JPH04136413A - 内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明は内燃機関の排ガス浄化装置に係り、特に触媒
コンバータの触媒温度をモニターし、排気系に微少量の
燃料を供給して触媒コンバータの触媒温度を適正に維持
させ、排ガスの浄化性を向上し得る内燃機関の排ガス浄
化装置に関する。

［従来の技術］ 車両の内燃機関においては、内燃機関からの宵害排ガス
を所定の気体構成、温度条件のもとで、触媒物質の作用
によって無害排ガスに変換するために排気管途中に触媒
コンバータを設けている。

このように触媒コンバータを設けた排ガス浄化装置とし
ては、例えば、特開昭８１−２４７８１０号公報に開示
されている。この公報に記載のものは、排気通路に二次
エア導入部、０２センサ、触媒を設け、空燃比をフィー
ドバック制御することにより、排ガスの浄化を図ってい
る。

また、排ガス浄化装置にあっては、第３図に示す如く、
内燃機関２０２に付設した排気マニホルド２０４に上流
側の主触媒コンバータ２０６を設けるとともに、排気管
２０８途中に下流側の副触媒コンバータ２１０を設け、
内燃機関２０２からの排ガスの浄化を二段階に行ってい
墨ものがある。

この第３図においては、排気マニホルド２０４に０２セ
ンサ２１２を設け、この０２センサ２１２からの出力信
号を入力する制御手段（ＥＣＵ）２１４によって内燃機
関２０２の空燃比をフィードバック制御している。

［発明が解決しようとする問題点コ ところで、触媒コンバータを二段階に直列に設けた構造
においては、上流側の主触媒コンバータが内燃機関の排
気マニホルドに設けられており、この主触媒コンバータ
においては、まだ浄化されていない排ガスが流入するの
で、冷機運転時の触媒温度が速く高くなり、また、通常
の走行時においても触媒温度が高いので、常に触媒が活
性化しており、排ガスの浄化率も高いものである。

しかしながら、下流側の副触媒コンバータにおいては、
内燃機関から遠く、また、上流側の主触媒コンバータに
よってかなりの排ガスが浄化されてしまうので、反応熱
が低くなる等の理由により、主触媒コンバータに比べて
触媒温度が低くなる場合がある。

従って、副触媒コンバータの温度が低くなって排ガスを
効果的に浄化する所定温度範囲から外れてしまい、触媒
が活性せず、排ガスの浄化率が低くなるという不都合が
あった。

また、主触媒コンバータの触媒温度が高くなり過ぎ、Ｎ
Ｏｘの浄化が進まなくなる場合があるが、この場合、副
触媒コンバータの触媒温度がさらに低くなると、ＮＯｘ
の浄化性が悪化するという不都合があった。

［発明の目的コ そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべく、
主、副触媒コンバータを直列に設けた構造において、主
触媒コンバータと副触媒コンバータ間に補肋燃料噴射弁
を設け、副触媒コンバータの触媒温度を検出する触媒温
度センサを設け、副触媒コンバータの触媒温度が設定触
媒温度よりも低い場合に副触媒コンバータの触媒温度状
態に応じて燃料を排気系に供給することにより、副触媒
コンバータの触媒温度を適正に維持させ、Ｎ　Ｏｘの浄
化の悪化を招（ことなく排ガスの浄化性を向上させ得る
内燃機関の排ガス浄化装置を実現するにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、内燃機関の排ガ
ス浄化を果すべくこの内燃機関側から順次に主触媒コン
バータと副触媒コンバータとを直列状態に配設した内燃
機関の排ガス浄化装置において、前記主触媒コンバータ
と前記副触媒コンバータ間に補肋燃料噴射弁を設け、前
記副触媒コンバータの触媒温度を検出する触媒温度セン
サを設け、前記副触媒コンバータの触媒温度が設定触媒
温度よりも低い場合に前記副触媒コンバータの触媒温度
状態に応じて前記補肋燃料噴射弁からの燃料噴射量を制
御する制御手段を設けたことを特徴とする。

［作用コ この発明の構成によれば、制御手段は、副触媒コンバー
タの触媒温度が設定触媒温度よりも低い場合に、副触媒
コンバータの触媒温度状態に応じて補肋燃料噴射弁から
の燃料噴射量を制御するので、この燃料が副触媒コンバ
ータ内で酸化反応し、これにより、副触媒コンバータの
触媒温度が適正に上昇して維持されるので、副触媒コン
バータにおける触媒の活性化を担保させ、ＮＯｘの浄化
の悪化を招くことなく、排ガスの活性化を向上させるこ
とができる。

［実施例］ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１．２図は、この発明の実施例を示すものである。図
において、２は内燃機関である。この内燃機関２には、
排気マニホルド通路４を形成する排気マニホルド６の基
端側か付設されている。この排気マニホルド６の先端側
には、主触媒コンバータ８が設けられている。この主触
媒コンバータ８には、排気管１０が連設されている。

この排気管１０途中には、副触媒コンバータ１２が介設
されている。これにより、排気管１０は、副触媒コンバ
ータ１２よりも上流側の第１排気管通路１４−１を形成
する第１排気管１０−１と、副触媒コンバータ１２より
も下流側の第２排気管通路１４−２を形成する第２排気
管１０−２とに分割される。

従って、内燃機関２からの排ガスは、主触媒コンバータ
８と副触媒コンバータ１２との二段階によって浄化され
るものである。

前記排気マニホルド６には、排気マニホルド通路４内の
排ガスの酸素濃度を検出する０２センサ１８が取付けら
れている。

また、主触媒コンバータ８と副触媒コンバータ１２間の
第１排気管１０−１には、超微量の燃料を第１排気管通
路１４−１に噴射する補肋燃料噴射弁１８を取付ける。

更に、副触媒コンバータ１２には、この副触媒コンバー
タ１２の触媒温度を検出する触媒温度センサ２０を設け
る。

前記０２センサ１６と補肋燃料噴射弁１８と触媒温度セ
ンサ２０とは、制御手段（ＥＣＵ）２２に連絡している
。

この制御手段２２には、冷却水温度ＴＨＷ１　機関回転
数ＮＥ、　　スロットル開度ＴＨＲθ等の各検出信号が
入力される。

前記制御手段２２は、０２センサ１６からの出力信号や
各種の検出信号を入力して内燃機関２の空燃比をフィー
ドバック制御するものである。

また、制御手段２２は、副触媒コンバータ１２の触媒温
度Ｔｃが設定触媒温度（例えば３００℃）よりも低い場
合に、触媒温度センサ２０からの出力信号を入力しつつ
、この信号状態に応じて補肋燃料噴射弁１８を作動制御
して超微量の燃料を第１排気管通路１４−１に噴射させ
るものである。

次に、この実施例の作用を、第２図のフローチャーに基
づいて説明する。

制御手段２２のプログラムがスタートすると（ステップ
１０２）、先ず、触媒温度センサ２ｏからの信号である
触媒温度Ｔｃと機関回転数ＮＥとスロットル開度ＴＨＲ
θとを入力する（ステップ１０４）。

そして、触媒温度Ｔｃ＜設定触媒温度（例えば３００℃
）か否かを判断する（ステップ１０６）。

このステップ１０６においてＹＥＳの場合には、副触媒
コンバータ１２が低温で排ガスの浄化性が悪いものであ
る。そして、０２センサ１６によるフィードバック制御
中か否かを判断する（ステップ１０８）。

このステップ１０８においてＹＥＳの場合には、補肋燃
料噴射弁１８から触媒温度Ｔｃに応じた燃料量を微調整
して噴射させる。

一方、前記ステップ１０８においてＮｏの場合には、冷
却水温度ＴＨＷを入力する（ステップ１１０）。

そして、冷却水温度ＴＨＷ＜設定冷却水温度（例えば６
０℃）か否かを判断する（ステップ１１２）。

このステップ１１２においてＹＥＳの場合には空燃比の
フィードバック制御が行われていないが、冷却水温度Ｔ
ＨＷが設定冷却水温度よりも低いので副触媒コンバータ
１２の触媒温度が低いと判断できるので、燃料噴射を行
う（ステップ１１４）。

副触媒コンバータ１８の触媒温度が適正に維持されたな
らば、プログラムをエンドとする（ステップ１１６）。

一方、前記ステップ１０６でＮｏ及び前記ステップ１１
２でＮＯの場合には、副触媒コンバータ１２の触媒温度
が低くならず適正に維持されているので、補肋燃料噴射
弁１８の作動を行わず、ステップ１０４に戻す。

この結果、副触媒コンバータ１２の触媒温度が設定触媒
温度よりも低い時や副触媒コンバータ１２の温度を高く
したい時に、補肋燃料噴射弁１８から第１排気管通路１
４−１に超微量の燃料を供給制御するので、この燃料が
副触媒コンバータ１２内で酸化反応をし、これにより、
触媒温度を速やかに上昇させて排ガスの浄化を効率良く
行う適正温度範囲にするので、副触媒コンバータ１２の
触媒体の活性化を図り、排ガスの浄化性を向上させるこ
とができる。

また、補肋燃料噴射弁１８からの燃料量が副触媒コンバ
ータ１２の触媒温度をモニターする制御手段２２によっ
て調整されるので、内燃機関２の運転状態等によって燃
料量が増減されたり、あるいは燃料カットが行われ、燃
料の過供給が防止され、補肋燃料噴射弁１８から適正燃
料を噴射させることができる。

更に、排気系に燃料を噴射した場合でも、主触媒コンバ
ータ８によって排ガスの浄化が効率良く行われ、また、
第１排気管通路１４−１への燃料も微量なので、ＨＣの
増加量は微少であり、このＨＣの増加は無視することが
できる。

更にまた、主触媒コンバータ８の触媒温度が萬くなり過
ぎて、ＮＯｘの浄化が進まない場合にでも、副触媒コン
バータ１２の触媒温度が適正になっているので、副触媒
コンバータ１２でＮＯｘの浄化を良好に行わせることが
でき、結果としてＮＯｘの排出を低減し得る。

［発明の効果コ 以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、
主触媒コンバータと副触媒コンバータ間に補肋燃料噴射
弁を設け、副触媒コンバータの触媒温度を検出する触媒
温度センサを設け、副触媒コンバータの触媒温度が設定
触媒温度よりも低い場合に副触媒コンバータの触媒温度
状態に応じて補肋燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御す
る制御手段を設けたことにより、副触媒コンバータの触
媒温度を適正に維持させ、ＮＯｘの浄化の悪化を招くこ
となく、排ガスの活性化を向上させ得る。

【図面の簡単な説明】 第１．２図はこの発明の実施例を示し、第１図は排ガス
浄化装置のシステム構成図、第２図はこの実施例の作用
を説明するフローチャートである。 第３図は従来の排ガス浄化装置のシステム構成図である
。 図において、２は内燃機関、８は主触媒コンバータ、１
０は排気管、１２は副触媒コンバータ、１８は補肋燃料
噴射弁、２０は触媒温度センサ、そして２２は制御手段
である。 特　　　許　出願人　　鈴木自動車工業株式会社代　理
　人　弁理士　　西　　郷　　義　　美第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　内燃機関の排ガス浄化を果すべくこの内燃機関側
   から順次に主触媒コンバータと副触媒コンバータとを直
   列状態に配設した内燃機関の排ガス浄化装置において、
   前記主触媒コンバータと前記副触媒コンバータ間に補助
   燃料噴射弁を設け、前記副触媒コンバータの触媒温度を
   検出する触媒温度センサを設け、前記副触媒コンバータ
   の触媒温度が設定触媒温度よりも低い場合に前記副触媒
   コンバータの触媒温度状態に応じて前記補肋燃料噴射弁
   からの燃料噴射量を制御する制御手段を設けたことを特
   徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。