JP3154110B2 - エンジンの排気制御装置 - Google Patents
エンジンの排気制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は排気系にいわゆるリーン
ＮＯｘ触媒を備えたエンジンの排気制御装置に関する。
ＮＯｘ触媒を備えたエンジンの排気制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から特開平３ー２２５０１３号公報
に記載されているように、空燃比が理論空燃比よりも大
きいリーン空燃比領域でエンジン排気ガス中のＮＯｘを
浄化する触媒として、遷移金属ある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、ＨＣの存在
下で排気ガス中のＮＯｘを還元する触媒いわゆるリーン
ＮＯｘ触媒を排気系に備えたエンジンが知られている。
に記載されているように、空燃比が理論空燃比よりも大
きいリーン空燃比領域でエンジン排気ガス中のＮＯｘを
浄化する触媒として、遷移金属ある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、ＨＣの存在
下で排気ガス中のＮＯｘを還元する触媒いわゆるリーン
ＮＯｘ触媒を排気系に備えたエンジンが知られている。
【０００３】また、例えば実開平２−９４３１６号公報
に記載されているように、排気系に触媒を備えたエンジ
ンにおいて、触媒温度を所定温度以上に維持するための
触媒加熱手段を備えたものがある。
に記載されているように、排気系に触媒を備えたエンジ
ンにおいて、触媒温度を所定温度以上に維持するための
触媒加熱手段を備えたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】リーンＮＯｘ触媒は排
気ガス成分中のＨＣとＮＯｘを吸着してＮＯｘを還元し
浄化するものであるが、酸素を吸着すると劣化し浄化性
能が著しく低下する。ただし、この酸素吸着による劣化
はあくまで一時的な劣化であって、触媒を加熱するとか
リッチ混合気を送るなどの手段によって回復が可能であ
る。しかし、リーンＮＯｘ触媒のこのような酸素吸着に
よる劣化が顕著となってから触媒性能回復の操作を実行
するのでは、回復に必要な時間が長くなってリーン運転
への悪影響がでるし、例えば触媒加熱による外部負荷が
大きくなるという問題が発生する。
気ガス成分中のＨＣとＮＯｘを吸着してＮＯｘを還元し
浄化するものであるが、酸素を吸着すると劣化し浄化性
能が著しく低下する。ただし、この酸素吸着による劣化
はあくまで一時的な劣化であって、触媒を加熱するとか
リッチ混合気を送るなどの手段によって回復が可能であ
る。しかし、リーンＮＯｘ触媒のこのような酸素吸着に
よる劣化が顕著となってから触媒性能回復の操作を実行
するのでは、回復に必要な時間が長くなってリーン運転
への悪影響がでるし、例えば触媒加熱による外部負荷が
大きくなるという問題が発生する。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、リーン運転への悪影響および外部負荷の増大
を抑えつつ酸素吸着によるリーンＮＯｘ触媒の劣化を防
いで高いＮＯｘ浄化率を維持できるようにすることを目
的とする。
であって、リーン運転への悪影響および外部負荷の増大
を抑えつつ酸素吸着によるリーンＮＯｘ触媒の劣化を防
いで高いＮＯｘ浄化率を維持できるようにすることを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この出願の発明はエンジ
ンの排気制御装置に係るものであって、第１の発明は、
少なくとも空燃比が理論空燃比より大きいリーン空燃比
領域で排気ガス中のＮＯｘを還元浄化するリーンＮＯｘ
触媒を備えたエンジンにおいて、リーンＮＯｘ触媒に吸
着された酸素を低減する吸着酸素低減手段と、エンジン
のリーン空燃比領域での運転を検出するリーン運転検出
手段と、リーン運転検出手段の出力を受け、リーン運転
継続中、所定周期で吸着酸素低減手段による吸着酸素の
低減を実行する低減実行手段を備えたことを特徴とす
る。ここで、吸着酸素低減手段としては、リーンＮＯｘ
触媒を加熱する触媒加熱手段を用いることができ、その
際、リーンＮＯｘ触媒の温度を検出する触媒温度検出手
段と、この触媒温度検出手段の出力を受け、リーンＮＯ
ｘ触媒の温度が所定温度以上にならないことを条件に前
記低減実行手段を作動させる実行制限手段を設けるとよ
い。
ンの排気制御装置に係るものであって、第１の発明は、
少なくとも空燃比が理論空燃比より大きいリーン空燃比
領域で排気ガス中のＮＯｘを還元浄化するリーンＮＯｘ
触媒を備えたエンジンにおいて、リーンＮＯｘ触媒に吸
着された酸素を低減する吸着酸素低減手段と、エンジン
のリーン空燃比領域での運転を検出するリーン運転検出
手段と、リーン運転検出手段の出力を受け、リーン運転
継続中、所定周期で吸着酸素低減手段による吸着酸素の
低減を実行する低減実行手段を備えたことを特徴とす
る。ここで、吸着酸素低減手段としては、リーンＮＯｘ
触媒を加熱する触媒加熱手段を用いることができ、その
際、リーンＮＯｘ触媒の温度を検出する触媒温度検出手
段と、この触媒温度検出手段の出力を受け、リーンＮＯ
ｘ触媒の温度が所定温度以上にならないことを条件に前
記低減実行手段を作動させる実行制限手段を設けるとよ
い。
【０００７】また、この出願の第２の発明は、空燃比が
理論空燃比より大きいリーン空燃比領域で排気ガス中の
ＮＯｘを還元浄化するリーンＮＯｘ触媒を備えたエンジ
ンにおいて、リーンＮＯｘ触媒に吸着された酸素を低減
する吸着酸素低減手段と、リーンＮＯｘ触媒を通過する
酸素量を検出する酸素量検出手段と、この酸素量検出手
段により検出された酸素量の積算値を演算する酸素量積
算値演算手段と、酸素量積算値演算手段の出力を受け、
積算値が所定値以上になった時に吸着酸素低減手段によ
る吸着酸素の低減を実行する低減実行手段を備えたこと
を特徴とする。ここで、吸着酸素低減手段としては、や
はりリーンＮＯｘ触媒を加熱する触媒加熱手段を用いる
ことができ、その際、リーンＮＯｘ触媒の温度を検出す
る触媒温度検出手段と、この触媒温度検出手段の出力を
受けてリーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上にならな
いことを条件に前記低減実行手段を作動させる実行制限
手段を設けるとよい。
理論空燃比より大きいリーン空燃比領域で排気ガス中の
ＮＯｘを還元浄化するリーンＮＯｘ触媒を備えたエンジ
ンにおいて、リーンＮＯｘ触媒に吸着された酸素を低減
する吸着酸素低減手段と、リーンＮＯｘ触媒を通過する
酸素量を検出する酸素量検出手段と、この酸素量検出手
段により検出された酸素量の積算値を演算する酸素量積
算値演算手段と、酸素量積算値演算手段の出力を受け、
積算値が所定値以上になった時に吸着酸素低減手段によ
る吸着酸素の低減を実行する低減実行手段を備えたこと
を特徴とする。ここで、吸着酸素低減手段としては、や
はりリーンＮＯｘ触媒を加熱する触媒加熱手段を用いる
ことができ、その際、リーンＮＯｘ触媒の温度を検出す
る触媒温度検出手段と、この触媒温度検出手段の出力を
受けてリーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上にならな
いことを条件に前記低減実行手段を作動させる実行制限
手段を設けるとよい。
【０００８】また、上記第１の発明および第２の発明に
おいて、吸着酸素低減手段はエンジンを一時的にリッチ
空燃比で運転する一時リッチ運転手段とすることもでき
る。図１の（ａ）は上記第１の発明の全体構成図、
（ｂ）は上記第２の発明の全体構成図である。
おいて、吸着酸素低減手段はエンジンを一時的にリッチ
空燃比で運転する一時リッチ運転手段とすることもでき
る。図１の（ａ）は上記第１の発明の全体構成図、
（ｂ）は上記第２の発明の全体構成図である。
【０００９】
【作用】上記第１の発明によれば、リーン運転継続中は
所定周期で加熱手段，一時リッチ運転手段等の吸着酸素
低減手段が作動し、それによって、リーンＮＯｘ触媒に
吸着された酸素が触媒劣化が顕著となる前に離脱低減さ
れ、触媒性能が回復する。その際、吸着酸素低減手段と
してリーンＮＯｘ触媒を加熱する触媒加熱手段を備えた
ものでは、リーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上にな
らないことを条件に加熱が実行される。このように劣化
を待たずに周期的に回復操作が行われることにより、短
い回復操作で高い浄化性能が維持でき、そのためリーン
運転への悪影響が少なくなり、また、外部負荷の増大が
抑えられる。また、触媒加熱に制約が加えられることに
よって触媒温度が耐熱限界を超えるのが防止される。
所定周期で加熱手段，一時リッチ運転手段等の吸着酸素
低減手段が作動し、それによって、リーンＮＯｘ触媒に
吸着された酸素が触媒劣化が顕著となる前に離脱低減さ
れ、触媒性能が回復する。その際、吸着酸素低減手段と
してリーンＮＯｘ触媒を加熱する触媒加熱手段を備えた
ものでは、リーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上にな
らないことを条件に加熱が実行される。このように劣化
を待たずに周期的に回復操作が行われることにより、短
い回復操作で高い浄化性能が維持でき、そのためリーン
運転への悪影響が少なくなり、また、外部負荷の増大が
抑えられる。また、触媒加熱に制約が加えられることに
よって触媒温度が耐熱限界を超えるのが防止される。
【００１０】また、上記第２の発明によれば、リーンＮ
Ｏｘ触媒を通過する酸素量の積算値が所定値以上になる
毎に加熱手段，一時リッチ運転手段等の吸着酸素低減手
段が作動し、それによって、リーンＮＯｘ触媒に吸着さ
れた酸素が触媒劣化が顕著となる前に離脱低減され、触
媒性能が回復する。この場合も、吸着酸素低減手段とし
てリーンＮＯｘ触媒を加熱する触媒加熱手段を備えたも
のにおいてはリーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上に
ならない時にのみ加熱が実行される。そして、やはりこ
のように劣化を待たずに周期的に回復操作が行われるこ
とにより、短い回復操作で高い浄化性能が維持でき、そ
のためリーン運転への悪影響が少なくなり、また、触媒
加熱に制約が加えられることによって触媒温度が耐熱限
界を超えるのが防止される。
Ｏｘ触媒を通過する酸素量の積算値が所定値以上になる
毎に加熱手段，一時リッチ運転手段等の吸着酸素低減手
段が作動し、それによって、リーンＮＯｘ触媒に吸着さ
れた酸素が触媒劣化が顕著となる前に離脱低減され、触
媒性能が回復する。この場合も、吸着酸素低減手段とし
てリーンＮＯｘ触媒を加熱する触媒加熱手段を備えたも
のにおいてはリーンＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上に
ならない時にのみ加熱が実行される。そして、やはりこ
のように劣化を待たずに周期的に回復操作が行われるこ
とにより、短い回復操作で高い浄化性能が維持でき、そ
のためリーン運転への悪影響が少なくなり、また、触媒
加熱に制約が加えられることによって触媒温度が耐熱限
界を超えるのが防止される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１２】図２は本発明の一実施例のシステム図であ
る。図において１はエンジンであって、エンジン１の吸
気通路２にはサージタンク３が形成され、サージタンク
３の上流にはスロットル弁４が、下流には燃料噴射弁５
が設けられている。また、吸気通路２の入口はエアクリ
ーナ６に接続され、エアクリーナ６の直下流にはエアフ
ローメータ７が設置されている。
る。図において１はエンジンであって、エンジン１の吸
気通路２にはサージタンク３が形成され、サージタンク
３の上流にはスロットル弁４が、下流には燃料噴射弁５
が設けられている。また、吸気通路２の入口はエアクリ
ーナ６に接続され、エアクリーナ６の直下流にはエアフ
ローメータ７が設置されている。
【００１３】一方、エンジン１の排気通路８には空燃比
が理論空燃比より希薄なリーン運転時にＮＯｘを還元浄
化するリーンＮＯｘ触媒９が設けられている。そして、
このリーンＮＯｘ触媒９には触媒加熱用のヒータ１０が
設けられ、また、触媒温度を検出する温度センサ１１が
設置されている。
が理論空燃比より希薄なリーン運転時にＮＯｘを還元浄
化するリーンＮＯｘ触媒９が設けられている。そして、
このリーンＮＯｘ触媒９には触媒加熱用のヒータ１０が
設けられ、また、触媒温度を検出する温度センサ１１が
設置されている。
【００１４】上記燃料噴射弁５の制御はマイクロコンピ
ュータにより構成されたコントロールユニット１２によ
って行う。そのため、コントロールユニット１２にはデ
ィストリビュータ１３に付設された回転センサからエン
ジン回転数信号が入力され、エアフローメータ７から吸
入空気量信号が入力される。また、リーンＮＯｘ触媒９
の上流側に設置された酸素濃度センサ１７から酸素濃度
信号がコントロールユニット１２に入力され，リーンＮ
Ｏｘ触媒９に設置された温度センサ１１から触媒温度信
号が入力される。
ュータにより構成されたコントロールユニット１２によ
って行う。そのため、コントロールユニット１２にはデ
ィストリビュータ１３に付設された回転センサからエン
ジン回転数信号が入力され、エアフローメータ７から吸
入空気量信号が入力される。また、リーンＮＯｘ触媒９
の上流側に設置された酸素濃度センサ１７から酸素濃度
信号がコントロールユニット１２に入力され，リーンＮ
Ｏｘ触媒９に設置された温度センサ１１から触媒温度信
号が入力される。
【００１５】エンジン１の運転状態が所定のリーンＦ／
Ｂゾーンにある時、エンジン回転数と吸入空気量に基づ
いて燃料の基本噴射量が設定され、それに水温等による
各種補正と酸素濃度信号に基づいたフィードバック補正
が加えられて最終噴射量が算出される。そして、この最
終噴射量に相当する制御パルスが上記燃料噴射弁５に印
加され、それによってエンジン１の空燃比がリーン設定
の目標値に制御される。
Ｂゾーンにある時、エンジン回転数と吸入空気量に基づ
いて燃料の基本噴射量が設定され、それに水温等による
各種補正と酸素濃度信号に基づいたフィードバック補正
が加えられて最終噴射量が算出される。そして、この最
終噴射量に相当する制御パルスが上記燃料噴射弁５に印
加され、それによってエンジン１の空燃比がリーン設定
の目標値に制御される。
【００１６】また、エンジン１がリーン定常運転に入る
と、タイマーが作動してリーン運転の継続時間が計測さ
れる。そして、リーン運転継続中、所定時間毎にヒータ
１０に通電され、それによってリーンＮＯｘ触媒９が一
時的に加熱される。また、この触媒加熱は触媒温度が耐
熱限界を超えない範囲で実行される。
と、タイマーが作動してリーン運転の継続時間が計測さ
れる。そして、リーン運転継続中、所定時間毎にヒータ
１０に通電され、それによってリーンＮＯｘ触媒９が一
時的に加熱される。また、この触媒加熱は触媒温度が耐
熱限界を超えない範囲で実行される。
【００１７】リーンＮＯｘ触媒９の浄化性能は図３に示
すような特性を有するものであって、温度に対しＮＯｘ
浄化率が山なりに変化する。また、触媒がフレッシュな
状態での特性曲線に対して、酸素吸着による触媒劣化が
進むと低温側で浄化性能が発揮できなくなって特性曲線
が図で左側がそげた形に変化し、さらに劣化が進むと浄
化性能が発揮できなくなる低温領域がさらに広がってい
く。一方、リーンＮＯｘ触媒の内部での化学反応は図４
に示すような特性を示すものであって、少なくとも触媒
の耐熱限界範囲内においてはＮＯｘ還元反応が低下し始
める温度よりさらに高温側（図に矢印Ａ−Ａで示す側）
でＨＣおよびＣＯの酸化反応が活発化する。図４で斜線
を引いた領域は触媒の耐熱限界を超えた領域である。し
たがって、リーンＮＯｘ触媒９は常時はＮＯｘ浄化率が
ピークとなる温度領域で使用するものであるが、触媒温
度を一時的に図４の矢印Ａ−Ａで示す高温領域まで昇温
させることによって、ＨＣおよびＣＯの活発化した酸化
反応で吸着酸素が離脱される。その結果、ＮＯｘ浄化率
の特性は、例えば図５に破線で示すように劣化が進んだ
状態であったものが実線のように復帰し、一点鎖線で示
すフレッシュ状態までは戻らないまでも十分高い浄化性
能が維持できる。
すような特性を有するものであって、温度に対しＮＯｘ
浄化率が山なりに変化する。また、触媒がフレッシュな
状態での特性曲線に対して、酸素吸着による触媒劣化が
進むと低温側で浄化性能が発揮できなくなって特性曲線
が図で左側がそげた形に変化し、さらに劣化が進むと浄
化性能が発揮できなくなる低温領域がさらに広がってい
く。一方、リーンＮＯｘ触媒の内部での化学反応は図４
に示すような特性を示すものであって、少なくとも触媒
の耐熱限界範囲内においてはＮＯｘ還元反応が低下し始
める温度よりさらに高温側（図に矢印Ａ−Ａで示す側）
でＨＣおよびＣＯの酸化反応が活発化する。図４で斜線
を引いた領域は触媒の耐熱限界を超えた領域である。し
たがって、リーンＮＯｘ触媒９は常時はＮＯｘ浄化率が
ピークとなる温度領域で使用するものであるが、触媒温
度を一時的に図４の矢印Ａ−Ａで示す高温領域まで昇温
させることによって、ＨＣおよびＣＯの活発化した酸化
反応で吸着酸素が離脱される。その結果、ＮＯｘ浄化率
の特性は、例えば図５に破線で示すように劣化が進んだ
状態であったものが実線のように復帰し、一点鎖線で示
すフレッシュ状態までは戻らないまでも十分高い浄化性
能が維持できる。
【００１８】なお、図２のシステム図では排気通路８に
リーンＮＯｘ触媒９を単に配置したものを示したが、リ
ーンＮＯｘ触媒は熱により劣化するため、これを防ぐに
は排気系にリーンＮＯｘ触媒をバイパスするバイパス通
路を設けるとともに、そのバイパス通路にバイパスバル
ブを設け、排気ガス温度が高い高回転高負荷時等におい
ては理論空燃比での運転に切り換えると同時にバイパス
バルブを開いて、バイパス通路を介し下流の三元触媒に
直接排気ガスを流すようにする。また、その場合に、Ｖ
型エンジンでは、図８に示すように各バンクの排気通路
８ａ，８ｂにそれぞれ三元触媒１４ａ，１４ｂを配置す
るとともに、リーンＮＯｘ触媒９は両バンクに共通と
し、バイパス通路１５ａ，１５ｂはバンク毎に設けてそ
れぞれにバイパスバルブ１６ａ，１６ｂを配置するよう
にする。
リーンＮＯｘ触媒９を単に配置したものを示したが、リ
ーンＮＯｘ触媒は熱により劣化するため、これを防ぐに
は排気系にリーンＮＯｘ触媒をバイパスするバイパス通
路を設けるとともに、そのバイパス通路にバイパスバル
ブを設け、排気ガス温度が高い高回転高負荷時等におい
ては理論空燃比での運転に切り換えると同時にバイパス
バルブを開いて、バイパス通路を介し下流の三元触媒に
直接排気ガスを流すようにする。また、その場合に、Ｖ
型エンジンでは、図８に示すように各バンクの排気通路
８ａ，８ｂにそれぞれ三元触媒１４ａ，１４ｂを配置す
るとともに、リーンＮＯｘ触媒９は両バンクに共通と
し、バイパス通路１５ａ，１５ｂはバンク毎に設けてそ
れぞれにバイパスバルブ１６ａ，１６ｂを配置するよう
にする。
【００１９】図６は上記実施例における劣化回復の処理
を実行するフローチャートである。Ｓ１１〜Ｓ１５はそ
の各ステップを示す。
を実行するフローチャートである。Ｓ１１〜Ｓ１５はそ
の各ステップを示す。
【００２０】図６のフローチャートでは、スタートし
て、Ｓ１１でリーン運転かどうかを判定する。そして、
リーン運転でなければそのままリターンし、リーン運転
ということであれば、Ｓ１２で経過時間ｔ0をリーン時
間ｔ1ずつ増加させたものが周期判定の基準時間ｔ2を超
えたかどうかを判定し、これが基準時間ｔ2を越えるま
ではＳ１１へ戻ってＳ１１〜Ｓ１２を繰り返し、基準時
間ｔ2を超えるとＳ１３に進む。
て、Ｓ１１でリーン運転かどうかを判定する。そして、
リーン運転でなければそのままリターンし、リーン運転
ということであれば、Ｓ１２で経過時間ｔ0をリーン時
間ｔ1ずつ増加させたものが周期判定の基準時間ｔ2を超
えたかどうかを判定し、これが基準時間ｔ2を越えるま
ではＳ１１へ戻ってＳ１１〜Ｓ１２を繰り返し、基準時
間ｔ2を超えるとＳ１３に進む。
【００２１】Ｓ１３では触媒温度Ｔ1に上記昇温操作に
よる予想温度上昇分Ｔ2を加えたものが触媒耐熱温度Ｔ0
より低くなるかどうかを判定し、耐熱温度Ｔ0以上とな
るというときはＳ１１へ戻ってＳ１１〜Ｓ１３を繰り返
す。そして、耐熱温度Ｔ0より低くなるというときはＳ
１４へ進んでで触媒加熱による昇温操作を実行し、Ｓ１
５で上記経過時間ｔ0を零に戻してリターンする。
よる予想温度上昇分Ｔ2を加えたものが触媒耐熱温度Ｔ0
より低くなるかどうかを判定し、耐熱温度Ｔ0以上とな
るというときはＳ１１へ戻ってＳ１１〜Ｓ１３を繰り返
す。そして、耐熱温度Ｔ0より低くなるというときはＳ
１４へ進んでで触媒加熱による昇温操作を実行し、Ｓ１
５で上記経過時間ｔ0を零に戻してリターンする。
【００２２】また、上記実施例では吸着酸素を離脱低減
させる劣化回復の手段としてヒータで触媒を加熱する手
段を用いたが、劣化回復の手段としては、他に、エンジ
ンを一時的に空燃比リッチな状態で運転する手段を用い
ることも可能である。このリッチ運転による劣化回復は
例えばアイドル運転時に行うようにする。それは、アイ
ドル運転時にはＮＯｘ発生量が極端に少ないため、空燃
比をリッチにすることによるエミッションの悪化が少な
いという理由による。
させる劣化回復の手段としてヒータで触媒を加熱する手
段を用いたが、劣化回復の手段としては、他に、エンジ
ンを一時的に空燃比リッチな状態で運転する手段を用い
ることも可能である。このリッチ運転による劣化回復は
例えばアイドル運転時に行うようにする。それは、アイ
ドル運転時にはＮＯｘ発生量が極端に少ないため、空燃
比をリッチにすることによるエミッションの悪化が少な
いという理由による。
【００２３】図７は上記のように一時的に空燃比リッチ
の状態でエンジンを運転することにより吸着酸素を離脱
させる制御を実行するフローチャートである。Ｓ２１〜
Ｓ２５はその各ステップを示す。
の状態でエンジンを運転することにより吸着酸素を離脱
させる制御を実行するフローチャートである。Ｓ２１〜
Ｓ２５はその各ステップを示す。
【００２４】図７のフローチャートでは、スタートし
て、Ｓ２１でリーン運転かどうかを判定する。そして、
リーン運転でなければそのままリターンし、リーン運転
ということであれば、Ｓ２２で経過時間ｔ0をリーン時
間ｔ1ずつ増加させたものが周期判定の基準時間ｔ2を超
えたかどうかを判定し、これが基準時間ｔ2を越えるま
ではＳ２１へ戻ってＳ２１〜Ｓ２２を繰り返し、規準時
間ｔ2を超えるとＳ２３へ進む。
て、Ｓ２１でリーン運転かどうかを判定する。そして、
リーン運転でなければそのままリターンし、リーン運転
ということであれば、Ｓ２２で経過時間ｔ0をリーン時
間ｔ1ずつ増加させたものが周期判定の基準時間ｔ2を超
えたかどうかを判定し、これが基準時間ｔ2を越えるま
ではＳ２１へ戻ってＳ２１〜Ｓ２２を繰り返し、規準時
間ｔ2を超えるとＳ２３へ進む。
【００２５】Ｓ２３では触媒温度Ｔ1に上記リッチ運転
による予想温度上昇分を加えたものが触媒耐熱温度Ｔ0
より低くなるかどうかを判定し、耐熱温度Ｔ0以上にな
るというときはＳ２１へ戻ってＳ２１〜Ｓ２４を繰り返
す。そして、耐熱温度Ｔ0より低くなるというときは、
Ｓ２４へ進んで空燃比（Ａ／Ｆ）リッチによる運転を実
行し、Ｓ２５で上記経過時間ｔ0を零に戻してリターン
する。
による予想温度上昇分を加えたものが触媒耐熱温度Ｔ0
より低くなるかどうかを判定し、耐熱温度Ｔ0以上にな
るというときはＳ２１へ戻ってＳ２１〜Ｓ２４を繰り返
す。そして、耐熱温度Ｔ0より低くなるというときは、
Ｓ２４へ進んで空燃比（Ａ／Ｆ）リッチによる運転を実
行し、Ｓ２５で上記経過時間ｔ0を零に戻してリターン
する。
【００２６】上記実施例ではリーン運転継続中に所定時
間経過したことを条件に周期的に吸着酸素の低減を実行
しているが、他に、リーンＮＯｘ触媒を通過する酸素量
の積算値が所定値以上になる毎に吸着酸素低減を実行す
ることも可能である。
間経過したことを条件に周期的に吸着酸素の低減を実行
しているが、他に、リーンＮＯｘ触媒を通過する酸素量
の積算値が所定値以上になる毎に吸着酸素低減を実行す
ることも可能である。
【００２７】図９は、リーンＮＯｘ触媒を通過する酸素
量の積算値が所定値以上になる毎に触媒加熱によって吸
着酸素低減を実行する場合の劣化回復処理を示すフロー
チャートである。Ｓ３１〜Ｓ３５はその各ステップを示
す。
量の積算値が所定値以上になる毎に触媒加熱によって吸
着酸素低減を実行する場合の劣化回復処理を示すフロー
チャートである。Ｓ３１〜Ｓ３５はその各ステップを示
す。
【００２８】図９のフローチャートにおいて、スタート
すると、Ｓ３１で酸素濃度積算値Ｏ0を検出積算量Ｏ1ず
つ増加させたものが基準積算値Ｏ2以上となったかどう
かを判定し、基準積算値Ｏ2以上となるまではそのまま
リターンし、基準積算値Ｏ2以上となったらＳ３２へ進
む。
すると、Ｓ３１で酸素濃度積算値Ｏ0を検出積算量Ｏ1ず
つ増加させたものが基準積算値Ｏ2以上となったかどう
かを判定し、基準積算値Ｏ2以上となるまではそのまま
リターンし、基準積算値Ｏ2以上となったらＳ３２へ進
む。
【００２９】Ｓ３２では触媒温度Ｔ1に加熱操作による
予想温度上昇分Ｔ2を加えたものが触媒耐熱温度Ｔ0より
低くなるかどうかを判定し、耐熱温度Ｔ0以上となると
いうときはＳ３１へ戻ってＳ３１〜Ｓ３２を繰り返す。
そして、Ｔ1＋Ｔ2がＴ0より低くなるときは、Ｓ３３へ
進んで触媒の加熱による昇温を実行し、次いで、Ｓ３４
で検出積算量Ｏ1から昇温効果による予想離脱酸素量Ｏ4
を引いた値が昇温終了基準積算値Ｏ3より小さくなるか
どうかを判定して、昇温終了基準積算値Ｏ3より小さく
ならないというときはＳ３３に戻ってＳ３３〜Ｓ３４を
繰り返す。そして、昇温終了基準積算値Ｏ3より小さく
なるというときにはＳ３５へ進んで上記昇温終了基準積
算値Ｏ3を新たな酸素濃度積算値Ｏ0としてリターンす
る。
予想温度上昇分Ｔ2を加えたものが触媒耐熱温度Ｔ0より
低くなるかどうかを判定し、耐熱温度Ｔ0以上となると
いうときはＳ３１へ戻ってＳ３１〜Ｓ３２を繰り返す。
そして、Ｔ1＋Ｔ2がＴ0より低くなるときは、Ｓ３３へ
進んで触媒の加熱による昇温を実行し、次いで、Ｓ３４
で検出積算量Ｏ1から昇温効果による予想離脱酸素量Ｏ4
を引いた値が昇温終了基準積算値Ｏ3より小さくなるか
どうかを判定して、昇温終了基準積算値Ｏ3より小さく
ならないというときはＳ３３に戻ってＳ３３〜Ｓ３４を
繰り返す。そして、昇温終了基準積算値Ｏ3より小さく
なるというときにはＳ３５へ進んで上記昇温終了基準積
算値Ｏ3を新たな酸素濃度積算値Ｏ0としてリターンす
る。
【００３０】また、このようにリーンＮＯｘ触媒を通過
する酸素量の積算値が所定値以上になる毎に吸着酸素低
減を実行する場合にも、吸着酸素低減手段としてはヒー
タによる触媒の加熱昇温以外に、やはり空燃比を一時的
にリッチにして運転する手段を用いることもできる。
する酸素量の積算値が所定値以上になる毎に吸着酸素低
減を実行する場合にも、吸着酸素低減手段としてはヒー
タによる触媒の加熱昇温以外に、やはり空燃比を一時的
にリッチにして運転する手段を用いることもできる。
【００３１】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、リーン運転への悪影響および外部負荷の増大を最小
限に抑えつつ、酸素吸着によるリーンＮＯｘ触媒の劣化
を防いで高いＮＯｘ浄化率を維持するようにできる。
で、リーン運転への悪影響および外部負荷の増大を最小
限に抑えつつ、酸素吸着によるリーンＮＯｘ触媒の劣化
を防いで高いＮＯｘ浄化率を維持するようにできる。
【図１】本発明の全体構成図
【図２】本発明の一実施例のシステム図
【図３】本発明の一実施例におけるリーンＮＯｘ触媒の
温度とＮＯｘ浄化率の関係を示す特性図
温度とＮＯｘ浄化率の関係を示す特性図
【図４】本発明の一実施例におけるリーンＮＯｘ触媒の
温度とＮＯｘ，ＨＣおよびＣＯの各浄化性能との関係を
示す特性図
温度とＮＯｘ，ＨＣおよびＣＯの各浄化性能との関係を
示す特性図
【図５】本発明の一実施例における劣化回復の効果を示
す特性図
す特性図
【図６】本発明の一実施例における劣化回復の処理を実
行するフローチャート
行するフローチャート
【図７】本発明の他の実施例における劣化回復の処理を
実行するフローチャート
実行するフローチャート
【図８】本発明の各実施例におけるリーンＮＯｘ触媒を
含む排気系の変形配列図
含む排気系の変形配列図
【図９】本発明の更に他の実施例における劣化検出の処
理を実行するフローチャート
理を実行するフローチャート
１ エンジン ５ 燃料噴射弁 ９ リーンＮＯｘ触媒 １０ ヒータ １１ 温度センサ １２ コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末次 元 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 今村 善彦 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 田賀 淳一 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 橋本 一彦 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 片岡 一司 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４−175416（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−76923（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−94316（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−87330（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/20 F01N 3/24 F01N 3/28 301
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも空燃比が理論空燃比より大き
いリーン空燃比領域で排気ガス中のＮＯｘを還元浄化す
るリーンＮＯｘ触媒を備えたエンジンにおいて、前記リ
ーンＮＯｘ触媒に吸着された酸素を低減する吸着酸素低
減手段と、該エンジンのリーン空燃比領域での運転を検
出するリーン運転検出手段と、前記リーン運転検出手段
の出力を受け、リーン運転継続中、所定周期で前記吸着
酸素低減手段による吸着酸素の低減を実行する低減実行
手段を備えたことを特徴とするエンジンの排気制御装
置。 - 【請求項２】 吸着酸素低減手段として、リーンＮＯｘ
触媒を加熱する触媒加熱手段を備えるとともに、前記リ
ーンＮＯｘ触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
該触媒温度検出手段の出力を受け、前記リーンＮＯｘ触
媒の温度が所定温度以上にならないことを条件に低減実
行手段を作動させる実行制限手段を備えた請求項１記載
のエンジンの排気制御装置。 - 【請求項３】 空燃比が理論空燃比より大きいリーン空
燃比領域で排気ガス中のＮＯｘを還元浄化するリーンＮ
Ｏｘ触媒を備えたエンジンにおいて、前記リーンＮＯｘ
触媒に吸着された酸素を低減する吸着酸素低減手段と、
前記リーンＮＯｘ触媒を通過する酸素量を検出する通過
酸素量検出手段と、該通過酸素量検出手段により検出さ
れた酸素量の積算値を演算する積算値演算手段と、該積
算値演算手段の出力を受け、前記積算値が所定値以上に
なる毎に前記吸着酸素低減手段による吸着酸素の低減を
実行する低減実行手段を備えたことを特徴とするエンジ
ンの排気制御装置。 - 【請求項４】 吸着酸素低減手段として、リーンＮＯｘ
触媒を加熱する触媒加熱手段を備えるとともに、前記リ
ーンＮＯｘ触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
該触媒温度検出手段の出力を受け、前記リーンＮＯｘ触
媒の温度が所定温度以上にならないことを条件に低減実
行手段を作動させる実行制限手段を備えた請求項３記載
のエンジンの排気制御装置。 - 【請求項５】 吸着酸素低減手段はエンジンを一時的に
リッチ空燃比で運転する一時リッチ運転手段とした請求
項１または３記載のエンジンの排気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11930192A JP3154110B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | エンジンの排気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11930192A JP3154110B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | エンジンの排気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312026A JPH05312026A (ja) | 1993-11-22 |
| JP3154110B2 true JP3154110B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=14758036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11930192A Expired - Fee Related JP3154110B2 (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | エンジンの排気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154110B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100906880B1 (ko) * | 2008-03-31 | 2009-07-08 | 현대자동차주식회사 | 린 녹스 트랩의 촉매 효율 모니터링 방법 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5704339A (en) * | 1996-04-26 | 1998-01-06 | Ford Global Technologies, Inc. | method and apparatus for improving vehicle fuel economy |
| US5755202A (en) * | 1996-10-25 | 1998-05-26 | Ford Global Technologies, Inc. | Method of reducing feed gas emissions in an internal combustion engine |
| US5690072A (en) * | 1996-12-13 | 1997-11-25 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for determining and controlling a/f ratio in lean engines |
| US5720260A (en) * | 1996-12-13 | 1998-02-24 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for controlling combustion stability for lean-burn engines |
| US5915359A (en) * | 1996-12-13 | 1999-06-29 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for determining and controlling A/F ratio during cold start engine operation |
| US5974785A (en) * | 1997-01-16 | 1999-11-02 | Ford Global Technologies, Inc. | Closed loop bias air/fuel ratio offset to enhance catalytic converter efficiency |
| US5953905A (en) * | 1997-01-17 | 1999-09-21 | Ford Global Technologies, Inc. | System and method for monitoring a catalytic converter |
| US5865026A (en) * | 1997-01-21 | 1999-02-02 | Ford Global Technologies, Inc. | System and method for monitoring a catalytic converter using adaptable indicator threshold |
| US5974786A (en) * | 1997-01-21 | 1999-11-02 | Ford Global Technologies, Inc. | Adaptive time window to synchronize pre- and post-catalyst oxygen sensor switch counters |
| US5832722A (en) * | 1997-03-31 | 1998-11-10 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and apparatus for maintaining catalyst efficiency of a NOx trap |
-
1992
- 1992-05-12 JP JP11930192A patent/JP3154110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100906880B1 (ko) * | 2008-03-31 | 2009-07-08 | 현대자동차주식회사 | 린 녹스 트랩의 촉매 효율 모니터링 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05312026A (ja) | 1993-11-22 |
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