JPH05231135A - 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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- JPH05231135A JPH05231135A JP6094992A JP6094992A JPH05231135A JP H05231135 A JPH05231135 A JP H05231135A JP 6094992 A JP6094992 A JP 6094992A JP 6094992 A JP6094992 A JP 6094992A JP H05231135 A JPH05231135 A JP H05231135A
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- catalyst
- nox
- nox concentration
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 触媒劣化後で温度ウインドウが初期のものか
ら変化した後でもなお高いＮＯｘ浄化率を示す排気浄化
装置の提供。 【構成】 排気系にＮＯｘ触媒６と電気ヒータ８を備え
た排気浄化装置において、ＮＯｘ触媒６の温度を、ＮＯ
ｘ濃度センサ１６により検出される触媒出ガスのＮＯｘ
濃度を小とする温度範囲または温度に制御するように、
電気ヒータ８を制御するヒータ制御手段を設けた。ＮＯ
ｘ濃度基準で触媒床温を制御するので、触媒劣化によっ
て温度ウインドウの限界値が変化してもそれと無関係に
高いＮＯｘ浄化率を示す。
ら変化した後でもなお高いＮＯｘ浄化率を示す排気浄化
装置の提供。 【構成】 排気系にＮＯｘ触媒６と電気ヒータ８を備え
た排気浄化装置において、ＮＯｘ触媒６の温度を、ＮＯ
ｘ濃度センサ１６により検出される触媒出ガスのＮＯｘ
濃度を小とする温度範囲または温度に制御するように、
電気ヒータ８を制御するヒータ制御手段を設けた。ＮＯ
ｘ濃度基準で触媒床温を制御するので、触媒劣化によっ
て温度ウインドウの限界値が変化してもそれと無関係に
高いＮＯｘ浄化率を示す。
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、分解することのできるＮＯ
ｘ触媒と、ＮＯｘ触媒の温度を制御できる電気ヒータを
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、分解することのできるＮＯ
ｘ触媒と、ＮＯｘ触媒の温度を制御できる電気ヒータを
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、３００℃−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、３００℃−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】このような触媒の温度制御に使用できる技
術として、特開昭６１−１１２７１５号公報は、ディー
ゼルパティキュレート（ディーゼル微粒子）焼却用電気
ヒータをＮＯｘ触媒の温度制御に用いることを提案して
いる。
術として、特開昭６１−１１２７１５号公報は、ディー
ゼルパティキュレート（ディーゼル微粒子）焼却用電気
ヒータをＮＯｘ触媒の温度制御に用いることを提案して
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記技術を利用して、
ＮＯｘ触媒またはその上流側の排気系部位に電気ヒータ
を備え、ＮＯｘ触媒の温度を検出し、ＮＯｘ触媒を所定
の温度域に保つように電気ヒータを制御しても、ＮＯｘ
触媒のＮＯｘ浄化率対温度特性が触媒の劣化により次第
に変化していくので、触媒の温度のみを制御しても最適
なＮＯｘ浄化制御を行うことができないという問題があ
る。たとえば、ＮＯｘ触媒が使用初期には３００℃−５
５０℃で高いＮＯｘ浄化率を示していても、耐久劣化後
は低温触媒活性が低下するのでたとえば４５０℃以上で
ないと良好なＮＯｘ浄化率を示さないようになり、その
ような状態においても依然として３００℃−５５０℃に
触媒床温を制御しても最適なＮＯｘ浄化を行うことはで
きない。
ＮＯｘ触媒またはその上流側の排気系部位に電気ヒータ
を備え、ＮＯｘ触媒の温度を検出し、ＮＯｘ触媒を所定
の温度域に保つように電気ヒータを制御しても、ＮＯｘ
触媒のＮＯｘ浄化率対温度特性が触媒の劣化により次第
に変化していくので、触媒の温度のみを制御しても最適
なＮＯｘ浄化制御を行うことができないという問題があ
る。たとえば、ＮＯｘ触媒が使用初期には３００℃−５
５０℃で高いＮＯｘ浄化率を示していても、耐久劣化後
は低温触媒活性が低下するのでたとえば４５０℃以上で
ないと良好なＮＯｘ浄化率を示さないようになり、その
ような状態においても依然として３００℃−５５０℃に
触媒床温を制御しても最適なＮＯｘ浄化を行うことはで
きない。
【０００６】本発明の目的は、空燃比リーン域でもＮＯ
ｘを浄化可能なＮＯｘ触媒と、ＮＯｘ触媒の温度を制御
可能な電気ヒータを、排気系に備えた内燃機関の排気浄
化装置であって、ＮＯｘ触媒の劣化後においてもなお高
いＮＯｘ浄化率を示すことができる内燃機関の排気浄化
装置を提供することにある。
ｘを浄化可能なＮＯｘ触媒と、ＮＯｘ触媒の温度を制御
可能な電気ヒータを、排気系に備えた内燃機関の排気浄
化装置であって、ＮＯｘ触媒の劣化後においてもなお高
いＮＯｘ浄化率を示すことができる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を還元し得るＮＯｘ触媒と、前記排気通路
の、前記ＮＯｘ触媒部位またはそれより上流側部位に設
けられた電気ヒータと、前記排気通路の、前記ＮＯｘ触
媒より下流側部位に設けられたＮＯｘ濃度センサと、前
記ＮＯｘ触媒の温度を、前記ＮＯｘ濃度センサにより検
出される触媒出ガスのＮＯｘ濃度を小とする温度範囲ま
たは温度に制御するように、前記電気ヒータを制御する
ヒータ制御手段と、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を還元し得るＮＯｘ触媒と、前記排気通路
の、前記ＮＯｘ触媒部位またはそれより上流側部位に設
けられた電気ヒータと、前記排気通路の、前記ＮＯｘ触
媒より下流側部位に設けられたＮＯｘ濃度センサと、前
記ＮＯｘ触媒の温度を、前記ＮＯｘ濃度センサにより検
出される触媒出ガスのＮＯｘ濃度を小とする温度範囲ま
たは温度に制御するように、前記電気ヒータを制御する
ヒータ制御手段と、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では、Ｎ
Ｏｘ濃度を監視し、常にＮＯｘ濃度が減少する方向にＮ
Ｏｘ触媒の触媒床温を、電気ヒータにより制御するの
で、ＮＯｘ触媒の劣化の有無にかかわらず、常にＮＯｘ
触媒を高ＮＯｘ浄化率を示す温度または温度域に維持で
きる。
Ｏｘ濃度を監視し、常にＮＯｘ濃度が減少する方向にＮ
Ｏｘ触媒の触媒床温を、電気ヒータにより制御するの
で、ＮＯｘ触媒の劣化の有無にかかわらず、常にＮＯｘ
触媒を高ＮＯｘ浄化率を示す温度または温度域に維持で
きる。
【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４は本発明の第１実施例を示しており、図５−図８
は本発明の第２実施例を示している。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４は本発明の第１実施例を示しており、図５−図８
は本発明の第２実施例を示している。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の排気通
路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
ＮＯｘ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、
Ｐｔ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。
路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
ＮＯｘ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、
Ｐｔ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
触媒部位またはそれより上流側部位に、電気ヒータ８が
設けられている。電気ヒータ８は、触媒自体を加熱でき
るようにＮＯｘ触媒６をヒータ付き触媒としてその電気
ヒータであってもよいし、排気ガスを加熱しこの加熱さ
れた排気ガスでＮＯｘ触媒６を加熱できるように、排気
ガスを加熱するように排気通路中に設けられた電気ヒー
タであってもよいし、さらには、ＮＯｘ触媒６とは別に
上流側にもう一つの小型の触媒（たとえば、三元触媒ま
たはＮＯｘ触媒）を設け、この上流側の触媒をヒータ付
き触媒１４としてその電気ヒータであってもよい。図２
の例はヒータ付き触媒１４の場合を示している。上流側
にヒータ付き触媒１４を設ける場合は、上流側触媒は速
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。
触媒部位またはそれより上流側部位に、電気ヒータ８が
設けられている。電気ヒータ８は、触媒自体を加熱でき
るようにＮＯｘ触媒６をヒータ付き触媒としてその電気
ヒータであってもよいし、排気ガスを加熱しこの加熱さ
れた排気ガスでＮＯｘ触媒６を加熱できるように、排気
ガスを加熱するように排気通路中に設けられた電気ヒー
タであってもよいし、さらには、ＮＯｘ触媒６とは別に
上流側にもう一つの小型の触媒（たとえば、三元触媒ま
たはＮＯｘ触媒）を設け、この上流側の触媒をヒータ付
き触媒１４としてその電気ヒータであってもよい。図２
の例はヒータ付き触媒１４の場合を示している。上流側
にヒータ付き触媒１４を設ける場合は、上流側触媒は速
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、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１２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。ただし、電気ヒータ８の制御はＯ
Ｎ、ＯＦＦに代えてデューティ制御で行ってもよい。
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１２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。ただし、電気ヒータ８の制御はＯ
Ｎ、ＯＦＦに代えてデューティ制御で行ってもよい。
【００１３】排気通路４の、ＮＯｘ触媒６より下流側部
位に、ＮＯｘ触媒６の出ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮ
Ｏｘ濃度センサ１６が設けられている。また、ＮＯｘ触
媒６より下流側部位には、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。ＮＯｘ濃度センサ１６の出力および温度セ
ンサ１８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２０が設けられ、その出力もＥＣＵ２２に入力され
る。
位に、ＮＯｘ触媒６の出ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮ
Ｏｘ濃度センサ１６が設けられている。また、ＮＯｘ触
媒６より下流側部位には、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。ＮＯｘ濃度センサ１６の出力および温度セ
ンサ１８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２０が設けられ、その出力もＥＣＵ２２に入力され
る。
【００１４】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。
【００１５】図３のプログラムは、ＮＯｘ触媒床温を、
ＮＯｘ濃度を小とする温度範囲に制御するように、電気
ヒータ８を制御するヒータ制御手段を構成するプログラ
ムである。このプログラムは、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ＴＨ
Ｗ０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ＮＯｘ触
媒６を暖機する必要があるからステップ１１８に進み、
暖機後であればステップ１０６に進んでＮＯｘ濃度に基
づく触媒床温制御を実行する。
ＮＯｘ濃度を小とする温度範囲に制御するように、電気
ヒータ８を制御するヒータ制御手段を構成するプログラ
ムである。このプログラムは、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ＴＨ
Ｗ０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ＮＯｘ触
媒６を暖機する必要があるからステップ１１８に進み、
暖機後であればステップ１０６に進んでＮＯｘ濃度に基
づく触媒床温制御を実行する。
【００１６】ステップ１０４からステップ１１８に進ん
だ場合は、ステップ１１８で電気ヒータ８をＯＮにして
加熱を実行し、リターンステップに進む。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１１８で電気ヒータ８をＯＮにして
加熱を実行し、リターンステップに進む。これによって
ＮＯｘ触媒６の触媒床温は上昇する。
【００１７】ステップ１０４からステップ１０６に進ん
だ場合は、ＮＯｘ濃度に基づく触媒床温制御を実行する
ために、ステップ１０６で、ＮＯｘ濃度センサ１６の出
力である、ＮＯｘ濃度ＣNOを読込む。続いて、ステップ
１０７に進み、前回の割込みの時に読込んでＲＡＭに記
憶しておいた前回のＮＯｘ濃度ＣOLD と今回のＮＯｘ濃
度ＣNOとを比較し、ステップ１０８でＮＯｘ濃度が増大
しているか否かを、ＣNO−ＣOLD が正か負かで判定す
る。ＮＯｘ濃度が減少中であればＮＯｘ濃度制御をする
必要がないからそのままリターンする。ＮＯｘ濃度増大
時は、ステップ１０９に進み、温度センサ１８の出力で
ある排気温Ｔを読込む。続いてステップ１１０に進み、
前回の割込みの時に読込んでＲＡＭに記憶しておいた前
回の排気ＴOLD と今回の排気温を比較し、ステップ１１
２で温度が下降中か上昇中かを判定する。すなわち、ス
テップ１１０でＴ−ＴOLD ＝△Ｔを求め、ステップ１１
２で△Ｔが負なら触媒床温は下降中で、△Ｔが０以上な
ら上昇中と判定する。
だ場合は、ＮＯｘ濃度に基づく触媒床温制御を実行する
ために、ステップ１０６で、ＮＯｘ濃度センサ１６の出
力である、ＮＯｘ濃度ＣNOを読込む。続いて、ステップ
１０７に進み、前回の割込みの時に読込んでＲＡＭに記
憶しておいた前回のＮＯｘ濃度ＣOLD と今回のＮＯｘ濃
度ＣNOとを比較し、ステップ１０８でＮＯｘ濃度が増大
しているか否かを、ＣNO−ＣOLD が正か負かで判定す
る。ＮＯｘ濃度が減少中であればＮＯｘ濃度制御をする
必要がないからそのままリターンする。ＮＯｘ濃度増大
時は、ステップ１０９に進み、温度センサ１８の出力で
ある排気温Ｔを読込む。続いてステップ１１０に進み、
前回の割込みの時に読込んでＲＡＭに記憶しておいた前
回の排気ＴOLD と今回の排気温を比較し、ステップ１１
２で温度が下降中か上昇中かを判定する。すなわち、ス
テップ１１０でＴ−ＴOLD ＝△Ｔを求め、ステップ１１
２で△Ｔが負なら触媒床温は下降中で、△Ｔが０以上な
ら上昇中と判定する。
【００１８】通常運転時は、図４において触媒温度がａ
−ｂにあるので出ガスＮＯｘ濃度ＣNOはα以下である。
しかし、ステップ１１２で温度下降と判定されるとステ
ップ１１４に進み、そこでＮＯｘ濃度ＣNOが予じめ定め
た所定値α（ただし、時間の経過につれてαを大側に変
化させてもよい）より大か否かを判定する。ＣNO＞αと
いうことは、図４において触媒温度がａ（たとえば、３
００℃）よりさらに低温側に下降してＣNOが増大したこ
とに他ならないから、触媒床温を上昇すべきであり、そ
のためにステップ１１８に進んで電気ヒータ８をＯＮに
し加熱を実行する。また、ステップ１１４でＣNOがα以
下なら、出ガスＮＯｘ濃度は十分低く、触媒床温はａ−
ｂの範囲の、ＮＯｘ触媒６が高ＮＯｘ浄化率を示す温度
ウインドウにあるとみなし、その場合は触媒床温の制御
は必要でないから、そのままリターンする。
−ｂにあるので出ガスＮＯｘ濃度ＣNOはα以下である。
しかし、ステップ１１２で温度下降と判定されるとステ
ップ１１４に進み、そこでＮＯｘ濃度ＣNOが予じめ定め
た所定値α（ただし、時間の経過につれてαを大側に変
化させてもよい）より大か否かを判定する。ＣNO＞αと
いうことは、図４において触媒温度がａ（たとえば、３
００℃）よりさらに低温側に下降してＣNOが増大したこ
とに他ならないから、触媒床温を上昇すべきであり、そ
のためにステップ１１８に進んで電気ヒータ８をＯＮに
し加熱を実行する。また、ステップ１１４でＣNOがα以
下なら、出ガスＮＯｘ濃度は十分低く、触媒床温はａ−
ｂの範囲の、ＮＯｘ触媒６が高ＮＯｘ浄化率を示す温度
ウインドウにあるとみなし、その場合は触媒床温の制御
は必要でないから、そのままリターンする。
【００１９】ステップ１１２で温度上昇中と判定された
場合はステップ１１６に進み、そこでＮＯｘ濃度ＣNOが
αより大か否かを判定する。通常は触媒床温がａ−ｂに
あるが、ステップ１１６でＣNO＞αと判定された場合
は、図４において触媒温度がｂ（たとえば、５５０℃）
よりさらに高温側に上昇してＣNOが増大したことに他な
らないから、触媒床温を下げるべきであり、ステップ１
２０に進んで電気ヒータ８をＯＦＦにして加熱を停止す
る。また、ステップ１１６でＣNOがα以下なら、出ガス
ＮＯｘ濃度は十分低く、触媒床温はａ−ｂの温度ウイン
ドウにあるから、制御不要で、そのままリターンする。
場合はステップ１１６に進み、そこでＮＯｘ濃度ＣNOが
αより大か否かを判定する。通常は触媒床温がａ−ｂに
あるが、ステップ１１６でＣNO＞αと判定された場合
は、図４において触媒温度がｂ（たとえば、５５０℃）
よりさらに高温側に上昇してＣNOが増大したことに他な
らないから、触媒床温を下げるべきであり、ステップ１
２０に進んで電気ヒータ８をＯＦＦにして加熱を停止す
る。また、ステップ１１６でＣNOがα以下なら、出ガス
ＮＯｘ濃度は十分低く、触媒床温はａ−ｂの温度ウイン
ドウにあるから、制御不要で、そのままリターンする。
【００２０】つぎに、第１実施例の作用を説明する。図
４に実線で示すように、ＮＯｘ触媒６はある温度領域ａ
−ｂ（温度ウインドウ）においてのみ高いＮＯｘ浄化率
を示し、したがって出ガスＮＯｘ濃度は小さくなる。ま
た、上記温度領域は、ＮＯｘ触媒６が劣化して低温活性
が低下すると、図４に破線で示すようになり、同じＮＯ
ｘ濃度α以下の領域ａ−ｂが、ａ′−ｂ′に変化する。
４に実線で示すように、ＮＯｘ触媒６はある温度領域ａ
−ｂ（温度ウインドウ）においてのみ高いＮＯｘ浄化率
を示し、したがって出ガスＮＯｘ濃度は小さくなる。ま
た、上記温度領域は、ＮＯｘ触媒６が劣化して低温活性
が低下すると、図４に破線で示すようになり、同じＮＯ
ｘ濃度α以下の領域ａ−ｂが、ａ′−ｂ′に変化する。
【００２１】本発明のＮＯｘ触媒温度制御は、ＮＯｘ濃
度ＣNOが所定値（たとえばα、ただし時間の経過と共に
αを図４のβのように変化させてもよい）以下となるよ
うに、電気ヒータ８を制御したので、ＮＯｘ触媒６が劣
化しても常にＮＯｘ濃度が所定値以下となるようにＮＯ
ｘ触媒温度が制御され、常に最適なＮＯｘ浄化制御を実
行できる。
度ＣNOが所定値（たとえばα、ただし時間の経過と共に
αを図４のβのように変化させてもよい）以下となるよ
うに、電気ヒータ８を制御したので、ＮＯｘ触媒６が劣
化しても常にＮＯｘ濃度が所定値以下となるようにＮＯ
ｘ触媒温度が制御され、常に最適なＮＯｘ浄化制御を実
行できる。
【００２２】第２実施例 第２実施例は、ヒータ制御手段の構成、作用が第１実施
例と異なるのみで、他の構成、作用は第１実施例に準じ
るので異なる部分のみを以下に説明する。図５−図７
は、第２実施例のヒータ制御手段を構成する制御ルーチ
ンを示しており、第１実施例の図３の制御ルーチンに代
わるものである。さらに詳しく云えば、第１実施例の図
３の制御ルーチンでは、出ガスＮＯｘ濃度ＣNO小にする
温度領域ａ−ｂが、予じめ定めたＮＯｘ濃度α（αはβ
に変化するかもしれないが）により決定されたのに対
し、第２実施例の制御ルーチンでは、触媒の劣化につれ
て変化する、最少ＮＯｘ濃度を与える最適ＮＯｘ触媒温
度を時々刻々学習するようになっている。
例と異なるのみで、他の構成、作用は第１実施例に準じ
るので異なる部分のみを以下に説明する。図５−図７
は、第２実施例のヒータ制御手段を構成する制御ルーチ
ンを示しており、第１実施例の図３の制御ルーチンに代
わるものである。さらに詳しく云えば、第１実施例の図
３の制御ルーチンでは、出ガスＮＯｘ濃度ＣNO小にする
温度領域ａ−ｂが、予じめ定めたＮＯｘ濃度α（αはβ
に変化するかもしれないが）により決定されたのに対
し、第２実施例の制御ルーチンでは、触媒の劣化につれ
て変化する、最少ＮＯｘ濃度を与える最適ＮＯｘ触媒温
度を時々刻々学習するようになっている。
【００２３】図５のルーチンは最適温度学習のための初
期設定を行うものであり、図６のルーチンは一定時間毎
に割込まれてＮＯｘ濃度を基準にしてＮＯｘ触媒の最適
温度を学習するものであり、図７のルーチンは一定時間
毎に割込まれてＮＯｘ触媒温度を上記最適温度に制御す
るものである。
期設定を行うものであり、図６のルーチンは一定時間毎
に割込まれてＮＯｘ濃度を基準にしてＮＯｘ触媒の最適
温度を学習するものであり、図７のルーチンは一定時間
毎に割込まれてＮＯｘ触媒温度を上記最適温度に制御す
るものである。
【００２４】図５のルーチンでは、ステップ２０２で、
最適温度の学習値Ｇに、たとえば４００℃をセットし
て、リターンする。ここで、最適温度の学習値とは、図
８において、ＮＯｘ触媒出ガスのＮＯｘ濃度を最小にす
るＮＯｘ触媒温度と考えてよく、曲線の最下点に対応す
る温度である。図５のルーチンを通ることによって、学
習値Ｇの初期値がたとえば４００℃に設定される。
最適温度の学習値Ｇに、たとえば４００℃をセットし
て、リターンする。ここで、最適温度の学習値とは、図
８において、ＮＯｘ触媒出ガスのＮＯｘ濃度を最小にす
るＮＯｘ触媒温度と考えてよく、曲線の最下点に対応す
る温度である。図５のルーチンを通ることによって、学
習値Ｇの初期値がたとえば４００℃に設定される。
【００２５】図６のルーチンでは、ＮＯｘ触媒６の劣化
につれて変化する、ＮＯｘ触媒６が最高ＮＯｘ浄化率を
示す温度、したがって出ガスＮＯｘ濃度が最小となる温
度を、学習するが、このような学習は、運転状態のふら
つきの影響を受けにくくするために、通常運転状態で行
うべきであり、しかも学習値を少しづつ修正していくべ
きである。
につれて変化する、ＮＯｘ触媒６が最高ＮＯｘ浄化率を
示す温度、したがって出ガスＮＯｘ濃度が最小となる温
度を、学習するが、このような学習は、運転状態のふら
つきの影響を受けにくくするために、通常運転状態で行
うべきであり、しかも学習値を少しづつ修正していくべ
きである。
【００２６】ステップ３０２でエンジン冷却水温センサ
２０の出力ＴＨＷを読込み、ステップ３０４でＴＨＷが
所定値より小か否かを判定して冷間時か否かを判定す
る。暖機後であればステップ３０６に進み、燃料カット
中（たとえば減速時）か否かを判定し、燃料カット中で
ないならステップ３０８に進み、アイドル状態か否かを
判定する。アイドル状態でないと判定されるとステップ
３１０に進み、定常状態か否かを判定し、定常状態なら
ステップ３１２へと進む。すなわち、ステップ３１２に
進むのは、最適温度を学習してもよい通常の定常運転状
態のときとなる。
２０の出力ＴＨＷを読込み、ステップ３０４でＴＨＷが
所定値より小か否かを判定して冷間時か否かを判定す
る。暖機後であればステップ３０６に進み、燃料カット
中（たとえば減速時）か否かを判定し、燃料カット中で
ないならステップ３０８に進み、アイドル状態か否かを
判定する。アイドル状態でないと判定されるとステップ
３１０に進み、定常状態か否かを判定し、定常状態なら
ステップ３１２へと進む。すなわち、ステップ３１２に
進むのは、最適温度を学習してもよい通常の定常運転状
態のときとなる。
【００２７】ステップ３１２で、ＮＯｘ温度センサ１６
の出力である、現在のＮＯｘ濃度ＣNOを読込む。続いて
ステップ３１４に進み、ＲＡＭに記憶しておいた前回迄
の最小ＮＯｘ濃度ＣMIN を読込む。続いて、ステップ３
１６に進み、現在のＮＯｘ濃度ＣNOが前回迄の最小ＮＯ
ｘ濃度ＣMIN より小か否かを判定する。ＮＯｘ濃度が今
迄の最小ＮＯｘ濃度より減少するような時のみに、さら
に最適な温度を学習していけばよいので、ＣNOがＣMIN
以上ならそのままリターンし、ＣNO＜ＣMIN の時のみに
ステップ３１７に進み、そこでＣNOをＣMIN とおいてＲ
ＡＭに記憶させ、続いてステップ３１８に進む。
の出力である、現在のＮＯｘ濃度ＣNOを読込む。続いて
ステップ３１４に進み、ＲＡＭに記憶しておいた前回迄
の最小ＮＯｘ濃度ＣMIN を読込む。続いて、ステップ３
１６に進み、現在のＮＯｘ濃度ＣNOが前回迄の最小ＮＯ
ｘ濃度ＣMIN より小か否かを判定する。ＮＯｘ濃度が今
迄の最小ＮＯｘ濃度より減少するような時のみに、さら
に最適な温度を学習していけばよいので、ＣNOがＣMIN
以上ならそのままリターンし、ＣNO＜ＣMIN の時のみに
ステップ３１７に進み、そこでＣNOをＣMIN とおいてＲ
ＡＭに記憶させ、続いてステップ３１８に進む。
【００２８】ステップ３１８で、温度センサ１８の出力
である現在の排気温Ｔを読込む。続いて、ステップ３２
０に進み、ＲＡＭに格納しておいた最適温度の学習値Ｇ
を読込む。ステップ３２２で、学習値Ｇの補正量△Ｇ
を、たとえば（Ｔ−Ｇ）／１０として求める。（Ｔ−
Ｇ）を補正量とすると、変化が激しすぎ、運転状態の振
れによって制御が乱れるので（Ｔ−Ｇ）の１／１０程度
づつを補正する。かくして求めた△Ｇにより、ステップ
３２４で、学習値Ｇを補正する。このようにして、最適
温度が、触媒劣化につれて時々刻々修正されながら学習
されていく。
である現在の排気温Ｔを読込む。続いて、ステップ３２
０に進み、ＲＡＭに格納しておいた最適温度の学習値Ｇ
を読込む。ステップ３２２で、学習値Ｇの補正量△Ｇ
を、たとえば（Ｔ−Ｇ）／１０として求める。（Ｔ−
Ｇ）を補正量とすると、変化が激しすぎ、運転状態の振
れによって制御が乱れるので（Ｔ−Ｇ）の１／１０程度
づつを補正する。かくして求めた△Ｇにより、ステップ
３２４で、学習値Ｇを補正する。このようにして、最適
温度が、触媒劣化につれて時々刻々修正されながら学習
されていく。
【００２９】図７のルーチンはＮＯｘ触媒６の温度が図
６のルーチンで学習した学習値Ｇになるように電気ヒー
タ８を制御するものである。ステップ４０２で現在の排
気温Ｔ（温度センサ１８の出力）を読込み、続いてステ
ップ４０４で、ＲＡＭに格納しておいた最適温度の学習
値Ｇを読込む。続いて、ステップ４０６でＴとＧの差△
Ｔを、△Ｔ＝Ｔ−Ｇとして求める。
６のルーチンで学習した学習値Ｇになるように電気ヒー
タ８を制御するものである。ステップ４０２で現在の排
気温Ｔ（温度センサ１８の出力）を読込み、続いてステ
ップ４０４で、ＲＡＭに格納しておいた最適温度の学習
値Ｇを読込む。続いて、ステップ４０６でＴとＧの差△
Ｔを、△Ｔ＝Ｔ−Ｇとして求める。
【００３０】ステップ４０８−４１４は、触媒床温をＧ
＋ｔ1 とＧ−ｔ2 の間に制御するステップである。すな
わち、ステップ４０８で、△Ｔがｔ1 より大か否かを判
定し、△Ｔ＞ｔ1 なら触媒床温がＧ＋ｔ1 より高温にあ
るからステップ４１４に進んで電気ヒータ８をＯＦＦに
して触媒床温を下げる。ステップ４０８で△Ｔがｔ1以
下ならステップ４１０に進み、そこで△Ｔが−ｔ2 より
小か否かを判定する。△Ｔ＜−ｔ2 なら触媒床温がＧ−
ｔ2 より低温にあるからステップ４１２に進み、電気ヒ
ータ８をＯＮにして加熱を実行し、触媒床温を上げる。
ステップ４１０で△Ｔが−ｔ2 以上なら、触媒床温がＧ
−ｔ2 とＧ＋ｔ1 の間にあるから触媒床温を制御する必
要はなく、リターンする。これによって、触媒床温は、
最適温度Ｇに、＋ｔ1 、−ｔ2 の幅をもって、制御され
ることになる。
＋ｔ1 とＧ−ｔ2 の間に制御するステップである。すな
わち、ステップ４０８で、△Ｔがｔ1 より大か否かを判
定し、△Ｔ＞ｔ1 なら触媒床温がＧ＋ｔ1 より高温にあ
るからステップ４１４に進んで電気ヒータ８をＯＦＦに
して触媒床温を下げる。ステップ４０８で△Ｔがｔ1以
下ならステップ４１０に進み、そこで△Ｔが−ｔ2 より
小か否かを判定する。△Ｔ＜−ｔ2 なら触媒床温がＧ−
ｔ2 より低温にあるからステップ４１２に進み、電気ヒ
ータ８をＯＮにして加熱を実行し、触媒床温を上げる。
ステップ４１０で△Ｔが−ｔ2 以上なら、触媒床温がＧ
−ｔ2 とＧ＋ｔ1 の間にあるから触媒床温を制御する必
要はなく、リターンする。これによって、触媒床温は、
最適温度Ｇに、＋ｔ1 、−ｔ2 の幅をもって、制御され
ることになる。
【００３１】つぎに、第２実施例の作用を説明する。図
８において、初期にはＮＯｘ濃度／温度曲線は実線で示
すようになり、触媒劣化後は破線で示すようになる。こ
れらの曲線の最下点が、図６のルーチンにおいて、最適
温度Ｇとして学習され、更新されていく。そして、触媒
床温は、図７のルーチンで電気ヒータ８が制御されるこ
とにより、この時々刻々更新されていくＧに、制御され
ていく。したがって、ＮＯｘ触媒６が劣化しても、常に
劣化後の、ＮＯｘ浄化最適温度Ｇに、触媒床温が制御さ
れ、高精度のＮＯｘ浄化制御が行われる。
８において、初期にはＮＯｘ濃度／温度曲線は実線で示
すようになり、触媒劣化後は破線で示すようになる。こ
れらの曲線の最下点が、図６のルーチンにおいて、最適
温度Ｇとして学習され、更新されていく。そして、触媒
床温は、図７のルーチンで電気ヒータ８が制御されるこ
とにより、この時々刻々更新されていくＧに、制御され
ていく。したがって、ＮＯｘ触媒６が劣化しても、常に
劣化後の、ＮＯｘ浄化最適温度Ｇに、触媒床温が制御さ
れ、高精度のＮＯｘ浄化制御が行われる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、ＮＯｘ触媒の温度を、
ＮＯｘ濃度センサにより検出される触媒出ガスＮＯｘ濃
度を小とする温度範囲または温度に制御するように、電
気ヒータを制御するヒータ制御手段を備えたので、ＮＯ
ｘ触媒の劣化前は勿論のこと劣化後においても良好なＮ
Ｏｘ浄化率が得られる。
ＮＯｘ濃度センサにより検出される触媒出ガスＮＯｘ濃
度を小とする温度範囲または温度に制御するように、電
気ヒータを制御するヒータ制御手段を備えたので、ＮＯ
ｘ触媒の劣化前は勿論のこと劣化後においても良好なＮ
Ｏｘ浄化率が得られる。
【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１実施例の装置におけるＮＯｘ濃度
／温度特性図である。
／温度特性図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置の、最適温度初期設定ルーチンのフローチャートで
ある。
装置の、最適温度初期設定ルーチンのフローチャートで
ある。
【図６】本発明の第２実施例の装置における、最適温度
学習ルーチンのフローチャートである。
学習ルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施例の装置における、電気ヒー
タ制御ルーチンのフローチャートである。
タ制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施例の装置における、ＮＯｘ濃
度／温度特性図である。
度／温度特性図である。
２ 内燃機関 ４ 排気通路 ６ ＮＯｘ触媒 ８ 電気ヒータ １４ ヒータ付き触媒 １６ ＮＯｘ濃度センサ １８ 温度センサ ２０ エンジン水温センサ 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 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｃ 9150−3Ｇ
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を還元し得るＮＯｘ触媒と、 前記排気通路の、前記ＮＯｘ触媒部位またはそれより上
流側部位に設けられた電気ヒータと、 前記排気通路の、前記ＮＯｘ触媒より下流側部位に設け
られたＮＯｘ濃度センサと、 前記ＮＯｘ触媒の温度を、前記ＮＯｘ濃度センサにより
検出される触媒出ガスのＮＯｘ濃度を小とする温度範囲
または温度に制御するように、前記電気ヒータを制御す
るヒータ制御手段と、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 |
|---|---|---|---|
| JP6094992A JPH05231135A (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6094992A JPH05231135A (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231135A true JPH05231135A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=13157157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6094992A Pending JPH05231135A (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05231135A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0736675A2 (de) * | 1995-04-05 | 1996-10-09 | Häfele, Cornelia | Anordnung zur Steuerung der Heizung von beheizbaren Katalysatoren |
| JP2011516778A (ja) * | 2008-04-02 | 2011-05-26 | マック トラックス インコーポレイテッド | ディーゼル排気ガスを処理するためのシステムおよび方法 |
| CN109964011A (zh) * | 2016-12-12 | 2019-07-02 | 世倍特集团有限责任公司 | 用于操作可电加热催化剂的方法 |
-
1992
- 1992-02-18 JP JP6094992A patent/JPH05231135A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0736675A2 (de) * | 1995-04-05 | 1996-10-09 | Häfele, Cornelia | Anordnung zur Steuerung der Heizung von beheizbaren Katalysatoren |
| EP0736675A3 (de) * | 1995-04-05 | 1997-08-27 | Haefele Cornelia | Anordnung zur Steuerung der Heizung von beheizbaren Katalysatoren |
| JP2011516778A (ja) * | 2008-04-02 | 2011-05-26 | マック トラックス インコーポレイテッド | ディーゼル排気ガスを処理するためのシステムおよび方法 |
| CN109964011A (zh) * | 2016-12-12 | 2019-07-02 | 世倍特集团有限责任公司 | 用于操作可电加热催化剂的方法 |
| US10900400B2 (en) | 2016-12-12 | 2021-01-26 | Vitesco Technologies GmbH | Method for operating an electrically heatable catalyst |
| CN109964011B (zh) * | 2016-12-12 | 2021-06-11 | 世倍特集团有限责任公司 | 用于操作可电加热催化剂的方法 |
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