JP3724819B2

JP3724819B2 - エンジンの排気浄化装置

Info

Publication number: JP3724819B2
Application number: JP24172593A
Authority: JP
Inventors: 正吾川尻; 賢治藤木; 守良粟坂
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: JPH0797915A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主として自動車に適用されるエンジンの排気浄化装置に関し、特に、エンジンの排気ポートに連なる排気管に触媒コンバータと、その下流側に位置して低温時にＨＣを吸着し、高温時にＨＣを脱離する吸着トラッパとを介装し、その吸着トラッパを迂回するバイパス管と、吸着トラッパの直後から延出する還流管とを排気管に接続し、排気管及びバイパス管間には、触媒コンバータからの排ガスを吸着トラッパに誘導する第１位置と、該排ガスを主としてバイパス管へ誘導する第２位置との間で作動する第１切換弁を設け、また排気管及び還流管間には、吸着トラッパからの排ガスを排気管の下流側へ誘導する第１位置と、吸着トラッパから離脱したＨＣを還流管へ誘導する第２位置との間で作動する第２切換弁を設け、吸着トラッパがＨＣを脱離するとき、第１及び第２切換弁をそれぞれ第２位置に切換えて吸着トラッパから脱離したＨＣを還流管へ流すようにしたものゝ改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かゝる排気浄化装置は、例えば特開平４−２３１６１６号公報に開示されているように、既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かゝる排気浄化装置において、吸着トラッパから脱離したＨＣは還流管を経て触媒コンバータ又はエンジンに還流して浄化するようにしている。
【０００４】
しかしながら、従来のものでは、吸着トラッパから脱離したＨＣをそのまゝ還流管へ流すようにしているので、触媒コンバータ又はエンジンで処理される未燃ガスの空燃比が過濃となり、満足したＨＣ浄化率を得ることができない。
【０００５】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、吸着トラッパから還流管へ脱離したＨＣを流すとき、それを適正な空燃比の可燃ガスに制御し得るようにして、触媒コンバータ又はエンジンでのＨＣ浄化率を高めることができる、前記排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの排気ポートに連なる排気管に触媒コンバータと、その下流側に位置して低温時にＨＣを吸着し、高温時にＨＣを脱離する吸着トラッパとを介装し、その吸着トラッパを迂回するバイパス管と、吸着トラッパの直後から延出する還流管とを排気管に接続し、排気管及びバイパス管間には、触媒コンバータからの排ガスを吸着トラッパに誘導する第１位置と、該排ガスを主としてバイパス管へ誘導する第２位置との間で作動する第１切換弁を設け、また排気管及び還流管間には、吸着トラッパからの排ガスを排気管の下流側へ誘導する第１位置と、吸着トラッパから離脱したＨＣを還流管へ誘導する第２位置との間で作動する第２切換弁を設け、吸着トラッパがＨＣを脱離するとき、第１及び第２切換弁をそれぞれ第２位置に切換えて吸着トラッパから脱離したＨＣを還流管へ流すようにしたエンジンの排気浄化装置において、吸着トラッパの出口近傍に、排ガス中のＨＣ濃度を検知するＨＣセンサを取付けると共に、触媒コンバータには、該コンバータの温度が活性化温度以上になることを検知可能な温度センサを取付け、吸着トラッパ及び第１切換弁間の排気管に２次空気管の下流端を接続し、この２次空気管の上流側には、作動時２次空気を供給する２次空気供給装置を接続し、この２次空気供給装置が、ＨＣセンサで検知したＨＣ濃度が吸着トラッパの吸着状態を示す所定値以下の場合、或いは吸着トラッパの脱離状態を示す所定値以上であっても温度センサで検知した触媒コンバータの温度が活性化温度未満の場合には休止し、またＨＣセンサで検知したＨＣ濃度が吸着トラッパの脱離状態を示す所定値以上で且つ温度センサで検知した触媒コンバータの温度が活性化温度以上である場合には作動することを特徴とする。
【０００７】
【実施例】
以下、図面により参考例及び本発明の実施例について説明する。
【０００８】
先ず図１に示す第１参考例から説明するに、エンジン１の一側面に接続されてその排気ポートに連なる排気管２には、その上流側から順に、触媒コンバータ３、吸着トラッパ４及びマフラ６が介装される。触媒コンバータ３は、所定温度（３００〜４００℃）以上で活性化して排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを無害成分に変換させる貴金属触媒を備えるもので、極力エンジン１に近接して設置される。また吸着トラッパ４は所定温度（１４０℃）未満でＨＣを吸着し、その温度以上でＨＣを脱離するＨＣ吸着材を備えている。
【０００９】
また排気管２には、吸着トラッパ４を迂回するバイパス管７が接続され、このバイパス管７の上流端と排気管２との接続部に第１切換弁８が設けられる。この第１切換弁８は、バイパス管７を遮断する第１位置Ａと、吸着トラッパ４の入口側を遮断すると共に、バイパス管７を導通させる第２位置Ｂとの間を作動するようになっている。
【００１０】
更に排気管２には還流管９の上流端が、吸着トラッパ４とバイパス管７の下流端との間で接続され、この還流管９の下流端は、排気管２の触媒コンバータ３直前部に形成されてエゼクタ１０に接続される。この還流管９の上流端と排気管２との接続部には第２切換弁１１が設けられ、この第２切換弁１１は、還流管９を遮断する第１位置Ｃと、吸着トラッパ４の出口を還流管９に連通させる第２位置Ｄとの間を作動するようになっている。
【００１１】
更にまた排気管２には、第１切換弁８及び吸着トラッパ４間で２次空気管１２の下流端が接続され、その上流側に２次空気供給装置１３が接続される。
【００１２】
吸着トラッパ４には、それの温度Ｔ₁がＨＣ脱離温度（１４０℃以上）となることを検知して第１及び第２切換弁８，１１に切換信号を出力する第１温度センサ１４が取付けられる。したがって、第１及び第２切換弁８，１１はＴ₁が１４０℃未満のときにはそれぞれ第１位置Ａ，Ｃを保つが、Ｔ₁が１４０℃以上になると、それぞれ第２位置Ｂ，Ｄに切換えられる。
【００１３】
また触媒コンバータ３には、それの温度Ｔ₂が活性化温度（３００℃以上）になることを検知して２次空気供給装置１３に作動信号を出力する第２温度センサ１５（検知手段）が取付けられる。したがって、２次空気供給装置１３は、Ｔ₂が３００℃未満のときには休止しているが、Ｔ₂が３００℃以上になると作動する。
【００１４】
上記のような第１，第２切換弁８，１１の切換条件、並びに２次空気供給装置１３の作動条件をまとめると下表の通りである。
【００１５】
【表１】

【００１６】
尚、図１において、符号１６はエンジン１の吸気管である。
【００１７】
次にこの参考例の作用について説明すると、エンジン１の始動当初、第１，第２切換弁８，１１はそれぞれ第１位置Ａ，Ｃに保持されているので、エンジン１から排気管２へ排出された排ガスは、触媒コンバータ３、吸着トラッパ４及びマフラ６を順次通過して大気中に放出される。その間、吸着トラッパ４を通過する排ガス中のＨＣは、吸着トラッパ４内のＨＣ吸着材に吸着される。
【００１８】
時間の経過と共に、排ガスの熱により触媒コンバータ３及び吸着トラッパ４が昇温していき、先ず吸着トラッパ４の温度Ｔ₁が１４０℃以上になると、第１温度センサ１４がそれを検知して第１及び第２切換弁８，１１に切換信号を送り、両切換弁８，１１をそれぞれ第２位置Ｂ，Ｄに切換える。
【００１９】
而して、第１切換弁８の第２位置Ｂへの切換えによれば、吸着トラッパ４の入口を遮断してバイパス管７を導通させるので、触媒コンバータ３を通過した排ガスはバイパス管７を経由してマフラ６へと流れていく。一方、吸着トラッパ４では、ガスの流動が存在しないため、脱離温度に達してもＨＣが温存されるもので、この状態は触媒コンバータの温度Ｔ₂が３００℃に達するまで続く。
【００２０】
次いで触媒コンバータ３の温度Ｔ₂が３００℃以上になると、第２温度センサ１５がそれを検知して２次空気供給装置１３に作動信号を送るので、該装置１３が作動して２次空気を２次空気管１２を通して吸着トラッパ４の入口側へ供給する。この２次空気は吸着トラッパ４を通過することにより、吸着材からのＨＣの脱離を促進し、且つそのＨＣを適正な空燃比の可燃ガスに変えて還流管９を経て触媒コンバータ３の入口側へ供給する。すると、この可燃ガスは、エンジン１から続いて排出される排ガスと共に活性化された触媒コンバータ３に送られることになるので、この触媒コンバータ３においてこれらガス中のＨＣは勿論、ＣＯ、ＮＯｘが無害成分に変換される。こうして吸着トラッパ４はＨＣを脱離することにより再生され、次のエンジン始動時に備える。
【００２１】
図２は本発明の第２参考例を示すもので、還流管９の下流端をエンジン１の吸気管１６に接続した点を除けば第１参考例と同様の構成であり、図中、第１参考例と対応する部分にはそれと同一の符号を付す。
【００２２】
この参考例によれば、還流管９を下る可燃ガスを吸気管１６に吸入させ、エンジン１の燃料に供することができるので、経済的である。
【００２３】
図３は本発明の実施例を示すもので、前記第１温度センサ１４に代えて、排ガス中のＨＣ濃度を検知するＨＣセンサ１７を吸着トラッパ４の出口近傍に取付け、また吸着トラッパ４及びマフラ６間の排気管２に第２の触媒コンバータ５を介装すると共に、バイパス管７の下流端を該触媒コンバータ５の入口側に接続した点を除けば前記両参考例と同様の構成であり、図中、前記両参考例と対応する部分には、それと同一の符号が付され、従って本実施例における第１，第２切換弁８，１１の切換条件、並びに２次空気供給装置１３の作動条件は、下表の通りとなる。而して本実施例において、第２温度センサ１５は本発明の温度センサを構成する。
【００２４】
【表２】

【００２５】
前記ＨＣセンサ１７は、それが検出するＨＣ濃度が吸着トラッパ４の吸着状態を示す所定値以下のとき、第１及び第２切換弁８，１１をそれぞれ第１位置Ａ，Ｃに留め、同ＨＣ濃度が吸着トラッパ４の脱離状態を示す所定値以上になると、切換信号を出力して第１及び第２切換弁８，１１をそれぞれ第２位置Ｂ，Ｄに切換えるものである。したがって、吸着トラッパ４の経年劣化によりＨＣ脱離開始温度が低下してきても、吸着トラッパ４がＨＣ脱離状態となれば、ＨＣセンサ１７がそれを直ちに検知して第１，第２切換弁８，１１を第２位置Ｂ，Ｄに切換え、吸着トラッパ４の下流側を還流管９に導通させるので、脱離したＨＣの排気管２下流への放出を防ぐことができる。
【００２６】
前記実施例においては、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の設計変更が可能である。例えば、２次空気供給装置１３の作動時には、吸着トラッパ４の入口を閉じる第１切換弁８を僅かに開けて第１触媒コンバータ３からの排ガスの一部を２次空気と共に吸着トラッパ４に流して、ＨＣの脱離を促進しつゝ吸着トラッパ４の温度がＨＣ脱離温度以下に低下することを抑えるようにしてもよい。また２次空気供給装置１３の作動時、吸着トラッパ４の温度低下を抑えるためには、バイパス管７の熱を利用したり、電気ヒータを設けてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、吸着トラッパ及び第１切換弁間の排気管に２次空気管の下流端を接続し、この２次空気管の上流側には、作動時２次空気を供給する２次空気供給装置を接続したので、吸着トラッパに２次空気を供給することにより吸着トラッパからのＨＣの脱離を促進すると共に、適正空燃比の可燃ガスを還流管へ流すことができ、その後のＨＣ浄化を効率良く行うことができる。
【００２８】
また特に２次空気供給装置は、ＨＣセンサで検知したＨＣ濃度が吸着トラッパの吸着状態を示す所定値以下の場合、或いは吸着トラッパの脱離状態を示す所定値以上であっても温度センサで検知した触媒コンバータの温度が活性化温度未満の場合には休止し、またＨＣセンサで検知したＨＣ濃度が吸着トラッパの脱離状態を示す所定値以上で且つ温度センサで検知した触媒コンバータの温度が活性化温度以上である場合には作動するので、吸着トラッパから出た排ガスのＨＣ濃度が吸着トラッパの脱離状態を示す所定値以上に達して同トラッパの下流側を還流管に導通させるようにしても、触媒コンバータが活性状態となるまでは吸着トラッパへの２次空気の供給を開始させず、吸着トラッパにＨＣを温存させておくことができ、したがって、活性化前の触媒コンバータからのＨＣの流出を極力抑えることができる。即ち、触媒コンバータが活性化する前に、吸着トラッパから出た排ガスのＨＣ濃度が吸着トラッパの脱離状態を示す所定値以上に達してトラッパ下流側が還流管に導通するようになっても、触媒コンバータが十分に活性化するのを待って２次空気の供給を開始させることができ、触媒コンバータへは触媒の活性状況に応じて最適な２次空気量を供給制御可能となるため、吸着トラッパからの脱離ＨＣを活性状態の触媒コンバータで効率よく処理可能となり、最良の排気浄化が可能となる。
【００２９】
また、車両走行後の再始動時等においては、直前の走行で一旦加熱された吸着トラッパおよび触媒コンバータがそれぞれ自然冷却され、その各々の設置環境に応じて各々の温度降下態様にばらつきを生じるものであるが、本発明では、吸着トラッパの出口近傍に設けたＨＣセンサからのＨＣ濃度情報や、触媒コンバータに設けた温度センサからの温度情報に基づき、吸着トラッパの脱離状態や触媒コンバータの活性状態をそれぞれ的確に把握できるため、前述の２次空気供給制御を精度よく的確に行うことができる。また、吸着トラッパの経年劣化によりＨＣ脱離開始温度が低下してきても、吸着トラッパがＨＣ脱離状態となれば、ＨＣセンサがそれを直ちに検知して第１，第２切換弁を第２位置に切換え、吸着トラッパの下流側を還流管に導通させるので、脱離したＨＣの排気管下流への放出を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１参考例に係るエンジンの排気浄化装置の縦断側面図
【図２】第２参考例に係るエンジンの排気浄化装置の縦断面図
【図３】本発明の実施例に係るエンジンの排気浄化装置の縦断面図
【符号の説明】
Ａ第１切換弁の第１位置
Ｂ第１切換弁の第２位置
Ｃ第２切換弁の第１位置
Ｄ第２切換弁の第２位置
１エンジン
２排気管
３触媒コンバータ
４吸着トラッパ
７バイパス管
８第１切換弁
９還流管
１１第２切換弁
１２２次空気管
１３２次空気供給装置
１５温度センサとしての第２温度センサ
１７ＨＣセンサ

Claims

エンジン（１）の排気ポートに連なる排気管（２）に触媒コンバータ（３）と、その下流側に位置して低温時にＨＣを吸着し、高温時にＨＣを脱離する吸着トラッパ（４）とを介装し、その吸着トラッパ（４）を迂回するバイパス管（７）と、吸着トラッパ（４）の直後から延出する還流管（９）とを排気管（２）に接続し、排気管（２）及びバイパス管（７）間には、触媒コンバータ（３）からの排ガスを吸着トラッパ（４）に誘導する第１位置（Ａ）と、該排ガスを主としてバイパス管（７）へ誘導する第２位置（Ｂ）との間で作動する第１切換弁（８）を設け、また排気管（２）及び還流管（９）間には、吸着トラッパ（４）からの排ガスを排気管（２）の下流側へ誘導する第１位置（Ｃ）と、吸着トラッパ（４）から脱離したＨＣを還流管（９）へ誘導する第２位置（Ｄ）との間で作動する第２切換弁（１１）を設け、吸着トラッパ（４）がＨＣを脱離するとき、第１及び第２切換弁（８，１１）をそれぞれ第２位置（Ｂ，Ｄ）に切換えて吸着トラッパ（４）から脱離したＨＣを還流管（９）へ流すようにした、エンジンの排気浄化装置において、
吸着トラッパ（４）の出口近傍に、排ガス中のＨＣ濃度を検知するＨＣセンサ（１７）を取付けると共に、触媒コンバータ（３）には、該コンバータ（３）の温度（Ｔ₂）が活性化温度以上になることを検知可能な温度センサ（１５）を取付け、
吸着トラッパ（４）及び第１切換弁（８）間の排気管（２）に２次空気管（１２）の下流端を接続し、
この２次空気管（１２）の上流側には、作動時２次空気を供給する２次空気供給装置（１３）を接続し、
この２次空気供給装置（１３）は、ＨＣセンサ（１７）で検知したＨＣ濃度が吸着トラッパ（４）の吸着状態を示す所定値以下の場合、或いは吸着トラッパ（４）の脱離状態を示す所定値以上であっても温度センサ（１５）で検知した触媒コンバータ（３）の温度（Ｔ₂）が活性化温度未満の場合には休止し、またＨＣセンサ（１７）で検知したＨＣ濃度が吸着トラッパ（４）の脱離状態を示す所定値以上で且つ温度センサ（１５）で検知した触媒コンバータ（３）の温度（Ｔ₂）が活性化温度以上である場合には作動することを特徴とする、エンジンの排気浄化装置。