JPH05222927A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- JPH05222927A JPH05222927A JP5915292A JP5915292A JPH05222927A JP H05222927 A JPH05222927 A JP H05222927A JP 5915292 A JP5915292 A JP 5915292A JP 5915292 A JP5915292 A JP 5915292A JP H05222927 A JPH05222927 A JP H05222927A
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- temperature
- nox
- heater
- nox catalyst
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ＮＯｘ触媒の触媒床温を、温度ウインドウ内
に正確にかつ速やかに制御する。 【構成】 ＮＯｘ触媒６の上流にヒータ付き触媒７を備
えた内燃機関の排気浄化装置において、さらに冷却装置
１４を設けた。触媒床温を下降させる側の制御もでき、
ＮＯｘ触媒６の触媒床温を、触媒が高ＮＯｘ浄化率を示
す温度ウインドウに、高精度にかつ速やかに制御するこ
とができる。
に正確にかつ速やかに制御する。 【構成】 ＮＯｘ触媒６の上流にヒータ付き触媒７を備
えた内燃機関の排気浄化装置において、さらに冷却装置
１４を設けた。触媒床温を下降させる側の制御もでき、
ＮＯｘ触媒６の触媒床温を、触媒が高ＮＯｘ浄化率を示
す温度ウインドウに、高精度にかつ速やかに制御するこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気系に、空燃比リー
ンの排気中でＮＯｘを還元することのできるＮＯｘ触媒
を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
ンの排気中でＮＯｘを還元することのできるＮＯｘ触媒
を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃費の向上と、地球温暖化防止のための
ＣＯ2 排出の低減との両方を一挙に達成できる自動車用
内燃機関として、空燃比リーンで燃焼可能な、いわゆる
リーンバーンエンジン（ディーゼルエンジンを含む）の
研究が進められ、一部実用化されている。空燃比リーン
の排気中では、三元触媒はＮＯｘを浄化できないため、
空燃比リーンの排気中でもＮＯｘを還元できるＮＯｘ触
媒の開発が進められている。このようなＮＯｘ触媒とし
て、遷移金属をイオン交換してゼオライトに担持させた
触媒や貴金属をアルミナやゼオライトに担持させた触媒
が知られている（たとえば、特開平１−１３０７３５号
公報、特開平１−１３５５４１号公報）。
ＣＯ2 排出の低減との両方を一挙に達成できる自動車用
内燃機関として、空燃比リーンで燃焼可能な、いわゆる
リーンバーンエンジン（ディーゼルエンジンを含む）の
研究が進められ、一部実用化されている。空燃比リーン
の排気中では、三元触媒はＮＯｘを浄化できないため、
空燃比リーンの排気中でもＮＯｘを還元できるＮＯｘ触
媒の開発が進められている。このようなＮＯｘ触媒とし
て、遷移金属をイオン交換してゼオライトに担持させた
触媒や貴金属をアルミナやゼオライトに担持させた触媒
が知られている（たとえば、特開平１−１３０７３５号
公報、特開平１−１３５５４１号公報）。
【０００３】上記ＮＯｘ触媒は、ある温度域（たとえ
ば、３５０℃−５５０℃）でのみ高いＮＯｘ浄化率を示
すことができることが知られている。これは、この温度
域より低温では触媒自体の活性が低下し、この温度域よ
り高温では還元剤として必要なＨＣ（炭化水素）が直接
酸化してしまってＨＣが不足するからであると考えられ
ている。したがって、排気浄化装置がシステムとして高
いＮＯｘ浄化率を示すためには、ＮＯｘ触媒の温度を上
記温度域内に制御する必要がある。
ば、３５０℃−５５０℃）でのみ高いＮＯｘ浄化率を示
すことができることが知られている。これは、この温度
域より低温では触媒自体の活性が低下し、この温度域よ
り高温では還元剤として必要なＨＣ（炭化水素）が直接
酸化してしまってＨＣが不足するからであると考えられ
ている。したがって、排気浄化装置がシステムとして高
いＮＯｘ浄化率を示すためには、ＮＯｘ触媒の温度を上
記温度域内に制御する必要がある。
【０００４】特願平３−３１８６７６号（平成３年１１
月７日出願）において、本出願人はＮＯｘ触媒の上流に
ヒータ付触媒を配置し、該ヒータ付触媒のヒータを利用
してＮＯｘ触媒の温度を制御する発明を提案した。
月７日出願）において、本出願人はＮＯｘ触媒の上流に
ヒータ付触媒を配置し、該ヒータ付触媒のヒータを利用
してＮＯｘ触媒の温度を制御する発明を提案した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特願平３−３
１８６７６号の発明においても、ヒータ付触媒のヒータ
はＮＯｘ触媒の温度制御に専用に設けられたものではな
いため、このヒータだけではＮＯｘ触媒の温度を最適範
囲に制御しきれない、また、ヒータは温度を上げる方向
にしか働かず、ヒータだけのＮＯｘ触媒温度制御には問
題がある、また、ＮＯｘ触媒温度がいったん上記温度域
から外れると、ＮＯｘ浄化率が大幅に低下するという問
題がある。
１８６７６号の発明においても、ヒータ付触媒のヒータ
はＮＯｘ触媒の温度制御に専用に設けられたものではな
いため、このヒータだけではＮＯｘ触媒の温度を最適範
囲に制御しきれない、また、ヒータは温度を上げる方向
にしか働かず、ヒータだけのＮＯｘ触媒温度制御には問
題がある、また、ＮＯｘ触媒温度がいったん上記温度域
から外れると、ＮＯｘ浄化率が大幅に低下するという問
題がある。
【０００６】本発明の目的は、空燃比リーン域でもＮＯ
ｘを還元できるＮＯｘ触媒を排気系に備えた内燃機関の
排気浄化装置であって、ＮＯｘ触媒温度を、従来よりも
確実に、速やかに、ＮＯｘ触媒が高いＮＯｘ浄化率を示
せる温度域（温度ウインドウ）に制御することができる
ようにした内燃機関の排気浄化装置を提供することにあ
る。
ｘを還元できるＮＯｘ触媒を排気系に備えた内燃機関の
排気浄化装置であって、ＮＯｘ触媒温度を、従来よりも
確実に、速やかに、ＮＯｘ触媒が高いＮＯｘ浄化率を示
せる温度域（温度ウインドウ）に制御することができる
ようにした内燃機関の排気浄化装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、次の内燃機関の排気浄化装置によって達成され
る。すなわち、希薄燃焼可能な内燃機関およびその排気
通路と、前記排気通路に設けられた、空燃比リーンの排
気中でＮＯｘを還元することのできるＮＯｘ触媒と、前
記排気通路の、前記ＮＯｘ触媒の上流側部位に設けられ
たヒータ付き触媒と、前記排気通路の、前記ＮＯｘ触媒
部位またはその上流側部位に設けられた冷却装置と、前
記ヒータ付き触媒のヒータと前記冷却装置を制御するこ
とにより前記ＮＯｘ触媒の温度を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
れば、次の内燃機関の排気浄化装置によって達成され
る。すなわち、希薄燃焼可能な内燃機関およびその排気
通路と、前記排気通路に設けられた、空燃比リーンの排
気中でＮＯｘを還元することのできるＮＯｘ触媒と、前
記排気通路の、前記ＮＯｘ触媒の上流側部位に設けられ
たヒータ付き触媒と、前記排気通路の、前記ＮＯｘ触媒
部位またはその上流側部位に設けられた冷却装置と、前
記ヒータ付き触媒のヒータと前記冷却装置を制御するこ
とにより前記ＮＯｘ触媒の温度を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【０００８】
【作用】上記本発明の内燃機関の排気浄化装置において
は、ＮＯｘ触媒の触媒床温が温度ウインドウの上限値よ
りも高い時にはヒータがＯＦＦにされると共に冷却装置
がＯＮにされて触媒床温が積極的に下げられ、触媒床温
が温度ウインドウの下限値よりも低い時にはヒータがＯ
Ｎにされると共に冷却装置がＯＦＦにされて触媒床温が
上昇される。これによって、ＮＯｘ触媒の触媒床温は温
度ウインドウ内に維持される。とくに、冷却装置の存在
によって、触媒床温が高いときでも積極的に下げること
ができ、従来のヒータのみの場合に比べて、その温度制
御の精度が高くなりかつ制御速度が早い。
は、ＮＯｘ触媒の触媒床温が温度ウインドウの上限値よ
りも高い時にはヒータがＯＦＦにされると共に冷却装置
がＯＮにされて触媒床温が積極的に下げられ、触媒床温
が温度ウインドウの下限値よりも低い時にはヒータがＯ
Ｎにされると共に冷却装置がＯＦＦにされて触媒床温が
上昇される。これによって、ＮＯｘ触媒の触媒床温は温
度ウインドウ内に維持される。とくに、冷却装置の存在
によって、触媒床温が高いときでも積極的に下げること
ができ、従来のヒータのみの場合に比べて、その温度制
御の精度が高くなりかつ制御速度が早い。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図１
−図３は本発明の第１実施例の構成を、図４は本発明の
第２実施例の構成を、図５、図６は本発明の第３実施例
の構成を、図７、図８は本発明の全実施例に適用可能な
特性、作用を示している。次に各実施例を説明する。
置の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図１
−図３は本発明の第１実施例の構成を、図４は本発明の
第２実施例の構成を、図５、図６は本発明の第３実施例
の構成を、図７、図８は本発明の全実施例に適用可能な
特性、作用を示している。次に各実施例を説明する。
【００１０】第１実施例 図１に示すように、希薄燃焼可能な内燃機関２の排気系
４には、空燃比リーンの排気中でＮＯｘを還元すること
のできるＮＯｘ触媒６が配置されている。このようなＮ
Ｏｘ触媒６には、Ｃｕ等の遷移金属をイオン交換してゼ
オライトに担持させた遷移金属／ゼオライト触媒や、Ｐ
ｔ等の貴金属をアルミナやゼオライトに担持した貴金属
系触媒を含む。遷移金属／ゼオライト触媒は、ＮＯｘの
還元には、還元剤としてＨＣ（炭化水素）が必要であ
る。このようなＨＣは、排気系に設けた特別なＨＣ供給
装置から供給されたＨＣであってもよいし、エンジン自
体の未燃炭化水素であってもよい。
４には、空燃比リーンの排気中でＮＯｘを還元すること
のできるＮＯｘ触媒６が配置されている。このようなＮ
Ｏｘ触媒６には、Ｃｕ等の遷移金属をイオン交換してゼ
オライトに担持させた遷移金属／ゼオライト触媒や、Ｐ
ｔ等の貴金属をアルミナやゼオライトに担持した貴金属
系触媒を含む。遷移金属／ゼオライト触媒は、ＮＯｘの
還元には、還元剤としてＨＣ（炭化水素）が必要であ
る。このようなＨＣは、排気系に設けた特別なＨＣ供給
装置から供給されたＨＣであってもよいし、エンジン自
体の未燃炭化水素であってもよい。
【００１１】図２に示すように、排気通路４の、ＮＯｘ
触媒６の上流側部位に、ＮＯｘ触媒６とは別に上流側に
もう一つの小型の、ヒータ付き触媒７（たとえばヒータ
付三元触媒）が設けられている。上流側のヒータ付き触
媒７は速やかな暖機が要求されるスタート触媒として利
用できる。
触媒６の上流側部位に、ＮＯｘ触媒６とは別に上流側に
もう一つの小型の、ヒータ付き触媒７（たとえばヒータ
付三元触媒）が設けられている。上流側のヒータ付き触
媒７は速やかな暖機が要求されるスタート触媒として利
用できる。
【００１２】図１に示すように、ヒータ付き触媒７の電
気ヒータ８は、バッテリ１０に接続されており、その回
路の途中にスイッチ１２が設けられている。スイッチ１
２のＯＮ、ＯＦＦは、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）
２２からの指令によって制御される。
気ヒータ８は、バッテリ１０に接続されており、その回
路の途中にスイッチ１２が設けられている。スイッチ１
２のＯＮ、ＯＦＦは、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）
２２からの指令によって制御される。
【００１３】排気通路４の、ＮＯｘ触媒部位またはそれ
より上流側部位に、冷却装置１４が設けられる。第１実
施例では冷却装置１４はヒータ付き触媒７の下流側に配
置される。冷却装置１４がＮＯｘ触媒６に設けられる場
合はＮＯｘ触媒６自体を冷却し、ＮＯｘ触媒６より上流
側に設けられる場合は排気ガスをいったん冷却し、冷却
された排気ガスでＮＯｘ触媒６を冷却する。冷却装置１
４は、ＮＯｘ触媒６または排気ガスを強制的に冷却でき
る装置から成り、たとえば、エンジン冷却水の配管を排
気系に導いて冷却可能としたものから成る。このような
冷却水配管の途中には制御弁１６が設けられ、制御弁１
６を後述するＥＣＵ２２からの指令でＯＮ、ＯＦＦし
て、ＮＯｘ触媒の冷却をＯＮ、ＯＦＦすることができる
ようになっている。
より上流側部位に、冷却装置１４が設けられる。第１実
施例では冷却装置１４はヒータ付き触媒７の下流側に配
置される。冷却装置１４がＮＯｘ触媒６に設けられる場
合はＮＯｘ触媒６自体を冷却し、ＮＯｘ触媒６より上流
側に設けられる場合は排気ガスをいったん冷却し、冷却
された排気ガスでＮＯｘ触媒６を冷却する。冷却装置１
４は、ＮＯｘ触媒６または排気ガスを強制的に冷却でき
る装置から成り、たとえば、エンジン冷却水の配管を排
気系に導いて冷却可能としたものから成る。このような
冷却水配管の途中には制御弁１６が設けられ、制御弁１
６を後述するＥＣＵ２２からの指令でＯＮ、ＯＦＦし
て、ＮＯｘ触媒の冷却をＯＮ、ＯＦＦすることができる
ようになっている。
【００１４】ＮＯｘ触媒６の触媒床温をフィードバック
制御するためには、ＮＯｘ触媒６の触媒床温を代表でき
る温度を検出する温度センサ１８を設けることが必要で
ある。図１の例では、温度センサ１８はＮＯｘ触媒６の
下流側の排気通路部位に配置されている。温度センサ１
８の出力はＥＣＵ２２に入力される。また、エンジンの
暖機状態を検出するために、エンジン冷却水温センサ２
０が設けられ、その出力もＥＣＵ２２に入力される。
制御するためには、ＮＯｘ触媒６の触媒床温を代表でき
る温度を検出する温度センサ１８を設けることが必要で
ある。図１の例では、温度センサ１８はＮＯｘ触媒６の
下流側の排気通路部位に配置されている。温度センサ１
８の出力はＥＣＵ２２に入力される。また、エンジンの
暖機状態を検出するために、エンジン冷却水温センサ２
０が設けられ、その出力もＥＣＵ２２に入力される。
【００１５】ＥＣＵ２２はマイクロコンピュータから成
り、アナログ量をディジタル量に変換するアナログ／デ
ィジタル変換器、ディジタル量が入力される入力インタ
フェース、一時記憶用のランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）、読出し専用のメモリのリードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）、演算を実行するセントラルプロセッサユニット
（ＣＰＵ）、ＣＰＵの演算結果を各機器に出力する出力
インタフェースを有する。
り、アナログ量をディジタル量に変換するアナログ／デ
ィジタル変換器、ディジタル量が入力される入力インタ
フェース、一時記憶用のランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）、読出し専用のメモリのリードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）、演算を実行するセントラルプロセッサユニット
（ＣＰＵ）、ＣＰＵの演算結果を各機器に出力する出力
インタフェースを有する。
【００１６】図３のプログラムはＥＣＵ２２のＲＯＭに
記憶されており、ＣＰＵに読出されてＣＰＵで演算が実
行される。図３のルーチンは、一定時間毎に割込まれ
る。ステップ１０２では、エンジン冷却水温センサ２０
の出力値であるエンジン冷却水温ＴＨＷが読込まれる。
ステップ１０４に進み、ＴＨＷが予じめ定めた一定温度
ＴＨＷ０より低いか否かを判定して現在の運転状態が冷
間時にあるか否かを判定する。冷間時なら速やかにＮＯ
ｘ触媒６を暖機する必要があるからステップ１１４に進
み、暖機後であればステップ１０６に進んで触媒床温制
御を実行する。
記憶されており、ＣＰＵに読出されてＣＰＵで演算が実
行される。図３のルーチンは、一定時間毎に割込まれ
る。ステップ１０２では、エンジン冷却水温センサ２０
の出力値であるエンジン冷却水温ＴＨＷが読込まれる。
ステップ１０４に進み、ＴＨＷが予じめ定めた一定温度
ＴＨＷ０より低いか否かを判定して現在の運転状態が冷
間時にあるか否かを判定する。冷間時なら速やかにＮＯ
ｘ触媒６を暖機する必要があるからステップ１１４に進
み、暖機後であればステップ１０６に進んで触媒床温制
御を実行する。
【００１７】ステップ１０４からステップ１１４に進ん
だ場合は、ステップ１１４で電気ヒータ８をＯＮにして
加熱を実行すると共に、ステップ１１６で冷却装置１４
をＯＦＦにして冷却を停止する。これによってＮＯｘ触
媒６の触媒床温は上昇する。
だ場合は、ステップ１１４で電気ヒータ８をＯＮにして
加熱を実行すると共に、ステップ１１６で冷却装置１４
をＯＦＦにして冷却を停止する。これによってＮＯｘ触
媒６の触媒床温は上昇する。
【００１８】ステップ１０４からステップ１０６に進ん
だ場合は、触媒床温制御のために、ステップ１０６で、
触媒温度を代表する温度Ｔｃａｔを検出するための温度
センサ１８の出力を読込む。続いて、ステップ１０８に
進み、Ｔｃａｔが、ＮＯｘ触媒６が高ＮＯｘ浄化率を示
す温度ウインドウの下限値αより低いか否かを判定す
る。Ｔｃａｔ＜αならば触媒床温が低すぎるので、前記
のステップ１１４、１１６に進んで触媒床温を上昇させ
る。
だ場合は、触媒床温制御のために、ステップ１０６で、
触媒温度を代表する温度Ｔｃａｔを検出するための温度
センサ１８の出力を読込む。続いて、ステップ１０８に
進み、Ｔｃａｔが、ＮＯｘ触媒６が高ＮＯｘ浄化率を示
す温度ウインドウの下限値αより低いか否かを判定す
る。Ｔｃａｔ＜αならば触媒床温が低すぎるので、前記
のステップ１１４、１１６に進んで触媒床温を上昇させ
る。
【００１９】ステップ１０８で触媒床温Ｔｃａｔがα以
上であると判定された場合には、ステップ１１０に進
み、そこで、触媒床温Ｔｃａｔが、ＮＯｘ触媒６が高Ｎ
Ｏｘ浄化率を示せる温度ウインドウの上限値βより高い
か否かを判定する。Ｔｃａｔがβ以下だと、触媒床温は
上記温度ウインドウにあるから、温度制御の必要がな
く、そのままリターンステップに進んでリターンする。
上であると判定された場合には、ステップ１１０に進
み、そこで、触媒床温Ｔｃａｔが、ＮＯｘ触媒６が高Ｎ
Ｏｘ浄化率を示せる温度ウインドウの上限値βより高い
か否かを判定する。Ｔｃａｔがβ以下だと、触媒床温は
上記温度ウインドウにあるから、温度制御の必要がな
く、そのままリターンステップに進んでリターンする。
【００２０】ステップ１１０で、Ｔｃａｔがβより高い
と判定されると、触媒床温が高すぎ冷却の必要があるか
らステップ１１８に進む。ステップ１１８では冷却装置
１４をＯＮにして冷却を実行するとともに電気ヒータ８
をＯＦＦにて加熱を停止する。これによってＮＯｘ触媒
６の触媒床温は低下する。続いて、リターンする。ステ
ップ１０２−１２０は、第１実施例における、ヒータ付
き触媒７のヒータ８と冷却装置１４を制御することによ
りＮＯｘ触媒６の温度を制御する制御装置を構成する。
と判定されると、触媒床温が高すぎ冷却の必要があるか
らステップ１１８に進む。ステップ１１８では冷却装置
１４をＯＮにして冷却を実行するとともに電気ヒータ８
をＯＦＦにて加熱を停止する。これによってＮＯｘ触媒
６の触媒床温は低下する。続いて、リターンする。ステ
ップ１０２−１２０は、第１実施例における、ヒータ付
き触媒７のヒータ８と冷却装置１４を制御することによ
りＮＯｘ触媒６の温度を制御する制御装置を構成する。
【００２１】次に、第１実施例の作用を説明する。図７
に示すように、ＮＯｘ触媒６は一定の温度領域α−βに
おいてのみ高いＮＯｘ浄化率を示す。それより高い温度
領域においては、ＨＣ、ＣＯは完全酸化が進むがＮＯｘ
の還元は低くなる。また、触媒床温を上下に振った過渡
状態では、図８に示すように、昇温時の方が、降温時や
定常時よりも高いＮＯｘ浄化率を示す。
に示すように、ＮＯｘ触媒６は一定の温度領域α−βに
おいてのみ高いＮＯｘ浄化率を示す。それより高い温度
領域においては、ＨＣ、ＣＯは完全酸化が進むがＮＯｘ
の還元は低くなる。また、触媒床温を上下に振った過渡
状態では、図８に示すように、昇温時の方が、降温時や
定常時よりも高いＮＯｘ浄化率を示す。
【００２２】本発明では、図７において、触媒床温がα
より低いと、電気ヒータ８がＯＮにされ冷却装置１４が
ＯＦＦにされるので、触媒床温は上昇して、速やかに、
温度ウインドウα−βに戻される。逆に、触媒床温がβ
より高いと、電気ヒータ８がＯＦＦにされ冷却装置１４
がＯＮにされるので、触媒床温は下降して、速やかに温
度ウインドウα−βに戻される。かくの如くにして、触
媒床温は常に、高いＮＯｘ浄化率が期待できる温度ウイ
ンドウ内に制御されようとする。
より低いと、電気ヒータ８がＯＮにされ冷却装置１４が
ＯＦＦにされるので、触媒床温は上昇して、速やかに、
温度ウインドウα−βに戻される。逆に、触媒床温がβ
より高いと、電気ヒータ８がＯＦＦにされ冷却装置１４
がＯＮにされるので、触媒床温は下降して、速やかに温
度ウインドウα−βに戻される。かくの如くにして、触
媒床温は常に、高いＮＯｘ浄化率が期待できる温度ウイ
ンドウ内に制御されようとする。
【００２３】第２実施例 図４は本発明の第２実施例を示している。第２実施例で
は、冷却装置１４はヒータ付き触媒７の上流側に設けら
れる。その他の構成、作用は第１実施例に準じるので、
第１実施例と同一の符号を付して説明を省略する。
は、冷却装置１４はヒータ付き触媒７の上流側に設けら
れる。その他の構成、作用は第１実施例に準じるので、
第１実施例と同一の符号を付して説明を省略する。
【００２４】第３実施例 第３実施例は、第１実施例においてさらにＨＣ供給装置
を設けると共に、ヒータおよび冷却装置の制御をデュー
ティ制御で行うようにしたものであり、その他は第１実
施例に準じるので、準じる部分に第１実施例と同一の符
号を付し、異なる部分についてのみ説明する。電気ヒー
タ８は通電量をデューティ制御できるようになってお
り、バッテリ４０との接続回路上にヒータ通電制御装置
４２が設けられている。ヒータ通電制御装置４２はＥＣ
Ｕ２２からの指令によって制御される。
を設けると共に、ヒータおよび冷却装置の制御をデュー
ティ制御で行うようにしたものであり、その他は第１実
施例に準じるので、準じる部分に第１実施例と同一の符
号を付し、異なる部分についてのみ説明する。電気ヒー
タ８は通電量をデューティ制御できるようになってお
り、バッテリ４０との接続回路上にヒータ通電制御装置
４２が設けられている。ヒータ通電制御装置４２はＥＣ
Ｕ２２からの指令によって制御される。
【００２５】ＮＯｘ触媒６の上流に冷却装置１４が設け
られる。冷却装置１４は、たとえばエンジン冷却水配管
を導いたものから成り、途中に制御弁４６が設けられ、
ＥＣＵ２２からの指令で制御弁４６をデューティ制御す
るようになっている。
られる。冷却装置１４は、たとえばエンジン冷却水配管
を導いたものから成り、途中に制御弁４６が設けられ、
ＥＣＵ２２からの指令で制御弁４６をデューティ制御す
るようになっている。
【００２６】ＮＯｘ触媒６の触媒床温をフィードバック
制御するために、ＮＯｘ触媒６の触媒床温を代表できる
温度、たとえば触媒出ガス温を検出する温度センサ１８
が設けられている。温度センサ１８の出力はＥＣＵ２２
に入力される。ＥＣＵ２２には、また、エンジン回転速
度信号Ｎｅ、アクセル開度信号ＡＣＣＰ（負荷に対応）
も入力される。
制御するために、ＮＯｘ触媒６の触媒床温を代表できる
温度、たとえば触媒出ガス温を検出する温度センサ１８
が設けられている。温度センサ１８の出力はＥＣＵ２２
に入力される。ＥＣＵ２２には、また、エンジン回転速
度信号Ｎｅ、アクセル開度信号ＡＣＣＰ（負荷に対応）
も入力される。
【００２７】排気通路３４の、ＮＯｘ触媒６より上流側
に、かつヒータ付き触媒７の下流側に、ＨＣ供給装置が
設けられる。ＨＣ供給装置は、ＨＣ源５４と、ＨＣ源か
らのＨＣをＮＯｘ触媒より上流側の排気通路部位に導く
ＨＣ配管５６と、このＨＣ配管５６の途中に設けられた
ＨＣ添加制御弁５８とから成る。ＨＣ添加制御弁５８は
ＥＣＵ２２からの指令によって制御される。ＥＣＵ５２
のＲＯＭには図６のプログラムが格納されており、この
プログラムはＣＰＵに読出されて演算が実行される。
に、かつヒータ付き触媒７の下流側に、ＨＣ供給装置が
設けられる。ＨＣ供給装置は、ＨＣ源５４と、ＨＣ源か
らのＨＣをＮＯｘ触媒より上流側の排気通路部位に導く
ＨＣ配管５６と、このＨＣ配管５６の途中に設けられた
ＨＣ添加制御弁５８とから成る。ＨＣ添加制御弁５８は
ＥＣＵ２２からの指令によって制御される。ＥＣＵ５２
のＲＯＭには図６のプログラムが格納されており、この
プログラムはＣＰＵに読出されて演算が実行される。
【００２８】図６のルーチンは一定時間毎に割込まれ
る。ステップ２０２で、エンジン運転状態、すなわちエ
ンジン回転速度Ｎｅ、アクセル開度ＡＣＣＰが読込まれ
る。続いて、ステップ２０４に進み、そこで、予じめ定
められているＮｅ、ＡＣＣＰに対する最適ＨＣ添加量マ
ップから、現在の運転状態に応じた最適のＨＣ供給量
（ＮＯｘ触媒６に供給すべき最適のＨＣ量）を求める。
る。ステップ２０２で、エンジン運転状態、すなわちエ
ンジン回転速度Ｎｅ、アクセル開度ＡＣＣＰが読込まれ
る。続いて、ステップ２０４に進み、そこで、予じめ定
められているＮｅ、ＡＣＣＰに対する最適ＨＣ添加量マ
ップから、現在の運転状態に応じた最適のＨＣ供給量
（ＮＯｘ触媒６に供給すべき最適のＨＣ量）を求める。
【００２９】続いてステップ２０６に進み、現在の触媒
床温Ｔ（温度センサ１８の出力）が、ＮＯｘ触媒６が高
ＮＯｘ浄化率を示す温度ウインドウの下限値Ｔ1 より高
いか否かを判定し、Ｔ＞Ｔ1 ならステップ２０８に進
み、触媒床温Ｔが上記温度ウインドウの上限値Ｔ2 より
低いか否かを判定する。Ｔ＜Ｔ2 なら、触媒床温Ｔは、
Ｔ1 とＴ2 の間にあるから、温度制御を実行する必要が
なく、ステップ２１０に進み、ＨＣ添加制御弁５８をＯ
ＮにしてＨＣを添加すると共に、ステップ２１２に進
み、冷却装置制御デューティＳＤＣを現在のデューティ
比ＤＴＣのままとし、ヒータ電力量制御デューティＳＤ
Ｈを現在のデューティ比ＤＴＨのままとして、リターン
する。すなわち、冷却装置も電気ヒータもそのままとし
てリターンする。
床温Ｔ（温度センサ１８の出力）が、ＮＯｘ触媒６が高
ＮＯｘ浄化率を示す温度ウインドウの下限値Ｔ1 より高
いか否かを判定し、Ｔ＞Ｔ1 ならステップ２０８に進
み、触媒床温Ｔが上記温度ウインドウの上限値Ｔ2 より
低いか否かを判定する。Ｔ＜Ｔ2 なら、触媒床温Ｔは、
Ｔ1 とＴ2 の間にあるから、温度制御を実行する必要が
なく、ステップ２１０に進み、ＨＣ添加制御弁５８をＯ
ＮにしてＨＣを添加すると共に、ステップ２１２に進
み、冷却装置制御デューティＳＤＣを現在のデューティ
比ＤＴＣのままとし、ヒータ電力量制御デューティＳＤ
Ｈを現在のデューティ比ＤＴＨのままとして、リターン
する。すなわち、冷却装置も電気ヒータもそのままとし
てリターンする。
【００３０】ステップ２０６で触媒床温ＴがＴ1 以下と
判定されると、触媒床温は温度ウインドウから低温側に
外れているから、触媒床温を上げる必要があり、ステッ
プ２２２に進む。ステップ２２２ではＨＣ添加制御弁５
８をＯＦＦにし、続いてステップ２２４に進む。ステッ
プ２２４で、冷却装置制御弁４６のデューティ比ＤＴＣ
が０％（全閉）か否かを判定し、ＤＴＣ＝０％でないな
らステップ２２８に進んでデューティ比ＤＴＣを１回の
割込みあたり一定値（たとえば２％）つづ減らして制御
弁４６を閉側に変化させていく。ステップ２２４でデュ
ーティ比ＤＴＣが０％と判定されると、冷却装置による
冷却を停止しただけでは触媒床温を上昇しきらないの
で、ステップ２２６に進み、電気ヒータ８への通電制御
装置４２のデューティ比ＤＴＨを、１回の割込みあたり
一定値（たとえば、２％）づつ増加させていって、電気
ヒータ８への通電量を増やしていく。これによって、触
媒床温が高められていく。
判定されると、触媒床温は温度ウインドウから低温側に
外れているから、触媒床温を上げる必要があり、ステッ
プ２２２に進む。ステップ２２２ではＨＣ添加制御弁５
８をＯＦＦにし、続いてステップ２２４に進む。ステッ
プ２２４で、冷却装置制御弁４６のデューティ比ＤＴＣ
が０％（全閉）か否かを判定し、ＤＴＣ＝０％でないな
らステップ２２８に進んでデューティ比ＤＴＣを１回の
割込みあたり一定値（たとえば２％）つづ減らして制御
弁４６を閉側に変化させていく。ステップ２２４でデュ
ーティ比ＤＴＣが０％と判定されると、冷却装置による
冷却を停止しただけでは触媒床温を上昇しきらないの
で、ステップ２２６に進み、電気ヒータ８への通電制御
装置４２のデューティ比ＤＴＨを、１回の割込みあたり
一定値（たとえば、２％）づつ増加させていって、電気
ヒータ８への通電量を増やしていく。これによって、触
媒床温が高められていく。
【００３１】ステップ２０８で触媒床温ＴがＴ2 以上と
判定されると、触媒床温は温度ウインドウから高温側に
外れているから、触媒床温を下げる必要があり、ステッ
プ２１４に進む。ステップ２１４ではＨＣ添加制御弁５
８をＯＦＦにし、続いてステップ２１６に進む。ステッ
プ２１６で、ヒータ通電制御装置４２のデューティ比Ｄ
ＴＨが０％（通電停止）か否かを判定し、ＤＴＨ＝０％
でないならステップ２２０に進んでデューティ比ＤＴＨ
を一定値（たとえば、２％）づつ減らして、電気ヒータ
８への通電量を少側に変化させていく。ステップ２１６
でデューティ比ＤＴＨが０％と判定されると、電気ヒー
タ８への通電を停止しただけでは触媒床温を効果的に下
降させることができないので、ステップ２１８に進み、
冷却装置制御弁４６のデューティ比ＤＴＣを、１回の割
込みあたり一定値（たとえば、２％）づつ増加させてい
って、冷却量を増やしていく。これによって、触媒床温
が積極的にかつ速やかに下げられていく。ステップ２０
２−２２８は、第３実施例における、ヒータ付き触媒７
のヒータ８と冷却装置１４を制御することによりＮＯｘ
触媒６の温度を制御する制御装置を構成する。
判定されると、触媒床温は温度ウインドウから高温側に
外れているから、触媒床温を下げる必要があり、ステッ
プ２１４に進む。ステップ２１４ではＨＣ添加制御弁５
８をＯＦＦにし、続いてステップ２１６に進む。ステッ
プ２１６で、ヒータ通電制御装置４２のデューティ比Ｄ
ＴＨが０％（通電停止）か否かを判定し、ＤＴＨ＝０％
でないならステップ２２０に進んでデューティ比ＤＴＨ
を一定値（たとえば、２％）づつ減らして、電気ヒータ
８への通電量を少側に変化させていく。ステップ２１６
でデューティ比ＤＴＨが０％と判定されると、電気ヒー
タ８への通電を停止しただけでは触媒床温を効果的に下
降させることができないので、ステップ２１８に進み、
冷却装置制御弁４６のデューティ比ＤＴＣを、１回の割
込みあたり一定値（たとえば、２％）づつ増加させてい
って、冷却量を増やしていく。これによって、触媒床温
が積極的にかつ速やかに下げられていく。ステップ２０
２−２２８は、第３実施例における、ヒータ付き触媒７
のヒータ８と冷却装置１４を制御することによりＮＯｘ
触媒６の温度を制御する制御装置を構成する。
【００３２】第３実施例の作用は、図７、図８を参照し
て説明した第１実施例の作用に準じる。ただし、第３実
施例においては、第１実施例の温度ウインドウの下限値
α、上限値βを、それぞれ、Ｔ1 、Ｔ2 と読み変えるも
のとする。
て説明した第１実施例の作用に準じる。ただし、第３実
施例においては、第１実施例の温度ウインドウの下限値
α、上限値βを、それぞれ、Ｔ1 、Ｔ2 と読み変えるも
のとする。
【００３３】
【発明の効果】本発明の内燃機関の排気浄化装置によれ
ば、排気通路の、ＮＯｘ触媒部位より上流側部位にヒー
タ付き触媒と冷却装置を設け、制御装置によってヒータ
付き触媒のヒータと冷却装置を制御するようにしたの
で、ヒータ付き触媒のヒータでＮＯｘ触媒の温度を上昇
でき冷却装置でＮＯｘ触媒の温度を下げることができ、
触媒床温の温度ウインドウへの制御を精度高くかつ速や
かに行うことができる。
ば、排気通路の、ＮＯｘ触媒部位より上流側部位にヒー
タ付き触媒と冷却装置を設け、制御装置によってヒータ
付き触媒のヒータと冷却装置を制御するようにしたの
で、ヒータ付き触媒のヒータでＮＯｘ触媒の温度を上昇
でき冷却装置でＮＯｘ触媒の温度を下げることができ、
触媒床温の温度ウインドウへの制御を精度高くかつ速や
かに行うことができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置の系統図である。
装置の系統図である。
【図２】本発明の第１実施例の部分系統図である。
【図３】本発明の第１実施例の制御ルーチンのフローチ
ャートである。
ャートである。
【図４】本発明の第２実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置の部分系統図である。
装置の部分系統図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置の系統図である。
装置の系統図である。
【図６】本発明の第３実施例の制御ルーチンのフローチ
ャートである。
ャートである。
【図７】本発明の内燃機関の排気浄化装置の触媒浄化率
対温度特性図である。
対温度特性図である。
【図８】本発明の内燃機関の排気浄化装置の過渡時の触
媒浄化率対温度特性図である。
媒浄化率対温度特性図である。
２ 内燃機関 ４ 排気通路 ６ ＮＯｘ触媒 ７ ヒータ付き触媒 ８ ヒータ １４ 冷却装置 １８ 温度センサ ２２ ＥＣＵ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 35/00 ３０１ Ｇ 9038−3Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】 希薄燃焼可能な内燃機関およびその排気
通路と、 前記排気通路に設けられた、空燃比リーンの排気中でＮ
Ｏｘを還元することのできるＮＯｘ触媒と、 前記排気通路の、前記ＮＯｘ触媒の上流側部位に設けら
れたヒータ付き触媒と、 前記排気通路の、前記ＮＯｘ触媒部位またはその上流側
部位に設けられた冷却装置と、 前記ヒータ付き触媒のヒータと前記冷却装置を制御する
ことにより前記ＮＯｘ触媒の温度を制御する制御装置
と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5915292A JPH05222927A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5915292A JPH05222927A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222927A true JPH05222927A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13105096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5915292A Pending JPH05222927A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05222927A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002349248A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-12-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化物除去方法及び装置 |
| JP2015102069A (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式排ガス浄化システム |
| JP2015101996A (ja) * | 2013-11-22 | 2015-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 排気処理装置 |
| JP2020058983A (ja) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2021059989A (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-15 | マレリ株式会社 | 排気ガス浄化装置および排気熱回収浄化複合装置 |
-
1992
- 1992-02-14 JP JP5915292A patent/JPH05222927A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002349248A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-12-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化物除去方法及び装置 |
| JP4685266B2 (ja) * | 2001-05-21 | 2011-05-18 | 川崎重工業株式会社 | ディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化物除去方法及び装置 |
| JP2015101996A (ja) * | 2013-11-22 | 2015-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 排気処理装置 |
| CN105745409A (zh) * | 2013-11-22 | 2016-07-06 | 丰田自动车株式会社 | 废气处理装置 |
| US20160290202A1 (en) * | 2013-11-22 | 2016-10-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust treatment device |
| US9657623B2 (en) * | 2013-11-22 | 2017-05-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust treatment device |
| JP2015102069A (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式排ガス浄化システム |
| JP2020058983A (ja) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2021059989A (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-15 | マレリ株式会社 | 排気ガス浄化装置および排気熱回収浄化複合装置 |
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