature was raised by the heat reaction.

【0054】図9はSVとNOx浄化率との関係を示
す。すなわち、高SV(120000h-1)では、触媒
温度が400℃以上にならないと実質的なNOx浄化活
性を示さないが、SVが低くなるにつれてNOx浄化活
性を示す温度が低くなり、25000h-1以下にする
と、300℃程度でもNOx浄化活性を呈することがわ
かる。このことから、上記図7及び図8の結果が裏付け
られているということができる。
FIG. 9 shows the relationship between the SV and the NOx purification rate. That is, at a high SV (120,000 h -1 ), the catalyst exhibits no substantial NOx purification activity unless the catalyst temperature becomes 400 ° C. or higher. However, as the SV becomes lower, the temperature at which the NOx purification activity becomes lower becomes less than 25000 h -1. It can be understood that NOx purification activity is exhibited even at about 300 ° C. From this, it can be said that the results of FIGS. 7 and 8 are supported.

【0055】−その他− 上記実施例においてバイパス通路3に第1三元触媒4を
配置しているのは、第2三元触媒5のみでは、当触媒5
がエンジン本体から離れていて触媒温度の早期上昇が望
めず、冷間時のHC、CO、NOxの全ての浄化率が低
いためである。すなわち、上記第1三元触媒4を備えた
実施例と、それを備えていない比較例とについて、エン
ジン冷間時の空燃比をλ=1とし暖機後の空燃比をA/
F=22として、エンジン始動時から暖機後の所定時間
までの排気ガス浄化率(トータル)を測定した。結果は
表4に示す通りである。
-Others- The reason why the first three-way catalyst 4 is disposed in the bypass passage 3 in the above embodiment is that only the second three-way catalyst 5 is used.
This is because the catalyst temperature is so far from the engine body that an early rise in the catalyst temperature cannot be expected, and the purification rates of all HC, CO, and NOx in a cold state are low. That is, for the embodiment having the first three-way catalyst 4 and the comparative example not having the first three-way catalyst 4, the air-fuel ratio when the engine is cold is λ = 1, and the air-fuel ratio after warm-up is A / A.
With F = 22, the exhaust gas purification rate (total) from the start of the engine to a predetermined time after warm-up was measured. The results are as shown in Table 4.

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】実施例の場合、HC、CO、NOxのいず
れについても、比較例よりも浄化率が高い。この理由
は、実施例の場合はエンジン本体近くに第1三元触媒4
があって、該第1三元触媒4が比較的早く昇温し排気ガ
スの浄化に寄与したためと認められる。
In the case of the embodiment, the purification rate of each of HC, CO and NOx is higher than that of the comparative example. The reason is that in the case of the embodiment, the first three-way catalyst 4 is located near the engine body.
It is recognized that the first three-way catalyst 4 was heated relatively quickly and contributed to purification of exhaust gas.

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

【図1】実施例のエンジンの排気ガス浄化装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of an exhaust gas purifying apparatus for an engine according to an embodiment.

【図2】バルブ制御のフロー図FIG. 2 is a flowchart of valve control.

【図3】バイパスバルブの開度と空燃比の制御との関係
を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an opening degree of a bypass valve and control of an air-fuel ratio.

【図4】空燃比補正制御のフロー図FIG. 4 is a flowchart of air-fuel ratio correction control;

【図5】排気ガス浄化装置における触媒の他の配置例を
示す構成図
FIG. 5 is a configuration diagram showing another example of the arrangement of the catalyst in the exhaust gas purification device.

【図6】触媒入り口ガス温度とNOx浄化率との関係を
示す特性図
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a catalyst inlet gas temperature and a NOx purification rate.

【図7】従来のバルブ制御方式による排気ガス温度、触
媒下流温度及びNOx浄化率の推移を示す図
FIG. 7 is a diagram showing changes in exhaust gas temperature, catalyst downstream temperature, and NOx purification rate by a conventional valve control method.

【図8】本発明のバルブ制御方式による排気ガス温度、
触媒下流温度及びNOx浄化率の推移を示す図
FIG. 8 shows the exhaust gas temperature by the valve control method of the present invention,
Diagram showing changes in catalyst downstream temperature and NOx purification rate

【図9】NOx浄化率とSVとの関係を示す特性図FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between a NOx purification rate and SV.

【符号の説明】 1 NOx浄化用触媒 2 排気通路 3 バイパス通路 4 第1三元触媒 5 第2三元触媒 16,6 バイパスバルブ 7 バルブ制御手段 8 空燃比制御手段 9 触媒温度センサ 10 エンジン本体 11 故障検出手段 12 空燃比補正手段[Description of Signs] 1 NOx purification catalyst 2 exhaust passage 3 bypass passage 4 first three-way catalyst 5 second three-way catalyst 16, 6 bypass valve 7 valve control means 8 air-fuel ratio control means 9 catalyst temperature sensor 10 engine body 11 Failure detection means 12 Air-fuel ratio correction means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上岡 敏嗣 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 岩国 秀治 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 京極 誠 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−225013(JP,A) 特開 平1−171625(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/20 F01N 3/24 F02D 41/00 - 41/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Toshishi Kamioka 3-1 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Inside Mazda Co., Ltd. (72) Hideharu Iwakuni 3-1 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Inside (72) Inventor Makoto Kyogoku 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Inside Mazda Corporation (56) References JP-A-3-225013 (JP, A) JP-A-1-171625 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F01N 3/20 F01N 3/24 F02D 41/00-41/40

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エンジンの排気系に設けられ希薄空燃比に
おいて排気ガス中のNOxの浄化が可能なNOx浄化用
触媒と、 上記排気系に設けられ上記NOx浄化用触媒を迂回して
排気ガスを排出するバイパス通路と、 上記バイパス通路を通して排出される排気ガスを浄化す
る三元触媒と、 上記バイパス通路を開閉するバイパスバルブと、 上記エンジンの空燃比を当該エンジンの運転状態に基づ
いて制御する空燃比制御手段と、 上記バイパスバルブの中間開度での固着を検出する故障
検出手段と、 上記故障検出手段によってバイパスバルブの中間開度で
の固着が検出されたときに上記空燃比制御手段による空
燃比の制御を補正する空燃比補正手段とを備えているこ
と特徴とする排気ガス浄化装置。
1. A NOx purification catalyst provided in an exhaust system of an engine and capable of purifying NOx in exhaust gas at a lean air-fuel ratio, and an exhaust gas bypassing the NOx purification catalyst provided in the exhaust system. A bypass passage for discharging, a three-way catalyst for purifying exhaust gas discharged through the bypass passage, a bypass valve for opening and closing the bypass passage, and an air for controlling an air-fuel ratio of the engine based on an operation state of the engine. Fuel ratio control means; failure detection means for detecting fixation of the bypass valve at an intermediate opening; and air-fuel ratio control means when the fixation of the bypass valve at the intermediate opening is detected by the failure detection means. An exhaust gas purifying apparatus comprising: an air-fuel ratio correcting unit that corrects a control of a fuel ratio.
【請求項2】NOx浄化用触媒の温度を検出する温度セ
ンサと、該温度センサによって検出される温度に基づい
て該温度が所定値以下であるときに上記バイパスバルブ
を中間開度になるように制御するバルブ制御手段とを備
えている請求項1に記載のエンジンの排気ガス浄化装
置。
2. A temperature sensor for detecting the temperature of the NOx purifying catalyst, and based on the temperature detected by the temperature sensor, the bypass valve is set to an intermediate opening when the temperature is equal to or lower than a predetermined value. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, further comprising a valve control means for controlling.
【請求項3】上記空燃比補正手段は、上記故障検出手段
によって検出されたバイパスバルブの固着開度が所定開
度以上であるときに、上記空燃比を理論空燃比となるよ
うに補正する請求項1又は請求項2に記載の排気ガス浄
化装置。
3. The air-fuel ratio corrector corrects the air-fuel ratio to a stoichiometric air-fuel ratio when the fixed opening of the bypass valve detected by the failure detector is equal to or greater than a predetermined opening. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1 or 2.
【請求項4】上記空燃比補正手段は、上記故障検出手段
によってバイパスバルブの中間開度での固着が検出され
たときに、上記空燃比制御手段による空燃比の制御を当
該空燃比が低くなるように補正する請求項1又は請求項
2に記載の排気ガス浄化装置。
4. The air-fuel ratio correction means decreases the air-fuel ratio by controlling the air-fuel ratio by the air-fuel ratio control means when the failure detection means detects that the bypass valve is stuck at an intermediate opening. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1 or 2, wherein the correction is performed as follows.
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