JPH01227814A

JPH01227814A - 排気ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH01227814A
Application number: JP63053158A
Authority: JP
Inventors: Shiro Kumagai; 熊谷　司郎; Takehisa Fujita; 武久藤田; Shigekazu Yamauchi; 重和山内
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1988-03-07
Filing date: 1988-03-07
Publication date: 1989-09-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車用エンジンの排気ガス浄化装置に関し
、特に、排気ガス中に含まれる硫黄化合物の除去装置に
関する。

（従来の技術）周知のように、自動車用エンジンに使用される燃料の一
つであるガソリンにあっては、その成分中に硫黄を含ん
でおり、このような燃料をエンジンの燃焼室で燃やすと
、二酸化硫黄（Ｓ　Ｏ，）が生成される。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述したような燃料を含む混合気の空燃比は
、燃焼後に生成される排気ガス中の残留成分に対して次
のような影響を及ぼすとされている。

（１）　　混合気が、理論空燃比よりもリッチな条件下
では、燃焼時に生成される二酸化硫黄（’ｓｏ、）が、
触媒内で燃焼ガス中に含まれている水素（Ｈ□）と反応
して硫化水素（Ｈ２Ｓ）を生成する。

ＳＯ２＋Ｈ２→Ｈ２Ｓ＋０２・・・（１）（ＩＩ）　　
混合気が、理論空燃比よりもリーンな条件下では、燃焼
時に生成される二酸化硫黄（Ｓｏ□）が、触媒内で燃焼
ガス中に含まれている酸素（０□）と反応して硫酸塩の
状態で蓄積され、上述した硫化水素（Ｈ２Ｓ）は生成さ
れない。

Ｓ０２＋○、＋Ｍ−０８→Ｍ−８ｏ４・・・（２）但し
、この硫酸塩は、理論空燃比よりもリッチな条件下にさ
らされると、次式の通り、硫化水素（Ｈ２Ｓ）を発生す
る。

Ｍ−８ｏ４＋Ｈ２→Ｈ２Ｓ＋Ｍ−〇８・・・（３）この
ように、排気ガスには、混合気の空燃比の状態に応じて
、有害物質である硫化水素（Ｈ２Ｓ）を発生する虞れが
ある。

（目　的）そこで本発明の目的は、混合気の空燃比に応じて発生す
る有害物質、特に、硫黄化合物を略完全に除去できる新
規な排気ガス浄化装置を得ることにある。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明は、排気ガスの流動方
向における排気ガス浄化用触媒の上流側に、上記触媒内
で燃焼時と同じ化学反応を起こさせるための２次空気を
供給するようにし、この２次空気の供給時期として、空
燃比がリッチな条件下であるときとし、かつ、この条件
下において、上記触媒の温度が所定温度以上に達する前
に、上記２次空気の供給を停止することを提案するもの
である。

（作　用）本発明によれば、上記化学式（ＩＩ）において明らかな
ように、排気ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ□）に対して酸
素（０２）を結合させることにより、硫化水素（Ｈ２Ｓ
）の発生が抑えられ、かつ、触媒の熱劣化や、耐久性お
よび、浄化能力が低下するようなことが未然に防がれる
。

（実　施　例）以下、第１図乃至第３図において、本発明実施例の詳細
を説明する。

第１図は、本発明実施例による排気ガス浄化装置全体構
成を示すブロック図である。

本実施例の特徴は、排気ガスの排出時に生じる負圧を利
用して２次空気を送り込むリード弁とエンジン側の排気
管との間に、リード弁からの２次空気の供給系を連新す
る弁を設けた点にある。

すなわち、図において、エンジン１の排気管ｌａ中には
、矢印Ａで示す排気ガスの流動方向におけるマフラ（図
示されず）に至る上流側に、例えば、酸化触媒２が位置
し、そして、排気ガスの流動方向における酸化触媒２の
上流側には、２次空気の取り入れ口１ａｌが形成しであ
る。

この取り入れ口１ａｌには、２次空気の供給部が設けて
あり、この２次空気供給部３は、吸気系の始端側に位置
するエアクリーナ３Ａと、このエアクリーナ３Ａからの
外気を排気の脈動を利用して排気管ｌａ内に導入するリ
ード弁３Ｂとで構成されている。

そして、上述したリード弁３Ｂと排気管１ａとを連絡す
る供給パイプ３Ｃの途中には、２次空気供給弁４が配置
されている。

すなわち、この２次空気供給弁４は、２次空気の供給を
制御するために供給パイプ３Ｃを開閉するものであって
、本実施例の場合、供給パイプ３Ｃに連結された２次空
気通過部４ａと背圧部４ｂとの間にダイアフラム４Ａを
用いた負圧作動弁で構成され、２次空気通過部４ａに対
向するダイアフラム４Ａの面には供給パイプ３ｃを開閉
する弁本体４ｃがそして、背圧部４ｂに対向するダイア
フラム４Ａの面には圧縮バネ４ｄがそれぞれ設けである
。

上述した２次空気供給弁４における背圧部４ｂには、供
給パイプ３ｃを開放する向きに弁本体４Ｃを移動付勢す
る負圧発生部５が接続されている。

すなわち、この負圧発生部５は、例えば、電磁駆動式３
ボート２位置切り換え弁等で構成される切り換え弁５Ａ
を介して負圧リザーバ５Ｂを連結され、この負圧リザー
バ５Ｂは、逆止弁６を介してエンジン１の吸気マニホー
ルド１ｂに連結されている。

一方、上述した負圧発生部５における切り換え弁５Ａは
、第２図に示す制御部７に電気的接続されて、切り換え
方向および、作動時期を制御され、これに追随して２次
空気供給弁４が開閉を制御されるようになっている。

すなわち制御部７は、第２図示のように、Ｉ１０インタ
ーフェイス７Ａに接続された演算処理部を成すマイクロ
コンピュータ７Ｂを備えており、上述したＩ１０インタ
ーフェイス７Ａには、排気管ｌａ内での残留酸素を検知
するＥＧＯセンサ（図示されず）からの信号、エンジン
側での回転数および、アクセル開度等のエンジン出力デ
ータを表す信号、そして、エンジン温度（冷却水温度）
を示す信号がそれぞれ入力されると共に、酸化触媒２内
の温度が信号として入力される。上述した各信号のうち
、酸化触媒２からの温度信号以外の信号は、混合気が理
論空燃比よりもリッチな条件下にあるかあるいは、リー
ンな条件下にあるかを割り出すためのデータとなるもの
である。

そして、マイクロコンピュータ７Ｂでは、ＲＯＭ７Ｃで
の制御プログラムおよび、演算のための基礎データに基
づいて位置切り換え弁５Ａの方向切り換えおよび、切り
換え時期の設定を行ない、２次空気供給弁４の開閉制御
を行なうようになっている。

すなわち、ＲＯＭ７Ｃには、混合気の理論空燃比に対す
るリッチ、リーン条件を判別するための基礎データ、お
よび、酸化触媒での触媒による浄化能率が低下する要因
、例えば、触媒が熱劣化を起こす温度や耐久性の低下を
来す酸素（０２）の存在量に関するデータがそれぞれ記
憶されており、これらのデータを基に、マイクロコンピ
ュータ７Ｂにおいて、上述した各部からの入力信号を演
算処理することで２次空気供給弁４の開閉状態が設定さ
れる。

本実施例の場合、上述した各部からの信号において、混
合気が、理論空燃比よりもリッチな条件下になった場合
には、負圧リザーバ５Ｂによる負圧付勢を介し２次空気
供給弁４が開放される向きに切り換え弁５Ａを作動させ
る指令がマイクロコンピュータ７Ｂから出され、かつ、
この状態において、触媒２内の温度が触媒の熱劣化を起
こす虞れのある温度にまで上昇した時点で切り換え弁５
Ａに対して、２次空気供給弁４を閉鎖する向きに作動さ
せる指令がマイクロコンピュータ７Ｂから出されるよう
になっている。このときの切り換え弁５Ａは、２次空気
供給弁４における背圧部４ａを大気開放することができ
る状態とされ、これによって、２次空気供給弁４は、弁
本体４ｃが圧縮バネ４ｄの付勢を受けることにより供給
パイプ３Ｃを閉鎖する。

本実施例は以上のような構造であるから、その作用は第
３図に示すフローチャートの通りである。

すなわち、エンジン運転状態にあると、Ｉ１０インター
フェイス７Ａに対して各部からの信号が入力され、エン
ジン側での回転数、アクセル開度および、ＥＧＯセンサ
からの情報によって、混合気が理論空燃比よりもリッチ
条件下にあるかどうかを判別しく５ＴＩ）、特に、例え
ば、冷間時でのエンジン始動時あるいは、高負荷運転時
等の空燃比がリッチ条件下である場合には、酸化触媒２
の温度を検出してその温度が所定温度以下であるかどう
かを判別したうえで（Ｓｒ２）、所定温度以下であれば
、切り換え弁５Ａが、２次空気供給弁４を開放するよう
に切り換えられる（Ｓｒ３）。

一方、上述したように、２次空気供給弁４が開放される
と、リード弁３Ｂを介して排気管１ａにおける酸化触媒
２の上流側に酸素を含む２次空気が供給されることにな
るが、この酸素の供給によって生じる化学反応により、
酸化触媒２内での温度が上昇して行き、触媒の熱劣化を
招く温度１例えば８５０℃に上昇した場合には、マイク
ロコンピュータ７Ｂから切り換え５Ａに対し、２次空気
供給弁４を閉鎖させる向きの作動指令が出され、これに
よって排気管１ａへの２次空気の供給が停止される（Ｓ
ｒ１）。

このような触媒内の温度上昇は、触媒内での酸素の含有
量が多いことと同等な現象であるので、この温度の検知
によって、触媒の耐久性の劣化および、触媒の浄化能力
低下を未然にチエツクすることができる。

そして、上述したＩ１０インターフェイス７Ａに対して
各部からの信号が入力され、エンジン側での回転数、ア
クセル開度および、ＥＧＯセンサからの情報によって、
混合気が理論空燃比よりもリーンな条件下である場合に
は、第３図示のように、マイクロコンピュータ７Ｂから
は、切り換え弁５Ａに対して、２次空気供給弁４を閉鎖
させる向きの作動指令が出され（ＳＴ４）、排気管１ａ
への２次空気の供給は停止される。このような状態にお
いて、混合気の理論空燃比に対するリッチ、リーンの判
別がエンジンの運転状態にある間、継続して行われ、エ
ンジンが運転を維持しているかどうかを判別して（ＳＴ
Ｙ）、エンジンが運転状態である場合には。

その条件に応じた２次空気供給制御が行われる。

なお、上述した実施例において、触媒内の温度検知に基
づき、３ポート２位置切り換え弁を介しての２次空気供
給弁の開閉制御を行なうようにするのに代えて、２次空
気供給弁が導入された後の経過時間とこの時間に対する
温度上昇の割合を求め、この経過時間を決めるための要
因となるエンジン側での負荷状態と経過時間との関係を
設定したマツプを制御部での基礎データとし、経過時間
に応じた２次空気供給弁の開閉制御、特に、閉鎖時期の
制御を行なうようにすることも可能である。

（発明の効果）以上、本発明によれば、エンジン側での運転状態に拘ら
ず、換言すれば、通常、２次空気の供給を必要とされる
時期にこだわることなく特に、混合気が理論空燃比より
もリッチ条件下にあるとき、この条件下で発生する硫黄
化合物を完全に除去することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による排気ガス浄化装置を示す全
体構成図、第２図は第１図に示した排気ガス装置におけ
る制御部を示すブロック図、第３図は第２図に示した制
御部の作用を説明するためのフローチャートである。１・・・エンジン、２・・・酸化触媒、３・・・２次空
気供給部、４・・・２次空気供給弁、５・・・２次空気
供給弁駆動用負圧発生部、７・・・制御部。／￥ｉ７２田＜Ａｔ嫁；（１／￥１１７）図

Claims

【特許請求の範囲】排気ガス浄化用の触媒に対し、その触媒の排気ガス導入
側で２次空気を供給することにより、上記触媒内で燃焼
と同じ化学反応を行なわせるエンジンの排気ガス浄化装
置において、上記２次空気の供給路中に設けられ、その供給路を開閉
する２次空気供給バルブと、上記触媒内の温度と、エンジンに供給される混合気の理
論空燃比に対するリッチ、リーンの各条件を決定するた
めの情報をそれぞれ入力され、この入力情報に基づいて
上記２次空気供給バルブを開閉制御する制御部とを有し
、上記制御部において、エンジンの燃焼室に供給される混
合気が、理論空燃比よりもリッチな条件下にあるとき、
上記２次空気供給バルブを開放し、そして、このバルブ
の開放時において上記触媒の温度が所定温度以上に達す
る前に上記２次空気バルブを閉鎖することを特徴とする
排気ガス浄化装置。