JP3834832B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車のリーンバーンエンジン等、リーンな空燃比の混合気で主に運転される内燃機関の排気浄化装置に関し、特にリーンな空燃比の混合気で運転される領域(以下、リーン運転領域という)で発生したNOx(窒素酸化物)の外気への排出量を低減する対策に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平5−133222号公報には、リーンバーンエンジンの排気系に、リーン運転領域においてHC(炭化水素)の存在下で排気ガス中のNOxを還元浄化するNOx浄化用触媒(例えば銅イオン交換ゼオライト等の遷移金属ゼオライト)が配置されている場合に、上記NOx浄化用触媒の下流側に、理論空燃比の混合気で運転される領域(以下、理論空燃比運転領域という)での排気ガスに対するHC、CO(一酸化炭素)及びNOx浄化能の三元能(以下、単に三元能という)を有する三元触媒に、該三元触媒を加熱可能な電気ヒータが併設されてなるヒータ付触媒(以下、EHCという)を配置することが記載されている。
【0003】
この従来例では、冷機時に、エンジンの始動と同時に上記EHCのヒータに通電されるようにすることで、該EHCの触媒を短時間(例えば40秒間)のうちに活性温度域(三元触媒の場合では一般に300℃以上)に昇温させて排気浄化が行えるようになっている。
【0004】
一方、例えば特開平5−302508号公報には、リーンバーンエンジンの排気系に、リーン運転領域のときに排気ガス中のNOxを吸着する一方、理論空燃比運転領域のときに該吸着したNOxを放出するNOx吸着用触媒が配置されている場合に、上記NOx吸着用触媒の上流側に、上記の場合と同じようにリーン運転領域でのNOx浄化能を持ったNOx浄化用触媒を配置する技術が提案されている。
【0005】
この提案例では、リーン運転領域のときのNOxの一部をNOx浄化用触媒で浄化するようにしておくことで、その残りのNOxだけをNOx吸着用触媒に吸着させればよいようになされている。つまり、NOx吸着用触媒に吸着されたNOxを放出させるためには、リーン運転領域を理論空燃比運転領域に切り換える必要がある。したがって、NOx吸着用触媒が吸着すべきNOxの量を低減することができれば、理論空燃比運転領域に切り換える頻度が少なくて済むようになるので、その分だけ燃料消費率の向上が図れるのである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の従来例では、リーン運転領域であっても、NOx浄化用触媒が活性温度域に達していない低温時には、排気ガス中のNOxは、NOx浄化用触媒では浄化されないために、未浄化の状態で外気に排出されるという問題がある。
【0007】
一方、後者の従来例では、NOx吸着用触媒に吸着させる必要のあるNOxの量自体は確かに低減されるのであるが、NOx吸着用触媒は、リーン運転領域のときであってもNOxを100%の吸着率で吸着する訳ではなく、そのNOx吸着率には20〜80%ほどの変動幅がある。このような事情から、NOx吸着用触媒のNOx吸着能を十分に活用することができない状態のままで燃料消費率の向上のみが図られるとすると、NOx吸着用触媒に流入したNOxの一部は該NOx吸着用触媒に吸着されず、やはり未浄化のままで外気に排出される虞れが生じる。したがって、もしも、燃料消費率向上とNOx排出量低減とが共に図れるようにするとすれば、NOx吸着率の変動に応じてリーン運転領域及び理論空燃比運転領域を切り換えるような非常に微妙でかつ複雑な制御システムが必要となる。
【0008】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、リーンな空燃比の混合気で主に運転される内燃機関の排気浄化装置において、EHC及びNOx吸着用触媒を適正に組み合わせ、上記NOx吸着用触媒のNOx吸着率を高いレベルに維持できるようにすることで、リーン運転領域のときの排気ガスの低温域から高温域に亘る広い温度領域においてNOxの外気への排出量を低減できるようにすることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項1の発明では、ゼオライトを含有するNOx吸着用触媒は、所定の温度域(例えば、250〜350℃)で極めて高いNOx吸着率を示すとの知見に基づき、上記EHCのヒータの加熱温度でNOx吸着用触媒の入口ガス温度を制御できるようにし、このことでNOx吸着用触媒のNOx吸着率が高いレベルに維持されるようにした。
【0010】
具体的には、本発明では、内燃機関の排気系に配置されていて、リーン運転領域のときに排気ガス中のNOxを吸着する一方、理論空燃比運転領域のときに上記吸着したNOxを放出するNOx吸着能を少なくとも有し、かつ入口ガス温度が所定の温度域にあるときに該所定温度域以外の温度域にあるときよりもNOx吸着率が高くなるようになされたゼオライト含有のNOx吸着用触媒と、このNOx吸着用触媒の下流側に配置されていて、理論空燃比運転領域での排気ガスに対する三元能を少なくとも有する排気浄化用触媒と、上記NOx吸着用触媒の上流側に配置されていて、理論空燃比運転領域での排気ガスに対する三元能を少なくとも有する排気浄化用触媒に、上記NOx吸着用触媒の入口ガス温度が上記所定温度域になるように少なくとも該排気浄化用触媒を加熱可能なヒータが併設されてなるヒータ付触媒とを備えるようにする。
【0011】
請求項2の発明では、上記請求項1の発明において、NOx吸着用触媒の入口ガス温度を検出する温度検出手段と、リーン運転領域のときに上記温度検出手段により検出される入口ガス温度が所定の温度域に維持されるようにヒータ付触媒のヒータによる加熱温度を制御する制御手段とを備えるようにする。
【0012】
請求項3の発明では、上記請求項2の発明において、NOx吸着用触媒が、その入口ガス温度が250〜350℃の温度域にあるときに該温度域以外の温度域にあるときよりもNOxの吸着率が高くなるように構成されている場合に、制御手段は、上記NOx吸着用触媒の入口ガス温度が250〜350℃の温度域に維持されるようにヒータ付触媒のヒータによる加熱温度を制御する構成とされているものとする。
【0013】
【作用】
以上の構成により、請求項1の発明では、内燃機関の排気系において、排気ガス温度が低温域にあるとき、その排気ガスはEHCのヒータにより加熱されてゼオライト含有のNOx吸着用触媒及びEHCの排気浄化用触媒を順に通過し、このことで、これらNOx吸着用触媒及び排気浄化用触媒は短時間で活性温度域に昇温(例えば40秒間で300℃に昇温)するようになる。そして、理論空燃比運転領域のときには、上記排気浄化用触媒により排気ガス中のHC、CO及びNOxが浄化される。一方、リーン運転領域のときには、上記NOx吸着用触媒により排気ガス中のNOxが吸着された後、該排気ガス中のHC及びCOは排気浄化用触媒により浄化される。
【0014】
このとき、上記NOx吸着用触媒におけるNOx吸着率は、EHCのヒータの加熱温度により変化する。つまり、NOx吸着用触媒の入口ガス温度が所定の温度域にあるときには、該所定温度域以外の温度域にあるときよりもNOx吸着率は高くなる。したがって、上記EHCのヒータによりNOx吸着用触媒の入口ガス温度が所定温度域に加熱されるようにすることで、NOx吸着用触媒のNOx吸着率は高いレベルに維持されるようになる。よって、排気ガスの低温域から高温域に亘る広い温度領域において、上記NOx吸着用触媒によるNOxの吸着が効率よく行われるようになり、その分だけリーン運転領域でのNOx排出量が低減されることとなる。
【0015】
請求項2の発明では、上記NOx吸着用触媒の入口ガス温度が温度検出手段により検出され、その入口ガス温度が所定の温度域になるように、制御手段によりヒータ付触媒のヒータによる加熱温度が制御される。これにより、上記NOx吸着用触媒のNOx吸着率は高いレベルに維持されるようになる。よって、上記請求項1の発明での作用が具体的に営まれる。
【0016】
請求項3の発明では、上記NOx吸着用触媒の入口ガス温度が250〜350℃の温度域に維持されることで、該NOx吸着用触媒のNOx吸着率は高いレベルに維持される。よって、上記請求項1の発明での作用が、より具体的に営まれる。
【0017】
【実施例】
以下、本発明の実施例に係る自動車用リーンバーンエンジンの排気浄化装置を図面に基づいて説明する。
【0018】
上記排気浄化装置では、図1に示すように、内燃機関としてのエンジン1の排気系である排気通路2の途中に1つの触媒ケース3が配設されており、この触媒ケース3の内部に、上流側から下流側に亘り、EHC4、NOx吸着用触媒5及び排気浄化用触媒としての三元触媒6が順に配設されている。
【0019】
上記EHC4は、図示は省略するが、理論空燃比運転領域での三元能を有する排気浄化用触媒としての三元触媒に、該三元触媒を加熱可能なヒータが併設されてなっている。また、上記NOx吸着用触媒5は、リーン運転領域のときに排気ガス中のNOxを吸着する一方、理論空燃比運転領域のときに上記吸着したNOxを放出するNOx吸着能と、理論空燃比運転領域での排気ガスに対する三元能とを有し、かつ入口ガス温度が所定の温度域にあるときに該所定温度域以外の温度域にあるときよりもNOx吸着率が高くなるようになされている。そして、上記三元触媒6は、上記EHC4の三元触媒と同じ触媒能を有しており、該三元触媒よりも容量が大きくなされている。
【0020】
上記排気通路2におけるエンジン1の出口側の位置には、該エンジン1に供給された混合気の空燃比をチェックするために排気ガス中のO2 の濃度を検出するO2 センサ7が配置されている。また、上記NOx吸着用触媒5の入口側には、該NOx吸着用触媒5の入口ガス温度を検出する温度検出手段としての温度センサ8が配置されている。さらに、上記EHC4のヒータの部分には、該ヒータの作動を確認するためにその加熱温度を検出する温度センサ9が配置されている。これらセンサ7〜9の各検出信号は、制御手段としての自動車のCPU10に入力可能に接続されている。そして、上記CPU10では、各検出信号に基づき、EHC4のヒータへの通電等を制御するようになされている。
【0021】
具体的には、上記EHC4のヒータは、基本的には、自動車のエンジン1を始動する際にイグニッションスイッチがオンされると同時に通電されて昇温を開始し、所定の温度に達すると上記通電が自動的に停止されるようになされている。その加熱性能は、例えば25℃の雰囲気下で通電が開始された時点から40秒程度が経過した時点で300℃の加熱温度に達する。
【0022】
上記NOx吸着用触媒5は、母材としてのMFI型ゼオライトに、活性種としてのRh(ロジウム)が担持されてなる触媒パウダーを、コージェライト製ハニカム担体に該担体1リットル当たり2gの割合となるように担持させることでなっていて、その容量は0.5リットルとされている。このNOx吸着用触媒5は、リーン運転領域のときに、図2に示すように、約200〜400℃の活性温度域でNOxを吸着するが、そのうちの250〜350℃の温度域で約70%から80%を超える範囲にNOx吸着率が高くなっていて、約300℃のときにピークに達するようなNOx吸着特性を有する。
【0023】
上記三元触媒6は、母材としてのアルミナ(酸化アルミニウム)及びセリア(酸化セリウム)に、活性種としてのPt(白金)及びRhが担持されてなる触媒パウダーを、コージェライト製ハニカム担体に該担体1リットル当たり1.6gの割合となるように担持させてなっている。その際に、Pt及びRhはPt:Rh=5:1の比率とされている。また、その容量は1.0リットルである。
【0024】
そして、上記CPU10では、NOx吸着用触媒5の入口ガス温度が250〜350℃の温度域に維持されるようにEHC4のヒータによる加熱温度を制御するようになされている。つまり、ここでは、EHC4のヒータの加熱温度が300℃に達した時点では通電は停止されず、例えば上記入口ガス温度が300℃に達した時点で通電が停止され、その後は、入口ガス温度が300±50℃の温度域に維持されるように通電とその停止とが繰り返される。
【0025】
ここで、上記排気浄化装置において、CPU10によるEHC4のヒータ制御が行われない場合と、行われる場合とについてそれぞれ冷機時における作動を説明する。
【0026】
先ず、ヒータ制御が行われない場合には、図3に示すように、始動してから油温及び水温が所定の温度に上昇するまでの間はエンジン1は理論空燃比(λ=1)領域ないしリッチ領域での運転が行われる。一方、EHC4のヒータは、エンジン1の始動と同時に通電(作動)され、その時点から40秒が経過した時点で300℃程度に昇温し、その後、所定時間(例えば10秒間)が経過した時点で通電を停止(作動せず)される。そして、EHC4の三元触媒及び下流側の三元触媒6(TWC)は排気浄化を開始する。この理論空燃比運転領域のときには、NOx吸着触媒5は排気ガスに対し三元触媒として機能(作動)する。
【0027】
上記エンジン1の油温及び水温が十分に昇温した後には、該エンジン1は主にリーン領域で運転される。このリーン運転領域のときには、三元触媒6はNOxを殆ど浄化しない(一部作動)。一方、NOx吸着用触媒5は、リーン運転領域のときに排気ガス中のNOxを吸着するのであるが、EHC4のヒータへの通電が早い時点で停止されるために、リーン運転領域に切り換えられた直後の段階ではNOx吸着用触媒5の入口ガス温度が十分に昇温しておらず、したがって、NOx吸着率の低い状態(一部作動)に留まる。やがて、排気ガス自体が昇温し、NOx吸着用触媒5の入口ガス温度が200〜400℃、好ましくは300℃をピークとする250〜350℃の温度域に入るようになると、NOx吸着用触媒5はNOxを高い吸着率で吸着(作動)するようになる。
【0028】
そして、エンジン1が理論空燃比運転領域に戻ると、NOx吸着用触媒5からNOxが放出されて三元触媒6で浄化される。つまり、この場合には、NOx吸着用触媒5によるNOx吸着能が十分に活用されているとはいえない。尚、ヒータ制御の有無に拘らず、入口ガス温度が350〜400℃を超えるとNOx吸着触媒5のNOx吸着率は低下(一部作動)するようになるが、そのような場合には、エンジン1の負荷が大きくて理論空燃比運転領域に切り換わっているので、その際の排気ガスはEHC4の三元触媒及び下流側の三元触媒6により浄化される。よって、NOx吸着率の低下に起因する外気へのNOx排出量の増加は生じない。
【0029】
次に、ヒータ制御が行われる場合では、図4に示すように、冷間始動後に300℃に昇温して以降も、NOx吸着用触媒5の入口ガス温度が300±50℃の温度域に達してその温度域に維持されるように、EHC4のヒータへの通電(作動)を繰り返して行う。つまり、常にNOx吸着用触媒5のNOx吸着率が略最大レベルとなるようにヒータ制御を続行する。
【0030】
そして、図5に示すように、ヒータ制御が続行されている状態(作動)で、車速に応じてリーン運転領域及び理論空燃比運転領域等が切り換えられると、NOx吸着用触媒5は、リーン運転領域のときに吸着したNOxを理論空燃比運転領域のときに放出し、その放出されたNOxは三元触媒6により浄化(作動)される。
【0031】
したがって、本実施例によれば、EHC4のヒータによる加熱温度を制御することにより、NOx吸着用触媒5の入口ガス温度を250〜350℃の温度域に維持することができるので、上記NOx吸着用触媒5のNOx吸着率を70%以上の高いレベルに維持することができる。よって、排気ガスの低温域から高温域に亘る広い温度領域において、上記NOx吸着用触媒5によるNOxの吸着が効率よく行われ、その分だけリーン運転領域のときに発生したNOxの外気への排出量を低減することができる。
【0032】
尚、上記実施例では、NOx吸着用触媒5の好適な例の1つとして、母材としてのゼオライトに活性種としてのRhを担持させて構成されていて、理論空燃比運転領域での排気ガスに対する三元能を併せ持つものを挙げているが、NOx吸着用触媒としては、ゼオラ イトを含有していて、リーン運転領域でのNOx吸着能を少なくとも有するものであればよく、上記構成のものに限定されるものではない。
【0033】
また、上記実施例では、EHC4の排気浄化用触媒及びNOx吸着用触媒5の下流側の排気浄化用触媒をそれぞれ三元触媒としていて、その三元触媒の好適な例の1つとして母材としてのアルミナ及びセリアに、活性種としてのPt及びRhを担持させて構成されたものを挙げているが、上記排気浄化用触媒としては、理論空燃比運転領域で三元能を少なくとも有するものであれば三元触媒に限定する必要はなく、例えば、上記三元触媒に代えて、リーン運転領域でのNOx浄化能に上記三元能を併せ持つNOx浄化用触媒(いわゆる、リーンバーン用三元触媒)を使用するようにしてもよい。そのようなNOx浄化用触媒の材料構成例としては、母材として主にゼオライトを用い、活性種としてPt、Ir(イリジウム)及びRhを用いてなるもの、又はPt及びRhをPt/Rh≦1/20の割合で用いてなるものが挙げられる。担体としてはコージェライト製ハニカム担体が好適である。
【0034】
また、上記実施例では、EHC4、NOx吸着用触媒5及び三元触媒6により排気浄化装置を構成しているが、これに、NOx浄化用触媒等のその他の排気浄化部材を追加して配置するようにしてもよい。尚、HCの存在下でNOxを分解浄化する遷移金属ゼオライト等のNOx浄化用触媒を追加する際には、EHC4の上流側や、三元触媒6の下流側等に配置することができるが、上記NOx浄化用触媒へのHCの供給量を確保する点では、EHC4の上流側に配置することが望ましい。
【0035】
さらに、上記実施例では、CPU10による制御については、EHC4のヒータ制御のみを説明したが、図1に破線の矢印で示すように、CPU10から運転領域を切り換える制御信号をエンジン1(具体的には、燃料噴射装置や点火装置等)に出力するようにし、このことで、NOx吸着用触媒5のNOx吸着量に応じてエンジン1をリーン運転領域から理論空燃比運転領域に切り換える制御を併せて行うようにすることもできる。
【0036】
−具体例−
ここで、上記排気浄化装置の排気浄化能を調べるために行った実験について説明する。実験に際し、加速時及び定速時の大部分をエンジンのリーン領域での運転で走行する車両において、エンジンの排気マニホールドから約0.5mmだけ下流側の排気通路の位置から下流側に亘り、上記実施例のEHC4、NOx吸着用触媒5及び三元触媒6を順に配置してなる本発明システム(図1に示したもの)を本発明例とした。
【0037】
上記車両には、排気量が1500ccの直列4気筒のDOHCエンジンが搭載されたものを用いた。上記エンジンのリーン限界は空燃比A/FでA/F=27である。また、車両重量は1300kgである。
【0038】
上記本発明例と比較するために、比較例1として、理論空燃比運転領域での三元能を有する三元触媒のみのものを、また比較例2として、本発明例の場合と同じEHCのみのものをそれぞれ用意し、各々について、25℃の雰囲気温度下での冷機時に理論空燃比領域のみで運転した場合の排気浄化率(Y1浄化率)、及びアイドル運転以外の略全域をリーン領域で運転した場合の排気浄化率(FTP浄化率)についてそれぞれ調べた。その結果を、次の表1に併せて示す。
【0039】
【表1】
上記表1から判るように、本発明例では、理論空燃比運転領域及びリーン運転領域の何れにおいても、NOx浄化率が向上している。これは、リーン運転領域のときに発生したNOxをNOx吸着用触媒5に吸着させ、そのNOxを理論空燃比運転領域のときに三元触媒6で浄化するようにして、NOxの外気への排出量が抑えられるようにしたことによるものと考えられる。また、理論空燃比運転の場合には、上記NOx吸着用触媒5は三元触媒となるので、下流側の三元触媒6と相俟って容量がアップしたことになり、その分だけガス空間速度が下がってNOx浄化率を向上させていることも寄与していると考えられる。
【0040】
次に、上記本発明システムにおいてEHC4のヒータ制御を行わない場合、つまり、始動時にヒータに通電してその加熱温度が300℃に達したときに該通電を停止して以降は通電しない場合を発明例1(表1の本発明例)、ヒータによる加熱温度が300℃に達して以降にNOx吸着用触媒5の入口ガス温度が250〜350℃となるように制御する場合を発明例2、この発明例2の場合と同じヒータ制御に加え、NOx吸着用触媒5がNOxを吸着したり該吸着したNOxを放出するように混合気の空燃比をリーン及び理論空燃比間で切り換える空燃比制御を行うようにした場合を発明例3とし、これら発明例1〜3について、上記と同じ排気浄化率をそれぞれ調べた。その結果を、次の表2に併せて示す。
【0041】
【表2】
上記表2から判るように、発明例1及び2を対比すると、発明例2ではNOx浄化率が向上している。これは、EHC4のヒータ制御を行うことで、排気ガスの温度変化に拘らず、NOx吸着用触媒5のNOx吸着率を高いレベルに維持することができるからであると考えられる。尚、NOx吸着用触媒5については、三元触媒6の上流側に位置していればEHC4の上流側に配置されていてもよいようにも考えられるが、その場合には、ヒータ制御によるNOx吸着特性の十分な活用ができない。
【0042】
最後に、図6(a)に示すように、HCの存在下でNOxを分解浄化するNOx浄化能に加え、低温域でHCを吸着する一方、高温域で上記吸着したHCを放出するHC吸着能を有するようになされたNOx浄化用触媒11(例えば銅イオン交換ゼオライト等の遷移金属ゼオライト)を、本発明システムが収容された触媒ケース3bの上流側の別の触媒ケース3a内に配置してなる発明例1と、図6(b)に示すように、同NOx浄化用触媒11を本発明システムの三元触媒6の下流側に配置してなる発明例2と、上記発明例1の三元触媒6を、該三元触媒6と同等の浄化能にリーン運転領域でのNOx浄化能を併せ持つ排気浄化用触媒としてのNOx浄化用触媒6′(上記実施例の尚書きで説明したリーンバーン用三
元触媒)に交換してなる発明例3とをそれぞれ用意し、これら発明例1〜3について、上記と同じ排気浄化率をそれぞれ調べた。その際に、比較のため、本発明システムの場合と同じEHCのみの比較例(上記表1の比較例2と同じもの)を用意し、この比較例についても調べた。その結果を、次の表3に併せて示す。
【0043】
【表3】
上記表3から判るように、発明例1及び2を比較すると、本発明システムの上流側にNOx浄化用触媒11を配置した発明例1では、略全ての浄化率において向上している。一方、発明例2のように、NOx浄化用触媒11を本発明システムの下流側に配置すると、NOx分解に必要なHCがEHC4で浄化されるために、該NOx浄化用触媒11のNOx浄化効率が若干低下する。また、発明例1及び3を対比すると、三元触媒6をNOx浄化用触媒6′に代えても、発明例1の場合に比べて遜色のない浄化性能の得られることが判る。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、内燃機関の排気浄化装置として、リーン運転領域で排気ガス中のNOxを吸着する一方、理論空燃比運転領域で上記吸着したNOxを放出するNOx吸着能を少なくとも有し、かつ入口ガス温度が所定の温度域にあるときに該所定温度域以外の温度域にあるときよりもNOx吸着率が高くなるようになされたゼオライト含有のNOx吸着用触媒と、このNOx吸着用触媒の下流側に配置され、理論空燃比運転領域での三元能を少なくとも有する排気浄化用触媒と、上記NOx吸着用触媒の上流側に配置され、理論空燃比運転領域での三元能を少なくとも有する排気浄化用触媒に、上記NOx吸着用触媒の入口ガス温度が上記所定温度域になるように少なくとも該排気浄化用触媒を加熱可能なヒータが併設されてなるヒータ付触媒とを備えるようにしたので、上記EHCのヒータでNOx吸着用触媒の入口ガス温度を上記所定温度域に加熱することができ、このことで、NOx吸着用触媒のNOx吸着率を高いレベルに安定して維持できるようになる。よって、排気ガスの低温域から高温域に亘る広い温度領域において、上記NOx吸着用触媒によるNOx吸着を効率よく行わせることができ、その分だけリーン運転領域のときに発生したNOxの外気への排出量の低減を図ることができる。
【0045】
請求項2の発明によれば、上記NOx吸着用触媒の入口ガス温度を検出する温度検出手段と、リーン運転領域のときに、上記温度検出手段により検出される入口ガス温度が所定の温度域に維持されるようにヒータ付触媒のヒータによる加熱温度を制御する制御手段とを備えるようにしたので、上記NOx吸着用触媒の入口ガス温度を該NOx吸着用触媒の所定温度域に維持することができる。よって、上記請求項1の発明による効果を具体的に得ることができる。
【0046】
請求項3の発明によれば、上記NOx吸着用触媒の入口ガス温度の所定の温度域が250〜350℃である場合に、制御手段により、上記入口ガス温度が250〜350℃の温度域に維持できるようにしたので、上記請求項1の発明による効果を効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係る排気浄化装置を示す概略図である。
【図2】 NOx吸着用触媒のNOx吸着率の変化を入口ガス温度との関係で示すNOx吸着特性図である。
【図3】 EHCのヒータ制御が行われない場合の冷機時の排気浄化装置の作動を排気ガスの温度変化と併せて示すタイミングチャート図である。
【図4】 EHCのヒータ制御が行われる場合の冷機時の排気浄化装置の作動を排気ガスの温度変化と併せて示す図3相当図である。
【図5】 EHCのヒータ制御が行われる場合の排気浄化装置の作動を車速変化と併せて示すタイミングチャート図である。
【図6】 本実施例の各変形例をそれぞれ示す概略図である。
【符号の説明】
1 エンジン(内燃機関)
2 排気通路(排気系)
4 EHC(ヒータ付触媒)
5 NOx吸着用触媒
6 三元触媒(排気浄化用触媒)
6′ NOx浄化用触媒(排気浄化用触媒)
8 温度センサ(温度検出手段)
10 CPU(制御手段)
Claims (3)
- 内燃機関の排気系に配置され、リーン運転領域のときに排気ガス中のNOxを吸着する一方、理論空燃比運転領域のときに上記吸着したNOxを放出するNOx吸着能を少なくとも有し、かつ入口ガス温度が所定の温度域にあるときに該所定温度域以外の温度域にあるときよりもNOx吸着率が高くなるようになされたゼオライト含有のNOx吸着用触媒と、
上記NOx吸着用触媒の下流側に配置され、理論空燃比運転領域での排気ガスに対するHC、CO及びNOx浄化能の三元能を少なくとも有する排気浄化用触媒と、
上記NOx吸着用触媒の上流側に配置され、理論空燃比運転領域での排気ガスに対するHC、CO及びNOx浄化能の三元能を少なくとも有する排気浄化用触媒に、上記NOx吸着用触媒の入口ガス温度が上記所定温度域になるように少なくとも該排気浄化用触媒を加熱可能なヒータが併設されてなるヒータ付触媒とを備えている
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置において、
NOx吸着用触媒の入口ガス温度を検出する温度検出手段と、
リーン運転領域のときに上記温度検出手段により検出される入口ガス温度が所定の温度域に維持されるようにヒータ付触媒のヒータによる加熱温度を制御する制御手段とを備えている
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 請求項2記載の内燃機関の排気浄化装置において、
NOx吸着用触媒は、その入口ガス温度が250〜350℃の温度域にあるときに該温度域以外の温度域にあるときよりもNOx吸着率が高くなるように構成され、
制御手段は、上記NOx吸着用触媒の入口ガス温度が250〜350℃の温度域に維持されるようにヒータ付触媒のヒータによる加熱温度を制御する構成とされている
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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