JPH05231137A - 自動車の排ガス浄化装置 - Google Patents
自動車の排ガス浄化装置Info
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- JPH05231137A JPH05231137A JP4033728A JP3372892A JPH05231137A JP H05231137 A JPH05231137 A JP H05231137A JP 4033728 A JP4033728 A JP 4033728A JP 3372892 A JP3372892 A JP 3372892A JP H05231137 A JPH05231137 A JP H05231137A
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- JP
- Japan
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- catalyst
- exhaust gas
- lean
- valve
- exhaust
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、排気路上に前段触媒とその後方
に少なくとも一部にリーンＮＯX触媒を有した後段触媒
を配備した場合に、機関のリーン運転時にあってもその
リーンＮＯX触媒の浄化効率を十分に確保することにあ
る。 【構成】 燃焼室１０１に近接される前段触媒９とその
後方の後段触媒１０とを順次備え、前段触媒９が機関運
転開始初期の排ガス浄化を行う様に構成され、特に、排
気路２には前段触媒９を迂回し後段触媒１０の上流側で
排気路２に合流するバイパス路２０２を設け、バイパス
路２０２及び前段触媒９にそれぞれ流入する排ガス流量
を増減制御する切り換え弁１１を設け、内燃機関の運転
情報に応じて切り換え弁１１のアクチュエータ１４に所
定開度相当の切り換え制御信号を出力する弁制御手段３
を設け、弁制御手段３はリーン運転時に切り換え弁１１
をバイパス路２０２を開く位置Ｐ１に切り換え、リーン
運転時以外に前段触媒９に排ガスを流入する位置Ｐ２に
切り換えることを特徴とする。
に少なくとも一部にリーンＮＯX触媒を有した後段触媒
を配備した場合に、機関のリーン運転時にあってもその
リーンＮＯX触媒の浄化効率を十分に確保することにあ
る。 【構成】 燃焼室１０１に近接される前段触媒９とその
後方の後段触媒１０とを順次備え、前段触媒９が機関運
転開始初期の排ガス浄化を行う様に構成され、特に、排
気路２には前段触媒９を迂回し後段触媒１０の上流側で
排気路２に合流するバイパス路２０２を設け、バイパス
路２０２及び前段触媒９にそれぞれ流入する排ガス流量
を増減制御する切り換え弁１１を設け、内燃機関の運転
情報に応じて切り換え弁１１のアクチュエータ１４に所
定開度相当の切り換え制御信号を出力する弁制御手段３
を設け、弁制御手段３はリーン運転時に切り換え弁１１
をバイパス路２０２を開く位置Ｐ１に切り換え、リーン
運転時以外に前段触媒９に排ガスを流入する位置Ｐ２に
切り換えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気路に配備
され、特に、内燃機関の排気路上で燃焼室に近接される
前段触媒とその後方に配備される後段触媒とを順次備え
た自動車の排ガス浄化装置に関する。
され、特に、内燃機関の排気路上で燃焼室に近接される
前段触媒とその後方に配備される後段触媒とを順次備え
た自動車の排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車の排ガス浄化装置は自動車
の内燃機関が発生する排ガスを無害化して大気中に放出
するもので、自然環境を保護する上で重要な役割を持っ
ている。この排ガス浄化装置、例えば三元触媒は酸化還
元の両触媒を備え、空燃比をストイキオを含む狭いウイ
ンド域に保持することにより、酸化触媒が排気中のＣ
Ｏ，ＨＣを、還元触媒が排気中のＮＯXをそれぞれ無害
成分に変換するように作用している。
の内燃機関が発生する排ガスを無害化して大気中に放出
するもので、自然環境を保護する上で重要な役割を持っ
ている。この排ガス浄化装置、例えば三元触媒は酸化還
元の両触媒を備え、空燃比をストイキオを含む狭いウイ
ンド域に保持することにより、酸化触媒が排気中のＣ
Ｏ，ＨＣを、還元触媒が排気中のＮＯXをそれぞれ無害
成分に変換するように作用している。
【０００３】ところでガソリンエンジンの低燃費化にリ
ーンバーン化（希薄燃焼化）が有効な手段であることは
広く知られ、リーンバーンエンジンを搭載した自動車が
多数発表されている。しかし理論空燃比での燃焼時に排
ガス浄化手段として有効な三元触媒は、酸素過剰下（リ
ーン空燃比）である希薄燃焼時では適確な触媒作用を行
えず、各種の排ガス規制を満足することが困難と成って
いる。この問題を解決する技術として、希薄燃焼時に排
ガス中の窒素酸化物（ＮＯX）を浄化することが可能な
リーンＮＯX触媒が提案されており、その一例が特開昭
６０ー１２５２５０公報に開示されている。
ーンバーン化（希薄燃焼化）が有効な手段であることは
広く知られ、リーンバーンエンジンを搭載した自動車が
多数発表されている。しかし理論空燃比での燃焼時に排
ガス浄化手段として有効な三元触媒は、酸素過剰下（リ
ーン空燃比）である希薄燃焼時では適確な触媒作用を行
えず、各種の排ガス規制を満足することが困難と成って
いる。この問題を解決する技術として、希薄燃焼時に排
ガス中の窒素酸化物（ＮＯX）を浄化することが可能な
リーンＮＯX触媒が提案されており、その一例が特開昭
６０ー１２５２５０公報に開示されている。
【０００４】このリーンＮＯX触媒は、特に、高温での
劣化が大きいという点と、ＮＯXの浄化にＨＣ成分を必
要とするという点で実車装備の上で問題を残している。
即ち、図３に示すように排ガス中のＨＣ／ＣＯ比が所定
値以上ないと、ＮＯX浄化率（ηNOX）が十分に高まらず
正常作動出来ない。このため、このリーンＮＯX触媒と
三元触媒とを排気路に順次配設する場合、リーンＮＯX
触媒を三元触媒の上流に配設する必要がある。
劣化が大きいという点と、ＮＯXの浄化にＨＣ成分を必
要とするという点で実車装備の上で問題を残している。
即ち、図３に示すように排ガス中のＨＣ／ＣＯ比が所定
値以上ないと、ＮＯX浄化率（ηNOX）が十分に高まらず
正常作動出来ない。このため、このリーンＮＯX触媒と
三元触媒とを排気路に順次配設する場合、リーンＮＯX
触媒を三元触媒の上流に配設する必要がある。
【０００５】更に、車両の始動初期の排ガス浄化率を早
期に向上させるには、触媒の活性完了温度に達する時間
を早く（ライトオフを早く）する必要が有る。このた
め、従来、容量の比較的小さな前段触媒（ウォームアッ
プ触媒）をエンジンの燃焼室の排気ポートの近傍に装備
し、その後方に主の後段触媒を配することが行われてい
る。これによって、三元触媒で構成される前段触媒が排
気ポートの近傍で早期に加熱され、容量も小型のため比
較的早く活性完了温度に達し、エンジン始動初期の排気
の浄化率を短時間に高率化するようにしている。
期に向上させるには、触媒の活性完了温度に達する時間
を早く（ライトオフを早く）する必要が有る。このた
め、従来、容量の比較的小さな前段触媒（ウォームアッ
プ触媒）をエンジンの燃焼室の排気ポートの近傍に装備
し、その後方に主の後段触媒を配することが行われてい
る。これによって、三元触媒で構成される前段触媒が排
気ポートの近傍で早期に加熱され、容量も小型のため比
較的早く活性完了温度に達し、エンジン始動初期の排気
の浄化率を短時間に高率化するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排ガス規制
の強化が進んでおり、将来的には前段触媒（ウォームア
ップ触媒）の必要性が急増すると考えられている。しか
し、ＮＯXの浄化にＨＣ成分を必要とする点で、三元触
媒を前段触媒にそのまま使用した場合に後段のリーンＮ
ＯX触媒がＨＣ不足によって正常作動出来ない。他方、
前段触媒にリーンＮＯX触媒を用いることは、リーンＮ
ＯX触媒が高温での劣化が大きいことより、このまま使
用することも出来ず、問題と成っている。
の強化が進んでおり、将来的には前段触媒（ウォームア
ップ触媒）の必要性が急増すると考えられている。しか
し、ＮＯXの浄化にＨＣ成分を必要とする点で、三元触
媒を前段触媒にそのまま使用した場合に後段のリーンＮ
ＯX触媒がＨＣ不足によって正常作動出来ない。他方、
前段触媒にリーンＮＯX触媒を用いることは、リーンＮ
ＯX触媒が高温での劣化が大きいことより、このまま使
用することも出来ず、問題と成っている。
【０００７】本発明の目的は、排気路上に前段触媒とそ
の後方に少なくとも一部にリーンＮＯX触媒を有した後
段触媒とを配備した場合に、機関のリーン運転時にあっ
てもそのリーンＮＯX触媒の浄化効率を十分に確保出来
る自動車の排ガス浄化装置を提供することにある。
の後方に少なくとも一部にリーンＮＯX触媒を有した後
段触媒とを配備した場合に、機関のリーン運転時にあっ
てもそのリーンＮＯX触媒の浄化効率を十分に確保出来
る自動車の排ガス浄化装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明は内燃機関の燃焼室に近接される前段触
媒と、上記前段触媒の後方に配備されリーンＮＯX触媒
を含むる後段触媒とを排気路上に順次備え、上記前段触
媒が主に機関運転開始初期の排ガス浄化を行う様に構成
され、特に、上記排気路には上記前段触媒を迂回すると
共に上記後段触媒の上流側で上記排気路に合流するバイ
パス路を設け、上記バイパス路及び上記前段触媒にそれ
ぞれ流入する排ガス流量を制御する切り換え弁を設け、
上記内燃機関の運転情報に応じて上記切り換え弁のアク
チュエータに所定開度相当の切り換え制御信号を出力す
る弁制御手段を設け、上記弁制御手段は機関のリーン運
転時に上記切り換え弁を上記バイパス路を開く位置に切
り換え、リーン運転時以外に上記切り換え弁を上記前段
触媒に排ガスを流入する位置に切り換えることを特徴と
する。
めに、この発明は内燃機関の燃焼室に近接される前段触
媒と、上記前段触媒の後方に配備されリーンＮＯX触媒
を含むる後段触媒とを排気路上に順次備え、上記前段触
媒が主に機関運転開始初期の排ガス浄化を行う様に構成
され、特に、上記排気路には上記前段触媒を迂回すると
共に上記後段触媒の上流側で上記排気路に合流するバイ
パス路を設け、上記バイパス路及び上記前段触媒にそれ
ぞれ流入する排ガス流量を制御する切り換え弁を設け、
上記内燃機関の運転情報に応じて上記切り換え弁のアク
チュエータに所定開度相当の切り換え制御信号を出力す
る弁制御手段を設け、上記弁制御手段は機関のリーン運
転時に上記切り換え弁を上記バイパス路を開く位置に切
り換え、リーン運転時以外に上記切り換え弁を上記前段
触媒に排ガスを流入する位置に切り換えることを特徴と
する。
【０００９】
【作用】弁制御手段が切り換え弁のアクチュエータに内
燃機関の運転情報に応じて所定開度相当の切り換え制御
信号を出力し、特に、切り換え弁を機関のリーン運転時
にバイパス路を開く位置に切り換え、リーン運転時以外
に前段触媒に排ガスを流入する位置に切り換えるので、
リーン運転時にＨＣを含む排ガスをリーンＮＯX触媒に
バイパス路を通して確実に供給することができる。
燃機関の運転情報に応じて所定開度相当の切り換え制御
信号を出力し、特に、切り換え弁を機関のリーン運転時
にバイパス路を開く位置に切り換え、リーン運転時以外
に前段触媒に排ガスを流入する位置に切り換えるので、
リーン運転時にＨＣを含む排ガスをリーンＮＯX触媒に
バイパス路を通して確実に供給することができる。
【００１０】
【実施例】図１、図２に示した自動車の排ガス浄化装置
はガソリンエンジンＥの排気路２上に装着されている。
このエンジンＥはエンジンコントロールユニット（以後
単にＥＣＵと記す）３により燃料供給量を制御され、各
時点での負荷情報やエンジン回転数情報に応じた目標空
燃比に現空燃比を調整制御するように構成されている。
排気路２はエンジン本体１に接続される排気分岐管４
と、その合流部に連続して接続され、前段触媒としての
ウォームアップ触媒９を備えた上流排気管５と、その下
流端に接続され後段触媒１０を備えた下流排気管６と、
図示しないマフラーによって構成されている。
はガソリンエンジンＥの排気路２上に装着されている。
このエンジンＥはエンジンコントロールユニット（以後
単にＥＣＵと記す）３により燃料供給量を制御され、各
時点での負荷情報やエンジン回転数情報に応じた目標空
燃比に現空燃比を調整制御するように構成されている。
排気路２はエンジン本体１に接続される排気分岐管４
と、その合流部に連続して接続され、前段触媒としての
ウォームアップ触媒９を備えた上流排気管５と、その下
流端に接続され後段触媒１０を備えた下流排気管６と、
図示しないマフラーによって構成されている。
【００１１】上流排気管５は上流側の二又分岐部７及び
下流側の合流部８との間が分岐されて前段触媒であるウ
ォームアップ触媒９を装着した上流主路２０１と前段触
媒を迂回するバイパス路２０２を並列的に形成した構成
を成す。特に、ここでは、二又分岐部７に上流主路２０
１及びバイパス路２０２に流入可能な排ガス流量を増減
制御する切り換え弁１１を設けている。この切り換え弁
１１は上流排気管の二又分岐部７に枢支される回転軸１
２を備え、回転軸１２と一体のレバー１３がエアーアク
チュエータ１４によって回動されることによって弁本体
１１１を所定開度に切り換え保持する。
下流側の合流部８との間が分岐されて前段触媒であるウ
ォームアップ触媒９を装着した上流主路２０１と前段触
媒を迂回するバイパス路２０２を並列的に形成した構成
を成す。特に、ここでは、二又分岐部７に上流主路２０
１及びバイパス路２０２に流入可能な排ガス流量を増減
制御する切り換え弁１１を設けている。この切り換え弁
１１は上流排気管の二又分岐部７に枢支される回転軸１
２を備え、回転軸１２と一体のレバー１３がエアーアク
チュエータ１４によって回動されることによって弁本体
１１１を所定開度に切り換え保持する。
【００１２】ここでエアーアクチュエータ１４は負圧室
１４１と、これに対向すると共にレバー１３にリンク１
７を介して連結されるダイアフラム１４２と、ダイアフ
ラム１４２を押圧する戻しばね１４３とを備え、負圧室
１４１には開閉弁１５を介して負圧源としてのスロット
ル弁１８の下流の吸気路１６が連結されている。なお、
切り換え弁を駆動するアクチュエータは上述のエアーア
クチュエータ１４に代えて、例えば、ステップモータ及
び同モータの回転を回転軸１２に伝えるギア列から成る
周知の回転伝達手段を用いても良い。
１４１と、これに対向すると共にレバー１３にリンク１
７を介して連結されるダイアフラム１４２と、ダイアフ
ラム１４２を押圧する戻しばね１４３とを備え、負圧室
１４１には開閉弁１５を介して負圧源としてのスロット
ル弁１８の下流の吸気路１６が連結されている。なお、
切り換え弁を駆動するアクチュエータは上述のエアーア
クチュエータ１４に代えて、例えば、ステップモータ及
び同モータの回転を回転軸１２に伝えるギア列から成る
周知の回転伝達手段を用いても良い。
【００１３】開閉弁１５はデューティー弁であり、ＥＣ
Ｕ３に切り換え駆動される。この開閉弁１５はデューテ
ィー比が０％のオフ時に負圧室１４１を完全に大気解放
し、デューティー比の増加に応じて負圧室１４１の負圧
化を強めて、戻しばね１４３に抗してレバー１３をより
大きく引くように構成されている。即ち、切り換え弁１
１の弁本体１１１は、開閉弁１５のデューティー比が所
定レベル以下において戻しばね１４３の弾性力を受けて
バイパス路２０２を全開し、上流主路２０１を閉じる
（図１の実線で示す位置）第１位置Ｐ１に保持される。
Ｕ３に切り換え駆動される。この開閉弁１５はデューテ
ィー比が０％のオフ時に負圧室１４１を完全に大気解放
し、デューティー比の増加に応じて負圧室１４１の負圧
化を強めて、戻しばね１４３に抗してレバー１３をより
大きく引くように構成されている。即ち、切り換え弁１
１の弁本体１１１は、開閉弁１５のデューティー比が所
定レベル以下において戻しばね１４３の弾性力を受けて
バイパス路２０２を全開し、上流主路２０１を閉じる
（図１の実線で示す位置）第１位置Ｐ１に保持される。
【００１４】逆に、弁本体１１１は、開閉弁１５のデュ
ーティー比が所定レベルを上回るとダイアフラム１４２
の働きで戻しばね１４３に抗してバイパス路２０２を閉
じ初め、上流主路２０１を開き初めてウォームアップ触
媒９に排気を流入させる方向に移動を始める。そしてデ
ューティー比が全開レベルを上回ると、上流主路２０１
を開きバイパス路２０２を閉じる第２位置Ｐ２（図１の
２点鎖線で示す位置）に保持される。ここで、リンク１
７には弁開度センサ１９が対設され、同センサ１９が切
り換え弁１１の開度相当のアナログ出力を図示しないＡ
／Ｄ変換器に発し、同Ａ／Ｄ変換器のデジタル出力がＥ
ＣＵ３に出力される様に構成されている。
ーティー比が所定レベルを上回るとダイアフラム１４２
の働きで戻しばね１４３に抗してバイパス路２０２を閉
じ初め、上流主路２０１を開き初めてウォームアップ触
媒９に排気を流入させる方向に移動を始める。そしてデ
ューティー比が全開レベルを上回ると、上流主路２０１
を開きバイパス路２０２を閉じる第２位置Ｐ２（図１の
２点鎖線で示す位置）に保持される。ここで、リンク１
７には弁開度センサ１９が対設され、同センサ１９が切
り換え弁１１の開度相当のアナログ出力を図示しないＡ
／Ｄ変換器に発し、同Ａ／Ｄ変換器のデジタル出力がＥ
ＣＵ３に出力される様に構成されている。
【００１５】上流主路２０１のウォームアップ触媒９は
エンジン本体１側の燃焼室１０１の排気ポート１０２の
比較的近傍に配設され、後述の後段触媒１０は比較的離
れて配設される。このウォームアップ触媒９は三元触媒
から成り、後段触媒１０と比較して十分に小さな容量に
形成される。このウォームアップ触媒９はモノリス型の
担持体を有し、この担持体の内壁面には周知の三元触媒
活性成分が付着されている。このため、担持体を通過す
る排ガスはその時の空燃比がストイキオ近傍にあり、活
性温度にあると、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯXの酸化還元処理を
成し、無害化された排ガスを排出することが出来る。な
お、この三元触媒に代えて、前段触媒に酸化触媒を用い
コスト低減を図っても良い。この酸化触媒としてはライ
トオフ温度の低いパラジウム（Ｐｄ）系の触媒を利用出
来る。
エンジン本体１側の燃焼室１０１の排気ポート１０２の
比較的近傍に配設され、後述の後段触媒１０は比較的離
れて配設される。このウォームアップ触媒９は三元触媒
から成り、後段触媒１０と比較して十分に小さな容量に
形成される。このウォームアップ触媒９はモノリス型の
担持体を有し、この担持体の内壁面には周知の三元触媒
活性成分が付着されている。このため、担持体を通過す
る排ガスはその時の空燃比がストイキオ近傍にあり、活
性温度にあると、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯXの酸化還元処理を
成し、無害化された排ガスを排出することが出来る。な
お、この三元触媒に代えて、前段触媒に酸化触媒を用い
コスト低減を図っても良い。この酸化触媒としてはライ
トオフ温度の低いパラジウム（Ｐｄ）系の触媒を利用出
来る。
【００１６】後段触媒１０は上流排気管５の合流部８の
下流に続く下流排気管６上に配備される。この後段触媒
１０は筒状の単一の触媒ケース２１内に収容され、排気
路方向に沿ってリーンＮＯX触媒２２及び三元触媒２３
をこの順に配設した構成を採る。なお、このリーンＮＯ
X触媒２２及び三元触媒２３を単一の触媒ケース２１内
に収容してコンパクト化を図っていたが、場合により、
図示しない個々の触媒ケースに収容し、両ケースを順次
接続した構成を採っても良い。ここでリーンＮＯX触媒
２２はモノリス型の担持体を有し、その全内壁面に触媒
活性成分が付着される。ここでの触媒活性成分は酸素過
剰化（リーン空燃比）でＮＯXを還元することが可能な
もので、図３に示すように、ＨＣ／ＣＯ比が所定値以上
でＮＯX浄化率（ηNOX）が高レベルとなる特性を示す。
即ち、その時の排ガスの空燃比がリーン雰囲気下にあ
り、しかも、活性温度にあると、ＮＯX、を還元剤とし
てのＨＣで還元して無害化するように構成されている。
下流に続く下流排気管６上に配備される。この後段触媒
１０は筒状の単一の触媒ケース２１内に収容され、排気
路方向に沿ってリーンＮＯX触媒２２及び三元触媒２３
をこの順に配設した構成を採る。なお、このリーンＮＯ
X触媒２２及び三元触媒２３を単一の触媒ケース２１内
に収容してコンパクト化を図っていたが、場合により、
図示しない個々の触媒ケースに収容し、両ケースを順次
接続した構成を採っても良い。ここでリーンＮＯX触媒
２２はモノリス型の担持体を有し、その全内壁面に触媒
活性成分が付着される。ここでの触媒活性成分は酸素過
剰化（リーン空燃比）でＮＯXを還元することが可能な
もので、図３に示すように、ＨＣ／ＣＯ比が所定値以上
でＮＯX浄化率（ηNOX）が高レベルとなる特性を示す。
即ち、その時の排ガスの空燃比がリーン雰囲気下にあ
り、しかも、活性温度にあると、ＮＯX、を還元剤とし
てのＨＣで還元して無害化するように構成されている。
【００１７】後側の三元触媒２３は前段のウォームアッ
プ触媒９と比較して十分に大きな容量に形成され、その
モノリス型の担持体の全内壁面に前段のウォームアップ
触媒９と同様にストイキオ雰囲気下で酸化還元処理可能
な触媒活性成分が付着された周知の構成を採る。このよ
うに後段触媒１０がリーンＮＯX触媒２２とその下流の
三元触媒２３で構成されることによって、両触媒の排ガ
ス浄化性能の向上を図っている。
プ触媒９と比較して十分に大きな容量に形成され、その
モノリス型の担持体の全内壁面に前段のウォームアップ
触媒９と同様にストイキオ雰囲気下で酸化還元処理可能
な触媒活性成分が付着された周知の構成を採る。このよ
うに後段触媒１０がリーンＮＯX触媒２２とその下流の
三元触媒２３で構成されることによって、両触媒の排ガ
ス浄化性能の向上を図っている。
【００１８】なお、図１の自動車の排ガス浄化装置の概
略を図２（ａ）に示したが、ここでは、エンジン１の燃
焼室１０１とウォームアップ触媒９の間の前排気通路長
さＬ１に対して、ウォームアップ触媒９と後段触媒１０
の間の後排気通路長さＬ２を大きく設定してあり、これ
によってウォームアップ触媒９の性能向上と、リーンＮ
ＯX触媒２２の耐久性確保を図っている。ＥＣＵ３はマ
イクロコンピュータによってその要部が形成され、エン
ジンＥへの燃料供給制御、点火時期制御、スロットル弁
駆動制御等の周知の制御処理を行うと共に切り換え弁制
御を行う。このためＥＣＵ３には上述の弁開度センサ１
９の他に、排気路２に装着されると共に排ガスの空燃比
（Ａ／Ｆ）情報を全域に渡って出力するリニア空燃比セ
ンサ２４、エンジン本体１に取付けられる水温センサ２
６、エンジン回転センサ２７、等が接続され、これらよ
り各検出信号がそれぞれ取り込まれている。
略を図２（ａ）に示したが、ここでは、エンジン１の燃
焼室１０１とウォームアップ触媒９の間の前排気通路長
さＬ１に対して、ウォームアップ触媒９と後段触媒１０
の間の後排気通路長さＬ２を大きく設定してあり、これ
によってウォームアップ触媒９の性能向上と、リーンＮ
ＯX触媒２２の耐久性確保を図っている。ＥＣＵ３はマ
イクロコンピュータによってその要部が形成され、エン
ジンＥへの燃料供給制御、点火時期制御、スロットル弁
駆動制御等の周知の制御処理を行うと共に切り換え弁制
御を行う。このためＥＣＵ３には上述の弁開度センサ１
９の他に、排気路２に装着されると共に排ガスの空燃比
（Ａ／Ｆ）情報を全域に渡って出力するリニア空燃比セ
ンサ２４、エンジン本体１に取付けられる水温センサ２
６、エンジン回転センサ２７、等が接続され、これらよ
り各検出信号がそれぞれ取り込まれている。
【００１９】ここでＥＣＵ３は、特に、弁制御手段とし
ての機能を備え、エンジンＥの運転情報に応じて切り換
え弁１１のエアーアクチュエータ１４に所定開度相当の
切り換え制御信号を出力する。以下に、図１の自動車の
排ガス浄化装置の作動をＥＣＵ３の制御プログラム（図
５参照）及び図４のＮＯX排出量特性線図に沿って説明
する。ＥＣＵ３はエンジンキーのオンに応じ周知のメイ
ンルーチンに入り、その処理の途中で切り換え弁制御処
理に達する。
ての機能を備え、エンジンＥの運転情報に応じて切り換
え弁１１のエアーアクチュエータ１４に所定開度相当の
切り換え制御信号を出力する。以下に、図１の自動車の
排ガス浄化装置の作動をＥＣＵ３の制御プログラム（図
５参照）及び図４のＮＯX排出量特性線図に沿って説明
する。ＥＣＵ３はエンジンキーのオンに応じ周知のメイ
ンルーチンに入り、その処理の途中で切り換え弁制御処
理に達する。
【００２０】図５に示すように切り換え弁制御処理で
は、まず、各センサよりのデータを読み込み、所定のエ
リアにストアする。そして、エンジン回転数Ｎｅが機関
停止判定値Ｎｅ１を下回るか否か判定し、下回るとエン
ジン停止時と見做し、ステップａ３に進み、切り換え弁
１１を上流主路２０１を閉じる第１位置Ｐ１に保持すべ
く、開閉弁１５への出力をデューティー比０％に保持す
る。これにより開閉弁１５が閉じ、負圧室が大気解放さ
れ、切り換え弁１１を第１位置Ｐ１に切り換える処理を
行う。この後、ステップａ４，５では切り換え弁１１が
第１位置Ｐ１に達するのを待ち、弁開度センサ１９の出
力より第１位置Ｐ１に達するのを検出すると、そのまま
リターンし、所定の経過時間Ｔ１を経過しても第１位置
Ｐ１に達しないとステップａ６で故障表示の出力を発
し、リターンする。
は、まず、各センサよりのデータを読み込み、所定のエ
リアにストアする。そして、エンジン回転数Ｎｅが機関
停止判定値Ｎｅ１を下回るか否か判定し、下回るとエン
ジン停止時と見做し、ステップａ３に進み、切り換え弁
１１を上流主路２０１を閉じる第１位置Ｐ１に保持すべ
く、開閉弁１５への出力をデューティー比０％に保持す
る。これにより開閉弁１５が閉じ、負圧室が大気解放さ
れ、切り換え弁１１を第１位置Ｐ１に切り換える処理を
行う。この後、ステップａ４，５では切り換え弁１１が
第１位置Ｐ１に達するのを待ち、弁開度センサ１９の出
力より第１位置Ｐ１に達するのを検出すると、そのまま
リターンし、所定の経過時間Ｔ１を経過しても第１位置
Ｐ１に達しないとステップａ６で故障表示の出力を発
し、リターンする。
【００２１】他方、ステップａ２で機関停止でないとし
て、ステップａ７に進むと、ここでは空燃比情報をリニ
ア空燃比センサ２４の出力に基づき取り込み、同空燃比
がリーン域か否か判定し、リーン以外、即ち、ストイキ
オ域或いはリッチ域に切り替わった時点（例えば図４中
の時点ｔｏ）で有ると、ステップａ８に進み、切り換え
弁１１を上流主路２０１を開きバイパス路２０２を閉じ
る第２位置Ｐ２に切り換え保持し、ステップａ９，１０
に進む。ここでは切り換え弁１１が第２位置Ｐ２に達す
るのを待ち、弁開度センサ１９の出力より第２位置Ｐ２
に達するのを検出すると、そのままリターンし、所定の
経過時間Ｔ１を経過しても第２位置Ｐ２に達しないとス
テップａ６に進み、ここで故障表示の出力を発し、リタ
ーンする。
て、ステップａ７に進むと、ここでは空燃比情報をリニ
ア空燃比センサ２４の出力に基づき取り込み、同空燃比
がリーン域か否か判定し、リーン以外、即ち、ストイキ
オ域或いはリッチ域に切り替わった時点（例えば図４中
の時点ｔｏ）で有ると、ステップａ８に進み、切り換え
弁１１を上流主路２０１を開きバイパス路２０２を閉じ
る第２位置Ｐ２に切り換え保持し、ステップａ９，１０
に進む。ここでは切り換え弁１１が第２位置Ｐ２に達す
るのを待ち、弁開度センサ１９の出力より第２位置Ｐ２
に達するのを検出すると、そのままリターンし、所定の
経過時間Ｔ１を経過しても第２位置Ｐ２に達しないとス
テップａ６に進み、ここで故障表示の出力を発し、リタ
ーンする。
【００２２】他方、ステップａ７でリーン運転域である
と判定されると（例えば図４中の時点ｔ１）、ステップ
ａ３に進み、切り換え弁１１をバイパス路２０２を全開
して上流主路２０１を閉じる第１位置Ｐ１に切り換え保
持し、ステップａ４，５側に進む。このように、リーン
運転域では上流主路２０１を閉じてウォームアップ触媒
９にＨＣを消費されることを防ぎ、バイパス路２０２を
全開してＨＣを含む燃焼室１０１からの排ガスをそのま
まリーンＮＯX触媒２２に導くので、リーンＮＯX触媒２
２のリーン域でのＮＯX浄化効率の低下を避けることが
出来る。なお、図４には時点ｔ１で切り換え弁１１を第
１位置Ｐ１のままに保持した場合のＮＯX排出状態を二
点鎖線ａで示した。
と判定されると（例えば図４中の時点ｔ１）、ステップ
ａ３に進み、切り換え弁１１をバイパス路２０２を全開
して上流主路２０１を閉じる第１位置Ｐ１に切り換え保
持し、ステップａ４，５側に進む。このように、リーン
運転域では上流主路２０１を閉じてウォームアップ触媒
９にＨＣを消費されることを防ぎ、バイパス路２０２を
全開してＨＣを含む燃焼室１０１からの排ガスをそのま
まリーンＮＯX触媒２２に導くので、リーンＮＯX触媒２
２のリーン域でのＮＯX浄化効率の低下を避けることが
出来る。なお、図４には時点ｔ１で切り換え弁１１を第
１位置Ｐ１のままに保持した場合のＮＯX排出状態を二
点鎖線ａで示した。
【００２３】更に、機関停止時には切り換え弁１１を開
き、ウォームアップ触媒９に排ガスを流さないので、た
とえ、切り換え弁１１が第１位置Ｐ１に長時間保持され
続け、或いは制御系の断線等により切り換え弁１１が第
１位置Ｐ１切り替わったままとなり、排気管の内壁に固
着しても、この第１位置Ｐ１ではバイパス路２０２が開
き、リーンＮＯX触媒２２へのＨＣの供給は確保され続
ける。このため、リーンＮＯX触媒２２のＮＯX浄化率の
低下が防止され、更に上流主路２０１が閉じられウォー
ムアップ触媒９の熱劣化も防止され、市場出荷時におけ
るフェイルセーフ機能を保持出来る。
き、ウォームアップ触媒９に排ガスを流さないので、た
とえ、切り換え弁１１が第１位置Ｐ１に長時間保持され
続け、或いは制御系の断線等により切り換え弁１１が第
１位置Ｐ１切り替わったままとなり、排気管の内壁に固
着しても、この第１位置Ｐ１ではバイパス路２０２が開
き、リーンＮＯX触媒２２へのＨＣの供給は確保され続
ける。このため、リーンＮＯX触媒２２のＮＯX浄化率の
低下が防止され、更に上流主路２０１が閉じられウォー
ムアップ触媒９の熱劣化も防止され、市場出荷時におけ
るフェイルセーフ機能を保持出来る。
【００２４】図１，図２の自動車の排ガス浄化装置は上
流排気管５の二又分岐部７に切り換え弁１１を装着して
いたが、これに代えて下流側の合流部８に切り換え弁１
１'を配備しても良く、この場合の概略構成を図７に、
その切り換え弁１１'の一例を図６に示した。図６の自
動車の排ガス浄化装置は、図１の自動車の排ガス浄化装
置と比べて、切り換え弁１１'の装着位置が異なる点以
外は同様に構成され、その重複説明を略す。
流排気管５の二又分岐部７に切り換え弁１１を装着して
いたが、これに代えて下流側の合流部８に切り換え弁１
１'を配備しても良く、この場合の概略構成を図７に、
その切り換え弁１１'の一例を図６に示した。図６の自
動車の排ガス浄化装置は、図１の自動車の排ガス浄化装
置と比べて、切り換え弁１１'の装着位置が異なる点以
外は同様に構成され、その重複説明を略す。
【００２５】ここでは特に、図７に示す様に、上流排気
管５の下流側の合流部８と下流排気管６との接続部位に
回転軸１２が枢支され、この回転軸１２と一体の切り換
え弁１１’が前述と同様のエアーアクチュエータ１４に
よって回動されるように構成されている。この場合も、
弁本体１１１は上流主路２０１を閉じる（図７の実線で
示す位置）第１位置Ｐ１と、上流主路２０１を開きバイ
パス路２０２を閉じる第２位置Ｐ２（図７の破線で示す
位置）とに切り換え保持され、図６、図７の自動車の排
ガス浄化装置によれば図１の装置と同様の作用効果を得
ることが出来る。
管５の下流側の合流部８と下流排気管６との接続部位に
回転軸１２が枢支され、この回転軸１２と一体の切り換
え弁１１’が前述と同様のエアーアクチュエータ１４に
よって回動されるように構成されている。この場合も、
弁本体１１１は上流主路２０１を閉じる（図７の実線で
示す位置）第１位置Ｐ１と、上流主路２０１を開きバイ
パス路２０２を閉じる第２位置Ｐ２（図７の破線で示す
位置）とに切り換え保持され、図６、図７の自動車の排
ガス浄化装置によれば図１の装置と同様の作用効果を得
ることが出来る。
【００２６】図１の自動車の排ガス浄化装置はその弁制
御手段としてのＥＣＵ３が空燃比によって切り換え弁１
１を開閉制御しているが、特に、機関の暖機時の間のみ
は始動後の経過時間に応じて開度を第１開度Ｐ１，中間
開度Ｐ３（第１位置と第２位置の間の開度で上流主路２
０１とバイパス路２０２に共に排ガスを流入出来る開
度）及び第２開度Ｐ２とに選択的に順次切り換える構成
を採っても良い。この場合、始動時の排ガス浄化効率を
早期に向上出来、暖機後は図１の装置と同様の作用効果
を得られる。
御手段としてのＥＣＵ３が空燃比によって切り換え弁１
１を開閉制御しているが、特に、機関の暖機時の間のみ
は始動後の経過時間に応じて開度を第１開度Ｐ１，中間
開度Ｐ３（第１位置と第２位置の間の開度で上流主路２
０１とバイパス路２０２に共に排ガスを流入出来る開
度）及び第２開度Ｐ２とに選択的に順次切り換える構成
を採っても良い。この場合、始動時の排ガス浄化効率を
早期に向上出来、暖機後は図１の装置と同様の作用効果
を得られる。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、この発明は弁制御手段が
切り換え弁のアクチュエータに切り換え制御信号を出力
して内燃機関の運転情報に応じた開度を保持出来、特
に、切り換え弁をリーン運転時にバイパス路を開く位置
に、リーン運転時以外に前段触媒に排ガスを流入する位
置に切り換えるので、リーン運転時にＨＣを含む排ガス
をリーンＮＯX触媒にバイパス路を通して確実に供給出
来、そのリーンＮＯX触媒の浄化効率を十分に確保出来
る。
切り換え弁のアクチュエータに切り換え制御信号を出力
して内燃機関の運転情報に応じた開度を保持出来、特
に、切り換え弁をリーン運転時にバイパス路を開く位置
に、リーン運転時以外に前段触媒に排ガスを流入する位
置に切り換えるので、リーン運転時にＨＣを含む排ガス
をリーンＮＯX触媒にバイパス路を通して確実に供給出
来、そのリーンＮＯX触媒の浄化効率を十分に確保出来
る。
【図１】本発明の一実施例としての自動車の排ガス浄化
装置の全体構成図である。
装置の全体構成図である。
【図２】図１の排ガス浄化装置の概略図である。
【図３】リーンＮＯX触媒の浄化特性線図である。
【図４】図１の排ガス浄化装置のＮＯX排出量特性線図
である。
である。
【図５】図１の排ガス浄化装置のＥＣＵが行う切り換え
弁制御ルーチンのフローチャートである。
弁制御ルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施例としての排ガス浄化装置の
概略図である。
概略図である。
【図７】図６の排ガス浄化装置で用いる切り換え弁及び
排気路の拡大部分断面図である。
排気路の拡大部分断面図である。
１ エンジン本体 ２ 排気路 ３ ＥＣＵ ５ 上流排気管 ７ 二又分岐部 ８ 合流部 ９ ウォームアップ触媒 １０ 後段触媒 １１ 切り換え弁 １４ エアーアクチュエータ ２２ リーンＮＯX触媒 ２３ 三元触媒 ２４ リニア空燃比センサ １０１ 燃焼室 ２０１ 上流主路 ２０２ バイパス路 Ｅ エンジン
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/24 Ｂ 9150−3Ｇ 3/28 ３０１ Ｆ 9150−3Ｇ (72)発明者 古賀 一雄 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の燃焼室に近接される前段触媒と
上記前段触媒の後方に配備されリーンＮＯX触媒を含む
後段触媒とを排気路上に順次備え、上記前段触媒が主に
機関運転開始初期の排ガス浄化を行う様に構成された自
動車の排ガス浄化装置において、上記排気路には上記前
段触媒を迂回すると共に上記後段触媒の上流側で上記排
気路に合流するバイパス路を設け、上記バイパス路及び
上記前段触媒にそれぞれ流入する排ガス流量を制御する
切り換え弁を設け、上記内燃機関の運転情報に応じて上
記切り換え弁のアクチュエータに所定開度相当の切り換
え制御信号を出力する弁制御手段を設け、上記弁制御手
段は機関のリーン運転時に上記切り換え弁を上記バイパ
ス路を開く位置に切り換え、リーン運転時以外に上記切
り換え弁を上記前段触媒に排ガスを流入する位置に切り
換えることを特徴とする自動車の排ガス浄化装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4033728A JPH05231137A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 自動車の排ガス浄化装置 |
| EP93102682A EP0556854B1 (en) | 1992-02-20 | 1993-02-19 | Exhaust emission control system |
| US08/019,902 US5349816A (en) | 1992-02-20 | 1993-02-19 | Exhaust emission control system |
| DE69304562T DE69304562T2 (de) | 1992-02-20 | 1993-02-19 | Abgasemissionsregeleinrichtung |
| KR1019930002368A KR960007969B1 (ko) | 1992-02-20 | 1993-02-20 | 자동차의 배기가스정화장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4033728A JPH05231137A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 自動車の排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231137A true JPH05231137A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=12394467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4033728A Withdrawn JPH05231137A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 自動車の排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05231137A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5690072A (en) * | 1996-12-13 | 1997-11-25 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for determining and controlling a/f ratio in lean engines |
| US5720260A (en) * | 1996-12-13 | 1998-02-24 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for controlling combustion stability for lean-burn engines |
| US5755202A (en) * | 1996-10-25 | 1998-05-26 | Ford Global Technologies, Inc. | Method of reducing feed gas emissions in an internal combustion engine |
| US5778666A (en) * | 1996-04-26 | 1998-07-14 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and apparatus for improving engine fuel economy |
| US5832722A (en) * | 1997-03-31 | 1998-11-10 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and apparatus for maintaining catalyst efficiency of a NOx trap |
| US5865026A (en) * | 1997-01-21 | 1999-02-02 | Ford Global Technologies, Inc. | System and method for monitoring a catalytic converter using adaptable indicator threshold |
| US5915359A (en) * | 1996-12-13 | 1999-06-29 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for determining and controlling A/F ratio during cold start engine operation |
| US5953905A (en) * | 1997-01-17 | 1999-09-21 | Ford Global Technologies, Inc. | System and method for monitoring a catalytic converter |
| US5974786A (en) * | 1997-01-21 | 1999-11-02 | Ford Global Technologies, Inc. | Adaptive time window to synchronize pre- and post-catalyst oxygen sensor switch counters |
| US5974785A (en) * | 1997-01-16 | 1999-11-02 | Ford Global Technologies, Inc. | Closed loop bias air/fuel ratio offset to enhance catalytic converter efficiency |
| JPWO2006006385A1 (ja) * | 2004-07-07 | 2008-04-24 | 株式会社三五 | 内燃機関の排気装置 |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP4033728A patent/JPH05231137A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5778666A (en) * | 1996-04-26 | 1998-07-14 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and apparatus for improving engine fuel economy |
| US5755202A (en) * | 1996-10-25 | 1998-05-26 | Ford Global Technologies, Inc. | Method of reducing feed gas emissions in an internal combustion engine |
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| US5974785A (en) * | 1997-01-16 | 1999-11-02 | Ford Global Technologies, Inc. | Closed loop bias air/fuel ratio offset to enhance catalytic converter efficiency |
| US5953905A (en) * | 1997-01-17 | 1999-09-21 | Ford Global Technologies, Inc. | System and method for monitoring a catalytic converter |
| US6112518A (en) * | 1997-01-17 | 2000-09-05 | Ford Global Technologies, Inc. | System and method for monitoring a catalytic converter |
| US5865026A (en) * | 1997-01-21 | 1999-02-02 | Ford Global Technologies, Inc. | System and method for monitoring a catalytic converter using adaptable indicator threshold |
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| US6018944A (en) * | 1997-01-21 | 2000-02-01 | Ford Global Technologies, Inc. | System and method for monitoring a catalytic converter using adaptable indicator threshold |
| US5832722A (en) * | 1997-03-31 | 1998-11-10 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and apparatus for maintaining catalyst efficiency of a NOx trap |
| JPWO2006006385A1 (ja) * | 2004-07-07 | 2008-04-24 | 株式会社三五 | 内燃機関の排気装置 |
| JP4486963B2 (ja) * | 2004-07-07 | 2010-06-23 | 株式会社三五 | 内燃機関の排気装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |