JP4320584B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
図1に本発明の排気浄化装置を適用した内燃機関の全体構成を示す。内燃機関は複数(図では4つ)の気筒2を備えたディーゼルエンジン1として構成されている。エンジン1は吸気通路3と排気通路4とを備える。吸気通路3の途中には、吸入空気から異物を除去するエアクリーナ5、過給機としてのターボチャージャー6のコンプレッサ6a、及び吸気量を調整するスロットル弁7がそれぞれ設けられている。吸気通路3は気筒2毎に分岐する吸気マニホールド8を介して各気筒3の吸気ポートに接続されている。上記吸気通路3と排気通路4とは、排気ガスを吸気系に還流させるための排気還流通路としての排気還流管(EGR管)20にて連結されており、EGR管20の途中には還流する排気ガスを冷却するEGRクーラ21及びEGR管20を通過する排気ガスの流量を調整する排気還流弁としてのEGR弁22がそれぞれ設けられている。
ΔT=Q/C (1)
と表すことができる。ここに、熱伝達量(Q)は、熱伝達率:f、流入する排気ガス温度:TG、触媒温度:T、触媒表面積:A、及び排気ガスの流入時間:t として、
Q=f・(TG−T)A・t (2)
である。
次に本発明の排気浄化装置をエンジン1に適用した第2の実施形態について説明する。この実施形態は上記第1の実施形態に好適に適用できる。本実施形態と第1の実施形態との相違点は、図1に示した構成に、図示しないエンジン1の吸入空気量を検出するエアフローメータ34、エンジン1の回転数を検出するエンジン回転数センサ35及びアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダル位置センサ36をそれぞれ設け、これらの出力信号をECU30に入力して利用する点である。その他本実施形態の主要な構成は上記第1の実施形態と共通するので、詳しい説明を省略する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。この実施形態は上記第1及び第2の実施形態に組み込んで実施することが好ましい。本実施形態と第1及び第2の実施形態との相違点は、図8に示したように、排気通路4内に燃料を噴射する燃料噴射手段としての燃料添加弁40を設けた点である。これ以外の点は上記第1及び第2の実施形態と同様であるので、共通の構成には同一符号を付して詳しい説明を省略する。
次に、本発明の更なる好適な実施形態として第4の実施形態を説明する。本実施形態は、上記第1〜3の実施形態と組合わせて実施することができる。
2 気筒
4 排気通路
4a 分岐部
4b 集合部
6 過給機
10 HC吸着触媒(炭化水素吸着触媒)
11 補助触媒(第1の炭化水素浄化触媒)
12 メイン触媒(第2の炭化水素浄化触媒)
20 EGR通路(排気還流通路)
22 EGR弁(排気還流弁)
30 ECU
Claims (7)
- 内燃機関の気筒毎の排気ガスが集合して導入される第1の炭化水素浄化触媒と、前記第1の炭化水素浄化触媒の下流側に配置され、前記第1の炭化水素浄化触媒よりも熱容量が大きい第2の炭化水素浄化触媒と、前記第1の炭化水素浄化触媒の上流側に配置され、互いに異なる少なくとも1つの気筒からの排気ガスが導入される複数の炭化水素吸着触媒と、を排気通路内に具備し、
前記排気通路には、過給機が設けられており、前記第1の炭化水素浄化触媒が前記過給機の上流側に配置されていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記排気通路は、前記内燃機関の気筒毎に設けられた分岐部と、該分岐部が集合する集合部とを備え、前記複数の炭化水素吸着触媒が前記分岐部のそれぞれに配置されるとともに、前記第1の炭化水素浄化触媒が前記集合部に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記排気通路の前記複数の炭化水素吸着触媒よりも下流側に接続され、排気ガスの一部を前記内燃機関の吸気系に還流させる排気還流通路と、前記排気還流通路を通過する排気ガスの流量を調整する排気還流弁と、所定限度を超える炭化水素の脱離が予測されたときに前記排気還流通路への排気ガスの流入を制限するように前記排気還流弁を制御する排気還流量制御手段とを具備することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 内燃機関の気筒毎の排気ガスが集合して導入される炭化水素浄化触媒と、前記炭化水素浄化触媒の上流側に配置され、互いに異なる少なくとも1つの気筒からの排気ガスが導入される複数の炭化水素吸着触媒と、を排気通路内に具備し、
前記内燃機関の始動後、前記複数の炭化水素吸着触媒における炭化水素の脱離の開始前に前記炭化水素浄化触媒による炭化水素の浄化が開始するように、前記複数の炭化水素吸着触媒の各熱容量及び前記炭化水素浄化触媒の熱容量がそれぞれ設定され、
前記複数の炭化水素吸着触媒における炭化水素の脱離の開始前に前記炭化水素浄化触媒による炭化水素の浄化が開始する関係を保持すべく前記炭化水素浄化触媒の温度を変化させる触媒温度制御手段を具備し、
前記触媒温度制御手段は、前記排気通路を流れる排気ガスの温度を考慮して前記複数の炭化水素吸着触媒がその炭化水素脱離開始温度に到達するまでの時間及び前記炭化水素浄化触媒がその炭化水素浄化開始温度に到達するまでの時間をそれぞれ推定する到達時間推定手段と、前記到達時間推定手段の各推定値の長短を判定する判定手段と、を具備し、
前記判定手段により、前記炭化水素脱離温度に到達する時間が前記浄化開始温度に到達する時間よりも短いと判定された場合には、前記炭化水素吸着触媒の温度を低下させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記排気通路は、前記内燃機関の気筒毎に設けられた分岐部と、該分岐部が集合する集合部とを備え、前記炭化水素吸着触媒が前記分岐部のそれぞれに配置されるとともに、前記炭化水素浄化触媒が前記集合部に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記排気通路には、過給機が設けられており、前記炭化水素浄化触媒が前記過給機の上流側に配置されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の内燃機関の
排気浄化装置。 - 前記排気通路の前記複数の炭化水素吸着触媒よりも下流側に接続され、排気ガスの一部を前記内燃機関の吸気系に還流させる排気還流通路と、前記排気還流通路を通過する排気ガスの流量を調整する排気還流弁と、所定限度を超える炭化水素の脱離が予測されたときに前記排気還流通路への排気ガスの流入を制限するように前記排気還流弁を制御する排気還流量制御手段とを具備することを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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